JPS5961864A - 加熱定着装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、未定着画像例えば粉体像を紙などの画像支持
材に加熱定着するための定着装置に関し、電子写真記録
装置や、レーザービーム、ファクシミリ、複写機等の画
像形成装置に適用できる定着装置に関する。

従来、電子写真法等の画像形成法によって形成された未
定着画像（以下トナー像と呼ぶ）を紙等の記録材に定着
する定着装置には力日熱定着方式が採用されている。こ
の種の加熱定着には熱源を備えた加熱ローラとこれに圧
接する加圧ローラとの間にトナー像を支持した紙を搬送
するものが多用されている。

この加熱定着を行なう画像形成装置では１５０度乃至２
００度の定着温度が必要であるため、メインスイッチを
オンしてからのウェイトタイムとしてかなりの時間、即
ち４分程度が必要であった。このウェイトタイムを減少
させるだめに多くの電気的制御手段や加熱源の出力増加
等の技術革新が行なわれているが、かえってコスト増加
、他の諸問題や装置の複雑化を招いてしまっていた。

又加熱ローラ、加圧ローラのローラ構成における問題点
も数多くある。例えば加熱ローラにおいては、軸方向に
関して熱分布が不均一になり易く、ローラ端部において
熱の散逸が激しくウェイトタイム増大の原因をなしてい
る。さらに定着作用時、異なる幅の記録材を用いる点、
さらに最大サイズの幅よりもローラ長を長くしている点
等のことから端部における昇温を招き易いことがある。

一方、この加圧ローラ側に設けられているものとしては
以下の６種類に大別でき、それぞれ後述の如き欠点を有
している。

第１の場合は、芯金上にブライマーを塗りシリコーンゴ
ム等を厚く表面に設けたもの即ち、ローラ基体−Ｈに一
様の弾性体層を設けたものである。

との種のローラにおいては、弾性体例えばゴムの如きも
のの弾性を低くするのに油や添加剤等を加えなければな
らず、結果として弾性体の機械的。

物理的特性を変えてしまう。従って、その特性を維持し
ながら硬度を余り低くできない。又、電子写真法等によ
って形成されたトナー像を支持する支持材に対して得ら
れる圧接部は小さなもので単位時間尚りに与えることの
できる熱量が少なくなってしまうこと及び、弾性体層と
して多用されるゴム等の使用材料が非常に多く必要であ
り、不経済であること、さらに、弾性体層全体を加温す
るためにウェイトタイムが大きくなり、初期ローラ表面
の立ち下りを大きくしてしまい、定着不足を引き起こし
ていた。またこれを防ぐためヒータを増加する方法では
不経済であった。

第２の場合は、芯金上にブライマーを塗り、さらにシリ
コーンゴムからなる多孔質の部材を設けてなる定着ロー
ラである。このローラの欠点は、定着ローラの表面平滑
性に欠は定着性を低下させてしまうことや、離型剤を塗
布する場合多孔質中に離型剤を多量に含有してしまい、
多孔質部材自体が劣化し易くなり、耐久性がソリッドよ
りも劣る。

第６の場合は、耐油性向上のため弾性Ｍを２Ｍ。

３Ｍに設ける多ｍｓ成のものがある。しかしながら、こ
のように単に耐油性向上のためだけに弾性層を多数設け
ると、そのコストは前述した如く多量の弾性材を用いる
ことＫより、非常に増大するものであった。

この第１．第３の場合では数層又は厚いゴム層のために
熱容量が非常に大きくなり、ウェイトタイムの増大を生
み、全長における温度分布も不均一になりやすいため定
着不良も生じ易く第２の場合も同様であった。又、ゴム
材を多く必要とすることから高価で耐久性に乏しかった
。

以上の様に加熱ローラ、加圧ローラを有する定着装置に
おいては、構成要素の個々の問題のみならず、その必要
とされる構成が故に生じる相剰的な問題点があり、特に
ウェイトタイムの増大を引き起こしていた。

本発明は上記の如き被定着物の定着に生じてしまう問題
点を解決するためになされたものである。

本発明の目的はウェイトタイムを短縮し、従来よりも優
れた定着性能を有する定着装置を提供することである。

本発明の別の目的は、物理的特性を維持しつつ、回転体
表面における温度の均一化をはかり、耐久性の高いもの
を提供することである０ 本発明の他の目的は、従来より安価で省資源を達成する
回転体を備えた定着装置を提供することである。

