JPH09114293A - 定着用ローラ及びそれを有する定着装置 - Google Patents

定着用ローラ及びそれを有する定着装置

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JPH09114293A
JPH09114293A JP27126495A JP27126495A JPH09114293A JP H09114293 A JPH09114293 A JP H09114293A JP 27126495 A JP27126495 A JP 27126495A JP 27126495 A JP27126495 A JP 27126495A JP H09114293 A JPH09114293 A JP H09114293A
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JP
Japan
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fixing
resistance value
pressure roller
elastic layer
roller
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Withdrawn
Application number
JP27126495A
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Hiroshi Kataoka
洋 片岡
Hiroaki Sakai
宏明 酒井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着装置構成を複雑にすることなくトナーの
オフセット及び飛び散り現象を防止する。 【解決手段】 弾性層12及び導電性表層13を有する
加圧ローラ1の総抵抗値を106〜1010Ωとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の実施の形態】本発明はプリンター、複写機等の
画像形成装置に用いられ、未定着画像を加圧定着する定
着用ローラ及びそれを用いた定着装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図2に従来の定着装置の概略図を示す。
定着ローラ2は、芯金21上にPFA等のフッ素樹脂か
らなる離型層22を設けたもので、矢印方向に回転す
る。加圧ローラ1は芯金11上にシリコンゴム等の弾性
層12及びPFA等のフッ素樹脂になどより成る離型層
13を設けたもので、定着ローラに従動して矢印方向に
回転する。定着ローラの芯金内にはヒータ3が設けられ
内部より定着ローラを加熱する。定着ローラの表面温度
は温度センサー4により測定され、不図示の温度制御回
路に入力される。ヒータは温度制御回路により通電をオ
ン・オフされて定着ローラの表面温度をほぼ一定に保っ
ている。加圧ローラは不図示の加圧手段により定着ロー
ラにある圧をもって加圧され、定着ニップNを形成して
いる。記録材5上には周知の電子写真プロセスにより形
成された未定着トナー6によって画像が形成されてい
る。記録材は不図示の定着入り口ガイドにより定着ニッ
プ部へ導かれ、未定着トナーは加熱・加圧されて記録材
上に永久画像として定着される。芯金にはバイアス電源
7が繋がれており、トナーの固有電荷と同極性の定着バ
イアスが印加され、トナーを定着ローラの表面から静電
的に反発するよう電界を作り、定着ローラの表面にトナ
ーが転移して後続の画像を乱すオフセット現象を防いだ
り、定着ニップ近傍での電界により未定着トナーが乱さ
れる飛び散り現象を防いでいる。各ローラの離型層は絶
縁性として定着バイアスのリークを防いでいる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では定着ニップから記録材が排出され、記録材が定
着ローラから離れる時に、記録材と離型層の間で剥離帯
電を生じて、定着ローラ表面の電位が部分的に低下する
ことが分かっている。その結果、オフセット現象を押さ
える目的で定着バイアスを印加しているにも拘わらず、
オフセット現象が発生してしまう。この現象は、剥離帯
電によって引き起こされるオフセットであるので、剥離
オフセットと呼ぶことにする。図3に先行する記録材F
の後端部で生じた剥離帯電により((図3−a)参
照)、後続の記録材B上の画像を剥ぎ取り、定着ローラ
1周後に剥離オフセットとして画像に残される。具体的
には、定着ローラの円周をL、記録材と記録材の間隔を
Mとすると、先行の記録材の後端で生じた剥離帯電は後
続の記録材の先端から(L−M)の位置の画像を剥ぎ取
り、(2L−M)の位置に剥離オフセットとして現れる
((図3−b)参照)。
【0004】又、定着ローラは常に記録材、若しくは加
