JPH10228202A - 定着装置 - Google Patents
定着装置Info
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- JPH10228202A JPH10228202A JP1940497A JP1940497A JPH10228202A JP H10228202 A JPH10228202 A JP H10228202A JP 1940497 A JP1940497 A JP 1940497A JP 1940497 A JP1940497 A JP 1940497A JP H10228202 A JPH10228202 A JP H10228202A
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- JP
- Japan
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- fixing roll
- heat
- roll
- heat fixing
- fixing device
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い離型性能が得られ、且つ摩擦磨耗による
劣化の少ない熱定着ロールを備えた定着装置を提供す
る。 【解決手段】 熱定着ロール、前記熱定着ロールの表面
を温めるためのヒーター及び前記熱定着ロールを加圧す
るように配置された圧力部材を備えた定着装置におい
て、前記熱定着ロールは、円筒の芯金上に形成された耐
熱性弾性層が、新モース硬さ８以上且つ平均粒径０．５
μｍ以上１５μｍ以下の無機粉体が１〜１０重量％添加
されたフッ素系樹脂のチューブで被覆された熱定着ロー
ルである。ここで、前記圧力部材によって生じる前記熱
定着ロールの歪み量が０．５％以上であることが好まし
い。前記無機粉体としては、炭化珪素やアルミナを使用
することができる。
劣化の少ない熱定着ロールを備えた定着装置を提供す
る。 【解決手段】 熱定着ロール、前記熱定着ロールの表面
を温めるためのヒーター及び前記熱定着ロールを加圧す
るように配置された圧力部材を備えた定着装置におい
て、前記熱定着ロールは、円筒の芯金上に形成された耐
熱性弾性層が、新モース硬さ８以上且つ平均粒径０．５
μｍ以上１５μｍ以下の無機粉体が１〜１０重量％添加
されたフッ素系樹脂のチューブで被覆された熱定着ロー
ルである。ここで、前記圧力部材によって生じる前記熱
定着ロールの歪み量が０．５％以上であることが好まし
い。前記無機粉体としては、炭化珪素やアルミナを使用
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱定着ロール、前記
熱定着ロールの表面を温めるためのヒーター及び前記熱
定着ロールを加圧するように配置された圧力部材を備え
た定着装置に関する。
熱定着ロールの表面を温めるためのヒーター及び前記熱
定着ロールを加圧するように配置された圧力部材を備え
た定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
電子写真プロセスを利用した複写機等においては転写材
である記録用紙上に永久画像を形成するために記録用紙
上の未定着トナー像を定着させる必要があり、その定着
法として、溶剤定着法、圧力定着法及び加熱定着法が知
られている。
電子写真プロセスを利用した複写機等においては転写材
である記録用紙上に永久画像を形成するために記録用紙
上の未定着トナー像を定着させる必要があり、その定着
法として、溶剤定着法、圧力定着法及び加熱定着法が知
られている。
【０００３】これらの定着法のうち、溶剤定着法は、溶
剤蒸気が発散するため、臭気や衛生上の問題が多いとい
う欠点を有しており、圧力定着法は、他の定着法と較べ
て定着性が悪く、且つ高価な圧力感応性トナーを使用し
なければならないためランニングコストが高いという欠
点を有しており、共に広く実用化されていないのが現状
である。これに対し、加熱によってトナーを溶融させ、
記録用紙上に融着させる加熱定着法は、上記のような欠
点を有さないため、未定着トナー像の定着法として広く
採用されている。
剤蒸気が発散するため、臭気や衛生上の問題が多いとい
う欠点を有しており、圧力定着法は、他の定着法と較べ
て定着性が悪く、且つ高価な圧力感応性トナーを使用し
なければならないためランニングコストが高いという欠
点を有しており、共に広く実用化されていないのが現状
である。これに対し、加熱によってトナーを溶融させ、
記録用紙上に融着させる加熱定着法は、上記のような欠
点を有さないため、未定着トナー像の定着法として広く
採用されている。
【０００４】加熱定着法による定着装置には、熱定着ロ
