JPH09281835A

JPH09281835A - フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH09281835A
Application number: JP9429696A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Hatakeyama; 英之畠山; Kazuo Kishino; 一夫岸野; Hideo Kawamoto; 英雄川元; Masaaki Takahashi; 正明高橋; Hiroaki Kumagai; 裕昭熊谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】静電オフセットを防止するために印加するバ
イアスにより絶縁破壊を生じず、連続通紙時においても
良好な画像が得られ続けるフッ素樹脂被覆弾性定着ロー
ラの提供。【解決手段】互いに圧接して回転可能に配設された定
着ローラと加圧部材を有し、未定着トナーを担持した記
録材を前記定着ローラと加圧部材で挟持搬送し未定着画
像を定着させる定着装置に用いられるフッ素樹脂被覆弾
性定着ローラにおいて、該フッ素樹脂被覆弾性定着ロー
ラの層構成が、少なくとも芯金、導電弾性層、絶縁弾性
層、フッ素樹脂離型層の順に積層されてなることを特徴
とする、フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置或い
は静電記録装置における画像形成装置の分野において利
用され、特に定着ローラと加圧部材との間で、未定着ト
ナーを担持した記録材を挟持搬送して定着する加熱手段
を有する、画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱定着装置に代表される像加熱装置と
しては、従来から熱ローラ方式、フィルム加熱方式等の
接触加熱方式が広く用いられている。その中でも最大４
層のトナー像を定着するカラー画像定着装置では、ハロ
ゲンヒータを発熱させ定着ローラ芯金、ゴム弾性層、ト
ナー離型層を介してトナー像を加熱して未定着トナー層
の定着を行っている。

【０００３】図２は一般的なフッ素樹脂被覆弾性定着ロ
ーラの、また図３は一般的なカラー画像定着装置の断面
図である。定着部材としての定着ローラ２は、アルミニ
ウム・鉄等の芯金１３上に、耐熱性に優れるシリコーン
ゴム、フッ素ゴム等の弾性層１２を形成し、更にその外
側にＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等のトナー離型性に優れ
るトナー離型層１１が形成されたものが用いられる。

【０００４】一方図３に示すように加圧部材としての加
圧ローラ３は、定着ローラ２と同様、アルミニウム・鉄
等の芯金３３上に、耐熱性に優れるシリコーンゴム、フ
ッ素ゴム等の弾性層３２を形成し、更にその外側にＰＴ
ＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等のトナー離型性に優れるトナー
離型層３１が形成されたものが用いられる。上記定着ロ
ーラ２及び加圧ローラ３には、発熱手段であるハロゲン
ヒータ６１，６２が配設されて、記録材Ｐの両面から加
熱を行い、図示しない転写手段によって、記録材Ｐに転
写された未定着トナーの加熱定着を行う。

【０００５】また、定着ローラ２に当接されたサーミス
タ５により、定着ローラの温度が検知され、この検知温
度に基づき制御装置４によりハロゲンヒータ６１，６２
が制御され、定着ローラ２及び加圧ローラ３の温度が所
定の温度に保たれるように制御されている。なお、定着
ローラ２と加圧ローラ３は図示しない加圧手段によっ
て、所定の圧力で加圧されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然しながら上記従来例
のような加熱定着装置には、定着ローラの帯電現象によ
る静電オフセットという問題点がある。静電オフセット
とは、定着ローラ、加圧ローラ、及び転写材等の帯電現
象に起因し、それら帯電電荷の静電作用により、トナー
が定着ローラに付着し、画像不良を起こす現象のことで
ある。本願発明者等の試験によれば、静電オフセットは
定着ローラ表面の帯電を低く抑えること、また定着ロー
ラ表面にトナーを転写材に拘束するような電荷を与える
ことにより防止することができる。

【０００７】定着ローラ表面の帯電現象を低く抑える方
法としては、表面フッ素樹脂の導電化が考えられる。然
しながら、表面フッ素樹脂を導電化した場合、定着ロー
ラの帯電を低く抑えることはできるが、一方で、転写工
程により転写材に与えられた電荷が定着ローラを介して
外部に流出し、転写材がトナーを拘束する力がなくな
り、オフセット現象が発生するという問題点がある。

