JP2009042303A - 加圧ローラ及び像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れ、加圧ローラの長手方向全域にわたってチャージアップに起因するオフセットを防止し、良好な画像を得る。
【解決手段】加圧ローラ２０は、最外層に設けられた離型層２４と、離型層２４の下層に設けられた接着層２３と、接着層２３の下層に設けられた絶縁性の弾性層２２と、を備え、離型層２４の抵抗値が１０^６〜１０^９Ω／□であり、接着層２３の抵抗値が１０^５Ω／□以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真式プリンタ、複写機、及び、静電記録装置等の画像形成装置に用いられる像加熱装置及び加圧ローラに関するものである。

従来のレーザビームプリンタ等の電子写真方式を使用した画像形成装置について説明する。

図８は、画像形成装置の電子写真エンジン部分の概略構成図である。

電子写真エンジン部分は、感光ドラム（感光体）２０１の周囲に、一次帯電器２０２、露光手段２０３、現像装置２０４、転写ローラ（転写装置）２０５、クリーニング装置２０７を配設してなる。ここで、一次帯電器２０２は、感光ドラム２０１の回転方向に沿って感光ドラム１を帯電するものである。露光手段２０３は、感光ドラム２０１を露光して静電潜像を形成するものである。現像装置２０４は、静電潜像にトナー（現像剤）を付着させてトナー像を形成するものである。転写ローラ（転写装置）２０５は、感光ドラム２０１上のトナー像を記録材Ｐに転写するものである。クリーニング装置２０７は、残留トナーを除去するものである。

トナー像の転写先となる記録材Ｐは、不図示の給送カセットから給送され、感光ドラム２０１に給送される。感光ドラム２０１に給送された記録材Ｐは、転写ローラ（転写装置）２０５によってトナー像が転写され、その後、加熱定着装置２０６に搬送され、ここでトナー像が定着された記録材Ｐは装置外に排出される。

加熱定着装置２０６としては、熱ローラ方式やフィルム加熱方式の装置が広く用いられている。特にスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた方法、詳しくはヒータ部と加圧ローラの間にフィルムを介して記録材Ｐ上のトナー像を定着するフィルム加熱方式による加熱定着方法が提案されている（特許文献１，２）。

このような方式を適用した加熱定着装置の要部の概略構成図を図９に示す。

図９に示す装置は、加熱部材（加熱体、以下ヒータと記す）２１１と、加圧回転体（以下、加圧ローラと記す）２２０を有する。ここで、ヒータ２１１は、ステイホルダ（支持体）２１２に固定支持されている。加圧ローラ２２０は、ヒータ２１１に対して、耐熱性の薄肉フィルム（以下、定着フィルムと記す）２１３を挟んで所定のニップ幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成されるように圧接して設けられている。

ヒータ２１１は通電により所定の温度に加熱・温調される。定着フィルム２１３は、不図示の駆動手段又は加圧ローラ２２０の回転力により、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２１１面に密着・摺動しつつ、図９に示す矢印ａの方向に搬送移動される部材である。定着フィルム２１３は、円筒状、エンドレスベルト状、又はロール巻きの有端ウェブ状に設けられている。

ヒータ２１１が所定の温度に加熱・温調され、定着フィルム２１３が矢印の方向に搬送移動された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム２１３と加圧ローラ２２０との間に被加熱材としての未定着トナー像ｔが形成担持された記録材Ｐが導入される。すると、記録材Ｐは定着フィルム２１３の面に密着して定着フィルム２１３と一緒に定着ニップ
部Ｎで挟持搬送される。

この定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐ・トナー像ｔがヒータ２１１により定着フィルム２１３を介して加熱されて記録材Ｐ上のトナー像ｔが加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材部分は定着フィルム２１３の面から剥離して搬送される。

加熱部材としてのヒータ２１１には一般にセラミックヒータが使用される。これは、セラミック基板２１１１の面（定着フィルム２１３と対面する側の面）に基板長手方向に沿って通電発熱抵抗層２１１２をスクリーン印刷等で形成具備させ、さらに通電発熱抵抗層形成面を薄肉ガラス保護層２１１３で覆ってなるものである。ここで、基板長手方向は、加圧ローラ２２０の軸方向であり、図９の図面（断面）に対して垂直な方向である。また、セラミック基板２１１１は、アルミナ等の電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量の基板である。また、通電発熱抵抗層２１１２は、銀パラジューム（Ａｇ／Ｐｂ）・Ｔａ_２Ｎ等で構成されている。

