JPH0564351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写機、同フアクシミリ、
同プリンター等電子写真プロセスを利用した機器
に使用する定着装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、電子写真プロセスを利用した複写機等に
おいては、用紙上に形成された未定着トナー像を
定着して永久画像にする必要があり、その定着法
として溶剤定着法、圧力定着法、及び加熱定着法
等が知られている。

しかし上記溶剤定着法は、溶剤蒸気が飛散し、
臭気や衛生上の問題が多い欠点を有しており、又
圧力定着法も他の定着法と較べ定着性が悪く、か
つ圧力感応性トナーが高価である欠点を有してお
り、共に広く実用化されていないのが実状であ
る。

従つて未定着トナー像の定着には、一般に加熱
によつてトナーを溶融させ、用紙上に付着させる
加熱定着法が広く採用されている。

この加熱定着法としては、少なくとも一方を加
熱した一対のロール（定着ロール及び加圧ロー
ル）間に一定圧力を加え、未定着トナー像を有す
る用紙を挿通させて定着を行うヒートロール方式
が従来より知られており、これは他の加熱定着法
である熱風定着方式、オーブン定着方式と較べ低
電力、高速性及び定着部での紙づまりによる火災
の危険性の少ないこと等の利点があることにより
最も広く利用されている。

そして上記定着ロールとしては、円筒状芯金の
表面にフツ素系樹脂、例えばポリテトラフルオロ
エチレン等の耐熱性樹脂を膜厚数μm〜数10μm程
度被覆したものや、HTVシリコーンゴム（High
Temperature Vulcanization Silicone
Rubber），RTVシリコーンゴム（Room
Temperature Vulcanization Silicone Rubber）
等の耐熱弾性体を膜厚約300μm程度被覆したもの
が使われ、一方の加圧ロールとしては、上記定着
ロールを加圧接触した場合、ある接触幅を持たせ
るために円筒状芯金の表面にHTVシリコーンゴ
ム、LTVシリコーンゴム（Low Temperature
Vulcanization Silicone Rubber）、RTVシリコ
ーンゴム、フツ素ゴム等の耐熱弾性体を被覆した
ものが使用されている。

ところで上記耐熱性樹脂を被覆した定着ロール
においては、その樹脂膜厚が数μm〜数十μmと薄
いため、定着時に用紙上のトナー像が押潰されて
平滑となつてしまい、定着後の画像が光沢を発し
判読しにくくなるという欠点があり、このような
欠点のない耐熱弾性体を被覆した定着ロールが主
に利用されている。

しかしながら、この耐熱弾性体を被覆した定着
ロールにおいては、その弾性層が約300μmと厚
く、かつ弾性層がシリコーンゴムの場合、その熱
伝導率が４×10^-4cal／cm．sec.℃と悪いため、定
着ロール周面温度を所定の温度に上昇させるのに
長時間を要するという欠点があり、かつ連続して
コピーを行つた場合、定着ロールの周面温度が低
下して定着不良を起こしてしまう欠点を有してい
た。

そこで上記耐熱弾性体の内部に、金属粉や金属
酸化物等の熱伝導性物質を混練して、弾性層の熱
伝導率を改良する方法が採られているが、近年の
ようにトナーオフセツト防止剤（例えばシリコー
ンオイル）を使用しない定着装置にあつては、耐
熱弾性体に上記熱伝導性物質を混練すると、その
離型性が劣化し、多数枚コピーするに従つて定着
ロール周面にトナーが付着し、一度コピーした文
字等が次の用紙に再転写するというオフセツト現
象が生じ、定着ロールの交換寿命を著しく低下さ
せるという問題があつた。

そのため、離型性を向上させる目的で第１図に
示すように熱伝導性物質を混練した弾性層ａ表面
に、フツ素系のコーテイング材料、シリコーンラ
テツクス等の離型性物質を5μm〜100μm程度塗布
したり、あるいは上記弾性層ａ表面にRTVシリ
コーンゴムの薄膜を形成して中間層ｂとし、この
中間層ｂ表面にメチルシリコーンワニスの薄膜層
ｃを形成した定着ロールが開発されている。

