JPS6122376A - 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】 （分野） 本発明は印刷機、複写機、プリンター又はファクシミリ
等の画像記録装置一般に適用される定着装置に関する。

本発明は特に両面記録や多重記録のように一つの記録材
に対して複数回の記録を高速に行うような多機能記録装
置に有効な定着装置に関する０ 本発明は各種サイズの縮小、拡大等の記録を行った後に
製本やソータ等の複合器機を保有するような記録装置に
有効な定着装置に関する。

（従来技術とその問題点） 従来の画像記録装置は、多機能とはいっても低連記録が
主で、逆に高速記録といっても機能が少なく、そのため
定着装置に要求される条件はそれほど厳しくはなかった
。

ところが本発明者らは、多機能高速記録装置用の定着装
置では、連続記録のためや後続記録材搬送中の搬送不良
が生じやすく、従来の定着条件では適切な画像が得られ
ないばかりか、多くの難問を招来してしまうことを発見
した。

ところが、従来の定着装置では、必ず２つ以上の欠点を
生んでしまうため、複合高速記録を実現できず、実用化
に至っていないのが現状であった。

本発明者らは、このような難題に挑戦し、本発明によっ
て従来問題点を解決した。

本発明者らは、多機能高速記録装置用の定着装置に要求
される特に重要な条件として以下の６点に着目した。即
ち、 条件１・・・定着性　、　　条件２・・・離型性（汚れ
やジャム）条件３・・・オフセット性　、　　条件４・
・・定着後のカール性（クリーニング部材の汚れ） 条件５・・・画像性（画質）、条件６・・・ローラ耐久
性（強度等）の６点である。

従来から知られている定着装置では、後述するが、条件
１〜条件６をすべて満足のいく程度に得られるものがな
い。

（目的） 本発明の目的は、上記条件１〜条件６において、わずか
な電力でもって高速定着処理ができ、定着性に優れ、長
期にわたって定着装置のローラ対がトナーが紙粉で汚染
されることが無い程離型性に優れ、トナー像と接するロ
ーラへのトナーオフセットが少なくクリーニング部材の
寿命を延ばすことができ、長期にわたって記録材のカー
ルを少なく押え、しかも、画像の飛び散りが少なく画像
性に優れ、さらに長期にわたって削れ、剥れ等の無い耐
久性に優れた、といったすべての条件を満足する定着装
置を提供することにある。

本発明の他の目的は特に多機能記録や高速記録にあって
も上記６条件を、従来より優れたレベルで満足できる定
着装置を提供することにある０ 本発明の別の目的は以下の説明で明らかになるであろう
。

（実施例の説明） 本発明の実施例を挙げて本発明と従来装置との差異を明
確に説明する。

以下、未定着像と接する側の−−ラを定着ローラと表現
し、記録材の裏面又は定着流の片面（両面記録時）に接
する側のローラを加圧ローラと表現して説明する。

ここで本発明を簡単に実施例と対比してまとめてみると
、本発明は、未定着物を記録材に定着するための定着用
ローラ対が、未定着物と接する側に比較的薄い（ｔｌ）
弾性層１２の上に該弾性層以下の薄い（ｔａ）Ｍ型性樹
脂薄表面層１３を有し、内部に加熱手段３を備える定着
ローラ１と、定着ローラ１の弾性層１２より厚い（ｔ３
）弾性層２２の上に該弾性層２２以下の薄い（ｔ４）離
型性樹脂薄表面層２３を有する加圧ローラ２と、でこれ
らの厚さがｔａ＜　ｔ、＜　ｔｌ＜　ｔ、の関係を満た
すことを特徴とする定着装置である。

本発明はこの構成により、前述した条件１〜６を満足し
、長期使用に耐え、記録材へのカール発生を最小限に押
えてオフセラ））ナーが少なく定着性に優れ画質も良好
なものとして得ることができた。又、ローラ対の汚れを
防止でき、ジャム発生も大幅に減少できた。

第１図には、本発明の実施例の概要説明図を、第２図に
は第１図実施例の要部構成説明図を示している。

第１図で、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、フッ素ゴム等の比較的薄い弾性体層
１２を設け、更に、その上層に四弗化エチレン樹脂−パ
ー７０ａアルコキシエチレン樹脂の共重合体（以下ＰＦ
Ａと呼ぶ）、四弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ
素樹脂を弾性体層１２よりも薄く（本例では１μ〜７０
μ範囲内の所定厚）樹脂層として被覆した定着ローラで
ある。

