JPH1026895A - トナー画像定着装置および加圧ローラ - Google Patents

トナー画像定着装置および加圧ローラ

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JPH1026895A
JPH1026895A JP18067096A JP18067096A JPH1026895A JP H1026895 A JPH1026895 A JP H1026895A JP 18067096 A JP18067096 A JP 18067096A JP 18067096 A JP18067096 A JP 18067096A JP H1026895 A JPH1026895 A JP H1026895A
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JP
Japan
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toner image
roller
recording sheet
fixing
pressure roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP18067096A
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English (en)
Inventor
Akiyasu Amita
晃康 網田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1026895A publication Critical patent/JPH1026895A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】記録シートが記録紙であるとOHPシートであ
るとを問わず、オフセットを有効に防止する。 【解決手段】粉体の負帯電トナーによるトナー画像TI
を担持する記録シートSを、表面をテフロン材質で被覆
された定着ローラ10と加圧ローラ20とで挾圧搬送し
つつ加熱・加圧してトナー画像TIを記録シートS上に
定着するトナー画像定着装置において、記録シートSの
裏面側に接触する加圧ローラ20は、芯金ローラ21の
周面にシリコーンゴム層22を形成し、シリコーンゴム
層22を薄いPFA(Perfloro Alchoxy Resin)のチ
ューブ23で被覆して成り、表面抵抗率が1.0×10
10〜1.0×1012Ω/□の範囲にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はトナー画像定着装
置および加圧ローラに関する。
【0002】
【従来の技術】粉体のトナー画像を担持する記録紙(通
常の複写用の普通紙)に上記トナー画像を定着するトナ
ー画像定着装置として代表的なものとして、トナー画像
を担持する記録紙を定着ローラと加圧ローラとで挾圧搬
送しつつ加熱・加圧して、トナー画像を記録紙上に定着
するものが知られている。
【0003】トナー画像を構成する粉体のトナーの帯電
極性が「負極性」である場合、定着ローラとして表面を
テフロン(登録商標:デュポン社)材料で被覆したもの
を用い、加圧ローラとして「芯金ローラの周面にシリコ
ーンゴム層を形成し、シリコーンゴム層を薄いPFAの
チューブで被覆したもの」を用いることが知られてい
る。
【0004】上記トナー画像定着装置に関連して従来か
ら「オフセット」と呼ばれる現象が知られている。オフ
セットは、トナー画像を構成するトナーの一部が定着ロ
ーラ周面に付着し、付着したトナーが再度、記録紙に付
着・定着される現象であり、最終的に記録紙に形成され
る画像の像質を著しく損なう。
【0005】これを避けるため、従来から、PFAのチ
ューブ内にカーボン微粒子を混入して導電性を高めるこ
とが行なわれている。このように導電性が高いPFAの
チューブを用いることにより、記録紙(通常の複写用の
普通紙)へのオフセットは良好に防止される。
【0006】ところで近来、オーバヘッドプロジェクタ
用のシート(以下、OHPシートという)に対する画像
形成も、複写装置等の画像形成装置で行なうことが日常
化しつつあり、トナー画像は、従来の記録紙のみならず
OHPシートにも形成されるようになってきている。
【0007】この明細書においては上記記録紙やOHP
シート等、トナー画像を定着される記録媒体を「記録シ
ート」と呼ぶ。
【0008】記録シートがOHPシートである場合、上
記の「導電性の高いPFAのチューブを表面に持つ加圧
ローラ」を用いると、記録紙に対しては発生しないオフ
セットが顕著に現れることが新たな問題として生じた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、記録シートが記録紙であるとOHPシートで
