JPH02294678A - 加熱定着用ロール - 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］ この発明は加熱定着用［１−ルに関するもので、更に詳
細には、例えば複写機，ノアクシミリ、プリンタ等の電
子写真プロセスを利用したＲ器に使用する加熱定着用ロ
ールに関するものである。 〔従来の技術］ 従来、電子写貞プロヒスを利用した複写ｎｖにおいては
、記録シート上に形成された未定着トナ一を定着して永
久画像にする必要があり、その定着手段として特開昭５
５−１４３５７６号公報、特開昭６１−２３１５７号公
報等に記載されたものが知られている。 すなわち、これら定着手段は、第４図に示すように、内
部に加熱源ａを有する加熱定着用ロールｂと、この加熱
定着用ａ−ルｂに対向圧接して回動すると共に内部に加
熱定看用Ｄ−ルｂからの熱エネルギの不足を補うための
加熱ＩｖｔＧを有する加圧ロールｄと、加熱定着用ロー
ルｂの外周側に配設されて加熱定着用ロールｂの外周而
にトナーオフセット防止用の離型剤を供給する離型剤供
給千段ｅとで主要部が構成されており、未定？．１トナ
〜像ｆが形成された記録シ一トＱを加熱定者用ロールｂ
と加圧ロールｄ間に挿通させＣト丈一像ｈの定着を行う
ようになっている。 この場合、上記加熱定肴川口−ルｂは、内部に加熱源ａ
を有する管状の金ＩｉＩ製」ア材１と、厚さ数履のシリ
コン等の弾性材料にて形成されて」ア材ｉ上に形成され
る＾熱伝導性の内側弾性体層ｊと、内部に金属含有充填
剤が分散されて上記トブ−オフセット防止用の離型剤と
親和性を有しかつ耐摩耗性を有するフッ素ゴム等の弾性
材料にて形成され内側弾性体層ｊ上に設けられる外側弾
性休Ｊｒ４　ｋとを備え、上記内側弾性体層ｊの弾性作
用により適度の押圧力と接触幅をもって加熱定着用口−
ルｂを記録シ一トＱに接触し、かつ、内側弾性体層ｊの
高い伝熱作用により加熱源ａの熱エネルギを外側弾性体
層ｋを介して記録シートＱ上のトナーへ供給ずると共に
、外側弾性体層ｋに供給された離型剤の作用によりトナ
ーオフセット現象を防止するようになっている。このよ
うに構成される加熱定着用ロールｂにおいて、加熱定肴
用［１−ルｂと加圧口−ルｄとの接触部の圧力を均等に
分散させるために上記内側弾性体層ｊを表層程硬度が高
くなる多層構造としたものもある（特開昭６１−２３１
５７８号公報参照）。 一方、加圧口ールｄは、内部に加熱源Ｃを有する基質ロ
ール！と厚さ１００μｍ程度のＰＦ△（テトラフルオロ
エチレンーバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体）等の弾性材料にて形成されて、基質ｎ−ルＩ上に設
けられた薄膜の弾性ｆｌＪｍとで構成されている。 ［発明が解決しようとする課題」 ところで、この種の定者手段においては、加熱定肴用ロ
ールｂの内側弾性体層ｊの硬度を適宜設定して未定着ト
ナー像の定着の際のトナーの転？，１による汚れの防止
や記録シートの皺の発生等を防止しているが、記録シ一
トＱの搬送形ｆｆ！（縦送り、横送り》あるいは記録シ
ートＱ自体の厚みによっては定着後の記録シ一ト９の全
部又は一部が加熱定着用ロールｂに巻き付いてしまい、
トナー画質の劣化をきたすばかりか紙詰まりを起すとい
う問題があった。すなわち、記録シ一トＱの横送りの場
合や例えばトレーシングベーバ等のような薄い用紙にお
けるトプー像の定者においては特に上記の問題が頻繁に
生じていた。 したがって、記録シートの搬送形態及び記録シートの厚
みに閏係Ｑ　＜確実に未定着トナー像の定着を行うと共
に、定着された記録シートが加熱定着用ロールに巻き付
くことなく確実に加熱定召川ロールから剥離できる加熱
定着用ロールの開発がｉ題となっている。 ［課題を解決するための手段］ この発明は上記事情に鑑みなされたちの“ぐ、その目的
とするところは、確実に未定着トナー像の定着を行うと
共に、定着後の記録シートの剥離を確実に行えるように
した加熱定着用１］一ルを提供しようとづるものである
。 すなわら、この発明の加熱定着用ロールは加圧ロールに
対向圧接して回動する加熱定着用［Ｊ−ルであって、加
熱諒を有するコア材と、このコア材上に形成される弾性
体層と、この弾性体層上に設けられる離型性層とから成
り、上記弾性体層のＪＩｓ加硫ゴム物理試験方法におけ
る反発弾性率を６０％以上としたことを特徴とするもの
である。 この発明において、上記コア材は、例えば内部に配設さ
れる加Ｍ源からの熱エネルギを弾慢体層へ伝達可能な高
伝熱性と剛性を右するもので、例えばステンレス合金、
アルミニウム合金、銅合金等にて形成される。 上記弾性体層はトナー像が形成されたシートへ適度の押
圧力と接触幅をもって加熱定肴用ロールと加圧ロールを
接触できるような弾ノＪ性を有する必要があり、そのた
めにはＪＩＳ７ＪＩｌｌｉｌｌｔゴム物理試験方法にお
ける反発弾性率を６０％以上にずる必要がある。また、
弾性体層は加熱源からの熱エネルギを離型性層へ伝熱可
能な＾伝熱性である必要があり、具体的には、金属含有
充填剤が分散ざれたエラストマー、例えば、フルオロシ
リコーンエラストマー、シリコーンカーボレーンエラス
トマー、種々の他のシリコーンゴム、フルオＯエラスト
マー、弗化ビニリデンを基にしたエラスｌ・マー及びエ
チレン／ブロビレンジエンゴム等種々の有機ゴム、種々
の共重合体等でこれを構成することができる。 更に、弾性体層の硬度がシートへの押圧のための弾性力
に閏係りるが、弾性体層の充填剤のｂ１や種類、あるい
は、加硫条件《温度、時間》によって異なるため、弾性
体層の特性を決定するための基準とはなり得ず、また、
弾性体層，の反発弾性率は充填剤の間あるいは加硫条件
によって適宜設定することができるが、充填剤として使
用ざれる酸化マグネシウム（Ｍｏｂ）、シリカ（Ｓ　Ｉ
　０２、アルミナ（△１２０３）、酸化曲鉛（　Ｚ　ｎ
　Ｏ　）等の間は熱伝導性に影習を与えると戎に、弾性
に関しては充填剤屋よりもむしろ加硫条件の方が大きく
左右づるため、加硫条件を変えることにより弾性体層の
反発弾性率を設足りる方が好ましく、したがって、充填
剤の材料及びｎ１を熱伝導性に影響を与えない範囲内で
一定にし、加硫条件を変えることによって反発弾性率を
記録シートの剥離性に有効な所定の値に設定する方が好
ましい。具体的には、加ｆ１温度が高く及び加硫時間が
良くなればなる程反発弾性率も高くなるが、弾性体層の
加硫成型の際のイオウ原子の襠かけ現象により加硫が限
度となるため、上記弾性体層のＪＩＳ加硫ゴム物理試験
方法における反発弾性率は６０％〜約９０％に設定され
る。 また、上記離型性層は上記加熱源からの熱エネルギを記
録シ一ト」二のトナー像に伝達可能な高伝熱性と、トナ
ーオフセット防止用の剥頗性との親和性、並びに耐摩耗
性を必要とするものであれば任意のものでよいが、好ま
しくはフルオロエラストマーである方がよい。そして、
このフルオロエラストマーの具体例としては、弗化ピニ
リデンとへキサフルオロブロビレンとの共重合体の種類
で商業的にバイトン（Ｖｉｔｏｎ　）　Ａ　（Ｅ．　　
Ｉ　．デュポン社の商標名）として知られているもの、
弗化ビニリデン、ヘキサフルオロブロビレン及びデトラ
フルオ口エチレンの三元虫合体の種類で商業的にバイト
ンＢ（Ｅ．！．デュポン社の商標名）として知られてい
るもの、及びフルオレル（Ｆｌｕｏｒｃｌ　）２１７０
、フルオレル２１１４、フルオレル２１７６、フルオレ
ル２１１１、フルオレルＬＶＳ　７６　（以上２ルＡレ
ルは３Ｍ社の商標名》、パイトンＢ９０、バイトンＧｌ
＋、バイトンＥ６０Ｃ，バイトンＥ４３０等が適用でき
る。更に、弗化ビニリデンを基にしたフルオロエラスト
マーと他の材料との混合物、例えばテトラノルＡ口エチ
レン、シリコーンゴム、フルオＤシリコーンゴム等の混
合物でもよい。 また、上記弾性体層及び餡型性層を構成するエラストマ
ー内に分散されて熱伝導性を適宜調整する金属含有充填
剤としては、例えば銅、錫、銀、亜鉛、アルミニウム、
鉄、鉛、モリブデン、白金、金、ベリリウム、ニッケル
、クロム、イリジウム、ルテイウム、タングステン、カ
ドミウム、バナジウム等の金属、これ等金属合金、これ
等金ｊ１酸化物、及びこれ等金属塩等が利用ぐきる。 加えて、記録シートに形成されるトナー像は、者色剤、
熱可塑性樹脂粉末及び適宜調整剤等から構成されるもの
であるが、カラータイプのトナー像が形成ざれたシート
の定着、あるいは、黒色タイプのトナー像が形成された
シートの定着のいずれであってもよい。この場合、上記
トナー像は記録シートの片面側、両面側のいずれの場合
であってもよい。

【作　用１ 上記技術的手段は次のように作用リる。 上記のように加圧ロールに対向圧接して回勤する加熱定
着用ロールを、加熱源を右ダるコア材と、このコア材上
に形成される弾性体層と、この弾性体層上に設けられる
離型性層とで構成し、上記弾性体層のＪＩＳ加硫ゴム物
理試論方法における反発弾性率を６０％駅上とすること
により、加熱定着用ロールと加圧ロール間にトナー像を
有する記録シートを挿通させると、加熱定着用ロールと
加圧ロールの外周面は記録シートに均一に接触しτ記録
シートを搬送すると共に、加熱源からの熱エネルギを弾
性体層及び離型性層を介してトナー像面に伝達してトナ
ー像の定着を行い、弾性体層の反発弾性率により定着さ
れた記録シートは加熱定着用ロールから剥離された状態
で排出される。 ［実施例］ 以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する
。 Ｏ第一実施例 第１図はこの発明の加熱定着用ロールの使用状態の概略
斜視図、１２図はそのｒｌｌｔ　ＩＬ　ＦＩＩが示ざれ
ている。 この発明の加熱定着用口ール１０は、従来と同様に、加
圧口ール１２と対向接触した状態でＵ１勤可能に支持ざ
れている。この場合、加熱定着用ロール１０は、内部に
５００Ｗのコルツランブ１４を備えた外径４８ａｓ＋Φ
のスチール製の」ア材１６，このコア材１６の表面を脱
脂した優にシリコンゴム用のブライマを介してコア４４
１６上に設けられる弾性体層１８と、弾性体層１８の表
面に適宜プライマを介して設けられる離型性層２０とで
構成されている。 上記弾性体ＩＩ１８は、シリコン」ンバウンド（東レ社
製商品名ＳＩＩ８４１Ｕ）　　１００ｔＨｉｌ部と酸化
マグネシウム（１４！１１０、協和化学社製＃３０）　
　１００山同部と加硫剤（東レ社製ＲＣ−４）　　０．
４川借部とを混練したシリコンゴムをコア材１６と共に
１４０℃の温度下で１時問加硫成型した後、補助的に更
に１９０℃下で３時間加熱し、その後、ｌｉｉ磨して厚
さ３ｍに形成されている。 上記離型性層２０はパイトンゴム（デュポン社製Ｅ−６
０Ｃ　）　　１００重闇部と酸化マグネシウム（　ＨＱ
Ｏ、協和化学社製＃３０１０重量部とカーボン（キャボ
ット社製サーマルブラック）２重量部とを溶剤に溶かし
て弾性体ｙ１１Ｂの表面にパイトンゴムコート層をディ
ブコ〜トにより作成したものである。このときの離型性
Ｍ２０の厚みは２０μｍであった。なお、離型性層２０
を作成した後、風乾及び熱乾燥を行って弾性体層１８が
３１１ＩＩＩ，Ｍ型性層２０が２０μｍの加熱定着用ロ
ール１０の加工が完了する。このように構成される加熱
定肴用口ール１０と同じ組成及び条件のシリコンゴム／
バイトンゴムのザンブルを作成し、反発弾性試験（ＪＩ
Ｓ　　κ６３０１試験法）に準じて測定を行ったところ
、反発弾性率が６０％（温度２１℃》であった。また、
闇型性層２０を取除いた場合の反発弾性率らほぼ同じ６
０％であった。 一方、上記加圧ロール１２は内部に５００Ｗのコルツラ
ンブ２２を備え、外径５ＯＩＲＩＲΦのスチール製−」
ア材２３の外面を被覆するシリコンゴム製の基質ロール
２４と、この基質ロール２４上に」一ティングされる皮
Ｉ！４０μｍのＰＦＡ　（テトラフルオし】エチレンパ
ー７ルオロアルキルビニルエーテル共重合休〉等の弾性
体層２６とで構成されている。 上記加熱定着用ロール１０と加圧ロール１２は図示しな
い支持装置によってニツブ幅５．５雌の状態となるよう
に対向配設されてａ３り、両ロール１０．１２の表面速
瓜は１５０ｍ／ｓｅｃに設定され、マタ、両ロール１０
．　１２の表面設定温位は加熱定着用０一ル１０側では
１８０℃、加ＨＥ　［：］一ル１２側（・は１７０℃に
設定されている。 なお、符号２８は離型剤供給装置、３０は剥離爪である
。 上記のように構成される加熱定着用ロール１０と加Ｊモ
ロール１２間に記録シ一ト３２をｌＩ１ｉ通させると、
記録シ一ト３２上の未定者トナー像３４が加熱及び加熱
によって定着される。この場合、力）一トナーは３色共
主バインダとしてスチレンアクリル系レジン９５Φｍ部
と添加剤１重Ｍ部と色材４重［１部とで構成されている
もので、トナーの聞は３色小なったべ夕部で２．０η／
　ｄ　Ｔ：あった。この未定着力ラートナー像が剥離補
助手段（例えば剥離爪冫なしで剥離できるかどうか記録
シ一ト３２として用紙を使用してテス１・シたところ、
表−１に示す結果が得られた。 表−１ ※　○　・・・スムーズに用紙が剥離する。 Ｏ　・・・用紙の一部が付着するが、剥離土問題ない。 上記テストの結果、用紙の厚さが８５μｍの場合は縦送
り及び横送りのいずれの場合にＪ３いてし良好に用紙を
剥離゛することができたが、用紙の厚さを６０μｍとし
て横送りを行った場合にはやや不安定な剥離の仕方をし
たが、この第一実施例の加熱定着川口−ル１０において
はＡｔｌ紙の用紙においても辛うじて横送りが可能であ
ると判断した。 ◎第二実浦例 第二実施例は加熱定看用口ール１０を別の加硫条件で製
造した場合である。すなわち、上記第一実施例と同様に
混練されるシリコンゴムをコア材１６と共に１５０℃の
ｌ？ｌ！度下で１時間加硫成形した後、補強的に更に２
００℃の湿度下で３ｒＪｙ１間加熱を行い、ｇ４磨して
３顛の厚さにした後、第一実施例と同様にシリコンゴム
上にパイトンゴムをコーティングし、シリコンゴム（３
ａｍ）とパイトンゴム（２０μｍ）の２層から成る加熱
定着用ロール１０を作成した場合である。このように作
成された加熱定着用ロール１０を第一実施例と同様に反
発弾性率を測定すると、７０％（編度２１℃）、また、
パイトンゴム層を取除くと反発弾性率７２％であった。 加圧ロール１２を第一実施例と同じものを使用すると共
に、その他の条件を第一実施例と同じにして用紙の剥離
性のテストを行ったところ、表−２に示すような結果が
得られた。 表−２ 上記テストの結果より薄紙用紙（６０μｍ）であっても
横送りを全く問題なく剥離することができた。 Ｏ第三実施例 第一実施例と同様に構成される加熱定肴用【１−ル１０
の弾性休Ｗ４１８を構成するシリコンゴムを、シＩＪ　
］　’７ハ’）　ンｔ’　（東レ社ＩＩｌｓｌ１８４１
０）　：　　１００重１１部と酸化マグネシウム（ＨＱ
Ｏ、協和化学社製＃３０）：８０Ｉ　ｌ部と加硫剤（東
レ社製ＲＣ−４）　：　　０．４重聞部の割合で混練し
た後、シリコンゴムをコア材１６と共に１６０℃の温度
下で８０分加硫成型した侵、更に２００℃の温度下で３
時間加熱を行い、そして、研磨して３履の厚さにした後
、第一実施例と同様バイトンゴム層を２０μｍコーティ
ングし、シリコンゴム（　３　ｓｗ　）とパイトンゴム
（２０μｍ）の２１ｉ！ｆ＃４３１より成る加熱定着用
ロールを作成した。 このように構成された加熱定着用ロールの反発弾性率を
上記第一実施例と同様に測定したところ、８２％（１度
２１℃》であり、また、パイトンゴム層を取除いた状態
では８０％であった。 上記のように構成される加熱定着用ロール１０を用いて
定着と剥離性のテストを行ったところ、酸化マグネシウ
ムの同が第一実施例及び第二実施例に比べて２０重ω部
少ないため、熱伝動率も下がり、トナーの発色性の低下
もみられたので、加熱定着川口−ル１０の表面温度を１
７０’Ｃｂら１７５℃に上昇させたところ、同じような
発色性を示した。 このときの用紙の剥離丑の評価を上記第一実施例及び第
二実施例と同じように測定したところすべて全く問題な
く剥離できた。 ◎比較例■ 比較例■は上記第一実膿例ないし第三実施例と同様に構
成される加熱定着用ロールのシリコンゴムを１４０℃の
温度下で３０分加硫成型した後、１５０℃の温度下で３
時問補助加熱し、ｌｔｌｌ磨して３ａｍの厚さにした後
、パイトンゴムをコーディングした場合である。この場
合、上記第一実急例と同様に反発弾性率を測定したとこ
ろ、４５％であり、また、パイトンゴム層を取除いた状
態Ｃは４３％ｅあクた。 ◎比較例■ 比較例■は上記第一実施例ないし第三実施例と同様に構
成される加熱定着用［Ｊ−ルのシリコンゴムを１４０℃
の温度下で５０分加硫成型した後、１５０℃の温度下で
３時間補助加熱し、｛ｉｌｌ磨して３姻の厚さにした後
、パイトンゴムをコーテイングした場合である。この場
合、上記第一実施例と同様に反発弾性率を測定したとこ
ろ、５５％であり、また、パイトンゴム層を取除いた状
態では５３％であった。 上記比較例■及びＨの加熱定着用ロールを上記第一実施
例ないし第三実施例と同様に用紙剥離性の評価テストを
行ったところ、表−３に示づような結果が得られた。 表−３ ※　Ｏ・・・スムーズに用紙が剥離ずる。 Δ・・・用紙の途中から加熱定肴用ロールに巻付く。 ×・・・用紙の先端から加熱定肴用ロールに巻付く。 以上のテストの結果から薄手用紙（６０μｍ）横送り性
能も可能とするためには弾性体層１８であるシリコンゴ
ム層のＪＩＳ加硫ゴム物理試験方法における反発弾性率
を６０％以上とする必要があることが判明した。なお、
用紙剥離性の四点からは反発弾性率は高い程よいが、加
硫成形の際の橋かけ現象により充填剤を混入しない場合
は９０％、充填剤を混入した場合には８５％の反発弾性
率が限喰となる。 なお、反発弾性率とゴム硬度との関係は一様の関係はな
く、例えばシリコンゴムの場合、充填剤を混入しない状
態から徐々に充填剤の量を増していくと、第３図に承り
ように、領域Ａに示すようにゴム硬度が＾くなるに従つ
又反発弾性率は右下がりとなるが、適当な充填剤聞のと
きに加硫条件（温度、時間）を高く、長くすると反発弾
性率は領ｔａ８に示づように逆に右上がりとなる。 この反発弾性率とゴム硬度との関係を示すために上記第
一実施例ないし第三実施例及び比較例Ｉ、■の各場合の
ゴム硬度を測定して比較したところ、表−４に示す通り
となった。 表−４ ［発明の効果Ｊ 以上に説明したように、この発明の加熱定着用口−ルに
よれば、加熱源を有するコア材上に形成される弾性体層
のＪＩＳ加硫ゴム物理試験方法における反発弾性率が６
０％以上に設定されているので、以下のような効果が得
られる。 １）記録シートの搬送形態及び記録シートの厚みに関係
なく確実に未定着トナー像の定着を行うことができる。 ２）定考された記録シートが加熱定着ロールに付着する
虞れがなく確実に剥離することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の加熱定着用口−ルの使用状態を示す
概略斜視図、第２図はその断面図、第３図は加熱定肴用
ロールの反発弾性率とゴム硬度との関係を示すグラフ、
第４図は従来の加熱定着用．［］一ルの使用状態を示す
断面図である。 符号説明 （１０）・・・加熱定若用ロール 《１４》・・・フルツランブ（加熱源）（１６》・・・
コア材 （１８）・・・弾性体層 （２０》・・・離型性層 特　許　出　願　人　富士ゼロックス株式会社代　　理
　　人　　弁理士　　中　　村　　智　　廣　（外２名
）１８：弾性体層 第 図 ゴム硬度 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加圧ロールに対向圧接して回動する加熱定着用ロールで
   あって、加熱源を有するコア材と、このコア材上に形成
   される弾性体層と、この弾性体層上に設けられる離型性
   層とから成り、上記弾性体層のＪＩＳ加硫ゴム物理試験
   方法における反発弾性率を６０％以上としたことを特徴
   とする加熱定着用ロール。