２は、定着ローラ１に圧接回転する加圧ローラであり、
ステンレス、鉄等の芯金２１上に、シリコンゴム、フッ
素ゴム等の弾性体層１２の厚さより厚く比較的厚い弾性
体層２２を設け、更にその上層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、六
弗化エチレンプロピレン（以下ＦＥ、Ｐと呼５）’４の
ｙｙ素樹脂とフッ素ゴムの混合層を厚い弾性体層２２の
厚さより薄く（本例では１０μ〜１００μ範囲内の所定
厚）被覆した加圧胃−ラである。

この混合層によって加圧ローラの表面には、焼成時フッ
素樹脂が浮き上がって形成された、はとんどフッ素樹脂
のみからなる樹脂表層が数μ厚存在している。

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、定着ローフ表面温度はヒー
ター３と、温度検出原子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、微意のオフセット防
止液を塗布する。また、ウェブ５１は、巻取りローラ５
３により、供給ローラ５４から徐々に巻取られ、定着ロ
ーラ１へのウェブの当接面が、不図示の制御手段により
逐次わかる構成となっている。

未定着トナー像Ｔ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。

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１の弾性体層１２の厚みｔ２１、定着ロー
ラ１の樹脂層１３の厚みｔ２、加圧ローラ２の弾性体層
２２の厚みｔ３、加圧ローラ２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　　１１＞　１．　。

ローラ２で　　１．＞　１．　。

ローラ１．２間でｔ４＜　ｔｌ＜　ｉｔ＜　ｔａである
。

この構成により、従来では得られなかった条件１〜６を
すべ”〔良好な効果として満足できる。

′、この効果の特徴については、後述の表で比較説明す
るが、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、互いの欠点を償い、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
れたものが得られる。

具体的数値例を説明する前に本発明が特に有効でその適
用による効果もより安定する装置として両面記録装置に
ついて説明する。

第４図装置は、電子写真複写法により紙へ画像形成を行
う画像形成部を有す。、この画像形成プロセスは公知で
あり、その説明は省略する。

また、本例では、転写材として通常の記録用紙を用いる
ものとする。

第４図において、本実施例は、複写機１７、両面装置部
１８、自動原稿循環送り装置（ＲＤＰ）１９および用紙
綴じ装置（ステープラ）２０から構成される。複写機１
７における画像形成プロセスは上述したように公知であ
る。原稿台ガラス９上の原稿を光学系１０により走査し
て、その反射光を感光体２４上に投影して静電潜像を形
成し、その潜像を現像器２５によりトナー画像として可
視像化する。このトナー像が転写される用紙は、給紙台
２７から給紙ローラ２８によって送り出され、レジスト
ローラ２９によって感光体２４上のトナー画像と位置合
わせをされる。この後、用紙は転写帯電器３０によりそ
の表面にトナー画像が転写される。次いで、分離帯電器
１４により感光体表面から剥離されて、ベルト３５によ
って定着器３６へ向けて搬送される。なお、感光体の周
辺部には上記以外の画像形成に必要なりリーチ３２等の
公知の各手段が配置されている。定着器３６を通過して
トナー像が定着された用紙は、片面のみの複写の場合に
は、切換ガイド３８が図の点線位置にあるので、このガ
イド３８により案内されてソータ２０へ排出される。し
かるに、両面複写の場合であって、片面への複写が終了
した時点では、切換ガイド３８が図の実線位置にあるの
で、このガイド３８により、用紙は下方の両面装置部１
８へ導かれる。

