JPH06103418B2

JPH06103418B2 - 定着装置

Info

Publication number: JPH06103418B2
Application number: JP59143466A
Authority: JP
Inventors: 正明桜井; 猪一郎山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPS6122376A

Description

【発明の詳細な説明】（分野）本発明は印刷機、複写機、プリンター又はフアクシミリ
等の画像記録装置一般に適用される定着装置に関する。

本発明は特に両面記録や多重記録のように一つの記録材
に対して複数回の記録を高速に行うような多機能記録装
置に有効な定着装置に関する。

本発明は各種サイズの縮小、拡大等の記録を行つた後に
製本やソータ等の複合器機を保有するような記録装置に
有効な定着装置に関する。

（従来技術とその問題点）従来の画像記録装置は、多機能とはいつても低速記録が
主で、逆に高速記録といつても機能が少なく、そのため
定着装置に要求される条件はそれほど厳しくはなかつ
た。

ところが本発明者らは、多機能高速記録装置用の定着装
置では、連続記録のためや後続記録材搬送中の搬送不良
が生じやすく、従来の定着条件では適切な画像が得られ
ないばかりか、多くの難問を招来してしまうことを発見
した。

ところが、従来の定着装置では、必ず２つ以上の欠点を
生んでしまうため、複合高速記録を実現できず、実用化
に至つていないのが現状であつた。

本発明者らは、このような難題に挑戦し、本発明によつ
て従来問題点を解決した。

本発明者らは、多機能高速記録装置用の定着装置に要求
される特に重要な条件として以下の６点に着目した。即
ち、条件１…定着性、条件２…離型性（汚れやジヤム）条件３…オフセツト性、条件４…定着後のカール性（ク
リーニング部材の汚れ）条件５…画像性（画質）、条件６…ローラ耐久性（強度
等）の６点である。

従来から知られている定着装置では、後述するが、条件
１〜条件６をすべて満足のいく程度に得られるものがな
い。

（目的）本発明の目的は、上記条件１〜条件６において、わずか
な電力でもつて高速定着処理ができ、定着性に優れ、長
期にわたつて定着装置のローラ対がトナーが紙粉で汚染
されることが無い程離型性に優れ、トナー像と接するロ
ーラへのトナーオフセツトが少なくクリーニング部材の
寿命を延ばすことができ、長期にわたつて記録材のカー
ルを少なく押え、しかも、画像の飛び散りが少なく画像
性に優れ、さらに長期にわたつて削れ、剥れ等の無い耐
久性に優れた、といつたすべての条件を満足する定着装
置を提供することにある。

本発明の他の目的は特に多機能記録や高速記録にあつて
も上記６条件を、従来より優れたレベルで満足できる定
着装置を提供することにある。

本発明の別の目的は以下の説明で明らかになるであろ
う。

上記目的を達成するため本発明は、未定着画像と接する
定着ローラと、この定着ローラとニップを形成する加圧
ローラと、を有し、このニップで未定着画像を担持した
記録材を挟持搬送し定着を行なう定着装置において、前
記定着ローラは弾性層と、この弾性層よりも薄い離型性
樹脂表面層を有し、前記加圧ローラは前記定着ローラの
弾性層よりも厚い弾性層と、この弾性層よりも薄い離型
性樹脂表面層を有し、前記加圧ローラの離型性樹脂表面
層の厚さは前記定着ローラの離型性樹脂表面層の厚さよ
り小さいことを特徴とするものである。

（実施例の説明）本発明の実施例を挙げて本発明と従来装置との差異を明
確に説明する。

以下、未定着像と接する側のローラを定着ローラと表現
し、記録材の裏面又は定着済の片面（両面記録時）に接
する側のローラを加圧ローラと表現して説明する。

ここで本発明を簡単に実施例と対比してまとめてみる
と、本発明は、未定着物を記録材に定着するための定着
用ローラ対が、未定着物と接する側に比較的薄い（t₁）
弾性層12の上に該弾性層以下の薄い（t₂）離型性樹脂薄
表面層13を有し、内部に加熱手段３を備える定着ローラ
１と、定着ローラ１の弾性層12より厚い（t₃）弾性層22
の上に該弾性層22以下の薄い（t₄）離当性樹脂薄表面層
23を有する加圧ローラ２と、でこれらの厚さがt₄＜t₂＜
t₁＜t₃の関係を満たすことを特徴とする定着装置であ
る。