あるとを問わず、オフセットを有効に防止することを課
題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の「加圧ロー
ラ」は、粉体の負帯電トナーによるトナー画像を担持す
る記録シートを、表面をテフロン材質で被覆された定着
ローラと加圧ローラとで挾圧搬送しつつ加熱・加圧し
て、トナー画像を記録シート上に定着するトナー画像定
着装置において、記録シート裏面側に接触する加圧ロー
ラである。
【0011】この加圧ローラは、芯金ローラの周面にシ
リコーンゴム層を形成し、このシリコーンゴム層を薄い
PFAのチューブで被覆して成り、表面抵抗率が1.0
×1010〜1.0×1012Ω/□の範囲にあることを特
徴とする。
【0012】「PFA」は物質名の略称で正式物質名は
「Perfloro Alchoxy Resin」である。PFAはテフロ
ンの1種である。
【0013】この発明の「トナー画像定着装置」は、粉
体の負帯電トナーによるトナー画像を担持する記録シー
トを、表面をテフロン材質で被覆された定着ローラと加
圧ローラとで挾圧搬送しつつ加熱・加圧して、トナー画
像を記録シート上に定着するトナー画像定着装置であっ
て、記録シート裏面側に接触する加圧ローラが、芯金ロ
ーラの周面にシリコーンゴム層を形成し、シリコーンゴ
ム層を薄いPFAのチューブで被覆して成り、表面抵抗
率が1.0×1010〜1.0×1012Ω/□の範囲にあ
るものであることを特徴とする。「記録シート」は、前
述の如く、記録紙やOHPシート等、トナー画像を定着
される記録媒体を総称する。
【0014】「オフセット」の発生には、加圧ローラ表
面の「PFAのチューブによる層」や、その下のシリコ
ーンゴム層の抵抗等が関係すると考えられ、正確なメカ
ニズムは未だに十分には解明されていない。発明者は、
オフセットの程度を表すパラメータとして「加圧ローラ
の表面抵抗率」を用いることができることを実験的に見
出した。
【0015】「表面抵抗率」は周知の如く、被測定物の
表面の「単位面積の正方形」の相対向する2辺間に電圧
を印加したときの電気抵抗を言うが、上記「芯金ローラ
の周面にシリコーンゴム層を形成し、このシリコーンゴ
ム層を薄いPFAのチューブで被覆して成る加圧ローラ
ー」の表面抵抗率が1.0×1010〜1.0×1012Ω
/□の範囲にあるとき、記録シートが「記録紙」であっ
ても「OHPシート」であってもオフセットが有効に防
止されることを突き止めた。
【0016】上記表面抵抗率が「1.0×1012Ω/
□」より大きくなると、記録シートが記録紙であるとき
にオフセットを生じ、「1.0×1010Ω/□」より小
さくなると記録シートがOHPシートである場合にオフ
セットを生じる。因に、従来の「PFAのチューブの導
電性」を高めた加圧ローラ(記録紙に対してオフセット
を生じさせない)の表面抵抗率は107Ω/□以下であ
った。
【0017】以上の事実から、発明者はオフセットの発
生を以下の如くに考察する。テフロン材質で表面を被覆
された定着ローラとPFAのチューブによる表面層を持
つ加圧ローラの組み合わせの場合、両ローラの摩擦によ
り加圧ローラの表面は負極性に摩擦帯電するが、PFA
のチューブが高抵抗であると上記負帯電電位は相当に高
く(絶対値で3.5KV以上)なる。
【0018】記録シートが記録紙であるときは、転写の
際に記録紙の表裏を帯電した逆極性の電荷は記録紙の厚
み方向に移動して互いに中和しあい、トナー画像を担持
した記録紙が転写部に到達するときには、トナー画像を
記録紙に拘束する電気力はある程度弱められている。こ
のような状態では、加圧ローラ表面の負極性の摩擦帯電
電荷は、トナー画像を構成するトナーを定着ローラ側へ
強く押しやる静電気力を生じ、この静電気力によりトナ
ーが定着ローラに付着してオフセットを生じるものと考
えられる。
【0019】記録シートがOHPシートである場合、O
HPシートは通常、絶縁性のプラスチックフィルムで構
成されており、転写部でOHPシートを帯電させた電荷
は容易に消失しないから、定着部に到達するときにもシ
ート表裏に相当量の電荷が存在する。従って、定着部に
到達したシート裏面には正電荷が相当量残留おり、この
正電荷が加圧ローラ表面の「摩擦帯電による負電荷」の
作用を有効に相殺するためオフセットは生じない。
【0020】逆に、PFA表面層の抵抗が低くなってP
FAのチューブの導電性が高くなると、加圧ローラ表面
に摩擦帯電により発生する負電荷が、PFAのチューブ
の導電性により芯金側からの電荷で中和されると考えら
れる。このように摩擦帯電による負電荷が中和される
と、トナー画像に対する加圧ローラからの反発力も減少
することに成り、記録紙に対するオフセットが防止され
るものと考えられる。