ール方式、熱風定着方式及びオーブン定着方式のものが
知られており、熱定着ロール方式の定着装置が、他の加
熱定着法による定着装置に較べて熱効率が高く、低電
力、高速性に優れ、しかも紙詰まりによる火炎の危険性
も少ないこと等から、現在最も広く利用されている。
ール方式、熱風定着方式及びオーブン定着方式のものが
知られており、熱定着ロール方式の定着装置が、他の加
熱定着法による定着装置に較べて熱効率が高く、低電
力、高速性に優れ、しかも紙詰まりによる火炎の危険性
も少ないこと等から、現在最も広く利用されている。
【０００５】熱定着ロール方式の定着装置は、図１に示
されるように、熱定着ロール１とこの熱定着ロール１を
加圧するように配置された圧力ロール２と熱定着ロール
１の内部に配置されたヒーター３とを備え、未定着トナ
ー像が形成された記録用紙４が熱定着ロール１と圧力ロ
ール２とのニップ領域に挿通されて未定着トナー像が定
着する。熱定着ロール１には、一般に、円筒状の金属製
芯金の外周面に、記録用紙４上のトナーが熱定着ロール
１に付着することを防止するための離型層が形成された
ロールが使用される。この離型層を形成する材料として
は、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体及び四フッ化エチレン六フッ
化プロピレン共重合体に代表されるフッ素系耐熱性樹脂
等の耐熱性樹脂、並びにシリコーンゴム及びフッ素ゴム
に代表される耐熱性ゴムが知られている。
されるように、熱定着ロール１とこの熱定着ロール１を
加圧するように配置された圧力ロール２と熱定着ロール
１の内部に配置されたヒーター３とを備え、未定着トナ
ー像が形成された記録用紙４が熱定着ロール１と圧力ロ
ール２とのニップ領域に挿通されて未定着トナー像が定
着する。熱定着ロール１には、一般に、円筒状の金属製
芯金の外周面に、記録用紙４上のトナーが熱定着ロール
１に付着することを防止するための離型層が形成された
ロールが使用される。この離型層を形成する材料として
は、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体及び四フッ化エチレン六フッ
化プロピレン共重合体に代表されるフッ素系耐熱性樹脂
等の耐熱性樹脂、並びにシリコーンゴム及びフッ素ゴム
に代表される耐熱性ゴムが知られている。
【０００６】例えば、特開昭６１−２２３７６号公報及
び特開昭６１−２４８７３１号公報等は、耐熱性ゴム層
の表面にフッ素樹脂の分散物が塗布焼成された熱定着ロ
ールを開示する。しかしながら、塗布焼成膜の厚みは高
々２〜３μｍ程度であり、定着装置を連続的に使用する
ことによって離型層が磨滅しやすいため、熱定着ロール
の寿命が短い。
び特開昭６１−２４８７３１号公報等は、耐熱性ゴム層
の表面にフッ素樹脂の分散物が塗布焼成された熱定着ロ
ールを開示する。しかしながら、塗布焼成膜の厚みは高
々２〜３μｍ程度であり、定着装置を連続的に使用する
ことによって離型層が磨滅しやすいため、熱定着ロール
の寿命が短い。
【０００７】一方、特開昭５７−８９７８５号公報、特
開昭５３−１４４７４７号公報、特公平７−３４９号公
報及び特開平４−４２１８３号公報等は、耐熱性ゴム層
が、予め製造されたフッ素樹脂チューブで被覆された熱
定着ロールを開示する。しかしながら、磨耗低減の点で
不十分である。
開昭５３−１４４７４７号公報、特公平７−３４９号公
報及び特開平４−４２１８３号公報等は、耐熱性ゴム層
が、予め製造されたフッ素樹脂チューブで被覆された熱
定着ロールを開示する。しかしながら、磨耗低減の点で
不十分である。
【０００８】また、特公平３−１４１９４号公報に開示
されているように、金属芯金上に無機粉体が添加された
フッ素系樹脂被覆層が直接形成された熱定着ロールが既
に実用化されているが、熱定着ロールの寿命を長くする
ことはできるが、剥離性が低下するという問題がある。
されているように、金属芯金上に無機粉体が添加された
フッ素系樹脂被覆層が直接形成された熱定着ロールが既
に実用化されているが、熱定着ロールの寿命を長くする
ことはできるが、剥離性が低下するという問題がある。
【０００９】また、金属芯金上に、充填剤が添加された
フッ素系樹脂チューブを有する熱定着ロールが、特開昭
５９−１９８１１８号公報、特開昭６４−１５３４号公
報及び特開平８−９５４０７号公報等に開示されている
が、その目的はチューブの捻じれ等を防止することであ
る。
フッ素系樹脂チューブを有する熱定着ロールが、特開昭
５９−１９８１１８号公報、特開昭６４−１５３４号公
報及び特開平８−９５４０７号公報等に開示されている
が、その目的はチューブの捻じれ等を防止することであ
る。
【００１０】そこで、本発明は、高い離型性能が得ら