しかし前者のものは、弾性層ａと中間層ｂとの
接着強度が弱いため、コピー枚数が２万枚を越え
る頃から中間層ｂの剥離が起つて上記弾性層ａが
表面に現われ、それにトナーが付着してオフセツ
ト現象が生じてしまう欠点があり、一方後者のも
のは、弾性層ａと中間層ｂとが類似の材料にて構
成されているため、各層間の接着強度は強固であ
るが、中間層ｂの耐摩耗性が弱く、コピー枚数が
５万枚を越える頃から最外層の薄膜層ｃと共に中
間層ｂが摩滅し、やはり弾性層ａが表面に現われ
てオフセツト現象が生ずる欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去、改
良したもので、定着ロールの円筒状芯金表面に形
成される弾性層として熱伝導性物質の添加された
離型性、及び耐摩耗性の優れた付加反応型シリコ
ーンゴムを使用し、かつその表面を被覆する薄膜
層として上記添加物を含まない同一の加反応型シ
リコーンゴムを使用することにより、上記弾性層
と薄膜層との接着強度を増大させて各層間の剥離
を防止すると共に、上記付加反応型シリコーンゴ
ムの耐摩耗性により薄膜層の摩滅を防止し、か
つ、その離型性によりトナーの付着を防止して長
期に亘つてオフセツト現象等の起こらない定着装
置を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

すなわち本発明は、定着ロールと加圧ロールと
の間に未定着トナー像の形成された用紙を挿通さ
せて未定着トナー像の定着を行う定着装置におい
て、円筒状芯金の表面上に熱伝導性物質の添加さ
れた付加反応型シリコーンゴムより成る弾性層
と、上記添加物を含まない付加反応型シリコーン
ゴムより成る薄膜層とを順次形成した定着ロール
を使用することにより、長期に亘つてオフセツト
現象や定着不良を防止し、それによつて画質の安
定したコピーが得られるようにしたものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照して説
明すると、第２図に示すように本発明の定着装置
は定着ロール１と加圧ロール２とから成るもので
ある。

まず定着ロール１は、アルミニウムより形成さ
れ、矢印Ａ方向に回動可能に軸受された円筒状の
芯金３と、この芯金３表面上に順次形成され、以
下に示す付加反応型シリコーンゴムより成る弾性
層４及び薄膜層５とから構成されるものである。

すなわち上記弾性層４は、分子鎖両末端にビニ
ル基を有する鎖状ジオルガノポリシロキサン（25
℃の粘度1000CS）に平均粒径2μmの結晶性シリ
カ（熱伝導性物質）300重量部と、分子鎖両末端
封鎖のジオルガノポリシロキサン５重量部と、及
び白金化合物（付加反応触媒）微量を混ぜたもの
から成る弾性材料を予めプライマーを塗布して焼
成した上記芯金３表面上に被覆し、加硫させて成
るものであり、一方薄膜層５は、上記弾性材料か
ら結晶性シリカのみ除いたものを、溶剤で10倍に
希釈し、それをスプレーにて上記弾性層４表面上
に薄く塗布し、焼成して成るものである。

尚上記芯金３内には、定着ロール１を加熱する
ためのコルツランプ６が配設されている。

一方加圧ロール２は、上記定着ロール１の下方
位置に設けられ、定着ロール１同様アルミニウム
より形成された円筒状の芯金７と、HTVシリコ
ーンゴムより成り、上記芯金７表面を被覆する耐
熱弾性層８とから構成されており、かつ上記芯金
７は定着ロール１の回転に伴つて矢印Ｂ方向に回
動可能に軸受されていると共に、定着ロール１と
加圧ロール２間には図示されていない機構によつ
て適当な圧力が印加されている。