【０００８】また定着ローラ表面にトナーを拘束するよ
うな電荷を与える方法としては、定着ローラにトナーと
逆極性の電荷のバイアスを印加する方法が考えられる。
定着ローラにバイアスを印加する場合、定着ローラ芯金
から電荷を流入していく方法が一般的であるが、その場
合の定着ローラを構成する各層は、芯金、導電弾性層、
フッ素樹脂層の順に構成される。

【０００９】然しながら、このような層構成をもつ定着
ローラには、次のような問題点がある。先ず、表面フッ
素樹脂層の絶縁破壊が挙げられる。表面フッ素樹脂層が
バイアス電荷によって絶縁破壊を起こしてしまうと、バ
イアスによって定着ローラに与えられた、トナーと逆極
性の電荷が定着ローラ表面に残留することができなくな
り、その結果、与えたバイアスの効果がなくなり、静電
オフセットが発生してしまう。

【００１０】また表層フッ素樹脂層の絶縁破壊を防ぐた
め、表層のフッ素樹脂層の厚みを厚くしていくと、定着
ローラ表面の硬度は極めて硬くなってしまう。カラー画
像のような最大４層のトナー層を定着する定着ローラに
は、定着ローラ加熱面が記録材やトナーの凹凸に十分追
従できるように、ある程度の弾性が必要である。その弾
性がないとカラー画像において光沢ムラ等の画像不良が
発生してしまう。フッ素樹脂層を厚くして定着ローラ表
面の弾性が損なわれた場合、上記光沢ムラが発生してし
まう。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の課題・目
的は、以下に示す本発明によって解決・達成される。即
ち本発明は、互いに圧接して回転可能に配設された定着
ローラと加圧部材を有し、未定着トナーを担持した記録
材を前記定着ローラと加圧部材で挟持搬送し未定着画像
を定着させる定着装置に用いられるフッ素樹脂被覆弾性
定着ローラにおいて、該フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ
の層構成が、少なくとも芯金、導電弾性層、絶縁弾性
層、フッ素樹脂離型層の順に積層されてなることを特徴
とする、フッ素樹脂被覆弾性定着ローラを開示するもの
である。

【００１２】また本発明は画像形成装置において、該画
像形成装置が前記本発明のフッ素樹脂被覆弾性定着ロー
ラと加圧部材とを圧接し、未定着トナーを担持した記録
材を、前記定着ローラと加圧部材で挟持搬送して、前記
未定着トナー画像を定着させる定着装置を具備すること
を特徴とする画像形成装置を開示するものである。

【００１３】本発明によれば、フッ素樹脂被覆弾性定着
ローラにおいて、その層構成が、少なくとも芯金、導電
弾性層、絶縁弾性層、フッ素樹脂離型層の順で積層され
て構成されているため、静電オフセット防止のため、定
着ローラにバイアスを印加した場合に発生する表層フッ
素樹脂離型層の絶縁破壊を、その下層を構成する絶縁離
型層の効果により防止することができる。また、フッ素
樹脂層の絶縁破壊が生じた場合においても、その下層を
構成する絶縁弾性層の効果により、バイアスにより印加
した電荷を定着ローラ表面に保つことができ、そのこと
によって静電オフセットを防止することができる。ま
た、フッ素樹脂層の絶縁破壊を防止するためにフッ素樹
脂層を厚くする必要性もなくなり、定着ローラの硬度を
低く抑えることができるため、カラー画像を定着する際
にも、定着ローラの加熱面が記録材やトナーに容易に追
従することが可能になり、画像の光沢ムラを抑えること
ができる。