れ、且つ摩擦磨耗による劣化の少ない熱定着ロールを備
えた定着装置を提供することを目的とする。
れ、且つ摩擦磨耗による劣化の少ない熱定着ロールを備
えた定着装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱定着ロー
ル、前記熱定着ロールの表面を温めるためのヒーター及
び前記熱定着ロールを加圧するように配置された圧力部
材を備えた定着装置において、前記熱定着ロールは、円
筒の芯金上に形成された耐熱性弾性体層が、新モース硬
さ８以上且つ平均粒径０．５μｍ以上１５μｍ以下の無
機粉体が１〜１０重量％添加されたフッ素系樹脂のチュ
ーブで被覆された熱定着ロールであることを特徴とす
る。
ル、前記熱定着ロールの表面を温めるためのヒーター及
び前記熱定着ロールを加圧するように配置された圧力部
材を備えた定着装置において、前記熱定着ロールは、円
筒の芯金上に形成された耐熱性弾性体層が、新モース硬
さ８以上且つ平均粒径０．５μｍ以上１５μｍ以下の無
機粉体が１〜１０重量％添加されたフッ素系樹脂のチュ
ーブで被覆された熱定着ロールであることを特徴とす
る。
【００１２】ここで、前記圧力部材によって生じる前記
熱定着ロールの歪み量は０．５％以上であることが好ま
しい。
熱定着ロールの歪み量は０．５％以上であることが好ま
しい。
【００１３】前記無機粉体としては、炭化珪素やアルミ
ナを使用することができる。本発明によれば、新モース
硬さ８以上且つ平均粒径０．５μｍ以上１５μｍ以下の
無機粉体が添加されたフッ素系樹脂のチューブで被覆さ
れた熱定着ロールを使用しているため、熱定着ロール表
面の磨耗の程度が低減される。
ナを使用することができる。本発明によれば、新モース
硬さ８以上且つ平均粒径０．５μｍ以上１５μｍ以下の
無機粉体が添加されたフッ素系樹脂のチューブで被覆さ
れた熱定着ロールを使用しているため、熱定着ロール表
面の磨耗の程度が低減される。
【００１４】また、芯金と前記フッ素系樹脂チューブと
の間に耐熱性弾性体層を設け、且つ前記無機粉体の含有
率を１〜１０重量％としているため、剥離性が維持され
る。
の間に耐熱性弾性体層を設け、且つ前記無機粉体の含有
率を１〜１０重量％としているため、剥離性が維持され
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明に係る定着装置は、熱定着
ロール、ヒーター及び圧力部材を備える。熱定着ロール
には、図２に示されるように、円筒の芯金５上に形成さ
れた耐熱性弾性体層６がフッ素系樹脂チューブ７で被覆
された熱定着ロールを使用する。また、圧力部材には、
熱定着ロールの構成と同一の構成のもの、円筒の芯金上
に耐熱性弾性体層のみが形成されたもの、耐熱性弾性体
層上にオイルの浸透を防ぐバリア層が形成され且つさら
にバリア層上に離型性の良い耐熱性弾性体層が形成され
たもの等の圧力ロール、パッド、ベルトを使用すること
ができる。
ロール、ヒーター及び圧力部材を備える。熱定着ロール
には、図２に示されるように、円筒の芯金５上に形成さ
れた耐熱性弾性体層６がフッ素系樹脂チューブ７で被覆
された熱定着ロールを使用する。また、圧力部材には、
熱定着ロールの構成と同一の構成のもの、円筒の芯金上
に耐熱性弾性体層のみが形成されたもの、耐熱性弾性体
層上にオイルの浸透を防ぐバリア層が形成され且つさら
にバリア層上に離型性の良い耐熱性弾性体層が形成され
たもの等の圧力ロール、パッド、ベルトを使用すること
ができる。
【００１６】芯金を形成する材料としては、一般に、剛
性に優れた鉄、ステンレスや熱伝導性に優れたアルミニ
ウム等が使用されるが、他の金属等を使用してもよい。
性に優れた鉄、ステンレスや熱伝導性に優れたアルミニ
ウム等が使用されるが、他の金属等を使用してもよい。
【００１７】耐熱性弾性体層の材料としては、フッ素ゴ
ム及びシリコーンゴムが使用できる。熱定着ロールの場
合、耐熱性弾性体層の厚さは、巻き付き防止効果及び熱
伝導性を考慮すると、１００μｍ乃至２ｍｍが好まし
い。
ム及びシリコーンゴムが使用できる。熱定着ロールの場
合、耐熱性弾性体層の厚さは、巻き付き防止効果及び熱
伝導性を考慮すると、１００μｍ乃至２ｍｍが好まし
い。
【００１８】圧力ロールの場合、耐熱性弾性体層の厚さ
は任意の値とすることができるが、一般に、熱定着ロー
ルの耐熱性弾性体層より薄くすることが好ましい。
は任意の値とすることができるが、一般に、熱定着ロー
ルの耐熱性弾性体層より薄くすることが好ましい。
【００１９】また、熱定着ロールの場合、耐熱性弾性体
層の硬さは、ＪＩＳ Ｋ６３０１に従って測定した場
合、画質及び巻き付き防止効果を考慮すると、２０度乃
至６０度であることが好ましい。
層の硬さは、ＪＩＳ Ｋ６３０１に従って測定した場
合、画質及び巻き付き防止効果を考慮すると、２０度乃
