JPS61128274A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野１ 本発明は電子写真複写装置、ファクシミリ等の画像記録
装置において、トナー像を紙等の記録材上に定着するた
めの定着装置の改良に関するものである。 【従来の技術】 電子写真複写装置等において、未定着画像を記録紙等の
記録材上に定着するには、加熱ローラ定着装置で代表さ
れる接触式定着装置が多く採用されている。この種の方
式では熱源を備えた加熱ローラと、之に圧接する圧着ロ
ーラとの対をなす回転体の間に未定着画像であるトナー
像を支持した記録材を搬送し、トナーを記録材上に熱定
着させるものである。第３図に一般の加熱ローラ方式の
定着装置の断面図を示す、内部にヒータ１ａ等の加熱手
段を有する円筒状の加熱ローラｌがあり、定着にあたっ
ては時計方向に回転する。２は円筒状をなした圧着ロー
ラで、定着にあたっては加熱ローラに圧接し反時計方向
に回転する。搬送ベルト３によって右方より搬送され、
未定着トナーＴがトナー像Ｅして付着した転写紙Ｐは加
熱ローラ１及び圧着ローラ２によって押圧・加熱されて
定着し左方に排出される。　４ｍ及び４ｂは転写紙Ｐが
加熱ロー？１または圧着ローラ２に巻付いて搬送不良を
起こさないための分離に用いる分離爪である。また６は
適度の粘性を有したシリコンオイル等の離型剤を含浸さ
せたフェルト状のオイルパッドで、５はブラシ状繊維を
円筒状に植設したクリーニングローラである。クリーニ
ングロー２５は回転して加熱ローラ周面に付着したトナ
ー残滓を除去しまた離型剤を適当に供給する。 加熱ａ−ラ１には例えば厚さ２〜５−一程度のＡ党パイ
プを芯金とし之に２００〜５００μ輪厚のシリコンゴム
或いはテフロンをコーティングしたものが用いられてい
た。又は圧着ロー２２としては例えば約３０−φのＳＯ
３を芯金とし、その周面にシリコンゴムを約５−程度の
厚さで被覆したものが用いられていた。 このようなローラ定憤装置について求められるＩｆｌｍ
としでは、オフセットを生じることなく定着性が確保さ
れ、記録紙にシワが生じることなく、離型性の良いこと
である。＊たシリコンオイル等を離型剤として用いる時
はシリコンオイルによる回転体表面の摩耗がなく分離爪
の当接等によるロー２表面の摩耗が少ないことが求めら
れている。 前記の従来例は長Ｍに亘つて使用する上で満足なもので
はなかった０例えばシリコンゴムを被覆した加熱ローラ
はテア０ン９：被覆した加熱ローラに比べて定着性が良
く、記録紙のシワの発生が少なく、また画像のニノミが
少ない等の利点を有するが、離型性が悪いという欠点を
有している。そのためにシリコンオイルをシリコンゴム
表面に塗布しで離型性をよくすることがなされているが
、このことは反面、シリコンゴムがＭｌ潤し、圧縮永久
歪が生じやすくなり、また分離爪の当接等によるロー−
７ｔｔ面の摩耗が着しくなる等の欠点が付随する。 このようなところから離型性において優れ、またシリコ
ンオイル等によっても膨潤しないローラ表面層質として
フッ素樹脂が注目され、ａ−ラ表面層をフッ濃樹脂とす
る提案も多い、特開昭５７−８９７８５号公報、特開昭
５９−７４５７８号公報等はローラ芯金の上に弾性層を
有し、その上にフッ素樹脂層を成形したローラ定着装置
に関するものである。 ７フｘＩ（脂は硬度が高く下層にあたる弾性層と弾性係
数等の物理特性が著しく異なるため、厚紙状の記録紙を
上記の回転体を用いた定着装置によって定着を行うと、
記録紙の側端部に該当するフッ素刹ＩＩＩｔ層部什にク
ツツクが発生したりして耐久性に乏しいという欠点を有
している。 またＷ開明５７−１３５８７１号公報、特開昭５８−５
フッ０号公報、特開昭５８−２７１７５号公報、特開昭
５８−９０６７３号公報等は、ローラ芯金の上に弾性層
を設け、その上にフッ素樹脂を含むフッ素ゴム層を形成
したローラ定着装置を提案したものである。フッ素樹脂
を含んだフッ素ゴムをローラ表面層として塗布・焼成す
ると、フッ素樹脂が表面に出てフッ素樹脂の屑が形成さ
れることを利用したものである。この場合は表面のフッ
素樹脂層と基材との闇の接着性において優れているが、
表面に析出するフッ濃樹脂層は１μ−程度或いはそれ以
下の層厚をなしている。このようにして構成した回転体
を用いた定着装置は離型性は良好に確保されているが、
表面層をなすフッ素樹脂が極めて薄いため、耐久性に乏
しいとの欠、αを有している。

【発明が解決しようとする問題点］ 本発明は離型性が良好であることは勿論、耐久性におい