圧ローラと接触しているために、摩擦による帯電によっ
て定着ローラの表面が帯電してしまい、この帯電電位が
定着バイアスと相殺することでオフセット現象を抑える
効果が無くなってしまい((図4−a)参照)、記録材
上の未定着トナーが定着ローラ表面に静電的に転移し
((図4−b)参照)、後続の画像を乱すオフセット現
象が発生してしまう((図4−c)参照)。この現象
は、静電的に引き起こされるオフセットであるので静電
オフセットと呼ぶことにする。図4に静電オフセットの
発生する様子を簡単に示した。
【0005】加えて、定着ローラが記録材、若しくは加
圧ローラとの摩擦による帯電で定着ローラ表面が帯電
し、この帯電電位が定着バイアスと相殺することで定着
バイアスの効果が無くなり、定着ニップ近傍の電界が弱
まり、画像上の未定着トナーが後方に飛び散る現象が発
生する。
【0006】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、複雑な
構成を要することなく、従来の定着装置に用いられてい
る加圧ローラの組成のみの変更で、定着バイアスを効率
よく働かせることができ定着ローラ表面の電位を常に一
定に保つことが可能となり、上記問題点の解決を図れる
加圧ローラ及び定着装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決する本発
明は、芯金上に弾性層を設け、更に導電性表層が設けら
れた定着用ローラ及びそれを有する定着装置において、
定着用ローラの総抵抗値が106〜1010Ω・cmとな
るように、弾性層及び導電性表層を設けたことを特徴と
する。
【0008】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)図1は、本発明の実施の形態であ
るの定着装置の概略図である。
【0009】尚、図2で示した定着装置と同部材には同
一番号を付け、説明は省略する。
【0010】定着用ローラである加圧ローラ1は芯金1
1上に、絶縁性のシリコンゴムに導電性を持たせる目的
で、カーボン・酸化スズ・酸化チタン等の導電性付与粒
子を分散させ、これを発泡させることでスポンジとし、
弾性層12を形成する。このようにして形成する弾性層
は、抵抗値で104〜105Ω(DC300v印加)とな
るように導電性付与粒子の割合を調整する。
【0011】これに、PFAにカーボン・酸化亜鉛・酸
化スズ等の導電性付与粒子を分散して、体積抵抗値を1
6〜108Ω・cm(DC300v印加)に調整したP
FAチューブを被せることで導電性表層13を持った加
圧ローラを得る。尚、弾性層とPFAチューブは接着剤
をもって接合されている。
【0012】このようにして形成された加圧ローラは、
総抵抗値が106〜108Ω(DC300v印加)とな
り、本発明の目的にあった加圧ローラとなる。
【0013】次に具体的な実験例を示す。
【0014】定着ローラ2として外径40.0mm、長
さ350mm、肉厚1mmのアルミニウム芯金21上
に、厚さ50μmのPFAチューブ(体積抵抗値1011
〜1013Ω・cm(DC300v印加))22を接着剤
を用いて被覆したものを用いて、周速107mm/se
cで回転駆動し、表面温度が190度となるように温調
制御した。
【0015】加圧ローラ1は、直径14mmの鉄芯金1
1上に厚さ8mmの弾性層として発泡シリコンゴム(抵
抗値104〜105Ω(DC300v印加))に、導電性
表層としてPFAチューブ(PFAにカーボンを分散し
てチューブとしたもので、体積抵抗値106〜108Ω・
cm(DC300v印加)で、厚さ約50μm)を接着
剤を用いて被覆したものである。加圧ローラとしては外
径30mm、長さ315mm、硬度51度(500g荷
重でアスカーcにて測定)としたものを、総圧21.5
N(ニュートン)で定着ローラに押し当て、約5mmの
定着ニップNを得た。
【0016】定着ローラの芯金には定着バイアスとして
高圧電源より−650vを印加し、加圧ローラの芯金に
はダイオード8を接続した。
【0017】以上の構成の定着装置を用いて、記録材5
として65g/m2の薄紙、130g/m2の厚紙、OH
P(オーバーヘッドプロジェクター)用のOHT(トラ
ンスペアレンシイ)を用いて耐久試験を行い、初期、2
0万枚、35万枚通紙時点の、オフセット現象・飛び散
り現象の発生をもって効果を確認した結果を以下に示
す。
【0018】尚、比較例として、弾性層の抵抗値を10
4〜105Ω(DC300v印加)とし、表層の体積抵抗
値を1010〜1012Ω・cm(DC300v印加)と高
抵抗にしたもの、及び104〜106Ω・cm(DC30
0v印加)と低抵抗にしたものの結果を加える。
【0019】
【表1】
【0020】表1のように本実施例は、耐久試験の初期
から35万枚通紙時に至るまで、オフセット・飛び散り