このヒータ２１１は、通電発熱抵抗層２１１２に通電がなされることにより通電発熱抵抗層２１１２が発熱してヒータ全体が急速昇温する。このヒータ２１１の昇温が、ヒータ背面に配置された温度検知手段２１４により検知され、不図示の通電制御部へフィードバックされる。通電制御部は、温度検知手段２１４で検知されるヒータ温度が所定のほぼ一定温度（定着温度）に維持されるように、通電発熱抵抗層２１１２に対する通電を制御する。すなわちヒータ２１１は所定の定着温度に加熱・温調される。

定着フィルム２１３は、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２１１の熱を効率よく被加熱材としての記録材Ｐに与えるため、厚みは２０〜７０μｍとかなり薄くしている。この定着フィルム２１３はフィルム基層、プライマー層、離型性層の３層構成で構成されており、フィルム基層側がヒータ側であり、離型性層側が加圧ローラ側である。フィルム基層はヒータ２１１のガラス保護層２１１３より絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等であり、耐熱性、高弾性を有している。また、フィルム基層により定着フィルム２１３全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。プライマー層は厚み２〜６μｍ程度の薄い層で形成されている。離型性層は定着フィルム２１３に対するトナーオフセット防止層であり、離型性の良好なＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を厚み１０μｍ程度に被覆して形成してある。

加圧ローラ２２０は、芯金２２１の上に耐熱ゴム又は耐熱ゴムを発泡して弾性層２２２を形成し、その上に接着層２２３を介して離型性の良好なフッ素樹脂をチューブ被覆又はコーティング塗工した離型層２２４として形成して構成されている。ここで、芯金２２１はＡｌ、Ｆｅ等から構成されている。また、弾性層２２２を形成する耐熱ゴムは、絶縁性のシリコーンゴムやフッ素ゴム等により構成されている。離型層２２４を形成するフッ素樹脂は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等により構成されている。

また、ステイホルダ２１２は、例えば耐熱性プラスチック製部材より形成され、ヒータ２１１を保持するとともに定着フィルム２１３の搬送ガイドも兼ねている。

このような薄い定着フィルム２１３を用いたフィルム加熱方式の加熱装置においては、弾性層２２２を有している加圧ローラ２２０は、ヒータ２１１に圧接することで、ヒータ２１１の高い剛性のためにヒータ２１１の扁平下面にならって扁平になる。このことで、所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。このように構成されることで、定着ニップ部Ｎのみの加熱によりクイックスタート可能な加熱定着を実現している。

以上説明したような加熱定着装置では、記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔを加熱定着する
際にトナーの一部が定着されずに定着フィルム２１３側に付着し、定着フィルム２１３の次の周回時に記録材Ｐ側へ転移するオフセット現象が起こることが知られている。

オフセット現象が発生する要因としては様々なものがあり、その要因の１つとして、定着フィルム２１３及び加圧ローラ２２０表面の過剰帯電、いわゆるチャージアップが挙げられる。

例えば、乾燥した記録材Ｐが定着ニップ部から剥離して搬送された時には、記録材Ｐの後端がニップ部から排出される際に定着フィルム２１３の表面には、記録材の後端に相当する部分が線状にチャージアップしてしまう。この電位が維持されたまま後続の記録材Ｐのトナー画像ｔを定着した場合には、チャージアップした位置に相当する後続の記録材Ｐの画像を剥ぎ取ってしまうオフセットが発生する場合がある。

また、記録材Ｐを加熱定着装置２０６に通過させると加圧ローラ２２０表面のフッ素樹脂が記録材Ｐ及び定着フィルム２１３との摺擦により徐々にマイナスに帯電していく。これにより、記録材Ｐ上のマイナスに帯電したトナーは記録材Ｐから離れる方向の力を加圧ローラ２２０から受け、オフセットが発生する。

このような定着フィルム２１３及び加圧ローラ２２０表面の帯電に起因するオフセットを防止するために、次のような方法が提案されている。それは、加圧ローラ２２０の弾性層２２２及び離型層２２４を導電化し、芯金２２１を接地する方法（特許文献３）や、加圧ローラ２２０表層の離型層２２４を導電化し、ローラ表面に導電ブラシ等を当接させ、接地する方法（特許文献４）である。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平９−１１４２９３号公報 特開平９−１３４０８５号公報

