JPS61170769A

JPS61170769A - 定着用ロ−ラ及びそれを有する定着装置

Info

Publication number: JPS61170769A
Application number: JP1136785A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Kuge; 司久下; Masahiro Goto; 正弘後藤; Isamu Sakane; 阪根　勇
Original assignee: I S T KK; Canon Inc; IST Corp Japan
Current assignee: I S T KK; Canon Inc; IST Corp Japan
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1986-08-01
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0680473B2

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】〔本発明が属する分野〕本発明は複写機、印刷機、ファクシミリ、プリンター或
いはこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる、加
熱ローラ、加圧ローラ又は加熱加圧ローラ等の定着用ロ
ーラ（ベルト状のローラを含む）及びそれを有する定着
装置に関する。

〔本発明に係わる従来技術〕

従来、この分野では、トナー像に接する加熱ローラとし
て芯金に四弗化エチレン樹脂を被覆したローラを、トナ
ー像の加熱力ａ正時間を増すため加熱ローラに圧接する
加圧ローラとしてゴム層を被覆したローラを用いるのが
一般的である。

しかしながら、トナー像側に設けられた加熱ローラ表面
は、剛体に近いものであるため、トナー像を加圧して熱
を伝達する際５紙表面、トナー像の凹凸に対してのなじ
みが少なく有効な熱伝達が少ない、従って、得られる画
像性、定着性がゴムローラをトナー像側に用いた場合に
比べて悪く、トナー像が定着されるシートのカール発生
量も大きい、逆にトナー側ローラにゴムローラを用いた
場合は離型性が悪いためオフセットが増大し、＃摩耗性
が低いため当接部材（分離爪やセンサー等）によって摩
耗し部分的定着不良及び部分的オフセットも増大してし
まう。

このようにゴムローラ、樹脂ローラは、いずれも長所短
所があり、これらの長所を兼ね備えた弾性ローラが望ま
れていた。　　　　　　　　　　　　　／これに対し、
表面に樹脂層をその下層にゴム層を設けた定着ローラが
提案されている。

しかし、これらは弗素ゴムと弗素樹脂の混合層や、四弗
化エチレンチューブをゴム層上に設けることを示すもの
だけであるため、実用的な耐久性、ｒＭ摩耗性及び定着
性を兼ね備えたものは得ることができなかった。

この原因について発明者らは端量研究したところ、これ
らのゴム層上に樹脂層を有する定着ローラは耐久限界時
にゴム層と樹脂層との部分剥離を引き起こし、樹脂層の
部分摩耗等が見られた。この現象はゴム層と樹脂層との
接着性に関係するものと考えられる。

例えば、ゴム層上にフッ素樹脂とフッ素ゴムの混合層を
設けたものでは定着性は良好だが通紙耐久により、徐々
に離型性が低下していき約５万枚程度でオフセットトナ
ーによる定着ローラ汚れが生じる。

また、四弗化エチレンチューブをゴム層上に設けたもの
は特公昭４７−２０７４７号に開示されている。

このローラは、シリコーンゴムローラの表面を研磨した
上に接着剤を塗布し、予めゴムローラ径より大径の熱収
縮性チューブ（ＦＥＰ：弗素化エチレン・プロピレン）
をかぶせ、１０４．４℃で加熱収縮させた後１第２．２
℃で１時間加熱したものである。しかし、この方法では
、熱収縮量が均一にならないために所定形状のローラを
得ることが困難であり、樹脂チューブを予め形成した後
、内面の清掃を極めて良く行わなければならないといっ
た問題をかがえｋいる。

さらに、上記問題を解決した場合でも、該ローラを定着
用ローラとして使用した場合耐久性は優れているが、定
着性は悪く、特性的には樹脂のみを表面層に使用した場
合と変わらず、むしろローラの径方向の熱伝導が悪いた
め熱の追従性の面で゛樹脂ローラに比べ非常に劣ってい
る。

また、フッ素ゴム上にフッ素樹脂を被覆したローラも提
案されているが、上記ローラは一般的にフッ素ゴムはフ
ッ素樹脂（ＰＦＡ　、ＰＴＦＥ）の焼成温度に耐えられ
るため、フッ素樹脂を十分な厚さで焼成し膜を形成する
ことができるが、現実には定着性は十分でなく、耐久性
もゴム層と樹脂層との接着性も問題で定着用ローラがシ
ートを挟持搬送した際に生じる局部応力によって、これ
らの層間にすベリが生じる可能性もあり、これが生じる
とゴム層と樹脂層は簡単に剥離し、通紙耐久により樹脂
層が分離爪等で破けてしまう。

