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JPH0627850A - 加圧ローラ - Google Patents

加圧ローラ

Info

Publication number
JPH0627850A
JPH0627850A JP20313992A JP20313992A JPH0627850A JP H0627850 A JPH0627850 A JP H0627850A JP 20313992 A JP20313992 A JP 20313992A JP 20313992 A JP20313992 A JP 20313992A JP H0627850 A JPH0627850 A JP H0627850A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
layer
silicone
paper
sponge layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20313992A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruo Kanai
照夫 金井
Hiroshi Kawasaki
弘志 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arai Seisakusho Co Ltd
Original Assignee
Arai Seisakusho Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arai Seisakusho Co Ltd filed Critical Arai Seisakusho Co Ltd
Priority to JP20313992A priority Critical patent/JPH0627850A/ja
Publication of JPH0627850A publication Critical patent/JPH0627850A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧ローラとして必要な全ての好適な条件を
満足するローラを得る。 【構成】 ローラ中心部の芯金1から外層に向かって順
次シリコーンゴム層2、シリコーンスポンジ層3及びフ
ッ素樹脂チューブ層4を被覆した多層構造に構成され、
このシリコーンスポンジ層3が連続気泡のスポンジであ
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、静電記録方式の複写
機、プリンター、ファクシミリ等の未定着画像を加熱定
着させるための定着装置に用いる加圧ローラに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、 複写機などの画像定着装置に用
いられる加圧ローラとして、芯金にシリコーンゴムを被
覆したローラ、あるいは芯金にシリコーンゴムを被覆し
た後フッ素樹脂を被膜したローラ等が一般的に用いられ
ている。
【0003】この従来の加圧ローラは、温度により外径
寸法が変化し、加熱ローラとの間で用紙を挟持して搬送
する際に、用紙に圧接する部分に於いてローラ軸方向の
外径変化がそのまま用紙搬送速度の差となって現れ、用
紙に対して紙しわを発生させていた。
【0004】特に、一定サイズの用紙を多量に通紙した
直後にサイズの違う用紙を通紙すると、ロール軸方向で
前の用紙幅部分は熱を用紙に奪われているため、他部分
より表面温度が低くロール外径が小さくなることによ
り、紙しわを発生させる現象が著しかった。
【0005】また、従来の加圧ローラは表面がシリコー
ンゴムで形成されているため、トナーが付着して表面が
汚れやすいという問題もあった。
【0006】一方、このトナーの汚れを解決するため
に、表面にフッ素樹脂(例えば、ポリトラフルオロエチ
レン;PTFE)でコーティングする方法や、表面にフッ素
樹脂(例えば、テトラフルオロエチレンとパーフルオロ
アルキルビニルエーテルの共重合体; PFA樹脂)で作ら
れたチューブを被膜する方法、特に50μm程度のフッ素
樹脂チューブを被覆する方法が知られている。
【0007】しかしながら、このフッ素樹脂チューブの
ローラは上記紙しわ問題ばかりか、その表面硬度が高く
なってしまうために、定着ローラとの接触幅、即ちニッ
プ幅が減少し、トナー像を定着ローラとの間で充分加圧
状態で密着させることができず、高画質の定着画像を得
ることができないという問題があった。
【0008】そこで、ニップ幅を広くとるためシリコー
ンゴムの硬度をJIS Aにて15度近傍まで下げたローラが
考えられたが、材料硬度をこれ以下にすることは現状で
は困難であった。
【0009】その上、従来の上記2つのタイプの加圧ロ
ーラにおいては、定着ローラの熱が加圧ローラ側に接続
部を通じて逃げてしまうために、スイッチオン後ファー
ストコピーまでのウォーミングアップを長時間必要とす
るという問題もあった。
【0010】また、昨今ではダイレクトメールの普及に
伴ってある程度の厚みをもった封筒表面に印字する需要
も多くなっており、用紙の厚みに対する許容性のない上
記2つのタイプの加圧ローラでは封筒しわ等の不具合を
避けられない。
【0011】即ち、封筒の厚みにより封筒通紙部のニッ
