JPH0680473B2

JPH0680473B2 - 定着用ロ−ラ及びそれを有する定着装置

Info

Publication number: JPH0680473B2
Application number: JP60011367A
Authority: JP
Inventors: 司久下; 正弘後藤; 勇阪根
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPS61170769A

Description

【発明の詳細な説明】〔本発明が属する分野〕本発明は複写機、印刷機、フアクシミリ、プリンター或
いはこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる、加
熱ローラ、加圧ローラ又は加熱加圧ローラ等の定着用ロ
ーラ（ベルト状のローラを含む）及びそれを有する定着
装置に関する。

〔本発明に係わる従来技術〕

従来、この分野では、トナー像に接する加熱ローラとし
て芯金に四弗化エチレン樹脂を被覆したローラを、トナ
ー像の加熱加圧時間を増すため加熱ローラに圧接する加
圧ローラとしてゴム層を被覆したローラを用いるのが一
般的である。

しかしながら、トナー像側に設けられた加熱ローラ表面
は、剛体に近いものであるため、トナー像を加圧して熱
を伝達する際、紙表面，トナー像の凹凸に対してのなじ
みが少なく有効な熱伝達が少ない。従って、得られる画
像性、定着性がゴムローラをトナー像側に用いた場合に
比べて悪く、トナー像が定着されるシートのカール発生
量も大きい。逆にトナー側ローラにゴムローラを用いた
場合は離型性が悪いためオフセットが増大し、耐摩耗性
が低いため当接部材（分離爪やセンサー等）によって摩
耗し部分的定着不良及び部分的オフセツトも増大してし
まう。

このようにゴムローラ、樹脂ローラは、いずれも長所短
所があり、これらの長所を兼ね備えた弾性ローラが望ま
れていた。

これに対し、表面に樹脂層をその下層にゴム層を設けた
定着ローラが提案されている。

しかし、これらは弗素ゴムと弗素樹脂の混合層や、四弗
化エチレンチユーブをゴム層上に設けることを示すもの
だけであるため、実用的な耐久性、耐摩耗性及び定着性
を兼ね備えたものは得ることができなかった。

この原因について発明者らは精意研究したところ、これ
らのゴム層上に樹脂層を有する定着ローラは耐久限界時
にゴム層と樹脂層との部分剥離を引き起こし、樹脂層の
部分摩耗等が見られた。この現象はゴム層と樹脂層との
接着性に関係するものと考えられる。

例えば、ゴム層上にフッ素樹脂とフッ素ゴムの混合層を
設けたものでは定着性は良好だが通紙耐久により、徐々
に離型性が低下していき約５万枚程度でオフセツトトナ
ーによる定着ローラ汚れが生じる。

また、四弗化エチレンチユーブをゴム層上に設けたもの
は特公昭47−20747号に開示されている。

このローラは、シリコーンゴムローラの表面を研磨した
上に接着剤を塗布し、予めゴムローラ径より大径の熱収
縮性チユーブ（FEP:弗素化エチレン・プロピレン）をか
ぶせ、104.4℃で加熱収縮させた後182.2℃で１時間加熱
したものである。しかし、この方法では、熱収縮量が均
一にならないために所定形状のローラを得ることが困難
であり、樹脂チユーブを予め形成した後、内面の清掃を
極めて良く行わなければならないといった問題をかかえ
ている。

さらに、上記問題を解決した場合でも、該ローラを定着
用ローラとして使用した場合耐久性は優れているが、定
着性は悪く、特性的には樹脂のみを表面層に使用した場
合と変わらず、むしろローラの径方向の熱伝導が悪いた
め熱の追従性の面で樹脂ローラに比べ非常に劣ってい
る。

また、フッ素ゴム上にフッ素樹脂を被覆したローラも提
案されているが、上記ローラは一般的にフッ素ゴムはフ
ッ素樹脂（PFA,PTFE）の焼成温度に耐えられるため、フ
ッ素樹脂を十分な厚さで焼成し膜を形成することができ
るが、現実には定着性は十分でなく、耐久性もゴム層と
樹脂層との間の接着性も問題で定着用ローラがシートを
挟持搬送した際に生じる局部応力によって、これらの層
間にすべりが生じる可能性もあり、これが生じるとゴム
層と樹脂層は簡単に剥離し、通紙耐久により樹脂層が分
離爪等で破けてしまう。