至６０度であることが好ましい。
【００２０】圧力ロールの場合、耐熱性弾性体層の硬さ
は任意の値とすることができるが、一例として、ＪＩＳ
Ｋ６３０１に従って測定した場合、２０度乃至７０度
とすることができる。
は任意の値とすることができるが、一例として、ＪＩＳ
Ｋ６３０１に従って測定した場合、２０度乃至７０度
とすることができる。
【００２１】チューブに使用されるフッ素系樹脂として
は、ポリテトラフフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及
び四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）が挙げられる。これらの中では、耐熱性、加工性の
点からＰＦＡが好ましい。なお、耐熱性弾性体層との密
着性を向上させるために、チューブの内面にエッチング
によるプライマー処理等を施すことができる。
は、ポリテトラフフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及
び四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）が挙げられる。これらの中では、耐熱性、加工性の
点からＰＦＡが好ましい。なお、耐熱性弾性体層との密
着性を向上させるために、チューブの内面にエッチング
によるプライマー処理等を施すことができる。
【００２２】熱定着ロールの場合、チューブの厚さは、
歪みの発生しやすさ及び磨耗低減の観点から、８μｍ乃
至１５μｍであることが好ましい。
歪みの発生しやすさ及び磨耗低減の観点から、８μｍ乃
至１５μｍであることが好ましい。
【００２３】一方、圧力ロールがフッ素系樹脂チューブ
を備える場合、チューブの厚さは任意の値とすることが
できるが、一例として、３０〜５０μｍとすることがで
きる。
を備える場合、チューブの厚さは任意の値とすることが
できるが、一例として、３０〜５０μｍとすることがで
きる。
【００２４】熱定着ロールの場合、フッ素樹脂チューブ
には無機粉体が添加される。この無機粉体の新モース硬
さは８以上であることが必要である。無機粉体の新モー
ス硬さが８未満では、磨耗を十分に低減することができ
ない。
には無機粉体が添加される。この無機粉体の新モース硬
さは８以上であることが必要である。無機粉体の新モー
ス硬さが８未満では、磨耗を十分に低減することができ
ない。
【００２５】また、無機粉体の平均粒径は０．５μｍ以
上１５μｍ以下であることが必要である。無機粉体の平
均粒径が０．５μｍ未満では、二次凝集を起こしやす
く、また、１５μｍを越えると、チューブの厚さに近く
なり表面に露出しやすくなるからである。
上１５μｍ以下であることが必要である。無機粉体の平
均粒径が０．５μｍ未満では、二次凝集を起こしやす
く、また、１５μｍを越えると、チューブの厚さに近く
なり表面に露出しやすくなるからである。
【００２６】このような無機粉体としては、ダイヤモン
ド粉末、コランダム粉、ケイ石粉、人造ダイヤ粉、窒化
ほう素、炭化珪素、融解アルミナ、カーボン等が挙げら
れる。
ド粉末、コランダム粉、ケイ石粉、人造ダイヤ粉、窒化
ほう素、炭化珪素、融解アルミナ、カーボン等が挙げら
れる。
【００２７】チューブ中の無機粉体の含有率は１重量％
以上１０重量％以下であることが必要である。無機粉体
の含有率が１重量％未満では、磨耗を十分に低減するこ
とができない。また、１０重量％を越えると、剥離性が
悪化する。無機粉体の含有率は３重量％以上８重量％以
下が好ましい。
以上１０重量％以下であることが必要である。無機粉体
の含有率が１重量％未満では、磨耗を十分に低減するこ
とができない。また、１０重量％を越えると、剥離性が
悪化する。無機粉体の含有率は３重量％以上８重量％以
下が好ましい。
【００２８】さらに、圧力ロールが最上層として離型性
の良い耐熱性弾性体層を備える場合、このような耐熱性
弾性体層に使用される材料としては、フッ素ゴムを挙げ
ることができる。
の良い耐熱性弾性体層を備える場合、このような耐熱性
弾性体層に使用される材料としては、フッ素ゴムを挙げ
ることができる。
【００２９】本発明では、圧力部材は熱定着ロールを加
圧するように配置され、このときの熱定着ロールの歪み
量は、剥離性の点から０．５％以上であることが好まし
い。
圧するように配置され、このときの熱定着ロールの歪み
量は、剥離性の点から０．５％以上であることが好まし
い。
【００３０】本発明において、歪み量は以下のように求
める。すなわち、一般にハードロールとソフトロール
が、所定の荷重の下で圧接した場合、ニップ領域でソフ
トロール表面は弾性変形し、その表面には円周方向に対
して歪みが生じる。この状態でハードロールとソフトロ