【００１４】また、上記フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ
の弾性層、すなわち導電弾性層と絶縁弾性層の、厚みの
合計は５０〜３０００μｍの範囲にあることが望まし
い。弾性層合計の厚みが５０μｍより薄い場合、カラー
画像を定着する際、定着ローラの加熱面が、記録材やト
ナーの凹凸に容易に追従するに十分な弾性を与えること
ができず、画像に光沢ムラが発生する。一方、弾性層合
計の厚みが３０００μｍより厚い場合、弾性層の断熱効
果により、ハロゲンヒータで発生させた熱量を効率よく
記録材及びトナーに伝えることができなくなり、トナー
の記録材に対する定着性の低下が起こってしまう。

【００１５】また、上記フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ
の弾性層、すなわち導電弾性層及び絶縁弾性層の硬度
は、ともに６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下であることが好ま
しい。

【００１６】弾性層を設けることにより、定着ローラの
加熱面が記録材及びトナーの凹凸に追従できるようにな
り、カラー画像において光沢ムラが防止できるようにな
るが、その際弾性層の硬度は６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下
でないと、その効果は不十分である。

【００１７】また、上記フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ
の弾性層、すなわち導電弾性層及び絶縁弾性層の熱伝導
率λは、５×１０^-4〜１．５×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ
ｅｃ・ｄｅｇの範囲にあることが望ましい。５×１０^-4
ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇより小さいと、ハロゲン
ヒータにおいて発生した熱量を、記録材とトナーに十分
伝えることができなくなり、トナーの記録材に対する定
着性が低下する。また１．５×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ
ｅｃ・ｄｅｇより大きいと、弾性層の硬度が極めて高く
なり、カラー画像において光沢ムラが発生する。

【００１８】また、上記フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ
の導電弾性層の体積抵抗値は、１×１０⁷ 〜１×１０¹
Ω・ｃｍの範囲にあることが望ましい。１×１０⁷ Ω・
ｃｍより抵抗が高いと、定着ローラ芯金からバイアスを
印加した場合、その印加電荷を定着ローラ表面まで効率
よく伝えることができなくなる。一方、導電弾性層の抵
抗値は低ければ低いほどよいが、弾性層の抵抗値を下げ
るため、弾性体の導電性充填剤量を増加させていくと、
弾性体の硬度が高くなり、カラー画像を印刷した場合、
画像光沢ムラが発生してしまう。

【００１９】また、上記フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ
の絶縁弾性層の厚みは、１０〜５００μｍの範囲にある
ことが望ましい。絶縁弾性層の厚みが１０μｍより薄い
と、静電オフセット防止のため、バイアスを印加した場
合、絶縁破壊を起し、バイアスの効果が減少してしま
う。また５００μｍより厚いと、定着ローラ芯金から印
加したバイアスの電荷を定着ローラ表面まで効率よく伝
えることができなくなる。

【００２０】また、上記フッ素樹脂被覆弾性定着ローラ
の表層フッ素樹脂離型層の厚みは３〜５０μｍの範囲に
あることが望ましい。フッ素樹脂層の厚みが３μｍより
薄いと、フッ素樹脂の摩耗による、定着ローラの耐久性
に問題が生じる。また、フッ素樹脂層の厚みが５０μｍ
より厚いと、定着ローラの表面が極めて硬くなり、定着
ローラ加熱面が記録材やトナーの凹凸に追従することが
難しくなり、カラー画像を印刷した場合、その画像に光
沢ムラが生じる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき表１を参照し
ながら実施例により本発明の詳細を説明するが、本発明
がこれらによって何ら限定されるものではない。

【００２２】

【実施例】

［比較例１，２］図２は一般的なフッ素樹脂被覆弾性定
着ローラの断面図である。ここで比較例１のフッ素樹脂
被覆弾性定着ローラの製造方法について簡単に説明す
る。

【００２３】１３はアルミニウム・鉄等からなる定着ロ
ーラ芯金であり、芯金１３上にはシリコーンゴムからな
る弾性層１２と接着を行うため、あらかじめプライマー
処理がなされている。芯金１３のプライマー処理は、一
般的に用いられるシリコーンゴムプライマーを芯金１３
上に塗布し、２００℃に設定した温風循環式オーブン中
に３０分間放置することにより行った。