両面装置部１８は、複写機１７によって第１面複写の終
了した用紙を受は取り、この用紙を次の第２面複写時に
再び送り出すものである。

なお、本実施例においては、予備給紙台せヰを八 有しており、複写機１７本体においてこの給紙本体の転
写部へ搬送することも可能になっている。前述した切換
ガイド３８およびローラ対４０によって両面装置部１８
へ導びかれた用紙は、ローラ対４４．４５および４６に
よって図の右上りに傾斜したトレイ４７上に排出される
。この時に、用紙の横方向（搬送方向に対して直角方向
）の位置を決定するガイド側壁４８にょって用紙の横方
向の位置が揃えられる。次いで、外周部に弾性突起を有
する回転体４９によって、用紙はその後端が下方に押し
付けられると共に、斜め下方（図の左側）に引きずり込
まれる。この時、詳細を後述するストップ部材５０およ
び、このストップ部材５０と協動するローラ５１　＋　
５２によって、トレイ４７内に連続的に収納される用紙
をずらした状態で送り出す。送り出した用紙ヲ、四−ラ
５３とこのローラ５３の外周面に接触すると共にローラ
５４．５５．５６．５７に張架されたベルト５８とによ
ってＵターンさせ、表裏を反転させて搬送する。ベルト
５８の上方にはガイド５９が配設され、ベルト５８をは
さみ、ローラ５６に対向させて押えローラ６０が配設さ
れ、これらによりベルト５８上の用紙搬送を確実なもの
としている。また、これらのガイド５９およびローラ６
０は一体的に開閉可能であり、ジャム発生時等にベルト
５８上のジャムした用紙の除去作業等を容易としている
。

ベルト５８を張設したローラ５７の対向位置には再給紙
用のローラ６１が配設され、用紙通過検知用のセンサ６
２および搬送ローラ対６３と協動してベルト５８により
搬送されて来た用紙を先頭から１枚づつ図の右方向へ向
けて送り出し、この後、ローラ対６４および４３を順次
に通ってレジストローラ２９にまで搬送する。用紙は、
このレジストローラ２９により感光体表面に形成された
第２面の画像に同期されて転写部に送られ、その第２面
に転写が行われる。転写の終了した用紙は、感光体表面
から分離された後、定着器１５で画像が定着されて切換
ガイド３８まで搬送される。この時点では、ガイド３８
は図の点線位置にあるので、機外へ排出される。両面装
置部１８はこの様な動作を繰り返すことにより両面複写
を可能とするものである。

また、図から分かるように、定着後の用紙は定着器１５
の定着ローラの構成や定着直後の用紙搬送経路の影響に
より、画像形成面側に反る傾向がある。しかるに、本例
では、用紙の搬送方向を変えるために、ローラ１により
用紙をその画像形成面側に湾曲させ、しかも、その湾曲
部の通過に時間をかけるようにしているので、用紙の反
り（カール）を減少させることかできる。

自動原稿循環送り装置（ＲＤＦ）１９は、原稿積載台６
５上に積載された原稿０を、ベルト６６および６７によ
り、その最下部から１枚づつ分離して引き出す。この後
原稿０は、その原稿面が下側になるようにＵターンされ
た後、原稿ガラス９上を、その全長に亘って張架された
ベルト１６により所定位置まで搬送される。このように
して、搬送された原稿０の画像面は、光学系１０によっ
て走査され、上述のように用紙に複写される。走査され
終った原稿は、ベルト１６の逆転により、ローラ６９お
よび７０の間を通って搬送された後、ローラ対７５によ
って積載台６５に積載された原稿の最上部に排出される
。

この動作を繰り返すことにより積載台６５に積載された
原稿の順番通りに複写を行うことが出来る。なお、両面
原稿の場合においても、ベルト１６、ローラ７２　、７
３　、７４　、７６　、７７　。

７８および７９の働きにより、原稿の表裏を反転して原
稿画像を走査することにより、複写を行うことが出来る
。かかる反転動作は、本発明に直接関係しないので、そ
の説明を省略する。

自動綴じ装置（ステープラ）２０は、複写機１７から排
出された複写済の用紙を綴じるものである。このステー
プラ２０には、用紙を積載するトレイ８１、他の用紙処
理装置、例えばソータへの連結経路８２が配設されてい
る。綴じが指定された場合は、用紙搬送路がローラ対８
３へ向う経路に切換られ、用紙がトレイ８４上に積載さ
れる。このトレイ８４上に所定枚数の用紙が積載される
と、ステープル装置８５が作動し、綴じ動作が行われる
。綴じられた用紙束は、積載台８６へ載せられる。この
後、次の綴じる用紙の受は入れが可能となる。