本発明の更なる目的は以下の説明で明らかになる０ 第１図において１は、加熱定着ローラで、内部に加熱手
段４を有する薄肉の金属ローラ５鳳の表面にテフロン被
覆層６を設けたものである。２は加熱定着ローラ１に圧
接する加圧ローラで、回転中心軸となる芯金７上に一液
性ＲＴＶシリコーンゴムのブライマ−７２を塗り、その
上に独立気泡を多数内部に有するシリコーンスポンジか
らなるスポンジ層８を接着させ、さらにＲＴＶシリコー
ンゴムを塗ってなる弾性被覆層９を有しているものであ
る。この加圧ローラ２の表面は、一般にＲＴＶ（室温加
硫型）シリコーンゴムを塗った後ローラとしての形状を
整える為研摩し仕上げたものである。・このように弾性
を有するスポンジ層８、弾性被覆層９を同種の材料をベ
ークとすれば接合性が良く耐久性が向上される。さらに
本例ではブライマー７２にも同種の材料を用いているの
で芯金に対しての接合性が向上される。

前述した加熱定着ローラの構成が肉厚ｄの薄肉金属ロー
ラ５ａとその周囲に４弗化エチレン樹脂の被覆層６を有
していることは本実施例の特徴の一つである。本実施例
ではローラ５東の径ｒ７５ｒ２５ｍｍに対し肉厚ｄは２
．５ｍｍとしである。

弾性被覆層９はスポンジ層８よりも薄い層厚であるが、
これは加熱された際の温度上昇及びその分布を安定化で
きる効果があり、好ましい構成である。尚、本実施例の
スポンジ層８は６ｍｍ厚で弾性被覆層９は１　ｍｔｎ厚
としである。

スポンジ層８はシリコーンゴムに架橋材と発泡材を混入
し発泡倍率２倍で成型し、アスカ−硬度１７±２度の範
囲のものとした。さらに被覆層９はＪＩＳ硬度で４０度
である。

この加圧ローラは第２図に示すようにローラ端部面にけ
シリコーンゴム層で覆わないようにしである。すなわち
、ゴム層は加圧リーラの円周面のみに設けられており、
その左右の側面ではその周面ニコム層があり、内側にシ
リコーンゴムスポンジ層を有するようにしである。これ
によって熱分布がその長手方向に関してより均一化でき
る。

又、加熱定着ローラ１のテフロン被覆層乙には、クリー
ニンググレード１６等のクリーニング手段と特開昭５５
−１４４２６８号公報記載の如き、オフセット防止液塗
布手段６（図のように、シリコーンオイル含浸部材１０
と防害部材１２と連続多孔質部材１１とを有す）が尚接
している。

さらに、加圧ローラ２は、加熱定着ローラ１に対してそ
の圧接状態を可変にする手段、例えば、芯金７の回転を
可能に支持して、これらの位置を装着点７１と共に可変
にするアーム１７とアーム１７の回動中心となる地点１
７１とアーム１７を破線矢印の如き位置変化させるだめ
のカム手段１８とが図中の如く設けられているものを有
している。

本例ではこの加圧調整手段により加熱定着ローラ１と加
圧ローラ２の間に７に９程度の圧力が印加されている。

このカム手段１８の作動は紙Ｐ等の記録材がジャムした
時に起こり、ローラ間の圧接状態を０乃至数に９圧又は
ローラ１，２を離間する。

又、この加熱定着ローラ１の周面には、接触型のサーミ
スタ１６１が板バネ２４０弾性力によって所定圧接力を
維持するように押圧されでいる。このサーミスタ１３１
け表面に定着ローラ１の表面を傷つけないように樹脂テ
ープ様のものを有し、温度検知累子（不図示）をスポン
ジ様の弾性体で保持している。

