JPH0778659B2 - 弾性回転体及びそれを有する定着装置 - Google Patents
弾性回転体及びそれを有する定着装置Info
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- JPH0778659B2 JPH0778659B2 JP62157483A JP15748387A JPH0778659B2 JP H0778659 B2 JPH0778659 B2 JP H0778659B2 JP 62157483 A JP62157483 A JP 62157483A JP 15748387 A JP15748387 A JP 15748387A JP H0778659 B2 JPH0778659 B2 JP H0778659B2
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- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真複写装置、プリンターその他種々の
画像形成装置において使用される弾性回転体に関するも
のであり、特に前記画像形成装置においてシート状転写
材または記録材等を搬送又は定着するための搬送または
定着用のローラまたはベルトとして好適に使用される弾
性回転体に関するものである。さらにまた、本発明はか
かる弾性回転体を使用した定着装置に関する。
画像形成装置において使用される弾性回転体に関するも
のであり、特に前記画像形成装置においてシート状転写
材または記録材等を搬送又は定着するための搬送または
定着用のローラまたはベルトとして好適に使用される弾
性回転体に関するものである。さらにまた、本発明はか
かる弾性回転体を使用した定着装置に関する。
（従来の技術及び問題点） 従来、電子写真複写装置等の画像形成装置において、多
くの場合紙とされるシート状転写材または記録材を所定
の経路に沿って搬送する搬送ローラには搬送性、離型
性、耐久性が要求される。特に、転写紙上の未定着トナ
ー像に熱を付与しかつ該溶融トナーのオフセットを防止
しながら該転写紙を所定経路へと搬送しなければならな
い定着ローラにはより厳しい条件下での搬送性、離型
性、耐摩耗性、定着性及び耐久性が要求される。
くの場合紙とされるシート状転写材または記録材を所定
の経路に沿って搬送する搬送ローラには搬送性、離型
性、耐久性が要求される。特に、転写紙上の未定着トナ
ー像に熱を付与しかつ該溶融トナーのオフセットを防止
しながら該転写紙を所定経路へと搬送しなければならな
い定着ローラにはより厳しい条件下での搬送性、離型
性、耐摩耗性、定着性及び耐久性が要求される。
上記要求を満たすために、従来、芯金上に弾性層を設
け、さらに該弾性層の上表面に樹脂層を形成した構造の
定着用の弾性回転体が提案されている。かかる定着ロー
ラでは、弾性層はシリコーンゴムとされ、樹脂としては
弗素樹脂チューブあるいは、弗素樹脂と弗素ゴムの混合
物が利用される。
け、さらに該弾性層の上表面に樹脂層を形成した構造の
定着用の弾性回転体が提案されている。かかる定着ロー
ラでは、弾性層はシリコーンゴムとされ、樹脂としては
弗素樹脂チューブあるいは、弗素樹脂と弗素ゴムの混合
物が利用される。
このような構造の従来の定着ローラの最大の問題点は、
耐久による接着力の低下にある。つまり、長時間の使用
によりゴム層から成る弾性層と樹脂層との間に部分的な
剥離が生じ使用不可能となり、通常複写装置の定着器に
使用した場合においてはA4サイズで１万枚から５万枚の
定着が、つまり複写が使用限度であった。
耐久による接着力の低下にある。つまり、長時間の使用
によりゴム層から成る弾性層と樹脂層との間に部分的な
剥離が生じ使用不可能となり、通常複写装置の定着器に
使用した場合においてはA4サイズで１万枚から５万枚の
定着が、つまり複写が使用限度であった。
（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、上述の問題点を解消すると共に紙等の
シート状被搬送物の搬送性、定着性、耐摩耗性は勿論の
こと、特に耐久性が飛躍的に向上した弾性回転体を提供
すること、さらには、かかる弾性回転体を利用した定着
装置を提供することである。
シート状被搬送物の搬送性、定着性、耐摩耗性は勿論の
こと、特に耐久性が飛躍的に向上した弾性回転体を提供
すること、さらには、かかる弾性回転体を利用した定着
装置を提供することである。
本発明は、上記目的の達成のために、弾性層の上に接着
層を有し、その上に樹脂材を塗布し、焼成することによ
り、弾性層の上に樹脂層が形成される弾性回転体であっ
て、該弾性層は弾性層中に粒径が0.5〜15μｍの充填剤
を混入し、該充填剤は弾性層中に独立に分布し、弾性層
の表面研摩時に、表面に析出している充填剤が抜け落ち
る充填剤である、 ことにより構成される。
層を有し、その上に樹脂材を塗布し、焼成することによ