比較するにあたって本実施例の数値及び製法を挙げる。

（実施例） 上記構成の定着器で 定着ローラ１として、フッ素ゴム上にＰＦＡを被覆した
、中央部の外径が５９．３ｍｍで両端が外径５９．３　
ｍ　ｍ　＋２００μｍ（逆クラウン量が１００μｍ）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５８．３ｍｍで、逆クラウン量が１００μ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フッ素ゴム
シートを巻きつけ、１５０”０で４０分間プレス加硫、
次いで、２００℃で２時間２次加硫をした後、ゴム肉厚
０．４８ｍｍ（ｔｌ’）厚に一様に研削した。

次いでプライマーを介して、ＰＦＡを２０μｍ（ｂ’　
）厚に静電塗装し、３１０℃で３０分間焼成した。

加圧ローラ２としてシリコンゴム上にフッ素ゴムとフッ
素樹脂の混合層を被覆した外径６０．０ｍｍ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！１１０ｍｍの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・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、１７０℃で３０分間
プレス加硫、次いで、２００℃で１時間２次加硫をした
後ゴム肉厚４．９８　ｍ　ｍ　（ｔ１’）厚に研削した
。さラニこのゴムローラにフッ素ゴムとフッ素樹脂の混
合液を５０μ厚に塗布し、赤外ヒーターで、１５分間乾
燥後、１５０℃で３０分、さらに、２８０℃で４０分焼
成して、外径６０ｍｍの加圧ローラを製造した。

上記焼成の際、ローラ表面は低表面エネルギー面になろ
うとするため、ミクロブラウン運動により、フッ素樹脂
分が表層に浮き出てくる。

そして、表層がフッ素樹脂で被われて、充分に低表面エ
ネルギー面になると、フッ素樹脂の表層への移動は停止
する。

その結果として、加圧ローラ表層の２〜３μ厚さは、フ
ッ素樹脂分となり、その下層は、フッ素ゴムがより多く
存在する層となる。フッ素樹脂としては、ＦＥＰ　、Ｐ
ＦＡ　、ＰＴＦＢ等が使用可能であり、フッ素ゴムとフ
ッ素樹脂の比率は２０：１〜１：２が好ましい。

上記ゴム硬度としては両ローラとも２０〜８０度（Ｊ／
Ｓ　Ａ　）の中から選出すれば良い。

上記両ローラを、全圧６０ｋＯで圧接させ、周速３４０
　ｍｍ／　ｓｅｃ　、　Ａ　４紙５０枚／分で両面コピ
ーを行なった。

尚、定着ローラ１へのシリコンオイル塗布量は３　Ｘ　
１０−４９／Ａ　４・１枚で行なった。

この結果、両ローラ自体の経度化は無く、又異なる紙サ
イズを通紙しても変化なく良好な定着性を維持したまま
、本実施例では４０万枚の両面通紙を達成できた。

従来の定着器では、条件１〜６をすべて良好に満足でき
ない欠点があり、しかも弾性を得るために少なくとも一
方にゴム表面のローラを用いた時が最高で１１万枚の耐
久性しかない。

これに対して本発明の定着装置では、条件１〜６をすべ
て良好に満足し、しかも耐久性で１５万枚以上の使用に
耐えることができる。

本発明の実施にあたって、より効果的な数値範囲を示せ
ば、以下のようになる。

定着ローラの弾性体層１２の厚さｔ、は適当な値が良い
が、極端に薄いと弾性体層としての意味がなくなるので
、この意味を持つため０．１ｍｍ以上（弾性体の材質に
よって多少前後するが）設けることが良い。

又、加圧ローラの弾性体層２２の厚さｔ、は、定着ロー
ラ自体よりも弾性に豊むように適当に設けられれば良い
が、形成上又は他の条件の紙シワの問題を考えると、確
実な上限値として、１０ｍｍ厚を目安すにすることが好
ましい。この１０ｍｍ厚も弾性体の材質によって多少前
後するが、この値とすることでほぼ満足のいくもるよう
な厚さにしてしまうと下層の弾性の存在価値を低減し、
両ローラの相剰効果を無くしてしまう危険があるので７
０μ以下の厚さとすることが好ましい。