本発明はこの構成により、前述した条件１〜６を満足
し、長期使用に耐え、記録材へのカール発生を最小限に
押えてオフセツトトナーが少なく定着性に優れ画質も良
好なものとして得ることができた。又、ローラ対の汚れ
を防止でき、ジヤム発生も大幅に減少できた。

第１図には、本発明の実施例の概要説明図を、第２図に
は第１図実施例の要部構成説明図を示している。

第１図で、１は、アルミ等の熱伝導の良好な芯金11上
に、シリコンゴム、フツ素ゴム等の比較的薄い弾性体層
12を設け、更に、その上層に四弗化エチレン樹脂−パー
フロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体（以下PFAと
呼ぶ）、四弗化エチレン樹脂（PTFE）等のフツ素樹脂を
弾性体層12よりも薄く（本例では１μ〜70μ範囲内の所
定厚）樹脂層として被覆した定着ローラである。

２は、定着ローラ１に圧接回転する加圧ローラであり、
ステンレス、鉄等の芯金21上に、シリコンゴム、フツ素
ゴム等の弾性体層12の厚さより厚く比較的厚い弾性体層
22を設け、更にその上層にPFA、PTFE、六弗化エチレン
プロピレン（以下FEPと呼ぶ）等のフツ素樹脂とフツ素
ゴムの混合層を厚い弾性体層22の厚さより薄く（本例で
は10μ〜100μ範囲内の所定厚）被覆した加圧ローラで
ある。

この混合層によつて加圧ローラの表面には、焼成時フツ
素樹脂が浮き上がつて形成された、ほとんどフツ素樹脂
のみからなる樹脂表層が数μ厚存在している。

３は、定着ローラを内部から加熱するための、ハロゲン
ランプ等のヒーターであり、定着ローラ表面温度はヒー
ター３と、温度検出素子４と、制御手段31とにより、常
にトナー溶融可能な最適温度に維持される。

５は、定着ローラ表面にシリコンオイル等のオフセツト
防止液を塗布するための、クリーニング手段をも兼ねて
いるオフセツト防止液塗布手段である。塗布手段５とし
てはフエルト様のものでも良いが、本例ではウエブを用
いている。オフセツト防止液を含有したウエブ51は、シ
リコンスポンジ等の弾性押圧ローラ52により定着ローラ
１に当接させられ、定着ローラ１表面に、微量のオフセ
ツト防止液を塗布する。また、ウエブ51は、巻取りロー
ラ53により、供給ローラ54から徐々に巻取られ、定着ロ
ーラ１へのウエブの当接面が、不図示の制御手段により
逐次わかる構成となつている。

未定着トナー像Ｔを担持した記録紙Ｐは、入口ガイド６
にガイドされながら、ローラ対1,2の間を通過すること
によつて、トナー像Ｔは、記録紙Ｐに永久定着される。
ローラ１表面に当接する分離爪41は、ローラ表面１から
記録材を分離するために設けられている。

上記構成において、重要な構成は、第２図に示すよう
に、定着ローラ１の弾性体層12の厚みt₁、定着ローラ１
の樹脂層13の厚みt₂、加圧ローラ２の弾性体層22の厚み
t₃、加圧ローラ２の樹脂層23の厚みt₄には、以下の関係
がある。

即ち、ローラ１で t₁＞t₂, ローラ２で t₃＞t₄, ローラ1,2間でt₄＜t₂＜t₁＜t₃である。

この構成により、従来では得られなかつた条件１〜６を
すべて良好な効果として満足できる。

この効果の特徴については、後述の表で比較説明する
が、基本的には定着ローラ、加圧ローラ相互の相剰効果
により、互いの欠点を償い、互いの利点を向上させ、得
られる画質や定着性を優れたものにでき、耐久性に優れ
たものが得られる。

具体的数値例を説明する前に本発明が特に有効でその適
用による効果もより安定する装置として両面記録装置に
ついて説明する。

第４図装置は、電子写真複写法により紙へ画像形成を行
う画像形成部を有す。この画像形成プロセスは公知であ
り、その説明は省略する。また、本例では、転写材とし
て通常の記録用紙を用いるものとする。

