JPH0493875A - 定着用ローラ及び定着装置 - Google Patents
定着用ローラ及び定着装置Info
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- JPH0493875A JPH0493875A JP2206594A JP20659490A JPH0493875A JP H0493875 A JPH0493875 A JP H0493875A JP 2206594 A JP2206594 A JP 2206594A JP 20659490 A JP20659490 A JP 20659490A JP H0493875 A JPH0493875 A JP H0493875A
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Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は電子写真複写機、プリンター等画像形成装置に
用いられる定着用ローラ及び定着装置に関するものであ
る。
用いられる定着用ローラ及び定着装置に関するものであ
る。
[従来技術]
従来、定着装置に用いられる定着用ローラとして弾性層
にシリコンゴムな用い、その上にPTFE(四フッ化エ
チレン樹脂)、PFA(四フッ化エチレン・パーフロロ
アルコキシエチレン共重合体)、FEP(四フッ化エチ
レン・六フッ化プロピレン共重合体)等のフッ素樹脂を
被覆したローラが知られている。
にシリコンゴムな用い、その上にPTFE(四フッ化エ
チレン樹脂)、PFA(四フッ化エチレン・パーフロロ
アルコキシエチレン共重合体)、FEP(四フッ化エチ
レン・六フッ化プロピレン共重合体)等のフッ素樹脂を
被覆したローラが知られている。
例えば、特公昭47−20747号公報、特開昭52−
60145号公報、特開昭52−96546号公報等で
は耐熱ゴム層の上にフッ素樹脂チューブを被覆した定着
用の加熱又は加圧ローラが開示されている。また特開昭
57−89785号公報、特開昭58−27175号公
報、特開昭61−170770号公報等には、耐熱ゴム
層の上にフッ素樹脂をコーティングした後焼成すること
でフッ素樹脂層を被覆する定着用の加熱又は加圧ローラ
が開示されている。これらは何れもゴム層表面の離型性
が長期使用によって劣化するのを補償するため離型性、
耐久性に優れたフッ素樹脂層を表層に設け、ゴム層の弾
性を生かしつつ耐久性に優れた定着用の加熱は又は加圧
ローラを提供しようとするものである。また、上記従来
例ではフッ素樹脂層及びゴム層の抵抗が高いため記録材
と定着用ローラとの摩擦帯電により定着用ローラが高電
位になり転写材の巻きつきゃ転写材上のトナーを静電気
的に反発することでオフセットが生じる等の問題があっ
た。とくに加圧ローラにこの種のローラを用いると上記
現象は顕著であった。
60145号公報、特開昭52−96546号公報等で
は耐熱ゴム層の上にフッ素樹脂チューブを被覆した定着
用の加熱又は加圧ローラが開示されている。また特開昭
57−89785号公報、特開昭58−27175号公
報、特開昭61−170770号公報等には、耐熱ゴム
層の上にフッ素樹脂をコーティングした後焼成すること
でフッ素樹脂層を被覆する定着用の加熱又は加圧ローラ
が開示されている。これらは何れもゴム層表面の離型性
が長期使用によって劣化するのを補償するため離型性、
耐久性に優れたフッ素樹脂層を表層に設け、ゴム層の弾
性を生かしつつ耐久性に優れた定着用の加熱は又は加圧
ローラを提供しようとするものである。また、上記従来
例ではフッ素樹脂層及びゴム層の抵抗が高いため記録材
と定着用ローラとの摩擦帯電により定着用ローラが高電
位になり転写材の巻きつきゃ転写材上のトナーを静電気
的に反発することでオフセットが生じる等の問題があっ
た。とくに加圧ローラにこの種のローラを用いると上記
現象は顕著であった。
このような定着用ローラの帯電を防止する技術として、
例えば特開昭58−83878号公報にはゴム層の上に
導電性物質が混入したフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物
を塗布した弾性ローラが開示されている。この公報の技
術では表面離型層に導電性を付与することにより定着用
ローラが帯電するのを防止している。同様に特開昭64
−24284号公報では弾性層の上に表面離型層として
導電性のPFA層を設けた加圧ローラが開示されている
。
例えば特開昭58−83878号公報にはゴム層の上に
導電性物質が混入したフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物
を塗布した弾性ローラが開示されている。この公報の技
術では表面離型層に導電性を付与することにより定着用
ローラが帯電するのを防止している。同様に特開昭64
−24284号公報では弾性層の上に表面離型層として
導電性のPFA層を設けた加圧ローラが開示されている
。
[発明が解決する問題点]
しかしながら上記従来例表面離型層を低抵抗化すると以
下に示すような問題点があった。
下に示すような問題点があった。
導電性のフッ素樹脂層を形成するために、フッ素樹脂層
にカーボンブラック等の充てん剤を混入する必要が有り
、フッ素樹脂層の離型性が低下する。このため長期耐久
により加圧ローラの汚れが発生し易くなる。
にカーボンブラック等の充てん剤を混入する必要が有り
、フッ素樹脂層の離型性が低下する。このため長期耐久
により加圧ローラの汚れが発生し易くなる。
また、表層の電荷を逃がす必要があり、除電ブラシ等を
設けなくてはならない。
設けなくてはならない。
更に、像担持体と転写帯電器とを有する画像形成装置の
場合、OHP用フィルム等の高抵抗の転写材を用いると