り、弾性層の上に樹脂層が形成される弾性回転体であっ
て、該弾性層は弾性層中に粒径が0.5〜15μｍの充填剤
を混入し、該充填剤は弾性層中に独立に分布し、弾性層
の表面研摩時に、表面に析出している充填剤が抜け落ち
る充填剤である、 ことにより構成される。
また、上記構成の弾性回転体を、未定着像をもつ記録材
を通過せしめる一対の回転体のうちの少なくとも一方に
使用することによって定着装置として構成される。
を通過せしめる一対の回転体のうちの少なくとも一方に
使用することによって定着装置として構成される。
さらに、特に、上記弾性層がシリコーンゴム層であり、
上記充填剤が石英であるときが好ましい形態としてより
効果的に上記目的が達成できる。
上記充填剤が石英であるときが好ましい形態としてより
効果的に上記目的が達成できる。
（実施例） 以下、本発明の実施例の弾性回転体を添付図面にもとづ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
第１図及び第２図は、本発明に系る弾性回転体を、電子
写真複写装置においてトナー像を加熱定着する定着装置
に利用されるローラに具現化した一実施例を示す。
写真複写装置においてトナー像を加熱定着する定着装置
に利用されるローラに具現化した一実施例を示す。
定着装置は、概略第１図に例示されるように、通常内部
に加熱源Ｈを有し、転写紙Ｐに担持された未定着のトナ
ー像Ｔと接する定着ローラ１と、該定着ローラ１に加圧
接触する加圧ローラ10とから構成される。定着ローラ１
及び加圧ローラ10は同様の構成とされ、それぞれ芯金2,
12、弾性層4,14、接着層5,15及び樹脂層6,16から成る。
に加熱源Ｈを有し、転写紙Ｐに担持された未定着のトナ
ー像Ｔと接する定着ローラ１と、該定着ローラ１に加圧
接触する加圧ローラ10とから構成される。定着ローラ１
及び加圧ローラ10は同様の構成とされ、それぞれ芯金2,
12、弾性層4,14、接着層5,15及び樹脂層6,16から成る。
定着装置には、定着ローラ１の表面温度を検知し、該表
面温度をトナー溶融可能な最適温度、例えば160〜200℃
に制限するための温度検知制御手段Ｇ、及び定着ローラ
１の表面にシリコーンオイル等のオフセット防止液を塗
布しかつ該表面のクリーニングをも行うオフセット防止
液塗布手段Ｃ等が設けられる。
面温度をトナー溶融可能な最適温度、例えば160〜200℃
に制限するための温度検知制御手段Ｇ、及び定着ローラ
１の表面にシリコーンオイル等のオフセット防止液を塗
布しかつ該表面のクリーニングをも行うオフセット防止
液塗布手段Ｃ等が設けられる。
定着ローラ１は、アルミ等の熱伝導の良好な芯金２と、
該芯金２上にシリコーンゴムにて形成された弾性層４
（本実施例では層厚t1（第２図参照）は0.3〜0.8mm、反
発弾性率は50〜85％）と、該弾性層４上に形成された接
着層５及び樹脂層６とから成る。接着層５はポリアミ
ド、ポリイミド、エポキシ等の耐熱樹脂にPFA（四弗化
エチレン樹脂・パーフロロアルコキシエチレン樹脂の共
重合体）、PTFE樹脂（四弗化エチレン樹脂）を混合した
もので作製され、さらには上記混合物に酸化鉄等の無機
充填剤を混入してもよい。本実施例では接着層の層厚t
2層（第２図参照）は１〜７μｍとされている。樹脂層
６はPFA、PTFE等の弗素樹脂で作成され、本実施例で層
厚t3（第２図参照）は10〜25μｍ、膜強度は50kg/cm2以
上とされている。
該芯金２上にシリコーンゴムにて形成された弾性層４
（本実施例では層厚t1（第２図参照）は0.3〜0.8mm、反
発弾性率は50〜85％）と、該弾性層４上に形成された接
着層５及び樹脂層６とから成る。接着層５はポリアミ
ド、ポリイミド、エポキシ等の耐熱樹脂にPFA（四弗化
エチレン樹脂・パーフロロアルコキシエチレン樹脂の共
重合体）、PTFE樹脂（四弗化エチレン樹脂）を混合した
もので作製され、さらには上記混合物に酸化鉄等の無機
充填剤を混入してもよい。本実施例では接着層の層厚t
2層（第２図参照）は１〜７μｍとされている。樹脂層
６はPFA、PTFE等の弗素樹脂で作成され、本実施例で層
厚t3（第２図参照）は10〜25μｍ、膜強度は50kg/cm2以
上とされている。
一方、加圧ローラ10について言えば、該加圧ローラ10は
上記定着ローラ１と同様の構造とされるが、芯金12はス
テンレス、鉄等とされ、シリコーンゴム弾性層14の厚さ
t4（第２図参照）は定着ローラの場合より厚く、例えば
４〜10mmとされ、またその反発弾性率は50〜85％とされ
ている。接着層15は定着ローラ１と同様にポリアミド、
ポリイミド、エポキシ等の耐熱樹脂にPFA、PTFE樹脂を
混合したもので製作されその層厚t5（第２図参照）は１
〜７μｍとされる。また、樹脂層16は定着ローラ１と同
様にPFA、PTFE等の弗素樹脂を使用するが層厚t6（第２
図参照）は５〜35μｍ、膜強度は50kg/cm2以上とされて