しかしながら、上記従来例で示したオフセット防止方法では以下のようなことが懸念されていた。

まず、特許文献３で開示されている方法では、加圧ローラ２２０の弾性層２２２を導電化するために、カーボン等の導電剤を分散させるため、耐久性が著しく低下してしまうことが懸念される。つまり、弾性層２２２を構成するシリコーンゴム等にカーボン等の導電剤を分散させるとゴム強度が低下してしまう。したがって、画像形成装置で記録材Ｐを大量に通紙すると加圧ローラ２２０の硬度が大きく低下したり、弾性層２２２に不具合が生じてしまう場合もある。この傾向は、硬度が低いゴムを使用した場合により顕著となる。したがって、装置の小型化を図るために外径が小さい加圧ローラ２２０を用い、所望の定着ニップＮを得る為に硬度が低い加圧ローラ２２０を採用している場合、より深刻な問題となることが懸念される。

また、加圧ローラ２２０の弾性層２２２を構成するシリコーンゴム等にカーボン等の導電剤を分散させると、ゴム硬度が上昇する為、ローラの低硬度化が困難となり、所望のローラ硬度が得られなくなる等の問題が懸念される。更に、ローラ成型自体が困難になってしまうなど加圧ローラ製造上の問題が発生することも懸念される。

また、特許文献４で開示されているように、加圧ローラ弾性層２２２は絶縁のままで表層を導電化する方法では以下のようなことが懸念される。

加圧ローラ２２０表層を接地するための導電ブラシ等の電気接点は、紙粉やトナーで汚れて接触不良を起こすのを防ぐため、加圧ローラ２２０の長手方向端部の非通紙部に設ける必要がある。したがって、導電ブラシ等の電気接点近傍と遠方で均一に除電を行うためには加圧ローラ２２０表層の抵抗値はある程度低い抵抗値（１０^５Ω／□以下）にする必要がある。

一方、加圧ローラ２２０表層の抵抗が低いと転写電荷がリークすることから、記録材Ｐのトナー保持力が弱くなるため、別のオフセットが発生しやすくなる。この転写電荷のリークを防ぎ、かつ、加圧ローラ２２０表層のチャージアップを防ぐためには加圧ローラ２２０表層抵抗が１０^６〜１０^９Ω程度が望ましい。このように、記録材Ｐの転写電荷の維持と加圧ローラ２２０の長手方向全域のチャージアップ防止を両立できないという課題がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、耐久性に優れ、加圧ローラの長手方向全域にわたってチャージアップに起因するオフセットを防止し、良好な画像を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
加熱手段に圧接するように設けられ、現像剤像が形成された記録材を前記加熱手段との間に形成されるニップ部で挟持搬送する加圧ローラにおいて、
最外層に設けられた第１の導電層と、
前記第１の導電層の下層に設けられた第２の導電層と、
前記第２の導電層の下層に設けられた絶縁性の弾性層と、
を備え、
前記第１の導電層の抵抗値が１０^６〜１０^９Ω／□であり、前記第２の導電層の抵抗値が１０^５Ω／□以下であることを特徴とする。

本発明によれば、耐久性に優れ、加圧ローラの長手方向全域にわたってチャージアップに起因するオフセットを防止し、良好な画像を得ることが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（１）画像形成装置
図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

図１において、１は像担持体としての感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されている。

感光ドラム１は図１に示す矢印Ｒの方向に回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。次に、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＥによる走査露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は
、現像装置４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

可視化されたトナー像（現像剤像）は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１上から転写される。このとき、記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像が転写された記録材Ｐは、像加熱装置としての加熱定着装置６へと搬送され、永久画像として定着される。一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。

以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。尚、本実施例の画像形成装置は、６００ｄｐｉ、２２枚／分（ＬＴＲ縦送り：プロセススピード約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）のプリント速度でプリントを行うことができる。

（２）加熱定着装置
図２は、本実施例の加熱定着装置６の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。図３は、本実施例の加熱定着装置６の要部を示す概略図であり、（ａ）は定着フィルム１３の層構成を示す断面図であり、（ｂ）は定着フィルム１３の接地方法を示す図である。