ールを回転させ、記録用紙がニップ領域を通過すると、
ソフトロールが１回転することによって送り出される記
録用紙の搬送量ｍ1 （実測値）は、歪み量ε＝０のとき
のソフトロールの外周の長さｍ2 （計算値）より歪み量
εに対応する長さだけ大きくなる。
める。すなわち、一般にハードロールとソフトロール
が、所定の荷重の下で圧接した場合、ニップ領域でソフ
トロール表面は弾性変形し、その表面には円周方向に対
して歪みが生じる。この状態でハードロールとソフトロ
ールを回転させ、記録用紙がニップ領域を通過すると、
ソフトロールが１回転することによって送り出される記
録用紙の搬送量ｍ1 （実測値）は、歪み量ε＝０のとき
のソフトロールの外周の長さｍ2 （計算値）より歪み量
εに対応する長さだけ大きくなる。
【００３１】以上を考慮し、本発明では、歪み量εは
「ε＝（ｍ1 ÷ｍ2 ）−１」と定義される。
「ε＝（ｍ1 ÷ｍ2 ）−１」と定義される。
【００３２】本発明において、熱定着ロール表面の離型
性を向上させるために、熱定着ロールにオイルを付与す
る付与手段を設けることも可能である。また、ここで使
用されるオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、
メチルフェニルシリコーンオイル、フッ素系シリコーン
オイル、フルオロポリエーテル系フッ素オイル等を挙げ
ることができる。
性を向上させるために、熱定着ロールにオイルを付与す
る付与手段を設けることも可能である。また、ここで使
用されるオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、
メチルフェニルシリコーンオイル、フッ素系シリコーン
オイル、フルオロポリエーテル系フッ素オイル等を挙げ
ることができる。
【００３３】また、ヒーターには、ハロゲンランプ等が
好適に使用される。以上のような構成の本発明に係る定
着装置は、白黒用及びカラー用の複写機等に応用するこ
とができる。
好適に使用される。以上のような構成の本発明に係る定
着装置は、白黒用及びカラー用の複写機等に応用するこ
とができる。
【００３４】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１〜５、比較例１）熱定着ロール１０と圧力ロ
ール１２（図３参照）を以下のように製造した。
る。 （実施例１〜５、比較例１）熱定着ロール１０と圧力ロ
ール１２（図３参照）を以下のように製造した。
【００３５】熱定着ロール 外径４５ｍｍ、厚さが７ｍｍの円筒状のアルミニウム製
芯金の外周に厚さ２ｍｍのＨＴＶ（高温加硫）シリコー
ンゴム層（ＪＩＳ Ｋ６３０１による硬さ３０度）を設
け、このシリコーンゴム層上を、新モース硬さ１３で平
均粒径５．２μｍの炭化珪素粉を１重量％含有し、且つ
エッチングにより内面がプライマー処理された厚さ２０
μｍのＰＦＡ樹脂チューブで被覆して熱定着ロールを作
成した。なお、上記ＰＦＡ樹脂チューブは、ペースト押
し出し法により成型する際、ＰＦＡ樹脂がまだペースト
状の時に、前記炭化珪素粉を添加することにより製造し
た。また、この熱定着ロールに対し炭化珪素粉末の含有
率のみが異なる熱定着ロールを製造した。
芯金の外周に厚さ２ｍｍのＨＴＶ（高温加硫）シリコー
ンゴム層（ＪＩＳ Ｋ６３０１による硬さ３０度）を設
け、このシリコーンゴム層上を、新モース硬さ１３で平
均粒径５．２μｍの炭化珪素粉を１重量％含有し、且つ
エッチングにより内面がプライマー処理された厚さ２０
μｍのＰＦＡ樹脂チューブで被覆して熱定着ロールを作
成した。なお、上記ＰＦＡ樹脂チューブは、ペースト押
し出し法により成型する際、ＰＦＡ樹脂がまだペースト
状の時に、前記炭化珪素粉を添加することにより製造し
た。また、この熱定着ロールに対し炭化珪素粉末の含有
率のみが異なる熱定着ロールを製造した。
【００３６】圧力ロール 外径４７ｍｍ、厚さが７ｍｍの円筒状のアルミニウム製
芯金の外周に肉厚１ｍｍのＨＴＶシリコーンゴム層（Ｊ
ＩＳ Ｋ６３０１による硬さ７０度）を設け、このシリ
コーンゴム層上を、エッチングにより内面がプライマー
処理された厚さ３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブで被覆し
て圧力ロールを作成した。 ＜評価＞図３に示されるように、熱定着ロール内部にヒ
ーターとして６５０Ｗの、圧力ロール内部にヒーターと
して５５０Ｗのハロゲンランプ１４を挿入し、次いで、
熱定着ロール１０と圧力ロール１２とを、圧力ロール１
２が熱定着ロール１０に加える荷重が８０ｋｇになるよ
うに配置した。次いで、テフロン（ヂュポン社製）で被
覆された耐熱樹脂製の剥離用ツメ１６の先端を、熱定着
ロールに２００ｋｇの荷重を加えるように、熱定着ロー