〔本発明の目的〕

本発明は定着ローラ及びそれを有する装置にとって画期
的な定着用ローラ及びそれを有する定着装置を提供する
ものである。

本発明の目的は表面樹脂特性を有し、全体として弾性が
適度にあって、定着性、耐摩耗性、耐久性を従来より優
れたものとできる定着用ローラ及びそれを有する定着装
置の提供にある。

〔本発明の要旨〕

本発明は上記目的を達成するもので、定着用ローラの樹
脂層とゴム層との関係に看目し、新たな構成要件に特徴
をもつものである。

即ち、本発明は、ゴム表面層に未焼成の樹脂層を設け、
その後樹脂層を加熱焼成した定着用ローラであって、樹
脂膜厚が５ル以上３５以下（好ましくは樹脂膜強度が５
０　Ｋｇ／　ｃｍ２以上〕、ゴム層の反撥弾性率が５０
％〜８５％（好ましくは樹脂とゴムとの尉離強度が２０
　ｇ／　１０ｒｓｍ７−ｍ以上である）、この膜厚（ル
ｍ）と反撥弾性率（％）との関係が、膜厚（Ｔ）≦０．
７５Ｘ反撥弾性率（Ｅ）−２６，４であることを特徴と
する定着用ローラ及びこれを有する定着装置である。

特に、本発明が特に有効なものとなるのは、ゴム層がシ
リコーンゴム層で、樹脂層が３２７℃以上に焼成される
四弗化エチレン樹脂層である。

本発明の構成によれば、耐久性が従来多くても数万枚で
あったものを、通常の定着でｌＯ万枚以上可能であり、
樹脂層の厚さを１０ル乃至２５４の範囲内にすることで
、さらに２Ｏ万枚以上に、さらに１５鉢乃至２０鉢の範
囲内にすることで定着効果を数段向上することができる
。

ＪＲＴよ４．。８６ケ、。□オア、イ。ヮヮ、　　　ｌ
よって明瞭にされるであろう。

〔本発明の実施例〕

第１図は本発明の定着用ローラを有する本発明定着装置
の実施例説明図である。

第１図中１は、未定着のトナー像と接する側の定着ロー
ラで、２は定着ローラｌに圧接回転する加圧ローラで、
共に本発明の定着用ローラの一例である。具体的構成は
以下のとおりである。

定着ローラ１は、アルミ等の熱伝導の良好な芯金１１上
に、シリコンゴム、の比較的薄い（本例では０．３ｍｍ
乃至０．８ｍｍ範囲内の所定厚）１反撥弾性率が６５％
〜８５％の弾性体層１２と、その上層１３にＰＦＡ（四
弗化エチレン樹脂−バー２０ロアルコキシエチレン樹脂
の共重合体）。

ＰＴＦＥ　（四弗化エチレン樹脂層等の弗素樹脂を弾性
体層１２よりも薄く（本例では１０４ｍ乃至２５ルｍ範
囲内の所定厚）、膜強度が５０ｋｇ／ｃ■２の以上の樹
脂層として有している。同様に加圧ローラ２はステンレ
ス、鉄等の芯金２１上に、シリコンゴム弾性体層１２の
厚さより厚く比較的厚い（本例では、４＋ｓｓ＋乃至１
０ｍｍ範囲内の所定厚）、反撥弾性率が６５％〜８５％
の弾性体層２２と、その上層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の弗
素樹脂を厚い弾性体層２２の厚さより薄く（本例では５
ル乃至３５ル範囲内の所定厚）、膜強度が５０ｋｇ／ｃ
■２の以上の樹脂層を２３を有する。

これらのローラ１，２は第３図に示した製造方法又はそ
れの目的に合致した方法によって形成されたものである
。ｗｒ単に説明すれば、次のような行程を含むものであ
る。

芯金の上に加硫成型したゴム層（熱伝導度１．４×１０
４〜１．５　Ｘ　１Ｏ−３）を形成して所望形状のシリ
コンゴムローラを作る。好ましい形状は中央部が両端に
比較してわずかに小径の逆クラウンタイプである。この
ゴムローラ表面に未焼成の弗素樹脂例えばディスパージ
ョン（水に弗素樹脂粉末を界面活性剤により分散させた
もの）、エナメル又は粉末状態の弗素樹脂を、ゴムロー
ラ全長にわたってスプレー塗装、静電塗装、粉体塗装等
の方法により均一厚に塗布する。このディスパージョン
は例えば弗素樹脂の結晶融点のガラス転移点３２７℃以
上に加熱されることでフィルム状の樹脂被膜を形成する
。そのため未焼成の弗素樹脂が塗布されたシリコンゴム
ローラは、結晶融点以上（ＰＴＦＥが３２７℃以上、Ｐ
ＦＡが３０６℃以上）に加熱される必要がある。