いる。
上記定着ローラ１と同様の構造とされるが、芯金12はス
テンレス、鉄等とされ、シリコーンゴム弾性層14の厚さ
t4（第２図参照）は定着ローラの場合より厚く、例えば
４〜10mmとされ、またその反発弾性率は50〜85％とされ
ている。接着層15は定着ローラ１と同様にポリアミド、
ポリイミド、エポキシ等の耐熱樹脂にPFA、PTFE樹脂を
混合したもので製作されその層厚t5（第２図参照）は１
〜７μｍとされる。また、樹脂層16は定着ローラ１と同
様にPFA、PTFE等の弗素樹脂を使用するが層厚t6（第２
図参照）は５〜35μｍ、膜強度は50kg/cm2以上とされて
いる。
上記定着ローラ１及び加圧ローラ10は、軸線方向の中央
位置に対し左右対称とされ、かつ好ましくは、定着ロー
ラ10（または加圧ローラ10）は軸線方向中央部が両端部
に比較してわずかに小径とされた、いわゆる逆クラウン
タイプとされる。
位置に対し左右対称とされ、かつ好ましくは、定着ロー
ラ10（または加圧ローラ10）は軸線方向中央部が両端部
に比較してわずかに小径とされた、いわゆる逆クラウン
タイプとされる。
本実施例によれば、上記定着ローラ１及び加圧ローラ10
には弾性層4,14と接着層5,15及び樹脂層6,16とを有し、
弾性層4,14には前述のようにシリコーンゴムを使用し該
シリコーンゴムには、粒径が0.5〜15μｍの充填剤とし
ての石英が混入されている。さらに、この弾性層は製造
工程において表面を研摩した際に、該表面に析出してい
る上記充填剤が抜け落ちるようになっている。このよう
なシリコーンゴムを弾性層として用いることにより、定
着性、耐久性、離型性を十分満足する定着用ローラを製
造することができる。上記構成でとくに定着用ローラと
して優れた性能を発揮できるのは粒径が0.5〜15μｍの
石英を用い、その個数粒度分布の標準偏差が５μｍ以下
となっているときに有効である。
には弾性層4,14と接着層5,15及び樹脂層6,16とを有し、
弾性層4,14には前述のようにシリコーンゴムを使用し該
シリコーンゴムには、粒径が0.5〜15μｍの充填剤とし
ての石英が混入されている。さらに、この弾性層は製造
工程において表面を研摩した際に、該表面に析出してい
る上記充填剤が抜け落ちるようになっている。このよう
なシリコーンゴムを弾性層として用いることにより、定
着性、耐久性、離型性を十分満足する定着用ローラを製
造することができる。上記構成でとくに定着用ローラと
して優れた性能を発揮できるのは粒径が0.5〜15μｍの
石英を用い、その個数粒度分布の標準偏差が５μｍ以下
となっているときに有効である。
以下、種々の比較例をもとに本発明の数値の根拠を説明
する。第１表は弾性層であるシリコーンゴムに様々な粒
径、粒度分布を有する石英を混入し、ゴムを加硫成型し
た後表面に弗素樹脂（本例ではPTFEディスパージョン）
を塗布し、後述する弗素樹脂には結晶融点（327℃）以
上の高温を与え、下層のゴム層にはゴムが熱劣化しない
程度の低温下（260℃以下）に維持する焼成法により焼
成した定着用ローラの耐久性、定着性、離型性について
まとめた表である。尚、上記焼成法については本件出願
人による特願昭59−234780号にその詳細は記載されてい
るので説明は省略する。
する。第１表は弾性層であるシリコーンゴムに様々な粒
径、粒度分布を有する石英を混入し、ゴムを加硫成型し
た後表面に弗素樹脂（本例ではPTFEディスパージョン）
を塗布し、後述する弗素樹脂には結晶融点（327℃）以
上の高温を与え、下層のゴム層にはゴムが熱劣化しない
程度の低温下（260℃以下）に維持する焼成法により焼
成した定着用ローラの耐久性、定着性、離型性について
まとめた表である。尚、上記焼成法については本件出願
人による特願昭59−234780号にその詳細は記載されてい
るので説明は省略する。
第１表について更に詳しく説明すると、石英の量は生ゴ
ム100部に対して重量で何部かという量を表わし、定着
性は10℃の環境下で80g/mU2の坪量で日本工業規格A4サ
イズの転写紙を200mm/secの速さで38枚／分プリントす
る条件下で測定された。このとき定着率は以下の方法で
求めた。
ム100部に対して重量で何部かという量を表わし、定着
性は10℃の環境下で80g/mU2の坪量で日本工業規格A4サ
イズの転写紙を200mm/secの速さで38枚／分プリントす
る条件下で測定された。このとき定着率は以下の方法で
求めた。
直径24mmのベタ黒円形画像を形成する。その画像濃度を
D0とし、その画像をコージンワイパーと呼ばれる不織布
（（株）興人製造の商品名ペーパーウエス；ティシュペ
ーパーのような柔らかさと木目様の粗面を有し、クレー
プ率32±３％、重量35±3g/m2、抗長力（縦方向で）0.4
kg/15mm以上を示す。厚さ約200μｍの使い捨てタイプの
拭き取り紙）で40g/cm2の荷重をかけて10往復こすった
