| 【発明の名称】 |
加熱定着ローラー |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 哲朗
【氏名】磯貝 崇
【氏名】高橋 恒志
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| 【要約】 |
【課題】高湿環境下においても画像担持体４が定着装置１を通過する際に加熱定着ローラー２に電荷が発生することがなく通紙性に優れた加熱定着ローラーを提供することを課題とする。
【解決手段】加熱定着ローラーは、金属製の芯金と、この芯金上に、それぞれが順番に、且つ、それぞれが異なる材料で互いに同心に形成された複数の弾性層と、を備え、複数の弾性層のなかの最下層の弾性層は、表面抵抗率１×１０９Ω未満の材料からなり、最外層の弾性層は、表面抵抗率１×１０９Ω以上且つ１×１０１６Ω未満の材料からなる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 金属製の芯金と、この芯金上に、それぞれが順番に、且つ、それぞれが異なる材料で互いに同心に形成された複数の弾性層と、を備えた加熱定着ローラーであって、上記複数の弾性層のなかの最下層の弾性層は、表面抵抗率が１×１０９Ω未満の材料からなり、上記複数の弾性層のなかの最外層の弾性層は、表面抵抗率が１×１０１６Ω未満の材料からなることを特徴とする加熱定着ローラー。
【請求項２】 請求項１に記載された加熱定着ローラーにおいて、上記複数の弾性層のそれぞれは、シリコーンゴム、又は、フッ素ゴムを材料とすることを特徴とする加熱定着ローラー。
【請求項３】 請求項２に記載された加熱定着ローラーにおいて、上記複数の弾性層のなかの最外層の弾性層は、フルオロ変性シリコーンゴムを材料とすることを特徴とする加熱定着ローラー。
【請求項４】 請求項２に記載された加熱定着ローラーにおいて、上記複数の弾性層のなかの最外層の弾性層は、ジメチルシリコーンゴム、又は、フェニル変性シリコーンゴムを材料とし、充填剤として湿式シリカを用いたことを特徴とする加熱定着ローラー。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真式複写機・プリンター等の画像形成装置に使用される定着装置に関し、特にその加熱定着ローラーの技術の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置では、帯電した光電導性の材料に画像に応じた光を照射することにより画像に応じて潜像が形成される。この潜像にトナーを静電気的に吸着させることにより現像が行われ、現像されたトナー画像は記録紙等の画像担持体に静電的に転写、吸着される。こうしてトナー画像が静電吸着された画像担持体は定着装置を通過するとき、熱と圧力が通常加えられることによりトナー画像が画像担持体に固定される。電子写真方式の画像形成装置は概略すれば以上のとおりのものであるが、この技術自体は周知のものであるからこれ以上の説明はしない。
【０００３】図１は定着装置の断面図の一例であって、従来技術及び本発明実施例の概要を説明するための図である。また、図２は、図１の定着装置に使用されている加熱定着ローラーの断面図である。
【０００４】この定着装置１は加熱定着ローラー２及び加圧ローラー３を有しており、加圧ローラー３は、金属等の剛性材料で構成された円筒状であって、バネ６等の付勢部材によって加熱ローラー２に向けて押圧される。トナー５が静電吸着された画像担持体４は図中左方から矢印ｃ方向に搬送されてくる。加熱定着ローラー２は、アルミ等金属製、円筒状の芯金８とその周囲に弾性層９を、また、内部にはヒーター７を有しており、不図示の駆動源によって矢印ａ方向に回転駆動される。加熱定着ローラー２の回転に従動して加圧ローラー３は矢印ｂ方向に回転する。
【０００５】弾性層９は加圧ローラー３の圧力により変形して幅を持ったニップ部ｎが形成される。搬送された画像担持体４がニップ部ｎを通過する際、この幅内において十分に加熱され、さらに圧力によりトナー５が画像担持体４の繊維等の間に浸透する。
【０００６】図２に示されるように弾性層９は更に幾つかの層から形成されており、アルミ芯金８に接する最下層の比較的厚みのあるシリコーンゴムの最下層９１、その上のフッ素ゴム等からなる耐油性のある何層かの中間層９２、更に最も外のシリコーンオイルを含浸させた比較的薄いシリコーンゴムの最外層９３によって構成される。
【０００７】通常、シリコーンゴムは表面抵抗率が１×１０１６Ω以上の絶縁性であり、画像担持体（記録紙）４と接触分離することで静電気が発生し、非常に大きな負帯電性を示す。
【０００８】このため、画像担持体４が定着装置１を通過する際、これが加熱定着ローラー２に強く吸引されて巻き付くことによって、通紙不良が発生するという問題があった。
【０００９】この問題に対処するため、上記最下層９１の比較的厚みのあるシリコーンゴムの層に導電性フィラーを添加し、このシリコーンゴムの表面抵抗率を１×１０９Ω未満にする技術が知られている。こうすることにより、発生した静電気の電荷を芯金８の方に散逸させて、巻き付を防止するようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高湿環境下においては、このような１×１０９Ω以下にする導電化処理によってもある程度の電荷が発生するため十分でなく、更に、画像担持体４が水分を吸収して剛性が低下することとも相まって、なおも巻き付が発生することがある。
【００１１】本発明はこうした高湿環境下においても画像担持体４が定着装置１を通過する際に加熱定着ローラー２に電荷が発生することがなく通紙性に優れた加熱定着ローラーを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】以上の課題は、本発明において、以下のような手段により解決される。すなわち、第１番目の発明の加熱定着ローラーは、金属製の芯金と、この芯金上に、それぞれが順番に、且つ、それぞれが異なる材料で互いに同心に形成された複数の弾性層と、を備えており、複数の弾性層のなかの最下層の弾性層は、表面抵抗率が１×１０９Ω未満の材料からなり、複数の弾性層のなかの最外層の弾性層は、表面抵抗率が１×１０１６Ω未満の材料からなるものである。なお、ここで、表面抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１試験方法により得られた表面抵抗率である。