以上の説明によって使用における限界設定の目安を示し
たが、これらの数値範囲においてもさらに効果上のより
優れた範囲がある。

樹脂層１．．１．を変化させたところ、１μより小であ
ると分離爪４１等の当接部材によって摩耗し易く、耐久
性が１５万枚程度となってしまうのに対し、１μ以上と
なると２０万枚を超える耐久性を示した。従って、樹脂
厚１．．１４を１μ以上７０μ以下とすると条件１〜６
における効果が増大するのでより好ましい範囲である。

この数値範囲は、下層の弾性体層の厚さの範囲等とは独
立した条件で、より好ましい条件としては、定着ローラ
樹脂層の厚さｔ、は１０μ以上５０μ以下であることで
、この範囲であると、より定着性も安定し、耐摩耗性も
３０万枚近くまで向上できるといったバランスの良いも
のとなるためである。

又、定着ローラ弾性体層厚１ｍを１５ｍｍ以下とすると
、定着ローラ内の加熱手段の発熱量を軽減でき、熱のよ
り有効な利用を達成する。又、芯金と層１２との間での
界面剥離の発生を大幅に減少できるため定着ローラ自体
の寿命と定着性の安定を達成できるので好ましい。依っ
て、０、１≦ｔ、≦１．５（単位ｍ　ｍ　）とすること
はさらなる条件として好都合である。

さらに又、加圧ローラ弾性体層厚ｔ、を１ｍｍより小と
すると、定着ローラの弾性とのからみもあるが、定着領
域である圧接幅が極端に小さくなるため、加熱源の出力
を増大せねばならないということになるので、画質、定
着性を簡単に且つ確実に得るため１≦ｔ、≦１０（単位
ｍ　ｍ　）とすることが良い。

また、加圧ローラとしては、充分なニップを確保するた
めに充分な弾性を必要とする目的のためには、ゴム厚は
２　ｍ　＋ｎ以上、樹脂厚は１０μ未満が好ましい。又
、ゴム上に、フッ素樹脂被覆をする場合、例えばＰＦ’
Ａの粉体の静電塗装にせよ、ＰＴＦ’Ｅの樹脂液の塗布
にせよ、均一な塗膜を形成するためには、１０μ以上、
より好ましくは、２０μ以上の膜厚が必要である。

そのため、上記のものは定着ローラの製法に適している
。

一方加圧ローラとしては、良好なニップを確保するため
には、表層の樹脂厚はより薄い方が好ましい。

かつ加圧ローラは定着ローラと比較して、未定着画像が
接触しないこと及び加熱量も少ないことから、樹脂厚は
薄くても、耐久性は良好である。

上記加圧ローラの製法としては、実施例に述べたように
ゴム上に、フッ素樹脂とフッ素ゴムの混合溶液を、スプ
レーガン等で塗布し、焼成時にフッ素樹脂のブラウン運
動により表層に薄い数μ程度（ブラウン運動が表面樹脂
層形成終了で止まるためこの範囲になる）フッ素樹脂を
浮き上がらせることによって、良好な性能を有するもの
ができた。

（本発明実施例と従来装置又は想定装置との比較）以下
の表１に、前述条件１〜６の効果結果をまとめて表示し
ている。

下記表１で○は良好、Δは経時変化を伴うものＸは使用
に耐えないもの、を示している。０段以外は不適なもの
である。

尚、この表１で弾性層を形容する簿、厚は定着、加圧の
夫々の弾性層の相対関係を示し、樹脂表層を形容する薄
、厚は、夫々のローラの弾性層の厚さに対しての相対関
係を示す。

表　　１ 以下に表１の比較の各側を示すが、これらは前記実施例
と外径寸法は全く同じでローラの材質を変えたものを比
較例として示す。

（比較１） 定着ローラ１として、アルミ芯金上に３０μｍ厚のＰＴ
ＦＢ又はＰＦＡを被覆したローラ、加圧ローラとして鉄
芯金玉に５　ｍ　ｍ厚の熱加硫型シリコンゴムを被覆し
たローラを用いた定着装置の場合、以下の問題が生じた
。

１）定着性が不完全であり、低温環境で連続通紙をする
と定着不良が生じた。かつ、両面コピ一時に第１面の画
像が搬送の際、汚れた加圧ローラ表面とこすれて画像欠
陥となってしまった。

