定影辊、具有该定影辊的定影装置以及图像形成装置的制作方法

专利名称：定影辊、具有该定影辊的定影装置以及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及定影辊、具有该定影辊的定影装置以及图像形成装置，所 述定影辊用于在图像形成装置中通过加热、加压而将图像定影在转印纸张 上的定影装置，所述图像形成装置包括使用电子照相方式的复印机、打印 机、传真机等。
背景技术：
在电子照相方式的图像形成装置中广泛采用了热辊定影方式，即在 形成压印夹缝(nip)的定影辊对中的至少一个辊中内置热源而构成定影辊 (加热辊)，向该辊对的压印夹缝部插入承载有未定影调色剂图像的纸 张，由此将调色剂定影在纸张上。在该热辊定影方式中，由于要求定影辊 对调色剂具有较强的非粘合性，因此大多情况下通过涂布或巻筒覆盖在定 影辊表面上形成脱模性优良的非导电性氟树脂层。
但是，由于定影辊会受到记录介质或加压辊的滑动摩擦，因此在通过 非导电性、即绝缘性的纯粹的氟树脂层来形成定影辊表面的情况下，当氟 树脂层由于摩擦带电而大量地带负(一)电、而调色剂具有正(+ )的极 性时，具有容易发生静电偏移的问题。另外，纯粹的氟树脂层在机械强度
方面也存在难点，从耐磨损性的观点出发，难以实现定影辊的长寿命化。
因此，提出了赋予定影辊表面导电性来改善静电偏移的方法，例如在 专利文献1中，公开了通过在作为脱模层的氟树脂层中分散导电性炭黑来 抑制定影辊的摩擦带电的方法。但是，在专利文献1的方法中，由于炭黑 的添加而导致了氟树脂层表面的平滑性下降，并且记录介质的脱模性也会 降低。另外，当为了提高耐磨损性而添加绝缘性或导电性的耐磨损材料 时，同样也无法避免氟树脂层表面的平滑性、脱模性下降的问题。
另外，在专利文献2中公开了如下定影辊使导电性的圆筒状金属芯
的表面粗糙化而形成为山一谷状，在其上覆盖非导电性氟树脂层，由此在 金属芯的表面的山的顶端部与非导电性氟树脂层表面之间会形成利用介质 击穿而产生的导通路径，从而可以抑制静电偏移的发生。但是，在专利文 献2的方法中存在如下问题，S卩在金属芯的山的顶端部从非导电性氟树 脂层的表面露出的部分处脱模性差，调色剂或纸粉等容易附着。另外还具 有如下担心，即由于辊的体积电阻值会根据金属芯的露出部分占辊表面 整体的比例而偏向低电阻一侧，因此可能会由于施加在转印辊上的转印电 流经由记录介质而流入定影辊、即转印电流泄漏而导致定影辊带电，从而 发生静电偏移。
专利文献1:日本专利文献特开2000 — 338810号公报； 专利文献2:日本专利文献特开2004_302183号公报。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种结构简单并且 兼具记录介质的脱模性、防止带电性、以及耐久性的定影辊、具有该定影 辊的定影装置以及图像形成装置。
为了达到上述目的，本发明提供一种定影辊，该定影辊包括金属
芯，由导电性材料形成，呈圆筒状；底层(primer layer)，覆盖该金属芯 的外周面，具有导电性；中间层，包括覆盖该底层的分散有导电材料的氟 树脂层；以及最外层，包括覆盖该中间层的非导电性氟树脂层形成；所述 中间层的外表面为具有凹部和凸部的粗糙面。