後の画像濃度をD1とすると、 定着率＝（D1／D0）×100％ で定まる。
D0とし、その画像をコージンワイパーと呼ばれる不織布
（（株）興人製造の商品名ペーパーウエス；ティシュペ
ーパーのような柔らかさと木目様の粗面を有し、クレー
プ率32±３％、重量35±3g/m2、抗長力（縦方向で）0.4
kg/15mm以上を示す。厚さ約200μｍの使い捨てタイプの
拭き取り紙）で40g/cm2の荷重をかけて10往復こすった
後の画像濃度をD1とすると、 定着率＝（D1／D0）×100％ で定まる。
なお、濃度D1，D0は、マクベス反射濃度計で測定した数
値で、D0は画像濃度が1.0≦D0≦1.1になるように画像濃
度調整された範囲内のものとする。
値で、D0は画像濃度が1.0≦D0≦1.1になるように画像濃
度調整された範囲内のものとする。
離型性は上記と同様の条件で転写材上に全面ベタ黒を印
字し、それを100枚連続通紙し、その後、白紙を通紙し
て白紙の汚れ状態を観察することで行なった。
字し、それを100枚連続通紙し、その後、白紙を通紙し
て白紙の汚れ状態を観察することで行なった。
弗素樹脂層とゴム層の接着力は弗素樹脂を幅10mmで一部
はがしその部分に100〜300gフルスケールのテンシヨン
ゲージをつけ周方向に90度の剥離試験を行ないその時の
テンシヨンゲージの指示する値で代表させた。またこの
時定着用ローラの表面温度は200℃に維持して測定し
た。
はがしその部分に100〜300gフルスケールのテンシヨン
ゲージをつけ周方向に90度の剥離試験を行ないその時の
テンシヨンゲージの指示する値で代表させた。またこの
時定着用ローラの表面温度は200℃に維持して測定し
た。
次に、第１表の結果を説明すると、定着性はゴム層の熱
伝導率と、ゴム層の硬度に依存していることがわかる。
特に、ゴム層の熱伝導率の依存度は高く十分な定着性を
得るためには、第１表からは0.7×10-3cal・cm/sec・cm
2℃以上必要なことが判る。また、熱伝導率が良くても
ゴム層の硬度が硬すぎると（72度以上）定着性が低下
し、離型性が低下することがわかる。この熱伝導率は石
英の量に依存し、石英が多いほど熱伝導率は高くなる
が、ゴム硬度も同時に高くなる。
伝導率と、ゴム層の硬度に依存していることがわかる。
特に、ゴム層の熱伝導率の依存度は高く十分な定着性を
得るためには、第１表からは0.7×10-3cal・cm/sec・cm
2℃以上必要なことが判る。また、熱伝導率が良くても
ゴム層の硬度が硬すぎると（72度以上）定着性が低下
し、離型性が低下することがわかる。この熱伝導率は石
英の量に依存し、石英が多いほど熱伝導率は高くなる
が、ゴム硬度も同時に高くなる。
したがって、第１表からは熱伝導率をあげて、ゴム硬度
を必要以上に高くしないためには、0.5〜15μｍの間の
石英の存在が重要であることがわかる。
を必要以上に高くしないためには、0.5〜15μｍの間の
石英の存在が重要であることがわかる。
耐久性に関しては接着力が大きく依存している。すなわ
ち、第１表からは接着力が120g/10mm幅以上のものが、2
0万枚以上の耐久性を有し、150g/10mm幅以上のものでは
30万枚以上の耐久性を有している。この接着力に関して
は接着層の存在と0.5〜15μｍの粒径の石英の効果が大
きく、該石英の量が多く、かつその粒度分布がシャープ
に分布しているものほど接着層を設けることで接着力が
良くなる効果が顕著になる。上記石英の粒度分布がブロ
ードに分布している場合、例えば標準偏差が３μｍ以下
のシャープな分布を有しているローラNo.11と同等な接
着力を示すためには、ローラNo.13で示したように約10
部石英の量を増やさなければならない。このとき0.5〜1
5μｍの大きさの石英の量が多すぎるため、ゴム層の引
張強度、引裂強度等の物性値が低下し接着力としては良
好だが耐久途中で分離爪によりゴムが削れてしまってい
る。
ち、第１表からは接着力が120g/10mm幅以上のものが、2
0万枚以上の耐久性を有し、150g/10mm幅以上のものでは
30万枚以上の耐久性を有している。この接着力に関して
は接着層の存在と0.5〜15μｍの粒径の石英の効果が大
きく、該石英の量が多く、かつその粒度分布がシャープ
に分布しているものほど接着層を設けることで接着力が
良くなる効果が顕著になる。上記石英の粒度分布がブロ
ードに分布している場合、例えば標準偏差が３μｍ以下
のシャープな分布を有しているローラNo.11と同等な接
着力を示すためには、ローラNo.13で示したように約10
部石英の量を増やさなければならない。このとき0.5〜1
5μｍの大きさの石英の量が多すぎるため、ゴム層の引
張強度、引裂強度等の物性値が低下し接着力としては良
好だが耐久途中で分離爪によりゴムが削れてしまってい
る。
また、石英の粒度分布がブロードでもローラNo.10とロ
ーラNo.11を比較すればわかるように接着層を設けるこ