２）クリーニング部材を兼ねているオイル塗布ウェブ５
１へのトナー付着（これは定着ローラヘオフセットした
トナーである）が多く、ウェブで、取りきれないほどの
オフセットトナーが発生し、次のコピー紙を汚すことが
あった。

３）コピー紙のカール量が大きく、両面コピ一時の搬送
性及びソーターへの調合に問題が生じた。

４）画像のつぶれ、及び、画像の一部がオフセットして
画質低下が生じた。

５）２〜３万枚で加圧ローラのトナー汚れが顕著になり
約５〜１０万枚で、加圧ローラを汚染しているトナーの
一部が加圧から剥離し、それがコピー紙に付着し、重大
な画質低下を生じた。

本実施例と比較すると、比較１では極端に本実施例より
劣る。尚、耐久性条件６に印△をつけたが、これは加圧
ローラ２に当接する部材が少なく、加圧ローラ２が汚れ
ても片面へのコピー記録は可能であることからの意味で
ある。

（比較２） 定着ローラ１としてアルミ芯金上に０．５　ｍ　ｍ厚の
熱加硫型（ＨＴＶ）シリコンゴムを被覆したローラ（製
造工程に１８０℃Ｘ　８　ｈｖｓジメチルシリコンオイ
ル粘度ａｔ　２５’０１００ｃｓでオイル膨潤工程を入
れたもの）、加圧ローラ２として、鉄芯金玉に５　ｍ　
ｍ厚の熱加硫型シリコンゴムを被覆したローラな用いた
定着装置の場合、以下の問題が生じた。

１）４万枚〜１１万枚で含浸処理した定着ローラの離型
性が低下し、耐久性に問題があり、ローラ汚れが顕著と
なり、上、下ローラとも汚れオフセットの増大を引起こ
し、ジャムが頻発してしまう欠点がある。そして、ジャ
ム時にローラが損傷することがあった。熱加硫型シリコ
ンゴムの変わりに低温加硫型（ＬＴＶ）シリコンゴム、
又は室温加硫型（ＲＴＶ）シリコンゴムを用いても同様
な問題が生じた。

２）条件３〜５も初期は良好であるが、耐久使用で定着
ローラの離型性が悪化すると急激な特性低下が生じた。

（比較３） 定着ローラとして、アルミ芯金上に０．４７ｍｍのフッ
素ゴムを被覆し、更に、その外周に３０μｍ厚の液状の
フッ素ゴムを被覆したローラを加圧ローラとして、鉄芯
上に５ｍｍ厚のＨＴＶシリコンゴムを被覆したローラを
用いた定着装置の場合、以下の問題が生じた。約３，０
００枚通紙したあたりから、頻繁にジャムが発生した。

オイル塗布量を５倍に増やしてもジャムは生じた。オフ
セットによる画像低下も顕著で、約ｓ、　ｏ　ｏ　ｏ枚
でジャム時にローラが損傷し、使用不可となった。定着
ローラの表層のフッ素ゴムを７０ロシリコンゴムにし【
も略同様の結果であった。

以下、比較例４〜１１に関しては、構成は表に示したも
ので、その説明としては比較１で述べた問題、欠点を用
いて簡単に記すことにする。

（比較４：代表的なものとして以下のものを用いた）定
着ローラ１として、アルキ芯金上に３０μｍ厚のＰＦＡ
を被覆したローラ、加圧ローラ２として鉄芯金玉に４．
５　ｍ　ｍ厚のシリコンゴムを被覆し、更に、その外周
に０．５　ｍ　ｍ厚のＰＦ人チューブを被覆した場合、
以下の問題が生じた。

比較１で説明した欠点１）〜４）が同様に生じてしまっ
た。

比較４では、オフセット量が定着不良に伴って多くなる
が、両ローラ表面が樹脂であることからり一う汚れとい
った欠点は顕著に出なかったので○印を付けた。

（比較５） 比較５は実施例の加圧ローラ２の構成を単なるゴムロー
ラにした定着装置で、比較１で示した欠点５）が生じた
′。この加圧四−ラの汚れは比較２で示した定着装置よ
り顕著である。又画像は加圧胃−ラの汚れに伴って画質
低下がみられた。

（比較６） 比較６は比較５の加圧ローラを芯金の上に樹脂を設けた
樹脂ローラに置き換えた定着装置である。これは定着性
が悪く、オフセットの発生が大である。良好な定着を得
るための十分な弾性関係が、上下にないためであると考
えられる。