、表層のフッ素樹脂層を導電性として構成では、加圧ロ
ーラの帯電は防止できるが、表層から転写材裏面の電荷
がリークしてしまい、転写材がトナーを保持する力が弱
くなるためオフセットが生じてしまう。
場合、OHP用フィルム等の高抵抗の転写材を用いると
、表層のフッ素樹脂層を導電性として構成では、加圧ロ
ーラの帯電は防止できるが、表層から転写材裏面の電荷
がリークしてしまい、転写材がトナーを保持する力が弱
くなるためオフセットが生じてしまう。
[問題点を解決する手段]
上記問題点を解決する本発明は、弾性層上に表面樹脂層
を有する定着用ローラにおいて、上記弾性層の体積固有
抵抗値が107ΩCm以下であり、上記樹脂層の表面抵
抗値が1010Ω以上厚みが100μm以下であること
を特徴とするもの、及び加熱体と、この加熱体とニップ
を形成し、弾性層上に表面樹脂層を有する加圧ローラと
を有する定着装置において、上記弾性層の体積固有抵抗
値が107Ωcm以下であり、上記樹脂層の表面抵抗値
が1010Ω以上厚みが1100LL以下であることを
特徴とするものである。
を有する定着用ローラにおいて、上記弾性層の体積固有
抵抗値が107ΩCm以下であり、上記樹脂層の表面抵
抗値が1010Ω以上厚みが100μm以下であること
を特徴とするもの、及び加熱体と、この加熱体とニップ
を形成し、弾性層上に表面樹脂層を有する加圧ローラと
を有する定着装置において、上記弾性層の体積固有抵抗
値が107Ωcm以下であり、上記樹脂層の表面抵抗値
が1010Ω以上厚みが1100LL以下であることを
特徴とするものである。
[発明の実施例]
以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図は本発明の実施例の定着装置を用いた画像形成装
置の主要部の断面図である。
置の主要部の断面図である。
8は未定着のトナー像が形成される感光ドラムで、9は
感光ドラム8上のトナー像を転写材に転写する転写帯電
器である。
感光ドラム8上のトナー像を転写材に転写する転写帯電
器である。
加熱ローラは1アルミニウム、Sus、鉄等の芯金11
上にPTFE (四フッ化エチレン)PFA (四フッ
化エチレン・パーフロロアルコキシエチレン共重合体)
等の耐熱性、離型性の良い樹脂層12を設け、加圧ロー
ラ2にはSus、鉄等の芯金21の上に導電性を有する
シリコンゴム22上にPFA、FEP (四フッ化エチ
レン・六フッ化プロピレン共重合体)からなるチューブ
23を被覆したものを用いる。加熱ローラ1の周囲には
加熱ローラ1の表面温度を検知するためのサーミスタ等
の温度検知器3が配設され、また定着ローラ1内中心部
には、加熱ローラ1を加熱するためのヒータ4が設置さ
れている。加熱ローラ1の表面温度は温度検知器3から
の信号に基づいて、不図示の制御部によりヒーター4を
点滅制御することで所定値に制御される。
上にPTFE (四フッ化エチレン)PFA (四フッ
化エチレン・パーフロロアルコキシエチレン共重合体)
等の耐熱性、離型性の良い樹脂層12を設け、加圧ロー
ラ2にはSus、鉄等の芯金21の上に導電性を有する
シリコンゴム22上にPFA、FEP (四フッ化エチ
レン・六フッ化プロピレン共重合体)からなるチューブ
23を被覆したものを用いる。加熱ローラ1の周囲には
加熱ローラ1の表面温度を検知するためのサーミスタ等
の温度検知器3が配設され、また定着ローラ1内中心部
には、加熱ローラ1を加熱するためのヒータ4が設置さ
れている。加熱ローラ1の表面温度は温度検知器3から
の信号に基づいて、不図示の制御部によりヒーター4を
点滅制御することで所定値に制御される。
加熱ローラ1および加圧ローラ2手前の転写材入口部に
は、転写材を加熱ローラ1と加圧ローラ2との間にニッ
プ部へ導くための入口ガイド5が設けられている。又加
熱ローラ1表面には転写材を分離するための分離爪6が
設けられている。
は、転写材を加熱ローラ1と加圧ローラ2との間にニッ
プ部へ導くための入口ガイド5が設けられている。又加
熱ローラ1表面には転写材を分離するための分離爪6が
設けられている。
このような定着装置において、加熱ローラ1及び加圧ロ
ーラ2はともに導電性の芯金が接地されている。
ーラ2はともに導電性の芯金が接地されている。
次に、本実施例の加圧ローラ2について第1図をもとに
更に詳しく説明する。
更に詳しく説明する。
加圧ローラ2は、前述のように、Sus、鉄等からなる
芯金21の上にカーボンブラック。
芯金21の上にカーボンブラック。
金属、金属酸化物等が充填され導電性が付与されたシリ
コンゴム層22を設け、その上にPFA又はFEPから
なるチューブを樹脂層23として設けである。導電性の
シリコンゴム層22は厚みが2〜10mmの間で硬度が
10〜40度(J I SA)の間にあることが好まし
く厚み2mm以下又は硬度40度(JIS A)以上
では弾性層としての機能が十分はたせず転写材の通紙性
能でシワ等の問題が生じ易く、厚み10mm以上又は硬
度10度(JIS A)以下ではゴムの変形量が大き
くなりすぎるため、表層の樹脂層23にシワが生じ易く
なる。またシリコンゴム層22の抵抗値は体積固有抵抗
値で107Ωcm以下であることが好ましい。この数値
は本発明にとって重要で有り、その根拠は後で詳細に述
べる。表層の樹脂層23は抵抗の高い接着層を用いた場
合、接着層を含めて厚みが10〜100μmの間が好ま
しく抵抗値は表面抵抗値で1o10Ω以上が好ましい。
コンゴム層22を設け、その上にPFA又はFEPから
なるチューブを樹脂層23として設けである。導電性の
シリコンゴム層22は厚みが2〜10mmの間で硬度が
10〜40度(J I SA)の間にあることが好まし
く厚み2mm以下又は硬度40度(JIS A)以上
では弾性層としての機能が十分はたせず転写材の通紙性