とで標準偏差が10μｍの分布のものでも標準偏差が３μ
ｍの分布で接着層のないものと同等の接着性を有するこ
とがわかる。この結果、接着層を設けること及び0.5〜1
5μｍの大きさの石英の量が多くその粒度分布がシャー
プに分布していることは共に接着性に寄与することがわ
かる。
ーラNo.11を比較すればわかるように接着層を設けるこ
とで標準偏差が10μｍの分布のものでも標準偏差が３μ
ｍの分布で接着層のないものと同等の接着性を有するこ
とがわかる。この結果、接着層を設けること及び0.5〜1
5μｍの大きさの石英の量が多くその粒度分布がシャー
プに分布していることは共に接着性に寄与することがわ
かる。
さらに、上記条件が２つ重なり合うことにより接着力の
増加は極めて顕著になる。例えば0.5〜15μｍの石英が
存在していないローラNo.1とローラNo.3に接着層を設け
ても（ローラNo.2とローラNo.4）その接着力の増加は10
％以下である。一方、0.5〜15μｍの石英がシャープに
分布しているローラNo.11、ローラNo.15ではその接着力
の増加は約30％である。これは単に加硫成型したゴムロ
ーラの上に接着層を設けてもゴム表面と接着層の間に強
い結合力が生じないことを示している。
増加は極めて顕著になる。例えば0.5〜15μｍの石英が
存在していないローラNo.1とローラNo.3に接着層を設け
ても（ローラNo.2とローラNo.4）その接着力の増加は10
％以下である。一方、0.5〜15μｍの石英がシャープに
分布しているローラNo.11、ローラNo.15ではその接着力
の増加は約30％である。これは単に加硫成型したゴムロ
ーラの上に接着層を設けてもゴム表面と接着層の間に強
い結合力が生じないことを示している。
以上から、定着ローラとしてその定着性、耐久性、離型
性を向上させるためには、0.5〜15μｍの粒径の石英の
存在が大きく寄与する。そして、上記３要件を満足させ
るためには、石英の粒径の大きさ、粒度分布状態が重要
であることがわかる。
性を向上させるためには、0.5〜15μｍの粒径の石英の
存在が大きく寄与する。そして、上記３要件を満足させ
るためには、石英の粒径の大きさ、粒度分布状態が重要
であることがわかる。
そしてこのようなローラに接着層を設けることで耐久性
向上の効果は著しくなる。
向上の効果は著しくなる。
すなわち、石英の量を増やすことにより、定着性、耐久
性に影響の大きい熱伝導率、接着力を増やすことが可能
になるが、例えば0.5μｍ以下の小さな石英を多量に混
入するとゴム強度は増すが、ゴム弾性が損なわれる等の
欠点を有し、さらに第１表の結果から理解される様に接
着力増大への寄与度は非常に少ない。
性に影響の大きい熱伝導率、接着力を増やすことが可能
になるが、例えば0.5μｍ以下の小さな石英を多量に混
入するとゴム強度は増すが、ゴム弾性が損なわれる等の
欠点を有し、さらに第１表の結果から理解される様に接
着力増大への寄与度は非常に少ない。
一方、粒径の比較的大きな0.5〜15μｍの間の石英は量
を増やすことにより、接着力、熱伝導率の増大に寄与す
るが、上記粒径の石英はゴム層の分子間結合力を増大さ
せることには寄与せず、ゴム層の間ではほとんど独立状
態で分散している。そのため、上記石英量が多すぎる
と、ゴム層の引張強度、引裂強度、伸び等の物性が損な
われる。つまり、第１表から理解されるように、接着力
の増大のためには、単に石英の量を増すだけでなく、特
に0.5〜15μｍの間の粒径を有する石英の粒度分布を揃
えることが効果がある。
を増やすことにより、接着力、熱伝導率の増大に寄与す
るが、上記粒径の石英はゴム層の分子間結合力を増大さ
せることには寄与せず、ゴム層の間ではほとんど独立状
態で分散している。そのため、上記石英量が多すぎる
と、ゴム層の引張強度、引裂強度、伸び等の物性が損な
われる。つまり、第１表から理解されるように、接着力
の増大のためには、単に石英の量を増すだけでなく、特
に0.5〜15μｍの間の粒径を有する石英の粒度分布を揃
えることが効果がある。
以上の結果から定着用ローラとして充分な定着性、耐久
性、離型性を同時に満足させるためには、0.5〜15μｍ
の粒径の石英をゴム層中に分散させ、接着層を設けるこ
と、さらに耐久性を向上させるためにはかつ上記石英の
粒度分布の標準偏差を少なくすること、具体的には第１
表の結果より５μｍ以下にすることが好ましい。
性、離型性を同時に満足させるためには、0.5〜15μｍ
の粒径の石英をゴム層中に分散させ、接着層を設けるこ
と、さらに耐久性を向上させるためにはかつ上記石英の
粒度分布の標準偏差を少なくすること、具体的には第１
表の結果より５μｍ以下にすることが好ましい。
次に粒径の比較的大きな石英をゴム層中に分散させ、か
つ粒度を揃えることにより接着力が増加する理由につい
て簡単に説明する。
つ粒度を揃えることにより接着力が増加する理由につい
て簡単に説明する。