ところがシリコンゴム自体は反撥弾性率や圧縮永久歪等
のゴム特性に優れているものの３００℃以上に、まして
や３０６℃、３２７℃以上に加熱されると、発煙や解重
合を起こす、これらは、良質な弗素樹脂層の形成を妨げ
るばかりでなく、シリコンゴム目体のゴム特性を失なわ
せてしまう。

従ってゴム層の過熱はローラをゴム層の機能がなく、樹
脂層の特性もないために、定着に適した条件を全く失う
。

これらの理由から本発明実施例中においては、シリコン
ゴムローラ自体には発煙や解重合を起こさせないような
低温（最高でも３００℃以下）の加熱下に維持しながら
弗素樹脂の塗布層にはその結晶融点以上の高温状態を与
える焼成方法を採用した。

具体的には、芯金内部からゴム層を急冷却しながら２表
面の未焼成弗素樹脂を急激に加熱する方法又は、液状弗
素樹脂（ディスパージョン、エナメル）目体の誘電正接
がゴム層の誘電正接より大きいことを利用した誘電加熱
方法（第３図参照）の他、この趣旨に適合するものであ
れば１本発明に適するものである。

この方法によって実質的にシリコンゴムにはその厚み方
向に熱的勾配が形成されるものの、２６０℃〜２８０℃
程度が、未焼成弗素樹脂にはその結晶融点以上の温度（
具体的にはＰＴＦＥで３２７℃以上の３４０℃〜３８０
℃の焼成温度が５分乃至ｌＯ分程度与えられる。この焼
成を行った後、このローラは急冷される。この急冷によ
ってシリコンゴムローラ上に結晶化度が９５％以下で引
張強度５０　ｋｇ／ｃｍ　２以上、水に対する接触角１
００度以上の樹脂特性を示す焼成弗素樹脂表層が、ゴム
ローラに対して強力な密着状態で、しか、＋、、□、□
ｇ６．／従って、上記定着ローラｌ、加熱ローラ２は、下層のシ
リコンゴム自体が所望のゴム特性を樹脂層形成前とほぼ
同様に示し、表面の弗素樹脂層は完全に焼成された樹脂
特性を示し、これらの層の接着性が強固である。

ここで第１図にもどって、定着装置の他の構成を説明す
る。

３は、定着ローラを内部から加熱するための。

ハロゲンランプ等のヒーターであり、定着ローラ表面温
度はヒーター３と、温度検出素子４と、制御手段３１と
により、常にトナー溶融可能な最適温度（具体的には１
６０℃乃至２００℃）に維持される。

５は、定着ローラ表面にシリコンオイル等のオフセット
防止液を塗布するための、クリーニング手段をも兼ねて
いるオフセット防止液塗布手段である。塗布手段５とし
てはフェルト様のものでも良いが、本例ではウェブを用
いている。オフセット防止液を含有したウェブ５１は、
シリコンスポンジ等の弾性押圧ローラ５２により定着ロ
ーラｌに当接させられ、定着ローラ１表面に、微量のオ
フセット防止液を塗布する。また、ウェブ５１は轟Ｈｑ
番１０−ラ５３に上＆１−４社案合ローラ５４カ）ち徐
々に巻取られ、定着ローラ１へのウェブの当接面一が、
不図示の制御手段により逐次わかる構成となっている。

未定石トナーｔＴを担持した記録紙Ｐは、入口ガイド６
にガイドされながら、ローラ対１．２の間を通過するこ
とによって、トナー像Ｔは、記録紙Ｐに永久定着される
。ローラ１表面に当接する分離爪４１は、ローラ表面１
から記録材を分離するために設けられている。

このように形成した定着用ローラ１，２は、従来では存
在しなかったローラ特徴、即ち、シリコンゴム特性を熱
劣化させずに、弗素樹脂を完全に焼成しているため十分
な反撥弾性を有し圧縮永久歪の少ないシリコンゴムの利
用を可能にし、表面離型性、耐摩耗性に優れ、弾性を十
分備えた耐久性の高いものである。しかも、記録紙にト
ナー像を定着する際に生じる応力がシリコンゴム層と弗
素樹脂層との間に集中しても、弗素樹脂層の強度が高く
、これらの密着性も良好なため、従来のような急激な剥
離が生じることも無くなり、使用耐大枚数も数段向上さ
れ、上記例では２０万枚の耐久を示した。