第４図において、本実施例は、複写機17、両面装置部1
8、自動原稿循環送り装置（RDF）19および用紙綴じ装置
（ステープラ）20から構成される。複写機17における画
像形成プロセスは上述したように公知である。原稿台ガ
ラス９上の原稿を光学系10により走査して、その反射光
を感光体24上に投影して静電潜像を形成し、その潜像を
現像器25によりトナー画像として可視像化する。このト
ナー像が転写される用紙は、給紙台27から給紙ローラ28
によつて送り出され、レジストローラ29によつて感光体
24上のトナー画像と位置合わせをされる。この後、用紙
は転写帯電器30によりその表面にトナー画像が転写され
る。次いで、分離帯電器14により感光体表面から剥離さ
れて、ベルト35によつて定着器36へ向けて搬送される。
なお、感光体の周辺部には上記以外の画像形成に必要な
クリーナ32等の公知の各手段が配置されている。定着器
36を通過してトナー像が定着された用紙は、片面のみの
複写の場合には、切換ガイド38が図の点線位置にあるの
で、このガイド38により案内されてソータ20へ排出され
る。しかるに、両面複写の場合であつて、片面への複写
が終了した時点では、切換ガイド38が図の実線位置にあ
るので、このガイド38により、用紙は下方の両面装置部
18へ導かれる。

両面装置部18は、複写機17によつて第１面複写の終了し
た用紙を受け取り、この用紙を次の第２面複写時に再び
送り出すものである。なお、本実施例においては、予備
給紙台Ｐを有しており、複写機17本体においてこの給紙
台Ｐが選択された場合には、給紙ローラ42によつて予備
給紙台Ｐ内の用紙を送り出して本体の転写部へ搬送する
ことも可能になつている。前述した切換ガイド38および
ローラ対40によつて両面装置部18へ導かれた用紙は、ロ
ーラ対44,45および46によつて図の右上りに傾斜したト
レイ47上に排出される。この時に、用紙の横方向（搬送
方向に対して直角方向）の位置を決定するガイド側壁48
によつて用紙の横方向の位置が揃えられる。次いで、外
周部に弾性突起を有する回転体49によつて、用紙はその
後端が下方に押し付けられると共に、斜め下方（図の左
側）に引きずり込まれる。この時、詳細を後述するスト
ツプ部材50および、このストツプ部材50と協動するロー
ラ51,52によつて、トレイ47内に連続的に収納される用
紙をずらした状態で送り出す。送り出した用紙を、ロー
ラ53とこのローラ53の外周面に接触すると共にローラ5
4,55,56,57に張架されたベルト58とによつてＵターンさ
せ、表裏を反転させて搬送する。ベルト58の上方にはガ
イド59が配設され、ベルト58をはさみ、ローラ56に対向
させて押えローラ60が配設され、これらによりベルト58
上の用紙搬送を確実なものとしている。また、これらの
ガイド59およびローラ60は一体的に開閉可能であり、ジ
ヤム発生時等にベルト58上のジヤムした用紙の除去作業
等を容易としている。ベルト58を張設したローラ57の対
向位置には再給紙用のローラ61が配設され、用紙通過検
知用のセンサ62および搬送ローラ対63と協動してベルト
58により搬送されて来た用紙を先頭から１枚づつ図の右
方向へ向けて送り出し、この後、ローラ対64および43を
順次に通つてレジストローラ29にまで搬送する。用紙
は、このレジストローラ29により感光体表面に形成され
た第２面の画像に同期されて転写部に送られ、その第２
面に転写が行われる。転写の終了した用紙は、感光体表
面から分離された後、定着器15で画像が定着されて切換
ガイド38まで搬送される。この時点では、ガイド38は図
の点線位置にあるので、機外へ排出される。両面装置部
18はこの様な動作を繰り返すことにより両面複写を可能
とするものである。また、図から分かるように、定着後
の用紙は定着器15の定着ローラの構成や定着直後の用紙
搬送経路の影響により、画像形成面側に反る傾向があ
る。しかるに、本例では、用紙の搬送方向を変えるため
に、ローラ１により用紙をその画像形成面側に湾曲さ
せ、しかも、その湾曲部の通過に時間をかけるようにし
ているので、用紙の反り（カール）を減少させることが
できる。

