JPH02230277A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機等の静電記録装置に装備され、用紙上に
転写されたトナー像を溶融定着する定着装置に関する。

〔従来技術〕

電子写真複写機、ファクシミリ、静電プリンタ等の静電
記録装置では感光体上に形成されたトナー像は転写紙に
転写され、定着して記録が行われる。この定着装置とし
ては、従来、熱源を内蔵する定着ローラと、これに圧接
し芯金の外周に弾性層を設けた加圧ローラとの圧接部に
未定着トナー像を担持する転写紙を通祇しトナー像を紙
面に融着する熱ローラ定着装置が広く使用されている。

加圧ローラの弾性層の材料としては、従来、ＨＴＶ，Ｒ
ＴＶ，液状シリコンゴム等が用いられており、シリコン
オイルで膨潤させてトナーに対する剥離性を持たせてい
た。

ところが、この種のローラでも長期間の使用によって剥
離性が低下したり、摩耗によってローラ寸法に狂いが生
じる等の問題があった。

そこで上述の問題を解決するものとして特公昭５８−４
３７４０号公報にシリコンゴム層の外側にＰＦＡ（ポリ
テトラフルオルエチレンと、パーフルオルアルキルパー
フルオルビニルエーテルとの共重合体）チューブを被覆
したものが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ＰＦＡチューブはトナーに対する剥離性、耐シリコンオ
イル性が良く、焼付け型ＰＦＡより強度が高く耐摩耗性
に優れたものである。

しかしながら、ＰＦＡチューブにてゴム層を被覆する構
成においては、有効なプライマが存在しない為、ゴム層
とＰＦＡチューブとを十分密着できず、これらの間でし
ばしば剥離が生じ、その結果、通紙不可能になり、寿命
の低下をもたらすという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ＰＦ
Ａに代表される高剥離性の材料よりなるチューブを被覆
する加圧ローラの上記の欠点を除去し、長期に亘って安
定した定着性能を維持できる定着装置の提供を目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕 本発明に係る定着装置は、熱源を内蔵する定着ローラと
、該定着ローラに圧接し、弾性体層を介して芯材を高剥
離性材料よりなるチューブにて被覆した加圧ローラとの
間に、未定着トナー像を担持する転写材を挾圧搬送して
トナー像を定着する定着装置において、前記加圧ローラ
は、前記定着ローラよりも長尺をなして両端部に定着ロ
ーラとの非接触領域を形成してあり、前記チューブ及び
弾性体層間に外部との連通孔を設けてあることを特徴と
する。

〔作用〕

加圧ローラは、定着ローラよりも長く、両端部に定着ロ
ーラとの非接触領域が形成されるように定着ローラと圧
接され、チューブと弾性体層との間には外部との連通孔
が設けられる。これによりチューブと弾性体層との接着
は非接触領域にて長期的に確保され、弾性体層から発生
されるガスは外部へ排出される。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本発明に係る熱ローラ定着装置の内
部構造を示す模式図である。ヒータ２を内蔵する定着ロ
ーラ１は、加圧ローラ５と圧接され、夫々矢符方向に回
転されるようになっており、矢符ａ方向に搬送されてく
るトナー像が転写された用祇１１をそのニップ部にて加
熱しつつ挾圧搬送することにより、トナー像が用紙上に
溶融定着される。定着ローラ１の周面には、これの温度
を所定温度に維持する為に温度を検知するサーミスタ３
と、表面をクリーニングするウェブクリーニングローラ
４とが夫々接触させて配設してある。

また、加圧ローラ５も所定の温度に維持されるようにな
っており、その為のヒータ６及びサーミスタ７が定着ロ
ーラエと同様に設けてある。これは定着強度を高めると
共に、ヒートカールを小さくして通祇の信頼性を向上す
る為であり、特に高速機において重要である。

なお、本実施例においては、定着ローラ１は１９０℃に
、また加圧ローラ５は１４０℃に夫々温度調節される。

両ローラのニップ部を通過した用紙は、定着ローラ１側
、又は加圧ローラ５側に設けられた分離爪８、又は９に
て定着ローラ１、又は加圧口ーラ５から分離された後、
冷却ローラ１０にて定着済の用紙が冷却されて定着装置
外へ排出される。

第２図は加圧ローラ５の構成を示す断面図である。加圧
ローラ５は、アルミニウム等の金属製の円筒状をなす芯
材５１の外周面にプライ゜？にて接着されたゴム層５２
を有し、更にゴム層５２の外周面にプライマにて接着さ
れたＰＦＡチューブ５３を有してなる，　ＰＦＡチュー
ブ５３の厚さとしては３０〜１５０　μｍのものが適し
ており、これより厚いとコストアンプになると共に所望
のニソプ幅が得られなくなり、逆に薄いとチューブ強度
が弱くなりしわになり易い。ゴム層５２の材質としては
耐熱性及びコスト等の面からシリコンゴムが通している
。