能でシワ等の問題が生じ易く、厚み10mm以上又は硬
度10度(JIS A)以下ではゴムの変形量が大き
くなりすぎるため、表層の樹脂層23にシワが生じ易く
なる。またシリコンゴム層22の抵抗値は体積固有抵抗
値で107Ωcm以下であることが好ましい。この数値
は本発明にとって重要で有り、その根拠は後で詳細に述
べる。表層の樹脂層23は抵抗の高い接着層を用いた場
合、接着層を含めて厚みが10〜100μmの間が好ま
しく抵抗値は表面抵抗値で1o10Ω以上が好ましい。
これらの数値も本発明にとって重要で有り、その根拠に
ついても後で詳細に述べる。
ついても後で詳細に述べる。
加圧ローラ2の製造方法についてはあらかじめ芯金と内
面をエツチング処理したPFA又はFEPチューブを筒
型内に固定し、芯金21とチューブ23の間に液状又は
低粘度にしたコンパウンド状の導電性シリコンゴムを注
型し、加熱硬化させることによって製造する方法、あら
かじめ加硫成型した導電性シリコンゴムローラに内面を
エツチング処理したPFA又はFEPチューブを被覆し
加熱収縮させる方法等が適宜採用できる。
面をエツチング処理したPFA又はFEPチューブを筒
型内に固定し、芯金21とチューブ23の間に液状又は
低粘度にしたコンパウンド状の導電性シリコンゴムを注
型し、加熱硬化させることによって製造する方法、あら
かじめ加硫成型した導電性シリコンゴムローラに内面を
エツチング処理したPFA又はFEPチューブを被覆し
加熱収縮させる方法等が適宜採用できる。
次に具体的な実施例をもとに本発明の作用効果について
述べる。
述べる。
第1図の画像形成装置はあらかじめ負帯電した有機光導
電体からなる感光ドラム8にレーザービームをラスター
・スキャンすることで静電潜像を形成し負帯電トナーに
より反転現像を行い、正極性の電圧を印加した転写ロー
ラにより転写材にトナー像を転写するレーザー・ビーム
・プリンタを用いた。尚、画像形成速度は60 mm/
secで、1分間にA4サイズの転写材を10枚プリ
ントできる能力を有している。定着装置は芯金の外径を
29.9mmとし、その上にPFA層を30um厚でコ
ーティングした加熱ローラ1を用い、加圧ローラ2とし
て外径10mmの芯金の上にカーボンブラックを適量混
入し、体積固有抵抗値を103Ωcmにした導電性シリ
コンゴムを厚さ6mmで成型し、その上に50ALm厚
のPFAチューブを被覆したものを用いた。この加圧ロ
ーラを上記レーザー・ビーム・プリンターを用い転写材
として坪量128g/m”の普通紙及びポリエステルフ
ィルム上に酢酸ビニル系のバインダーに界面活性剤を混
入したコーティング剤を塗布した0HP(オーバー・ヘ
ッドプロジェクタ−)用のフィルム(厚み100μm)
を用いてオフセット性能を評価した。このときオフセッ
ト性能は転写材の送り方向の先端側半分に2ドツトの横
線を5ドツト分のスペースを空けて印字しく評価は30
0dpiの走査線密度で行った)後端側半分にその画像
がオフセット像として再び加熱ローラ1から転写材へ転
移するかどうかで評価した。
電体からなる感光ドラム8にレーザービームをラスター
・スキャンすることで静電潜像を形成し負帯電トナーに
より反転現像を行い、正極性の電圧を印加した転写ロー
ラにより転写材にトナー像を転写するレーザー・ビーム
・プリンタを用いた。尚、画像形成速度は60 mm/
secで、1分間にA4サイズの転写材を10枚プリ
ントできる能力を有している。定着装置は芯金の外径を
29.9mmとし、その上にPFA層を30um厚でコ
ーティングした加熱ローラ1を用い、加圧ローラ2とし
て外径10mmの芯金の上にカーボンブラックを適量混
入し、体積固有抵抗値を103Ωcmにした導電性シリ
コンゴムを厚さ6mmで成型し、その上に50ALm厚
のPFAチューブを被覆したものを用いた。この加圧ロ
ーラを上記レーザー・ビーム・プリンターを用い転写材
として坪量128g/m”の普通紙及びポリエステルフ
ィルム上に酢酸ビニル系のバインダーに界面活性剤を混
入したコーティング剤を塗布した0HP(オーバー・ヘ
ッドプロジェクタ−)用のフィルム(厚み100μm)
を用いてオフセット性能を評価した。このときオフセッ
ト性能は転写材の送り方向の先端側半分に2ドツトの横
線を5ドツト分のスペースを空けて印字しく評価は30
0dpiの走査線密度で行った)後端側半分にその画像
がオフセット像として再び加熱ローラ1から転写材へ転
移するかどうかで評価した。
この結果、オフセットや転写材の巻きつき等の現象は発
生せず、耐久性能もA4サイズの紙を30万枚通紙した
が、加圧ローラの汚れ等は発生せず、オフセット等の現
象も認められなかった。
生せず、耐久性能もA4サイズの紙を30万枚通紙した
が、加圧ローラの汚れ等は発生せず、オフセット等の現
象も認められなかった。
本実施例がこのように優れた特性を有するのは次の様に
考えられる。
考えられる。
第2図に示すようにOHP用フィルムにはOHP用フィ
ルム211の裏面の転写電荷(本実施例ではプラス)と
OHP用フィルム211表面(トナー像側)のOHP用
フィルム211が感光ドラム(不図示)から分離すると
きに発注する転写電荷と逆極性の電荷が存在する。一般
の転写材ではこの逆極性同士の電荷は転写材を通じて中
和され、電荷量の多い転写電荷が残る。ところがOHP
用フィルム21のように高抵抗の転写材では電荷の移動
が厚み方向ではないため互いに表裏面に残ったままとな
る。このときに加圧ローラ2から転写電荷がリークする
とOHP用フィルムはトナーと同極性の電荷が過剰とな
りトナーを反発する力が生じてしまう。この結果加熱ロ
ーラ1に対してトナーが付着してオフセットが生じる。
ルム211の裏面の転写電荷(本実施例ではプラス)と
OHP用フィルム211表面(トナー像側)のOHP用