自動原稿循環送り装置（RDF）19は、原稿載置台65上に
積載された原稿Ｏを、ベルト66および67により、その最
下部から１枚づつ分離して引き出す。この後原稿Ｏは、
その原稿面が下側になるようにＵターンされた後、原稿
ガラス９上を、その全長に亘つて張架されたベルト16に
より所定位置まで搬送される。このようにして、搬送さ
れた原稿Ｏの画像面は、光学系10によつて走査され、上
述のように用紙に複写される。走査され終つた原稿は、
ベルト16の逆転により、ローラ69および70の間を通つて
搬送された後、ローラ対75によつて積載台65に積載され
た原稿の最上部に排出される。この動作を繰り返すこと
により積載台65に積載された原稿の順番通りに複写を行
うことが出来る。なお、両面原稿の場合においても、ベ
ルト16、ローラ72,73,74,76,77,78および79の働きによ
り、原稿の表裏を反転して原稿画像を走査することによ
り、複写を行うことが出来る。かかる反転動作は、本発
明に直接関係しないので、その説明を省略する。

自動綴じ装置（ステープラ）20は、複写機17から排出さ
れた複写済の用紙を綴じるものである。このステープラ
20には、用紙を積載するトレイ81、他の用紙処理装置、
例えばソータへの連結経路82が配設されている。綴じが
指定された場合は、用紙搬送路がローラ対83へ向う経路
に切換られ、用紙がトレイ84上に積載される。このトレ
イ84上に所定枚数の用紙が積載されると、ステープル載
置85が作動し、綴じ動作が行われる。綴じられた用紙束
は、積載台86へ載せられる。この後、次の綴じる用紙の
受け入れが可能となる。

比較するにあたつて本実施例の数値及び製法を挙げる。

（実施例）上記構成の定着器で定着ローラ１として、フツ素ゴム上にPFAを被覆した、
中央部の外径が59.3mmで両端が外径59.3mm＋200μｍ
（逆クラウン量が100μｍ）のローラを用いた。

このローラは以下に示すように製造した芯金として、中央部の径が58.3mmで、逆クラウン量が10
0μのアルミ芯金を用意し、その表面をサンドブラスト
処理して脱脂・乾燥させた後、プライマーを介してフツ
素ゴムシートを巻きつけ、150℃で40分間プレス加硫、
次いで、200℃で２時間２次加硫をした後、ゴム肉厚0.4
8mm（t₁′）厚に一様に研削した。

次いでプライマーを介して、PFAを20μｍ（t₂′）厚に
静電塗装し、310℃で30分間焼成した。

加圧ローラ２としてシリコンゴム上にフツ素ゴムとフツ
素樹脂の混合層を被覆した外径60.0mmのローラを用い
た。

このローラは以下に示すように製造した芯金として、外径が50mmの鉄芯金を用意しその表面をサ
ンドブラスト処理して脱脂・乾燥させた後、プライマー
を介してシリコンゴムシートを巻きつけ、170℃で30分
間プレス加硫、次いで、200℃で１時間２次加硫をした
後ゴム肉厚4.98mm（t₃′）厚に研削した。さらにこのゴ
ムローラにフツ素ゴムとフツ素樹脂の混合液を50μ厚に
塗布し、赤外ヒーターで、15分間乾燥後、150℃で30
分、さらに、280℃で40分焼成して、外径60mmの加圧ロ
ーラを製造した。

上記焼成の際、ローラ表面は低表面エネルギー面になろ
うとするため、ミクロブラウン運動により、フツ素樹脂
分が表層に浮き出てくる。そして、表層がフツ素樹脂で
被われて、充分に低表面エネルギー面になると、フツ素
樹脂の表層への移動は停止する。

その結果として、加圧ローラ表層の２〜３μ厚さは、フ
ツ素樹脂分となり、その下層は、フツ素ゴムがより多く
存在する層となる。フツ素樹脂としては、FEP,PFA,PTFE
等が使用可能であり、フツ素ゴムとフツ素樹脂の比率は
20:1〜1:2が好ましい。

上記ゴム硬度としては両ローラとも20〜80度（J/SA）の
中から選出すれば良い。

上記両ローラを、全圧60kgで圧接させ、周速340mm/se
c、A4紙50枚／分で両面コピーを行なつた。

尚、定着ローラ１へのシリコンオイル塗布量は３×10^-4
g/A4・１枚で行なつた。

この結果、両ローラ自体の径変化は無く、又異なる紙サ
イズを通紙しても変化なく良好な定着性を維持したま
ま、本実施例では40万枚の両面通紙を達成できた。

従来の定着器では、条件１〜６をすべて良好に満足でき
ない欠点があり、しかも弾性を得るために少なくとも一
方にゴム表面のローラを用いた時が最高で11万枚の耐久
性しかない。

