JPH0136624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、未定着画像を定着する際に用いられ
る定着用回転体及びそれを有する定着装置に関す
るものである。

従来、この種の未定着画像を定着するものとし
ては定着用ローラーやこれに圧接する圧接（又は
加圧）ローラー等が多用されている。この加圧ロ
ーラー側に設けられているものとしては以下の３
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、芯金上にプライマーをを塗りシ
リコーンゴン等を厚く表面に設けたもの即ち、ロ
ーラー基体上に一様の弾性体層を設けたものであ
る。この種のローラーにおいては、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。従つて、その特
性を維持しながら硬度を余り低くできない。又、
電子写真法等によつ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
で単位時間当りに与えることのできる熱量が少な
くなつてしまうこと及び、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
するためにウエイトタイムが大きくなり、初期ロ
ーラー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つた。

第２の場合は、芯金上にプライマーを塗り、さ
らにシリコーンゴムからなる多孔質の部材を設け
てなる定着ローラーである。このローラーの欠点
は、定着ローラーの表面平滑性に欠け定着性を低
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、耐久性がソリツドよ
りも劣る。

第３の場合は、耐油性向上のため弾性層を２
重、３重に設ける多層構成のものがある。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により、非常に増大
するものであつた。

本発明は、従来の欠点を除去することを目的と
し、より安価で省資源を考慮して発明された定着
用回転体及びそれを有する定着装置を提供するも
のである。

即ち、本願第１の発明は未定着画像を支持する
支持材の背面に接触して回転する定着用回転体で
あつて、回転軸と、耐熱性弾性体表面層と、この
耐熱性弾性体表面層に実質的に接触して設けら
れ、耐熱性弾性体表面層よりも層が厚い、多数の
気泡を有する耐熱性多孔質弾性体層とを有するこ
とを特徴とする定着用回転体であり、本願第２の
発明は未定着画像を支持する支持材を挟持搬送す
ることにより、未定着画像を支持材に加熱定着す
る一対の回転体を有する定着装置において、一対
の回転体のうちの、未定着画像支持する支持材の
背面に接触して回転する回転体は、回転軸と、耐
熱性弾性体表面層と、この耐熱性弾性体表面層に
実質的に接触して設けられ、耐熱性弾性体表面層
よりも層が厚い、多数の気泡を有する耐熱性多孔
質弾性体層とを有することを特徴とする定着装置
である。

以下、本発明について図を参照しながら説明す
ることにする。第１図は、本発明の一実施例の側
面図の概略である。１は、加熱定着ローラーで、
内部に加熱手段４を有する金属ローラー５の表面
にテフロン（登録商標）被覆層６を設けたもので
ある。２は加熱定着ローラー１に圧接する加圧ロ
ーラーで、回転中心軸となる芯金７上に一液性
RTVシリコーンゴムのプライマー７₂を塗り、そ
の上に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つ
てなる弾性被覆層９を有しているものである。こ
の加圧ローラー２の表面は、一般にRTV（室温加
硫型）シリコーンゴムを塗つた後ローラーとして
の形状を整える為研摩し仕上げたものである。

又、加熱定着ローラー１のテフロン（登録商
標）被覆層６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、オフセツト防止液塗布手段３（図のよ
うに、シリコーンオイル含浸部材１０と防害部材
１２と連続多孔質部材とを有す）が当接してい
る。

さらに、加圧ローラー２は、加熱定着ローラー
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１７₁とアーム１７
を実線矢印の如き位置変化させるためのカム手段
１８とが図中の如く設けられているものを有して
いる。

さて、所定の画像形成手段によつて形成された
トナー像Ｔを有する紙Ｐは、搬送ローラー対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１３に紙Ｐは移
され、該加熱、加圧ローラー１，２のなす広い圧
接部に導かれる。

一方、上記広い圧接部では、加熱手段４によつ
て均一加熱された層６と、加熱定着ローラー１か
らの伝導熱によつて均一加熱された弾性被覆層９
とが形成されており、加圧ローラー２にいたつて
は、上記構成によりそのスポンジ層８よりも被覆
層９の方が熱伝導性が高くなつているので立上り
時のウエイトタイム（プロセス開始可能になるま
でに要する時間）が極めて高度に短縮化されてい
る。さらに、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
て悪くなる。つまり、加熱定着ローラー１が加圧
ローラー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
で良く、又、他に大量且つ無駄に消費されること
がないのでその熱効率も大幅に向上せしめた高効
率のものである。さらに、ローラー表面のみかけ
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、ソリツト単体のものよりも変形し易
く、又、ローラー間の圧接部を広くとれる。

従つて単位時間当りにトナーによる熱量が同一
でも、長時間加熱接触することができるので熱を
トナー像（又は紙Ｐ）に与えることができる。

次に、紙Ｐが上記広い圧接部へ進入するとそれ
が支持するトナー像は、均一化された上下からの
熱によつて紙Ｐへ永久定着される。この際支持材
の一例である紙Ｐには定着の際にみられがちなし
わがしわに対する処置として一般にしられている
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全く発生していなかつ
た。

次に、上記実施例による結果を統計的に評価し
て本発明による実施例の優れた効果を説明する。
以下の実験は、ローラー外径25φで、(1)その構成
をシリコーンスポンジ層６mm厚の上にゴム層１mm
厚を有する２重構造のものと、(2)シリコーンゴム
層７mm厚だけからなる弾性層を有する単一構造の
ものとし、それらのローラー状での表面硬度を共
にJIS−A6゜という同一条件で行つた。そしてこ
のローラーを外径25φのテフロン（登録商標）コ
ートローラーに対向させ、一定の圧力で加圧しそ
のときのニツプ量の変化としわの発生率を調べ
た。