図２に示すように、加熱定着装置６は、加熱手段としての定着部材１０と、加圧ローラ（加圧回転体、加圧部材）２０とを有している。そして、定着部材１０は、可撓性スリーブとしての定着フィルム１３と、断熱ステイホルダ１２と、ヒータ（加熱体、発熱体）としての加熱ヒータ１１とを有している。

定着フィルム１３は熱容量の小さなフィルムであり、図３（ａ）のようにＳＵＳ等の薄い金属製素管１３１の表面に直接又はプライマー層を介してＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型層１３３をコーティング又はチューブ被覆した複合層フィルムである。ここで、金属製素管１３１は、その一部が定着フィルム１３表面に露出する露出部を有し離型層１３３の下層に設けられた第３の導電層を構成している。また、離型層１３３は、加圧ローラ２０に接触する最外層に設けられたフッ素樹脂層を構成している。また、ＳＵＳはステンレス鋼であり、ＰＦＡはテトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体であり、ＰＴＦＥは、ポリテトラフルオロエチレンであり、ＦＥＰは、テトラフルオロエチレン ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。

金属製素管１３１の表面に直接離型層１３３を形成する場合は、表面にブラスト処理等の表面処理を施してあっても良い。定着フィルム１３は、クイックスタートを可能とするために１００μｍ以下の厚みが好ましく、また、長寿命の加熱定着装置６を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優れたフィルムとして、２０μｍ以上の厚みが必要である。

よって、定着フィルム１３の厚みとしては、２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。尚、本実施例では、外径１８ｍｍ、厚さ２７μｍのＳＵＳ製素管に厚さ１５μｍのＰＦＡチューブを熱溶着により被覆した定着フィルム１３を用いている。また、定着フィルム１３は、加熱ヒータ１１に対して摺擦可能に設けられている。

また、定着フィルム１３は、オフセット等の画像不良を防止するために、整流素子（セルフバイアス素子）としてのダイオード１０１を介して接地されている。本実施例では、接地方法として、次のような方法を適用している。それは、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示
すように、定着フィルム１３端部の表面に金属製素管１３１を露出させ、加圧ローラ２０の端部に設けられた導電ゴム輪等の導通手段３１と接触させている。そして、導通手段３１をダイオード１０１及び安全抵抗１０２を介して接地させている。ここで、定着フィルム１３は、ダイオード１０１を介することなく接地されるものであってもよい。

図４は、図３に示す構成に対して他の形態を示す概略図であり、（ａ）は定着フィルム１３の層構成を示す断面図であり、（ｂ）は定着フィルム１３及び加圧ローラ２０の接地方法を示す図である。

定着フィルム１３の構成としては、上記構成に限らず、図４（ａ）に示すような構成であってもよい。図４（ａ）では、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の低熱容量の耐熱性樹脂フィルム層１３１ａの上に導電性プライマー層１３２を介して離型層１３３を形成した構成に示している。この場合、定着フィルム１３の接地のため、図４（ｂ）に示すように、導電性プライマー層１３２が定着フィルム１３表面に一部露出している。ここで、耐熱性樹脂フィルム層１３１ａは、第３の導電層を構成している。また、ＰＥＥＫはポリエーテルエーテルケトンであり、ＰＥＳはポリエーテルスルホンであり、ＰＰＳはポリフェニレンスルフィドである。

加熱ヒータ１１は、定着フィルム１３の内部に具備されたヒータであり、高熱伝導であるＡｌ_２Ｏ_３又はＡｌＮ基板１１１上に銀パラジウム等からなる通電発熱抵抗層１１２を形成し、更にその上から薄肉ガラス保護層１１３で覆ってなるものである。この加熱ヒータ１１の通電発熱抵抗層１１２が形成されている面又は背面を定着フィルム１３に接触させることにより記録材Ｐ上のトナー像を溶融、定着させるニップ部の加熱を行う。

断熱ステイホルダ１２は加熱ヒータ１１を保持し、ニップ部と反対方向への放熱を防ぐためのホルダであり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されている。そして、断熱ステイホルダ１２には定着フィルム１３が余裕をもってルーズに外嵌されていて、定着フィルム１３は図２（ａ）に示す矢印の方向に回転自在に配置されている。

