JPH01197781A - 定着器用加圧ローラー - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一対のローラー間に転写材を通紙させてトナ
ー像を転写材に定着させる定着器の加圧ゴムローラーに
関するものである。

［従来の技術］ 従来、複写機、レーザービームプリンター等に用いられ
る熱ローラ一定着器には、芯金の周囲にシリコンゴムを
形成したいわゆるソリッドのゴムｏ−５−や、芯金の上
に多孔質のシリコンゴム層を形成し更にこの多孔質のシ
リコンゴム層の上にシリコンゴムの薄層を形成した、い
わゆるスポンジローラーが知られている。

［ｉａ明が解決しようとする問題点］ しかしながら、ソリッドローラーは熱容量が大きいので
加熱されにくく、低温環境時での定着性が良くない、ま
た、一対のローラー間で発生するしわ、特に１１０ｇ／
ｍ２以下の薄紙や封筒のしわは比較的発生しやすい、こ
とに封筒は重ね目が３重になっていたり全体が２枚の紙
を重ねた形をしているので２本のローラーではさんでい
くと、２枚の紙の間で、ストレスがたまりやすく、しわ
は避けがたい。

一方、スポンジローラーはその構成が複雑であるのでど
うしても高価になりやすいという欠点を有する。また従
来のスポンジローラーでは）ナーが定着ローラーへオフ
セットするという現象を避けがたく、画像汚れの原因と
なっていた。

また、シリコンゴムを表層に形成すると、トナーで汚れ
たり、転写材がジャムした時に分離爪でゴムを傷つけて
しまうことが多い、さらには多量にシリコンオイルをそ
の表面に塗布してしまうと、シリコンゴムが不均一に膨
潤するという欠点を有する。

もっとも、スポンジローラーは熱容量が少なく熱を伝え
にくいので低温時の定着性が良い、薄紙や對筒のしわも
ソリッドローラーよりも発生しにくいという長所を有す
る。この理由はスポンジローラーの内部が表面層にくら
べて軟かいので。

ニップで発生するストレスをローラの内部に逃がしやす
いためと考えられる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、芯金の外周に弾性層と、更にこの弾性層の外
周にフッ素樹脂層を有する定着器用加圧ローラーにおい
て、上記弾性層が硬度５〜１５＠（ＪＩＳ　Ａに基づく
）、厚みが２層層以上であって、上記フッ素樹脂層が厚
み２０Ｂ〜１ｍｍのＰＦＡ樹脂（四フッ化・エチレン樹
脂とパーフロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体）で
あることを特徴とする定着碁石加圧ローラーである。

ここに本発明の弾性層には、シリコンゴム、フッ素ゴム
等が使用できるが、硬度や耐熱性の点でシリコンゴムが
最も望ましい。

以下、弾性層にシリコンゴムを用い、その外周にＰＦＡ
樹脂層を有する加圧ローラーの実施例を示して本発明を
具体的に説明する。

［実施例］ 第１図は本発明のゴムローラーを用いた定着器の実施例
である。

図中、２は定着ローラーであり、内部の加熱源であるハ
ロゲンヒーター８によって加熱される。

ここで定着ローラー２は厚み０．７〜２６０脂−の円筒
状のアルミニウム又はステンレススチールの金属バイブ
ロの外周にＰＦＡ又はＰ丁ＦＥ（四フッ化エチレン樹脂
）の層７を５０〜３００＃Ｌ■の厚みで形成している。

定着ローラーの表面にはその表面温度を検出して制御す
るためにサーミスタ等の検温素子１２を定着ローラーに
接触して摺動するように配置している。定着ローラー２
の表面は、トナーが若干量、オフセットするためにシリ
コンオイル、界面活性剤等の離型剤を塗布したり、オフ
セットしたトナーを清掃するためのクリーニングパッド
９を定着ローラー表面に押し当てている。クリーニング
パッド９は離型剤を含んだテフロン樹脂等の耐熱性フェ
ル）１０を耐熱性樹脂の枠１１で固定している。

定着ローラー２と対向している加圧ローラーは、鉄の上
にメツキをしているか又はステンレススチール製の芯金
３の上に、硬度５〜１５°（ＪＩＳＡ）、厚み２１層以
上でシリコンゴム層４を形成し、さらにこの層の上にＰ
ＦＡ樹脂の層５を、　２０μ層〜ｌ腸■の範囲で形成し
たものである。