また、ゴム層５２及びＰＦＡチューブ５３間のブライマ
は実使用時の温度、基材、被着体を考慮するとシリコン
系のブライマが適している。

さて、ゴムＮ５２とＰＦＡチューフ゛５３との間には、
本発明に係るガス抜き孔５４．５４がローラの軸長方向
両端部に通じて外部と連通させて設けてある。

該ガス抜き孔５４．５４は、ＰＦＡチューブ５３を被覆
する簡に平板状に折り、内面のエッチング処理の際に折
り目部分が処理されないようにすることによってプライ
マに反応しない非接着部分を形成してガス抜き孔とした
ものである。このように折り目を利用した場合には、製
作が容易で安定した性能のガス抜き孔が得られる。

第３図は定着ローラ１と加圧ローラ５との長さ及び配置
関係を示す模式図であり、加圧ローラ５は定着ローラ１
よりも長く、定着ローラ１の両端から略等しい長さ突出
させて定着ローラ１に圧接してある。本実施例において
は、加圧ローラ５の定着ローラ１の両端から突出した部
分、即ち定着ローラ１との非接触領域においてガス抜き
孔５４を除いた部分、即ちハンチング部分がプライマに
よるゴム層５２とＰＦＡチューブ５３との接着領域５５
．５５としてある。

また、定着ローラ１はこれの両端部にＲを付けて形成し
てあり、加圧ローラ５の前記接着領域５５．５５から少
し離れた内側部分で加圧ローラ５と圧接させてある。こ
うすることにより、定着ローラ端部の加圧ローラ５に対
する負荷を軽減し、ＰＦＡチューブ５３の耐久性が向上
する。

さて、次に以上の如く本発明装置を構成した根拠につい
て以下に示す（１）〜（６）の実験例の経緯に基づいて
具体的に説明する。

（１）　　まず、一般的な従来装置として定着ローラ及
び加圧ローラは共に、長さを３２０　ａｍとし、定着ロ
ーラは、アルミニウム芯材にＰＦ八を塗布後、焼付け直
径６０ｌｎとしたものを用い、また加圧ローラは、厚さ
６重麿のゴム硬度ＪＩＳ一八４０°のシリコンゴム層の
外側に７０μｍのＰＦＡチューブを被覆し外径６（ｈｍ
としたものを用いた。ここでＰＦＡチューフ゜は内面を
ナトリウム、ナフタレンテトラヒド口フラン混合液でエ
ッチング処理し、シリコンゴム接着剤にてゴム層の表面
に全面で接着した。

上述の如き定着ローラ及び加圧ローラを定着装置にセッ
トし、用紙搬送速度３８０龍／ｓｅｃで１日２０００枚
相当の間欠ランニングを行ったところ、８万枚通紙した
時点でＰＦＡチューブが剥離した。

（２）実験例＋１）と同じ構成の定着ローラ及び加圧ロ
ーラにて１日２万枚相当の連続ランニングを行ったとこ
ろ、８０万枚通紙しても剥離が発生しながった。

実験例（１）と（２）との違いは、加圧ローラにかかる
熱的負担の差で説明される。つまり、静止の多い実験例
ｆｉｌのランニングモードでは定着ローラからの熱を直
接的に加圧ローラのプライマが受けることにより、接着
力の低下が（２）よりも早まったのである。

（３）そこで本発明者は加圧ローラの端部だけ接着して
いれば、剥離が生じないのではという発想の下、加圧ロ
ーラの長さを３３０龍とし、加圧ローラを定着ローラの
両端から各々５龍ずつ長くなるように配置し、かつ定着
ローラの両端にＲを付けることによって加圧ローラの両
端部に定着ローラと接触しない領域を設ける構成とした
。これにより（１）と同じ実験を行ったところ、同じく
約８万枚でＰＦＡチューブの剥離が生じた。剥離したチ
ューブを調べると、両端部だけは接着していることが確
認された。つまり、剥離は生じるものの、上述の如き構
成により接着力は両端部で確保できることが分かった。

（４）実験例（３）の結果から剥離は、ゴム層材中の揮
発成分によってチューブが膨脹したものと想定し、定着
ローラと接触しない両端部分のみを接着した加圧ローラ
を製作したところ、製作途中の加熱段階でチューブが膨
脹した。これにより実験例（３）で剥離した原因は、熱
により接着力が低下すると共に、ゴム層材からガスが発
生してヂューブを膨脹させて剥離したものと考えられる
。