【0021】しかるに、記録シートがOHPシートであ
る場合には、トナー画像を担持したOHPシートが定着
部に到ると、加圧ローラがOHPシート裏面に接触し、
芯金側からの電荷はシート裏面の正電荷をも中和すると
考えられる。この中和により「トナー画像をOHPシー
トの表面に拘束する静電気力」が急激に減少し、トナー
画像のトナーが定着ローラに付着し易くなってオフセッ
トを生じるものと考えられる。
【0022】従って、加圧ローラの表面層を成すPFA
のチューブの抵抗は、記録紙に対するオフセットを防止
できる程度に低く、同時に、OHPシートに対するオフ
セットを防止できる程度に高くなければならず、この条
件をPFAのチューブの表面抵抗率で表現すると上記の
範囲になる。
【0023】
【発明の実施の形態】図1は、この発明のトナー画像定
着装置の実施の1形態を説明するための図である。図1
(a)に示すように、トナー画像定着装置の要部は、定
着ローラ10と加圧ローラ20とにより構成されてい
る。定着ローラ10は、内部に発熱源(赤外線ランプ
等)11を有する(アルミニウムやステンレスの)中空
シリンダ12の外周面を「離型層」としてテフロン材質
の薄層13で被覆したものである。加圧ローラ20は、
図1(b)に示すように、金属性の芯金ローラ21の周
面にシリコーンゴム層22を形成し、シリコーンゴム層
22を薄いPFAのチューブ23で被覆して成り、表面
抵抗率が1.0×1010〜1.0×1012Ω/□の範囲
にある。PFAのチューブ23の厚さは一般に数10μ
mである。
【0024】加圧ローラ20は定着ローラ10に平行に
設けられ、長手方向にわたって定着ローラ10と圧接し
あう。粉体の負帯電トナーによるトナー画像TIを担持
する記録シートSは、矢印方向へ搬送されて定着部30
に到り、定着ローラ10と加圧ローラ20により挾圧搬
送されて定着部30を通過する間に加熱・加圧されて、
トナー画像TIを定着される。
【0025】
【実施例】図1における定着ローラ10として、直径:
30mm、テフロン材質による離型層の厚み:50μm
のものを用いた。加圧ローラ20としては、直径:15
mmの芯金ローラの周面にシリコーンゴム層を厚さ:5
mmに形成し、その外周部に厚さ:50μmのPFAの
チューブを被せて表面層を形成した構造のものを、4グ
ループ用意した。
【0026】第1グループは「表面抵抗率が1×107
Ω/□以下」のもので、第2グループは「表面抵抗率が
1×108〜1×109Ω/□の範囲」のもの、第3グル
ープは、この発明の加圧ローラで「表面抵抗率が1.0
×1010〜1.0×1012Ω/□の範囲にあるもの」で
あり、第4グループは「表面抵抗率が1×1013Ω/□
以上のもの」である。
【0027】各加圧ローラと定着ローラが「互いに圧接
しあう長さ」は316mmで、両端にそれぞれ5.5K
gfの圧接力を加えられる。定着部をなすニップ幅は
3.2mm(長手方向中央部)、記録シート搬送速度は
90mm/秒、定着温度(定着ローラ表面温度)は18
5度Cで、環境条件は10度C、15%RHである。
【0028】記録シートとしては、複写用の普通紙(以
下、普通紙I)、両面複写用の普通紙(以下、普通紙I
I)、OHPシートI(OHP ST:商品名:(株)リ
コー製)、OHPシートII(OHP DX:商品名:
(株)リコー製)、剥離紙(スタートレーパーCL−N:
商品名:桜井(株)製)、マイラー紙(エスケーマット3
00WP:商品名:日本製紙(株)製)を用意した。
【0029】上記各加圧ローラの使用とオフセットの発
生状況を一覧にすると、以下の如くになる。なお、各加
圧ローラの表面抵抗率は「三菱油化(株)製の測定機:
Hiresta model HT-10(この測定機では表面抵抗が測定
され、これに補正値:1.05をかけることにより表面
低効率が得られる)」により測定した。
【0030】 第1グループ 第2グループ 第3グループ 第4グループ 普通紙I ○ ○ ○ × 普通紙II × × ○ ○ OHPシートI 2 4 5 5 OHPシートII 2 5 5 5 剥離紙 3 4 5 5 マイラー紙 3 3 5 5 。
【0031】普通紙に対するオフセット評価は、目視に
よる検査で全くオフセットの認められないものが「○」
であり、僅かにでもオフセットの認められるものは
「×」である。OHPシートに対するオフセット評価は
5段階評価とし、ランク:5は目視による検査で全くオ
フセットの発生していない状態、以下、ランク数が下が
る毎にオフセットがひどくなる。
【0032】上記オフセット評価におけるランク:2〜
4の例を図2に示す。図2に示すオフセットは、幅:2
mmの帯状の「黒ベタ」画像を構成するトナー画像によ
り発生したものであり、図の上下方向が、トナー画像の
幅方向(定着ローラの回転方向)に対応する。図2にお