ルの外周と当接させた。次に、ハロゲンランプ１４を点
灯させ、図示しない温度センサ及び温度コントローラを
用いて熱定着ロール及び圧力ロールの表面温度を１５０
℃に維持した。次いで、熱定着ロール１０と圧力ロール
１２とを、圧力ロールの回転速度が１６０ｍｍ／ｓｅｃ
になるように順方向に回転させた。熱定着ロールを２×
１０6 回転させたときのＰＦＡ樹脂チューブの磨耗深さ
を表面粗さ計（東京精密製ｓｕｒｆｃｏｍ）により測定
した。
芯金の外周に肉厚１ｍｍのＨＴＶシリコーンゴム層（Ｊ
ＩＳ Ｋ６３０１による硬さ７０度）を設け、このシリ
コーンゴム層上を、エッチングにより内面がプライマー
処理された厚さ３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブで被覆し
て圧力ロールを作成した。 ＜評価＞図３に示されるように、熱定着ロール内部にヒ
ーターとして６５０Ｗの、圧力ロール内部にヒーターと
して５５０Ｗのハロゲンランプ１４を挿入し、次いで、
熱定着ロール１０と圧力ロール１２とを、圧力ロール１
２が熱定着ロール１０に加える荷重が８０ｋｇになるよ
うに配置した。次いで、テフロン（ヂュポン社製）で被
覆された耐熱樹脂製の剥離用ツメ１６の先端を、熱定着
ロールに２００ｋｇの荷重を加えるように、熱定着ロー
ルの外周と当接させた。次に、ハロゲンランプ１４を点
灯させ、図示しない温度センサ及び温度コントローラを
用いて熱定着ロール及び圧力ロールの表面温度を１５０
℃に維持した。次いで、熱定着ロール１０と圧力ロール
１２とを、圧力ロールの回転速度が１６０ｍｍ／ｓｅｃ
になるように順方向に回転させた。熱定着ロールを２×
１０6 回転させたときのＰＦＡ樹脂チューブの磨耗深さ
を表面粗さ計（東京精密製ｓｕｒｆｃｏｍ）により測定
した。
【００３７】また、新たな熱定着ロール１０を用い、上
記と同様に定着装置を製造し、剥離用ツメ１６の変わり
にＪＩＳ Ｋ６３０１による硬さが約７０度のフッ素ゴ
ムブレード１８を０．２ｋｇｆ／ｃｍの力で押し当て
て、上記と同様に、両ロールを回転させた。熱定着ロー
ルを１×１０5 回転させたときのＰＦＡ樹脂チューブの
表面粗さを目視で観察した。
記と同様に定着装置を製造し、剥離用ツメ１６の変わり
にＪＩＳ Ｋ６３０１による硬さが約７０度のフッ素ゴ
ムブレード１８を０．２ｋｇｆ／ｃｍの力で押し当て
て、上記と同様に、両ロールを回転させた。熱定着ロー
ルを１×１０5 回転させたときのＰＦＡ樹脂チューブの
表面粗さを目視で観察した。
【００３８】さらに、新たな熱定着ロール１０を用い、
上記と同様に定着装置を製造し、上記と同様に、両ロー
ルを回転させた。この状態で、３．０ｍｇ／ｃｍ2 の密
度の未定着カラートナー像が形成された重量５５ｇ／ｍ
2 の記録用紙を、記録用紙の繊維が熱定着ロールの軸方
向と平行になるように、熱定着ロール１０と圧力ロール
１２とのニップ領域に通し、熱定着ロール１０に記録用
紙が巻き付かないか否か（セルフストリッピングが可能
であるか否か）を観察した。結果を表１に示す。 （実施例６）炭化珪素粉の代わりにアルミナ粉（コラン
ダム、新モース硬さ１２、平均粒径７μｍ）を添加した
他は実施例２と同様に、熱定着ロール及び定着装置を作
成し、試験した。結果を表１に示す。 （比較例２〜７）炭化珪素粉の代わりにシリカ粉（新モ
ース硬さ７、平均粒径１５μｍ）を添加した他は実施例
１〜５と同様に、熱定着ロール及び定着装置を作成し、
試験した。結果を表１に示す。 （比較例８）炭化珪素粉を添加しなかった他は実施例１
と同様に、熱定着ロールを作成し、試験した。結果を表
１に示す。
上記と同様に定着装置を製造し、上記と同様に、両ロー
ルを回転させた。この状態で、３．０ｍｇ／ｃｍ2 の密
度の未定着カラートナー像が形成された重量５５ｇ／ｍ
2 の記録用紙を、記録用紙の繊維が熱定着ロールの軸方
向と平行になるように、熱定着ロール１０と圧力ロール
１２とのニップ領域に通し、熱定着ロール１０に記録用
紙が巻き付かないか否か（セルフストリッピングが可能
であるか否か）を観察した。結果を表１に示す。 （実施例６）炭化珪素粉の代わりにアルミナ粉（コラン
ダム、新モース硬さ１２、平均粒径７μｍ）を添加した
他は実施例２と同様に、熱定着ロール及び定着装置を作
成し、試験した。結果を表１に示す。 （比較例２〜７）炭化珪素粉の代わりにシリカ粉（新モ
ース硬さ７、平均粒径１５μｍ）を添加した他は実施例
１〜５と同様に、熱定着ロール及び定着装置を作成し、
試験した。結果を表１に示す。 （比較例８）炭化珪素粉を添加しなかった他は実施例１
と同様に、熱定着ロールを作成し、試験した。結果を表
１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１の実施例１〜５及び比較例１から、炭