【００１３】第２番目の発明の加熱定着ローラーは、第１番目の発明の加熱定着ローラーにおいて、複数の弾性層のそれぞれを、シリコーンゴム、又は、フッ素ゴムを材料とするものである。第３番目の発明の加熱定着ローラーは、第２番目の発明の加熱定着ローラーにおいて、複数の弾性層のなかの最外層の弾性層を、フルオロ変性シリコーンゴムを材料とするものである。また、第４番目の発明の加熱定着ローラーは、第２番目の発明の加熱定着ローラーにおいて、複数の弾性層のなかの最外層の弾性層に、ジメチルシリコーンゴム、又は、フェニル変性シリコーンゴムを材料とし、充填剤として湿式シリカを用いたものである。
【００１４】以上の構成の加熱定着ローラーは、画像担持体（転写紙）の剛性が低下するような高湿環境下においても、画像担持体が定着装置を通過する際に加熱定着ローラーに電荷が発生することがなく通紙性に優れたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１及び図２は本実施例においてそのまま使用する。加熱定着ローラー２は芯金８の周りに、最下層９１、中間層９２及び最外層９３を有している。最下層９１は比較的厚みを有しており、導電性フィラーが添加されたシリコーンゴム又はフッ素ゴムからなり、中間層９２は、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等の耐油性を持たせた層であり単数又は複数の層からなる。
【００１６】最外層９３はシリコーンオイルを含浸させたシリコーンゴム又はフッ素ゴムからなる。最外層９３のシリコーンゴムはフルオロ変性シリコーンゴムとすることがでる。また、最外層９３のシリコーンゴムはジメチルシリコーンゴム又はフェニル変性シリコーンゴムとすることができ、充填剤には湿式シリカを用いることができる。
【００１７】先に述べたように、画像担持体４と加熱定着ローラー２の接触、剥離によって発生する静電気によって加熱定着ローラー２は一定の電位に帯電し、この電位が大きいと画像担持体４は、加熱定着ローラー２に静電吸着される。
【００１８】この発明では、最下層９１と最外層９３の表面電気抵抗率を調整することにより、離型性に影響を及ぼすことなく、加熱定着ローラー２への画像担持体４の巻き付きが防止される。最外層９３の表面電気抵抗率を調整するには、離型性に影響を与えない程度の量の導電性フィラーが添加される。
【００１９】図３は、最下層９１の表面抵抗率と最外層９３の表面抵抗率とを種々の値で組み合わせたときに、高湿（例えば、室温３０℃、相対湿度８５％）環境下における通紙性、及び、離型性（トナーが加熱定着ローラーに付着しない程度）の良否を表にしたものである。
【００２０】表面抵抗率は、最下層９１については１×１０１６Ω以上、１×１０９Ω以上且つ１×１０１６Ω未満、及び１×１０９Ω未満の領域について、また、最外層９３については、１×１０１６Ω以上、及び１×１０９Ω未満の領域について調べた。表中、○印は良好、×印は不良で満足できないもの、△印は良いとも悪いとも判断できないことを意味する。なお、表面抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１試験方法により得られた表面抵抗率である。
【００２１】この表からわかるように、最外層９３及び最下層９１がともに１×１０１６Ω以上の表面抵抗率を持つ場合、離型性においては満足できるが、通紙性については満足できないことがわかり、このような加熱定着ローラー２は実質上使用することができない。
【００２２】最外層９３が１×１０１６Ω以上の表面抵抗率を持ち、最下層９１が１×１０９Ω未満の表面抵抗率を持つ場合は、離型性においては満足できるが、通紙性については良いとも悪いとも判断できないので、このような加熱定着ローラー２は実質上使用することができない。
【００２３】最外層９３が表面抵抗率１×１０９Ω以上且つ１×１０１６Ω未満の範囲に入り、最下層９１が１×１０９Ω未満の範囲に入る場合、通紙性及び離型性において満足できるものであり、このような加熱定着ローラー２は良好に使用することができる。
【００２４】最外層９３が表面抵抗率１×１０９Ω未満、最下層９１が１×１０９Ω未満の表面抵抗率を持つ場合は、離型性に満足できない点が出るので、加熱定着ローラー２は良好に使用することができない。
【００２５】以上のことから、最下層９１が表面抵抗率１×１０９Ω未満、最外層９３が表面抵抗率１×１０９Ω以上且つ１×１０１６Ω未満の範囲に入るような加熱定着ローラーが通紙性及び離型性において満足できるので、本発明では、この値の範囲が採用される。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、画像担持体（転写紙）の剛性が低下するような高湿環境下においても、画像担持体が定着装置を通過する際に加熱定着ローラーに電荷が発生することがなく通紙性に優れた加熱定着ローラーを得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０７９
【氏名又は名称】ミノルタ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１６日（２０００．３．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０８７３０
【弁理士】
【氏名又は名称】天野 正景 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５１４４（Ｐ２００１−２６５１４４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７３３５３（Ｐ２０００−７３３５３） |
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