JPS61173278A - 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】 〔本発明が属する分野〕 本発明は複写機、印刷機、ファクシミリ、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。

−才■書の浄書（内容１こ変更なし） 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号公服に提案され
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。このた明細書の浄書（
内容１こ変更なし） 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、＃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
を犠牲にせざるを明細書の浄書（内容に変更なし） 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
の構成要件に着目して、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、 弾性層と該弾性層の表層として設けられた樹脂層とを有
する第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、を有しこ智畑書の浄書（内容に
変更なし） 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くＴｐｍ）は、上記圧接領域の幅（
Ｎ　ｍｍ）との関係がであることを特徴とする定着装置
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
　（ｍ＋ａ）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ｌ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ｌ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２５＃１
．ｍ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、４■乃至１
ＯＩＩ１１範囲内の所定厚）、反撥弾性率が６５％〜８
５％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５終乃至３５　ｐ、＠凹円の所定厚）、膜強度が５０
ｋｇ／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ｉ成型したゴム層（熱伝導度１．４ＸＩＯ
″４〜１．５　Ｘ　ｔｏ−’Ｉ　）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ィス
パージョン（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。このディスパー
ジョンは例えば弗素樹脂の結晶融点のガラス転移点３２
７°Ｃ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（ディスパージョン、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°Ｃ以上の３４０℃〜３８
０℃の焼成温度が５分乃至１０分程度与えられる。この
焼、戒を行った後、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５０　ｋｇ／ｃｍ　２以上、水に対する接触
角１００度以−Ｈ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°Ｃ
乃至２００℃）に維持される。

５は、定Ｍローラ表面にシリコンオイル等のオフセット
防止液を塗布するための、クリーニング手段をも兼ねて
いるオフセット防１Ｌ液塗布手段である。塗布手段５と
してはフェルト様のものでも良いが、本例ではウェブを
用いている。オフセット防ｆト液を含有したウェブ５１
は、シリコンスポンジ等の弾性抑圧ローラ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
のオフセット防１に液を塗布する。また、ウェブ５１は
巻取リローラ５３により、供給ローラ５４から徐々に巻
取られ、定着ローラｌへのウェブの当接面が、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、厚さ０．５ｍｍ、反撥弾性率７０
％のシリコンゴム上に平均的１７７ｚｍ（最小膜厚１５
１Ｌｍ〜最大膜厚２０ｐＬｍ）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３８．８ｍ＋ｏ＋１００　Ｊ
Ｌｍ　（逆クラウン量が１０１００１Ｌの口一うを用い
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３８．７５ｍ＋ａで、逆クラウン量が１００
ｐＬ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、２００℃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ョンを２５＃１．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２゜μｍの
ＰＦＡ樹脂層を被覆した外径３９．９腸厘のローラを用
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２７．８６ｍｇ＋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°Ｃで
１時間２次加硫をした後ゴム肉厚６■厚に研削した。さ
らにこのゴムローラにＰＦＡ樹脂粉末を２０ｐＬｍ程度
厚に塗布し、−に配室着ローラと同様に１０分焼成して
外径３８．８■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°Ｃに温調しながら定着したところ、格別の定着
性を示し　オフセットトナーの発生は従来の中でも良い
ものに比較して１１５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、３０万枚以上の定
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ｔｌ、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】で　　１．＞１２ ０−ラ２で　　ｔ３〉ｔ４ 又、好ましくは　　　ｔ　４　＜　ｔ　２　＜　ｔ　１
　＜　ｔ　３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０．５■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４０腸■の弾性ローラ、これらローラ対の圧接幅５
ｍ、ｍ、紙の送り速度を２００ｍｍ／秒、定着ローラ表
面温度１６０°Ｃ１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１３〜１５ＪＬ
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０一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。

明細書の浄書（内容に変更なし） 第４図は、定着ローラ１１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ｌの弾性層−ヒの
樹脂層の膜厚Ｔを可変設定して定着ｉ・：、に：：工の
浄書（内容に変更なし）ローラ１の耐久枚数とこの圧接
領域によって定着された画像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、実線曲線で膜厚（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、　７ｍ
ｍ、　１０＋ｎｍ、　１２ｍｍに対して描かれ、膜厚（
Ｔ）が７ｐＬ、１５ｇ、２２ｐＬ、３０にの時のデータ
をプロッ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２００
ｍｍ／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、ニップ４ｍｍは総荷重５０Ｋｇで、ニップ７ｍｍは
？失総荷重６５Ｋｇで、ニップ１０ｍｍは総荷重８０Ｋ
ｇテ明細書の浄書（内容に変更姶し） 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。