化珪素の含有率が高くなれば剥離用ツメによる磨耗量及
びブレードによる磨耗の程度は改善されるが、炭化珪素
の含有率が１２重量％になると、剥離性能が実施例１〜
５と比べて劣ることがわかる。また、実施例６のよう
に、新モース硬さの高い、研磨作用を有する無機粉体の
一種であるアルミナ粉（コランダム）を用いても炭化珪
素の場合と同様の効果を得ることができるが、比較例２
〜７と実施例１〜６の比較から、新モース硬さの低いシ
リカ粉を用いた場合には、剥離用ツメによる磨耗量はそ
の含有率を上げても大きな変化がなく、また、含有率を
上げることによって剥離性能が低くなることが分かる。
化珪素の含有率が高くなれば剥離用ツメによる磨耗量及
びブレードによる磨耗の程度は改善されるが、炭化珪素
の含有率が１２重量％になると、剥離性能が実施例１〜
５と比べて劣ることがわかる。また、実施例６のよう
に、新モース硬さの高い、研磨作用を有する無機粉体の
一種であるアルミナ粉（コランダム）を用いても炭化珪
素の場合と同様の効果を得ることができるが、比較例２
〜７と実施例１〜６の比較から、新モース硬さの低いシ
リカ粉を用いた場合には、剥離用ツメによる磨耗量はそ
の含有率を上げても大きな変化がなく、また、含有率を
上げることによって剥離性能が低くなることが分かる。
【００４１】次に、実施例３及び比較例１、８で使用し
た熱定着ロール１０を、セルフストリッピング可否の試
験条件と同様の条件で、熱定着ロールが１回転するとき
に搬送される前記記録用紙の長さを測定し、この測定値
と熱定着ロールの計算上の外周の長さとから歪み量εを
求めた。圧力ロールによる荷重を変化させながら上記手
順を繰り返した。結果を図４に示す。
た熱定着ロール１０を、セルフストリッピング可否の試
験条件と同様の条件で、熱定着ロールが１回転するとき
に搬送される前記記録用紙の長さを測定し、この測定値
と熱定着ロールの計算上の外周の長さとから歪み量εを
求めた。圧力ロールによる荷重を変化させながら上記手
順を繰り返した。結果を図４に示す。
【００４２】図４に示されるように、炭化珪素の含有率
が大きくなる程、歪みは発生しにくく、含有率が１２％
のものでは、歪みはほとんど発生しなくなることがわか
る。また、この図４と表１とから、含有率が１２％のも
のの剥離性能が低下するのは、ＰＦＡ樹脂チューブが硬
くなりすぎて歪みが発生しないことに起因すると考えら
れる。 （実施例７〜９、比較例９）ＰＦＡ樹脂チューブの厚さ
を１０μｍにした以外はそれぞれ実施例２、３、５及び
比較例８と同様にして熱定着ロール１０を作成した（実
施例７〜９、比較例９）。これらの熱定着ロール１０を
富士ゼロックス社製Ａ Ｃｏｌｏｒ９３５に登載し、白
紙走行試験を行った。用紙には、富士ゼロックス社製Ｌ
紙Ａ４を用いた。その結果、比較例９の熱定着ロール
（炭化珪素なし）の場合、約１５万枚挿通した時点でシ
リコーンゴム層が磨滅により局所的に露出したのに対
し、炭化珪素を３、５、１０重量％添加した実施例７〜
９の熱定着ロールでは、それぞれ、１９万枚、２２万
枚、２４万枚までシリコーンゴム層が露出しなかった。
が大きくなる程、歪みは発生しにくく、含有率が１２％
のものでは、歪みはほとんど発生しなくなることがわか
る。また、この図４と表１とから、含有率が１２％のも
のの剥離性能が低下するのは、ＰＦＡ樹脂チューブが硬
くなりすぎて歪みが発生しないことに起因すると考えら
れる。 （実施例７〜９、比較例９）ＰＦＡ樹脂チューブの厚さ
を１０μｍにした以外はそれぞれ実施例２、３、５及び
比較例８と同様にして熱定着ロール１０を作成した（実
施例７〜９、比較例９）。これらの熱定着ロール１０を
富士ゼロックス社製Ａ Ｃｏｌｏｒ９３５に登載し、白
紙走行試験を行った。用紙には、富士ゼロックス社製Ｌ
紙Ａ４を用いた。その結果、比較例９の熱定着ロール
（炭化珪素なし）の場合、約１５万枚挿通した時点でシ
リコーンゴム層が磨滅により局所的に露出したのに対
し、炭化珪素を３、５、１０重量％添加した実施例７〜
９の熱定着ロールでは、それぞれ、１９万枚、２２万
枚、２４万枚までシリコーンゴム層が露出しなかった。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、高い離型性能が得ら
れ、且つ摩擦磨耗による劣化の少ない熱定着ロールを備
えた定着装置を提供することができる。
れ、且つ摩擦磨耗による劣化の少ない熱定着ロールを備
えた定着装置を提供することができる。
【図１】従来の定着装置の概略構成を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の定着装置に使用する熱定着ロールの断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の定着装置の試験方法を説明する説明図
