JPH0421885A - 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、加熱定着を行なう定着ローラを有する定着装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、熱定着器に用いる熱ローラとして第４図及び第５
図にボすような定着ローラか用いられている。

第４図はアルミニウムやステンレススチール製の金属製
パイプ２の−Ｌに、ＰＦＡ樹脂（４フツ化エチレン樹脂
、パーフロロアルコギンエチレン樹脂共重合体）のチュ
ーブ４を被覆した後、加熱して収縮させたり加熱溶融さ
せて金属製パイプ２の表面にＰＦＡチューフを密着させ
たものである。この手法の特徴は、製造方法か簡単であ
り、低コストで製造てきることと、チューブを用いるこ
とで被覆が均一てあり、十分な強度か得られることにあ
る。

また、第５図に示すような金属パイプ２の上に接着層３
を被覆した後、ＰＴＦＥ樹脂２０（４フツ化エチレン樹
脂）を焼き付けたものも提案されている。この手法は、
粉体塗装なので、表面に微細な穴かてき、被覆の強度が
若干悪いか、表面電荷か金属基板の方へ逃げ易く帯電し
にくいという性質を有している。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、第４１Ｍに示邊一定；６０−ラによれば
、金属バイブ２か熱定着器のヒータで繰り返し加熱され
ることによｉ）、その表面か酸化してくることか問題て
あった。このように表面か酸化されてくると、その酸化
層は絶縁物となり、電荷の移動を妨げることになる。特
にアル、ミニラムは酸化され易く、容易にその表面に酸
化層か形成されることになる。

また、ＩＩＦＡチューブと金属バイブとの接着力を向］
；させるために、金属バーｒブの表面を人■イ杓に酸化
させる方法も用いられているか、ト記したような理由か
ら、表面電荷か逃げにくい。したがっτ、ＰＦＡ樹脂の
チー１．−フと紙の摩擦（１２電で発）ｊ（シてローラ
表面に溜まる電荷か減少しにくく静′准オフセッ１〜か
発生し易いという問題点を有していた。

また、第５図に示ずｌ）’ｒＦ　Ｆ樹脂のローラは、ロ
ーラ表面の電荷は逃げ易いか反転現像を行なうとオフセ
ントか多くなるという問題点を有していノこ。

本発明は、Ｉ−、記問題点を解決し、オフセ・シトの発
生を防Ｉにすることのてきる１清ローラを備λた定着装
置の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、］−記目的は 金属円筒体上に導電性ＰＦＡチューフか被葎された定着
ローラを有する定着装置においで、ｌ−記金属円筒体と
］−記ＰＦＡチューツの間には厚さがｌＯマイクロメ−
１〜ルか６１００マイクロメートルで、表面粗さか２Ｓ
から１５ｓてｉ）る導電性接着層か形成されており、１
記金属円筒体は、整流素子を介して接地されてその整流
方向は現像剤の帯電極性と逆極性の電荷を逃かず向きで
ある、 ことにより達成される。

［作用］ 本発明の定着ローラは、金属円筒体とＰＦ八へユーフの
間に導電性接着層か形成されているので、加熱定着を繰
り返し行なった際にも金属円筒体表面の酸化を防ぎ、Ｉ
）ＦＡチューブに発生した摩擦９１２電による電荷を金
属円筒体へ適切に逃かず。

ざらに、−１−記金属円筒体は整流歯１′−を介して接
地されており、現像剤の帯電極性と逆極性の電荷のみを
逃かず。したかっで、ト記定着ローラは上記帯電極性と
同極性に帯電し、現像剤との間に静電気的反発力が発生
し、オフセットが防止される。

また、−に配接着層の厚さはｌ０ｇｍ以−にとすれば塗
布むらがなく、また、ト分な接着性を示し、１ｆｌｔｌ
　ｐＬｉ以ト以上て熱抵抗か大きくならず定着性に影響
なゲえないことか判明した。

