JPH04179982A - 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画像形成装置、印刷装置において、
未定着トナー画像を支持した転写材を定着するために用
いられる主熱源を内部に持つ定着ローラ（一般に配置上
、上側にあるので以下上ローラという）とニップを形成
する為に適宜な圧力を回転軸両端部から加えられる加圧
ローラ（以下、下ローラという）とで構成される定着装
置に関し、特に該定着装置に用いられるローラ対の構成
に関するものである。

「従来の技術」 従来、定着装置については、種々の形態が考案され実施
されているが、現状では熱効率の観点から少なくとも一
方に熱源を有するローラ対からなる、所謂熱ローラ定着
装置が主流を成している。第３図にその基本形態を示す
。熱源（ここではハロゲンヒータ）３を有し未定着トナ
ーと接する上ローラ１と、−船釣に弾性層を有する下ロ
ーラ２とが、適切なニップ幅を以って圧接し、不図示の
駆動手段により図中矢印方向に回転駆動される。上ロー
ラ１はサーミスタ４によりその表面温度が検知され、適
当な表面温度に維持される。上記一対のローラ１，２間
を転写材が通過する事により転写材上の熱溶融性トナー
が、加熱・加圧され定着される仕組である。この様にト
ナーと加熱源を有する上ローラ１とが直接接触するため
他の方式に比べ熱伝導効率が極めて優れるが、その反面
、いくつかの弊害もある。この弊害の最たるものがオフ
セット現象と呼ばれるトナーの上ローラ１への゛転移現
象である。オフセット現象は通常、定着不良気味で起き
る低温オフセットと上ローラｌの昇温に伴う高温オフセ
ットに分かれるが必ずしもそのメカニズムは明らかでは
ない。ただ、近年はこのオフセット現象に対して十ロー
ラｌ上に付着したオフセットトナーを機械的に除去する
方法、例えば図中にある様なりリーニング手段５による
離型剤を塗布するのみならず、オフセットトナーそのも
のをぬぐい取って減少させる対策が考えられている。特
に上ローラｌが転写材、下ローラ２との摩擦帯電により
数ＫＶに帯電するため転写材上の荷電トナーが静電的に
上ローラ１に引き寄せられるという１点から上ローラ１
及び下ローラ２の表面電位を下げる事が有効とされる。

そのためにローラに対して除電ブラシを用いたり、低抵
抗離型剤を塗布したり、あるいはローラの表層を低抵抗
化し、かっ芯金を介してその表層を接地する等の手段が
講じられている。

また、上ローラ１側に低抵抗物質を含有する雌型性材質
（例えばフッ素樹脂等）で表層を形成し、アルミ等の芯
金によりその表層を接地させている構成のものが考えら
れている。しかしながら、前述オフセット現象は環境条
件（温度、濃度条件）、用紙の種類、原稿条件（原稿密
度、原稿イメージパターン等）及び両面、多重コピーモ
ード等によっても現状の構成技術では未だ解決には到っ
ていないのが実状である。

また、下ローラ２は機能的にそれ自身やはりトナーとの
離型性に優れた表層を持っていなければならず、さらに
加圧時に自分自身が撓んで上ローラｌとの間で定着に必
要な適宜なニップを形成する必要がある。

この、未定着トナーと接しない側の回転体である下ロー
ラ２も摩擦帯電によりチャージアップする。この下ロー
ラ２のチャ、−シアツブによっても静電的なオフセット
現象を発生する。下ローラ２のチャージアップを防止す
る為、除電針等の接地手段をローラ面に対して、接触あ
るいは非接触状態で配置し、ローラ表面上の電位をＯ■
に近づけ様とする工夫が成されているが、実際に本発明
者等による電位測定では絶対値で７００Ｖ〜１００ＯＶ
であり、この構成では完全には除電されないのが現状で
ある。さらに、原稿イメージパターンにより、弾性体材
料で作られる下ローラ２は正あるいは負側のどちらにも
帯電が可能であり、前記除電針構成のものはつまり一１
０００Ｖ〜＋１００ＯＶの範囲で下ローラ２が帯電して
しまうのが実状である。又、耐久的に、紙粉、トナー等
が除電針に付着し、初めに持っていた除電機能を維持で
きなくなり、除電手段を持たない装置と同等のオフセッ
ト防止性能しか出せなくなってしまうという欠点があっ
た。