〔本発明の目的〕

本発明は定着ローラ及びそれを有する装置にとって画期
的な定着用ローラ及びそれを有する定着装置を提供する
ものである。

本発明の目的は表面樹脂特性を有し、全体として弾性が
適度にあって、定着性、耐摩耗性、耐久性を従来より優
れたものとできる定着用ローラ及びそれを有する定着装
置の提供にある。

〔本発明の要旨〕

本発明は上記目的を達成するもので、定着用ローラの樹
脂層とゴム層との関係に着目し、新たな構成要件に特徴
をもつものである。

即ち、本発明は、シリコーンゴム層の上にPFA又はPTFE
のフッ素樹脂を塗布しシリコーンゴム層を低温の加熱下
に維持しながら前記フッ素樹脂をその結晶融点以上の温
度で焼成した定着用ローラ及びこれを有する定着装置に
おいて、前記フッ素樹脂の膜厚が５μ以上35μ以下、シ
リコーンゴム層の反撥弾性率が42％乃至85％、且つこの
膜厚をＴ（μ）、この反撥弾性率をＥ（％）とした時、
Ｔ、Ｅの関係がＴ≦0.75E−26.4であることを特徴とす
る定着用ローラ及びこれを有する定着装置である。

特に、本発明が特に有効なものとなるのは、ゴム層がシ
リコーンゴム層で、樹脂層が327℃以上に焼成される四
弗化エチレン樹脂層である。

本発明の構成によれば、耐久性が従来多くても数万枚で
あったものを、通常の定着で10万枚以上可能であり、樹
脂層の厚さを10μ乃至25μの範囲内にすることで、さら
に20万枚以上に、さらに15μ乃至20μの範囲内にするこ
とで定着効果を数段向上することができる。

以下本発明のさらなる特徴は実施例の説明によって明瞭
にされるであろう。

〔本発明の実施例〕

第１図は本発明の定着用ローラを有する本発明定着装置
の実施例説明図である。

第１図中１は、未定着のトナー像と接する側の定着ロー
ラで、２は定着ローラ１に圧接回転する加圧ローラで、
共に本発明の定着用ローラの一例である。具体的構成は
以下のとおりである。

定着ローラ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、の比較的薄い（本例では0.3mm乃至
0.8mm範囲内の所定厚）、反撥弾性率が65％〜85％の弾
性体層12と、その上層13にPFA（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）,PTFE
（四弗化エチレン樹脂）等の弗素樹脂を弾性体層12より
も薄く（本例では10μｍ乃至25μｍ範囲内の所定厚）、
膜強度が50kg/cm²の以上の樹脂層として有している。同
様に加圧ローラ２はステンレス，鉄等の芯金21上に、シ
リコンゴム弾性体層12の厚さより厚く比較的厚い（本例
では、4mm乃至10mm範囲内の所定厚）、反撥弾性率が65
％〜85％の弾性体層22と、その上層にPFA、PTFE等の弗
素樹脂を厚い弾性体層22の厚さより薄く（本例では５μ
乃至35μ範囲内の所定厚）、膜強度が50kg/cm²の以上の
樹脂層を23を有する。

これらのローラ1,2は第３図に示した製造方法又はそれ
の目的に合致した方法によって形成されたものである。
簡単に説明すれば、次のような行程を含むものである。

芯金の上に加硫成型したゴム層（熱伝導度1.4×10^-4〜
1.5×10^-3）を形成して所望形状のシリコンゴムローラ
を作る。好ましい形状は中央部が両端に比較してわずか
に小径の逆クラウンタイプである。このゴムローラ表面
に未焼成の弗素樹脂例えばデイスパージヨン（水に弗素
樹脂粉末を界面活性剤により分散させたもの）、エナメ
ル又は粉末状態の弗素樹脂を、ゴムローラ全長にわたっ
てスプレー塗装、静電塗装、粉体塗装等の方法により均
一厚に塗布する。このデイスパージヨンは例えば弗素樹
脂の結晶融点のガラス転移点327℃以上に加熱されるこ
とでフィルム状の樹脂被膜を形成する。そのため未焼成
の弗素樹脂が塗布されたシリコンゴムローラは、結晶融
点以上（PTFEが327℃以上、PFAが306℃以上）に加熱さ
れる必要がある。