また、定着フィルム１３は内部の加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダ１２に摺擦しながら回転するため、加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダ１２と、定着フィルム１３との間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため、加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダ１２の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより、定着フィルム１３はスムーズに回転することが可能となる。

（３）加圧部材
図５は、本実施例の加圧ローラ２０の概略構成を示す断面図である。以下の説明において、長手方向とは、加圧ローラ２０の軸方向をいうものとする。

加圧ローラ２０は、芯金２１の上に耐熱ゴム又は耐熱ゴムを発泡して弾性層２２を形成し、その上に接着層２３としてプライマー処理されて接着性をもつＲＴＶシリコーンゴムを塗布し、更に離型層２４を形成して構成されている。ここで、芯金２１は、Ａｌ、Ｆｅ等から構成されている。また、弾性層２２を形成する耐熱ゴムは、絶縁性のシリコーンゴムやフッ素ゴム等により構成されている。また、離型層２４は、加圧ローラ２０において最外層に設けられた第１の導電層を構成しており、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂にカーボン等の導電剤を分散させたチューブを被覆又はコーティング塗工して構成される。

離型層２４は、定着フィルム１３や記録材Ｐとの摺擦によるチャージアップを防止する
ために、抵抗値が、１０^９Ω／□以下であることが好ましい。また一方で、転写電荷のリークにより、記録材のトナー保持力が低下することによるオフセットを防止するために、離型層２４は、１０^６Ω／□以上の抵抗値であることが好ましい。

接着層２３は、弾性層２２に離型層２４を接着するための層であって、離型層２４の下層に設けられた第２の導電層を構成している。接着層２３は、図３（ｂ），図４（ｂ）のように定着フィルム１３の金属製素管１３１の露出部と接触しており、離型層２４の電荷を長手方向に輸送し、加圧ローラ２０の電位を均一化するための電荷移動層である。このため、接着層２３の抵抗値はある程度低いことが必要であり、１０^５Ω／□以下であることが好ましい。したがって、接着層２３にもカーボン等の導電剤を分散させることにより、１０^５Ω／□以下に調整している。

このように、加圧ローラ２０の接着層２３を金属製素管１３１を介して接地することによって、加圧ローラ２０表層に導電ブラシ等の電気接点部材を当接させることなく、加圧ローラ２０表層を接地できるため、低コストでオフセットを防止することができる。

本実施例では、第２の導電層として、弾性層２２に離型層２４を接着するための接着層２３を設けることで、低コスト化を実現することができる。また、接着層２３が、シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムの発泡体、又はフッ素ゴムの発泡体を含むように構成することにより、加圧ローラ２０、加熱定着装置６、画像形成装置の長寿命化を実現することができる。

本実施例では、離型層２４を導電性フッ素樹脂として厚さ３０μｍの導電ＰＦＡチューブとし、接着層２３の厚さは１０μｍとした。また、ローラ外径は１８ｍｍ、ローラ硬度は４０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ ６００ｇ加重）の加圧ローラを使用している。離型層２４を導電性フッ素樹脂とすることで、加圧ローラ２０、加熱定着装置６、画像形成装置の長寿命化を実現することができる。

加圧ローラ２０は、定着部材１０の方向に不図示の加圧手段により、長手方向両端部から加熱定着に必要なニップ部を形成するべく十分に加圧（圧接）されている。そして、加圧ローラ２０は、長手方向端部から芯金２１を介して不図示の回転駆動により、図２（ａ）に示す矢印方向に回転駆動される。これにより、定着フィルム１３は、断熱ステイホルダ１２の外側を図２（ａ）に示す矢印方向に従動回転する。なお、定着フィルム１３の内部に不図示の駆動ローラを設け、駆動ローラを回転駆動することにより、定着フィルム１３を回転させ、加圧ローラ２０を従動回転させてもよい。

このようにして、トナー像が形成（担持）された記録材Ｐは、定着部材１０（定着フィルム１３）と加圧ローラ２０との間に形成されたニップ部で挟持搬送されることにより加熱される。これにより、記録材Ｐ上のトナー像は永久画像として記録材Ｐに定着される。