現象の発生もなく良好な画像を得ることが出来た。
【0021】対して、比較例1では初期は良好な画像を
得ることが出来たが、耐久が進むに従ってオフセット・
飛び散り現象の発生が著しくなってきてしまった。これ
は、耐久が進むに従って定着ローラ表面が荒れてきて、
定着バイアスによる表面電位を均一に保持出来なること
に起因すると推察される。
【0022】又、比較例2では本実施例と同様に初期か
ら20万枚通紙時に至るまでは、オフセット・飛び散り
現象の発生はなく良好であったが、耐久が進むにつれて
定着ローラにピンホールや微少な傷が発生してくると、
そのピンホールや傷から定着バイアスが加圧ローラにリ
ークし、加えて弾性層及び表層が低抵抗なため加圧ロー
ラとしても低抵抗であり、定着ローラからのリーク電流
が流れ込み、ピンホールや傷に相当する加圧ローラ部が
焦げてしまい、画像を乱し始めた。又、加圧ローラが焦
げるのは発火の危険性があるため耐久試験を中止した。
【0023】上述したように、弾性層の抵抗値を104
〜105Ω(DC300v印加)、導電性表層の体積抵
抗値を106〜108Ω・cm(DC300v印加)と
し、加圧ローラとしての総抵抗値を106〜108Ω・c
m(DC300v印加)とすることで、大きな装置構成
変更をすることもなくオフセット・飛び散り現象を防止
することが可能となり、又、弊害も認められなかった。
【0024】(第2の実施の形態)本発明の別の実施の
形態及び実験例を示す。
【0025】尚、定着装置に関しては第1の実施の形態
と同様であるので、説明は省略する。
【0026】本実施の形態では弾性層の抵抗値を106
〜108Ω(DC300v印加)となるように導電性付
与粒子の割合を調整し、体積抵抗値を104〜106Ω・
cm(DC300v印加)に調整したPFAチューブを
被せることで導電性表層を持った加圧ローラを形成す
る。尚、弾性層とPFAチューブは接着剤をもって接合
されている。
【0027】このようにして形成された加圧ローラは、
総抵抗値が106〜108Ω(DC300v印加)とな
り、本発明の目的にあった加圧ローラとなる。
【0028】次に具体的な実験例を示す。
【0029】実験は実施例1と同様に記録材として65
g/m2の薄紙、130g/m2の厚紙、OHP用のOH
Tを用いて耐久試験を行い、初期、20万枚、35万枚
通紙時点の、オフセット現象・飛び散り現象の発生をも
って効果を確認した。
【0030】尚、比較例として、表層の体積抵抗値を1
4〜106Ω・cm(DC300v印加)とし、弾性層
の抵抗値を104〜106Ω(DC300v印加)と低抵
抗にしたもの、及び1012〜1014Ω(DC300v印
加)と高抵抗にしたものの結果を加える。
【0031】
【表2】
【0032】表2のように本実施例は、耐久試験の初期
から35万枚通紙時に至るまで、オフセット・飛び散り
現象の発生もなく良好な画像を得ることが出来、その他
の弊害も認められなかった。
【0033】対して、比較例2は初期から65g/
2、130g/m2紙において、剥離オフセットが発生
してしまった。これは加圧ローラの総抵抗値が1012Ω
以上と高いため、紙後端が定着ローラ表面から分離する
瞬間の剥離帯電によって定着ローラ表面に局所的な電位
分布が出来てしまい、その電荷が加圧ローラを通じて逃
げられないために後続の記録材の画像を剥ぎ取ることで
発生している。加えて、耐久が進むにつれて静電オフセ
ットも発生し、又、飛び散り現象も発生してしまった。
【0034】又、比較例1では本実施例と同様に初期か
ら20万枚通紙時に至るまでは、オフセット・飛び散り
現象の発生はなく良好であったが、耐久が進むにつれて
定着ローラにピンホールや微少な傷が発生してくると、
そのピンホールや傷から定着バイアスが加圧ローラにリ
ークし、加えて弾性層及び表層が低抵抗なため加圧ロー
ラとしても低抵抗であり、定着ローラからのリーク電流
が流れ込み、ピンホールや傷に相当する加圧ローラ部が
焦げてしまい、画像を乱し始めた。又、加圧ローラが焦
げるのは発火の危険性があるため耐久試験を中止した。
【0035】上述したように、弾性層の抵抗値を106
〜108Ω(DC300v印加)、導電性表層の体積抵
抗値を104〜106Ω・cm(DC300v印加)と
し、加圧ローラとしての総抵抗値を106〜108Ω(D
C300v印加)とすることで、大きな装置構成変更を
することもなくオフセット・飛び散り現象を防止するこ
とが可能となり、又、弊害も認められなかった。
【0036】(第3の実施の形態)本発明の別の実施の
形態の定着装置の概略図を図5に示す。
【0037】本実施の形態の特徴は未定着トナー6に接
触する回転体が薄肉のフィルム2である点で、熱容量の
小さな板状の発熱体3を温度センサー4の出力に基づき
オン・オフすることで瞬時に定着可能な温度までフィル