２６は分離爪で加熱定着ローラ１から紙Ｐを分離する。

２２祉加圧ローラ２側の案内板であり、分離爪２３と共
に紙Ｐの搬送路を確保している。

１６１　、１６２は定着後の紙Ｐを画像形成装置外又は
積載部へ挾持搬送する排紙ローラである。

尚、本図において２５は定着−＝ット（前記ｍ’成を第
１図で説明したもの、第１図参照）を一体重に保持する
支持上ワクで、２６は同様の粟持玉ワクである。２７は
画像形成装置内の案内部材で定着ユニットの支持下ワク
２６を着脱可能に支持している。２８は画像形成装置内
の固定ワタで、サーミスタ１３１を包囲する支持上ワタ
と間隙を有して離間している０ 尚、加圧ローラ２は従来よりも大きく弾性変形をして定
着ローラ１との圧接部を従来よりはるかに大きくするこ
とができる０本例では外径２５ｍｍに対して圧接幅が６
柵もとれ、単位面積当り約８ｇ／ｍｌ／ｌの圧力がとの
圧接部で作用している０さて、所定の画像形成手段によ
って形成されたトナー像Ｔを有する紙Ｐは、搬送ローラ
対１４に掛けられたベルト１５の移動と共に搬送される
。

次にベルト１５から案内部材１６に紙Ｐは移され、該加
熱、加圧ローラ１，２のなす圧接部に導かれる。この圧
接部でトナー像Ｔ′は紙Ｐに溶融定着され、紙Ｐと共に
排出される。

この時、加熱源４からの熱は大部分定着ローラ１の薄い
肉厚部分に吸収される。同時に定着ローラ１からの伝導
熱で加圧ローラ２は加熱され即時定着に必要な表面温度
となる。従って加熱定着装置として従来の数分間のウェ
イトタイムを大幅に減少できた。本例のウェイトタイム
は１５秒程度であり、画像形成装置に組み込んだ際紙Ｐ
上にトナー像が形成されるのに要する時間を差し引いて
考えればウェイトタイムはほとんどなくなる。

又定着性においても、定着ローラ、加圧ローラは後述す
る理由により定着可能温度に安定化されるので高品質の
画像を得ることができた０前述したように加圧ローラ２
は独立気泡を多数有する弾性層を内部に有し、その外側
に表面層を有している０このスポンジ層８には、スポン
ジ成分の他に空気等の気体が占める体積が多くあるので
、このスポンジ層８の熱伝導性は、被覆層９に比べて非
常に低くなる。つまり、加熱定着ローラ１が加圧ローラ
２自体全体を所定温度に保持するのに要する加熱量は、
従来のものに比べてわずかなもので良い。又、他に大量
且つ無駄に消費される熱がほとんどないので加圧ローラ
や定着ローラにおける定着への熱効率本大幅に向上せし
めた高効率のものである。

従って、加熱手段４によって加熱される熱容量は定着ロ
ーラーと加圧四−ラ２の表面層のみで大部分を占めるこ
とＫなるから、立上り時のウェイトタイム（プロセス開
始可能になるまでに要する時間）が大幅に短縮できる０
同時にスポンジ層８により適度な弾性を得ることができ
るので定着性も向上される。さらに、ローラ表面のみか
け上の硬度を同一としてもスポンジ層８を有する上記実
施例は、ソリッド単体のものよりも変形し易く、又、ロ
ーラ間の圧接部を広くとれる０ この定着作用の際、紙Ｐに発生しやすいしわは、その発
生率を大幅に減少される。しわに対する処置として一般
に知られているような、逆クラウン形状等に加工する処
置がとられていないにもかかわらず従来の約■程度にま
でも発生を防止できた。

このスポンジ層８の有する独立気泡に着眼して、以下の
ように発泡倍率及び硬度について検討したところ下記の
ような結論が得られた。

実際の装置に組込んだ際独立気泡を多数有する弾性層は
紙Ｐ等の記録材に未定着画像を定着する際の変形や加熱
或いは加圧を受は続けることによって変化すると（・つ
た現象が見られた。具体的には弾性層内の独立気泡が定
着作用中に破壊されるといった事実が見られ、一部分で
の外径変化や硬度の変化が生じることがあった。

この点に鑑みて上記の不都合を除くための条件を検討し
た（・発泡前のゴム材に種々の硬度のものを使用し発泡
倍率を変えてみたところ、発泡倍率が１．５倍より小さ
い場合は独立気泡が数少々く全体としての断熱効果がゴ
ム却体のローラより優れてはいるが、熱容量が大きくな
って好ましくなかった。又発泡倍率を６倍より大きくす
ると、発泡数が多くなって独立気泡を構成している隔壁
が薄くなる。従って独立気泡が圧力の負荷や熱による膨
張によって連結し、その弾性が変化して好ましくなかっ
た。又、発泡倍率を１．５倍以上６倍以下の範囲内にす
ることで適切な弾性と断熱性が得られ、好まし℃・もの
であった。

