JPS61148478A - 圧力定着装置 - 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】 本発明は１画像形成装置や印刷機に装備されている圧力
定着装置に関する。より詳細には。

圧力定着ローラまたは加圧ローラの少なくともどちらか
一方が特定なセラミックコーティング層を有するローラ
であり、該ローラが具備されている圧力定着装置に関す
るａ 画像形成装置としては、静電記録装置、憾気プリンター
、電子写真装置、レーザビームプリンタ等が例示される
。従来、画像形成装置や印刷機に装置されている定着装
置として熱定着装置や圧力定着装置がある。

圧力定着とは一般にはローラやベルト等の定着用回転体
の間に紙や樹脂シート等の記録材を通し、記録材上のト
ナーやインク等の被定着物を定着させる方法である。圧
力定着は定着時間が短い等の利点を有しておタ、上記画
像形成装置や印刷機等の定着装置に適用されている。

従来、この定着装置に関する問題点として。

記録材につやが生じる問題があった。すなわち定着用ｐ
−ラは、一般には鏡面仕上げを施され次ものが使用され
るが、これがつやを生じさせる原因となっていた。

例えば複写機では、定着用ローラとして表面を硯面仕上
げした鋼鉄製のものが一般には使用されているが、コピ
ー紙にトナー像を定着するには通常２０時／ｃｍ以上の
平均線荷重をかける必要があった。しかしながら、１２
に９７ｃｍ以上の圧力をかけるとコピー紙が平滑になる
ためつやを生じてしまうという問題が避けられなかつ次
Ｏ この問題を解決する次め、定着用ローラ表面を高周波焼
入れや硬質Ｏｒメッキ等を施して表面硬度を上げローラ
寿命の向上をはかると同時に、・定着用ローラ截頭をマ
ツ１［理することが行なわれている。マット処理は定着
用ローラ光面をブラスト処理することによって表面にマ
ット状の凸凹を与えるものであり、これによってコピー
紙に凹凸を与えてつや防止をはかるものである。

しかしながら上記方法では。

（１）　　マット処理した定着用キーラの凸部には凹部
よりも大きな圧力がかかるため摩耗が激しく、マットｒ
ｆＪが消滅してすぐにコピー紙につやが生じてしまう。

（２）　　マット凹部にトナーが入り込みこれが再転写
されてコピー紙を汚したり、入り込んだトナーがコピー
紙上のトナーｔはぎ取ってしまう１等の問題を生じてい
る。

一方、マット処理ｋｔｍすための他の手段として、プラ
ズマ溶射、　ＯＩ／Ｄ　（ｃ’ｒｅｍｃａｒＶａｐｏｒ
Ｄｑｏｓｒｔ＋ｏｎ）　◆ＰＶＤ　（乍１Ｃａｌ　Ｖａ
汐ｒｐヂｇｉｔｉ＋棹等でセラミックをローラ基体赤面
に付着させて凹凸面を形成することがおこなわれている
。しかしながら、プラズマ俗射においてはセラミック層
の表面粗さが平均で１０〜２０μｍとかなり粗く、その
ままではトナーによるオフセット現象が起こ夕やすく定
着ローラとしては使用できない。さらに、プラズマ溶射
によるセラミック層は膜厚が通常５０μｍ　以上となシ
、それ以下に膜厚を制御することが極めて困難で、！１
１り１表面粗さをｉＱ／ｊｍ以下に溶射することも困難
である。したがって、トナーと剥離性゛のあるテフロン
樹脂等でセラミック層を処理してお夕、工程が繁雑にな
夕がちである。

また、ＯＶＤ　、ＰＶＤ等によるセラミック層の形成に
おいては、装置自体も大がかりであり、膜層の成長が遅
いので司μｍ程度の膜厚にするにもかなり長時間を必要
としている。

本発明は上記の問題点に鑑み成されたものであって１本
発明の目的は、記録材のつや発生を防止すると共に記鎌
材の汚れをも防止し、さらに耐摩耗性及び耐久性の向上
をもはかった長期を提供することにある。

さらに１本発明の目的は、ＯｒＯ＆からｉｎ　Ｂｌｔｕ
で形成したａｒｚｏｓ　ｔ′金含有るセラミックコーテ
ィング層を有するローラが定着ローラ及び／ｌたは加圧
ローラとして具備されていることを特徴とする圧力定着
装置ｔ−提供することにある。