ムを加熱出来る省ネネルギータイプの定着装置に応用し
た点である。定着フィルムは厚さ50μmのポリイミド
等の樹脂から成る基層フィルム21の面にプライマー層
でもある導電層22を介して、厚さ40μmのPTF
E、PFA等のフッ素樹脂からなる絶縁性の離型層22
を有しており、回転ローラ9、9’により回転駆動され
る。導電層はダイオード8を介して接地されており、加
圧ローラ1の芯金11に接続されたダイオード8’と共
に、定着ニップN内に定着フィルムから加圧ローラへ向
かう電界を自己形成することで、オフセット現象を防止
している。
【0038】加圧ローラ1は、弾性層の抵抗値を105
〜106Ω(DC300v印加)となるように導電性付
与粒子の割合を調整し、体積抵抗値を105〜107Ω・
cm(DC300v印加)に調整したPFAチューブを
被せることで導電性表層を持った加圧ローラを形成す
る。尚、弾性層とPFAチューブは接着剤をもって接合
されている。
【0039】このようにして形成された加圧ローラは、
総抵抗値が106〜107Ω(DC300v印加)とな
り、本発明の目的にあった加圧ローラとなる。尚、本実
施例で用いた加圧ローラの硬度は35度(500g荷重
でアスカーcにて測定)とし、定着フィルムに総圧10
N(ニュートン)で押し当てた。
【0040】このように省エネルギー・クイックスター
トを目的とした定着装置においても本実施例は、初期か
ら耐久後に至るまで、オフセット・飛び散り現象の発生
が無く良好な画像を得ることが出来た。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定着装置に用いる定着用ローラの総抵抗値を106〜1
10Ωとすることで、定着装置構成を複雑にすることな
く、オフセット・飛び散り現象を抑えることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加圧ローラを備えた定着装置の概略
図。
【図2】従来の定着装置の概略図。
【図3】剥離オフセットを説明する図。
【図4】静電オフセットを説明する図。
【図5】第3の実施の形態の概略図。
【符号の説明】
1 加圧ローラ 2 定着ローラ 3 ヒータ 4 温度センサー 5 記録材 6 トナー 7 電源 8 ダイオード 11、21 芯金 12 弾性層 13 導電性表層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯金に弾性層を設け、更に導電性表層を
    もつ加圧ローラにおいて、 定着用ローラの総抵抗値が106〜1010Ωとなるよう
    に弾性層及び導電性表層を設けたことを特徴とする定着
    用ローラ。
  2. 【請求項2】 前記総抵抗値はDC300V印加時であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の定着用ローラ。
  3. 【請求項3】 弾性層の抵抗値を104〜105Ωとし、
    導電性表層の体積抵抗値を106〜108Ω・cmとした
    請求項1に記載の定着用ローラ。
  4. 【請求項4】 弾性層の抵抗値を106〜108Ωとし、
    導電性表層の体積抵抗値を104〜106Ω・cmとした
    請求項1に記載の定着用ローラ。
  5. 【請求項5】 弾性層の抵抗値を105〜106Ωとし、
    導電性表層の体積抵抗値を105〜107Ω・cmとした
    請求項1に記載の定着用ローラ。
  6. 【請求項6】 芯金に弾性層を設け、更に導電性表層を
    もつ定着用ローラを有する定着装置において、 定着用ローラの総抵抗値が106〜1010Ωとなるよう
    に弾性層及び導電性表層を設けたことを特徴とする定着
    装置。
JP27126495A 1995-10-19 1995-10-19 定着用ローラ及びそれを有する定着装置 Withdrawn JPH09114293A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003084606A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Ricoh Co Ltd 定着装置
JP2013238759A (ja) * 2012-05-16 2013-11-28 Canon Inc 加圧部材、及びその加圧部材を備えた像加熱装置

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003084606A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Ricoh Co Ltd 定着装置
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Effective date: 20030107