具体的実施例を挙げる。

定着ローラｌとして、０．５層層シリコンゴム上に２５
　ｇｍＰＴＦＥ樹脂層を有し、中央部の外径が３９．８
層層で両端が外径３９．８ｍ層＋１０１００ｐ逆クラウ
ン量が１０１００ＩＬのローラを用いた。

このローラは以下に示すよう、に製造した芯金として、
中央部の径が３８．７５腸層で、逆クラウン量が１００
ルのアルミ芯金を用意し、その表面をサンドブラスト処
理して脱脂・乾燥させた後、プライマーを介してシリコ
ンゴムシートラ巻ａ　”）け、１５０℃で４０分間プレ
ス加硫して１次いで、２００℃で２時間２次加硫をした
後、ゴム肉厚０．５ｍｍ厚に一様に研削した。

次いで弗素樹脂ディスパージョンを２５μ厚だけスプレ
ー塗布により塗布し、ゴムに２６０℃〜２８０℃の温度
を与え樹脂には３５０℃が与えられるように１０分間、
赤外線外部加熱を併用した誘電加熱で焼成した。

加圧ローラ２として６層層シリコンゴム上に２０ＩＬｍ
のＰＦＡ樹脂層を被覆した外径３９．９ｍ腸のローラを
用いた。

このローラは以下に示すように製造した。

芯金として、外径が２７．８６６層層鉄芯金を用意しそ
の表面をサンドブラスト処理して脱脂φ乾燥させた後、
プライマーを介してシリコンゴムシートを巻きつけ、１
７０℃で３０分間プレス加硫１次いで、２００℃で１時
間２次加硫をした後ゴム肉厚６膳腸厚に研削した。さら
にこのゴムローラにＰＦＡ樹脂粉末を２０ｇｍ厚に塗布
し、上記定着ローラと同様に１０分焼成して、外径３９
．８鳳腸の加圧ローラを製造した。

これらのローラ１，２を用いて、定着ローラ表面温度を
１７０℃に温調しながら定着したとこう、□、、、、□
□え、第２．ッ））＋−１）、’生は従来の中セも良い
ものに比較して１１５以下であって、清掃部材の交換期
を５倍以上に延命できる。さらに上記によると画質は良
く画像のつぶれもほとんどなくなり、耐久使用枚数は２
０万枚を越え、３０万枚の定着でも安定した定着性を示
した。

上記構成において、重要な構成は第２図に示すように、
定着ローラの弾性層１２の厚みｔｌ、定着ローラの樹脂
層１３の厚みｔｌ、加圧ローラの弾性層２２の厚みｔ３
、加圧ローラの樹脂層２３の厚みｔ４には以下の関係が
ある。

即ち、ローラ１で　　１．＞１２０−ラ２で　　１３＞１゜又、好ましくは　　　ｔ　４　＜　ｔ　２　＜　ｔ　１
　＜　ｔ　３この構成により、基本的には定着ローラ、
加圧ローラ相互の相剰効果により、互いの欠点を補い互
いの利点を向上させ、得られる画質や定着性を優れたも
のにでき耐久性に優れたものとなる。

本発明の数値を決定する上での根拠を第４図。

第５図で説明する。

これらの例は、シリコーンゴムの肉厚が０．５騰■で、
その表層に四弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）層を設けた
外径４０ｍｍの定着ローラを用意し、加圧ローラを外径
４０■腸の弾性ローラ、これらローラ対の圧接幅５　ｍ
ｍ、紙の送り速度を２００　ｍｍ１秒。

定着ローラ表面温度１６０℃、とした実験によるもので
ある。トナー像が定着される紙に１表面平均粗さが１３
〜１５ＩＬの表面性の悪い紙を使用して行った。これは
紙の凹凸に対して定着ローラ表面がどの程度追従できる
かを見る上で特に判定し易いためである。

第４図は、下層のシリコーンゴム層の反撥弾性率を所定
値にし、上層の樹脂層の厚みを可変設定した時の定着率
を求めたものである。

第４図中のプロットはゴム層反撥弾性率４０％。

５０％、８５％、　ＳＯＸ、樹脂層の厚さ１０＃Ｌ、　
２０μ。

３０ＩＬの組合せを実験したもので、各定着ローラの同
じであった。

その結果、反撥弾性率４０％、５０％では樹脂層は薄く
なる程、定着率が良いものの耐久枚数は１万枚程度に過
ぎず、逆に樹脂層が５〜１０路程度になると定着率が７
０％を割って、実用性を失ってしまった。又、反撥弾性
率が高くなると定着性は向上される傾向が確認できた。