（５）そこでガスの発生が少ない低分子量成分をカット
したゴム材にて加圧ローラを（３）と同じ構成で製作し
、同じ実験を行ったところ、同じく約８万枚でＰＦＡチ
ューブの剥離が生じた。これらの結果より、熱により接
着力が低下した時点（８万枚）では、既にチューブを膨
脹させるガスが発生していたものと考えられる。

（６１　　（５１で製作した加圧ローラと同じものを用
いて加圧ローラ内のヒータを外した状態で（３）と同じ
実験を行ったところ、８０万枚通紙してもＰｌ’Ａチュ
ーブに剥離は生じなかった。

以上の結果より、加圧ローラ内のヒータによる温度調節
がゴム材の劣化に伴うガスの発生に関係していると考え
られ、芯材．ゴム層間の温度を測定したところ、最高２
２０℃まで達していることが分かった。

この為、ゴム材の劣化を防止するには加圧ローラの調節
温度を低下することが考えられるが、通紙の信幀性を確
保する必要があるので極端に低く設定することはできな
い。これ以外に劣化を防止する方法として、芯材を厚く
シたり、ゴム層を薄くすることが考えられるが、いずれ
の方法においても十分な効果は得られなかった。

そこで本発明者は、加圧ローラの端部にガス抜き孔を設
けることによって剥離を促進するゴム材から発生ずるガ
スが外部へ抜けるようにし、更に実験例（３）から判明
した事実により、加圧ローラを定着ローラよりも長くし
、加圧ローラの両端部に定着ローラとの非接触領域を設
け、最小限この部分でチューブとゴム層との接着力を確
保できるようにしたのである。

このような加圧ローラの具体例としては、実験例（３）
に示したように定着ローラの長さが３２０　ｍｍの場合
、長さ３３０龍とし、定着ローラの両端から５龍ずつ突
出させて定着ローラと圧接させる。またガス抜き孔の孔
径は、加圧ローラの外径を６０ｍｍとした場合、第２図
に示すように２箇所設けるとすると、２龍以下にするの
が良《、これより大きいと外部からエアが浸入して膨脹
させてしまい好ましくない。

上述の如く構成した加圧ローラを用いて実験例（３）と
同じ実験を行ったところ、８０万枚通紙してもＰＦＡチ
ューブに剥離は生じず、良好な定着性能が得られた。

なお、本実施例においては、チューブにＩ’ＦＡ製のも
のを使用する場合について示したが、Ｉ’ＦＡに限定さ
れるものではなく、トナーに対する高剥離性が得られる
材質のチューブ全般に適用可能である。

また、本実施例においては、ＰＦＡヂュープは定着ロー
ラとの非接触Ｍ域をなす両端部のみを接着する構成とし
たが、勿論全面接着しても同等の効果が得られることは
言うまでもない。

更にガス抜き孔の配設位置、個数及び製造方法について
も本実施例に限定されるものではなく、ゴム層から発生
するガスが効率良く抜けるものであれば良い。

〔効果〕

以上の如く本発明に係る定着装置においては、ＰＦＡに
代表される高剥離性の材料よりなるチューブにて被覆し
た加圧ローラに、定着ローラよりも長いものを用い、こ
れの両端部に定着ローラと接触しない領域を設けること
により、該領域に定着ローラの熱を伝わり難くして、チ
ューブと加圧ローラの接一着力を確保でき、更にチュー
ブとシリコンゴム等の弾性体層との間にガス抜き孔を設
けることにより、弾性体層から発生するガスを外部へ排
出でき、チューブが膨脹して剥離するのを防止できる。

この結果、定着強度及び通祇の信頼性を向上すベく加圧
ローラを所定の温度に加熱調節する構成においても、長
期間に亘って加圧ローラからチューブが剥離することな
く、安定した定着性能を維持できる等、本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る定着装置の内部構造を示す模式図
、第２図は加圧ローラの構成を示す断面図、第３図は定
着ローラと加圧ローラとの長さ及び配置関係を示す模式
図である。 １・・・定着ローラ　２，６・・・ヒータ　５・・・加
圧口−ラ　５ｌ・・・芯材　５２・・・ゴム層　５３・
・・ＰＦＡチューフ５４・・・ガス抜き孔 特　許　出願人　　ミノルタカメラ株式会社代理人　弁
理士　　河　　野　　　登　　夫＼ 弔 図 弟 ？ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱源を内蔵する定着ローラと、該定着ローラに圧接
   し、弾性体層を介して芯材を高剥離性材料よりなるチュ
   ーブにて被覆した加圧ローラとの間に、未定着トナー像
   を担持する転写材を挟圧搬送してトナー像を定着する定
   着装置において、 前記加圧ローラは、前記定着ローラよりも 長尺をなして両端部に定着ローラとの非接触領域を形成
   してあり、前記チューブ及び弾性体層間に外部との連通
   孔を設けてあること を特徴とする定着装置。