これに対して本発明の定着装置では、条件１〜６をすべ
て良好に満足し、しかも耐久性で15万枚以上の使用に耐
えることができる。

本発明の実施にあたつて、より効果的な数値範囲を示せ
ば、以下のようになる。

定着ローラの弾性体層12の厚さt₁は適当な値が良いが、
極端に薄いと弾性体層としての意味がなくなるので、こ
の意味を持つため0.1mm以上（弾性体の材質によつて多
少前後するが）設けることが良い。

又、加圧ローラの弾性体層22の厚さt₃は、定着ローラ自
体よりも弾性に豊むように適当に設けられれば良いが、
形成上又は他の条件の紙シワの問題を考えると、確実な
上限値として、10mm厚を目安すにすることが好ましい。
この10mm厚も弾性体の材質によつて多少前後するが、こ
の値とすることでほぼ満足のいくものとなる。

また、樹脂層の厚さt₂,t₄は共に70μを越えるような厚
さにしてしまうと下層の弾性の存在価値を低減し、両ロ
ーラの相乗効果を無くしてしまう危険があるので70μ以
下の厚さとすることが好ましい。

以上の説明によつて使用における限界設定の目安を示し
たが、これらの数値範囲においてもさらに効果上のより
優れた範囲がある。

樹脂層t₂,t₄を変化させたところ、１μより小であると
分離爪41等の当接部材によつて摩耗し易く、耐久性が15
万枚程度となつてしまうのに対し、１μ以上となると20
万枚を超える耐久性を示した。従つて、樹脂厚t₂,t₄を
１μ以上70μ以下とすると条件１〜６における効果が増
大するのでより好ましい範囲である。この数値範囲は、
下層の弾性体層の厚さの範囲等とは独立した条件で、よ
り好ましい条件としては、定着ローラ樹脂層の厚さt₂は
10μ以上50μ以下であることで、この範囲であると、よ
り定着性も安定し、耐摩耗性も30万枚近くまで向上でき
るといつたバランスの良いものとなるためである。

又、定着ローラ弾性体層厚t₁を15mm以下とすると、定着
ローラ内の加熱手段の発熱量を軽減でき、熱のより有効
な利用を達成する。又、芯金と層12との間での界面剥離
の発生を大幅に減少できるため定着ローラ自体の寿命と
定着性の安定を達成できるので好ましい。依つて、0.1
≦t₁≦1.5（単位mm）とすることはさらなる条件として
好都合である。

さらに又、加圧ローラ弾性体層厚t₂を1mmより小とする
と、定着ローラの弾性とのからみもあるが、定着領域で
ある圧接幅が極端に小さくなるため、加熱源の出力を増
大せねばならないということになるので、画質、定着性
を簡単に且つ確実に得るため１≦t₃≦10（単位mm）とす
ることが良い。

また、加圧ローラとしては、充分なニツプを確保するた
めに充分な弾性を必要とする目的のためには、ゴム厚は
2mm以上、樹脂厚は10μ未満が好ましい。又、ゴム上
に、フツ素樹脂被覆をする場合、例えばPFAの粉体の静
電塗装にせよ、PTFEの樹脂液の塗布にせよ、均一な塗膜
を形成するためには、10μ以上、より好ましくは、20μ
以上の膜厚が必要である。

そのため、上記のものは定着ローラの製法に適してい
る。

一方加圧ローラとしては、良好なニツプを確保するため
には、表層の樹脂厚はより薄い方が好ましい。

かつ加圧ローラは定着ローラと比較して、未定着画像が
接触しないこと及び加熱量も少ないことから、樹脂厚は
薄くても、耐久性は良好である。

上記加圧ローラの製法としては、実施例に述べたように
ゴム上に、フツ素樹脂とフツ素ゴムの混合溶液を、スプ
レーガン等で塗布し、焼成時にフツ素樹脂のブラウン運
動により表層に薄い数μ程度（ブラウン運動が表面樹脂
層形成終了で止まるためこの範囲になる）フツ素樹脂を
浮き上がらせることによつて、良好な性能を有するもの
ができた。