この一対のローラーのニップの間に紙等の転写材１５の
上に形成されたトナー像１Ｂを進入させて定着させる。

１４は転写材を一対のローラー間に進入させるガイドで
あり、１７は定着後の転写材を案内するためのガイドで
ある。　１３は定着ローラーに転写材が付着した時には
がすための分離爪である。

２つのローラー間には４〜１０ｋｇの圧力が印加されて
おり、定着ローラーは１６０〜１９０℃に加熱されてい
る。また通常、加圧ローラーの芯金は１強度上、直径８
〜１４ｍ１以上が必要である。

ここで表層のＰＦＡ樹脂は、シームレスの収縮チューブ
を用いてもよく、あるいは吹きつけたあと熱で溶融して
均一な膜としてもよい。

ゴムローラーの内部の硬度５〜１５＠の軟いゴムは液状
シリコンゴムを硬化させる時に触媒の作用を制御するこ
とによって達成される。

このような軟いゴムの一つの特性を以下に示す。

比　　　　重　　　　１．０７ 硬さ（ＪＩＳ　Ａ）　　　　８゜ 引っばり強さ　　２３ｋｇ／ｃ腸２ 永久伸び　　５００％ 反発弾性率　　　２０％ ローラーの製造方法の一実施例を次に述べる。

芯金を型に入れて、この型の中に液状シリコンゴムを注
入する。この時、芯金の上にプライマーを塗りゴム層と
芯金との接着性を向上させてもよい、この硬度５〜１５
″のシリコンゴムを硬化させる時には触媒の添加を制御
する必要がある。さらにこの軟いシリコンゴムのローラ
ー表面にＰＦＡ樹脂層を形成する。この時、シリコンゴ
ム層とＰＦＡ樹脂層の接着力を強くするために、プライ
マーを用いたり、シリコンゴム層の表面を研磨したりす
るのも良い０表面層としてＰＦＡ樹脂の収縮チューブを
用いる場合は、　ＰＦＡチューブの内面を研磨して荒ら
してもよい。

表面のＰＦＡ樹脂層は、吹き付けによる塗布の場合には
、表面粗さは適度な粗さに保たれる。　ＰＦＡ樹脂の収
縮チューブの場合には、その表面は１〜ｌＯμ層程度の
粗さであれば転写材の搬送性、しわ等に効果があり、こ
れ以上粗いとトナー汚れが付着しやすくなる。

しわ防止のために、このゴムローラーの形状を逆クラウ
ンにするには、シリコンゴムを芯金に形成する時に作製
しなければならない、この方法として、シリコンゴムの
層を形成する時の型の内面形状を０．１ｍｍ程度の逆ク
ラウン形状とすればよい、これ以上の逆クラウン形状で
あると、型が抜けなくなる可能性がある。

なお、このゴムローラーの弾性層と表面のＰＦ＾樹脂層
の関係は、定着性、しわの発生頻度、表面層の耐久性、
ローラー表面のトナーの汚れの程度、ローラーの強度、
転写材の搬送性等を考慮しなければ生らない。

表面層の厚みは通紙による表面層の削れ、ローラーの強
度、１．５〜４■程度の適正なニップ等の条件から、２
０１〜１■が適当である。これより薄いと強度等で問題
が発生し、これより厚いと充分なニップがとれなくなっ
たり、ゴムローラーが従動の場合、ローラーがスリップ
したりする。

上述のような２層構成のローラーかしわ防止に効果を有
するのは、次の理由によると考えられる。

一対のローラー間に転写材が通紙されていくと、駆動ロ
ーラー側と従動ローラー側で若干の速度差が発生し、特
に封筒などのように２枚の紙を重ねたものは、上下の紙
の間で「ずれ」が発生する。このような「ずれ」がたま
ることによって。

しわが発生する。しわの発生の原因の他の一つは、上、
下の２本のローラーの軸方向への力の差によっても発生
する。上、下のローラーによって軸方向へ引っ張られる
力は、ローラーの表面形状（例えば、逆クラウン量の差
）、紙の厚み、材質に依存し、転写材の上と下側で異っ
てくるので、転写材によっては、この上、下の力の差が
大きくなり、ついにはしわが発生する。