一競′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。

明細書の浄書（内容に変更な、シ） 第４図は、本発明の背景を示している。この図で５、ニ
ップ幅Ｎは、定着率において樹、脂膜厚が１６川以下で
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２６ｇ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、ニップ幅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が
確認できた。

即ち、樹脂膜厚とニッ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、樹脂膜厚とニッ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ａ１０万枚以上で、定着率が８
０％以上のものを挙げれば、 ニップ４■に対して約８．０　μｍ乃至約２５．Ｏｐ−
ｍニップ７■に対して約１０．４ＪＬｍ乃至約２８．１
７１ｍ明細書の浄書（内容に変更なし） ニップ１０ｍｍに対して約１８．Ｏμｍ乃至約３２．２
　ｐ、　ｍがある。

第５図には、本発明の樹脂膜厚Ｔ　（ｇ）とニップ幅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（ｐ）の上限、下限を設定すると、熱
容量又は他の不安定要素１を考慮して、平均膜厚が５に
以上３５ｐ以下が好ましく、最低膜厚が５に以−にであ
ることが最適である。

明細書の浄書（内容に変更なし） 第５図中のプロットは、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望域の幅
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３５ｐＬ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、３５ｐＬ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１０〜２５ｐＬ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１５〜２５ＪＬ明細書の浄書（内容に変更なし） 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５０　Ｋｇ／　ｃｍ２以上
好ましくは、１５０　Ｋｇ／　ｃｒｎ２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／１０ＩＩｌｒｎ
ｌ］以」二にすることが好ましい。

尚、第５図中、ニップ幅ｉｏａｍ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１６ｐ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
キを補うだけのニッ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
度なり（、とし、その画像をコージンワイパーと呼ばれ
る不織布（（株）買入製造の商品名ペーパーウェス；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％９重量３５±３ｇ／ｄ、杭長
力（縦方向で）０　、４Ｋｇ／　ｌ　５ｍｍ以上を示す
、厚さ約２００１Ｌｍの使い捨てタイプの拭き取り紙）
で４０　ｇ　／　ｃ■２の荷重をかけてｌＯ往復こすっ
た後の画像濃度をＤｌとすると、 定着率＝　（Ｄ＋　／Ｄｏ）Ｘ１００％で定まります。

尚、濃度り、、Ｄｏは、マクベス反射濃度計で測定した
数値で、Ｄｏ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Ｊ
ＩＳ　　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）Ｘ２０＋ｍｍ（
長さ）×３ｆｆｌｆｆｉ（厚み）のダンベル状の加硫シ
リコーンゴムに弗素樹脂ディスパージョンを塗布し本発
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°Ｃ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
／ｃ■２以−Ｌ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±０．１３＋ｉｍ（厚
さ）Ｘ２９．Ｏｍｍ（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
ノ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）Ｘ２０　
（長さ）Ｘｏ、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、ＪＩ
Ｓ　　Ｋ６３０１４こ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ｌ／）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１．Ｘ定着詩間の間に
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　１９
６６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１５＋ｕ＋Ｘ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２５０　ｒａｍ／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／ｃｍ　２．伸
び率８０％のものは、最小値が７２Ｋｇ／ｃｍ　２．　
６０％で、最大値が１８０　Ｋｇ／ｃｓ＋　２、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１Ｏ１ｌｌＩ
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
　〜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１１１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ァン１００と、容器
１０２内に空気流を発生するファン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１０９が、下部にローラｌのフランジＩＡ
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１０５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、所定時間の量率図
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
ディスパージョ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ィスパージョン中に多
量に吸収される。従って、弗素樹脂ディスパージョンは
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ィスパージョンは
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、弗素樹脂ディスパージョンは例えば、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、」１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、上記例は２木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。

本発明中棚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、＃摩耗性９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。

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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）弾性層と該弾性層の表層として設けられた樹脂層
   とを有する第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 上限でＴ≦（５／４）Ｎ＋２０ 下限で｛Ｔ≧４／７（３Ｎ−２）：但しＮ≦１０、Ｔ≧
   （１／２）Ｎ＋１１：但しＮ≧１０ であることを特徴とする定着装置。
2. （２）上記厚さＴ（μｍ）は５μｍ以上３５μｍ以下で
   ある特許請求の範囲第１項記載の定着装置。
3. （３）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 Ｎ≦１０でＴ≧５／３（Ｎ＋２）、 Ｎ≧１０でＴ≧１／２Ｎ＋１５ である特許請求の範囲第１項又は第２項いずれかに記載
   の定着装置。