（本発明実施例と従来装置又は想定装置との比較）以下の表１に、前述条件１〜６の効果結果をまとめて表
示している。

下記表１で○は良好、△は経時変化を伴うもの×は使用
に耐えないもの、を示している。○段以外は不適なもの
である。

尚、この表１で弾性層を形容する薄、厚は定着、加圧の
夫々の弾性層の相対関係を示し、樹脂表層を形容する
薄、厚は、夫々のローラの弾性層の厚さに対しての相対
関係を示す。

以下に表１の比較の各例を示すが、これらは前記実施例
と外径寸法は全く同じでローラの材質を変えたものを比
較例として示す。

（比較１）定着ローラ１として、アルミ芯金上に30μｍ厚のPTFE又
はPFAを被覆したローラ、加圧ローラとして鉄芯金上に5
mm厚の熱加硫型シリコンゴムを被覆したローラを用いた
定着装置の場合、以下の問題が生じた。

１）定着性が不完全であり、低温環境で連続通紙をする
と定着不良が生じた。かつ、画面コピー時に第１面の画
像が搬送の際、汚れた加圧ローラ表面とこすれて画像欠
陥となつてしまつた。

２）クリーニング部材を兼ねているオイル塗布ウエブ51
へのトナー付着（これは定着ローラへオフセツトしたト
ナーである）が多く、ウエブで、取りきれないほどのオ
フセツトトナーが発生し、次のコピー紙を汚すことがあ
つた。

３）コピー紙のカール量が大きく、両面コピー時の搬送
性及びソーターへの調合に問題が生じた。

４）画像のつぶれ、及び、画像の一部がオフセツトして
画質低下が生じた。

５）２〜３万枚で加圧ローラのトナー汚れが顕著になり
約５〜10万枚で、加圧ローラを汚染しているトナーの一
部が加圧から剥離し、それがコピー紙に付着し、重大な
画質低下を生じた。

本実施例と比較すると、比較１では極端に本実施例より
劣る。尚、耐久性条件６に印△をつけたが、これは加圧
ローラ２に当接する部材が少なく、加圧ローラ２が汚れ
ても片面へのコピー記録は可能であることからの意味で
ある。

（比較２）定着ローラ１としてアルミ芯金上に0.5mm厚の熱加硫型
（HTV）シリコンゴムを被覆したローラ（製造工程に180
℃×8hvsジメチルシリコンオイル粘度at25℃100csでオ
イル膨潤工程を入れたもの）、加圧ローラ２として、鉄
芯金上に5mm厚の熱加硫型シリコンゴムを被覆したロー
ラを用いた定着装置の場合、以下の問題が生じた。

１）４万枚〜11万枚で含浸処理した定着ローラの離型性
が低下し、耐久性に問題があり、ローラ汚れが顕著とな
り、上、下ローラとも汚れオフセツトの増大を引起こ
し、ジヤムが頻発してしまう欠点がある。そして、ジヤ
ム時にローラが損傷することがあつた。熱加硫型シリコ
ンゴムの変わりに低温加硫型（LTV）シリコンゴム、又
は室温加硫型（RTV）シリコンゴムを用いても同様な問
題が生じた。

２）条件３〜５も初期は良好であるが、耐久使用で定着
ローラの離型性が悪化すると急激な特性低下が生じた。

（比較３）定着ローラとして、アルミ芯金上に0.47mmのフツ素ゴム
を被覆し、更に、その外周に30μｍ厚の液状のフツ素ゴ
ムを被覆したローラを加圧ローラとして、鉄芯上に5mm
厚のHTVシリコンゴムを被覆したローラを用いた定着装
置の場合、以下の問題が生じた。約3,000枚通紙したあ
たりから、頻繁にジヤムが発生した。オイル塗布量を５
倍に増やしてもジヤムは生じた。オフセツトによる画像
低下も顕著で、約8,000枚でジヤム時にローラが損傷
し、使用不可となつた。定着ローラの表層のフツ素ゴム
をフロロシリコンゴムにしても略同様の結果であつた。