根据该构成，可以通过由非导电性氟树脂层形成的最外层在印刷初期 发挥优良的脱模性，并且能够抑制由于转印电流泄漏而导致的初期静电偏 移。另外，由于在连续印刷之后通过由导电性氟树脂层形成的中间层的凸 部与最外层表面之间的介质击穿来形成导通路径，因此由于摩擦带电而积 蓄在辊表面的负电荷会漏到金属芯上，从而可以抑制由于摩擦带电而导致 的静电偏移。并且，由于分散在中间层中的导电材料作为耐磨损材料而发 挥作用，因此可以抑制最外层的磨损的加剧，并且可以确保连续印刷后的 脱模性。另外，在本发明中，在上述构成的定影辊中，所述最外层的表面与所
述凸部的顶端的最短距离为10um以下。
根据此结构，在最外层的表面与中间层的凸部之间容易发生电荷的导 通，从而可以提高抑制静电偏移的效果。
另外，在本发明中，在上述结构的定影辊中，当施加电压为100V时， 体积电阻率为101QQ"cm以上，并且当施加电压为500V时，体积电阻率 为108Q 'cm以下。
根据该结构，在施加电压低至100V的初期图像中，辊表面为高电 阻，从而能够可靠地防止转印电流从辊表面向金属芯流入，而在施加电压 高至500V的连续印刷时，辊表面变成低电阻，从而可以使由于摩擦带电 而产生的辊表面的负电荷容易地漏到金属芯上。
另外，在本发明中，在上述构成的定影辊中，所述中间层的表面粗糙 度(Rz)为10um以上，并且为所述中间层的层厚以下。在本说明书中， 将十点平均粗糙度称为表面粗糙度(Rz)。
根据该结构，可以提高印刷初期的绝缘性，并且可以使得在连续印刷 结束时在最外层与中间层之间容易发生介质击穿。
另外，在本发明中，在上述结构的定影辊中，所述最外层仅由PFA构成。
根据该结构，能够以低成本来实现绝缘性和脱模性优良的定影辊的最 外层。
另外，在本发明中，在上述结构的定影辊中，所述中间层是在PFA中 含有炭黑、石墨、以及金属氧化物中的至少一种的材料。
根据该结构，能够以低成本来实现导电性和耐磨损性优良的定影辊的 中间层。
另外，在本发明中，在上述结构的定影辊中，最外层的表面粗糙度 (Ra)为0.5wm以下。
根据该结构，可以形成脱模性更加优良的定影辊。
另外，本发明提供一种了定影装置，该定影装置具有如上构成的定影辊。
根据该结构，可以有效地防止由于氟树脂层的摩擦或转印电流泄漏而 导致定影辊带电，并且可以成为记录介质的脱模性和定影辊的耐久性优良 的热辊定影方式的定影装置。
另外，本发明还提供了一种图像形成装置，其中装载有如上构成的定 影装置。
根据该结构，可以同时抑制由于记录介质附着在定影辊上而导致的图 像劣化或卡塞的发生、以及由于定影辊带电而导致的静电偏移的发生，从 而可以形成高质量的图像，并且可以通过定影辊的耐久性的提高而成为维 修保养性优良的图像形成装置。


图1是从旋转轴方向观察本发明的定影辊时的示意性截面图； 图2是本发明的定影辊的部分截面图； 图3是示出本发明的定影辊的磨损状态的部分截面图； 图4是表示具有本发明的定影辊的图像形成装置的整体结构的正面截 面图5是图4的定影装置周边的截面放大图； 图6是比较例1的定影辊的部分截面图； 图7是比较例2的定影辊的部分截面图； 图8是比较例3的定影辊的部分截面图； 图9是比较例4的定影辊的部分截面图IO是示出在本发明和比较例1 4的定影辊中从辊表面向金属芯施 加直流电压时的电压一电阻特性的图。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。图1是从旋转轴方向观察 本发明的定影辊时的示意性截面图，图2是定影辊的部分纵截面图(图1 的AA'截面)。如图1所示，通过依次在中空圆筒状的金属芯1的外周 面上形成导电性的底层2、导电性的中间层3、非导电性的最外层(脱模 层)4来构成定影辊10。