フィルム211が感光ドラム(不図示)から分離すると
きに発注する転写電荷と逆極性の電荷が存在する。一般
の転写材ではこの逆極性同士の電荷は転写材を通じて中
和され、電荷量の多い転写電荷が残る。ところがOHP
用フィルム21のように高抵抗の転写材では電荷の移動
が厚み方向ではないため互いに表裏面に残ったままとな
る。このときに加圧ローラ2から転写電荷がリークする
とOHP用フィルムはトナーと同極性の電荷が過剰とな
りトナーを反発する力が生じてしまう。この結果加熱ロ
ーラ1に対してトナーが付着してオフセットが生じる。
本実施例では加圧ローラの表面層の抵抗が十分高いため
OHP用フィルムの裏面電荷が加圧ローラから逃げるこ
とがないためOHP用フィルム表面のトナーを十分保持
することが可能となる。−方、加圧ローラ2が帯電する
ことによって、転写材上のトナーを反発したり転写材が
巻きつく現象に関しては、加圧ローラ2の弾性層に導電
性ゴムを用いたことにより加圧ローラ2の静電容量が大
となり加圧ローラ2表面に転写材との摩擦帯電により電
荷が生じたとしても、電位は低いレベルに収まり、転写
材上のトナーを反発したり、転写材を巻きつけるだけの
静電気力が生じなくなる。また加圧ローラの高耐久性に
関しては表層のフッ素樹脂層が充分な強度を有し、かつ
充てん剤等を混ぜていないため極めて離型性に優れてい
るため耐久により汚れが付着することなく、また、弾性
層はカーボンブラック、金属粉等耐熱性が有り、変質し
にくい材料を用いて抵抗をコントロールしているため、
長期使用によって抵抗値が変化せず環境安定性も優れ、
オフセット性能等も初期及び環境変化に対して変わるこ
とがない。また、本実施例では加圧ローラ2の静電容量
を大きくすることで加圧ローラ2の帯電を防止するため
、フッ素樹脂層表層に電荷を逃がすための導電性のブラ
シを当接させる必要がない。
OHP用フィルムの裏面電荷が加圧ローラから逃げるこ
とがないためOHP用フィルム表面のトナーを十分保持
することが可能となる。−方、加圧ローラ2が帯電する
ことによって、転写材上のトナーを反発したり転写材が
巻きつく現象に関しては、加圧ローラ2の弾性層に導電
性ゴムを用いたことにより加圧ローラ2の静電容量が大
となり加圧ローラ2表面に転写材との摩擦帯電により電
荷が生じたとしても、電位は低いレベルに収まり、転写
材上のトナーを反発したり、転写材を巻きつけるだけの
静電気力が生じなくなる。また加圧ローラの高耐久性に
関しては表層のフッ素樹脂層が充分な強度を有し、かつ
充てん剤等を混ぜていないため極めて離型性に優れてい
るため耐久により汚れが付着することなく、また、弾性
層はカーボンブラック、金属粉等耐熱性が有り、変質し
にくい材料を用いて抵抗をコントロールしているため、
長期使用によって抵抗値が変化せず環境安定性も優れ、
オフセット性能等も初期及び環境変化に対して変わるこ
とがない。また、本実施例では加圧ローラ2の静電容量
を大きくすることで加圧ローラ2の帯電を防止するため
、フッ素樹脂層表層に電荷を逃がすための導電性のブラ
シを当接させる必要がない。
以上の様な作用効果を得るために必要とされる物性値は
本発明者の検討によると以下の通りである。
本発明者の検討によると以下の通りである。
1、表層のフッ素樹脂層の抵抗値はOHP用フィルム等
の高抵抗の転写材の裏面電荷が逃げにくくする必要が有
り、抵抗値は高いほど良いが物性値的には表面抵抗の寄
与度が大きく、表面抵抗値で1010Ω以上であること
が必要である。このとき表面抵抗値の測定方法は、第3
図に示したように幅10mmで加圧ローラ2周方向にま
いた電極31a、31cにIOVの電圧Vを印加し、電
極31bに流れる電流工を測定した結果より加圧ローラ
2の外径r、電極間距離β(本測定では10mmとした
)から表面抵抗値Rは次式で換算して求められる。
の高抵抗の転写材の裏面電荷が逃げにくくする必要が有
り、抵抗値は高いほど良いが物性値的には表面抵抗の寄
与度が大きく、表面抵抗値で1010Ω以上であること
が必要である。このとき表面抵抗値の測定方法は、第3
図に示したように幅10mmで加圧ローラ2周方向にま
いた電極31a、31cにIOVの電圧Vを印加し、電
極31bに流れる電流工を測定した結果より加圧ローラ
2の外径r、電極間距離β(本測定では10mmとした
)から表面抵抗値Rは次式で換算して求められる。
2、加圧ローラ2の静電容量は大きいほど加圧ローラ2
に蓄積した電荷が表面電位にあられれにくくなるため、
静電容量は大きいほど良く、100pF以上であること
が必要である。このときの静電容量の測定は第4図に示
すように加圧ローラ2の芯金21と周方向に巻いた10
mm幅の電極4との間の静電容量をLCRメーター(安
藤社製AG4304)42を用いて測定した。上記の様
な静電容量を得るためには、PFA、PTFE、FEP
等のフッ素樹脂を用いた場合、接着層を含めてフッ素樹
脂層が100gm以下であり、かっ弾性層の抵抗値が十
分低くなければならず、弾性層として用いられるゴム層
の体積固有抵抗値で107Ωm以下のものを用いる必要
がある。
に蓄積した電荷が表面電位にあられれにくくなるため、
静電容量は大きいほど良く、100pF以上であること
が必要である。このときの静電容量の測定は第4図に示
すように加圧ローラ2の芯金21と周方向に巻いた10
mm幅の電極4との間の静電容量をLCRメーター(安
藤社製AG4304)42を用いて測定した。上記の様
な静電容量を得るためには、PFA、PTFE、FEP
等のフッ素樹脂を用いた場合、接着層を含めてフッ素樹
脂層が100gm以下であり、かっ弾性層の抵抗値が十
分低くなければならず、弾性層として用いられるゴム層
の体積固有抵抗値で107Ωm以下のものを用いる必要
がある。
[実施例2]
第5図は本発明の他の実施例である加圧ローラ性シリコ