ても優れた、フッ素Ｉｆ脂層を表面層としたローラな用
いたローラ定着装置を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段】 本発明は上記目的を達成するようにしたもので、それは
フッ素樹脂を混合したゴム層とその外側にフッ素樹脂層
をコーティングした表面層を有する回転体を持つことを
特徴とする定着装置により、或いはフッ素樹脂含有ゴム
層の上に２〜１００μ鐘のフッ素樹脂層を形成した回転
体を持つことを特徴とする定着装置により達成される。 即ち本発明は、ローラ芯金、又はａ−ラ芯金上に設けた
弾性層と表面層であるフッ素…脂層との間にフッ素樹脂
を混合したゴム層を設けるようにしたもので、フッ素樹
脂を混合したゴム層は、之を塗布・焼成することにより
、すくなくも表面層のフッ素…脂と接着する部分はフッ
素御脂或いはフッ素樹脂リッチの状態となっているので
接着性は良好で、従って表面層に設けるフッ素…脂層は
ＷＦ７を比較的自由にとることができる。ローラ定着ｉ
ｒａに適当なフッ素」脂層の層厚は２〜１００μ−１好
ましくは５〜３０μ−に設けることが望ましい。 またローラ芯金又はローラ芯金上に設けた弾性層とゴム
層とは接着性が極めて良いので、各眉間の接着力が良好
であることと、ローラ表面からの外力に対して弾性係数
等の物理特性が表面層から順にｊ！Ｉｉ哩なく変化して
いるので、耐久性においても優れた特性を有するように
なっている。

【実施例１ 本発明者は、上記発明に基づき、多くの実験を打ってい
るが、下記に本発明を加熱ａ−ラに適用した実施例（１
−１）（１−２）と、圧着ローラに適用した実施例（２
−１）について説明する。 実施例（１−１） 断面形状は第１図（ａ）に示す加熱ローラである。 外径４０−φ、肉厚ｔ＝５ｍ−のＡｌｌ中空円筒を芯金
１１ｄとし、この周面上に弾性層ｌｉｅとして耐熱性の
嵩いシリコンゴムをＬ＝０．３ｍ＠厚に被覆した。 この弾性層１１ｃの上面にフッ素樹脂を混合したゴム層
１１ｂを塗装・焼成した。このゴム層にはフッ素樹脂と
フッ素ゴムの混合したダイキン製品ダイエルラテックス
ＣＬＳ−２１３を用い、焼成されたフッ素捌脂を混合し
たゴム層１１ｂの層厚はｔ＝２０μｌとした。 更にこのゴム層ｆｌｂの上面に表面層としてＰＦＡ（三
井７四ロケミカル製品）を使用した。ＰＦＡとはイー・
アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・７ンド・カンパニー
（インコーボレーティッド）Ｅ、　ＩＤｕｐｏｎｔ　ｄ
ｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏ、（Ｉｎｃ、）で製
造している゛テア０ン”ＰＦＡフルオルカーボン樹脂と
呼ばれるテフロン樹脂の商品名である。このゴム層１１
ｂの上面のＰＦＡを用いたフッ素樹脂層１１ａとして層
厚はＬ＝２０μ−に！！装・焼成した。 実施例（１−２） 断面形状はＰＡ１図（ｂ）に示す加熱クーラである。 外径４０５ｗφ、肉厚はｔ＝５ｍ−のＡｌｌ中空円筒を
芯金１２ｄとし、この周面上にフッ素樹脂を混合したゴ
ム層１２ｂを層厚ｔ＝３００μ−に塗装・焼成した。ゴ
ム層にはフッ素ゴムを用い、フッ素樹脂と混合したダイ
キン製品グイエルラテックスＣＬＳ−２１３を塗装後焼
成した。 このゴム層ｔｚｂの上面には表面層として７フ素樹ｌｌ
１ｔ１２亀を層厚ｔ＝２０μ−に塗装・焼成した。フッ
素樹脂にはＰＦＡ（三井７０ロケミカル製品）を用いて
いる。 実施例（２−１”） 断面形状はｔＩＳ２図に示す圧着ローラである。　３０
■φのＳＵＳを材料とする芯金２１ｄの周面に厚さし＝
５ｍ＋＊のシリコンゴム（信越化学製品）を弾性層２１
Ｃとして被覆した。 この弾性層２１ｃの上面にフッ素Ｉｆ脂を混合したフッ
素ゴムダイキン製品ダイエルラテックスＣＬＳ−２１３
をゴム層２１ｂとして塗装・焼成した。 このゴム層２１ｂの上面には表面層として７ツ素刹脂２
１ａを層厚Ｌ＝１０μ輪に１！装・焼成した。フッ素樹
脂にはＰＦＡ（三井７０ロケミカル製品）を用いている
。 比較テスト 本発明による加熱ローラ（１−１）、（１−２）及び圧
着ローラ（２−１１を、従来技術によりて作製した同一
外形の加熱ローラ及び圧着ローラと交換し比較テストを
行った。 比較に用いた複写機はＵ−Ｂｉｘ　　３３００ＭＲｔ’
、該複写機のａ−ラ定着装置は第３図に示した該略の断
面形状のもので、テスト条件は下記の通りで、両面コピ
ーのテストを行った。 １、コピー速度　　３３枚／分（＾４ペーパー使用）２