作为金属芯1的材质，使用了铝、铁、不锈钢等具有导电性的金属材 料。金属芯1的直径、长度、以及厚度可以根据装配定影辊的定影装置的 大小而适当地进行设定，通常使用外径为15 70mm、长度为250 500mm、厚度为0.3 5mm左右的金属芯1。另外，优选通过喷砂加工、 蚀刻、液体打磨等使金属芯1的外周面粗糙化。其目的在于通过使底层2 进入到粗糙面的凹凸中(锚定效应)来提高底层2的接合性。
底层2作为确保金属芯1与中间层3的接合性的粘合层而发挥作用。 作为底层2的材质，优选使用聚四氟乙烯(PTFE)、可熔性聚四氟乙烯 (Tetrafluoroethylene perfluoroalkoxyethylene copolymer) (PFA)等氟牛对 脂。另外，对底层2的层厚没有特殊的限制，优选为lum 10"m的范 围。
中间层3是在非导电性的氟树脂层中分散有导电材料5的材料，其表 面为形成有大量凸部3a和凹部3b的粗糙面。作为非导电性氟树脂，例如 可以列举出上述的PTFE、 PFA、氟化乙丙烯(FEP)、或者它们的混合体 等。作为导电材料5，例如可以列举出炭黑、石墨、氧化钛等金属氧化物 或者它们的混合物等。例如，当使用氧化钛来作为导电材料5时，从赋予 导电性的角度出发，优选使添加量为5重量％以上，而从制造时的加工性 的角度出发，优选使添加量为15重量％以下。另外，作为中间层3的层 厚，虽然与后述的中间层3的表面粗糙度(Rz)也相关，但是优选为10" m 30um的范围。
最外层4仅由非导电性的氟树脂形成，作为其材质而使用与中间层3 相同的FEP、 PTFE、 PFA、或者它们的混合体等。最外层4的层厚优选为 5um 15ixm的范围。另外，为了确保记录介质的良好的脱模性，需要使 最外层4的表面为平滑面，优选表面粗糙度(Ra)为0.5um以下的平滑 面。另外，由于从理论上说表面粗糙度(Ra)为0是不可能的，因此这里 不包括Ra二O的情况。
由于本发明的定影辊10的最外层4为非导电性的氟树脂层，因此初 期状态下的记录介质的脱模性完全没有问题。另外，由于在刚开始使用之
后辊表面的最外层4不会摩擦带电并且具有绝缘性，因此不会发生转印电 流经由记录介质流入并导致转印电流损失(转印电流泄漏)的情况。因 此，在印刷初期的图像中不会发生图像融着和静电偏移，从而可以进行良 好的图像输出。
另外，当进行连续印刷时，定影辊10的表面会由于与记录介质摩擦
而逐渐地带负(_)电，当达到某一程度的表面电位时，在中间层3的凸 部3a的顶端部与最外层4的表面之间会发生介质击穿，从而形成电荷的导 通路径并有电流流过。通过该作用，可以防止定影辊10的表面大量地带 负电，从而可以有效地抑制静电偏移。
此时，凸部3a的顶端部与最外层4的表面的最短距离L越小，抑制 静电偏移的效果越大，当L超过10um时，难以通过介质击穿而形成导通 路径，从而会导致抑制静电偏移的效果降低。因此，L优选为10um以 下。另外，当L为0时，中间层3会从最外层4的表面露出，从而造成初 期的脱模性变差，因此这里不包括L=0的情况。另外，为了提高印刷初 期的绝缘性并使得在连续进行印刷之后定影辊表面带电时容易发生介质击 穿，优选使中间层3的表面粗糙度(Rz)为10um以上。由此，即使凸部 3a的顶端与最外层4的表面的距离狭小，由于在凹部3b处最外层4的层 厚为10um以上，也可以确保印刷初期的绝缘性。另外，中间层3的表面 粗糙度(Rz)的上限值必然为中间层3的层厚以下。
