JP2650161B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は転写材上に現像剤像を永久画像として定着さ
せる定着装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、定着装置において用いられる離型剤の塗布手法
としては、例えば第６図（Ａ）に示されるものがある。
第６図（Ａ）の定着装置は、未定着現像剤像（以下未定
着トナー像とする）を担持した転写材を定着ローラ１と
加圧ローラ２との圧接部（以下ニップ部とする）におい
て挟圧搬送することにより定着するものである。定着ロ
ーラ１は内部に加熱源たるヒータ３を設け、金属製の芯
金ローラ４の周囲に離型層５として高温においても安定
で、かつ離型性の高いフッ素樹脂をコーティングしてい
る。上記定着ローラ１の下方には加圧ローラ２が圧接し
て配設されており、該加圧ローラ２は外層にシリコンゴ
ム層６を有している。該シリコンゴム層６は、上記定着
ローラ１と加圧ローラ２のニップ部を形成するのに十分
な弾性、耐熱性及び耐久性を有すると共に離型性が高い
という性質を有している。また、上記定着ローラ１の上
方には離型剤塗布部材７が該定着ローラ１に当接して配
設されており、該離型剤塗布部材７の上部にはシリコン
オイル溜め８が備えられている。さらに、上記離型剤塗
布部材７と上記定着ローラ１との当接部よりも該定着ロ
ーラ１の回転方向下流側にはメータリングブレート９が
該定着ローラ１に当接して配接されている。上記離型剤
塗布部材７によって定着ローラ１上に供給された離型剤
たるシリコンオイルは定着ローラ１が回転すると上記メ
ータリングブレート９及び上記ニップ部で展延されて定
着ローラ１上に薄膜を形成し、これによってさらに定着
ローラ１の離型性が高められその結果トナー像が定着ロ
ーラ１の表面にオフセットすることを軽減する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら加圧ローラ２の外層のシリコンゴム層６
とシリコンオイルとは親和性が高いためメータリングブ
レード９で展延したシリコンオイルの量が十分でないと
上記ニップ部において定着ローラ１上のシリコンオイル
が加圧ローラ２に転移し、定着ローラ１のシリコンオイ
ルが不足がちとなりオフセットを生じ易くなる。したが
ってこのオフセットの発生を防止するためには定着ロー
ラ１へのオイル供給量を多くする必要があり、そのため
にシリコンオイルの補給あるいは塗布部材の交換の間隔
を短くして頻繁に行なわねばならず、その結果、オイル
の溜め８の容量等を大きくしたり、また長期使用した場
合、メータリングブレード９の所にトナーが溜まり時々
清掃もしなければならないという問題点があった。そこ
で、第６図（Ｂ）に示される手法が提案された。

第６図（Ｂ）に示される塗布部材７は支持部材10にシ
リコンオイルを含浸したフェルト11とで構成されてお
り、オイル塗布と定着ローラ１上の清掃を同時に行なう
ものである。この手法は簡易でしかもコストが安くオイ
ル塗布と清掃とを同時に行なえるため有効な装置ではあ
るがフェルト11に含まれるオイルの絶対量が少なく早期
にオイル不足を生じる。また、フェルト11の定着ローラ
と接す部分が汚れ、同様に早期に清掃不良を生じるとい
う問題点があった。そこで、第６図（Ｃ）に示される手
法が提案された。

第６図（Ｃ）に示す装置は第６図（Ｂ）に示す装置と
同様にオイル塗布とローラの清掃を同時に行なうもので
ある。構成としては不織布にシリコンオイルを含浸させ
たウェブ12を定着ローラにニップをもって接触させてオ
イル塗布とローラ清掃を行なわせる。そしてウェブ12を
徐々にローラ等で巻き取り、常に新規なウェブ12が定着
ローラに接触する。この手法によればオイル塗布は有効
に行なわれ、しかもローラ清掃も良好であり定期的な清
掃を行なう必要もない。しかもウェブ12の巻き量を十分
にとれば長期に亘って良好なオイル塗布、ローラ清掃、
サービスフリー等が維持し得る。しかし、この手法によ
るオイル塗布部材７は装置が大型であり、しかもコスト
が高い、かつウェブ12の駆動機構を設けなければならず
機械構成が煩雑になるという問題点があった。

また、連続して複数の記録材に定着を行う場合、離型
剤が回転体の熱によって長時間熱せられると、たとえば
離型剤の粘性が低くなるなど特性が変わってしまい、１
枚目の記録材の定着時に離型剤塗布手段が回転体に塗布
する離型剤の量よりもコピー信号オフする直前に定着す
る記録材の定着時に回転体に接し塗布する離型剤の量の
方が多くなってしまう。その結果、コピー信号オフする
直前の記録材には離型剤が多く付着してしまい、しみが
発生し画像が汚くなると言う問題点があった。

本発明は上記問題点を解決し、オイル塗布部材が簡易
でしかもコストが安く長期に亘って使用可能でオフセッ
トの無い良好な定着を行わせしめると共に、コピー信号
オフする直前の記録材の汚れを防止する定着装置を提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的は、 記録材上の未定着画像と接し熱により未定着画像を定
着する回転体と、上記回転体に接し離型剤を上記回転体
に塗布する離型剤塗布手段とを有し、上記離型剤塗布手
段は上記回転体から離間可能であり、連続して複数の記
録材に定着可能な定着装置において、上記離型剤塗布手
段は、第１記録材の定着前に上記回転体に接し、上記第
11録材に連続して未定着画像が定着される第２記録材の
定着前に一旦離間し、再度接する、ことによって達成さ
れる。

［作用］ 本発明は、記録材上の未定着画像と接し熱により未定
着画像を定着する回転体と、上記回転体に接し離型剤を
上記回転体に塗布する離型剤塗布手段を有し、連続して
複数の記録材に定着可能である。そして、離型剤塗布手
段は、第１記録材の定着前に上記回転体に接し、上記第
１記録材に連続して未定着画像が定着される第２記録材
の定着前に一旦離間し、再度接する。このように離型剤
塗布手段が一旦回転体から離間し第２記録材の定着前に
再度接することにより、離型剤が冷却されるので、離型
剤の特性は変わらず連続して定着する各記録材に付着す
る離型剤の量はコピー信号オンしてからコピー信号オフ
するまで同等になり記録材の汚れを防止できる。

［実施例］ 本発明の第一実施例ないし第四実施例を添付図面の第
１図ないし第５図を用いて説明する。

〈第一実施例〉 先ず、第１図及び第２図を用いて第一実施例を説明す
る。なお、第６図（Ａ）ないし（Ｃ）に示す従来例装置
との共通箇所については同一符号を付して説明を省略す
る。

本実施例装置における定着ローラ１のフッ素樹脂の離
型層はPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）から成り、
また、加圧ローラ２のシリコンゴム層６の表面13もフッ
素樹脂で被覆して離型性を向上させたところが第６図
（Ａ）ないし（Ｃ）に示す従来例装置と異なっている。
さらに本実施例装置においては、離型剤塗布手段である
離型剤塗布部材７が上下に移動して接離自在となってお
り、第１図に示すように上記定着ローラ１に対して当接
または非当接に配置される。上記離型剤塗布部材７は上
記定着ローラ１と当接して従動回転自在なローラ体であ
り、弾性を有するシリコンゴム層14と、該シリコンゴム
層14の外層として離型剤を含浸させるフェルト層15を有
している。この離型剤塗布部材７は、コイルばね16を介
して駆動手段たるソレノイド17と接続されており、該ソ
レノイド17を駆動することによって、上記離型剤塗布部
材７が上下に移動する。上記ソレノイド17は制御手段た
るDCコントローラ18に接続されており、予め設定された
所定のタイミングで駆動されるようになっている。例え
ば、本実施例装置を複写機に用いた場合、非コピー動作
時には上記離型剤塗布部材７が上記定着ローラ１に対し
て非当接となるようにソレノイド17を駆動し、コピー動
作時には記録材である転写材が定着ローラ及び加圧ロー
ラへ到達する以前に離型剤塗布部材７を定着ローラ１に
当接させ定着ローラ１の一回転分の離型剤塗布が終了し
たところで再び離型剤塗布部材７を非当接するようにソ
レノイド17を駆動する。つまり、必要最低限の量しか離
型剤の塗布を行なわないようにする。したがって、離型
剤供給用の容器を用いることなく、長期間に亘って離型
剤の塗布を行なうことができると共に離型剤を冷却して
特性が変わることを防止できる。

（実験例） 次に第一実施例に基づいて行なった実験例について説
明する。本実験例は以下のような条件の下で行なった。

定着ローラ１の金属ローラ４は肉厚ｔ＝2.5mmの中空
円筒形のアルミニウム合金芯金であり、離型層５たる表
層にはフッ素樹脂であるPTFE（ポリテトラフルオロエチ
レン）層がコーティングされている。直径は32mmのもの
を用いた。また、その内部の加熱源たるヒータ３にはハ
ロゲンヒータを用いた。

加圧ローラ２は芯金上に中間層として厚さｔ＝5.0mm
の弾性体であるシリコンゴム層６、その表面13にPFA
（ポリテトラフルオロエチレン樹脂パークロロアルコキ
シエチレン樹脂の共重合体）からなる厚さ50μｍのチュ
ーブ状フッ素樹脂層がそれぞれ被膜、形成され直径は30
mmである。

さらに離型剤塗布型部材たる離型剤塗布ローラ７には
芯金上に中間層すなわち弾性層として厚さｔ＝4mmのシ
リコンゴム層14の表層に耐熱フェルトからなる厚さｔ＝
1.5mm、密度0.3g/cm³の耐熱フェルト層15がそれぞれ被
膜、形成されており、この離型剤塗布ローラ７は定着ロ
ーラ１との接触時には比較的軽荷重で接触し、従動回転
するように構成した。直径は18mmのものを用いた。な
お、耐熱フェルト層15には粘度10000csの離型剤たるシ
リコンオイル約9.0gが長手方向均一に含浸させられてい
る。この離型剤塗布ローラ７の軸方向の長さは定着ロー
ラと加圧ローラで形成されるニップ長よりも長く設定さ
れている。短いとニップにオイルが供給されない部分が
生じオイル無しで定着ローラと加圧ローラとが摺擦回転
されローラに傷を生じ易くなるからである。

本実験例は以上のような定着装置を、複写機に用いて
実験を行なった。次に第２図のタイミングチャートを用
いて、実験の際の複写機の動作に従って、離型剤塗布ロ
ーラの制御について説明する。なお、第２図に示した動
作は、二枚連続複写の場合である。

先ず、複写装置本体が停止時あるいはコピー信号受け
つけ可能なスタンバイ時では離型剤塗布部材のローラ７
は第１図に点線で示すように定着ローラとは非接触状態
である。また、潜像担持体たる感光ドラム及び定着ロー
ラあるいは光学系も停止している（第２図においてオフ
と記す）。次に、コピー信号オンと同時に感光ドラム、
定着ローラが回転する（第２図においてオンと記す）。
定着ローラを回転させるのは定着ローラの熱を加圧ロー
ラに伝えるためであり、これをいわゆる前回転という。
前回転終了後光学系あるいは原稿台が前進して原稿を読
み取り、感光ドラム上に画像信号を露光する。その後露
光によって形成された静電潜像は、現像装置によって現
像化され転写材に顕画像が転写される。この未定着顕画
像を担持した転写材は搬送系によって定着装置へと搬送
される。離型剤塗布ローラ７の定着ローラへの接触開始
時点Ａは少なくとも定着ローラが回転した後に設定す
る。停止中に接すると余分なオイルがしみ出したりある
いは定着ローラの回転起動の負荷になるためである。ま
た、上記接触開始時点Ａは、定着ローラに転写材が進入
するまでに、離型剤塗布ローラの当接後定着ローラが少
なくとも一回転できるような時点とする。

次に、離間動作開始時点Ｂは上記開始時点Ａから定着
ローラが一回転した後ならばいつでもよく、定着ローラ
と加圧ローラとの間に転写材が進入している状態でもよ
い。少なくとも転写材の進入前に定着ローラにオイルを
供給しておくことがオフセット防止に必要となるからで
ある。二枚目の転写材のコピー時も以上と同様に動作を
行なう。しかし、二枚目終了後の光学系の後進時及びク
リーニング等のための後回転時等には離型剤塗布ローラ
は非接触のままで、オイル供給は行なわない。オイルの
無駄な消費と昇温を防止するためである。フェルト層15
のオイルはフェルト層が接触可動すると徐々にしみ出し
定着ローラへ供給されるので接触可動時間（Ｂ−Ａ）に
比例してオイルの量は減少する。すなわち接触可動時間
（Ｂ−Ａ）が短ければ短い程オイルのしみ出しは少なく
長期間使用可能となるのである。定着ローラにとっても
転写材と接触する前に表面にオイルが存在すれば十分に
オフセットは防止し得る。

以上のような離型剤塗布ローラの制御を行なうことに
より離型剤塗布ローラの寿命は常に接触している場合に
比べて約３倍以上の長寿命化を実現することができた。

本実験例ではプロセススピードを100mm/secとしてコ
ピーを行なったところ約35,000枚以上のコピーにおいて
もオフセットによる画像汚れ及び定着ローラならびに加
圧ローラの汚れは発生しなかった。さらに定着ローラの
停止中は離型剤塗布ローラが非接触の状態になっている
ため離型剤塗布ローラを接触状態のまま放置した際にみ
られるオイルしみの発生もなかった。

〈第二実施例〉 次に、第３図を用いて第二実施例を説明する。離型剤
塗布部材としてパッド型のものを用い、定着ローラ及び
加圧ローラには加熱を行なわずに圧力のみで定着を行な
うものを用いたところが第一実施例と異なる。本実施例
の離型剤塗布部材は金属あるいはプラスチックより成型
される支持体19の下部にオイルを含浸させたフェルト20
を設けたものである。定着ローラ１は圧力定着ローラで
剛体ローラ上にハードクロムメッキを施したものであ
る。加圧ローラ２も定着ローラ１と同様のもの、ニップ
部の圧力は線圧13kg/cmでありフェルト20に含浸させる
シリコンオイルは300csとした。本実施例では定着ロー
ラの温度が上がらないためシリコンオイルの粘度も下が
らないので常温粘度300csのものを用いた。なお、支持
体19の上下動の機構ならびに制御手法は第一実施例と同
様である。

本実施例においても第一実施例と同様の効果を奏する
ことができた。

〈第三実施例〉 次に、第４図を用いて第三実施例の説明を行なう。本
実施例は、離型剤塗布ローラを加圧ローラ側に当接させ
るようにしたもので、他は第一実施例と同様である。本
実施例においても第一実施例と同様の効果を奏すること
ができた。

〈第四実施例〉 次に、第５図を用いて第四実施例について説明する。
本実施例は転写材の大きさを検知する手段、例えば転写
材カセットの種類を選択するスイッチ等を備えて転写材
たる紙のサイズが大きい場合に、離型剤塗布ローラを定
着ローラに接触させている時間を長くするところが第一
実施例と異なる。

本実施例によれば、紙サイズが大きくてもオフセット
を発生させることがない。他にも、ソレノイドへの印加
電圧を大きくして、離型剤塗布ローラの定着ローラへの
圧接力を増加させて、オイルの量を増加させても同様の
効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、離型剤塗布手段は、
第１記録材の定着前に上記回転体に接し、上記第１記録
材に連続して未定着画像が定着される第２記録材の定着
前に一旦離間し、再度接する。したがって、離型剤が無
駄に消費されずに長期間の使用が可能となった。しか
も、転写材の進入前には必ず離型剤が塗布されるのでオ
フセットを防止することができる。また、離型剤塗布部
材は必要時のみ上記ローラに当接するので、離型剤塗布
部材自体の寿命も長くなるし、離型剤塗布部材と上記ロ
ーラとの当接部にトナーが溜まることもない。

また、離型剤塗布部材の離間時に、離型剤が冷却され
るので、離型剤の特性は変わらず、連続して定着する各
記録材に付着する離型剤の量はコピー信号オンしてから
コピー信号オフするまで同等になり記録材の汚れを防止
できる。さらに離型剤塗布部材の駆動機構は上下に移動
可能なものであれば良いので機械構成が簡単なものとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置の概略構成を示す断面
図、第２図は第１図装置を用いた実験例装置の動作のタ
イミングチャート、第３図は本発明の第二実施例装置の
概略構成を示す断面図、第４図は本発明の第三実施例装
置の概略構成を示す断面図、第５図は本発明の第四実施
例装置の動作のタイミングチャート、第６図（Ａ）は従
来例装置の概略構成を示す断面図、第６図（Ｂ）は他の
従来例装置の概略構成を示す断面図、第６図（Ｃ）は他
の従来例装置の概略構成を示す断面図である。 １……定着ローラ ２……加圧ローラ ７……離型剤塗布部材（離型剤塗布ローラ） 17……駆動手段（ソレノイド） 18……制御手段（DCコントローラ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−143174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−164076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−103051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−129048（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】未定着画像と接し熱により未定着画像を記
   録材上に定着する回転体と、上記回転体に接離可能な離
   型剤を上記回転体に塗布するための離型剤塗布手段とを
   有し、連続して複数の記録材に定着可能な定着装置にお
   いて、 上記離型剤塗布手段は、第１記録材の定着前に上記回転
   体に接し、上記第１記録材に連続して未定着画像が定着
   される第２記録材の定着前に一旦離間し、再度接するこ
   とを特徴とする定着装置。