JPH0564354B2 - - Google Patents

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JPH0564354B2
JPH0564354B2 JP27126884A JP27126884A JPH0564354B2 JP H0564354 B2 JPH0564354 B2 JP H0564354B2 JP 27126884 A JP27126884 A JP 27126884A JP 27126884 A JP27126884 A JP 27126884A JP H0564354 B2 JPH0564354 B2 JP H0564354B2
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JP
Japan
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roller
fixing
pressure
layer
base material
Prior art date
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JP27126884A
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English (en)
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JPS61148478A (ja
Inventor
Yasuo Suzuki
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS61148478A publication Critical patent/JPS61148478A/ja
Publication of JPH0564354B2 publication Critical patent/JPH0564354B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2092Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using pressure only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、画像形成装置や印刷機に装備されて
いる圧力定着装置に関する。より詳細には、圧力
定着ローラまたは加圧ローラの少なくともどちら
か一方が特定なセラミツクコーテイング層を有す
るローラであり、該ローラが具備されている圧力
定着装置に関する。 画像形成装置としては、静電記録装置、磁気プ
リンター、電子写真装置、レーザビームプリンタ
等が例示される。従来、画像形成装置や印刷機に
装置されている定着装置として熱定着装置や圧力
定着装置がある。 圧力定着とは一般にはローラやベルト等の定着
用回転体の間に紙や樹脂シート等の記録材を通
し、記録材上のトナーやインク等の被定着物を定
着させる方法である。圧力定着は定着時間が短い
等の利点を有しており、上記画像形成装置や印刷
機等の定着装置に適用されている。 従来、この定着装置に関する問題点として、記
録材につやが生じる問題があつた。すなわち定着
用ローラは、一般には鏡面仕上げを施されたもの
が使用されるが、これがつやを生じさせる原因と
なつていた。 例えば複写機では、定着用ローラとして表面を
鏡面仕上げした鋼鉄製のものが一般には使用され
ているが、コピー紙にトナー像を定着するには通
常20Kg/cm以上の平均線荷重をかける必要があつ
た。しかしながら、12Kg/cm以上の圧力をかける
とコピー紙が平滑になるためつやを生じてしまう
という問題が避けられなかつた。 この問題を解決するため、定着用ローラ表面を
高周波焼入れや硬質Crメツキ等を施して表面硬
度を上げローラ寿命の向上をはかると同時に、定
着用ローラ表面をマツト処理することが行なわれ
ている。マツト処理は定着用ローラ表面をブラス
ト処理することによつて表面にマツト状の凸凹を
与えるものであり、これによつてコピー紙に凹凸
を与えてつや防止をはかるものである。 しかしながら上記方法では、 (1) マツト処理した定着用ローラの凸部には凹部
よりも大きな圧力がかかるため摩耗が激しく、
マツト面が消滅してすぐにコピー紙につやが生
じてしまう。 (2) マツト凹部にトナーが入り込みこれが再転写
されてコピー紙を汚したり、入り込んだトナー
がコピー紙上のトナーをはぎ取つてしまう、等
の問題を生じている。 一方、マツト処理を施すための他の手段とし
て、プラズマ溶射、CVD(chemical Vapor
Deposition)、PVD(Physical Vapor
Deposition)等でセラミツクをローラ基体表面に
付着させて凹凸面を形成することがおこなわれて
いる。しかしながら、プラズマ溶射においてはセ
ラミツク層の表面粗さが平均で10〜20μmとかな
り粗く、そのままではトナーによるオフセツト現
象が起こりやすく定着ローラとしては使用できな
い。さらに、プラズマ溶射によるセラミツク層は
膜厚が通常50μm以上となり、それ以下に膜厚を
制御することが極めて困難であり、表面粗さを
10μm以下に溶射することも困難である。したが
つて、トナーと剥離性のあるテフロン樹脂等でセ
ラミツク層を処理しており、工程が繁雑になりが
ちである。 また、CVD,PVD等によるセラミツク層の形