ンゴム層512を加硫成型した後、接着層513として
、フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物からなる層をコーテ
ィングした後、PFAFEP等のデイスパージョをスプ
レー塗布又は粉体を静電塗装した後、フッ素樹脂の融点
以上の温度で加熱焼成することで加圧ローラ51を得る
。
ンゴム層512を加硫成型した後、接着層513として
、フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物からなる層をコーテ
ィングした後、PFAFEP等のデイスパージョをスプ
レー塗布又は粉体を静電塗装した後、フッ素樹脂の融点
以上の温度で加熱焼成することで加圧ローラ51を得る
。
このようにして得た加圧ローラ51は表層のフッ素樹脂
層514が充填物の混入していない純粋なフッ素樹脂層
514でありながら、コーティング時に生じる微少なピ
ンホールの作用により、表層の電荷が減衰するという特
徴を有している。この結果、転写材を連続的に数百枚通
紙した時など表層のフッ素樹脂層514から電荷が全く
減衰しない場合には、静電容量が大きくとも徐々に加圧
ローラ51の表面電位が上昇し、一般の転写材上のトナ
ーを反発させるだけの静電気力は生じないが、特にOH
P用フィルム等の高抵抗の転写材を用いたときには加圧
ローラ51の表面電位を中和させるために、転写材裏面
の電荷が部分的に失われ、わずかなオフセットが発生す
る場合があるが、本実施例においてはそのような現象を
回避することが可能となる。
層514が充填物の混入していない純粋なフッ素樹脂層
514でありながら、コーティング時に生じる微少なピ
ンホールの作用により、表層の電荷が減衰するという特
徴を有している。この結果、転写材を連続的に数百枚通
紙した時など表層のフッ素樹脂層514から電荷が全く
減衰しない場合には、静電容量が大きくとも徐々に加圧
ローラ51の表面電位が上昇し、一般の転写材上のトナ
ーを反発させるだけの静電気力は生じないが、特にOH
P用フィルム等の高抵抗の転写材を用いたときには加圧
ローラ51の表面電位を中和させるために、転写材裏面
の電荷が部分的に失われ、わずかなオフセットが発生す
る場合があるが、本実施例においてはそのような現象を
回避することが可能となる。
従って、本実施例では前記実施例と同様にOHあるため
、はとんどリークすることがなく、オフセット等は生じ
ない。一方、コーティング時に生じる微少なピンホール
によって表面に発生した電荷がリークするため、加圧ロ
ーラの表面電位が上昇することはないが、両者の特性を
満足させるためには表層のフッ素樹脂層514が体積固
有抵抗値で10′4Ωm以下であることが好ましい。ま
た、本実施例では転写材の巻きつき性は前記実施例と同
様で有り、耐久性能も若干劣るが実用上問題のないレベ
ルであった。
、はとんどリークすることがなく、オフセット等は生じ
ない。一方、コーティング時に生じる微少なピンホール
によって表面に発生した電荷がリークするため、加圧ロ
ーラの表面電位が上昇することはないが、両者の特性を
満足させるためには表層のフッ素樹脂層514が体積固
有抵抗値で10′4Ωm以下であることが好ましい。ま
た、本実施例では転写材の巻きつき性は前記実施例と同
様で有り、耐久性能も若干劣るが実用上問題のないレベ
ルであった。
以上の様な特性を得るためには、表層のフッ素樹脂層5
14の厚みが10〜30μmの間が望ましく、さらに弾
性層とフッ素樹脂層の間の接着層あるいは中間層として
、硬度が40〜80度(JIS A)の硬度を有する
弾性層513を10〜50μmの厚みで設けることで、
表層のフッ素樹脂層514の皮膜特性が十分な強度を有
すると同時に適度なピンホールを生じさせることが可能
な範囲となる。
14の厚みが10〜30μmの間が望ましく、さらに弾
性層とフッ素樹脂層の間の接着層あるいは中間層として
、硬度が40〜80度(JIS A)の硬度を有する
弾性層513を10〜50μmの厚みで設けることで、
表層のフッ素樹脂層514の皮膜特性が十分な強度を有
すると同時に適度なピンホールを生じさせることが可能
な範囲となる。
〔実施例3〕
第6図は本発明の他の実施例の定着装置の略断面図であ
る。本実施例においては加熱ローラ1にダイオード61
等の低容量の整流素子を用い定着ローラ1に発生した電
荷、又は加熱ローラ1に転写材の電位に誘起された電荷
等により、選択的にセルフバイアスを印加することを特
徴としている。また、加熱ローラ61の表面離型層61
2は30μm厚のチューブを被覆した後焼成したもの、
又は液状のPFA、PTFEを15〜30μmの厚さで
コーティングした後焼成したものを用い、どちらも研磨
による仕上げを行っていない。
る。本実施例においては加熱ローラ1にダイオード61
等の低容量の整流素子を用い定着ローラ1に発生した電
荷、又は加熱ローラ1に転写材の電位に誘起された電荷
等により、選択的にセルフバイアスを印加することを特
徴としている。また、加熱ローラ61の表面離型層61
2は30μm厚のチューブを被覆した後焼成したもの、
又は液状のPFA、PTFEを15〜30μmの厚さで
コーティングした後焼成したものを用い、どちらも研磨
による仕上げを行っていない。
他の構成は第1の実施例と同じなので説明は省略する。
このような未研磨の加熱ローラ61を用いた場合、焼成
中に異物などの混入した場合、その部分を核としてオフ
セットが生じたり、表面の粗さが比較的粗いため(10
点粗さ平均Rzで1μm以上)転写材上のトナーと定着
ローラが接触せず電界によりトナーが定着ローラに引き
つけられて飛翔することでオフセットが発生し易くなる
。
中に異物などの混入した場合、その部分を核としてオフ
セットが生じたり、表面の粗さが比較的粗いため(10