いて、(a)はオフセット評価ランク:2のものであ
り、(b)はランク:3、(c)はランク:4のもので
ある。
【0033】上記結果から明らかなように、この発明の
加圧ローラの使用により、記録紙に対してもOHPシー
トに対してもオフセットが完全に防止されることが分か
る。なお、第4グループにおいて、普通紙IIに対して
オフセットが生じていないのは、普通紙IIが「両面複
写用の普通紙」であって、普通紙Iに比して電気絶縁性
が高く、電気的特質がOHPシートに近いためであると
考えられる。
【0034】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なトナー画像定着装置および加圧ローラを提供で
きる。この発明の加圧ローラは上記の如く構成されてい
るので、記録シートが記録紙であるとOHPシートであ
るとを問わず、オフセットを有効に防止することができ
る。また、この発明のトナー画像定着装置は上記加圧ロ
ーラを使用することにより、記録シートが記録紙である
とOHPシートであるとを問わず、オフセットなしにト
ナー画像の良好な定着を実現することができる。
【0035】なお、PFAのチューブに混入するカーボ
ン微粒子の混入量を制御して表面抵抗率を調整するの
は、特に1010Ω/□以上の表面抵抗率に就いては困難
とされた時代があったが、現在では上記の表面抵抗率領
域でも調整を十分に精度良く行なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の1形態を説明するための図で
ある。
【図2】OHPシートに対するオフセット評価のランク
を説明するための図である。
【符号の説明】
10 定着ローラ 13 テフロン材質による離型層 20 加圧ローラ 21 芯金ローラ 22 シリコーンゴム層 23 PFAのチューブによる表面層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉体の負帯電トナーによるトナー画像を担
    持する記録シートを、表面をテフロン材質で被覆された
    定着ローラと加圧ローラとで挾圧搬送しつつ加熱・加圧
    して上記トナー画像を上記記録シート上に定着するトナ
    ー画像定着装置において、記録シート裏面側に接触する
    加圧ローラであって、 芯金ローラの周面にシリコーンゴム層を形成し、上記シ
    リコーンゴム層を薄いPFAのチューブで被覆して成
    り、表面抵抗率が1.0×1010〜1.0×1012Ω/□
    の範囲にあることを特徴とする加圧ローラ。
  2. 【請求項2】粉体の負帯電トナーによるトナー画像を担
    持する記録シートを、表面をテフロン材質で被覆された
    定着ローラと加圧ローラとで挾圧搬送しつつ加熱・加圧
    して上記トナー画像を上記記録シート上に定着するトナ
    ー画像定着装置において、 記録シート裏面側に接触する加圧ローラが、芯金ローラ
    の周面にシリコーンゴム層を形成し、上記シリコーンゴ
    ム層を薄いPFAのチューブで被覆して成り、表面抵抗
    率が1.0×1010〜1.0×1012Ω/□の範囲にある
    ものであることを特徴とするトナー画像定着装置。
JP18067096A 1996-07-10 1996-07-10 トナー画像定着装置および加圧ローラ Pending JPH1026895A (ja)

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JP (1) JPH1026895A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6658230B2 (en) 2001-06-04 2003-12-02 Ricoh Company, Ltd. Fixing apparatus and image-forming device
US6694121B2 (en) 2001-09-21 2004-02-17 Ricoh Company, Ltd. Fixing unit and image formation apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6658230B2 (en) 2001-06-04 2003-12-02 Ricoh Company, Ltd. Fixing apparatus and image-forming device
US6694121B2 (en) 2001-09-21 2004-02-17 Ricoh Company, Ltd. Fixing unit and image formation apparatus

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