另外，作为定影辊10的电特性，希望在施加电压低时、即在实际使 用时的初期状态下，显示出绝缘或高电阻一侧(体积电阻值为101QQ"cm 以上)的特性，而在施加电压高时、即在辊表面由于连续印刷等而带电的 状态下，显示出低电阻一侧(体积电阻值为108Q'cm以下)的特性。在 实施例中将对该电特性进行详细的说明。
在这里，随着印刷张数的增加，辊表面的最外层4的磨损不断加剧， 但是在本发明的结构中通过使中间层3的凸部3a的顶端部位于最外层4的 表面附近，可以确认具有提高耐磨损性的效果。其原因在于如图3所 示，当最外层4的表面4a从初期状态(图中的虚线)经过磨损而达到凸部 3a的顶端部时，分散在中间层3内的氧化钛等导电材料5会作为耐磨损材 料而发挥作用，从而可以抑制最外层4的进一步磨损。
本发明的定影辊IO例如如下进行制造通过喷涂等在圆筒状的金属 芯1的外周面上涂布底层2之后，覆盖分散有氧化钛等导电材料5的非导
电性氟树脂层来形成中间层3，然后通过喷砂加工等使中间层3的表面粗 糙化而使其具有10um以上的表面粗糙度(Rz)，然后在中间层3上覆盖 非导电性氟树脂层而形成最外层4，并研磨成表面粗糙度(Ra)为0.5um 以下的平滑面。
作为中间层3和最外层4的覆盖方法，可以列举出涂布氟树脂的方法 或覆盖氟树脂制巻筒的方法。另外，作为最外层4的表面的平滑化方法， 可以列举出无心研磨、抛光研磨、研磨带研磨等研磨方法或抵押旋转金属 滚轮的方法等。
图4是示出装载有使用本发明的定影辊的定影装置的图像形成装置的 内部构造的正面截面图，图5是图4的定影装置周边的截面放大图。在图 4中，100为图像形成装置，这里作为一个例子而图示了数字复合机。在 图像形成装置100中，当进行复印操作时，在配置于复合机主体内的输送 带IOI上方的图像形成部P中，通过带电、曝光、显影、以及转印的各个 工序，根据通过图像读取部102读取的原稿图像数据来形成规定的图像。
在该图像形成部P中设置有承载可视像(调色剂像)的感光鼓103， 在感光鼓103上形成的调色剂像被转印到由与图像形成部相邻而移动的输 送带101承载、输送的薄片(记录介质)104上，该调色剂像在定影装置 105中被定影在薄片104上之后，从装置主体排出。在使感光鼓103在图4 中向顺时针方向旋转的同时执行相对于感光鼓103的图像形成处理。
接着，对图像形成部P进行详细的说明。在以可自由旋转的方式设置 的感光鼓103的周围和上方设置有带电器106，使感光鼓103带电；曝 光单元107，对感光鼓103曝光图像信息；显影装置108，在感光鼓103 上形成调色剂像；以及清洁部109，除去残留在感光鼓103上的显影剂 (调色剂)。
首先，通过带电器106使感光鼓103的表面均匀带电，然后由曝光单 元107进行光照射，在感光鼓103上形成与图像信号相对应的静电潜像。 通过调色剂容器110在显影装置108中填充了规定量的调色剂。通过显影
装置108将该调色剂供应到感光鼓103上，通过静电附着，形成与通过来 自曝光单元107的曝光而形成的静电潜像相对应的调色剂像。
转印调色剂像的薄片104容纳在薄片容纳部111中，该薄片容纳部 111包括容纳纸张的多个供纸盒llla、 lllb、 lllc、以及设置在其上方的 旁路堆栈(手动托盘)llld。薄片104经由供纸辊112、套准调节辊113 被供应到输送带101上并被向感光鼓103的位置输送。输送带101使用介 质树脂制的片材，其两端部相互重叠接合而形成为无端带或无接缝 (seamless)的带。