とこころがシリコンゴム自体は反撥弾性率や圧縮永久歪
等のゴム特性に優れているものの300℃以上に、まして
や306℃、327℃以上に加熱されると、発煙が解重合を起
こす。これらは、良質な弗素樹脂層を形成を妨げるばか
りでなく、シリコンゴム自体のゴム特性を失なわせてし
まう。従ってゴム層の加熱はローラをゴム層の機能がな
く、樹脂層の特性もないために、定着に適した条件を全
く失う。

これらの理由から本発明実施例中においては、シリコン
ゴムローラ自体には発煙や解重合を起こさせないような
低温（最高でも300℃以下）の加熱下に維持しながら弗
素樹脂の塗布層にはその結晶融点以上の高温状態を与え
る焼成方法を採用した。

具体的には、芯金内部からゴム層を急冷却しながら、表
面の未焼成弗素樹脂を急激に加熱する方法又は、液状弗
素樹脂（デイスパージヨン、エナメル）自体の誘電正接
がゴム層の誘電正接より大きいことを利用した誘電加熱
方法（第３図参照）の他、この趣旨に適合するものであ
れば、本発明に適するものである。

この方法によって実質的にシリコンゴムにはその厚み方
向に熱的勾配が形成されるものの、260℃〜280℃程度
が、未焼成弗素樹脂にはその結晶融点以上の温度（具体
的にはPTFEで327℃以上の340℃〜380℃の焼成温度が５
分乃至10分程与えられる。この焼成を行った後、このロ
ーラは急冷される。この急冷によってシリコンゴムロー
ラ上に結晶化度が95％以下で引張強度50kg/cm²以上、水
に対する接触角100度以上の樹脂特性を示す焼成弗素樹
脂表層が、ゴムローラに対して強力な密着状態で、しか
も十分厚く形成される。

従って、上記定着ローラ1,加熱ローラ２は、下層のシリ
コンゴム自体が所望のゴム特性を樹脂層形成前とほぼ同
様に示し、表面の弗素樹脂層は完全に焼成された樹脂特
性を示し、これらの層の接着性が強固である。

ここで第１図にもどって、定着装置の他の構成を説明す
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により、常に
トナー溶融可能な最適温度（具体的には160℃乃至200
℃）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
次わかる構成となっている。

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
によって、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。

このように形成した定着用ローラ1,2は、従来では存在
しなかったローラ特徴、即ち、シリコンゴム特性を熱劣
化させずに、弗素樹脂を完全に焼成しているため十分な
反撥弾性を有し圧縮永久歪の少ないシリコンゴムの利用
を可能にし、表面離型性，耐摩耗性に優れ、弾性を十分
備えた耐久性の高いものである。しかも、記録紙にトナ
ー像を定着する際に生じる応力がシリコンゴム層と弗素
樹脂層との間に集中しても、弗素樹脂層の強度が高く、
これらの密着性も良好なため、従来のような急激な剥離
が生じることも無くなり、使用耐久枚数も数段向上さ
れ、上記例では20万枚の耐久を示した。

具体的実施例を挙げる。

定着ローラ１として、0.5mmシリコンゴム上に25μmPTFE
樹脂層を有し、中央部の外径が39.8mmで両端が外径39.8
mm＋100μｍ（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38.75mmで、逆クラウン量が100μ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シリコンゴムシート
を巻きつけ、150℃で40分間プレス加硫して、次いで、2
00℃で２時間２次加硫をした後、ゴム肉厚0.5mm厚に一
様に研削した。

次いで弗素樹脂デイスパージヨンを25μ厚だけスプレー
塗布により塗布し、ゴムに260℃〜280℃の温度を与え樹
脂には350℃が与えられるように10分間、赤外線外部加
熱を併用した誘電加熱で焼成した。

加圧ローラ２として6mmシリコンゴム上に20μｍのPFA樹
脂層を被覆した外径39.9mm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27.86mm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3
0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6mm厚に研削した。さらにこのゴムローラ
にPFA樹脂粉末を20μｍ厚に塗布し、上記定着ローラと
同様に10分焼成して、外径39.8mmの加圧ローラを製造し
た。