以下、比較例４〜11に関しては、構成は表に示したもの
で、その説明としては比較１で述べた問題、欠点を用い
て簡単に記すことにする。

（比較4:代表的なものとして以下のものを用いた）定着ローラ１として、アルキ芯金上に30μｍ厚のPFAを
被覆したローラ、加圧ローラ２として鉄芯金上に4.5mm
厚のシリコンゴムを被覆し、更に、その外周に0.5mm厚
のPFAチユーブを被覆した場合、以下の問題が生じた。

比較１で説明した欠点１）〜４）が同様に生じてしまつ
た。

比較４では、オフセツト量が定着不良に伴つて多くなる
が、両ローラ表面が樹脂であることからローラ汚れとい
つた欠点は顕著に出なかつたので○印を付けた。

（比較５）比較５は実施例の加圧ローラ２の構成を単なるゴムロー
ラにした定着装置で、比較１で示した欠点５）が生じ
た。この加圧ローラの汚れは比較２で示した定着装置よ
り顕著である。又画像は加圧ローラの汚れに伴つて画質
低下がみられた。

（比較６）比較６は比較５の加圧ローラを芯金の上に樹脂を設けた
樹脂ローラに置き換えた定着装置である。これは定着性
が悪く、オフセツトの発生が大である。良好な定着を得
るための十分な弾性関係が上下にないためであると考え
られる。

圧接幅を大きくして、定着性の向上を達成しようと圧力
を増大することも考えられるが、定着性はそれ程良くな
らず、かえつてカール量が大となつてしまう。比較６で
も比較１の欠点１）,2）が生じたが、比較１よりも悪い
結果であつた。

（比較７）比較７は実施例の定着ローラに単なるゴムローラを用い
た定着装置で、比較２に準じる欠点を示した。

初期性能としては良好な結果が得られたが離型性の良い
ゴムを使つても４〜11万枚で定着ローラの離型性が低下
し、ローラ汚れが顕著となりジヤムが頻発した。かつ条
件３〜５においても急激な特性低下が生じた。

比較８〜11は実施例に対して、各層厚を変化させたもの
であるから前述のt₁,t₂,t₃,t₄の厚さの関係式を使つて
構成を示す。

（比較８）t₁＞t₃,t₁＞t₂,t₃＞t₄ 熱応答性が悪いために初期から、定着ローラ表面温度の
リツプル（上下変動）が大きく、かつ連続通紙時におけ
る定着ローラ表面温度降下が顕著であり、常温下でも定
着不良が生じた。

上記問題点を無視して、通紙を行なつたところ約20,000
枚通紙で、定着ローラの芯金と弾性層間で接着剥離が生
じ使用不可となつた。

（比較９）t₁＜t₃,t₁＜t₂,t₃＞t₄ 比較１で示した欠点の１）,2）が同様に生じ、３）,4）
についてもほぼ同様（比較１よりはわずかに良い）に生
じた。

（比較10）t₁＜t₃,t₁＜t₂,t₃＜t₄ 比較９とほぼ同様であるが、厚さt₄の大きさが大きくな
ると、画質、定着性も悪くなり、△印が×印となる場合
もあつた。

（比較11）t₁＜t₃,t₁＞t₂,t₃＜t₄ 比較９に類似する欠点を有する。

低温環境下で連続通紙すると、定着不良が生じる場合が
あつた。かつクリーニングウエブに付着するトナー汚れ
も本実施例より多かつた。

以上の比較例で理解できるように、本発明実施例では、
上記条件１〜６をすべて満足でき、長期にわたつてその
効果を持続できるものであるから、従来装置よりはるか
に優れた定着装置であつて、実用性に豊む装置である。

本発明は、初期特性が良好な定着装置であつて、しかも
その優れた効果を従来よりはるかに長期にわたつて奏す
ることのできる発明である。

ここで、本発明の効果についてさらにデータ的に比較す
る。ただし、これらにおいては耐久性の問題については
触れず、オフセツト率、カール量、画質について比較す
る。

第３図はコピー枚数と濃度低下率の傾向を示す。

第３図は、実施例と代表的比較例の定着性を数値化した
ものである。ヒータ３として700Wのハロゲンヒータを用
い、10℃環境で朝１ウエイトランプが消灯してコピー可
能となつた直後に、A3サイズ、紙厚82g/m²を250枚連続
通紙した場合を示したものである。