点粗さ平均Rzで1μm以上)転写材上のトナーと定着
ローラが接触せず電界によりトナーが定着ローラに引き
つけられて飛翔することでオフセットが発生し易くなる
。
このような構成においても本発明の加圧ローラは静電気
の発生が少ないためオフセットを生じさせにくいが、更
にオフセット防止の効果を高めるために本実施例では加
熱ローラ61にダイオード62を介して接地している。
の発生が少ないためオフセットを生じさせにくいが、更
にオフセット防止の効果を高めるために本実施例では加
熱ローラ61にダイオード62を介して接地している。
本実施例ではトナーとして負極性に帯電するトナーを用
いているため、ダイオード62の向きは第6図に示した
向きとなる。このような構成をとることにより、加熱ロ
ーラ61には転写材との摩擦帯電や、転写材がもってい
る電位によって誘起された電荷により負の電位が生じ、
オフセットを防止することが可能となる。本実施例の効
果は更に表層が抵抗の高いフッ素樹脂層23を有する加
圧ローラ2を用いているため、加熱ローラ61に表われ
た電位が加圧ローラ2を通じてリークすることがないた
め、転写材として小サイズのものを用いたときでも常に
トナーを反発する電界を有することが可能となる。また
、加圧ローラ2の静電容量が大きく常に安定した電位を
保持しているため、加熱ローラ61の電位は加圧ローラ
2の電位にあまり影響されず、転写材に応じてトナーを
反発する電界を有することができる。
いているため、ダイオード62の向きは第6図に示した
向きとなる。このような構成をとることにより、加熱ロ
ーラ61には転写材との摩擦帯電や、転写材がもってい
る電位によって誘起された電荷により負の電位が生じ、
オフセットを防止することが可能となる。本実施例の効
果は更に表層が抵抗の高いフッ素樹脂層23を有する加
圧ローラ2を用いているため、加熱ローラ61に表われ
た電位が加圧ローラ2を通じてリークすることがないた
め、転写材として小サイズのものを用いたときでも常に
トナーを反発する電界を有することが可能となる。また
、加圧ローラ2の静電容量が大きく常に安定した電位を
保持しているため、加熱ローラ61の電位は加圧ローラ
2の電位にあまり影響されず、転写材に応じてトナーを
反発する電界を有することができる。
このように加圧ローラ2に導電性の弾性層22と表層に
高抵抗のフッ素樹脂層23を設けることで、未研磨の加
熱ローラ61を使用したときにもオフセットを防止する
ことが可能で、更に加熱ローラ61をセルフバイアス効
果を有するダイオード62等の低容量の整流素子で接地
することを組合せることにより、ダイオード62を設け
た効果を十分に発揮させることが可能となる。なお、本
実施例ではダイオード62を加熱ローラ61にセルフバ
イアスを印加するために用いたが、抵抗、コンデンサー
、バリスタ等の素子を用いることも可能である。また、
加熱ローラ61に電源から直接トナーと同極性のバイア
ス電圧を印加することでも同様の効果を得ることができ
る。
高抵抗のフッ素樹脂層23を設けることで、未研磨の加
熱ローラ61を使用したときにもオフセットを防止する
ことが可能で、更に加熱ローラ61をセルフバイアス効
果を有するダイオード62等の低容量の整流素子で接地
することを組合せることにより、ダイオード62を設け
た効果を十分に発揮させることが可能となる。なお、本
実施例ではダイオード62を加熱ローラ61にセルフバ
イアスを印加するために用いたが、抵抗、コンデンサー
、バリスタ等の素子を用いることも可能である。また、
加熱ローラ61に電源から直接トナーと同極性のバイア
ス電圧を印加することでも同様の効果を得ることができ
る。
[実施例4]
第7図は本発明の他の実施例の定着装置の略断面図であ
る。本実施例では加熱ローラ71の外径をPFA層をコ
ーティングした状態で25mmとし、加圧ローラ72に
は厚さ5mm導電性のシリコーンゴム722の上に30
μm厚のPFAチューブ723を被覆し、外径を20m
mとしたものを用いる。又、加熱ローラ71の表面には
サーミスタ3.サーモスイッチ73が非画像域に設けら
れ、非接触の分離ガイド74が0.3mmのギャップで
設けられている。又、クリーニング部材等は設けられて
いない。
る。本実施例では加熱ローラ71の外径をPFA層をコ
ーティングした状態で25mmとし、加圧ローラ72に
は厚さ5mm導電性のシリコーンゴム722の上に30
μm厚のPFAチューブ723を被覆し、外径を20m
mとしたものを用いる。又、加熱ローラ71の表面には
サーミスタ3.サーモスイッチ73が非画像域に設けら
れ、非接触の分離ガイド74が0.3mmのギャップで
設けられている。又、クリーニング部材等は設けられて
いない。
このような構成とすることで、加熱ローラ71には画像
域で接触するものが何もなく、従来加熱ローラ71の寿
命をきめていた分離爪、サーミスタ、サーモスイッチ等
の当接物による傷の発生が加熱ローラ71の寿命を大幅
に向上することが可能となり、A4サイズで30万枚以
上の寿命を得ることができる。
域で接触するものが何もなく、従来加熱ローラ71の寿
命をきめていた分離爪、サーミスタ、サーモスイッチ等
の当接物による傷の発生が加熱ローラ71の寿命を大幅
に向上することが可能となり、A4サイズで30万枚以
上の寿命を得ることができる。
本実施例では、加圧ローラ72に本発明の導電性の弾性
層上に抵抗の高い樹脂層を設け、樹脂層の厚みが接着層
を含めて100μm以下であること、さらに加熱ローラ
71の外径を25mm以下としたことで、加熱ローラ7
1から接触の分離爪を取り除き、少なくとも画像域では
非接触の分離ガイド74により転写材を加熱ローラ74
から分離することが可能となった。
層上に抵抗の高い樹脂層を設け、樹脂層の厚みが接着層