ところが樹脂層が薄いと１紙や分離爪或いは温度検知セ
ンサー等の当接による摩耗によりゴム層から樹脂層が剥
離してしまうことも見られた。この点、十分な反撥弾性
率があれば樹脂層が５μ異常になると耐久性が１０万枚
以上あり、ｉｏｇ以上では２０Ｅ枚以上の良好な耐久性
が見られた。逆に樹脂層の厚みが３５ルを越えてしまう
とゴム層の反撥弾性率を増大しても定着率は向上できな
かった。これは、樹脂層の厚さがゴム層の特性を定着ロ
ーラの特性とするかどうかを左右することを明らかにし
ている。

さらに、樹脂層の厚さとゴム層の反撥弾性率を検討する
意味で、第４図から７０％、８０％の定着率のときの膜
厚と反撥弾性率の関係を５８５図に示した。

これから理解されるように、膜厚の増加は定着率を悪化
させてしまい、良好な定着効果を得るために膜厚を薄く
すると下層のゴム層の反撥弾性率を小さいものにしなけ
ればなりません、逆に膜厚が薄いと耐久性が劣るため５
ＩＬ厚以上、実用的にはｌＯ終厚以上とすることが好ま
しい、１０用以上の厚み設定でゴム層上に樹脂層を設け
れば。

５ルより薄い部分は存在しなくなるので耐久性製造工程
において安定した品質保証がなされる。

・　これらの膜厚と反撥弾性の例を挙げれば、樹脂膜厚
１０μ以上に対して、ゴム層反撥弾性率が、定着率７０
％以上を得るためには４９％以上、定着率８０％以上を
得るためには約５８％以上ある定着ローラが良く、又。

樹脂膜厚１５７を以上に対して、ゴム層反撥弾性率が、
定着率７０％以上を得るためには５５％以上、定着率８
０％以上を得るためには約６５％以上ある定着ローラが
好ましい。

膜厚と定着率とをみると、７０％以上の定着率を得るた
めには３５ＩＬ以下が、８０％以上の定着　　−率を得
るために２５μ以下が好ましい。

又、定着率８０％以上を基準と見ると。

反撥弾性率が６０〜８５％（シリコーンゴムの場合８５
％が上限となる）、膜厚がｌＯ〜２５ＩＬが良く、より
安定した定着率を得るためには反撥弾性率６５〜８５％
、膜厚１５〜２５終が最適である。

以上の範囲の構成によれば、耐久性があって定着効果も
高い定着装置が得られる。

尚、上記範囲ではわずかに微妙な条件を含むことになる
が、定着率を７０％以上に得られるものに共通する条件
として、樹脂層の引張り強度が５０Ｋｇ／ｃ鵬２以上で
ある及びゴム層と樹脂層の密１が強度が２０ｇ／１０ｍ
■巾以上であることが確認された。

又、ゴム層がシリコーンゴムの場合、ゴム硬度（ＪＩＳ
Ａ）は３０度以上８０度以下が好ましく、伸びが１５０
％以上１００％引張り応力が１０Ｋｇ／ｃ膳２以上であ
ることが好ましい。

以上の傾向や数値に基づいて膜厚と反撥弾性率との関係
を定着率７０％以上の効果を得る条件としてまとめれば
、樹脂の膜厚Ｔ（ＩＬ層）、ゴム層の反撥弾性率Ｅ（％
）に関して４２≦Ｅ≦８５　、　５≦Ｔ≦３５Ｅ≦　（０，７５Ｔ−２６，４）で規定される条件である。この条件をもつ定着用ローラ
であれば耐久枚数は１０万枚以上ある。定着率８０％以
上の条件を得る構成を好ましい例として挙げれば。

５８≦Ｅ≦８５．　１０≦Ｔ≦２５Ｅ≦（０，６５Ｅ−２７，３）で規定される条件である。これによれば耐久枚数は２０
Ｅ枚以上となる。より好ましい条件を挙げるならば定着
率８０％以上の条件に対して１５≦Ｔ≦２５を加えたも
のであり、これによれば耐久枚数を３０Ｅ枚から５０Ｅ
枚にも向上できる。