【００２４】１２は弾性層であり、定着ローラに必要な
耐熱性があれば特に制約はないが、本比較例ではシリコ
ーンゴムを用いた。弾性層１２は、ＬＴＶ液状シリコー
ンゴムを芯金１３をあらかじめセットしてある金型内に
注入し、１３０℃に設定した温風循環式オーブン中に３
０分間放置して硬化することにより形成した。上記硬化
工程を終了した後、シリコーンゴム弾性層１２の接着が
なされた芯金１３を金型内より脱型し、２００℃に設定
した温風循環式オーブン中に４時間放置して、シリコー
ンゴム弾性層１２の２次加硫を行った。また、その際の
シリコーンゴム弾性層１２の厚みは２ｍｍとした。

【００２５】１１はフッ素樹脂からなる、トナー離型層
であり、上記した方法で形成したシリコーンゴム弾性層
１２上に、以下のように形成した。シリコーンゴム弾性
層１２とフッ素樹脂層１１を接着するためのプライマー
としては、特に制約はないが、ここではシリコーンゴム
弾性層１２の表面をエポキシ系プライマーで処理した
後、フッ素樹脂を混合したポリアミン系フッ素ゴム塗料
を、約３０μｍの厚みでスプレー塗装し、２００℃に設
置した温風循環式オーブン中に３０分間放置して、加硫
硬化させたものを用いた。

【００２６】上記プライマー処理した、シリコーンゴム
弾性層１２上には、フッ素樹脂層を形成する。フッ素樹
脂層１１は、水性フッ素樹脂塗料（ここではＦＥＰの水
性塗料）をスプレーにより塗装し、３２０℃に設定され
た温風循環式オーブン中に３０分間放置することにより
成膜した。そのときフッ素樹脂層の厚みは１５μｍであ
った。

【００２７】以上のような工程を経て、従来のフッ素樹
脂被覆弾性定着ローラを得た。ここで、上記シリコーン
ゴム弾性層１２に、硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導
率λ１×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ、体積抵
抗１×１０⁴ Ω・ｃｍの導電ＬＴＶシリコーンゴムを用
いた場合（比較例１）、シリコーンゴム弾性層１２に硬
度２０°（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率λ１×１０^-3ｃａｌ
／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇの絶縁ＬＴＶシリコーンゴムを
用いた場合（比較例２）のそれぞれを、図３に示す定着
装置に装着して定着試験を行った。

【００２８】その結果、比較例１及び比較例２の定着ロ
ーラそれぞれにおいて、カラー画像の定着は、光沢ムラ
を発生することなく良好な画像が得られたが、白黒画像
（２４枚／分）を印刷した場合、静電オフセット現象が
発生した。

【００２９】また、静電オフセットを防止するため、定
着ローラ芯金よりバイアスを印加したところ、比較例１
のように導電のシリコーンゴム弾性層を用いた定着ロー
ラは１．５ｋＶ以上のバイアスを印加した場合、初期画
像において静電オフセットを防止することができたが、
連続通紙中にフッ素樹脂トナー離型層の絶縁破壊が生じ
て、バイアスの効果がなくなり、静電オフセットが発生
してしまった。一方、比較例２のように絶縁のシリコー
ンゴム弾性層を用いた定着ローラにおいては、バイアス
印加の効果は認められなかった。

【００３０】［実施例１］本発明による、実施例１の定
着ローラの層構成を図１に示す。導電弾性層１２２とし
ては、硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率λ１×１０
^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ、体積抵抗１×１０⁴
Ω・ｃｍの導電ＬＴＶシリコーンゴムを用いた。ここま
での加工方法は比較例で述べたものと同様である。その
とき、導電弾性層１２２の厚みは、２ｍｍであった。