゛本発明を適用した画像配置装置用圧力定着装置の具体
例の１つを添附図をもとに説明する。

第１図において、被定着材と扱触する側の定着ローラ１
及び定着ローラを加圧する手段である加圧ロー２２がセ
ラミックコーティング層を有するローラでありそれぞれ
ローラ基体１ａ、２ａ。

セラミック層１１）、２１）から成っている。定着ロー
２１％加圧ローラ２は、その両端でそれぞれ上側板５、
下側板４によって回転可能に支持されている。

この上側板５．下側板４は、一端において支持軸５によ
って回動可能に枢着され、その他端において、前記両側
板３，４には、これを貫通するボルト６、該ボルト６の
周囲に設けたバネ７、及び該バネ７を押し縮めて反発力
を生ぜしめるナツト８の３部材の働きにより抑圧力ωが
加えられる。この押圧力ωはテコの原理によって側板部
分で倍力され、定着ローラ１と加圧ローラ２の間では総
荷重Ｗ　（Ｖ＞ωｔ”ｔ−ローラ長で除し次平均線荷重
は２０〜５０　ｋｇ／ｃＩＬ）として作用する。

この荷重Ｗがトナー像Ｔｔ−支持した普通紙ｐに直接作
用し、その表面上のトナー画像Ｔｔ−圧力定着させるの
である。定着ローラ１はその端部に設けたギヤ（図示せ
ず）を介してモータ（図示せず）Ｉｃより矢印方向に回
転駆動される。

加圧ローラ２は摩擦力で（ロー２１，２間に紙ｐのない
時はロー２１による。またロー２１，２間に紙ｐが挟圧
されている時は紙ｐによる）矢印方向上に回転する。両
ローラ１，２の回転により紙ｐは矢印方向に進行し、ト
ナー像での圧力定着が進行する。尚１紙ｐのトナー像Ｔ
の支持面は定着ローラ１に圧接せしめられ、その裏面は
加圧ローラ２に圧接せしめられる。

上記例においては画像配置装置の定着装置について述べ
たが１本発明に係るセラミックコーティング層を有する
ローラを適用する定着装置は上記具体例のみに限定され
るものではなく。

定着ローラ及びこれと対面する加圧手段とによって定着
を行う定着装置ならばすべてに適用できるものである。

第２図は１本発明のセラミックコーティング層を有する
定着ローラを回転軸を含む面で切断本発明に係るローラ
は、下記工程を経由して製造される。

例えば、鉄系母材金属ローラ母材表面にａｒｏｓ水溶液
を塗布し、約Ｓｏｏ℃の温度で熱処理し。

処理後ｃｒｏｓ水溶液にム４２０５および５１０２等を
添加して調製し念スラリ（泥しよう）状コーティング原
料液ｔ−該熱処理後のローラ母材に塗布したり、或いは
該熱処理後のローラ母材をコーティング原料液中にデツ
ピングしたりしてロー２母材懺面にコーティング原料液
層を形成し１次いで約１０℃／ｍ（ｎの；昇温速ＦＩｌ
＝で昇温し、約４００〜ＳＯａ℃の雰囲気温度条件下で
約６０分間程度＃、コーティング層を有するローラ母材
を焼成する。ことによｐ母材表面にセラミックコーティ
ング層を形成する。必要に応じて、スラリ状コーティン
グ原料液の塗布工程および塗布後の焼結工程を複数回反
復してもよい。なお、ローラ母材表面を高周波焼入した
ものの表面にセラミックコーティング層を形成すること
が好ましい。

本発明に係るセラミックコーティング層を有するローラ
は鉄系金属ローラである場合、第２図に示すような層構
成を有することが確認されている。第１層９は○ｒ２０
！十ム７２０５−１−８１０２から構成されており、第
２層１０はｃｒｚｏｓ＋ムｊ２０５＋８１ｏｚから構成
されており、第６層１１はａｒ２ｏｓから構成されてお
り、第４層１２はローラ母材である。セラミックコーテ
ィング７１９，１０．１１はスリーブの使用目的に応じ
て層数やコーティング層厚を種々に変更してもかまわな
い。

本発明の０ｉ２０３　’ｉ金含有るセラミックコーティ
ング層を有するローラは、　ＰＶＤやメッキや溶射等に
より形成された層を有するローラと比較して、コーティ
ング層とローラ母材との結合強度は非常に高い。また、
セラミックコーティング層の底面硬度は１５００Ｈｖと
非常に高い。そして。