成においては、装置自体も大かがりであり、膜層
の成長が遅いので10μm程度の膜厚にするにもか
なり長時間を必要としている。 本発明は上記の問題点に鑑み成されたものであ
つて、本発明の目的は、記録材のつや発生を防止
すると共に記録材の汚れをも防止し、さらに耐摩
耗性及び耐久性の向上をもはかつた長期に亘つて
安定な定着性能が得られる圧力定着ローラ又は加
圧ローラを具備している圧力定着装置を提供する
ことにある。 さらに、本発明の目的は、CrO3からin Situで
形成したCr2O3を含有するセラミツクコーテイン
グ層を有するローラが定着ローラ及び/または加
圧ローラとして具備されていることを特徴とする
圧力定着装置を提供することにある。 本発明を適用した画像記録装置用圧力定着装置
の具体例の1つを添附図をもとに説明する。第1
図において、被定着材と接触する側の定着ローラ
1及び定着ローラを加圧する手段である加圧ロー
ラ2がセラミツクコーテイング層を有するローラ
でありそれぞれローラ基体1a,2a、セラミツ
ク層1b,2bから成つている。定着ローラ1、
加圧ローラ2は、その両端でそれぞれ上側板3、
下側板4によつて回転可能に支持されている。 この上側板3、下側板4は、一端において支持
軸5によつて回動可能に枢着され、その他端にお
いて、前記両側板3,4には、これを貫通するボ
ルト6、該ボルト6の周囲に設けたバネ7、及び
該バネ7を押し縮めて反発力を生ぜしめるナツト
8の3部材の働きによより押圧力ωが加えられ
る。この押圧力ωはテコの原理によつて側板部分
で倍力され、定着ローラ1と加圧ローラ2の間で
は総荷重W(W>ω,Wをローラ長で除した平均
線荷重は20〜50Kg/cm)として作用する。この荷
重Wがトナー像Tを支持した普通紙pに直接作用
し、その表面上のトナー画像Tを圧力定着させる
のである。定着ローラ1はその端部に設けたギヤ
(図示せず)を介してモータ(図示せず)により
矢印方向に回転駆動される。 加圧ローラ2は摩擦力で(ローラ1,2間に紙
pのない時はローラ1による、またローラ1,2
間に紙pが狭圧されている時は紙pによる)矢印
方向上に回転する。両ローラ1,2の回転により
紙pは矢印方向に進行し、トナー像Tの圧力定着
が進行する。尚、紙pのトナー像Tの支持面は定
着ローラ1に圧接せしめられ、その裏面は加圧ロ
ーラ2に圧接せしめられる。 上記例においては画像記録装置の定着装置につ
いて述べたが、本発明に係るセラミツクコーテイ
ング層を有するローラを適用する定着装置は上記
具体例のみに限定されるものではな、定着ローラ
及びこれと対面する加圧手段とによつて定着を行
う定着装置をならばすべてに適用できるものであ
る。 第2図は、本発明のセラミツクコーテイング層
を有する定着ローラを回転軸を含む面で切断した
場合の断面図を示し、第3図は第2図における定
着ローラのA−A′断面図を示す。 本発明に係るローラは、下記工程を経由して製
造される。 例えば、鉄系母材金属ローラ母材表面にCrO3
水溶液を塗布し、約300℃の温度で熱処理し、処
理後CrO3水溶液にAl2O3およびSiO2等を添加して
調製したスラリ(泥しよう)状コーテイング原料
液を該熱処理後のローラ母材に塗布したり、或い
は該熱処理後のローラ母材をコーテイング原液中
にデツピングしたりしてローラ母材表面にコーテ
イング原料液層を形成し、次いで約10℃/min昇
温速度で昇温し、約400〜500℃の雰囲気温度条件
下で約30分間程度該コーテイング層を有するロー
ラ母材を焼成する。ことにより母材表面にセラミ
ツクコーテイング層を形成する。必要に応じて、
スラリ状コーテイング原料液の塗布工程および塗
布後の焼結工程を複数回反復してもよい。なお、
ローラ母材表面を高周波焼入したものの表面にセ
ラミツクコーテイング層を形成することが好まし
い。 本発明に係るセラミツクコーテイング層を有す
るローラは鉄系金属ローラである場合、第2図に
示すような層構成を有することが確認されてい
る。第1層9はCr2O3+Al2O3+SiO2から構成さ
れており、第2層10はCr2O3+Al2O3+SiO2
ら構成されており、第3層11はCr2O3から構成
されており、第4層12はローラ母材である。セ
ラミツクコーテイング層9,10,11はスリー
ブの使用目的に応じて層数やコーテイング層厚を
種々に変更してもかまわない。 本発明のCr2O3を含有するセラミツクコーテイ
ング層を有するローラは、PVDやメツキや溶射
等により形成された層を有するローラと比較し
て、コーテイング層とローラ母材との結合強度は
非常に高い。また、セラミツクコーテイング層の
表面硬度は1500Hvと非常に高い。そして、塗布
やデイツピングにより成膜を形成して後に構成す
るので、膜厚制御が簡単で、研摩等の後処理加工
が実質的に不要である。また、ローラ母材が高周
波焼入された鉄系金属ローラであれば第2層10
はCr2O3+Al2O3+SiO2+FeO拡散成分から形成
され、第3層11はFeO+Cr2O3から形成される
のでさらにセラミツクコーテイング層とスリーブ
母材との密着力(結合強度)が増加する。 尚、ローラ母材表面をサンドブラストにより凹
凸を形成し、その後セラミツクコーテイング層を
形成する工程をおこなつた場合、層厚が約10μm
以下であれば凹凸形状が維持される。 一方、アルミニウムからなるローラ母材の場
合、CrO3水溶液を母材表面に塗布後約300℃の温
度で熱処理し、熱処理後CrO3水溶液にAl2O3およ