输送带101架设在下游侧的驱动辊114和上游侧的从动辊115上，当 输送带101开始向图中逆时针方向旋转时，薄片104被从套准调节辊113 输送到输送带101上。此时，图像写出信号变成ON，从而能够以规定的 定时在感光鼓103上形成图像。在感光鼓103与转印辊116的转印压印夹 缝部N处，感光鼓103上的调色剂像被转印到薄片104上，所述转印辊 116被施加了规定的转印电压，间隔着输送带101而与感光鼓103的下部 压力接触。该薄片104通过静电吸附力被保持在输送带101上。
被转印了调色剂像的薄片104从输送带101脱离并被向定影装置105 输送。另外，被转印了调色剂像之后的感光鼓103为了继续形成新的静电 潜像而由清洁部109除去残留在其表面上的调色剂。被从输送带101输送 到定影装置105的薄片104被定影辊对117加热、加压，由此将调色剂像 定影在薄片104的表面上，从而形成规定的图像。然后，形成了图像的薄 片104通过输送辊对118、 119而被排出辊对120排出到排出托盘121上。
接着，使用图5来说明定影装置的结构。定影装置105的壳体包括上 壳体105a和下壳体105b，在上壳体105a内容纳有向图中的顺时针方向旋 转的加热辊130a，在下壳体105b内容纳有向逆时针方向旋转的加压辊 130b。在加热辊130a中内置有加热器131，在加热辊130a的外周面附近 配置有检测表面温度的热敏电阻(未图示)。加压辊130b通过未图示的 施压单元在规定的压力下与加热辊130a压力接触。由加热辊130a和加压 辊130b来构成定影辊对117，使通过定影压印夹缝部N的纸张P上的未定
影调色剂像定影。
通过转印辊116 (参照图4)，被转印了调色剂像的薄片104向图5 的左方前进，通过上游侧开口部132a被输送到定影装置105内，并通过定 影辊对117的定影压印夹缝部N。此时，通过规定的温度和压力进行加 热、加压，从而使纸张P上的调色剂像成为永久图像。然后，纸张P通过 下游侧开口部132b被输送到定影装置105的外部，并被排出辊对120 (参 照图4)排出到图像形成装置的外部。在上游一侧开口部132a处设置有定 影进入导向器133，薄片104的顶端沿定影进入导向器133的导向面133a 被导入至定影压印夹缝部N。
在本发明中，将图1所示构造的定影辊IO用作加热辊130a。由此， 可以有效地防止由于由氟树脂层形成的最外层4的摩擦或转印电流泄漏而 导致加热辊130a带电。另外，由于分散在中间层3中的导电材料5会发挥 耐磨损材料的作用，因此可以抑制最外层4的磨损的加剧，从而可以提高 薄片104的脱模性和加热辊130a的耐久性。
并且，通过安装有图5的定影装置105的图4的图像形成装置100， 可以同时抑制由于薄片104附着在定影辊对U7上而导致的图像劣化或卡 塞的发生、以及由于定影辊对117带电而导致的静电偏移的发生，从而可 以形成高质量的图像。另外，由于定影辊对117的耐久性提高，因此维修 保养性也非常优良。
另外，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围 内进行各种变更。例如，在上述实施方式中，通过分散在中间层3内的导 电材料5来提高耐磨损性，但是例如除了导电材料5之外还可以添加非导 电性或导电性的耐磨损材料。作为该耐磨损材料，例如可以列举出玻璃、 硅、碳化硅、金刚石、刚玉等的有机和无机粉末、以及镍、铁等的金属 粉。
另外，在这里，作为图像形成装置而以图4的单色型数字复合机为例 进行了说明，但是不限于此，勿庸置疑本发明也可以应用于单色和彩色复 印机、彩色打印机、传真机等具有热辊定影方式的定影装置的各种图像形 成装置。
