JPS62153977A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JPS62153977A
JPS62153977A JP29720285A JP29720285A JPS62153977A JP S62153977 A JPS62153977 A JP S62153977A JP 29720285 A JP29720285 A JP 29720285A JP 29720285 A JP29720285 A JP 29720285A JP S62153977 A JPS62153977 A JP S62153977A
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fixing
fluororesin
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roller
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山本 猪一郎
Tsukasa Kuge
司 久下
Masaaki Sakurai
正明 桜井
Michiro Shigenobu
重信 道郎
Masahiro Goto
正弘 後藤
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Canon Inc
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I S T KK
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G03G15/2057Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機、印刷機、ファクシミリ、プ11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、
定着装置に関する。
〔従来技術〕
従来この種の装置では、トナー像に接する加熱ローラと
して、四弗化エチレン樹脂(FTIFK)やパーフルオ
ロアルコキシエチレンIIt脂(PFA)等の弗素樹脂
を芯金あるいは耐熱弾性体に被覆したローラが知られ、
トナー像の加熱加圧時間を増すために加熱ローラに圧接
する加圧ローラとして、シリコーンゴム層を被覆シ九ロ
ーラあるいはシリコーンゴム、KPDMなどの耐熱性ゴ
ム層にPFAや四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重
合体(FEP)のチューブを被覆し九ローラなどが知ら
れている。
しかしながら、これらはいずれも上下間の材質が全く同
一ではないためローラ間摩擦帯電を起こし易く、オフセ
ットや紙の巻き付きが発生し易かった。
そこで、樹脂の表面性とゴムの弾性を得るために本件出
願人は特願昭59−234780号を提索しており、こ
れにより良好な定着性と離型性、耐摩耗性を得ることが
できたが、表層に絶縁性の高い弗素樹脂を用いているた
め摩擦帯電を防止することが困難であった。
また、前記の加熱ローラと加圧ローラを用いた、はとん
どの組合せにおいて、加熱ローラと加圧ローラそれぞれ
の帯電量をコントロールすることは困難であり、それら
の帯電量トナー等がローラ表面に付着し経時変化が大き
いといろ問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記欠点を改良すべくなされたもので、表面樹
脂特性を有し、全体として弾性が連層にあって、定着性
、離型性、オフセット性、耐久性が従来より優れており
、帯電特性を長期にわたりコントロールできる定着用回
転体対を有し、高速複写、両面複写に適した定着装置を
提供することを目的とする、 〔本発明の概要〕 上記目的を達成するために本発明は耐熱弾性体層上に未
焼成状態の弗素樹脂を設けた後、弗素樹脂を結晶融点以
上に加熱焼成して弾性体層上に弗素樹脂層を形成して成
る第1定着用回転体と、予めシートあるいはチューブ状
に加工された弗素樹脂を弾性体層上に被覆してなる第2
定着用回転体とを有し、上記第1、第2定着用回転体間
で記録材を定着処理する定着装置を用いることにより、
帯電特性を長期にわたりコントロールすることができ、
良好な定着性、離型性、オフセット性、耐久性を得るこ
とができる。
〔実施例〕
図面は本発明定着装置の実施側説明図である。
図中1は、未定着のトナー像と接する側の加熱ローラで
、2は加熱ローラ1#こ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。
加熱ローラ1は、アルミ等の熱伝導の良好な芯金11上
に、シリコーンゴム、の比較的薄い(本例では0.3m
乃至0.8 m範囲内の所定厚)弾性体層12と、その
上層13にPFA (四弗化エチレンm脂−パーフロロ
アルコキシエチレン樹脂の共重合体)、PTFI!! 
(四弗化エチレン樹脂)等の弗素樹脂を弾性体層12よ
りも薄く(本例では10μm乃至30μm範囲内の所定
厚)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、シリコーンゴム弾性体
層12の厚さより厚く比較的厚い(本例では、4m乃至
10wr範囲内の所定厚)弾性体層22と、その上層に
PF’A 、 PTI 等の弗素樹脂を厚い弾性体!2
2の厚さより薄く(本例では5μ乃至50μ範囲内の所
定厚)有する。
3は、定着ローラを内部から加熱するための・・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、
常にトナー溶融回部な最適温度(具体的には160℃乃
至200℃)に維持される、 5は、定着ローラ表面Cごシリコーンオイル等のオフセ
ット防止液を塗布するための、り11−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5