【００３１】上記のように成形・硬化した導電シリコー
ンゴム層上に、絶縁のシリコーンゴム弾性層１２１とし
ての硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率λ１×１０^-3
ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇの絶縁ＬＴＶシリコーン
ゴムをスプレーによりコーティングし、それを１３０℃
に設定した温風循環式オーブン中に３０分間放置して加
硫硬化した。またその際の、絶縁弾性層１２１の厚みは
１００μｍであった。上記のような方法で加硫硬化され
た導電シリコーンゴム弾性層１２２及び絶縁シリコーン
ゴム弾性層１２１は、２００℃に設定された温風循環式
オーブン中に４時間放置することにより２次加硫を行っ
た。上記のように加硫硬化したシリコーンゴム弾性層１
２上に比較例と同様の方法でフッ素樹脂トナー離型層１
１を成膜した。その際、トナー離型層１１の厚みは１５
μｍであった。上記のように作成したフッ素樹脂被覆弾
性定着ローラを、図３に示す定着装置に装着して、定着
試験を行った。

【００３２】その結果本実施例１の定着ローラにおい
て、カラー画像の定着は光沢ムラを発生することなく良
好な画像が得られた。また、白黒画像（２４枚／分）を
印刷した場合、静電オフセットが発生する。そこで定着
ローラ芯金よりバイアスを印加したところ、１．５ｋＶ
以上のバイアスを印加した場合に静電オフセットを防止
することができた。また、フッ素樹脂層の下層に絶縁弾
性層が存在するため、比較例のようにフッ素樹脂層の絶
縁破壊を引き起こすことがなく、連続通紙を行ってもバ
イアス印加の効果が薄れることはなく、良好な画像が得
られ続ける。また、バイアス印加電圧を３ｋＶまで上昇
させたが、フッ素樹脂層及び絶縁弾性層の絶縁破壊は発
生しなかった。

【００３３】［実施例２，３］（実施例２の定着ローラ構成）実施例２の定着ローラ構
成、及び加工方法は実施例１で述べた通りである。また
その際の、導電弾性層１２２の厚みは３ｍｍ、絶縁弾性
層１２１の厚みは１００μｍ、フッ素樹脂トナー離型層
１１の厚みは１５μｍであった。

【００３４】（実施例３の定着ローラ構成）実施例３の
定着ローラ構成は実施例１通りである。実施例３の導電
弾性層１２２の厚みは３０μｍであり、導電ＬＴＶシリ
コーンゴムをスプレーによりコーティングし、１３０℃
に設定した温風循環式オーブン中に３０分間放置するこ
とにより硬化した。また絶縁弾性層１２１の厚みは１５
μｍであり、絶縁ＬＴＶシリコーンゴムをスプレー法に
よりコーティングし、１３０℃に設定した温風循環式オ
ーブン中に３０分間放置することにより硬化した。上記
工程が終了した後、２００℃に設定した温風循環式オー
ブン中に４時間放置し２次加硫硬化した。

【００３５】また、フッ素樹脂トナー離型層１１の成膜
方法は、実施例１と同様であり、その際のフッ素樹脂ト
ナー離型層１１の厚みは１５μｍであった。ここで、実
施例２及び実施例３に記載のフッ素樹脂被覆弾性定着ロ
ーラを、図３に示す定着装置に装着し定着試験を行っ
た。

【００３６】その結果、実施例２及び実施例３のような
ローラを用いた場合、白黒画像（２４枚／分）を印刷し
た場合の静電オフセットは、定着ローラ芯金よりトナー
と逆極性のバイアスを印加することにより防止でき、ま
たバイアスによる表層フッ素樹脂及び絶縁弾性層の絶縁
破壊は発生しなかった。

【００３７】然しながら、実施例２のローラを用いた場
合、導電弾性層及び絶縁弾性層の層厚が３１００μｍで
あり、弾性層の断熱効果により、ハロゲンヒータで発生
した熱量をトナー及び転写時に効率よく伝えることがで
き難くなり、カラー画像における定着性（トナーが転写
材に密着している力）が不足して、定着不良が発生し
た。

【００３８】また、実施例３のローラを用いた場合、弾
性層の層厚は４５μｍと薄く、ハロゲンヒータで発生し
た熱量を、トナー及び転写材に効率よく伝えることは可
能であるが、一方で弾性層が薄いため、定着ローラの加
熱面がトナーや記録材の凹凸に追従でき難くなり、カラ
ー画像において光沢ムラが発生した。