本発明によれば、樹脂膜厚が増大する程反撥弾性率を大
きくすることが認識でき、定着効果を高めることができ
る。

定着率は以下の方法で求める。

直径２４腸腸のベタ黒円形画像を形成する。その画像濃
度をＤｏとし、その画像をコージンワイパーと呼ばれる
不織布（（株）買入製造の商品名ペーパーウェス；ティ
ッ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％１重量３５±３ｇ／ｒｒｆ、杭
長力（縦方向で）０　、４Ｋｇ／　ｌ　５ｍｍ以上を示
す、厚さ約２００　ｐｍの使い捨てタイプの拭き取り紙
）で４０ｇ／ｃ層２の荷重をかけてｌＯ往復こすった後
の画像濃度をＤＩとすると、定着率＝　（ＤＩ　／Ｄｏ　）　Ｘ　１００％で定まり
ます。

尚、濃度Ｄ１　、Ｄ、は、マクベス反射濃度計で測定し
た数値で、Ｄｏは画像濃度が１．０≦Ｄ。

≦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。

実用的には耐久枚数１０万枚以上、定着率７０％以上が
、安定性、確実性の面から好ましい定着用ローラーの条
件と言える。

尚、上記条件は後述の測定法によるものである。

まず、ゴムの反撥弾性率、引張応力、伸びに関してはＪ
ＩＳ　　Ｋ６３０１による測定法に準じて測定されたも
のである。

具体的には、まず試験片は５履■（幅）Ｘ２０ｍｍ（長
さ）Ｘ３＋ｕ＋（厚み）のダンベル状の加硫シリコーン
ゴムに弗素樹脂ディスパージョンを塗布し本発明の実施
例に基いた加熱処理を施したものをさらにシリコーンゴ
ム単体にしたものとした。

つまり、その弗素樹脂塗布層には３２７０Ｃを越えた高
温状態を与えつつ、シリコーンゴムには３００″′Ｃ以
下の加熱下に維持することにより。

シリコーンゴム上に焼成した弗素樹脂被膜（この樹脂被
膜の特性は前述の接触角１００度以上、伸び５０％以上
、引張り強度５０　Ｋｇ／ａｍ　’以上の物性を有して
いる）を形成した試料を作成する。その後、表層の弗素
樹脂層をはがした後のシリコーンゴム試験片をＪＩＳ　
　Ｋ６３０１に記されている測定法により引張応力、伸
びを測定する。

反撥弾性率については、１２．７±０．１３ｍｍ　　　
　　／（厚さ）Ｘ２９．□ｓ■（直径）のシリコーンゴ
ム試験片を作成したのち、上述したのと同様な加熱処理
を施した後でゴム単体としＪＩＳＫ６３０１に準じて測
定する。

また、本発明の実施例に基づいて作成した定着ローラ上
のシリコーンゴムに関しては１表層に弗素樹脂の焼成被
膜を有するシリコーンゴムを芯金から５（幅）Ｘ２０　
（長さ）Ｘｏ、３〜０．５履■（厚み）の大きさで剥離
した後、弗素樹脂層をシリコーンゴムからはがし、ＪＩ
Ｓ　　Ｋ６３０１に記されている方法で引張応力、伸び
を測定する。

尚、このとき、シリコーンゴムの厚みは均一に近いほど
望ましいが、試料作成が難しいため、実際には均一にな
りにくいので、測定値は前述の試験片を用いた測定値に
比べ約７０〜８０％の値を示すものとして比較する。

反撥弾性率６５〜８５％は、定着ローラが紙の凹凸、ト
ナーの有無による変形に対して短い定着時間の間に弾性
をもって追従する能力を示し、これにより、紙トナーの
凹凸に定着ローラが変形し、熱と圧を有効にトナー与え
ることができる範囲のものを規定する。

実験では、表層に５〜３５ＩＬの弗素樹脂層を有する定
着ローラでは下層のシリコーンゴムの反撥弾性率が６５
〜８５％であれば、良好な定着性を示すことがわかった
。

引張応力、伸びの数値に関してはゴムの基本的な物性を
示し、定着ローラの耐久性および定着性に寄与するパラ
メータである。

１００％引張り応力１０Ｋｇ／ｃｍ　２．伸び１５０％
のシリコーンゴムを使用した上記定着ローラでは約２０
万枚の耐久性能を示し、また反撥弾性率も十分もってい
るため定着性も良好である。また１００％引張Ｊ応力２
０Ｋｇ／ａｍ　”　、　４ｄＮ１３００％のシリコーン
ゴムでは３０万枚以上の耐久性能があ゛り定着性も良好
である。