次に、具体的な実験例について説明する。

表１は、比較実験を行った加圧ローラの構成を示している。

ここで、比較例１は、弾性層２２、接着層２３、離型層２４ともに絶縁の構成であり、比較例２〜４は、離型層２４のみ導電の構成である。また、比較例５は弾性層２２、接着層２３、離型層２４共に導電の構成である。

表２は、比較例１〜５と本実施例について、オフセット及び耐久性の比較実験を行った結果を示している。

尚、オフセットのレベル確認は、次のようにして行った。すなわち、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面が帯電しやすい低温・低湿環境で高抵抗化した紙（Ｘｘ（Ｘｅｒｏｘ社製）４２００放置紙）を１００枚通紙した後に、オフセットが発生しやすい６００ｄｐｉ孤立１ドットからなるハーフトーン画像を通紙することで行った。また、加圧ローラ耐久性の評価は、装置本体寿命（５万枚）の１．５倍の７万５千枚の通紙耐久を行った後、加圧ローラの不具合等がないかを確認して行った。

表２から、比較例１は加圧ローラ２０が絶縁であり、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０がチャージアップするためにオフセットのレベルが悪いことがわかる。また、比較例２では、離型層２４の抵抗が１０^５Ω／□と低いために、転写電荷リークによるオフセットが発生することがわかった。また、比較例４では、離型層２４の抵抗が１０^１０Ω／□以上と高い為に定着フィルム１３及び加圧ローラ２０のチャージアップを十分に抑えることができずにオフセットが発生することがわかった。

これらに対して、加圧ローラ２０の抵抗が、１０^６〜１０^９Ω／□の比較例３では、次のようなことがわかった。すなわち、離型層２４が定着フィルム１３基層と接触している近傍では定着フィルム１３及び加圧ローラ２０のチャージアップによるオフセットは改善されるものの、接触部から離れている中央部付近ではチャージアップによるオフセットが
発生する。

更に、離型層２４と弾性層２２を導電化した比較例５では、静電オフセットは問題ないものの、５万枚通紙によって加圧ローラに不具合が生じた。

これらの比較例に対して、本実施例の構成では、長手方向全域にわたって定着フィルム１３及び加圧ローラ２０のチャージアップが抑えられるためにオフセットの発生はなかった。また、弾性層２２にカーボン等の導電剤を分散させていないため、７万５千枚の通紙によっても加圧ローラ２０の不具合等の問題は発生しなかった。

尚、本実施例では、比較例１〜５の離型層はＰＦＡチューブを用いているが、フッ素樹脂をコーティングした場合でも同様の結果が得られることが確認されている。

図６は、定着フィルム１３の接地方法について、他の形態を示す図である。

本実施例では、導電性の接着層２３を直接、金属製素管１３１露出部と接触させた例について説明したが、これに限るものではない。すなわち、図６に示すように、接着層２３と金属製素管１３１露出部との間に離型層２４を介してもよい。この場合、若干定着フィルム１３及び加圧ローラ２０のチャージアップを防ぐ効果は落ちるものの本実施例のプロセススピードでは十分なオフセット防止効果が得られることがわかった。

以上のように、本実施例においては、加圧ローラ２０の弾性層２２を絶縁とし、離型層２４の抵抗を１０^６〜１０^９Ω／□、弾性層２２と離型層２４とを接着する接着層２３を１０^５Ω／□以下としている。これにより、加圧ローラ２０の耐久性の低下を招くことなく、長手方向全域にわたって定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面のチャージアップに起因するオフセットの発生を防止することができ、良好な画像を得ることが可能となる。すなわち、本実施例の加熱定着装置６、画像形成装置においては、加圧ローラ２０の耐久性を低下させることなく、上記オフセットを、簡易で低コストの構成で防止することができ、良好な画像を得ることが可能となる。

図７は、本発明の実施例２の加圧ローラの概略構成を示す断面図である。

本実施例では、第２の導電層として、上述した実施例１の導電性の接着層２３のかわりに、図７に示すようにシリコーンゴム等の耐熱性ゴムにカーボン等の導電剤を分散させた電荷移動層２３ａを形成する構成としている。この電荷移動層２３ａの厚みは１ｍｍ、抵抗値は１０^５Ω／□とした。尚、本実施例の画像形成装置のプロセススピードは１８０ｍｍ／ｓ、３０枚／分（ＬＴＲ縦送り）、本体寿命１５万枚とした。本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。