【００３９】［実施例４］実施例４の定着ローラ構成は
実施例１と同様である。但しその際の導電弾性層１２２
の厚みは２ｍｍ、硬度は６５°（ＪＩＳ−Ａ）、絶縁弾
性層１２１の厚みは１００μｍ、フッ素樹脂トナー離型
層の厚みは１５μｍであった。そこで、実施例４のフッ
素樹脂被覆弾性定着ローラを、図３に示す定着装置に装
着し定着試験を行った。

【００４０】その結果、実施例４のようなローラを用い
た場合、白黒画像（２４枚／分）を印刷した場合の静電
オフセットは、定着ローラ芯金よりトナーと逆極性のバ
イアスを印加することにより防止でき、またバイアスに
よる表層フッ素樹脂及び絶縁弾性層の絶縁破壊は発生し
なかった。

【００４１】然しながら実施例４のローラを用いた場
合、導電弾性層の硬度が６５°（ＪＩＳ−Ａ）と高いた
め、定着ローラの加熱面がトナーや記録材の凹凸に追従
することができ難くなり、カラー画像を印刷する場合、
光沢ムラが発生した。

【００４２】［実施例５］実施例５の定着ローラ構成は
実施例１と同様である。但しその際の導電弾性層１２２
の厚みは２ｍｍ、熱伝導率λは４×１０^-4ｃｍ・ｓｅｃ
・ｄｅｇ、絶縁弾性層１２１の厚みは１００μｍ、フッ
素樹脂トナー離型層の厚みは１５μｍであった。ここ
で、実施例５のフッ素樹脂被覆弾性定着ローラを、図３
に示す定着装置に装着し定着試験を行った。

【００４３】その結果、実施例５のようなローラを用い
た場合、白黒画像（２４枚／分）を印刷した場合の静電
オフセットは、定着ローラ芯金よりトナーと逆極性のバ
イアスを印加することにより防止でき、またバイアスに
よる表層フッ素樹脂及び絶縁弾性層の絶縁破壊は発生し
なかった。

【００４４】然しながら、実施例５のローラを用いた場
合、導電弾性層の熱伝導率λが４×１０^-4ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・ｄｅｇと低いため、弾性層の断熱効果によ
り、ハロゲンヒータで発生した熱量を、トナー及び記録
材に効率よく伝えることができ難くなり、カラー画像に
おける定着性（トナーが記録材に密着している力）が不
足し、定着不良が発生した。

【００４５】［実施例６」実施例６の定着ローラ構成は
実施例１と同様である。但しその際の導電弾性層１２２
の厚みは２ｍｍ、体積抵抗は１×１０⁹Ω・ｃｍ、絶縁
弾性層１２１の厚みは１００μｍ、フッ素樹脂トナー離
型層の厚みは１５μｍであった。ここで、実施例６のフ
ッ素樹脂被覆弾性定着ローラを、図３に示す定着装置に
装着し定着試験を行った。

【００４６】その結果、実施例６のようなローラを用い
た場合、白黒画像（２４枚／分）を印刷した際に、導電
弾性層の体積抵抗が高いため、定着ローラ芯金よりトナ
ーと逆極性のバイアスを印加しても、表層フッ素樹脂ま
でそのバイアス効果が表われず、静電オフセットを防止
することはできなかった。

【００４７】［実施例７〜１０」実施例７〜１０の定着
ローラ構成は実施例１と同様である。但しその際の絶縁
弾性層１２１の厚みは、８μｍ（実施例７）、２０μｍ
（実施例８）、５００μｍ（実施例９）、６００μｍ
（実施例１０）であった。また、導電弾性層１２２の積
みは２ｍｍ、フッ素樹脂トナー離型層の厚みは１５μｍ
であった。ここで、実施例７〜１０のフッ素樹脂被覆弾
性定着ローラを図３に示す定着装置に装着し定着試験を
行った。