さらに、」−配接着層の表面粗さは、２Ｓ以」−なのて
ＰＦ八へューフか滑ることかなく、１５８以下なのてＰ
Ｆ八へューブ表面に凹凸の影響か出ないことか判明［）
た。

「実施例」 本発明の第−実施例及び第二実施例を第１図ない１ノ第
３図を用いて説明する。

〈第一実施例〉 先ず、本発明の第一実施例について第１図及び第２図を
用いて説明する。

第１図は、本発明の定着ローラ１の−・実施例である。

第１図において２はアルミニウムやステンレススチール
等の金属で製作された金属円筒体たるパイプであり、該
バイブ２の表面には導電性接着層たる導電層３か形成さ
れている。この導電性層３としＣ例えばデュポン着のテ
フロン（登録商標）　８５６−２０４または８５０−：
１１４の中に導電性をイ・１与する物質としてアルミニ
ウムや銅、カーボンなどの微粉末を添加したものを用い
る。この層は、Ｘθ〜３０ｐｍの厚みて被覆した後、２
５０°Ｃ前後の温度て焼き付けられる。この導電層３の
上に厚み２０〜７０μｍの導電性ＰＦＡチューフ４をか
ぶせ、導電性Ｐ［“へ樹脂か若１２溶けるまで溶融し、
）−記導″Ｉ！ＩＣ層３に固着させる。

このように金属パイプ２とＰＦ八へュ・−フ４の間に導
電性の接着層を設けることにより、１）１・Ａチューン
と転写材との摩擦で帯電した電荷が、比較的逃げ易くな
る。この導電層３の抵抗は１（）９Ω以ドか望まし・く
、その厚みは１０〜ＩＯ［１ｇｏ＋の間で形成されるの
が良い。

本実施例°Ｃは導電層３として上記のような物質を用い
たか、ｔｉ１１＠性があり導電性粒子か分散し易く、接
着性の良いものてあれば他のものでも良い。例えば、東
芝シリコーン製ポリシロキサン系耐油性ブライマーＸＥ
９２１４に前記の導電性粒子を分散させたものてあっ′
Ｃも良い。

上記のように導電層を設は金属粒子を分散させると、熱
伝導性か良くなり、定着性も向上するというメリットも
ある。

導電層の抵抗は前記したようにＩＯ％′Ω以）であるこ
とか必要である。これは、抵抗か高いと電荷か逃げにく
く、ローラが一回転するうちに表面電位が減衰【ノない
ためである。この定着ローラの単位長さ当りのキャパシ
タンスは、約１０００ｐＦ”Ｃあるので、１秒以内に電
荷を減衰させるには、１０９Ω以下、好ましくは１０８
Ω以下か必要である。なお、ローラの電気抵抗は幅１ｃ
ｍの金属箔をローラに巻き付け、芯金との間の抵抗を測
定した。

この導電層の厚みは、１０ルｍより少ないと、塗布むら
が出易かったり、導電性ＰＦＡチューツと芯金との接着
性か弱くなり、１００μｍより大きいと熱抵抗が大きく
なり、定着性に問題か生じる。

また、この導電層の表面粗さは１表面の導電性ＰＦＡチ
ューツの接着性とオフセットの関係から２Ｓ〜１５Ｓの
間にあることか必要である。２Ｓより滑らかだと、ＰＦ
Ａチューブが滑り、１５ｓより粗いと、ＰＦＡチューブ
の表面に導電層の凹凸の影響か出るようになる。したか
っで、導電層の表面粗さは、上記の値の範囲になければ
ならない。ここで、「Ｓ」は、測定した平均表面粗さで
単位はｇｍである。

次に、第２図を用いて本実施例の定着ローラを用いた定
着装置について説明する。

定着ローラｌは上述したように金属パイプ２の上に導電
性接着層３と導電性ＰＦ＾チューブ層４か形成されてお
り、内部にハロゲンランプ５を有している。このハロゲ
ンランプ５はサーミスタ６の出力により、温度か一定に
保たれるように制御されている。

７は加圧ローラであり、芯金８とシリコーンゴム層９か
ら成っている。転写材１（１はカイトＩ＋に導かれてニ
ップ部に進入し、分離爪１２て定着ローラｌから分離さ
れる。１３は、シリコーンオイルを塗布したり、定着ロ
ーラにオフセットしたトナーをクリｍ；シタするための
フェルト部材である。また１４は加圧ローラ７の表面電
荷をリークさせるための導電性のフラジである。

本実施例装置では負帯電の０ＰＣ（有機半導体）を用い
、反転現像を行なっているので、トナー１５は負極性で
ある。したがって１本実施例ては、定着ローラｌは負極
性に帯電させると、オフセットか少なくなり、かつ、ト
ナーの電荷も逃げづらくなる。この定着ローラｌをより
負極性に帯電させる手法としで、定着ローラｌの金属製
バイブ２に整流素子たるタイオード１６を第２図に示す
ような方向で接続し、一方を接地する。このようにする
と負電荷はダイオード１６で阻止されて逃げず、正電荷
はタイオート１６を通ってリークしていく。定着ローラ
ｌの全層を導電化すると、定着ローラの電位はほぼＯｖ
になり、かえってオフセットかひどくなるのでタイオー
ト１６て定着ローラｌの電位を負電位にする必要かある
。