ゴム層表面に析出している粒径の大きな石英は、前述の
様にゴムとの結合力が弱いため研摩時に表面から抜け落
ちて適度な大きさの凹部が表面に形成されることによる
のが大きな理由と考えられる。さらに、その凹部の大き
さが、0.5μｍ以上の大きさをもっていることで、例え
ば接着層中の樹脂材あるいは例えばPTFEのディスバージ
ョンならば十分その中に流れこむことのできる凹部であ
り、ゴム表面の凹凸に追従して弗素樹脂の密着が可能に
なる。
様にゴムとの結合力が弱いため研摩時に表面から抜け落
ちて適度な大きさの凹部が表面に形成されることによる
のが大きな理由と考えられる。さらに、その凹部の大き
さが、0.5μｍ以上の大きさをもっていることで、例え
ば接着層中の樹脂材あるいは例えばPTFEのディスバージ
ョンならば十分その中に流れこむことのできる凹部であ
り、ゴム表面の凹凸に追従して弗素樹脂の密着が可能に
なる。
さらにゴム層表面に析出し研摩時に抜け落なかった石英
が接着層との間で化学結合状態を作り出し、強い接着力
を生みだす効果も有している。
が接着層との間で化学結合状態を作り出し、強い接着力
を生みだす効果も有している。
さらに、上記凹部の大きさが均一にそろっているほど加
熱時に下層のゴム層の熱膨張により弗素樹脂層への応力
が均一に分散されるため、部分的に接着力の弱いところ
が生じにくく全体としてみるとより強固な接着力を示す
ものと考えられる。それに加えて接着層の効果としては
接着層中のPFA、PTFE樹脂が表面のPFAあるいはPTFE樹脂
と溶融しあい結合し、接着層中のポリアミド、ポリイミ
ド等の樹脂はゴム層の上記凹凸部にはいりこみその表面
エネルギが弗素樹脂と比べて大きいために弗素樹脂がゴ
ム表面凹凸にはいりこむよりもはるかに強い接着強度を
得ることが可能となる。
熱時に下層のゴム層の熱膨張により弗素樹脂層への応力
が均一に分散されるため、部分的に接着力の弱いところ
が生じにくく全体としてみるとより強固な接着力を示す
ものと考えられる。それに加えて接着層の効果としては
接着層中のPFA、PTFE樹脂が表面のPFAあるいはPTFE樹脂
と溶融しあい結合し、接着層中のポリアミド、ポリイミ
ド等の樹脂はゴム層の上記凹凸部にはいりこみその表面
エネルギが弗素樹脂と比べて大きいために弗素樹脂がゴ
ム表面凹凸にはいりこむよりもはるかに強い接着強度を
得ることが可能となる。
次に本発明の他の実施例について説明する。加熱ローラ
１は、0.5mm厚のシリコーンゴムにて形成された弾性層
４を有し、該弾性層４上には接着層５として水溶性のフ
ッ素ゴム中にポリアミド、ポリイミド、エポキシ等の耐
熱樹脂とPFA、PTFE等の弗素樹脂が混合されたものを用
い、本実施例でその層厚t2は５〜15μｍとした。
１は、0.5mm厚のシリコーンゴムにて形成された弾性層
４を有し、該弾性層４上には接着層５として水溶性のフ
ッ素ゴム中にポリアミド、ポリイミド、エポキシ等の耐
熱樹脂とPFA、PTFE等の弗素樹脂が混合されたものを用
い、本実施例でその層厚t2は５〜15μｍとした。
樹脂層６はPFA、PTFE等の弗素樹脂で作成され、本実施
例で層厚t3は７〜20μｍ、膜強度は50kg/cm2以上とされ
ている。本実施例で用いたシリコーンゴムは表１で示し
たローラNo.11,12と同じものを使用した。
例で層厚t3は７〜20μｍ、膜強度は50kg/cm2以上とされ
ている。本実施例で用いたシリコーンゴムは表１で示し
たローラNo.11,12と同じものを使用した。
この結果、接着力は170gでローラNo.12と変わらず耐久
性も30万枚以上の通紙で問題がなかった。
性も30万枚以上の通紙で問題がなかった。
また、表１では弾性層の上に接着層を設けたものでは接
着層のないものよりも定着性が若干悪くなっているが、
ローラNo.11とローラNo.12の比較では、接着層のあるロ
ーラNo.12のが接着層のないローラNo.11よりも３％定着
性が悪い。本実施例では定着性が85％と接着層のないも
のと同等の定着性を示した。このように接着層としてゴ
ム材中に樹脂材を混入したものを用いることで優れた耐
久性、離型性及び接着層がない時と同様の優れた定着性
を得ることができる。これは、接着層が単なる樹脂材と
異なり、弾性をある程度もっている効果によるためと考
えられる。
着層のないものよりも定着性が若干悪くなっているが、
ローラNo.11とローラNo.12の比較では、接着層のあるロ
ーラNo.12のが接着層のないローラNo.11よりも３％定着
性が悪い。本実施例では定着性が85％と接着層のないも
のと同等の定着性を示した。このように接着層としてゴ
ム材中に樹脂材を混入したものを用いることで優れた耐
久性、離型性及び接着層がない時と同様の優れた定着性
を得ることができる。これは、接着層が単なる樹脂材と
異なり、弾性をある程度もっている効果によるためと考
えられる。
このような接着層を用いた系でもシリコーンゴム中に0.