その結果、本発明に従うローラー１を用いた場
合、全圧で４Kg加圧したとき圧接幅は4.6mmであ
り、A4サイズの紙を連続1000枚コピーした際の
しわの発生は0.15％以下であつた。ところが従来
のものによるローラー１を用いた場合、全圧で１
と同様に４Kg加圧したとき圧接幅は2.7mmとわず
かであり、１と同様にA4サイズの紙を連続1000
枚コピーした際のしわの発生は常時、0.7〜１％
の範囲にあつた。

又、上記実験比較による定着性を比較すると、
連続コピー時は共に一定の圧力（全力3.5Kg以上）
と一定の温度（175℃以上）であれば、単位面積
当りの圧力差はあるものの単位時間あたりの圧力
と温度の積がほぼ等しくなるため、従来のもの(2)
よりも上記例(1)の方がより高品位の画質を得る以
外は、連続コピー中という安定条件のため両者に
格別たる差異は見い出せなかつた。

しかしながら、定着を開始する初期状態や、定
着（加熱）ローラーと上記圧接用ローラーを定着
毎に接離する装置においては、本発明に従う上記
例(1)の方が格別たる定着性と高品位を有する画像
を得ることができた。

以上の如く、本発明に従つた上記実施例、即
ち、スポンジ層の上にシリコーンゴム層を有する
如き関係にある２重構造の定着ローラーを用いる
ことによつて次の様な多くの利点を得ることが可
能になつた。

即ち、下ローラーの熱伝導がスポンジ層で極度
に悪くなるため、Wait up直後のローラー表面温
度の低下が少なく、従来、どうしても解決できな
かつたWait up時の定着性低下を防止することが
できた。

さらに、上記の如くローラーを製造するため、
ゴム使用量が約１／２以下となり省資源、コス
ト・ダウンに貢献することができた。

又、加圧ローラーと定着ローラーの当接圧を少
なくして、大きく均一な圧接部をとれるため、駆
動のためのトルクも少なくでき、さらには、ゴム
ローラーの圧縮永久歪による幣害も少なくでき
た。又、シリコーンスポンジ単層でローラーを形
成して定着に用いた時、その気泡のために定着の
良好な部分と定着のよくない部分がつくられるの
で好ましくなく、表面平滑性が必要であることが
わかつた。

従つてさらに実験を行つたところ、0.3mmから
５mmまでシリコーン表面層の厚さを変えて検討し
たが、厚すぎると、弾性、複元性に豊むスポンジ
層の効果があまり有効に利用できなくなり、また
薄すぎると強度的、そして製造上コスト高とな
り、また安定性にかけるため、好ましくは0.5mm
乃至２mmの厚さが適当であり、より好ましくは
0.7〜１mmが適当であるこてがわかつた。（ただ
し、ローラー径が25φに対して） 又、上記実施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ユー
ブをかぶせる方法だけでなく、一般的な芯金のま
わりにゴムをまき発ぼうさせ、その後加流させる
方法であつてもよい。

又、安価につくる方法としては、シリコーンゴ
ムのチユーブをかぶせた後それを金型に入れ、イ
ンジエクシヨン方式によりNUR（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り
仕上げ研磨の必要もなく大量生産向きである。

ローラー基体上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悪く、弾
性複元力に豊むものからなる層そして薄層のシリ
コーンゴムなどの弾性体層とその表面に設け、２
重構造とすることで熱容量の大きな、そして表面
平滑性に豊み、さらに低接触圧で均一な一定のニ
ツプ巾を形成することができるローラーを提供す
ることができ、従来の問題点を除去すると同時
に、より安価で省資源を考慮したかつ紙しわに対
する許容度も大きく、さらに組み立て精度の誤差
範囲も大きくすることが可能となつた。

本発明は、以上の説明の如く立上り時の定着性
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
わ防止効果が極めて高い定着装置であつて、従来
のように充てん剤を加える必要性がなくなり、構
成自体の物性を低下させることなく、経済的且つ
省資源であり製造性をより容易にした定着装置で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の略側面図であ
る。 １は加熱定着ローラー、２は加圧ローラー、７
は芯金、８はチユーブ、９は弾性被覆層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 未定着画像を支持する支持材の背面に接触し
   て回転する定着用回転体であつて、回転軸と、耐
   熱性弾性体表面層と、この耐熱性弾性体表面層に
   実質的に接触して設けられ、耐熱性弾性体表面層
   よりも層が厚い、多数の気泡を有する耐熱性多孔
   質弾性体層とを有することを特徴とする定着用回
   転体。 ２ 未定着画像を支持する支持材を挟持搬送する
   ことにより、未定着画像を支持材に加熱定着する
   一対の回転体を有する定着装置において、 前記一対の回転体のうちの、未定着画像を支持
   する支持材の背面に接触して回転する回転体は、
   回転軸と、耐熱性弾性体表面層と、この耐熱性弾
   性体表面層に実質的に接触して設けられ、耐熱性
   弾性体表面層よりも層が厚い、多数の気泡を有す
   る耐熱性多孔質弾性体層とを有することを特徴と
   する定着装置。