塗布やディッピングにより成膜を形成して後に焼成する
ので、膜厚制御が量率で・研摩等の後処理加工が実質的
に不要である。また、ローラ母材が高周波焼入されｆｃ
鉄系金属ローラであれば第２層１０はＱｒ２０Ｓ＋ムｊ
２０ｘ−）−８１０２十ＦｅＯ拡散成分から形成され、
第３層１１はＦｅｏ＋ｃｒｚｏｘから形成されるのでさ
らにセラミックコーティング層とスリーブ母材との密着
力（ｐｇ合強度）が増加する。

尚、０−ラ母材光面をサンドブラストにより凹凸を形成
し、その後セラミックコーティング層全形成する工程を
おこなった場合１層厚が約１０μｍ以下であれば凹凸形
状が維持される。

一方、アルミニウムからなるローラ母材の場合、　０ｒ
Ｏ５水溶液を母材表面に塗布後約５００　’Ｃの温度で
熱処理し、熱処理後ＯｒＯｓ水溶液に１４２０５および
８１０２等を添加して調製したスラリ状コーティング原
料液をローラに塗布し、　　′５ＯＯ〜４００℃で焼成
すると第４図に示す如き層構成を有するロー２が得られ
る。得られたローラは、第１層２１が０ｒ２０ｓ＋ＡＪ
２０ｇ−）−８１０ｚかう形成サレ、第２層２２がＣｒ
２Ｏ５＋ムｊ２０５＋ＳｉＯ２＋Ａノ２０３拡散成分か
ら形成され、第３層２３がＡノ２０５＋０ｒ２０５から
形成さｎてお９１次いでローラ母材２４が配置されてい
る。

以下に不実施例の定着用ローラ、従来の鏡面ローラ、粗
面のマツトローラを第１図の不発明定着装置に使用し、
これを複写装置に適用した結果を示し１本発明によって
もたらされる効果について説明する。

表１２表２において従来例の鏡面ローラは耐久性でおる
程度（２０〜３０万枚）良好であるが、定着性を良くす
るため大きな圧力を必要とし１紙面上にツヤやカールを
発生してしまう・又、従来例のマツドロー２は耐久性に
乏しく。

実用上多くの交換を要する反面、定着効果は鏡面よジ良
く１紙面上のコピー紙のツヤも少ない。

これらに対し、不発明では、耐久性が鏡面ローラの２〜
３倍も向上され、しかも軽圧力で十分な定着性を得、ツ
ヤの発生も少ないものとなった。

以上１本発明の効果を複写機を例にとって示したが、他
の画像記録装置及び印刷機等１本発明足膚゛用ａ−２が
適用されるすべての装置で。

上のよ５を安定な定着性能が長期に亘って得られている
。

表　１ 定着ローラの耐久性※（ローラ直径φ５７）ム４サイズ
＊　浅層が荒れてトナーオフセットが顕著になる時点を
寿命と判断 我　　２ 定着性判定結果（初期）ム・・・良　Ｂ・・・普通Ｃ・
・・不可

【図面の簡単な説明】

第１図はｃｒｏｓからｉｎ　８１ｔｕで形成しｆｌ　０
ｒ２０Ｓを含有するセラミックコーティング層を有する
定着用ローラを使用した本発明定着装置の一例の説明的
概略図を示し、第２図は本発明に係る断面図を示し、第
４図は本発明に係るアルミニウム母材の定着用ローラを
回転軸を含む面で切断した断面図を示す。 １・・！定着ローラ ２・・・加圧ローラ ３・・・上側板 ４・・・下側板 ５・・・支持軸 ６…ボルト ７・・・バネ ８・・・ナツト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣｒＯ＿３からｉｎ　ｓｉｔｕで形成したＣｒ＿
   ２Ｏ＿３を含有するセラミックコーティング層を有する
   ローラが定着ローラ及び／または加圧ローラとして具備
   されていることを特徴とする圧力定着装置。
2. （２）セラミックコーティング層がＡｌ＿２Ｏ＿３およ
   びＳｉＯ＿２をさらに含有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の圧力定着装置。
3. （３）ローラ基体が鉄系金属で形成されており、ローラ
   基体表面が高周波焼入れされていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の圧力定着装置
   。