従来、定着ローラの表面電位は通紙後プラス数百ボルト
にまで達しているか、本実施例の定着ローラを用いると
−２００〜３　ＩＩ　ＯＶ程度にすることかでき、定着
ローラ１にオフセットするトナー量を減少させることが
できた。

なお、トナーのオフセ・ントは、定着ローラばかりてな
く加圧ローラの帯電も関与しているか、第２図の例では
除電フラジ１４で、その表面を除電している。この除電
フラジを使用することて加圧ローラの表面電位はそれま
での−２へ３ｋＶか−ｌｋＶ程度にまて減少させること
かできた。

このように定着ローラと加圧ローラの表面電位をオフセ
ットしない極性あるいは減少させることによってトナー
のオフセットを減少てき、クリーニンクフェルトの耐久
性の向上と定着ローラの傷の発生を大幅に減少てき、そ
の耐久性を従来の二倍に延ばすことかできた。

〈第二実施例〉 次に、本発明の第二実施例について第３図を用いて説明
する。なお、第一実施例との共通箇所には同一符号を付
して説明を省略する。

本実施例は加圧ローラのシリコーンゴム層９に導電性を
付惧させたことか第一実施例と異なる。

本実施例によれは、第一実施例における除電フラジ１４
を取り除くことがてきる。この場合芯金８は接地するこ
とが必要である。

本実施例ては、第３図に示すように定着ローラｌに接続
するタイオートは二個重ねて用いており、タイオートの
整流効果を高めている。また、加圧ローラ７にもダイオ
ード１７を接続し、加圧ローラ７の電位をより正極性側
に持っていくように構成されている。

このように構成すると、除電フラジにゴミが蓄積するこ
とによって除電効果が減少することもなく、加圧ローラ
の帯電を減少させることかてきる。

以」−説明した実施例では、定着ローラの芯金としてア
ルミニウムまたはステンレススチールのバイブの表面を
研摩してその」−〕に導電性接着層を形成したか、金属
バイブの加重精度を−１−げＣ保ち、引き抜き材をその
まま用いることも【ｓｆ能である。

このようにすると、より安価に定着ローラを製造するこ
とかｔ＋（能となる。

また、以上に述へた実施例ては、ローラ表面を清掃する
ためのフェルト部材１３を用いたが、オフセラ１〜か少
ない場合は必ずしも必要としない。

［発明の効果コ 以上、述べたように定着ローラ表層に導電性１）ＦＡチ
ューフを用い、かつ金属バイブとの間に導電性接着層を
設けることによりＰＦ八へューフの強い被膜が得られる
。同時に定着ローラに一方向に電荷を流す素子を付加す
ることによっで、定着ローラをオフセットか少ないよう
な電位にすることかてきた。

以りの組み合せにより、定着でのオフセットは減少し、
クリーニンク部材を必ずしも必要としないレベルにまて
てきるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の定着ローラの概略構成を
示す断面図、第２図は第１図の定着ローラを用いた定着
装置の概略構成を示す断面図、第３図は本発明の第二実
施例装置の概略構成を示す断面図、第４図はＰＦ＾チュ
ーフを用いた従来の定着ローラの概略構成を示す断面Ｉ
Ａ、第５］′ＡはＰＴＦＦ。 樹脂を用いた従来の定着ローラの概略構成を示す断面図
である。 ｌ・・・・・・定着ローラ ２・・・・・・金属円筒体（金属製ローラ）３・・・・
・・導電性接着層（導電層）４・・・・・・ＰＦ八へュ
ーブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金属円筒体上に導電性ＰＦＡチューブが被覆された定着
   ローラを有する定着装置において、上記金属円筒体と上
   記ＰＦＡチューブの間には厚さが１０マイクロメートル
   から１００マイクロメートルで、表面粗さが２Ｓから１
   ５Ｓである導電性接着層が形成されており、上記金属円
   筒体は、整流素子を介して接地されてその整流方向は現
   像剤の帯電極性と逆極性の電荷を逃がす向きである、 ことを特徴とする定着装置。