さらにこの発泡倍率の弾性層に圧力を印加してその表ｍ
１硬度を変えて耐久性を調べた。アスカ−゛硬度で１０
より低い場合はゴムの物性が全体的に不安定となり強度
も弱くなり熱的安定性が得られない。又連続して印加さ
れる圧力によって変形度が大きくなりすぎて、加圧ロー
ラとして不適応となってしまう。このように硬度の低い
弾性層を用いて加圧ローラとしての所定硬度を得ようと
すると、弾性層の外側の表面層の厚み！増大させなけれ
ばならない。ところが表面層の厚みを増大させると、そ
れに応じて弾性が減少し熱容量が大きくなってしまう。

従って表面層を加熱するために多くの熱を必要としウェ
イトタイムが長くなる他、弾性層の利点が失われてしま
う。又アスカ−硬度が６０より大のときは、連続加圧、
加熱によって独立気泡間の隔壁の耐久性が劣化しやすく
気泡の膨張を吸収できる程の弾性が得られない。従って
耐久限に至ると気泡が爆裂して径変化することがあった
。これらに対しアスカ−硬度が１０以上３０以下の範囲
のものでは好ましい弾性と硬度が維持でき表面層の厚み
を薄くでき耐久性の高いものが得られた。

又発泡倍率を高くして独立気泡の隔壁の厚いものが製造
できるが、ローラの周方向や軸方向での硬度のバラツキ
が大きくなってしまうＯ従って加圧ローラの軸方向にお
ける加圧量が大きく変動してしまい定着性を低下させて
しまう０ 尚、上記弾性層の硬度のバラツキはアスカ−硬度で±２
〜±３程度のものが好ましい。

以上説明したように好ましい条件は、発泡率が１．５倍
以上６倍以下であり、アスカ−硬度が１０以上３０以下
であることである。

父上記のように適切な弾性と断熱効果が得られ、さらに
耐久性に富む本のとそれ以外の不都合を生じるものとを
見かけの密度（重ｉ／体積）　（ｇ／ｃｍ３）及び独立
気泡の大きさに着目して検討した０見かけの密度では独
立気泡の割合によってその熱的。

圧力的な耐久性を得られるものは０．６６以上０．４２
（ｇ／ｃｍ３）の範囲内であった。又同様にして独立気
泡の大きさとしては最小径０．０３ｍｍ以上最大径０．
７印以下のものであり、好ましい状態では径が０．５ｍ
ｍのものが大部分を占めていた。

さらに本発明者はさらに好ましい実施例を得るために実
験を行ったところ、以下の要件を満たしているものはさ
らに好ましいことを見出した。

シリコーンスポンジ単層でローラを形成して定着に用い
た時１その気泡のために定着の良好な部分と定着のよ（
ない部分がつくられることがあるので好ましくな（、表
面平滑性を有していることが好ましいとわかった。っま
シ、加圧ローラにおける表面層には表面平滑性を有して
いる方がより高度な定着を得られて好ましい。

また、別の観点から表面層の厚みについて、０．３ｍｍ
から５　ｍｍ厚までのシリコーン表面層の厚さ実験を検
討した。この結果厚すぎると、弾性、復元性に豊むスポ
ンジ層の効果があまシ有効に利用できな（なシ、また薄
すぎると強度的、そして製造上コスト高となシ、また安
定性にかけるため、０．０１ｍｍ乃至２　ｍｍの厚さが
好ましく、より好ましい＠囲は０−５ｍｍ乃至２　ｍｍ
の厚さが適当であシ、さらに好ましくは０．７〜１　ｍ
ｍが適当であることがわかった（ただし、ローラ径が２
５φに対して）。

これを総合的に他の結果（王妃）をも踏まえるは好まし
いことがわかった。

加圧ローラとしては基体十にシリコーンスポンジ層や弗
素ゴムからなる多孔質層の様な熱伝導性が比轢的悪く弾
性復元力に碧むものからなる弾性層、そして薄層のシリ
コーンゴムなどの熱伝導性耐熱層をその表面に設け、複
数層構造である回転体であれば良い。これに依って低接
触圧で均一な一定のニップ巾（圧接力）を形成すること
ができる。