【００４８】その結果、実施例７のローラを用いた場
合、白黒画像（２４枚／分）を印刷した際に、初期画像
においては、バイアスを印加することにより静電オフセ
ットを防止し良好な画像を得ることができたが、連続通
紙中に絶縁弾性層の厚みが８μｍと薄いため、表層フッ
素樹脂及び絶縁弾性層の絶縁破壊が発生し、バイアスの
効果が薄れて静電オフセットが発生した。また、実施例
８及び実施例９のローラを用いた場合、カラー画像の定
着においては光沢ムラを発生することなく良好な画像が
得られた。

【００４９】また、白黒画像（２４枚／分）を印刷した
場合、静電オフセットが発生する。

【００５０】そこで定着ローラ芯金よりバイアスを印加
したところ１．５ｋＶ以上のバイアスを印加した場合に
静電オフセットを防止することができた。また、フッ素
樹脂層の下層に絶縁弾性層が存在するため、比較例のよ
うにフッ素樹脂層の絶縁破壊を引き起こすことがなく、
連続通紙を行ってもバイアス印加の効果が薄れることは
なく、良好な画像が得られ続ける。また、バイアス印加
電圧を３ｋＶまで上昇させたが、フッ素樹脂層及び絶縁
弾性層の絶縁破壊は発生しなかった。

【００５１】また実施例１０の定着ローラを用いた場
合、絶縁弾性層の厚みが６００μｍと厚いため、定着ロ
ーラ芯金からバイアスを印加しても、その効果が表層フ
ッ素樹脂上にまで表われず、そのため白黒画像（２４枚
／分）を印刷した場合、静電オフセットが発生した。

【００５２】［実施例１１〜１４］実施例１１〜１４の
定着ローラ構成は実施例１と同様である。但しその際
の、フッ素樹脂トナー離型層１１、２μｍコーティング
層（実施例１１）、５μｍコーティング層（実施例１
２）、５０μｍチューブ層（実施例１３）、６０μｍチ
ューブ層（実施例１４）であった。また導電弾性層１２
２の厚みは２ｍｍ、絶縁弾性層１２１の厚みは１００μ
ｍであった。

【００５３】ここで、実施例１１〜１４のフッ素樹脂被
覆弾性定着ローラを図３に示す定着装置に装着し定着試
験を行った。その結果、実施例１１、実施例１２及び実
施例１３のローラを用いた場合、カラー画像の定着にお
いては光沢ムラを発生することなく良好な画像が得られ
た。

【００５４】また、白黒画像（２４枚／分）を印刷した
場合、静電オフセットが発生する。

【００５５】そこで定着ローラ芯金よりバイアスを印加
したところ、１．５ｋＶ以上のバイアスを印加した場合
に静電オフセットを防止することができた。また、フッ
素樹脂層の下層に絶縁弾性層が存在するため、比較例の
ようにフッ素樹脂の絶縁破壊を引き起こすことがなく、
連続通紙を行っても、バイアス印加の効果が薄れること
はなく、良好な画像が得られ続ける。また、バイアス印
加電圧を３ｋＶまで上昇させたが、フッ素樹脂層及び絶
縁弾性層の絶縁破壊は発生しなかった。

【００５６】然しながら実施例１１のローラはフッ素樹
脂離型層の厚みが２μｍと薄く、５万枚の耐久試験を行
ったところ、フッ素樹脂の摩耗が激しく、表層のトナー
離型性が極端に低下することがわかった。

【００５７】また、実施例１４の定着ローラを用いた場
合、表層フッ素樹脂層の厚みが６０μｍと厚いため表層
が硬くなり、定着ローラの加熱面がトナーや記録材の凹
凸に追従することができ難くなり、カラー画像を印刷す
る場合は、光沢ムラが発生した。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【発明の効果】上記のように、互いに圧接して回転可能
に配設された定着ローラと加圧部材を有し、未定着トナ
ーを担持した記録材を上記定着ローラと加圧部材で挟持
搬送して、上記未定着画像を定着させる定着装置に用い
られるフッ素樹脂被覆弾性定着ローラにおいて、該フッ
素樹脂被覆弾性定着ローラの層構成が少なくとも芯金、
導電弾性層、絶縁弾性層、フッ素樹脂離型層の順で積層
されて構成されていることにより、静電オフセットを防
止するために印加するバイアスにより絶縁破壊を生ずる
ことなく、連続通紙時においても良好な画像が得られ続
けるフッ素樹脂被覆弾性定着ローラを提供することがで
きる。