圧接幅を大きくして、定着性の向上を達成しようと圧力
を増大することも考えられるが、定着性はそれ程良（な
らず、かえってカール量が大となってしまう。比較６で
も比較１の欠点１）。

２）が生じたが、比較１よりも悪い結果であった。

（比較７） 比較７は実施例の定着ローラに単なるゴムローラを用い
た定着装置で、比較２に準じる欠点を示した。

初期性能としては良好な結果が得られたが離型性の良い
ゴムを使っても４〜１１万枚で定着ローラの離型性が低
下し、ローラ汚れが顕著となりジャムが頻発した。かつ
条件３〜５においても急激な特性低下が生じた。

比較８〜１１は実施例に対して、各層厚を変化させたも
のであるから前述の”Ｉｓ　ｔｍｅ　”ｍｅ　ｔ４の厚
さの関係式を使って構成を示す。

（比較８）會、＞　１．　、１．＞　１．　、１．＞　
１゜熱応答性が悪いために初期から、走着党−ラ表面温
度のリップル（上下変動）が大きく、かつ連続通紙時に
おける定着ローラ表面温度降下が顕著であり、常温下で
も定着不良が生じた。

上記問題点を無視して、通紙を行なったところ約２０，
０００枚通紙で、定着ローラの芯金と弾性層間で接着剥
離が生じ使用不可となった。

（比較９　）　　ｔ、＜ｔ、、　ｔｌ＜ｔｔ、　ｔ、＞
ｔ。

比較１で示した欠点の１）　、　２）が同様に生じ、３
）　、　４）についてもほぼ同様（比較１よりはわずか
に良い）に生じた。

（比較１０　）　　　ｔｓ＜　ｔｓ　＊　１１＜　ｔｌ
　＋　ｔ３＜　１４比較９とほぼ同様であるが、厚さｔ
、の大きさが大きくなると、画質、定着性も悪くなり、
Δ印がＸ印となる場合もあった。

（比較１１　）　　ｔｌ＜　’ｓ　＊　ｔｌ＞　ｔｌ　
、　ｔ３＜　ｔ４比較９に類似する欠点を有する。

低温環境下で連続通紙すると、定着不良が生じる場合が
あった。かつクリーニングウェブに付着するトナー汚れ
も本実施例より多かった。

以上の比較例で理解できるように、本発明実施例では、
上記条件１〜６をすべて満足でき、長期にわたってその
効果を持続できるものであるから、従来装置よりはるか
に優れた定着装置であって、実用性に豊む装置である。

本発明は、初期特性が良好な定着装置であって、しかも
その優れた効果を従来よりはるかに長期にわたって奏す
ることのできる発明である。

ここで、本発明の効果についてさらにデータ的に比較す
る。ただし、これらにおいては耐久性の問題については
触れず、オフセット率、カール量、画質について比較す
る。

第３図はコピ一枚数と濃度低下率の傾向を示すＯ 第３図は、実施例と代表的比較例の定着性を数値化した
ものである。ヒータ３として７００Ｗのハロゲンヒータ
を用い、１０°Ｃ環境で朝１ウェイトランプが消灯して
コピー可能となった直後に、Ａ３サイズ、紙厚８２ｇ／
ｍ’を２５０枚連続通紙した場合を示したものである。

定着性評価チャートとしてはφ２４のベタクロをＡ３サ
イズ内に９点設けたものを用いて、以下の式で定着性を
評価した。

Ｄｂ：　こする前のコピー画像反射濃度Ｄａ：　シルボ
ンＣ（興人製：シルボン紙）に４０　／／／Ｃ１ｌ荷重
をして、φ２４の画像上を１０往復させて画像を こすった後の反射濃度 第３図より明らかなように、本実施例は良好な定着性を
示すことが判る。

また、定着ローラ側が伸性体の場合、特に定着性が良好
であることが判る。

これは、コピー紙上に凹凸上に乗ったトナーへの定着ロ
ーラのならいが良いために、熱伝達効率が良いからであ
ると考えられる。

表２　オフセット率 上記表２はクリーニング部材を兼ねたオイル塗布ウェブ
５１へ付着した（すなわち、定着ローラヘオフセットし
た）トナー皿をオフセット率として示したものであり、
以下の式より算出した。