5〜15μｍの粒系の石英を充填剤として用いることの効
果は前記実施例と全く同様である。
5〜15μｍの粒系の石英を充填剤として用いることの効
果は前記実施例と全く同様である。
以上説明したように本発明では弗素樹脂層とゴム層の間
に強固な接着力を有し、さらに定着ローラとして実際に
使用される高温加熱時にも充分な接着力を有していると
いう構成となっているため、30万以上の通紙耐久には充
分耐えることができ、さらには40万枚以上の通紙耐久に
よっても優れた離型性、定着力を維持し、弗素樹脂層の
剥離も生じない。
に強固な接着力を有し、さらに定着ローラとして実際に
使用される高温加熱時にも充分な接着力を有していると
いう構成となっているため、30万以上の通紙耐久には充
分耐えることができ、さらには40万枚以上の通紙耐久に
よっても優れた離型性、定着力を維持し、弗素樹脂層の
剥離も生じない。
また、ゴム層としてシリコーンゴムを用いた場合には、
ゴム硬度としては30度以上、80度以下が好ましく、伸び
が150％以上であり、かつ100％伸び応力が10kg/cm2以上
であり充分なゴム弾性を有していることが必要な条件と
なる。特にゴム層の反発弾性率（本発明を定着ローラ等
に利用した場合には50〜85％が好ましい）が小さいと、
高温時の接着力増加という現象が生じにくい。このため
前述したように、ゴム層を加熱せずに弗素樹脂層を焼成
することが好ましい。
ゴム硬度としては30度以上、80度以下が好ましく、伸び
が150％以上であり、かつ100％伸び応力が10kg/cm2以上
であり充分なゴム弾性を有していることが必要な条件と
なる。特にゴム層の反発弾性率（本発明を定着ローラ等
に利用した場合には50〜85％が好ましい）が小さいと、
高温時の接着力増加という現象が生じにくい。このため
前述したように、ゴム層を加熱せずに弗素樹脂層を焼成
することが好ましい。
本発明は、上記実施例の他に、クリーニングローラ、離
型剤供給用ローラ等に利用することもでき、ベルト状と
することもできる（例えば転写同時定着用の中間ベル
ト）。特に、樹脂層として弗素樹脂を使用した場合には
離型性と弾性を備えているために転写性、被クリーニン
グ性を備え（但し、クリーニングローラとしては、表面
エネルギー順位等でのクリーニングを行なう）、弾性に
よるならい効果によって離型剤の均一塗布や転写ムラを
防止し、耐摩耗性に優れた利点を夫々の用途でも発揮す
ることができる。
型剤供給用ローラ等に利用することもでき、ベルト状と
することもできる（例えば転写同時定着用の中間ベル
ト）。特に、樹脂層として弗素樹脂を使用した場合には
離型性と弾性を備えているために転写性、被クリーニン
グ性を備え（但し、クリーニングローラとしては、表面
エネルギー順位等でのクリーニングを行なう）、弾性に
よるならい効果によって離型剤の均一塗布や転写ムラを
防止し、耐摩耗性に優れた利点を夫々の用途でも発揮す
ることができる。
本発明にしたがえば、弾性層としてはシリコーンゴムの
外に用途によっては、弗素ゴム、EPDM等を使用すること
ができ、また樹脂層としても弗素樹脂の外にシリコーン
樹脂等を使用することができる。
外に用途によっては、弗素ゴム、EPDM等を使用すること
ができ、また樹脂層としても弗素樹脂の外にシリコーン
樹脂等を使用することができる。
また、本発明の弾性回転体の好ましい用途の一実施例と
して、上記第１図には加熱定着装置の例を示したが、本
発明は、軽い圧力でトナー像を圧力定着するような圧力
定着装置や、転写同時定着等の圧力定着装置等にも適用
できる。また、上記実施例では二本ローラ構成とした
が、三本ローラまたはそれ以上のローラ数の定着装置と
することができ、さらには本発明は種々の装置の加熱ロ
ーラ、加圧ローラ、離型剤供給ローラ、クリーニングロ
ーラ、その他ベルト状ローラに具現化し得るものであ
る。
して、上記第１図には加熱定着装置の例を示したが、本
発明は、軽い圧力でトナー像を圧力定着するような圧力
定着装置や、転写同時定着等の圧力定着装置等にも適用
できる。また、上記実施例では二本ローラ構成とした
が、三本ローラまたはそれ以上のローラ数の定着装置と
することができ、さらには本発明は種々の装置の加熱ロ
ーラ、加圧ローラ、離型剤供給ローラ、クリーニングロ
ーラ、その他ベルト状ローラに具現化し得るものであ
る。
（発明の効果） 本発明に係る弾性回転体は、上述のように構成されるた
めに、紙等のシート状被搬送物の搬送性、定着性、耐摩
耗性は勿論のこと、特に耐久性が飛躍的に向上するとい
う効果がある。
めに、紙等のシート状被搬送物の搬送性、定着性、耐摩
耗性は勿論のこと、特に耐久性が飛躍的に向上するとい
う効果がある。
さらに言えば、本発明によると、弾性層と樹脂層との密
着強度が増大され、特に加熱条件下にては著しく、一般
搬送では50万枚の搬送を無理無く達成でき、定着用回転
体としても、30万枚以上の定着処理を優れた定着効果と
離型性を維持しつつ行なうことができる。
着強度が増大され、特に加熱条件下にては著しく、一般
搬送では50万枚の搬送を無理無く達成でき、定着用回転
体としても、30万枚以上の定着処理を優れた定着効果と
離型性を維持しつつ行なうことができる。
また、本発明を定着装置に適用した場合には、耐摩耗
性、表面離型性に優れ、樹脂層の表面特性とゴムの弾性
特性を十分発揮させて、トナー像や他のローラへのなら
い効果にも優れ、寿命が極めて長くなる。また、本発明
の定着の装置によると、上記弾性回転体を記録材を挟圧
する少なくとも一方のローラ（ベルトを含む）へ適用す
ると、記録材のカール発生を防止し、定着画像を鮮明で
しかも定着性が良いといった効果を、従来よりも長期に
わたって維持できる。しかも、定着の熱効率が浴定着に
必要な温度を低減（例えば20℃程）できるので消費電力
を少なくし、電力配分の少ない装置でも高速定着記録を
達成できる。
性、表面離型性に優れ、樹脂層の表面特性とゴムの弾性
特性を十分発揮させて、トナー像や他のローラへのなら
い効果にも優れ、寿命が極めて長くなる。また、本発明
の定着の装置によると、上記弾性回転体を記録材を挟圧
する少なくとも一方のローラ（ベルトを含む）へ適用す
ると、記録材のカール発生を防止し、定着画像を鮮明で
しかも定着性が良いといった効果を、従来よりも長期に
わたって維持できる。しかも、定着の熱効率が浴定着に
必要な温度を低減（例えば20℃程）できるので消費電力
を少なくし、電力配分の少ない装置でも高速定着記録を
達成できる。
第１図は、本発明に係る弾性回転体及びそれを有する定
着装置の一実施例の断面図である。 第２図は、第１図の定着ローラの部分拡大説明図であ
る。 １……定着ローラ 4,14……シリコーンゴムの弾性層 5,15……接着層 6,16……弗素樹脂層
着装置の一実施例の断面図である。 第２図は、第１図の定着ローラの部分拡大説明図であ