プ幅は他の部分のニップ幅よりも大きくなり、これによ
って通紙部・非通紙部の間に周速差を生じ、反発弾性の
比較的高い前記2つのタイプの加圧ローラでは前記周速
差を矯正しようとして封筒内部の用紙接触面に滑りを生
じ、封筒しわを誘発することになる。
【0012】これらの問題を解決するために以前から、
芯金に直接シリコーンスポンジを被覆し、その外側にフ
ッ素樹脂チューブを被覆した加圧ローラが開発され、こ
れによれば加圧ローラ外径変化や封筒の厚みはスポンジ
層の弾性によって吸収され用紙の紙しわをなくすことが
できると考えられてきた。
【0013】しかしながら、この加圧ローラのシリコー
ンスポンジは独立気泡であったために、熱定着を行う加
熱時においてその熱によってスポンジ材料と共に内部の
気泡も熱膨張し、ローラ軸方向における気泡の膨張度合
いの不均一な分布がそのまま軸方向のローラ形状に反映
されてしまうという欠点があった。
【0014】即ち、ローラ中央部において膨張した気体
はその表面を被膜層により覆われているため逃げ場がな
いことに対し、ローラ端部においては気体は気泡膜を通
って両端面に逃げやすく、その結果ローラ形状が中央部
と端部で変化してしまうのである。
【0015】このローラ形状の変化は、どんな場合でも
紙しわを誘発するような決定的なものではないが、電源
オン後のファーストコピー時や紙質が粗悪な場合、紙の
搬送に悪影響を及ぼし、環境条件等によっては紙しわを
発生させている。
【0016】更に、このローラは低荷重で広いニップ幅
がとれる反面、このニップ部にかかる圧力がスポンジ層
に吸収されてしまい、トナー像を充分加圧できないとい
う問題がある。
【0017】さらに、定着を満足させるため、スポンジ
硬度を高くする方法と荷重を上げる方法が考えられる
が、前者はスポンジ効果をなくしてしまって紙しわ等の
不具合を避けられず、後者はシリコーンスポンジの圧縮
永久歪みを早めてローラが永久変形してしまうという問
題を避けられない。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記従来
の加圧ローラにおける用紙の紙しわ、トナーの離型性、
トナー像の定着性、ウォーミングアップタイム短縮、さ
らには封筒しわ等で全ての問題を解決することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】この発明は前記従来の課
題を解決するために、ローラ中心部の芯金1から外層に
向かってシリコーンゴム層2、シリコーンスポンジ層3
及びフッ素樹脂チューブ層4の順に被覆した多層構造を
もち、さらにシリコーンスポンジ層3が連続気泡のスポ
ンジであることを特徴とする加圧ローラを提案するもの
である。
【0020】
【作用】加熱によるローラ外径変化はシリコーンスポン
ジ層の弾性によって吸収されるため、用紙の紙しわがな
くなる。
【0021】特に一定のサイズの用紙を多量に通紙した
直後、異なるサイズの用紙を通紙したとき発生する紙し
わの解消に非常に有効である。
【0022】更に、シリコーンスポンジ層を連続気泡の
スポンジにすることにより、加熱により体積膨張した気
体はローラ中央及び端部の差に関わらず連続気泡中を通
り抜けて端面から逃げるため、ローラの軸方向における
形状変化の差は少なく、紙しわに対する信頼性が著しく
上昇する。
【0023】そのうえ、シリコーンスポンジを用いたこ
とにより反発弾性を低くでき、封筒の厚みにより生じる
前述の周速差が許容され、封筒しわが解消できる。
【0024】また、このローラは表面がフッ素樹脂であ
るためにトナーの離型性がよく、ローラ表面がトナーで
汚れることがない。
【0025】また、シリコーンスポンジ層によって低荷
重で広いニップ幅がとれる利点に加え、その下のシリコ
ーンゴム層の硬度を高くすれば充分な加圧力も得られ
る。
【0026】その上、シリコーンゴム層とシリコーンス
ポンジ層の肉厚比を変化させることにより、ニップ幅と
それにかかる圧力の適合を計れるため、より定着性の高
い画像を追求できる。
【0027】更に、シリコーンスポンジ層を利用する大
きな効果として、その断熱性によって起動時の定着ロー
ラの温度上昇が速くなり、ウォーミングアップ時間を大
幅に短縮できる。
【0028】
【実施例】図1はこのこの発明の加圧ローラの一実施例
を示したもので、中心部の芯金1から順次外層に向かっ
て、シリコーンゴム層2、連続気泡のシリコーンスポン
ジ層3及びフッ素樹脂チューブ層4を被覆した多層構造
に構成されている。
【0029】この発明の実施例におけるシリコーンゴム
層2としては、信越化学(株)製の付加型シリコーンゴ
ムKE1330A/B(JISA硬度40度)を、またシリコーンスポ
ンジ層3は信越化学(株)製 KE904FUをベースに配合
し、発泡後クラッシュを与えて得られたアスカーCで30
度の連続気泡のスポンジを、さらにフッ素樹脂チューブ
はPFA50μmを用いた。
【0030】また、この発明の実施例では直径24mmの加
圧ローラを製作するのに、芯金1が14mm、シリコーンゴ
ムの肉厚が 4mm、シリコーンスポンジの肉厚が 1mmに設
定した。
【0031】上記実施例と比較対照するため、構成の異
なる比較例としての3種の加圧ローラをそれぞれ製作し
た。
【0032】即ち、比較例1のローラは図2に示すよう
に芯金5にシリコーンゴム6(信越化学製 X-34-201A/
B)を被覆したもの、比較例2のローラは図3に示すよ