びSiO2等を添加して調製したスラリ状コーテイ
ング原料液をローラに塗布し、300〜400℃で焼成
すると第4図に示す如き層構成を有するローラが
得られる。得られたローラは、第1層21が
Cr2O3+Al2O3+SiO2から形成され、第2層22
がCr2O3+Al2O3+SiO2+Al2O3拡散成分から形
成され、第3層23がAl2O3+Cr2O3から形成さ
れており、次いでローラ母材24が配置されてい
る。 以下に本実施例の定着用ローラ、従来の鏡面ロ
ーラ、粗面のマツトローラを第1図の本発明定着
装置に使用し、これを複写装置に適用した結果を
示し、本発明によつてもたらされる効果について
説明する。 表1、表2において従来例の鏡面ローラは耐久
性である程度(20〜30万枚)良好であるが、定着
性を良くするため大きな圧力を必要とし、紙面上
にツヤやカールを発生してしまう。又、従来例の
マツトローラは耐久性に乏しく、実用上多くの交
換を要する反面、定着効果は鏡面より良く、紙面
上のコピー紙のツヤも少ない。 これらに対し、本発明では、耐久性が鏡面ロー
ラの2〜3倍も向上され、しかも軽圧力で十分な
定着性を得、ツヤの発生も少ないものとなつた。 以上、本発明の効果を複写機を例にとつて示し
たが、他の画像記録装置及び印刷機等、本発明定
着用ローラが適用されるすべての装置で、上のよ
うな安定な定着性能が長期に亘つて得られてい
る。
【表】 ※ 表面が荒れてトナーオフセツトが顕著に
なる時点を寿命と判断
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図はCrO3からin Situで形成したCr2O3
含有するセラミツクコーテイング層を有する定着
用ローラを使用した本発明定着装置の一例の説明
的概略図を示し、第2図は本発明に係るFe系母
材の定着用ローラを回転軸を含む面で切断した断
面図を示し、第3図は第2図における定着ローラ
のA−A′断面図を示し、第4図は本発明に係る
アルミニウム母材の定着用ローラを回転軸を含む
面で切断した断面図を示す。 1…定着ローラ、2…加圧ローラ、3…上側
板、4…下側板、5…支持軸、6…ボルト、7…
バネ、8…ナツト、9…(Cr2O3+Al2O3+Sio2
層、10…(Cr2O3+Al2O3+Sio2+FeOの拡散)
層、11…(FeO+Cr2O3)層、12…ローラ基
体(Fe系母材金属)、21…(Cr2O3+Al2O3
SiO2)層、22…(CrO3+Al2O3+SiO2+Al2O3
の拡散)層、23…(Al2O3+Cr2O3)層、24
…ローラ基体(アルミニウムム系)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 CrO3からin situで形成したCr2O3を含有する
    セラミツクコーテイング層を有するローラが定着
    ローラ及び/または加圧ローラとして具備されて
    いることを特徴とする圧力定着装置。 2 セラミツクコーテイング層がAl2O3および
    SiO2をさらに含有していることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の圧力定着装置。 3 ローラ基体が鉄系金属で形成されており、ロ
    ーラ基体表面が高周波焼入れされていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記
    載の圧力定着装置。
JP27126884A 1984-12-21 1984-12-21 圧力定着装置 Granted JPS61148478A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27126884A JPS61148478A (ja) 1984-12-21 1984-12-21 圧力定着装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP27126884A JPS61148478A (ja) 1984-12-21 1984-12-21 圧力定着装置

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JPS61148478A JPS61148478A (ja) 1986-07-07
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JP27126884A Granted JPS61148478A (ja) 1984-12-21 1984-12-21 圧力定着装置

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Families Citing this family (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245392A (en) * 1992-10-02 1993-09-14 Xerox Corporation Donor roll for scavengeless development in a xerographic apparatus
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JPS61148478A (ja) 1986-07-07

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