1は、シリコーンスポンジ等の弾性抑圧ローラ52番こ
より加熱ローラ1に当接させられ、加熱ローラ1表面に
、微量のオフセット防止液を塗布するやまた、ウェブ5
1は、巻取リローラ56により、供給ローラ54から徐
々に巻取られ、加熱ローラ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Ml’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。
ここでII!1定着用回転体は以下の様な製造方法で作
られる。
アルミニウム、鉄、8u8等の芯金の上にシリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、KPDM等の耐熱ゴムを加硫成型した
後研削し所望形状のゴムローラを得る。本実施例では反
発弾性率、圧縮永久歪等のゴム特性に優れるシリコーン
ゴムを用いる、上記ゴムローラ上に、FTF E 、 
PFA等の弗素樹脂をスプレー、静電塗装等の方法で塗
布し下層のゴム層にはゴム層の耐熱温変以下の択温下(
約280℃以下)に維持し表層の弗素樹脂層ζζは弗素
樹脂の結晶融点(627℃以上)の高温を与える解放方
法で焼成し定着用回転体を得るや具体的には芯金内部を
冷却しながら赤外線で外部から加熱する方法、弗素樹脂
にPTFEディスパージョンを用いた場合にはゴム層と
ディスパージョンの誘電正接の差を利用した訪市加熱法
などを用いることができる。
一方、第2定着用回転体は芯金の上に加硫成型したゴム
層上にブライマーを塗布し、接着面をナトリウムアンモ
ニウム溶液等でエツチング処理したPFA 、 FEP
等の熱収縮性チューブやシートを被覆し加熱してゴム層
上に接着する、あるいは金型の内壁に上記のチューブ或
いはシートを保持し芯金とチューブ或いはシート間に液
状のシリコーンゴムを注入し加熱し、加硫成型する方法
なども用いることができる、以上の様に製造された第1
定着用回転体は極めて微細な気孔(平均孔径が0.1μ
m以下)かでき、体積抵抗は純正の弗素樹脂の体積抵抗
10180譚以上に対して1o10ΩtM根度と10の
8乗オーダーも減少したものになっている。
また、第2定着用回転体の弗素樹脂は、予め充分に加熱
および加圧されてシート状あるいはチューブ状に成形さ
れているため、分子量は大きく気孔もない。一方、第1
定着用回転体は第2定着用回転体に用いた弗素樹脂と比
べると分子量は小さく、また無数の微細な気孔もおいて
いる。従って、第1定着用回転体は帯電しづらく摩耗性
が若干劣り、第2定着用回転体は帯電し易くほとんど摩
耗しないという特徴を有している。
よって、第1、第2定着用回転体間で記録材の定着処理
を行なうと、第1定着用回転体表層の弗素樹脂層は、第
2定着用回転体表層の弗素樹脂層よりも摩耗しやすく、
耐久中に第2定着用回転体との摩擦で適度に表面が削れ
、それを通紙により紙がクリーニングするため表面状態
が紙粉、トナー等で汚染されず常に新しい弗素樹脂面を
保っている、一方、第2定着用回転体はほとんど摩耗す
ることはなく、また表面性が焼成した弗素樹脂面に比べ
て滑らかなため第2定着用回転体に付着した紙粉、トナ
ー等は第1定着用回転体でり11−ニングされるため、
第2定着用回転体も紙粉、トナー等で汚染されることが
ない。
この様にして、第1、第2定着用回転体は長期耐久にわ
たりトナー、紙粉等で汚染されていない弗素樹脂面を有
しているため、帯電特性を長期にわたり安定させること
が可能となる。このとき第1定着用回転体として、剛体
上に弗素樹脂を焼成したものでは弗素樹脂表面の摩耗状
態が不均一となり、弾性体上に弗素樹脂を焼成したロー
ラでないと上記効果は得られず耐久性も劣ってしまう。
ここで、第1定着用回転体を加熱ローラ1として、第2
定着用回転体を加圧ローラ2として用いた場合、加熱ロ
ーラ1は薄肉ゴムと低抵抗弗素樹脂層の組み合わせとな
り、定着処理時にはとんど帯電しない。加圧ローラ2は
厚肉ゴムと高抵抗弗素樹脂層の組み合わせとなり、定着
処理時に、5007〜−30007程度に帯電している
。従って、この組み合わせのローラには正帯電のトナー
を用いると、記録材上で正に帯電しているトナーは定着
処理時に加圧ローラ2の負の電荷により引きつけられる
ため飛び散ることなく定着する。また加熱ローラ1がほ
とんど帯電していないため、現偉剤は加熱ローラ1にほ
とんどオフセットすることもない。
また逆に、第2定着用回転体を加熱ローラ1として、第
1定着用回転体を加圧ローラ2として用いた場合、加熱
ローラ1は薄肉ゴムと高抵抗弗素樹脂層の組み合わせと
なり、定着処理時に一1007〜400v程度に若干帯
電している。加圧四−ラ2は厚肉ゴムと低抵抗弗素樹脂
層の組み合わせとなり、数十V負に帯電する、よってこ
の組み合わせのローラには負帯電のトナーを用勝ると、
記録材上で負に誘電している。トナーa定着処理時に加
熱ローラ1、加圧ローラ2の影響をほとんど受けずに飛
び散ることなく配録材上に定着する。、また、加熱ロー
ラ1は負fこ若干帯電しているため、親僚材は加熱ロー
ラ1にほとんどオフカットすることもない、以下、上記
構成での実験結果を比較例とともに説明する。
定着ローラ1として、0.5mシリコンゴム上に25μ
mFTPK樹脂層を有し、中央部の外径が59.8fi
で両端が外径59.8 mn+ + 00μm(逆クラ
ウン量が100μm)のローラを用いた、とのローラは
以下に示すように製造した芯金として、中央部の径が3
8.75111II+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、フライマーを介してシリコンゴム
シートラ巻きつけ、150℃で40分間プレス加8して
、次いで、200℃で2時間2次加硫をした後、ゴム肉
厚0.5 wm厚に一様に研削した、あとで、ゴムに2