を含めて100μm以下であること、さらに加熱ローラ
71の外径を25mm以下としたことで、加熱ローラ7
1から接触の分離爪を取り除き、少なくとも画像域では
非接触の分離ガイド74により転写材を加熱ローラ74
から分離することが可能となった。
これは加圧ローラ72が帯電しにくいために転写材を静
電気的に反発させる力がなくなるために転写材の搬送径
路が安定したこと、また、転写材のコシが弱くなり易い
高温高湿下では摩擦帯電がほとんど生じなく、1100
LL以下の薄い高抵抗層723を介して導電層722が
存在するために転写材の電荷により、加圧ローラ側には
逆極性の電荷が高抵抗層の裏面に誘起されて静電吸着力
が働き、転写材の加熱ローラ71から分離を補助する役
割を果す。このようにして、従来では20mm以下の外
径でないと、とくに高温高湿下で吸湿したコシの弱い転
写材の分離が困難であったものに対し、25mmの外径
でも十分分離することを可能にした。この結果、比較的
紙送り速度の速いプリンター、複写機においても十分ニ
ップを得ることができるため、分離爪を取り去るような
定着器構成が実現でき、加熱ローラ71加圧ローラ72
が共に30万枚以上の耐久性を有する定着装置が提供で
きる。
電気的に反発させる力がなくなるために転写材の搬送径
路が安定したこと、また、転写材のコシが弱くなり易い
高温高湿下では摩擦帯電がほとんど生じなく、1100
LL以下の薄い高抵抗層723を介して導電層722が
存在するために転写材の電荷により、加圧ローラ側には
逆極性の電荷が高抵抗層の裏面に誘起されて静電吸着力
が働き、転写材の加熱ローラ71から分離を補助する役
割を果す。このようにして、従来では20mm以下の外
径でないと、とくに高温高湿下で吸湿したコシの弱い転
写材の分離が困難であったものに対し、25mmの外径
でも十分分離することを可能にした。この結果、比較的
紙送り速度の速いプリンター、複写機においても十分ニ
ップを得ることができるため、分離爪を取り去るような
定着器構成が実現でき、加熱ローラ71加圧ローラ72
が共に30万枚以上の耐久性を有する定着装置が提供で
きる。
なお、上記実施例では、弾性層を有するローラとして熱
ローラ定着装置の加圧ローラについて説明を行ったが、
定着用の加熱ローラとして使用する場合でも、加熱ロー
ラの弾性層の肉厚が厚い場合(2mm以上)には本発明
の作用効果は十分得ることができる。更に、定着用の加
熱ローラの代りにベルト状の薄い定着フィルムを用いた
場合にも、本発明の定着用ローラは加圧ローラとして同
様な作用効果を発揮することができる。
ローラ定着装置の加圧ローラについて説明を行ったが、
定着用の加熱ローラとして使用する場合でも、加熱ロー
ラの弾性層の肉厚が厚い場合(2mm以上)には本発明
の作用効果は十分得ることができる。更に、定着用の加
熱ローラの代りにベルト状の薄い定着フィルムを用いた
場合にも、本発明の定着用ローラは加圧ローラとして同
様な作用効果を発揮することができる。
また、上記実施例では樹脂層にフッ素樹脂を用いたが、
シリコーン樹脂等の樹脂も用いることができ、弾性層と
しては導電性のシリコーンゴムの他に、フッ素ゴム、ウ
レタンゴム、EPDM等からなる導電性のゴム、あるい
はシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタン、EPDM等
を発泡させた導電性のスポンジも用いることが可能であ
る。
シリコーン樹脂等の樹脂も用いることができ、弾性層と
しては導電性のシリコーンゴムの他に、フッ素ゴム、ウ
レタンゴム、EPDM等からなる導電性のゴム、あるい
はシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタン、EPDM等
を発泡させた導電性のスポンジも用いることが可能であ
る。
[発明の効果]
以上説明したように本発明では、転写材の巻きつきゃO
HP用フィルム等の高抵抗の転写材あるいは一般の転写
材を用いたとき、いずれもオフセットを防止することが
可能となり、長期耐久性に優れた加圧ローラを提供する
ことができる。
HP用フィルム等の高抵抗の転写材あるいは一般の転写
材を用いたとき、いずれもオフセットを防止することが
可能となり、長期耐久性に優れた加圧ローラを提供する
ことができる。
更に、定着ローラとしてフッ素樹脂層を未研磨で使用す
ることが可能で有り、又、定着ローラのクリーニング部
材をとり除くことも可能となり、更に定着ローラの外径
を25mm以下とすれば、定着ローラから転写材分離用
の爪も取り除くことも可能となるため、定着装置の大幅
なコストダウンが可能になる。
ることが可能で有り、又、定着ローラのクリーニング部
材をとり除くことも可能となり、更に定着ローラの外径
を25mm以下とすれば、定着ローラから転写材分離用
の爪も取り除くことも可能となるため、定着装置の大幅
なコストダウンが可能になる。
第1図は本発明の実施例の定着装置を用いた画像形成装
置の主要部の断面図 第2図はOHP用フィルムのオフセットを説明するため
の模式構成図 第3図は定着用ローラの表面抵抗の測定法を示す図 第4図は定着用ローラの静電容量の測定法を示す図 第5図は本発明の他の実施例の定着用ローラの略断面図 第6図、第7図は本発明の他の実施例の定着装置の略断
面図である。 1・・・定着ローラ 2・・・加圧ローラ 22・・・導電ゴム層 23・・・離型層 消50 第6図
置の主要部の断面図 第2図はOHP用フィルムのオフセットを説明するため
の模式構成図 第3図は定着用ローラの表面抵抗の測定法を示す図 第4図は定着用ローラの静電容量の測定法を示す図 第5図は本発明の他の実施例の定着用ローラの略断面図 第6図、第7図は本発明の他の実施例の定着装置の略断
面図である。 1・・・定着ローラ 2・・・加圧ローラ 22・・・導電ゴム層 23・・・離型層 消50 第6図