【００６０】また上記２層弾性層の効果により、定着ロ
ーラ加熱面がトナーや記録材の凹凸に追従できるように
なり、カラー画像においても光沢ムラの発生しないフッ
素樹脂被覆弾性定着ローラを提供することができる。

【００６１】また、上記したフッ素樹脂被覆弾性定着ロ
ーラを定着装置に装着することにより、白黒画像におい
ても、カラー画像においても良好な画像が得られる画像
形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフッ素樹脂被覆弾性定着ローラを示す
模式断面図。

【図２】一般的なフッ素樹脂被覆弾性定着ローラを示す
模式断面図。

【図３】定着装置の概要を示す模式断面図。

【符号の説明】２定着ローラ３加圧ローラ４制御回路５サーミスタ１１，２１，３１トナー離型層１２，２２，３２弾性層１３，２３，３３芯金６１，６２ハロゲンヒータ１２１絶縁弾性層１２２導電弾性層Ｐ転写材ｔトナー

フロントページの続き (72)発明者高橋正明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)発明者熊谷裕昭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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに圧接して回転可能に配設された定
着ローラと加圧部材を有し、未定着トナーを担持した記
録材を前記定着ローラと加圧部材で挟持搬送し未定着画
像を定着させる定着装置に用いられるフッ素樹脂被覆弾
性定着ローラにおいて、該フッ素樹脂被覆弾性定着ロー
ラの層構成が、少なくとも芯金、導電弾性層、絶縁弾性
層、フッ素樹脂離型層の順に積層されてなることを特徴
とするフッ素樹脂被覆弾性定着ローラ。
【請求項２】前記導電弾性層と絶縁弾性層の厚みの合
計が、５０〜３０００μｍの範囲にあることを特徴とす
る、請求項１記載のフッ素樹脂被覆弾性定着ローラ。
【請求項３】前記導電弾性層及び絶縁弾性層の硬度
が、６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下であることを特徴とす
る、請求項１又は２記載のフッ素樹脂被覆弾性定着ロー
ラ。
【請求項４】前記絶縁弾性層の硬度が、２５°（ＪＩ
Ｓ−Ａ）以下であることを特徴とする、請求項１ないし
３の何れかに記載のフッ素樹脂被覆弾性定着ローラ。
【請求項５】前記導電弾性層及び絶縁弾性層の熱伝導
率が、５×１０^-4〜１．５×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅ
ｃ・ｄｅｇの範囲にあることを特徴とする、請求項１な
いし３の何れかに記載のフッ素樹脂被覆弾性定着ロー
ラ。
【請求項６】前記導電弾性層の体積抵抗値が、１×１
０¹ 〜１×１０⁷ Ω・ｃｍの範囲にあることを特徴とす
る、請求項１記載のフッ素樹脂被覆弾性定着ローラ。
【請求項７】前記絶縁弾性層の厚みが、１０〜５００
μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１又は２記
載のフッ素樹脂被覆弾性定着ローラ。
【請求項８】前記フッ素樹脂離型層の厚みが３〜５０
μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１記載のフ
ッ素樹脂被覆弾性定着ローラ。
【請求項９】画像形成装置において、該画像形成装置
が、請求項１ないし８の何れかに記載のフッ素樹脂被覆
弾性定着ローラと加圧部材とを圧接し、未定着トナーを
担持した記録材を、前記定着ローラと加圧部材で挟持搬
送して、前記未定着トナー画像を定着させる定着装置を
具備することを特徴とする画像形成装置。