実施例１の構成では、画像形成装置の寿命が７万枚程度であれば、装置寿命にわたって十分なオフセット防止効果が得られるが、装置寿命が１０万枚を超えると接着層２３が磨耗し、オフセット防止効果が低下することがわかっている。また、実施例１で示したように、加圧ローラ２０の接着層２３を、離型層２４を介した金属製素管１３１露出部と接触させた場合、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０のチャージアップ防止効果が若干薄れるため、高速機への対応が難しいことがわかっている。

そこで、本実施例のように、電荷移動層２３ａを導電のシリコーンゴム層で形成することによって、金属製素管１３１露出部との接触部の耐久性を確保する方法が有効である。

この構成では、電荷移動層２３ａとしてシリコーンゴム等の耐熱性ゴムにカーボン等の導電剤を分散させるが、厚みを薄くしているために、耐久性を確保できる高硬度のゴムを使用してもローラ硬度が上昇するなどの影響を与えない。したがって、加圧ローラ２０の製造コストはやや上昇するが、高速・長寿命の画像形成装置には有効な構成であるといえる。

表３は、本実施例の構成と実施例１の構成において、耐久によるオフセットレベルの推移を比較した結果を示している。尚、オフセットの確認は、実施例１と同様に低温・低湿環境及び高抵抗紙（Ｘｘ４２００放置紙）を用いて行った。

表３より、実施例１の構成では、７万５千枚まではオフセット画像の発生はないが、１０万枚通紙付近から接着層２３が磨耗し、金属製素管１３１露出部と接着層２３との接触が不安定となり、オフセットが発生し始めることがわかる。

これに対して、本実施例の構成では、１５万枚通紙しても金属製素管１３１露出部と電荷移動層２３ａの接触が保たれ、オフセットの発生は見られなかった。

尚、本実施例では、電荷移動層２３ａとして、導電シリコーンゴムを用いたが、その他にフッ素ゴム等の耐熱ゴム又はそれらの発泡体にカーボン等の導電剤を分散させることによって形成した場合でも同様の効果が得られた。また、電荷移動層２３ａの厚みとしては、０．２〜１．５ｍｍの範囲であれば、加圧ローラ２０の硬度上昇や耐久性の低下等の影響なく、同様の効果が得られることが確認された。

以上のように、本実施例においては、加圧ローラ２０の弾性層２２を絶縁とし、離型層２４の抵抗を１０^６〜１０^９Ω／□とし、その下層の電荷移動層２３ａをシリコーンゴム、フッ素ゴム又はその発泡体で形成している。これにより、加圧ローラ２０の耐久性の低下を招くことなく、装置の寿命を通じて長手方向全域にわたって定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面のチャージアップに起因するオフセットの発生を防止することができる。

本発明の実施例３では、加圧ローラ２０の弾性層２２上に抵抗値の異なる２種類のＰＦＡチューブを被覆する構成（第１の導電層及び第２の導電層が導電性フッ素樹脂を含む構成）としている。このことで、加圧ローラ２０、加熱定着装置６、画像形成装置の長寿命化を実現する。

具体的には、弾性層２２上に厚さ１０μｍ、抵抗値１０^５Ω／□以下の導電ＰＦＡチュ
ーブを電荷移動層２３ａとして被覆し、更にその上に厚さ３０μｍ、抵抗値１０^６〜１０^９Ω／□の導電ＰＦＡチューブを離型層２４として被覆する。尚、本実施例の画像形成装置のプロセススピードは２００ｍｍ／ｓ、３５枚／分（ＬＴＲ縦送り）、本体寿命２００万枚とした。本実施例においては、実施例１，２に対して異なる構成部分について述べることとし、上記実施例と同様の構成部分については、その説明を省略する。

本実施例のように電荷移動層２３ａをＰＦＡチューブ等のフッ素樹脂で形成することによって、実施例２よりも更に長期にわたって定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面のチャージアップが防ぎ、オフセットを防止することができる。これは、加圧ローラ２０の製造工程が複雑となり製造コストは実施例２より上昇するものの、紙粉やトナー等が付着し難くなり、定着フィルム１３基層と電荷移動層２３ａとの電気的接触が保たれるためである。

表４は、本実施例の構成と実施例２の構成において、耐久によるオフセットレベルの推移を示している。尚、オフセットの確認は、上述した実施例と同様に低温・低湿環境及び高抵抗紙（Ｘｘ４２００放置紙）を用いて行った。