である。
である。
【図４】厚さが２ｍｍのシリコーンゴム層と厚さが１０
μｍのＰＦＡ樹脂チューブを備えた熱定着ロールを使用
した場合のＰＦＡ樹脂チューブ中の炭化珪素の含有率と
歪み量と荷重の関係を示すグラフである。
μｍのＰＦＡ樹脂チューブを備えた熱定着ロールを使用
した場合のＰＦＡ樹脂チューブ中の炭化珪素の含有率と
歪み量と荷重の関係を示すグラフである。
【符号の説明】 １ 熱定着ロール ２ 圧力ロール ３ ヒーター ４ 記録用紙 ５ 芯金 ６ 弾性層 ７ フッ素樹脂チューブ １０ 熱定着ロール １２ 圧力ロール １４ ハロゲンランプ
Claims (4)
- 【請求項１】 熱定着ロール、前記熱定着ロールの表面
を温めるためのヒーター及び前記熱定着ロールを加圧す
るように配置された圧力部材を備えた定着装置におい
て、 前記熱定着ロールは、円筒の芯金上に形成された耐熱性
弾性体層が、新モース硬さ８以上且つ平均粒径０．５μ
ｍ以上１５μｍ以下の無機粉体が１〜１０重量％添加さ
れたフッ素系樹脂のチューブで被覆された熱定着ロール
であることを特徴とする定着装置。 - 【請求項２】 前記圧力部材によって生じる前記熱定着
ロールの歪み量が０．５％以上であることを特徴とする
請求項１に記載の定着装置。 - 【請求項３】 前記無機粉体が炭化珪素であることを特
徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。 - 【請求項４】 前記無機粉体がアルミナであることを特
徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1940497A JPH10228202A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1940497A JPH10228202A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10228202A true JPH10228202A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=11998334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1940497A Pending JPH10228202A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10228202A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008158517A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Xerox Corp | ダイヤモンド充填剤をもつ定着部材 |
| JP2009157376A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Toshiba Corp | 転写部材、転写ベルト及び画像形成装置 |
| JP2009271186A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Canon Inc | 現像剤担持体及びその製造方法ならびに現像装置 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP1940497A patent/JPH10228202A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008158517A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Xerox Corp | ダイヤモンド充填剤をもつ定着部材 |
| JP2009157376A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Toshiba Corp | 転写部材、転写ベルト及び画像形成装置 |
| JP2009271186A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Canon Inc | 現像剤担持体及びその製造方法ならびに現像装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040219 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040323 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040831 |