これらのローラ1,2を用いて、定着ローラ表面温度を170
℃に温調しながら定着したところ、格別の定着性を示
し、オフセツトトナーの発生は従来の中でも良いものに
比較して1/5以下であって、清掃部材の交換期を５倍以
上に延命できる。さらに上記になると画質は良く画像の
つぶれもほとんどなくなり、耐久使用枚数は20万枚を越
え、30万枚の定着でも安定した定着性を示した。

上記構成において、重要な構成は第２図に示すように、
定着ローラの弾性層12の厚みt₁、定着ローラの樹脂層13
の厚みt₂、加圧ローラの弾性層22の厚みt₃、加圧ローラ
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 又、好ましくは t₄＜t₂＜t₁＜t₃ この構成により、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、互いの欠点を補い互いの利点を向
上させ、得られる画質や定着性を優れたものにでき耐久
性に優れたものとなる。

本発明の数値を決定する上での根拠を第４図，第５図で
説明する。

これらの例は、シリコーンゴムの肉厚が0.5mmで、その
表層に四弗化エチレン樹脂（PTFE）層を設けた外径40mm
の定着ローラを用意し、加圧ローラを外径40mmの弾性ロ
ーラ、これらローラ対の圧接幅5mm、紙の送り速度を200
mm/秒、定着ローラ表面温度160℃、とした実験によるも
のである。トナー像が定着される紙に、表面平均粗さが
13〜15μの表面性の悪い紙を使用して行った。これは紙
の凹凸に対して定着ローラ表面がどの程度追従できるか
を見る上で特に判定し易いためである。

第４図は、下層のシリコーンゴム層の反撥弾性率を所定
値にし、上層の樹脂層の厚みを可変設定した時の定着率
を求めたものである。

第４図中のプロツトはゴム層反撥弾性率40％,50％,65
％,80％、樹脂層の厚さ10μ,20μ,30μの組合せを実験
したもので、各定着ローラの熱伝導率はほぼと同じであった。

その結果、反撥弾性率40％,50％では樹脂層は薄くなる
程、定着率が良いものの耐久枚数は１万枚程度に過ぎ
ず、逆に樹脂層が５〜10μ程度になると定着率が70％を
割って、実用性を失ってしまった。又、反撥弾性率が高
くなると定着性は向上される傾向が確認できた。ところ
が樹脂層が薄いと、紙や分離爪或いは温度検知センサー
等の当接による摩耗によりゴム層から樹脂層が剥離して
しまうことも見られた。この点、十分な反撥弾性率があ
れば樹脂層が５μ以上になると耐久性が10万枚以上あ
り、10μ以上では20万枚以上の良好な耐久性が見られ
た。逆に樹脂層の厚みが35μを越えてしまうとゴム層の
反撥弾性率を増大しても定着率は向上できなかった。こ
れは、樹脂層の厚さがゴム層の特性を定着ローラの特性
とするかどうかを左右することを明らかにしている。

さらに、樹脂層の厚さとゴム層の反撥弾性率を検討する
意味で、第４図から70％,80％の定着率のときの膜厚と
反撥弾性率の関係を第５図に示した。

これから理解されるように、膜厚の増加は定着率を悪化
させてしまい、良好な定着効果を得るために膜厚を薄く
すると耐久性が劣るため５μ厚以上、実用的には10μ厚
以上とすることが好ましい。10μ以上の厚み設定でゴム
層上に樹脂層を設ければ、５μより薄い部分は存在しな
くなるので耐久性製造工程において安定した品質保証が
なされる。

これらの膜厚と反撥弾性の例を挙げれば、樹脂膜厚10μ
以上に対して、ゴム層反撥弾性率が、定着率70％以上を
得るためには49％以上、定着率80％以上を得るためには
約58％以上ある定着ローラが良く、又、樹脂膜厚15μ以上に対して、ゴム層反撥弾性率が、定着
率70％以上を得るためには55％以上、定着率80％以上を
得るためには約65％以上ある定着ローラが好ましい。

膜厚と定着率とをみると、70％以上の定着率を得るため
には35μ以下が、80％以上の定着率を得るために25μ以
下が好ましい。

又、定着率80％以上を基準と見ると、反撥弾性率が60〜85％（シリコーンゴムの場合85％が上
限となる）、膜厚が10〜25μが良く、より安定した定着
率と耐久性を得るためには反撥弾性率65〜85％，膜厚15
〜25μが最適である。

以上の範囲の構成によれば、耐久性があって定着効果も
高い定着装置が得られる。

尚、上記範囲ではわずかに微妙な条件を含むことになる
が、定着率を70％以上に得られるものに共通する条件と
して、樹脂層の引張り強度が50Kg/cm²以上である及びゴ
ム層と樹脂層の密着が強度が20g/10mm巾以上であること
が確認された。

又、ゴム層がシリコーンゴムの場合、ゴム硬度（JISA）
は30度以上80度以下が好ましく、伸びが150％以上100％
引張り応力が10Kg/cm²以上であることが好ましい。

以上の傾向や数値に基づいて膜厚と反撥弾性率との関係
を定着率70％以上の効果を得る条件としてまとめれば、
樹脂の膜厚Ｔ（μｍ），ゴム層の反撥弾性率Ｅ（％）に
関して 42≦Ｅ≦85,5≦Ｔ≦35 Ｔ≦（0.75E−26.4）で規定される条件である。この条件をもつ定着用ローラ
であれば耐久枚数は10万枚以上ある。定着率80％以上の
条件を得る構成を好ましい例として挙げれば、 58≦Ｅ≦85,10≦Ｔ≦25 Ｔ≦（0.65E−27.3）で規定される条件である。これによれば耐久枚数は20万
枚以上となる。より好ましい条件を挙げるならば定着率
80％以上の条件に対して15≦Ｔ≦25を加えたものであ
り、これにより耐久枚数を30万枚から50万枚にも向上で
きる。

本発明によれば、反撥弾性が大きいほど樹脂膜厚を大き
くでき定着効果を高めると同時に耐久性を増すことがで
きる。

定着率は以下の方法で求める。

直径24mmのベタ黒円形画像を形成する。その画像濃度を
D₀とし、その画像をコージンワイパーと呼ばれる不織布
（（株）興人製造の商品名ペーパーウエス；ティッシュ
ペーパーのような柔らかさと木目様の粗面を有し、クレ
ープ率32±３％，重量35±3g/m²,抗長力（縦方向で）0.
4Kg/15mm以上を示す、厚さ約200μｍの使い捨てタイプ
の拭き取り紙）で40g/cm²の荷重をかけて10往復こすっ
た後の画像濃度をD₁とすると、定着率＝（D₁/D₀）×100％で定まります。

尚、濃度D₁,D₀は、マクベス反射濃度計で測定した数値
で、D₀は画像濃度が1.0≦D₀≦1.1になるように画像濃度
調整された範囲内のものとする。

実用的には耐久枚数10万枚以上、定着率70％以上が、安
定性、確実性の面から好ましい定着用ローラーの条件と
言える。

尚、上記条件は後述の測定法によるものである。

まず、ゴムの反撥弾性率、引張応力、伸びに関してはJI
S K6301による測定法に準じて測定されたものである。

具体的には、まず試験片は5mm（幅）×20mm（長さ）×3
mm（厚み）のダンベル状の加硫シリコーンゴムに弗素樹
脂デイスパージヨンを塗布し本発明の実施例に基いた加
熱処理を施したものをさらにシリコーンゴム単体にした
ものとした。

つまり、その弗素樹脂塗布層には370℃を越えた高温状
態を与えつつ、シリコーンゴムには300℃以下の加熱下
に維持することにより、シリコーンゴム上に焼成した弗
素樹脂被膜（この樹脂被膜の特性は前述の接触角100度
以上、伸び50％以上、引張り強度50Kg/cm²以上の物性を
有している）を形成した試料を作成する。その後、表層
の弗素樹脂層をはがした後のシリコーンゴム試験片をJI
S K6301に記載されている測定法により引張応力、伸び
を測定する。

反撥弾性率については、12.7±0.13mm（厚さ）×29.0mm
（直径）のシリコーンゴム試験片を作成したのち、上述
したのと同様な加熱処理を施した後でゴム単体としJIS
K6301に準じて測定する。

また、本発明の実施例に基づいて作成した定着ローラ上
のシリコーンゴムに関しては、表層に弗素樹脂の焼成被
膜を有するシリコーンゴムを芯金から５（幅）×20（長
さ）×0.3〜0.5mm（厚み）の大きさで剥離した後、弗素
樹脂層をシリコーンゴムからはがし、JIS K6301に記さ
れている方法で引張応力、伸びを測定する。

尚、このとき、シリコーンゴムの厚みは均一に近いほど
望ましいが、試料作成が難しいため、実際には均一にな
りにくいので、測定値は前述の試験片を用いた測定値に
比べ約70〜80％の値を示すものとして比較する。

反撥弾性率42〜85％は、定着ローラが紙の凹凸、トナー
の有無による変形に対して短い定着時間の間に弾性をも
って追従する能力を示し、これにより、紙トナーの凹凸
に定着ローラが変形し、熱と圧を有効にトナー与えるこ
とができる範囲のものを規定する。

実験では、表層に５〜35μの弗素樹脂層を有する定着ロ
ーラでは下層のシリコーンゴムの反撥弾性率が42〜85％
であれば、良好な定着性を示すことがわかった。

次に、上記製造後ローラの樹脂に測定方法について説明
する。

まず、樹脂の結晶化度は、赤外線吸収スペクトルで測定
するが、Ｘ線や比重によって行ってもよい。接触角は測
定方法として滴形法（金属表面技術17,No7 1966年）を
用いて行なった。実際の測定では接触角（水に対する
値）は、前進接触角118゜，後退接触角91゜であって
も、どちらか、又はその平均が100゜以上あれば良い。

次に樹脂の伸び率及び引張強度は、製造後ローラより樹
脂膜のみを、幅15mm×長さ100mmのタンザク型の試料と
して取りだし、これをチャック間20mm,引張速度250mm/
分で引張りテストを行うことで測定した。例えば、引張
強度95Kg/cm²、伸び率80％のものは、最小値が72Kg/c
m²、60％で、最大値が180Kg/cm²、120％の夫々の平均で
示される。

樹脂の剥離強度は、ローラの円周方向に幅10mmの間隔で
カッタナイフによる切り目を入れ、一部剥離した弗素樹
脂層をテンションメーターで引張り、最大の値を剥離強
度とする。

第３図は、本発明定着用ローラの焼成方法を示すもので
ある。図の装置は、誘電加熱装置と赤外線外部加熱を併
用した加熱方式の一具体例で、マグネトロン105と、マ
グネトロン105から発生した高周波（950MHz〜240MHz）
を伝波する導波管106と、導波管が連結され内面に金属
性の高周波反射板103を有する開閉可能な樹脂容器102
と、上下に２個ずつ赤外線外部加熱用の赤外線ランプ11
1と、反射笠を有している。

樹脂容器102内には、定着用ローラとしての定着ローラ
１の中空内に空気流を発生するフアン100と、容器102内
に空気流を発生するフアン101と、が夫々容器外の駆動
手段からの駆動によって回転可能に設けられている。こ
の容器は支点108を中心に上下が開閉でき、上部に把手1
09が、下部にローラ１のフランジ1Aを位置決めするアー
ム107が、夫々固設されている。

110は装置の制御手段で、駆動手段104とマグネトロン10
5と赤外線ランプ111の作動を容器の閉鎖状態と所定の開
始信号の入力によって、所定時間の間不図示の可変タイ
マーで行わせる。

定着ローラ１は下層にシリコンゴム層を表面に弗素樹脂
デイスパージヨンを有しているため、高周波はシリコン
ゴム層よりも比誘電率が大きいデイスパージヨン中に多
量に吸収される。従って、弗素樹脂デイスパージヨンは
高周波、赤外線及び恒温槽による加熱で急激に高温化さ
れ、340℃〜350℃に加熱される。この時シリコンゴム層
は高周波吸収率が小さいためデイスパージヨンほど高温
化されず280℃程度の温度以下に加熱される。これによ
って上述したローラ特性を得ることができる。

上記実施例中、弗素樹脂デイスパージヨンは例えば、ダ
イキン社製４弗化エチレン樹脂デイスパージヨンＤ−１
である。

本発明は、上記実施例の他に定着用ローラとしてはロー
ラ状の他ベルト状のローラ（例えば転写同時定着用の中
間ベルト）やクリーニングローラ，離型剤供給用ローラ
等が含有される。特に、弗素樹脂の離型性の弾性を備え
ているために転写性，被クリーニング性を備え（ただ
し、クリーニングローラとしては、表面エネルギー順位
等でのクリーニングを行う）、弾性によるならい効果に
よって離型剤の均一塗布や転写ムラを防止し、耐摩耗性
に優れた利点を夫々の用途でも発揮する。上記の厚さ
は、各層の平均厚で代表され、好ましくは最低膜厚であ
ることが最適である。