表４より、実施例２のように電荷移動層２３ａを導電性シリコーンゴム層とした場合には、次のようなことがわかる。それは、１５万枚まではオフセット画像の発生はないが、２０万枚通紙付近から導電シリコーンゴム部に紙粉等の汚れが付着し始め、金属製素管１３１露出部との接触が不安定となりオフセットが発生し始めることである。

これに対して、本実施例の構成では、２５万枚通紙しても、紙粉等の汚れの付着は見られず、金属製素管１３１露出部との接触が保たれオフセットの発生は見られなかった。尚、本実施例では、抵抗値の異なる導電ＰＦＡチューブを被覆した例について説明したが、抵抗値の異なるフッ素樹脂をコーティングした場合でも同様の結果が得られる。

以上のように、本実施例においては、加圧ローラ２０の弾性層２２を絶縁とし、加圧ローラ２０表層に１０^６〜１０^９Ω／□の導電フッ素チューブ、その下層に抵抗値が１０^５Ω／□以下の導電性フッ素チューブを被覆している。これにより、加圧ローラ２０の耐久性の低下を招くことなく、また、加圧ローラ２０端部の電気接点を長期にわたって確保でき、長手方向全域にわたって定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面のチャージアップに起因するオフセットの発生を防止できる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施例１の加熱定着装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）実施例１の定着フィルム（金属製素管）の層構成を示す図であり、（ｂ）は実施例１の定着フィルムの接地方法を示す図である。 図３に示す構成に対して他の形態を示す概略図であり、（ａ）は定着フィルム（耐熱樹脂フィルム）の層構成を示す図であり、（ｂ）は定着フィルムの接地方法を示す図である。 実施例１の加圧ローラの概略構成を示す断面図である。 実施例１の定着フィルムの接地方法について他の形態（離型層を介した場合）を示す図である。 本実施例２の加圧ローラの概略構成を示す断面図である。 従来の画像形成装置の概略構成図である。 従来の加熱定着装置の概略構成図である。

符号の説明

１０ 定着部材
１１ 加熱ヒータ
１３ 定着フィルム
２０ 加圧ローラ
２１ 芯金
２２ 弾性層
２３ 接着層
２３ａ 電荷移動層
２４ 離型層

Claims (7)

1. 加熱手段に圧接するように設けられ、現像剤像が形成された記録材を前記加熱手段との間に形成されるニップ部で挟持搬送する加圧ローラにおいて、
   最外層に設けられた第１の導電層と、
   前記第１の導電層の下層に設けられた第２の導電層と、
   前記第２の導電層の下層に設けられた絶縁性の弾性層と、
   を備え、
   前記第１の導電層の抵抗値が１０^６〜１０^９Ω／□であり、前記第２の導電層の抵抗値が１０^５Ω／□以下であることを特徴とする加圧ローラ。
2. 前記第２の導電層は、前記弾性層に前記第１の導電層を接着するための接着層であることを特徴とする請求項１に記載の加圧ローラ。
3. 前記第２の導電層は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムの発泡体、又はフッ素ゴムの発泡体を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の加圧ローラ。
4. 前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、導電性フッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の加圧ローラ。
5. 加熱手段と、
   前記加熱手段に圧接するように設けられた請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加圧ローラと、
   を備え、
   前記加熱手段と前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で、現像剤像が形成された記録材を挟持搬送することにより前記記録材を加熱することを特徴とする像加熱装置。
6. 前記加熱手段は、前記加圧ローラに接触する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブを介して前記加圧ローラにより圧接されるヒータとを備え、
   前記可撓性スリーブは、前記加圧ローラに接触する最外層に設けられたフッ素樹脂層と、一部が前記可撓性スリーブの表面に露出する露出部を有し前記フッ素樹脂層の下層に設けられた第３の導電層とを有し、前記ヒータに対して摺擦可能に設けられ、
   前記第３の導電層は接地され、かつ、前記加圧ローラ及び前記加熱手段は、前記加圧ローラの前記第１の導電層又は前記第２の導電層と、前記第３の導電層の前記露出部とが接触するように設けられることを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
7. 前記第３の導電層は、整流素子を介して接地されていることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。

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