うに芯金7にシリコーンゴム8(信越化学製 KE931U)
を被覆した後、厚さ50μmの PFAからなるフッ素樹脂チ
ューブ9を被覆したもの、比較例3のローラは図4に示
すように芯金10にシリコーンスポンジ11(ベース
材;信越化学製 KE904FU)を被覆した後、その外側に50
μm の同フッ素樹脂チューブ12を被膜したものであ
る。
【0033】これらを試料とし、富士ゼロックス製レー
ザプリンタ4105に取付け実際に通紙実験を行い、定着
性、紙しわの発生・ローラ表面汚れ・封筒しわの発生に
ついて観察した。
【0034】その結果を表1に示す。
【0035】
【表1】
【0036】表1に示すように、この発明の加圧ローラ
によれば、加熱によるローラ軸方向での変形量は連続気
泡のスポンジの効果により均一であり、その変形もシリ
コーンスポンジ層の弾性によって吸収されるので用紙の
紙しわが発生せず、また下地のシリコーンゴムの存在に
より未定着トナーを用紙に充分加圧でき、しかもシリコ
ーンスポンジ層が広いニップ幅を与えているので定着性
も良好という結果が得られた。
【0037】また、最外殻にフッ素樹脂チューブ層を設
けているため、トナーによるローラ表面汚れが無く、表
面にフッ素樹脂を被膜していない比較例1に比べローラ
寿命も向上していることが分かる。
【0038】その上、シリコーンスポンジの断熱効果に
よりローラの温度上昇が速く、マシン起動からファース
ト通紙までのウォーミングアップ時間を大幅に短縮でき
た。
【0039】なお、上記実施例ではシリコーンゴムの硬
度を JISA硬度で40度、シリコーンスポンジ硬度をアス
カーC硬度で30度としたが、この発明においてこれに限
定されることはなく、ニップ幅と加圧力との適合の範囲
で自由に設定してよい。
【0040】更に実施例では、弾性層におけるシリコー
ンゴム:シリコーンスポンジの肉厚比を 4: 1としてい
るが、この発明においてこれに限定されるものではな
い。
【0041】但しこの比は、どちらか一方を極端に薄く
した場合にはこの構成を用いた効果が薄れるため、連続
気泡のシリコーンスポンジ層を 1としたとき当比は 2:
1から 7: 1、好ましくは 3: 1から 5: 1に設定すべ
きであることが別の実験により得られている。
【0042】
【発明の効果】以上通りこの発明によれば、ローラ中心
部の芯金から外層に向かってシリコーンゴム層、シリコ
ーンスポンジ層、フッ素樹脂チューブ層を被覆した多層
構造に構成され、かつこのシリコーンスポンジ層を連続
気泡スポンジとしたので、従来ローラでは解決できなか
った用紙のしわ、封筒しわ、定着性、トナーの離型性、
ウォーミングアップ時間の短縮など、加圧ローラとして
必要な全ての好適な条件を満足するローラを得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例のローラを示す縦断面図。
【図2】この発明の比較実験に用いた比較例1のローラ
を示す縦断面図。
【図3】この発明の比較実験に用いた比較例2のローラ
を示す縦断面図。
【図4】この発明の比較実験に用いた比較例3のローラ
を示す縦断面図。
【符号の説明】
1 芯金 2 シリコーンゴム層 3 連続気泡のシリコーンスポンジ層 4 フッ素樹脂チューブ層 5 芯金 6 シリコーンゴム 7 芯金 8 シリコーンゴム 9 フッ素樹脂チューブ 10 芯金 11 シリコーンスポンジ 12 フッ素樹脂チューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16C 13/00 B 8613−3J // B29K 27:12 83:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心部の芯金から外層に向かって、シリ
    コーンゴム層、シリコーンスポンジ層、フッ素樹脂チュ
    ーブ層を順次被覆した多層構造に構成され、前記シリコ
    ーンスポンジ層が連続気泡のスポンジであることを特徴
    とする加圧ローラ。
JP20313992A 1992-07-07 1992-07-07 加圧ローラ Pending JPH0627850A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20313992A JPH0627850A (ja) 1992-07-07 1992-07-07 加圧ローラ

Applications Claiming Priority (1)

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JP20313992A JPH0627850A (ja) 1992-07-07 1992-07-07 加圧ローラ

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JPH0627850A true JPH0627850A (ja) 1994-02-04

Family

ID=16469065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20313992A Pending JPH0627850A (ja) 1992-07-07 1992-07-07 加圧ローラ

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