又、上記第１図は加熱定着装置の例を示し、本発明の実
施例として好ましいものを示したが、軽い圧力でトナー
像を圧力定着するような圧力定着装置や、転写同時定着
等の圧力定着装置又は加熱定着装置にも本発明は適用で
きる。

又、上記例は２本ローラ構成であるが、３本ローラ又は
それ以上のローラ数の定着装置の加熱ローラ、加圧ロー
ラ、離型剤供給ローラ、或いはクリーニングローラやそ
の他のベルト状ローラを含んだ装置も、本発明に含まれ
る。

上記実施例は樹脂層とゴム層との間に接着層を設けてい
ないが、本発明は接着層を設けたものも含むものであ
る。

〔本発明の効果〕

本発明は、樹脂層の実用的範囲を与えると共に樹脂層の
離型性，耐摩耗性を生かし、定着効果を向上できる弾性
を与える下層のゴム層とを有することになるので、耐久
性，定着効果を安定したものにできる。

本発明中樹脂層の膜厚を10μ以上にした時は耐久性が15
万枚以上にも向上でき、15μ以上にすれば20万枚以上の
耐久性が得られ、定着効果はその厚み増加で減少してし
まう欠点をゴム層の反撥弾性率で補うことによって、高
度の定着性を維持できる。特に本発明はシリコーンゴム
層上に弗素樹脂を設けた時に有効である。

本発明定着用ローラ（ベルト状のローラを含む）として
共通する効果は、耐摩耗性，表面離型性に優れ、樹脂層
の表面特性とゴムの弾性特性を充分発揮させて、トナー
像や他のローラへのならい効果にも優れ、寿命が極めて
長いことである。

本発明定着装置は、上記定着用ローラを記録材を挟圧す
る一方のローラ（ベルトを含む）へ適用するとき、記録
材のカール発生を防止し、定着画像を鮮明でしかも定着
性が良いといった効果を、従来よりも長期にわたって維
持できる。しかも、定着の熱効率が良く定着に必要な温
度を低減（例えば20℃程）できるので消費電力を少なく
し、電力配分の少ない装置でも高速定着記録を達成でき
る。

本発明の定着用ローラは、表面がかなり平滑となり、研
磨の必要度を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定着用ローラ（ベルト状のローラを含
む）及びそれを有する定着装置の実施例の説明図、第２
図は定着用ローラの部分拡大説明図、第３図は定着用ロ
ーラの製法の実施例説明図、第４図は本発明の数値範囲
を決定する上でのデータを示す、膜厚に対する反撥弾性
率を変化させた時の定着率との関係図、第５図は第４図
の定着率を基準とした第４図の膜厚と反撥弾性率との関
係図である。１は定着ローラ、２は加圧ローラ、12,22はシリコーン
ゴムの弾性体層、13,23は弗素樹脂層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阪根勇滋賀県大津市一里山５丁目13番13号株式会社アイ．エス．テイ内 (56)参考文献特開昭57−89785（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−74578（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコーンゴム層の上にPFA又はPTFEのフ
ッ素樹脂を塗布しシリコーンゴム層を低温の加熱下に維
持しながら前記フッ素樹脂をその結晶融点以上の温度で
焼成した定着用ローラにおいて、前記フッ素樹脂の膜厚が５μ以上35μ以下、シリコーン
ゴム層の反撥弾性率が42％乃至85％、且つこの膜厚をＴ
（μ）、この反撥弾性率をＥ（％）とした時、Ｔ、Ｅの
関係がＴ≦0.75E−26.4 であることを特徴とする定着用ローラ。
【請求項２】シリコーンゴム層の上にPFA又はPTFEのフ
ッ素樹脂を塗布しシリコーンゴム層を低温の加熱下に維
持しながら前記フッ素樹脂をその結晶融点以上の温度で
焼成した定着用ローラを備えた定着装置において、前記
フッ素樹脂の膜厚が５μ以上35μ以下、シリコーンゴム
層の反撥弾性率が42％乃至85％、且つこの膜厚をＴ
（μ）、この反撥弾性率をＥ（％）とした時、Ｔ、Ｅの
関係がＴ≦0.75E−26.4 であることを特徴とする定着装置。