このような転写材の上と下に発生する力の差は、２層ロ
ーラーを用いるとたまりにくい、これは表面層が硬いの
で転写材がローラー表面をすべりやすいことと、内部が
軟いので上、下ローラーの力の差を適度に制御すること
によるものである。

本発明においては、トナーのオフセットを防止したり、
紙が加圧ローラーに巻きつくのを防止するために、ＰＦ
Ａ樹脂層の中にカーボン粉末や金属粉末等の導電性粉末
を混入してもよい。

即ち１通常の通紙において、ロー、ラーに導電性粉末を
入れない場合には、−３ｋＶ以上に帯電するが、導電性
粉末の混入によって一１ｋＶ以下とすることができる。

この場合、ローラー表面に導電性の除電ブラシを接触さ
せる等の手段により、ローラー表面の電荷を逃がす必要
がある。

さらには、ＰＦＡ樹脂を導電化するとともに内部の弾性
層のシリコンゴムにもカーボン粉末や金属粉末、界面活
性剤を入れることにより、より好ましい効果を期待でき
る。この時、芯金を受ける軸受を導電性の軸受とするこ
とにより、ローラー表面の電荷をリークすることができ
る。

ＰＦＡ樹脂層に混入する導電性粉末は、カーボン量とし
て０．１〜５ｗｔ％程度がよい。

またシリコンゴムに入れる界面活性剤は、アルキル基を
有するフッ素系界面活性剤であればよく、フッ素化アル
キルエステルの他、パーフルオロアルキルポリオキシエ
チレンエタノール、パーフルオロアルキルカルボン酸塩
、パーフルオロアルキルアンモニウム塩、パーフルオロ
アルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサ
イド、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、
パーフルオロアルキルリン酸エステル、非解離性パーフ
ルオロアルキル化合物がよい。

以下に実際に１層万枚通紙した時の検討結果を述べる。

約５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードを有し、負帯電
のトナーを用いたレーザービームプリンターに第１図の
定着器を組み込んだ、ここで加圧ローラーとして１を芯
金径１４φで、弾性層が硬度８°のシリコンゴムを２．
９５＋ｓｍの厚みで形成したもので、さらにこの外周に
ＰＦＡ樹脂を５０μ層の厚みで形成したものを用いた。

またクリーニングパッドには、シリコンオイル及びフッ
素系界面活性剤を含浸している。

このようなテストにおいて、定着性は良好で、しわの発
生もなく、トナーの付着も少なかった。

またシリコンオイルの塗布によるシリコンゴムの膨潤も
なく、従来のスポンジローラーのようなセルの破壊によ
るしわの発生もない。

なお、本発明の実施例を、表面が硬い薄層で内部が軟く
比較的厚い層の２層構成のローラーで説明してきたが１
本発明の内容を実質的に変えない範囲で変形してもよい
０例えば、内部の軟いシリコンゴム層において、その大
部分が軟いシリコンゴム層であって、このシリコンゴム
層の表面に面する８層だけが、若干硬度が高めのシリコ
ンゴムであるローラーであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、芯金上に軟いシリコンゴム層を形
成した後、この層の上に薄いＰＦＡ層を形成することに
よって、しわの発生が少なく耐久性があり、シリコンオ
イルの含浸で外径の変化しないゴムローラーとすること
ができ、その構造も比較的簡単なものであるから、安価
に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加圧ローラーを用いた定着器の構
成図である。 ｌ・・・加圧ローラー、　　　２・・・定着ローラー。 ３・・・芯金、　　　　　　　４・・・弾性層、５・・
・ＰＦＡ樹脂層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯金の外周に弾性層と、更にこの弾性層の外周に
   フッ素樹脂層を有する定着器用加圧ローラーにおいて、
   上記弾性層が硬度５〜１５゜（ＪＩＳＡに基づく）、厚
   みが２ｍｍ以上であって、上記フッ素樹脂層が厚み２０
   μｍ〜１ｍｍのＰＦＡ樹脂（四フッ化エチレン樹脂とパ
   ーフロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体）であるこ
   とを特徴とする定着器用加圧ローラー。