さらにこの加圧ローラは、加熱定着ローラにおける軸方
向の熱伝導を助は軸方向の熱分布を均一化できる効果を
奏する。前述したように加圧ローラの内側が熱を伝えに
くい多孔質の弾性層であるためその表面層に主たる熱が
早く伝わシ短時間の間に高温度になる。従って圧接部に
おいて加熱定着ローラ表面の熱分布を補償することがで
きる。

依ってローラ対が圧接回転する際に加熱定着ローラの熱
分布を均一化できる。このことはウェイトタイムをよシ
一層短縮化でき、定着動作時の急激な温度低下といった
立下多現象も防止できる。

次に第２図、第６図を用いて加熱定着ローラ１における
特徴事項を中心に説明する。第２図では定着ローラ１１
と加圧ローラ２１とは離間した状態にあるが、通常これ
らは第１図のように圧接状態下にある。

第２，６図において、定着ローラ１１は円筒からなって
いる。このロー２１１は、薄肉のアルミニウムのバイブ
５１の表面に、オフセット防止層として４弗化工チレン
樹脂層６１を２５〜６０μコーテイングしたものである
。定着ローラ１１の端部には、切シ込み部３０ａが設け
られ、駆ＮＩＪギア（後述する）との低合溝となってい
る。なお、図中ＡはＢ５サイズのシートが通過する領域
、ＢはＡ４サイズのシートが通過する領域で、その両端
部がシート非通過域Ｃとなる。

３１ａ・３１ｂはころがシ軸受で、定着ローラ１１を回
転自在に支持する。なおこの軸受３１ａ・３１ｂは、定
着器の支持枠（不図示）に取付けられている。また３０
は駆動ギアで、切シ込み部３０ａで定着ローラ１１に嵌
合して固設されておシ、覆写機本体側の、駆動源３６か
らの駆動を本体側のギア２９を介して伝達され、定着ロ
ーラ１１を回転する。さらに４１は、＠極を兼ねた支持
部材４ａ。

４ｂによシ保持された加熱源としてのハロゲンヒータで
、中央部の発熱量よシも両端部の発熱量を多くしである
。この構成は定着ロー？１１０両端部からの放ＭＭ：に
よる表面温度の低下を補うだめのものである。又この定
着ローラ１１は表面に接触する温度検知素子１ろｌと制
御回路（不図示）によって、定着ローラ１１の表面を所
定温度に保つ様オン・オフ制御される。なお、駆動ギア
３０を切シ込み部３０ａと嵌合してネジ等によって定着
ローラ１１の軸受け３１ａ、３１ｂに対する「ズレ」等
をも防止している。

２１は前述した加圧ロー２２と同様の構成である加圧ロ
ーラで、定着ローラ１１と加圧対峙されでいる。ステン
レス製の芯金７の周囲に耐熱性の多孔質弾性層８１を設
け、さらにその表面を非常に薄肉のシリコーンゴムの弾
性体層９１で被覆されている。

この芯金１６はやはりころがシ軸受１７ａ・１７ｂによ
多回転自在に支持されている。

本実施例においても、前述したよ５な効果が得られ、定
着ローラ１１の表面温度の均一化を加圧ローラ２１の弾
性体層９１の前記作用でより助長し、各ローラの特徴で
あるウェイトタイムの短縮化をさらに相別的に向上でき
る。

本実施例では、定着ローラ１１及びパイプ５１は、その
両端部が開放されほぼ同一径の円筒である。

そこで本実施例では、余分な熱は外部へも効率よ（逃が
すために、ローラ周面のシート非通過域Ｃの昇温を効果
的に防ぐことができる。しかも、加熱時ローラ支持部へ
奪われる熱量が減少するので、各ローラ１１　＠９１周
面を速やかに所定均一温度に達することができる。また
本実施例では、パイプ５１はシートの通過域（Ａあるい
はＢ）及びパイプ５１を支持する軸受の取付けられてい
る軸受部ともに同一母線上にある。そこで、従来定着ロ
ーラ（特に第２図に示す例）をバルジ加圧あるいは冷管
鍛造などの方法で製造する際に生ずる可能性のあるロー
２肉厚の偏肉等が生ずる恐れがな（なり、これによって
もローラ周面は熱分布が均一になシ、均一温度に昇温さ
れた。