60℃〜280℃の温度を与え樹脂1cは350℃が与
えられるようCご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6mシリコンゴム上に20μmのP
FA樹脂層を被覆した外径39.9−のローラを用いた
。加圧ローラは以下に示すように製造した、芯金は、外
径が27.861の鉄芯台を用意しその表面をサンドブ
ラスト処理L−r脱脂・乾燥させた後、ブライマーを介
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6m厚に研削した。さらに、このゴムロー
ラにプライマーを塗布し、20μm厚0) PFAシー
トを接着面をナトリウムアンモニウム溶液でエツチング
処理し、ゴムローラ上に巻きつけ、200℃に加熱して
接着した。
この様に形成した加熱ローラ1、加圧ローラ2を用いた
定着装置を正帯電のトナーを用いる電子写真装置に組み
とみ耐久を行なったところ、初期は加熱ローラ1の帯w
tが0〜10Vの間で加圧ローラ2の帯電量が−150
0〜−7000V間にあったのが20万枚の通祇耐久稜
でも、加熱ローラ1で0〜5vの間、加圧ローラ2で一
+300〜+aoovの間の帯W量となりほとんど帯電
fに変化がなかった。
一方、オフセットtの方も、初期と20万枚耐久時では
ほとんど変わらず、従来の1/1o以下に低減できた。
尚、比較例として加圧ローラ2側lこシリコーンゴムロ
ーラを用いた場合を示す、初期の帯電量は加熱ローラ1
が0〜10V、加圧ローラ2が−1300〜−+700
Vでオフセット量も従来の1/1o程度であった。20
万枚通紙後は加熱ローラ1が0〜5vの間で加圧ローラ
2は−200〜−300■の間と帯電量が減少しオフセ
ット量は初期に比べて3倍以上増加したeまた加圧ロー
ラ2はトナーで汚れていた。
他の比較例として加熱ローラ1の表層をPiの熱収縮チ
ューブ、加圧ローラ2の表層をFEPの熱収縮チューブ
で被覆したローラで耐久したところ、初期は加熱ローラ
1の帯電量か−+00〜−2QQV、加圧ローラ2は−
2000A−−2500Vに帯電しオフセット量は従来
のに程度だったが、20万枚通紙耐久後では加熱ローラ
1が−20〜−50v1加圧ローラ2が−400〜−7
00Vの帯電量となりオフセット量は初期よりも5倍増
加し従来と変わらなくなってしまった、以上太実施例で
は正帯電のトナーを使用した場合について述べたが、負
帯電のトナーについても加熱ローラ111にチューブ或
いはシート状の成型した弗素樹脂を用い加圧ローラ2仰
に未焼成の弗素樹脂を塗布し、これを焼成して得られる
ローラを用いることで、上記と同様の効果を得ることが
できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、帯電特性を長期
にわたりコントロールすることができ、良好な定着性、
離型性、オフセット性、耐久性を有し、常lこ飛び散り
のない高品質な画像を得ることのできる定着用回転体を
備えた分′着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明定着装置の実施例を説明する説明図であ
る。 1・・・加熱ローラ 2・・・加圧ローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 耐熱弾性体層上に未焼成状態の弗素樹脂を設けた後、弗
    素樹脂を結晶融点以上に加熱焼成して弾性体層上に弗素
    樹脂層を形成してなる第1定着用回転体と、予めシート
    あるいはチューブ状に加工された弗素樹脂を弾性体層上
    に被覆してなる第2定着用回転体とを有し、上記第1、
    第2定着用回転体間で記録材を定着処理することを特徴
    とする定着装置。
JP60297202A 1985-12-27 1985-12-27 定着装置 Expired - Lifetime JPH0752315B2 (ja)

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JP60297202A JPH0752315B2 (ja) 1985-12-27 1985-12-27 定着装置

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JPH0752315B2 JPH0752315B2 (ja) 1995-06-05

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003107944A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Konica Corp 画像形成装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53144747A (en) * 1977-05-24 1978-12-16 Ricoh Co Ltd Fixing device

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JPS53144747A (en) * 1977-05-24 1978-12-16 Ricoh Co Ltd Fixing device

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JP2003107944A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Konica Corp 画像形成装置

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JPH0752315B2 (ja) 1995-06-05

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