る。 １……定着ローラ 4,14……シリコーンゴムの弾性層 5,15……接着層 6,16……弗素樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｈ 27/00 Ａ Ｆ１６Ｃ 13/00 8613−3Ｊ (56)参考文献 特開 昭57−89785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−305377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−89845（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−143576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−239479（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−19104（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】弾性層の上に接着層を有し、その上に樹脂
材を塗布し焼成することにより弾性層の上に樹脂層が形
成される弾性回転体であって、上記弾性層には0.5ミク
ロンメートル以上15ミクロンメートル以下の粒径を有す
る充填剤が独立に分布して混入されており、その充填剤
は弾性層の表面を研摩したときに、その表面に析出して
いる充填剤が抜け落ちる充填剤であることを特徴とする
弾性回転体。 - 【請求項２】上記弾性層はシリコーンゴム層であり、上
記充填剤は石英であることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の弾性回転体。 - 【請求項３】一対の回転体を有し、この一対の回転体間
に未定着像を有する記録材を通過させることにより、記
録材上に未定着像を定着する定着装置において、上記一
対の回転体のうちの少なくとも一方の回転体は、弾性層
の上に接着層を有し、その上に樹脂材を塗布し、焼成す
ることにより弾性層の上に樹脂層が形成される弾性回転
体であって、上記弾性層には0.5ミクロンメートル以上1
5ミクロンメートル以下の粒径を有する充填剤が独立に
分布して混入されており、その充填剤は弾性層の表面を
研摩したときに、その表面に析出している充填剤が抜け
落ちる充填剤であることを特徴とする定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62157483A JPH0778659B2 (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 弾性回転体及びそれを有する定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62157483A JPH0778659B2 (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 弾性回転体及びそれを有する定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS643684A JPS643684A (en) | 1989-01-09 |
| JPH0778659B2 true JPH0778659B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=15650668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62157483A Expired - Lifetime JPH0778659B2 (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 弾性回転体及びそれを有する定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778659B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019238236A1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | Applied Materials, Inc. | Roller device for guiding a flexible substrate, use of a roller device for transporting a flexible substrate, vacuum processing apparatus, and method of processing a flexible substrate |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150876A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Canon Inc | 弾性回転体及び定着装置 |
| JP2592941B2 (ja) * | 1988-12-02 | 1997-03-19 | キヤノン株式会社 | 弾性回転体の製造方法 |
| JP2610748B2 (ja) * | 1992-04-20 | 1997-05-14 | 東芝シリコーン株式会社 | 熱定着用シリコーンゴムローラ |
| US6252583B1 (en) | 1997-11-14 | 2001-06-26 | Immersion Corporation | Memory and force output management for a force feedback system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0719104B2 (ja) * | 1985-12-27 | 1995-03-06 | キヤノン株式会社 | 弾性回転体及びそれを有する定着装置 |
| JP2519056B2 (ja) * | 1987-06-05 | 1996-07-31 | 昭和電線電纜株式会社 | 熱定着ロ−ラ |
-
1987
- 1987-06-26 JP JP62157483A patent/JPH0778659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019238236A1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | Applied Materials, Inc. | Roller device for guiding a flexible substrate, use of a roller device for transporting a flexible substrate, vacuum processing apparatus, and method of processing a flexible substrate |
| CN112334596A (zh) * | 2018-06-14 | 2021-02-05 | 应用材料公司 | 用于导引柔性基板的滚轴装置、用于传送柔性基板的滚轴装置的用途、真空处理设备及处理柔性基板的方法 |
| CN112334596B (zh) * | 2018-06-14 | 2023-10-20 | 应用材料公司 | 用于导引柔性基板的滚轴装置、用于传送柔性基板的滚轴装置的用途、真空处理设备及处理柔性基板的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS643684A (en) | 1989-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |