JPH0782272B2 - 定着装置 - Google Patents

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、定
着用又は乾燥用に使用されるような加熱ローラ、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）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ットも増大してし
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
定着ローラが特公昭47−20747号公報に提案されてい
る。

この定着ローラは、樹脂層を予め作成した熱収縮チュー
ブの収縮によって形成している。このため樹脂層には厚
さむらが生じたり、チューブ自体を厚く形成しなければ
ローラ形状を得ることはできなかった。いずれにして
も、この定着ローラを使用した時には十分な定着性を得
ることができず、加熱定着を行う場合の加熱温度をかな
り高くしなければならなかった。この定着性の低下は樹
脂膜厚に関係するものと考えられる。

ところが、この膜厚を変化させて薄いものにすると、分
離爪等の当接部材によって表面が傷つき易く、耐摩耗性
が低下してしまう他、十分な定着性を得られなかった。

一方、膜厚を一定にして定着を行った際十分な圧接領域
をもっていても定着効果が悪い場合があり、逆に圧接領
域を小さくすると数万枚で耐久限界となって樹脂膜の剥
離が見られた。

従来では、このような問題をなかなか解決できず、加熱
手段による複雑な制御で定着効果を向上させたり、定着
ローラの材質等を種々変化させたりするといった種々の
対策が行われているものの、耐久性と定着性のいずれか
を犠牲にせざるを得なかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑みて、その原因を追求し、弾性
体層の上層に樹脂層を設けた回転体の定着を行う状態で
の構成用件に着目して、十分な定着効果と十分な耐久性
を示すことのできる定着装置を提供するものである。

本発明の他の目的は、弾性層の弾性が定着に十分貢献で
き、しかも定着効果と耐久性とが従来よりはるかに高レ
ベルである定着装置の提供であり、さらに別の目的は複
雑な付加構成を必要とすることなく簡単な構成で上記目
的を達成できる定着装置の提供である。

〔本発明の要旨〕

本発明はこの目的を達成するため、定着装置の回転体対
の圧接領域と、一方の回転体の樹脂層の膜厚を規定する
ものであり、 反撥弾性率が60％以上のシリコンゴムからなる弾性体層
とこの弾性体層の上にフッ素樹脂分散液を塗布、焼成し
て形成した樹脂層とを備えた第１回転体と、該第１回転
体に圧接して圧接領域を形成する第２回転体と、を有し
この圧接領域で定着を行う定着装置において、 上記第１回転体の樹脂層の厚さ（Ｔμｍ）は、上記圧接
領域の幅（Nmm）との関係が、 であることを特徴とする定着装置である。

特に上記樹脂層の厚さＴ（μｍ）と上記圧接領域の幅Ｎ
（mm）との関係が下限で であるものは、さらに本発明中より優れた効果を奏する
ものである。

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。

第１図には不図示の加圧手段によって、ローラ1,2はト
ナー像を加熱加圧定着する圧接領域Ｍ（以下ニップと呼
ぶ）を形成している。

このニップは、均一ではなくローラ中央部で小さくロー
ラ両端部で大きいものである。このニップ幅の最小値
（又は、好ましくは平均ニップ幅）は後述の樹脂膜圧と
の関係によって定められる。

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）を形成して所望形成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。

ところがシリコンゴム自体は反撥弾性率が圧縮永久歪等
のゴム特性に優れているものの300℃以上に、ましてや3
06℃、327℃以上の加熱されると、発煙や解重合を起こ
す。これらは、良質な弗素樹脂層の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。従ってゴム層の過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PTFEで327℃以上の340℃〜380℃の焼成温度が５分
乃至10分程度与えられる。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とにより、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
にしなかった特徴、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、従来のような急激に剥離が生
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、厚さ0.5mm,反撥弾性率70％のシリ
コンゴム上に平均約17μｍ（最小膜厚15μｍ〜最大膜厚
20μｍ）で、膜強度が150Kg/cm²程度のPTFE樹脂層を有
し、中央部の外径が39.8mmで両端が外径39.8mm＋100μ
ｍ（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、その表面をサンドプ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。

次いで弗素樹脂ディスパージヨンを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
脂層を被仰した外径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
をサンドプ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程度厚に塗布し、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。さらに上記によると画質は良く画像のつぶ
れもほとんどなくなり、30万以上の定着でも安定した定
着性を示した。これは、耐久使用枚数は、50万枚定着で
も耐久限度にならなかった。

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 ローラー２でt₃＞_４ 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）層を所定厚設けた外
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200mm/秒、定着ローラ表面温度160℃、とした実験
によるものある。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、定着ローラ１と加圧ローラとの圧接領域の最
低幅を所定基準値とし、定着ローラ１の弾性層上の樹脂
層の膜厚Ｔを可変設定して定着ローラ１の耐久枚数との
こ圧接領域によって定着された画質の定着率との関係を
示している。第４図中、左側軸に片対数で耐久枚数を、
右側軸に等間隔で定着率を、夫々示し、実験曲線で膜厚
（Ｔ）と耐久枚数（Ｓ）との関係曲線を、破線曲線で膜
厚（Ｔ）と定着率（％）との関係曲線を、表現してい
る。

これらの曲線は、圧接領域の幅（Ｎ）が4mm,7mm,10mm,1
2mmに対して描かれ、膜厚（Ｔ）が７μ,15μ,22μ,30μ
の時のデータをプロツトして得られている。この実験に
使用された加熱側の各定着ローラの熱伝導率はほぼ と同じであった。従って後述する定着率の測定に余分な
条件が付加されない。定着は200mm/秒の速さで日本工業
規格A4サイズを38枚／分プリントして行なわれた。各ロ
ーラの外径を約50mm、加圧ローラをJISAゴム硬度40度の
ゴムローラとし、ニツプ4mmは総荷重50Kgで、ニツプ7mm
は総荷重65Kgで、ニツプ10mmは総荷重80Kgであった。

第４図において、本例では耐久枚数が10万枚以上、定着
率が80％以上を良好な条件として設定しているため、こ
れらの数値を共通横軸上に示している。

一般に、定着ローラーの被膜層の厚さが大になると熱的
絶縁層を形成するため、内部の熱が表面に出ないこと、
この厚さが薄すぎると、十分な熱蓄熱ができないので定
着効果が悪くなること、が考えられる。又、単に摩耗性
を考えるのであれば弾性層上の樹脂層の厚みを厚くすれ
ば良いと考えられる。

ところが、本例のように弾性層上に樹脂層をもつもので
は、樹脂層が剥離してくるといった問題をも含めた耐久
性を考えなければならず、樹脂層の厚さを薄くしても定
着率が悪かったり、樹脂層の厚みが厚くても定着率が良
いことが実験によって判明した。そして、本発明者らは
この圧接領域が重要な耐久性のパラメータであることに
帰着した。

第４図は、本発明の背景を示している。この図で、ニツ
プ幅Ｎは、定着率において樹脂膜厚が16μ以下では影響
力をほとんど示さず、逆に耐久枚数Ｓにおいて樹脂膜厚
が26μ以下で特に大きな影響力を示していることが理解
できる。又、ニツプ幅Ｎは、耐久枚数で小さい程耐久性
増加に貢献し、定着率で大きい程定着性向上に貢献して
いるという相反する影響力をもっていることとが確認で
きた。

即ち、樹脂膜厚とニツプ幅とを適切に構成しないと、十
分な定着率も、耐久枚数も得られず、他の加熱手段や加
圧手段或いは定着ローラの材質等に多くの限定や複雑化
を強いなければならない。

言い換えれば、樹脂膜厚とニツプ幅との関係を確立し、
その構成をとった定着装置ではこのような問題が解決で
きることになる。

この具体的な例で耐久枚数10万枚以上で、定着率が80％
以上のものを挙げれば、 ニツプ4mmに対して約6.0μｍ乃至約25.0μｍニツプ7mm
に対して約10,4μｍ約28.1μｍニツプ10mmに対して約1
6.0μｍ乃至約32.2μｍがある。