(实施例)
对使用图1和图2所示的本发明的定影辊而获得的脱模性、耐磨损 性、印刷初期和连续印刷时的防止静电偏移的性能进行了评价。作为定影
辊使用了如下形成的辊在外径为30mm、厚度为lmm的铝制金属芯l上 依次形成厚度为8Pm的导电性底层2和中间层3，该中间层3通过在 PEA中添加作为导电材料5的10重量％的氧化钛、炭黑、或石墨而形成， 其厚度为18um，表面粗糙度(Rz)为12ym;然后覆盖仅由PEA形成 的非导电性的最外层4，使氟树脂层(底层+中间层+最外层)的总层厚 为30um，进行无心研磨加工，使最外层4的表面的粗糙度(Ra)为0.5 Pm以下。g卩，最外层4的表面与表面粗糙化的中间层3的凸部3a的顶端 的最短距离为4um，最外层4的表面与凹部3b的最长距离为16um。另 外，将作为导电材料5而添加了氧化钛的定影辊作为本发明1，将添加了 炭黑的定影辊作为本发明2，将添加了石墨的定影辊作为本发明3。另 外，上述表面粗糙度(Ra)是指通过由JIS B 0601规定的表面粗糙度的定 义而表示的中心线平均粗糙度(Ra)，另外，表面粗糙度(Rz)也同样为 十点平均粗糙度(Rz)，在本发明中，使用(株)小坂研究所(Kosaka Laboratories, Inc.,)制造的表面粗糙度测定器"SURF CODER SE-30D"而 进行了测定。
另外，将如图6所示在金属芯1上依次覆盖有底层2、最外层4的定 影辊作为比较例1，将如图7所示在最外层4中分散有非导电性的耐磨损 材料6的定影辊作为比较例2，将如图8所示在最外层4中分散有导电材 料5的定影辊作为比较例3。另外，将如图9所示通过使金属芯1的表面 粗糙化、在其上覆盖底层2和最外层4、并使表面平滑化而形成的定影辊 作为比较例4，将金属芯1的露出率为5%以上、即露出得多的作为比较例 4A，将金属芯的露出率为5%以下、即露出得少的作为比较例4B。在比较 例1 4的定影辊中，也与本发明的定影辊一样使用外径为30mm、厚度为 lmm的铝制金属芯，并使氟树脂层的总厚度为30Pm。另外，最外层4的 表面加工等其他的加工条件也依据本发明的定影辊来确定并同样地进行了 评价。
评价方法如下将具有本发明1、 2、 3和比较例]、2、 3、 4A、 4B的 定影辊的定影装置装载在试验机上，印刷测试图像，通过目视观察初期图 像的脱模性、由于转印电流流动而导致的初期静电偏移、连续印刷100张 之后的静电偏移、印刷10万张之后的辊的耐磨损性和磨损时的脱模性。 结果如表l所示。另外，当从本发明l和比较例1 4的定影辊表面向金属 芯施加直流电压时的电压一电阻特性如图IO所示。另外，在图10中，对 体积电阻值(Q'cm)进行了对数(LogQ)换算。
(表l)
初期图像连续印刷 100张之后印刷io万张之后脱模性静电偏移静电偏移耐磨损性脱模性
本发明1◎〇〇〇〇
本发明2◎〇〇〇〇
本发明3◎〇〇〇〇
比较例1◎〇乂乂◎
比较例2△〇乂〇〇
比较例3△△◎〇〇
比较例4A乂X◎〇x
比较例4B〇△〇〇X
表中各符号的含义如下:
对于脱模性来说， 表示极好，O表示良好，A表示稍差，X表示很 差；对于静电偏移来说， 表示未发生，O表示基本未发生，A表示轻微 发生，X表示常常发生；对于耐磨损性来说，O表示没有问题，X表示有问题。
从表1可知，通过使用本发明1 3的定影辊，初期图像的脱模性非 常良好，并且未发生由于转印电流泄漏而导致的初期静电偏移。另外，在 连续印刷了 100张之后，未发生由于辊表面的摩擦带电而导致的静电偏
移。产生该结果的原因在于在印刷初期，通过表面平滑的非导电性的最
外层4而发挥了良好的脱模性、绝缘性的作用，并且在连续印刷之后，通
过中间层3的凸部3a与最外层4表面的介质击穿而抑制了静电偏移的发 生。另外，即使在印刷了 IO万张之后，辊表面的磨损也受到了抑制，并 且确保了脱模性。产生该结果的原因在于中间层3中的导电材料5作为 耐磨损材料而发挥了作用。
与此相对，在仅在金属芯1上覆盖有底层2和非导电性的最外层4的 比较例1中，虽然在印刷初期发挥了良好的脱模性、绝缘性，但是在连续 印刷了 100张之后，由于最外层4的摩擦带电而发生了显著的静电偏移。 并且，在印刷了 IO万张之后，辊表面被急剧地磨损。另外，在最外层4 中添加了非导电性的耐磨损材料6的比较例2中，虽然与比较例1相比耐 磨损性有所提高，但是由于最外层4的表面的平滑性的降低而导致了印刷 初期的脱模性下降，并且连续印刷之后的静电偏移也未得到抑制。
另一方面，在最外层4中添加了导电材料5的比较例3中，虽然与比 较例l相比耐磨损性和连续印刷100张之后的抑制静电偏移的效果有所提 高，但是与比较例2 —样印刷初期的脱模性下降。另外，辊表面由于导电 材料5而出现了少许的低电阻化，因此可确认会发生由于转印电流泄漏而 导致的初期静电偏移。
另外，在使金属芯1的表面粗糙化并使粗糙面的凸部顶端向最外层4 的表面露出的比较例4中，在金属芯露出部分的表面积大的比较例4A 中，从印刷初期开始脱模性就已下降，并且由于辊的导体化而导致了转印 电流泄漏增大，并且显著地发生了初期静电偏移。另一方面，在金属芯露 出部分的表面积小的比较例4B中，虽然印刷初期的脱模性有所提高，但 是在最外层4磨损时金属芯部分的露出变多，脱模性下降。另外，还可确 认会发生由于辊的低电阻化而导致的初期静电偏移。
这里，根据图IO可知，当施加电压为100V时，本发明l的定影辊的 体积电阻率为10u 1012Q'cm，当施加电压为500V时体积电阻率为106 107Q.cm。 g卩，可确认以下事实在施加电压低至100V的初期图像 中，由于非导电性的最外层4的存在，辊表面为高电阻，从而可靠地防止 了从辊表面向金属芯1泄漏转印电流，当施加电压高至500V时，在连续 印刷时辊表面由于介质击穿而变成低电阻，从而使由于摩擦带电而产生的
辊表面的负电荷容易漏向金属芯1。另外，虽然在图IO中未示出，但是本
发明2和3的定影辊具有与本发明1相同的电压一电阻特性。
与此相对，在比较例1、 2中，即使将施加电压提高至500V，体积电 阻率也为10"Q-cm以上，电流未从辊表面流向金属芯1，因此可以预测 到在连续印刷时辊表面的摩擦带电不会漏掉。另夕卜，在比较例4中，可确 认在改变施加电压时体积电阻率的特性会根据金属芯的露出程度而发生很 大变化，在露出程度大的比较例4A中，即使当施加电压为IOOV时，体积 电阻率也变成了 101QQ 'cm以下。
根据上述情况可以确认到本发明1 3的定影辊在脱模性和耐磨损 性的两个方面均优于比较例1 4的定影辊，可以在开始使用之后的长期 内抑制静电偏移的发生。另外，上述实施例中使用的本发明的定影辊仅为 一个示例，例如对于通过组合其他的氟树脂和导电材料而制造的定影辊也 可以获得相同的结果。
本发明的定影辊包括金属芯，由导电性材料形成，呈圆筒状；底 层，覆盖该金属芯的外周面，具有导电性；中间层，由覆盖该底层的导电 性氟树脂层形成；以及最外层，由覆盖该中间层的非导电性氟树脂层形 成；其中，中间层的外表面为具有凹部和凸部的粗糙面。
由此，可以提供如下定影辊可以在印刷初期发挥优良的脱模性，并 且可以抑制由于转印电流泄漏而导致的初期静电偏移和由于摩擦带电而导 致的静电偏移，另外耐磨损性也非常优良，即使在长期使用之后也可以确 保规定的脱模性。
另外，由于最外层的表面与中间层的凸部的顶端的最短距离为10 Pm 以下，因此在最外层与中间层之间容易发生电荷的导通，从而可以提高抑 制静电偏移的效果。另外，由于施加电压为100V时的体积电阻率为101Q Q-cm以上、并且施加电压为500V时的体积电阻率为1()SQ'cm以下，因 此在施加电压低至100V的初期图像中，辊表面为高电阻，从而可以可靠 地防止初期静电偏移，而在施加电压高至500V的连续印刷时，辊表面变 成低电阻，从而可以有效地防止由于摩擦带电而导致的静电偏移。
另外，由于中间层的表面粗糙度(Rz)为10um以上，因此可以确保
印刷初期的绝缘性，并且可以在连续印刷结束时通过介质击穿而有效地防
止静电偏移。并且，由于使最外层的表面平滑化而使其具有0.5 Pm以下 的表面粗糙度(Ra)，因此可以成为印刷初期的脱模性也非常优良的定影 辊。
另外，如果将本发明的定影辊用于热辊定影方式的定影装置并将该定 影装置装载在复印机或打印机等图像形成装置中，则可以提供如下的图像
形成装置可以同时抑制由于记录介质附着在定影辊上而导致的图像劣化 或卡塞的发生、以及由于定影辊带电而导致的静电偏移的发生，从而可以 形成高质量的图像，并且维修保养性也非常优良。
权利要求
1.一种定影辊，其特征在于，包括金属芯，由导电性材料形成为圆筒状；底层，具有导电性，覆盖所述金属芯的外周面；中间层，该中间层包括覆盖所述底层的分散有导电材料的氟树脂层，外表面为具有凹部和凸部的粗糙面；以及最外层，该最外层包括非导电性氟树脂层，并覆盖所述中间层。
2. 如权利要求1所述的定影辊，其特征在于，所述最外层的表面与所 述凸部的顶端的最短距离为10um以下。
3. 如权利要求1所述的定影辊，其特征在于，当施加电压为100V时，体积电阻率为101QQ'cm以上，并且当施加 电压为500V时，体积电阻率为1()SQ'cm以下。
4. 如权利要求1所述的定影辊，其特征在于，所述中间层的表面粗糙度Rz为lOum以上，并且为所述中间层的层 厚以下。
5. 如权利要求1所述的定影辊，其特征在于，所述最外层仅由FEP、 PTFE、 PFA、或者它们的混合体构成。
6. 如权利要求1所述的定影辊，其特征在于，所述中间层是在PTFE、 PFA、 FEP、或者它们的混合体中含有炭黑、 石墨、以及金属氧化物中的至少一种的材料。
7. 如权利要求1所述的定影辊，其特征在于，所述最外层的表面粗糙 度Ra为0.5Pm以下。
8. —种定影装置，其特征在于，具有权利要求1所述的定影辊。
9. 一种图像形成装置，其特征在于，装载有权利要求8所述的定影装置。
全文摘要
定影辊(10)通过在中空圆筒状的金属芯(1)的外周面上依次覆盖导电性的底层(2)、导电性的中间层(3)、非导电性的最外层(脱模层)(4)而构成。中间层(3)是在非导电性的氟树脂层中分散有导电材料5的材料，其表面为形成有多个凸部(3a)和凹部(3b)的粗糙面。最外层(4)仅由非导电性的氟树脂层形成，为了确保记录介质的良好的脱模性而使其表面为平滑面。
文档编号G03G15/20GK101174122SQ20071014609
公开日2008年5月7日 申请日期2007年9月10日 优先权日2006年10月30日
发明者近藤晃洋 申请人:京瓷美达株式会社