又、近年、複写、印刷装置の高速化にともない、定着性
を維持する事が増々難しくなり、その解決手段として上
、下ローラ１，２共表層より下層にシリコンゴム等の厚
さの大きい耐熱ゴム層を設け、上、下ローラ１．２で形
成されるニップの幅を増やす事が行われる。この事によ
り、定着性及び紙カールは改善されるが、反面、上ロー
ラ１の表面も摩擦帯電しやす（なり、構成上、以前はア
ルミニウムの芯金を介して逃げていた帯電電荷もゴム層
がある高進げられず前述のオフセット現象を発生しやす
くなってしまった。

前述の問題点を解決する為に前記定着装置のローラ構成
として、表面離型層をカーボンブラック等の低抵抗物質
を含有させたフッ素系樹脂で形成し、芯金の上位層に弾
性限度内で撓んでニップ形成に寄与するシリコンゴム等
の材料で作られる弾性体層を持つ定着装置用弾性体ロー
ラにおいて、前記表層の少な（とも一端面を芯金と接続
させ芯金を接地し弾性体ローラ表面の帯電電荷を除去す
ることにより静電オフセットを防止するという考案がな
されている。

［発明が解決しようとしている課題」 しかし前記導電性を付した表層と芯金を接続する考案に
おいて、もう一方のローラの加圧力によって使用中に該
弾性体ローラの端部において表面離型層が芯金からは（
すし表面離型層と芯金の間で電気的導通がとれなくなり
静電オフセットが再発してしまうという欠点があった。

そのため、表層を導電性とし表層と芯金を接続すること
による静電オフセット防止の有効性は認められ乍ら、耐
久的に実用性が充分でないという課題が生じている。

本発明は一方が低抵抗物質を含有した表層と芯金上に弾
性体層を有し、かつ少なくとも一端部において該表層と
芯金とが直接接続して電気的に導通している弾性体ロー
ラからなるローラ対を有する定着装置において、弾性体
ローラの表層と芯金との接続部分が離れ難い定着装置を
提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段」 本発明は一方が低抵抗物質を含有した表層と芯金上に弾
性体層を有しかつ少なくとも一端部において該表層と芯
金部とが電気的に導通している弾性体ローラからなるロ
ーラ対を有する定着装置において、他方のローラ端部が
前記弾性体ローラの端部より長手方向に関し内側になる
よう構成したことを特徴とする定着装置である。

「実施例」 以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の定着装置の一例を示す断面図である。

上ローラ１はハロゲンヒータのような熱源３を内包し、
その両端部は耐熱導電樹脂部材８，８′を介して、ボー
ルベアリング９，９′により定着装置の側板１０．１０
’　に回転自在に支持されている。上ローラ１の奥側（
第１図で左側）は手前側に比べ側板１０′より伸延し、
上ローラｌの芯金に耐熱性絶縁樹脂製のギア１１が嵌合
固定されている。そして、ギア１１は不図示の駆動手段
に連結された駆動ギア１２とかみ合い、駆動力を受けて
上ローラ１を回転させる。

一方、下ローラ２は、摺動自在の軸受１３゜１３’　に
より保持され、該軸受を介して両側板１０．１０′に回
転自在に保持されている。さらに、下ローラ２は不図示
の加圧手段により、適正な圧力で上ローラｌに圧接され
てあり、上ローラ１に従動して回転する。

第２図に第１図の上ローラｌの一方の端部Ａの拡大図を
示す。ここで、表層１ａにカーボンブラック等の低抵抗
物質（例えば炭素繊維、グラファイトフィス力あるいは
炭化珪素繊維、炭化珪素フィスカや酸化チタン等の金属
酸化物、ニッケル等）を２０％〜４０％含有せしめたフ
ッ素系樹脂層を使用し、トナーとの離型性を向上し、さ
らに熱伝導率の高い５ｕｓ（ステンレス鋼）あるいはＡ
Ｊ２（アルミニウム）を芯金１０として使い、その上に
シリコンゴム等の弾性体で形成された弾性体層１ｄ、こ
の弾性体層１ｄと表層１ａとを接着するプライマー層ｌ
ｂとで構成されている。