従って本実施例では、パイプ５１の肉厚がシートの通過
域（ＡあるいはＢ）及びパイプ５１を支持する軸受の取
伺げられている軸受部とも、即ちパイプ５１の全域にわ
たって均一薄肉に形成することができ、熱分布の不均一
性を減少させ、ローラ周面を均一温度にすることができ
た。さらには、製造工程が短縮できた。

加熱定着ローラ１の肉厚ｄについてさらに説明する。こ
のようなローラは、薄い肉厚であるがためにローラの表
面全体に対して同様の熱を保持することができない程局
部的な過熱現象が生じたシ、ロー２表面上における熱移
動が緩慢になシ特に加熱定着ローラ表面の母線方向の熱
移動性が得られないことがあった。又、薄い肉厚である
がために熱に対して即応性が得られるものの加熱源の熱
放出特性に左右され易（、熱の保温性や強度性に問題が
生じ、十分な定着を行なうことができない場合がある。

つまシ、ウェイトアップタイムを短縮させるよプな必要
最低限の肉厚は、定着ローラ母線方向の熱の移動が容易
であるような肉厚とし、その肉厚の芯金が変人変動しな
いだけの全圧力で加圧ローラを当接させることが最も有
効である。

本発明は二の肉厚ｄに関して回転体の外径ｒ（ｕ）に対
して−≦ｄ≦、−の式に適合するものが上記問題点を解
決するものであることを見い出した。

又）母線方向の移動をよシ確実なものにするため５ には、＜　ｄ　≦１ｏ−であることが好ましい。さらに
この肉厚ｄは外径ｒが３０ｍｍ以上ある場合等のよ５に
厚くなると熱容量が太き（力るので強度面を考慮して３
　ｍｍ以下であることが好ましい。

〈具体例〉 加熱定着ローラーは外径２５ａ＋ｍ長さ約２８０　ｍｍ
の円筒ローラで肉厚１．６ｍｍのアルミニウム円筒ロー
２Ｋ　四弗化エチレンーバーフロロアルコキシェチレン
共重合体（Ｐ、Ｆ、Ａ’）の被覆層を２５μｍで１０φ
の芯金上にＨＴ　Ｖ　（高温加硫型）のシリコンスポン
ジ層を６　ｍｍ厚有し、さらにその外周に０．７ｉＴ１
ｍ乃至１ｍｍのＲＴＶ（室温加硫型）シリコンゴム層を
有している。

加熱定着ローラ１の　　　−加圧ローラ２と接しない表
面部分にギアが嵌合されており、その内部に１．０〜１
，２ＫＷのノ・ロゲンヒータを内蔵しである。加熱定着
ローラ１と加圧ローラ２とは常時総圧約７　ｋｇで圧接
されている。その圧接部の幅は約２．５　ｍｍ　〜３．
．Ｏｍｍである。

加熱定着ローラ１を駆動し、加圧ローラ２をこれに従動
させる。

上記シリコーンスポンジ層の硬度はアスカ−Ｃである。

以上の構成による定着装置を使用して粉体画像を紙に定
着する行程を行なった。これによってカロ熱定着ローラ
のヒータに電流を印加した時点力・ら定着ローラ表面温
度が１８０℃になるまでのウェイトタイムはたった１５
秒程度になった。又加圧ローラ表面温度は１６０℃にま
で上昇すること力；できた。さらに粉体画像は定着性が
ほぼ均一な状態で紙に定着できた。

この優れた画期的な成果は従来のいかなる加熱定着装置
でもウェイトタイムが４分乃至１０分程度要していたこ
とと比較すれば理解できよ５゜又従来の装置の加圧ロー
ラはコ゛ム層が１０ＩｎＩＩＩ＋単位であるために最高
でも７０℃程度にしか加熱できなることが理解される。

形成した。チュービング法は高温加硫シリコーンゴムバ
ウンドをリング状の開口を有する容器から注出した後そ
の円筒状のゴム管を円筒状の加熱器の内部に入れ周囲か
ら加熱し発泡させてスポンジ管を形成するものである。