表２より本実施例は、非常にオフセットが少なく、ウェ
ブの送りスピードも少なくすることが可能となり、ウェ
ブの長寿命化も図れることが判る。

定着ローラへのトナーオフセットも、弾性ヲ有する定着
ローラの方が少ない。比較３がトナーオフセットが多い
のはフッ素ゴム又はフルロシリコンゴムの材料自体の離
型性が悪いためである。

表３　カール量（単位ｍｍ　） 表３は定着後のコピー紙のカール量を示したものである
。カールが多いとソーターへの調合、両面時の搬送性、
両面時の感光ドラムからの分離性（静電分離の場合）、
両面時の定着でのシワ等、種々のトラブルの原因となる
。また、表３に示すカール量は２０枚連続通紙したコピ
ー紙の搬送方向に関しての側端の真ん中を指で持って下
図のように測定したものである。カールについても、本
実施例は良好な結果が得られ、その結果として静電分離
の転写、分離のラチチュードを広げるこ−とができた。

上記実施例には、これらの効果をさらに向上することの
できる構成を有している。これは、除電部材を加圧ロー
ラ又は定着ローラ、或いは両方に設けることを付加して
いる点をも特徴とすることである。

第１図に示すように接地された除電ブラシ７を当接させ
ることによって前記衣のオフセット量を更に１／２〜１
／３に減少させることが可能となった。

除電ブラシの当接のさせ方は第１図に示すように、その
先端側面７１を加圧ローラに当接させる（腹当り様にす
る）ことが好ましい。

これによって除電ブラシの先端側面７１が加圧ローラヘ
オフセットした紙粉、トナー等の汚れに対するクリーニ
ング部材も兼用することが可能となり、かつ、除電ブラ
シの先端部は長期にわたってきれいに保持されるため、
除電効果が持続される。

また、除電ブラシの当接位置は、コピー紙排出側のニッ
プ部に近接した位置の方が除電効果が大きく良好な結果
が得られた。

また、除電ブラシ８を定着ローラへ近接又は当接させる
ことにより更にトビチリの少ない良好な画像が得られた
。

このように除電部材を設けることは、前述した条件１〜
６をより一層高度なレベルで満足するもので、本発明に
とってさらに重要であり、好ましい実施例である。

以上述べたように本発明ではローラを機能分離型に構成
し、かつ、上述したローラ対からなる定着装置により、
多機能高速複写機に適用可能な定着装置を得ることがで
きた。

本発明は従来には見られない新規な構成で、従来では考
えられていなかった前記６条件を十分満足して、夫々に
対して優れた効果そ示し、従来より長期使用に耐え、し
かも特性変化がほとんどないという極めて重要な効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概要説明図、第２図は第１図
の要部構成説明図、第３図は、コピ一枚数と濃度低下率
との実験結果を示す関係図、第４図は本発明が特に有効
となる両面記録装置例の概略説明図である。 １は定着四−ラ、２は加圧ローラ、３はヒーター、１２
．２２は弾性体層、１３．２３は樹脂層、７，８は除電
ブラシ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）未定着物を記録材に定着するために定着用ローラ
   対間で記録材を挟圧搬送する定着装置において、 上記定着用ローラ対は、未定着物と接する 側に比較的薄い弾性層の上に該弾性層以下の薄い離型性
   樹脂薄表面層を有し、内部に加熱手段を備える定着ロー
   ラ及び、定着ローラの弾性層より厚い弾性層の上に該厚
   弾性層以下の薄い離型性樹脂薄表面層を有する加圧ロー
   ラで、定着ローラの離型性樹脂薄表面層の厚さが、加圧
   ローラの離型性樹脂薄表面層の厚さより小であることを
   特徴とする定着装置。
2. （２）上記定着ローラは、上記弾性層がフッ素ゴム又は
   シリコーンゴムから、上記樹脂薄表面層がフッ素樹脂か
   ら構成され、上記加圧ローラはフッ素ゴム又はシリコー
   ンゴムの弾性層上にゴム材と樹脂材の混合から形成され
   る樹脂薄表面層を設けたものである特許請求の範囲第１
   項記載の定着装置。