Claims (8)
- (1)弾性層上に表面樹脂層を有する定着用ローラにお
いて、上記弾性層の体積固有抵抗値が10^7Ωcm以
下であり、上記樹脂層の表面抵抗値が10^1^0Ω以
上厚みが100μm以下であることを特徴とする定着用
ローラ。 - (2)上記弾性層は導電性物質を含有したシリコンゴム
であり、上記樹脂層はフッ素樹脂であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項の記載の定着用ローラ。 - (3)上記弾性層は導電性基材上に設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項記載の定着
用ローラ。 - (4)加熱体と、この加熱体とニップを形成し、弾性層
上に表面樹脂層を有する加圧ローラとを有する定着装置
において、上記弾性層の体積固有抵抗値が10^7Ωc
m以下であり、上記樹脂層の表面抵抗値が10^1^0
Ω以上、厚みが100μm以下であることを特徴とする
定着装置。 - (5)上記弾性層は導電性物質を含有したシリコンゴム
であり、上記樹脂層はフッ素樹脂であることを特徴とす
る特許請求の範囲第4項記載の定着装置。 - (6)上記弾性層は導電性基材上に設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第4項、第5項記載の定着
装置。 - (7)上記加熱体は加熱ローラであり、この加熱ローラ
の芯金がセルフバイアス素子を介して接地されているこ
とを特徴とする特許請求範囲第4項乃至第6項記載の定
着装置。 - (8)上記加熱体は加熱ローラであり、この加熱ローラ
が表層を未研摩のフッ素樹脂層で形成されていることを
特徴とする特許請求範囲第4項乃至第7項記載の定着装
置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2206594A JPH0493875A (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | 定着用ローラ及び定着装置 |
EP91113046A EP0469629B1 (en) | 1990-08-03 | 1991-08-02 | Elastic roller and fixing apparatus using same |
DE69111326T DE69111326T2 (de) | 1990-08-03 | 1991-08-02 | Elastische Rolle und diese verwendendes Fixiergerät. |
KR1019910013483A KR950006230B1 (ko) | 1990-08-03 | 1991-08-03 | 탄성로울러 및 이를 사용한 정착장치 |
US08/048,067 US5420679A (en) | 1990-08-03 | 1993-04-19 | Elastic roller and fixing apparatus using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2206594A JPH0493875A (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | 定着用ローラ及び定着装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0493875A true JPH0493875A (ja) | 1992-03-26 |
Family
ID=16525987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2206594A Pending JPH0493875A (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | 定着用ローラ及び定着装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0493875A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0762235A1 (en) * | 1995-09-08 | 1997-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Fixing roller having low resistance layer and fixing apparatus using same |
JP2003107944A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Konica Corp | 画像形成装置 |
JP2020052226A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 株式会社沖データ | 定着装置および画像形成装置 |
-
1990
- 1990-08-03 JP JP2206594A patent/JPH0493875A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0762235A1 (en) * | 1995-09-08 | 1997-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Fixing roller having low resistance layer and fixing apparatus using same |
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