スポンジ管の形状はリング状の開口の内径及び円筒状の
加熱器の内径で決定される。加圧ローラは以下の手Ｊ１
ｈｘで成形した。

このスポンジ管は表向にスキン層を有しているので、そ
の層を周囲から吸引してその内径をひろげる。表面に接
着用のシリコーンプライマーを塗布しである芯金をこの
内径内に挿入する。この後吸引を解除して芯金にスポン
ジ管を接着する。さらにスポンジ管の表面にあるスキン
層を削るように所定肉厚のスポンジ層とする。このスポ
ンジ層表面にＲＴＶシリコーンゴムな所定肉厚ラミネー
トコーテングする。この後仕上げ研磨を施して上記加圧
ローラとした。

又紙管を用いた注入型方法は所定径の円筒紙管中にプラ
イマー処理の芯金を挿入しておき、この紙管と芯金との
間に高温加硫シリコーンゴムパウンドを注入して加熱し
てスポンジ状のシリコーンゴム層とする。さらにこの後
紙管を削除すると共に研磨する。このような工程を紙管
を用いた注入型方法と呼ぶ。以下加圧ローラの成型とし
ては上述１．たＲＴＶシリコーンゴムのラミネートコー
ティングによって行なえばよい。

又、上記加圧ローラ例の他の実施例としては、シリコー
ンスポンジ層を形成する為にスポンジのチューブをかぶ
せる方法だけでなく、一般的な芯金のまわシにゴムをま
き、発ぼうさせ、その後加流させる方法であってもよい
。

又、安価につくる方法としては、シリコーンゴムのチュ
ーブをかぶせた後それを金型に入れ、インジェクション
方式によｊ５ＮＶＰｕ（低温加硫型）シリコーンゴムを
スポンジ層と金型の間に流し込んでもよい。この場合、
金型の離型面の精度によシ仕上げ研磨の必要もなく大量
生産向きである。

さらに上記加圧ローラを製造する方法における製品間の
バラツキや不安定な硬度をさらに少なくするために下記
のような新規で且つ優れた効果を有する製造法を発明し
た。その特徴は、内表面が精度よく仕上げられた円筒型
を回転してその内面に所定厚の表面ゴム層を形成する工
程と、この円筒型の内側に仮成型された発泡剤含有ゴム
層を芯材上に有するローラ基体を入れたものを周囲から
加熱する工程を有することにある。

これによって製造された加工ローラは表面層の厚さが均
一化できる。又、その表面精度が円筒型の内面精度で決
まるので仕上げ研磨が必要な工程でな（なシ、工程の簡
素化ができる。さらに独立気泡を有する弾性層に対して
表面層が均一化できるのでローラの硬度のバラツキがほ
とんど外（すことができる。

以下具体例を上げ従来法との比較を行なう。

性金型の内面に液状の低温加硫形シリコーンゴム（ＬＴ
Ｖ　）を適量入れ、上記金型をローラー軸中心となるよ
うに高速で回転させ、内面に均一な膜厚の表面ゴム層を
つくる。

次に、ローラー芯金上に加硫材、架橋材と発泡材を混入
した高温加硫形（ＨＴＶ）シリコーンゴムを円筒状に仮
成型したものを前記表面ゴム層のすでに作られた金型の
中央部にそれらの軸心を一致するように挿入し、芯と金
型の位置を固定する。

これらのゴム層及び金型及び芯金に均等に熱が加えられ
るようにオーブンの中でこれらのゴム層を同時、加硫す
るため加熱して一次加硫、発泡を生じせしめる。その後
、金型冷却後に芯金上に成形されたほうをぬきと９．１
４０位の雰囲気中で二次加硫して製造する。

このようにして製造された加圧ローラは、前述したよう
に硬度のバラツキが非常に少なく、前述した表面層にお
ける効果及び独立気泡を有する内面弾性層の効果をよシ
安定できるものである。

さて、前述したスポンジ層成形後に表面層を作る場合、
（イ）キャスティング法や（ロ）注型法がある。

（イ）の場合仕上げ研磨が必要であるし、仲）の場合、
表面層の厚さを均一にすることがスポンジ層の円筒度や
弾性的な振れにより困難であったシする。

さらには薄肉の表面層をつ（る場合気泡が入ったシ又、
注型する際のゴムの流れ、圧力などによシゴム層が均一
の厚さにならないことが多かった。

本製法による加圧ローラでは、これらの問題点が解決さ
れる。

上記実施例において定着ローラと加圧ローラ間に印加さ
れる圧力は全圧で２０ｋｇ以下が好ましく、さらに耐久
性を向上させて且つ良好な定着性を維持できるものとし
て圧接部における単位面積当シ５ｇ／ｍｍ乃至５０　ｇ
／ｍｍであることがよシ好ましいものであった。