一方、１００％引張り応カフＫｇ／ａｍ２で、伸び２．
００％のものは、′途中、紙詰りなしで１５万枚もった
が、その後１０度の紙詰りで爪によりゴムがけずれてし
まった。同様に１００％引張り応力１５　Ｋｇ／ａｍ　
２．伸び８０％のものでは途中、紙詰りなしで約ｌＯ万
枚もち、その後ジャム５回でけずれた。また、これらは
いずれも本願の物性値を外れた状態のゴムでその反撥弾
性率を測定すると４０〜６０９６の値であり、定着性も
よくなかった。

次に、上記製造後ローラの樹脂に測定方法について説明
する。

まず、樹脂の結晶化度は、赤外線吸収スペクトルで測定
するが、Ｘ線や比重によって行ってもよい、接触角は測
定方法として滴形法（金属表面技術１７．Ｎｏ７　１９
６６年）を用いて行なった。実際の測定では接触角（水
に対する値）は、前進接触角１１８’、後退接触角９１
＠であっても、どちらか、又はその平均が１００６以上
あれば良い。

次に樹脂の伸び率及び引張強度は、製造後０−ラより樹
脂膜のみを、暢１５層鵬×長さ１００鵬−のタンザク型
の試料として取りだし、これをチャック間２０ｖ、引張
速度２５０膳層１分で引張りテストを行うことで測定し
た０例えば、引張強度９５Ｋｇ／ａｍ　”　、伸び率８
０％のものは、最小値が７２Ｋｇ／ａｍ　２．　６０％
で、最大値が１８０Ｋｇ／ａｍ　２゜１２０％の夫々の
平均で示される。

樹脂の剥離強度は、ロールの円周方向に幅１０１１の間
隔でカッタナイフによる切り目を入れ、一部剥離した弗
素樹脂層をテンションメーターで引張り、最大の値を剥
離強度とする。

第３図は、本発明定着用ローラの焼成方法を示すもので
ある０図の装置は、誘電加熱装置と赤外線外部加熱を併
用した加熱方式の一具体例で、マグネトｅｒｙ１０５と
、マグネトロン１０５から発生した高周波（９５０ＭＨ
ｚ　〜２４５０ＭＨｚ）を伝波する導波管１０６と、導
波管が連結され内面に金属性の高周波反射板１０３を有
する開閉可能な樹脂容器１０２と、上下に２個ずつ赤外
線外部加熱用の赤外線ランプ１１１と１反射笠を有して
いる。

樹脂容器１０２内には、定着用ローラとしての定着ロー
ラ１の中空内に空気流を発生するファン　　　１１００
と、容器１０２内に空気流を発生するファン１０１と、
が夫々容器外の駆動手段からの駆動によって回転可能に
設けられている。この容器は支点１０８を中心に上下が
開閉でき、上部に把手１０９が、下部にローラ１のフラ
ンジＩＡを位置決めするアーム１０７が、夫々固設され
ている。

１１０は装置の制御手段で、駆動手段１０４とマグネ）
Ｏン１０５と赤外線ランプ１１１の作動を容器の閉鎖状
態と所定の開始信号の入力によって、所定時間の量率図
示の可変タイマーで行わせる。

定着ローラｌは下層にシリコンゴム層を表面に弗素樹脂
ディスパージョンを有しているため、高周波はシリコン
ゴム層よりも比誘電率が大きいディスパージョン中に多
量に吸収される。従って。

弗素樹脂ディスパージョンは高周波、赤外線及び恒温槽
による加熱で急激に高温化され、３４０℃〜３５０℃に
加熱される。この時シリコンゴム層は高周波吸収率が小
さいためダイスバージョンはど高温化されず２８０℃程
度の温度以下に加熱される。これによって上述したロー
ラ特性を得ることができる。

上記実施例中、弗素樹脂ディスパージョンは例えば、ダ
イキン社製４弗化エチレン樹脂デイスパージヨンＤ−１
である。

本発明は、上記実施例の他に定着用ローラとしてはロー
ラ状の他ベルト状のローラ（例えば転写同時定着用の中
間ベルト）やクリーニングローラ、離型剤供給用ローラ
等が含有される。特に。

弗素樹脂の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（ただし、クリーニングローラと
しては１表面エネルギー順位等でのクリーニングを行う
）１弾性によるならい効果によってＪＩＩＩ型剤の均一
塗布や転写ムチを防止し、耐摩耗性に優れた利点を夫々
の用途でも発揮す発明の実施例として好ましいものを示
したが、軽い圧力でトナー像を圧力足１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又はカミ熱
定着装置にも本発明は適用できる。