、搬送速度　　　２２０ｍｍ／秒 ３、ローラ定着器 ３−１表面温度　２００℃（加熱ロー２表面）３−２加
熱ローラ外径　４０ｍ−一 ３−３圧着ローラ外径　４０＋＊＋ｍφ３−４圧着力（
線圧）　　　０．５ｋｇ／ａｍ（１）加熱ローラ比較テ
スト 本発明による実施例（１−１）、（１−２）と従来技術
とを対比してまとめたのが第１表である。 １１１表 テスト番号（１−１＞乃至（１−４＞は何れもフッ素制
脂を表面層とし、表面条件を同じにするが、相異したテ
スト結果が得られた原因は、（１−１）。 （１−２）にあっては、０表面層から内部に向けて物性
的な特性力ず段階的に変化しているので、外力に対する
対応性がある。■各層間の接着性がよい。 ■外力に対して僅かではあるが弾性を有して、シワの発
生に対して有効に作用している。を挙げることができる
。 （１−３）で低温連続アングと表示しであるのは、室温
１０℃でｌＯＯコピ一連続定着したところで、定着不良
が発生したことを示している。これは他と比較してロー
ラ表面が固いため、記録紙やトナーに対するローラ表面
の密着性が低く、熱が伝わりにくいことによるもので、
（１−３）にあっては表面のフッ素樹脂が弾性的な特性
が失われていることに理由がある。 （１−５）（１−６１は表面層をフッ素ゴム又はシリコ
ンゴムとしたもので、テスト結果は、射入テストを訂う
ことで材質的にフッ素樹脂に劣っていることを示してい
る。 （Ｚ）圧着ローラ比較テスト 本発明による実施Ｍ（２−１）と従来Ｆｉ術とを対比し
てまとめたのが第２表であろ、なおこのテストに眉いた
加熱ａ−ラは（１−１１？表示したものを用いた。 テスト番号（２−１）（２−２１は共に良好な結果を示
している。但しく２−２　）は芯金をシリコンゴムで被
覆した上を、熱収縮性のＰＦＡチューブを嵌め加熱成形
したもので、生産上圧着ローラの外径精度を常に良好な
状態で得ることは困難である。 上記テスト結果は精度良好のローラを用いての結果であ
って、精度不良の圧着ローラを用いることは搬送不良に
よるシワ発生の原因となる。 【発明の効果】 比較テストからも明らかなように、本発明による回軟体
を用いた定着装置は定着性能に優れ、耐久性においても
向上が認められた。特に本発明を加熱ローラと圧着ロー
ラとの両者に適用することで効果を一層顕著とする。勿
論７ツ素樹脂のローラ表面層はシリコンオイルによる膨
潤等は生じないので、より離型性を確実にし表面層の摩
耗を少なくすることからもシリコンオイル等を併用する
ことが適当である。またフッ素樹脂は電気的に絶縁性で
あるので、乾燥条件で長時間連続定着を杼うと、ローラ
表面が帯電し、記録紙の巻き付きによる分離不良を起こ
すこともあるので、ローラ表面に複写機本体に接地した
金属ブラシ等で摺擦し除電を行う除電装置を本発明のロ
ーラに併用する二とがより有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による回松体断面図。 第３図は本発明が適Ｊ′ｆ１されるローラ定着装置の断
面図。 １・・・加熱ローラ　　　　２・・・圧着ローラ１１ｍ
、１２ｍ＋２１ａ・・・フッ素樹脂１１ｂ、１２ｂ、２
１ｂ・・・ゴム層 １１ｅ、２１ｃ・・・弾性層 １１ｄ、１２ｄ、２１ｄ・・・芯金 代理人　弁理士　　野　１）義　親 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）フッ素樹脂を混合したゴム層とその外側にフッ素
   樹脂層をコーティングした表面層を有する回転体を持つ
   ことを特徴とする定着装置。
2. （２）前記回転体が芯金と、その上に形成した弾性層と
   、その上に上記ゴム層と、更にその上に上記表面層を形
   成したもの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. （３）前記回転体が芯金と、その上に形成した上記ゴム
   層と、その上に上記表面層を形成したものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の定着装置。
4. （４）前記ゴム層がその表面側においてフッ素樹脂成分
   が高いことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
   項の何れか１項記載の定着装置。
5. （５）フッ素樹脂含有ゴム層の上に２〜１００μｍのフ
   ッ素樹脂層を形成した回転体を持つことを特徴とする定
   着装置。