芯金１ｃは円筒部１ｃｍ１の両端部において段部ＩＣ−
３でもって縮径して縮径円筒部ＩＣ−２となっている。

芯金１０の円筒部１ｃｍ１の外周側に構成される表層１
ａの端部は該円筒部１ｃｍ１の段部１ｃｍ３よりも離れ
て終っており、該表層１ａの円筒部１ａ−１から段部１
ａ−３でもって縮径して縮径円筒部１ａ−２となってい
る。該表層の縮径円筒部１ａ−２と芯金の円筒部１ｃｍ
１外径との間には導電性のプライマー層１ｂの端部が来
ている。プライマー層１ｂは表層１ａの内周側全部を覆
っており、表層１ａと芯金１ｃ間に弾性体層１ｄが封じ
込められている。芯金ＩＣの両端の縮径円筒部１ｃｍ２
の両方には第１図で前述した耐熱導電樹脂部材８．８′
が導通するように固定され、一方にはギア１１が固定さ
れている。

この様に上ローラ１の端部において表層１ａ及びプライ
マー層ｌｂは該弾性体層１ｄよりも外側に延出しており
、芯金１ｃと接地できるようになっている。そして下口
−、ル２はその端部が長手方向に関し、該上ローラ１の
端部の内側になるように構成されている。即ち、上下ロ
ーラ１，２が圧接した際に、加圧力が表層の縮径円筒部
１ａ−２に及んで、該円筒部１ａ−２を変形させないよ
うに、表層の段部１ａ−３から充分離れた位置に下ロー
ラ２の端面２−１がくるように選ばれているものである
。

上下ローラ１，２が圧接して回転すると、上下ローラ１
，２は圧接部が弾性変形してニップ部を形成する。そし
て上ローラ１の芯金の円筒部１ｃｍ１上の弾性体層１ｄ
及び表層１ａは該ニップ部において変形する。上ローラ
ｌは下ローラ２で圧せられた範囲よりも長手方向に若干
多く変形するが、下ローラ２の端面２−１が長手方向に
関し、上ローラ１の表層１ａと芯金１０の接続部、即ち
、表層１ａの縮径円筒部１ａ−２から離れているため、
表層の縮径円筒部１ａ−２には上下ローラ１，２間の圧
接力は及ばず、表層の縮径円筒部１ａ−２は変形しない
ので芯金１０との接続部において表層１ａがはがれると
いうことがない。

実施例は上ローラについてのべたが、下ローラについて
も同様に実施できる。

［発明の効果］ 本発明は一方が低抵抗物質を含有した表層と芯金上に弾
性体層を有しかつ少なくとも一端部において該表層と芯
金部とが電気的に導通している弾性体ローラからなるロ
ーラ対を有する定着装置において、他方のローラ端部が
前記弾性体ローラの端部より長手方向に関し内側になる
よう構成したことを特徴とする定着装置としたから、長
さの長い一方の弾性体ローラ端部に他方のローラからの
負荷がかからなくなり、ローラ表層と芯金の接続部のは
く離を防止することができ、定着装置の寿命をのばすこ
とができるようになった。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は第１図の
定着ローラの一端部を拡大した縦断面図、第３図は定着
装置の縦断面図である。 １・・上ローラ　２・・下ローラ　ｌａ・・表層　１ｄ
・・弾性体層。 特許出願人　　　キャノン株式会社 代　理　人　　　　新　　井　　一部 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方が低抵抗物質を含有した表層と芯金上に弾性体
   層を有しかつ少なくとも一端部において該表層と芯金部
   とが電気的に導通している弾性体ローラからなるローラ
   対を有する定着装置において、他方のローラ端部が前記
   弾性体ローラの端部より長手方向に関し内側になるよう
   構成したことを特徴とする定着装 置。