又、上記例は２本ローラ構成であるが、３木ローラ又は
それ以上のローラ数の定着装置の加熱ローラ、加圧ロー
ラ、離型剤供給ローラ、或いはクリーニングローラやそ
の他のベルト状ローラを含んだ装置も、本発明に含まれ
る。

上記実施例は樹脂層とゴム層との間に接着層を設けてい
ないが１本発明は接着層を設けたものも含むものである
。

〔本発明の効果〕

本発明は、樹脂層の実用的範囲を与えると共に樹脂層の
離型性、耐摩耗性を生かし、定着効果を向上できる弾性
を与える下層のゴム層とを有することになるので、耐久
性、定着効果を安定したものにできる。

本発明中樹脂層の膜厚を１０％以上にした時は耐久性が
１５万枚以上にも向上でき、１５ｇ以上にすれば２０万
枚以上の耐久性が得られ、定着効果はその厚み増加で減
少してしまう欠点をゴム層の反撥弾性率で補うことによ
って、高度の定着性を維持できる。特に本発明はシリコ
ーンゴム層上に弗素樹脂を設けた時に有効である。

本発明定着用ローラ（ベルト状のローラを合む）として
共通する効果は、耐摩耗性２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充分発揮させて、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
長いことである。

本発明定着装置は、上記定着用ローラを記録材を挟圧す
る一方のローラ（ベルトを含む）へ適用するとき、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。

定着の熱効率が良く定着に必要な温度を低減（例えば２
０℃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。

本発明の定着用ローラは１表面がかなり平滑となり、研
磨の必要度を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定着用ローラ（ベルト状の　　　　　
−ローラを含む）及びそれを有する定着装置の実施例の
説明図、第２図は定着用ローラの部分拡大説明図、第３
図は定着用ローラの製法の実施例説明図、第４図は本発
明の数値範囲を決定する上でのデータを示す、膜厚に対
する反撥弾性率を変化させた時の定着率との関係図、第
５図は第４図の定着率を基準とした第４図の膜厚と反撥
弾性率との関係図である。１は定着ローラ、２は加圧ローラ、１２．２２はシリコ
ーンゴムの弾性体層、１３．２３は弗素樹脂層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ゴム表面層に未焼成の樹脂層を設け、その樹脂層
を焼成温度以上で加熱焼成した定着用ローラであって、樹脂膜厚が５μ以上３５μ以下、ゴム層の反撥弾性率が
４２％乃至８５％、且つこの膜厚をＴ（μ）、この反撥
弾性率をＥ（％）とした時、Ｔ、Ｅの関係がＥ≦０．７５Ｔ−２６．４であることを特徴とする定着用ローラ。
（２）上記ゴム層はシリコーンゴムで焼成時３００℃以
下の温度に維持され、上記樹脂層はフッ素樹脂の四弗化
エチレン樹脂又パーフルオロアルコキシエチレン樹脂（
ＰＦＡ樹脂）である特許請求の範囲第１項記載の定着用
ローラ。
（３）上記ゴム層は直接樹脂と密着している特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の定着用ローラ。
（４）上記樹脂層の膜強度は５０Ｋｇ／ｃｍ＾２以上で
樹脂層とゴム層との剥離強度は２０ｇ／１０ｍｍ巾以上
である特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれかに記載
の定着用ローラ。
（５）ゴム表面層に未焼成の樹脂層を設け、その樹脂層
を焼成温度以上で加熱焼成した定着用ローラであって、樹脂膜厚が５μ以上３５μ以下、ゴム層の反撥弾性率が
４２％乃至８５％、且つこの膜厚をＴ（μ）、この反撥
弾性率をＥ（％）とした時、Ｔ、Ｅの関係がＥ≦０．７５Ｔ−２６．４である定着用ローラを備えることを特徴とする定着装置
。
（６）上記ゴム層はシリコーンゴムで焼成時３００℃以
下の温度に維持され、上記樹脂層はフッ素樹脂の四弗化
エチレン樹脂又パーフルオロアルコキシエチレン樹脂（
ＰＦＡ樹脂）である特許請求の範囲第５項記載の定着装
置。
（７）上記ゴム層は直接樹脂と密着している特許請求の
範囲第５項又は第６項に記載の定着装置。
（８）上記定着用ローラは未定着トナー像に接するロー
ラである特許請求の範囲第５項乃至第７項いずれかに記
載の定着装置。
（９）上記樹脂層の膜強度は５０Ｋｇ／ｃｍ＾２以上で
樹脂層とゴム暦との剥離強度は２０ｇ／１０ｍｍ巾以上
である特許請求の範囲第５項乃至第８項いずれかに記載
の定着装置。