上記実施例における表面層としてはスポンジを形成する
際のスキン層を平滑面処理し、上記の肉厚を有するもの
であれば良いが好ましくは、上述のようにほぼ均一な肉
厚の弾性層を新たに設ける方が熱的に安定できるので好
ましい。

上記実施例で説明したように、加圧ローラは、所定の硬
度を有し且つ所定の独立気泡な有する弾性層と、その外
側に有する薄層の弾性層を有しているので、耐久性の高
い熱や圧力に対しても適度な弾性と熱の有効利用を維持
できる。

以上の如く、上記定着装置における技術思想に基づき薄
肉回転体と耐熱性回転体であって内層にスポンジの如き
多孔性の弾性層とその表面に薄肉のシリコンゴムの如き
耐熱性表面層を有している加熱定着装置を用いることに
よって両回転体の相別的作用が生じ極めてウェイトタイ
ムの短かい理想的な装置を得ることができ、定着作用時
被定着物に対して均一な加熱定着ができた。

さらに薄肉の回転体を有することで、立上シ時のウェイ
トタイムを大幅に減少せしめることができた。

以上の説明の如く立上９時の定着性能を良好にせしめ、
自由な弾性変形ができ、格別たる定着性から生まれる高
品位画質を維持し、しわ防止効果性を低下させることな
（、経済的且つ省資源であシ製造性をよりＢ易にした定
着装置である。

尚、上記「スポンジ」及び「スポンジ層」なる用語は、
英語でのｃｅｌｌｕｌａｒｓ　１ａｙｅｒ　（気泡層）
を意味し、具体的には、気体を含有する気泡を多量ニ有
スるもので、その大部分ｅよ、おのおののセルが独立で
他から隔離されている独立気泡（ｅｘｐａｎｄａｉｆｏ
ａｍｓ　ｏｒ、　ｅｘｐａｎｄｅｄ　ｃｅｉｌｓ）であ
る。従ってその材料としては上記シリコンゴムが最も好
ましいが、この独立気泡を有するポリエチレン合成材、
軟質ゴム（常温発泡）、硬質ゴム（プレス発泡））硬質
ポリウレタン（化学反応法）等の種々のものが適用でき
る。

しかし、この「スポンジ」としては、互いにセルが通じ
合っている連続気泡（ｓ’ｐｏｎｇｅ　）　　を多少含
んでいても、所望の弾性と所望の断熱性が得られていれ
ば本発明に含まれるものである。

本実施例及び以下の例におけるｃｅｌｌｕｌａｒ　１ａ
ｙｅｒは大部分、気体（例えば空気やゴム内の添加物が
気化したもの等）を含んだ独立気泡からなり、その隔壁
としてシリコンゴム等の樹脂膜を有しているものである
。これは連続気泡よシ独立気泡の方が断熱効果が高く、
弾力に豊み所定圧力を得やすいきいう利点がある。

本発明は未定着画像例えば粉体像を紙などの画像支持材
に加熱定着するための定着装置の構成に性を高めること
ができるので長期にわたって優れた上述の効果を維持で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は本発明の
他の実施例の説明図、第６図は第２図の要部説明図であ
る。 １は加熱定着ローラ、１１は定着ローラ、２．２１は加
圧ローラ、４は加熱手段、８四算はスポンジ層、９は弾
性被覆層、ｒは半径、ｄは肉厚。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）定着ローラと、加圧ローラと該定着ローラを加熱
   する手段と、該定着ローラに該加圧ローラを圧接する手
   段とを有し、該ローラ間で未定着画像を記録材に加熱定
   着する加熱定着装置において、 上記加圧ローラは１熱性樹脂で構成された表面Ｎ層と該
   表面薄層より内側に設けられ多数の独立気泡を有する弾
   性層どを有し、該弾性層の発泡倍率が１．５以上６倍以
   下の範囲内で且つ表面硬度がアスカ−硬度で１０以上６
   ０以下の範囲内であることを特徴とする加熱定着装置。
2. （２）上記定着ローラと上記加圧ローラが上記圧接手段
   によって５Ｖ−以上５０　ｇｌ論ご以下の範囲内で圧接
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   加熱定着装置。