そして本発明の定着装置を使用してトー定着を
行うには、第２図に示すように未定着トナー像を
有する用紙９を搬送して定着ロール１及び加圧ロ
ール２間を通過させ、それによつて未定着トナー
を溶融させて用紙９の繊維内に流し込み、冷却さ
せて定着させるものである。

このとき、定着ロール１表面には、離型性及び
耐摩耗性の優れた付加反応型シリコーンゴムから
成る薄膜層５が存在しているため、その作用によ
り定着ロール１表面にトナーが付着することがな
い。しかも上記薄膜層５はその耐摩耗性により摩
滅しにくく、かつ弾性層４と同一材料にて形成さ
れているため弾性層４と強固に接着されており、
薄膜層５が弾性層４から剥離して弾性層４が表面
に現われてしまうようなことがない。

従つて長期に亘つてオフセツト現象を防止する
ことができ、例えばワツクス等の混入されたトナ
ーを使用し、シリコーンオイル等の離型剤を使用
しないでこの定着装置を走行させたところ、コピ
ー枚数が15万枚を越えても上記オフセツト現象は
起こらなかつた。

またこの装置においては、定着ロール１の弾性
層４内に、熱伝導性物質である結晶性シリカが含
有されているため、スイツチを入れてから60秒間
程度で定着ロール１表面温度を、定着に必要な温
度に上昇させることができ、従来の熱伝導性を考
慮しなかつた装置の110秒と較べ、その操作性は
著しく向上された。

尚、上記弾性層４の熱伝導性が良くても、その
表面を被覆する薄膜層５の薄膜が30μmより厚い
と、この薄膜層５の存在により熱伝導性が低下し
てしまうため、その薄膜は5μm〜30μm程度が好
ましい。

またこの実施例においては、熱伝導性物質とし
てシリカが使用されているが、従来の金属粉や金
属酸化物等を使用しても当然のことながら良い。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、円筒状芯金の表面上
に、熱伝導性物質の添加された付加反応型シリコ
ーンゴムより成る弾性層と、上記添加物を含まな
い付加反応型シリコーンゴムより成る薄膜層とを
順次形成した定着ロールを使用しているため以下
に示すような種々の効果を有する。

まず上記弾性層には熱伝導性物質が添加されて
いるため、芯金内に設けられたヒーターの熱エネ
ルギーを短時間で定着ロール表面に伝えることが
でき、スイツチを入れてからの待時間を短縮させ
ることができると共に、連続してコピーを行つて
も定着ロールの周面温度が低下することがないた
め定着不良を起こす心配が無い。

また弾性層の表面には、この弾性層と同一物質
から成る離型性、耐摩耗性の優れた薄膜層が形成
されているため、定着ロール表面に用紙上のトナ
ーが付着することが無く、かつ長期に亘つて使用
しても薄膜層が摩滅したり、弾性層から剥離する
ことが無いため、定着ロール表面に、上記弾性層
が現われることがない。

従つて、従来の定着装置において頻繁に生じて
いたトナーオフセツト現象を防止することがで
き、併せて定着ロールの交換寿命を著しく延ばす
ことができる等、本発明の効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定着装置の側面断面図を示し、
第２図は本発明の実施例を示すもので、本発明の
定着装置の側面断面図である。 符号の説明、１…定着ロール、２…加圧ロー
ル、３，７…芯金、４…弾性層、５…薄膜層、６
…コルツランプ、８…耐熱弾性層、９…用紙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに圧接しながら回転する定着ロールと加
   圧ロールとを備え、未定着トナー像の形成された
   用紙をこれらのロール間に挿通させて未定着トナ
   ー像の定着を行う定着装置において、円筒状芯金
   の表面上に、熱伝導性物質の添加された付加反応
   型シリコーンゴムより成る弾性層と、上記添加物
   を含まない付加反応型シリコーンゴムより成る薄
   膜層とを順次形成した定着ロールを使用すること
   を特徴とする定着装置。