第５図には、本発明の樹脂膜厚Ｔ（μ）とニツプ幅Ｎ
（mm）との関係を直線で近似した領域を明記している。

この領域を式で説明すると、 であり、 好ましい条件として20万枚耐久を越えるものとして、 である。

さらに樹脂膜厚Ｔ（μ）の上限，下限を設定すると、熱
容量又は他の不安定要素を考慮して、平均膜厚が５μ以
上35μ以下が好ましく、最低膜厚が５μ以上であること
が最適である。

第５図中のプロツトは、第４図のデータを耐久枚数10万
枚,20万枚以上で定着率80％以上のもののうちの上限数
値，下限数値とであり、本願の上記領域の境界部分に位
置している。

これによって理解されるように、本発明は、従来の問題
を解決できる構成即ち、回転体の有する弾性体上の樹脂
層の膜厚と回転体対の定着作用が行われる圧接領域の幅
との関係を上記領域内にすることを有しているので、優
れた耐久性と優れた定着効果を得ることができる。

上記範囲のうち、樹脂層が35μを越えると下層の弾性層
の効果が小さく、定着性を向上するために特殊な特徴を
必要とする場合があるため、35μ以下にして弾性層の弾
性効果を生かすことが好ましい。

上記弾性層としてはゴム層が好ましく、耐熱が要求され
る時は反撥弾性率が60％以上のシリコーンゴムが適す
る。上記樹脂層は、膜厚が10〜25μが良く、より安定し
た定着率を得るためには反撥弾性率65〜85％、膜厚15〜
25μが最適である。又、樹脂層としては弗素樹脂が好ま
しく、特に、樹脂の引張り強度が50Kg/cm²以上好ましく
は、150Kg/cm²以上が最適である。さらにゴム層上に樹
脂層を設ける場合、これらの密着強度を後述の製法を応
用して20g/10mm巾以上にすることが好ましい。

尚、第５図中、ニツプ幅10mmで、樹脂膜厚の下限を規定
している直線近似式が大きく変化している。これは、膜
厚が16μ以上といった本発明の範囲中でも中間厚に属
し、内層表面上に発生する弾性層や接着層のバラツキを
補うだけのニツプ幅と膜厚と相乗効果が生かされ、許容
範囲を拡大していることによると考えられる。

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80％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、上記数値は、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327℃を越えた高温状
態を与えつつ、シリコーンゴムには300゜Ｃ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
JIS K6301に記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65〜85％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。

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、ロールの円周方向に幅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（950KHz〜2450MHz）
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
ゴム層よりも比較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と中
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、弗素樹脂の離型性と弾性を備え
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、上記例を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、従来解決されていなかった問題を弾性層上の
樹脂層と回転体対間の圧接領域との関係に着目して解決
するもので樹脂層の耐摩耗性を生かし、定着効果を向上
できる弾性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上記構成を示す領域のものとす
れば、耐久性が10万枚以上の耐久性が得られ、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。

定着用回転体（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。

しかも、定着の熱効率がよ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。

上記定着用回転体は、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図は本発明の定着装置の実施例の説明図、第２図は
定着用ローラ対の部分拡大説明図、第３図は定着用回転
体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、膜厚に対するニップ幅を
変化させた時の定着率と耐久枚数との関係図、第５図は
本発明構成の関係を示すニップ幅Ｍと樹脂膜厚との関係
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、Ｍはニップ幅。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 正弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (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56−159676（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−102266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−45478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−172668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−23072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−89785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−137558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−217010（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反撥弾性率が60％以上のシリコンゴムから
   なる弾性体層とこの弾性体層の上にフッ素樹脂分散液を
   塗布、焼成して形成した樹脂層とを備えた第１回転体
   と、この第１回転体に圧接して圧接領域を形成する第２
   回転体と、を有し、この圧接領域で定着を行う定着装置
   において、 上記第１回転体の樹脂層の厚さＴ（μｍ）は圧接領域の
   幅Ｎ（mm）との関係が、 であることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】上記厚さＴ（μｍ）は５μｍ以上35μｍ以
   下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   定着装置。
3. 【請求項３】上記樹脂層の厚さＴ（μｍ）は圧接領域の
   幅Ｎ（mm）との関係が、 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２
   項記載の定着装置。