定着性評価チヤートとしてはφ24のベタクロをA3サイズ
内に９点設けたものを用いて、以下の式で定着性を評価
した。

Db:こする前のコピー画像反射濃度 Da:シンボルＣ（興人製：シンボル紙）に40g/cm²荷重を
して、φ24の画像上を10往復させて画像をこすつた後の
反射濃度第３図より明らかなように、本実施例は良好な定着性を
示すことが判る。

また、定着ローラ側が弾性体の場合、特に定着性が良好
であることが判る。

これは、コピー紙上に凹凸上に乗つたトナーへの定着ロ
ーラのならいが良いために、熱伝達効率が良いからであ
ると考えられる。

上記表２はクリーニング部材を兼ねたオイル塗布ウエブ
51へ付着した（すなわち、定着ローラへオフセツトし
た）トナー量をオフセツト率として示したものであり、
以下の式より算出した。

表２より本実施例は、非常にオフセツトが少なく、ウエ
ブの送りスピードも少なくすることが可能となり、ウエ
ブの長寿命化も図れることが判る。

定着ローラへのトナーオフセツトも、弾性を有する定着
ローラの方が少ない。比較３がトナーオフセツトが多い
のはフツ素ゴム又はフロロシリコンゴムの材料自体の離
型性が悪いためである。

表３は定着後のコピー紙のカール量を示したものであ
る。カールが多いとソーターへの調合、両面時の搬送
性、両面時の感光ドラムからの分離性（静電分解の場
合）、両面時の定着でのシワ等、種々のトラブルの原因
となる。また、表３に示すカール量は20枚連続通紙した
コピー紙の搬送方向に関しての側端の真ん中を指で持つ
て下図のように測定したものである。カールについて
も、本実施例は良好な結果が得られ、その結果として静
電分離の転写、分離のラチチユードを広げることができ
た。

上記実施例には、これらの効果をさらに向上することの
できる構成を有している。これは、除電部材を加熱ロー
ラ又は定着ローラ、或いは両方に設けることを付加して
いる点をも特徴とすることである。

第１図に示すように接地された除電ブラシ７を当接させ
ることによつて前記表のオフセツト量を更に1/2〜1/3に
減少させることが可能となつた。

除電ブラシの当接のさせ方は第１図に示すように、その
先端側面71を加圧ローラに当接させる（腹当り様にす
る）ことが好ましい。

これによつて除電ブラシの先端側面71が加圧ローラへオ
フセツトした紙粉、トナー等の汚れに対するクリーニン
グ部材も兼用することが可能となり、かつ、除電ブラシ
の先端部は長期にわたつてきれいに保持されるため、除
電効果が持続される。

また、除電ブラシの当接位置は、コピー紙排出側のニツ
プ部に近接した位置の方が除電効果が大きく良好な結果
が得られた。

また、除電ブラシ８を定着ローラへ近接又は当接させる
ことにより更にドビチリの少ない良好な画像が得られ
た。

このように除電部材を設けることは、前述した条件１〜
６をより一層高度なレベルで満足するもので、本発明に
とつてさらに重要であり、好ましい実施例である。

以上述べたように本発明ではローラを機能分離型に構成
し、かつ、上述したローラ対からなる定着装置により、
多機能高速複写機に適用可能な定着装置を得ることがで
きた。

本発明は従来には見られない新規な構成で、従来では考
えられていなかつた前記６条件を十分満足して、夫々に
対して優れた効果そ示し、従来より長期使用に耐え、し
かも特性変化がほとんどないという極めて重要な効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概要説明図、第２図は第１図
の要部構成説明図、第３図は、コピー枚数と濃度低下率
との実験結果を示す関係図、第４図は本発明が特に有効
となる両面記録装置例の概略説明図である。１は定着ローラ、２は加圧ローラ、３はヒーター、12,2
2は弾性体層、13,23は樹脂層、7,8は除電ブラシ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着画像と接する定着ローラと、この定
着ローラとニップを形成する加圧ローラと、を有し、こ
のニップで未定着画像を担持した記録材を挟持搬送し定
着を行なう定着装置において、前記定着ローラは弾性層と、この弾性層よりも薄い離型
性樹脂表面層を有し、前記加圧ローラは前記定着ローラ
の弾性層よりも厚い弾性層と、この弾性層よりも薄い離
型性樹脂表面層を有し、前記加圧ローラの離型性樹脂表
面層の厚さは前記定着ローラの離型性樹脂表面層の厚さ
より小さいことを特徴とする定着装置。