JPH0314351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機等
の定着装置に関し、特に加熱ロール方式の加熱定
着装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、電子写真プロセスを利用した複写機に
おいては、用紙上の未定着トナー像を定着させる
定着装置が設けられており、この定着装置の一例
として所謂加熱ロール方式のものが広く採用され
ている。

従来この種の加熱定着装置は、例えば第２図に
示すように、加熱された加熱ロールａと、この加
熱ロールａに圧接され、加熱ロールａと共に回動
する加圧ロールｂとを備えたもので、この一対の
ロールａ，ｂ間に、未定着トナー像ｃが保持され
た用紙ｄを挿通させることにより、加熱ロールａ
からの熱と、加圧ロールｂの圧力とを上記トナー
及び用紙ｄに作用させ、用紙ｄ上に未定着トナー
像ｃを定着させるようにしたものである。

このタイプにおいて、上記加熱ロールａは、例
えばシヤフト（図示せず）に嵌着され、加圧に耐
えられる機械的強度をもつ金属等の円筒状コアｅ
と、この円筒状コアｅ内部に配設されるヒータｆ
と、耐熱性及びトナー離型性等を満足する材料、
例えばHTVシリコーンゴム（High
Temperature Vulcanization Silicone
Rubber）、ポリテトラフルオロエチレン
（PTFE）等によつて上記円筒状コアｅ表面を被
覆してなる耐熱離型層ｇとで構成されている。

一方、上記加圧ロールｂは、例えば、シヤフト
ｈとこれに嵌着された弾性層とで構成されてお
り、上記加熱ロールａと接触した場合に所定の定
着ニツプを形成しかつ耐熱性等を満足する材料、
具体的にはHTVシリコーンゴム、フツ素ゴム、
EPDAゴム（Ethylene Propylene Diene Acryl
Rubber）等の耐熱弾性体で上記弾性層が形成さ
れている。

ところで、このような加熱定着装置にあつて
は、用紙ｄのトナー面が、直接加熱ロールａ表面
と接触するため、軟化したトナーの粘着性によ
り、加熱ロールａ表面に用紙ｄが巻きついてしま
うという事態を生ずる。このような事態を防止す
るためには、加熱ロールａ表面に巻きついた用紙
ｄを剥離する装置が通常必要になつてくる。

従来この種の用紙剥離装置は、例えば第２図に
示すように、上記加熱ロールａの長さ方向に沿つ
て複数の金属又は耐熱性プラスチツクから成る剥
離爪ｉを有し、加熱ロールａ近傍の支持部（図示
せず）に鋭利な先端をもつ剥離爪ｉの基部を枢支
し、加熱ロールａ表面に剥離爪ｉの先端を付勢ス
プリングｊ等により数ｇ〜数十ｇの荷重で圧接さ
せたものである。

このタイプによれば、加熱ロールａの回転振動
や剥離爪ｉ先端への用紙ｄの突き当たり等に対し
て、上記剥離爪ｉの先端が加熱ロールａから浮き
上がることはなく、剥離爪ｉは安定配置されてい
る。このため、上記加熱ロールａ表面に巻きつい
て搬送されてくる用紙ｄは、上記剥離爪ｉの先端
により有効に剥離され、この剥離爪ｉ近傍に配設
したガイド部材ｋにより案内されて排出ロールｌ
側へと導かれるのである。

〔発明が解決しようとする課点〕

しかしながら、このような従来の用紙剥離装置
にあつては、上記剥離爪ｉの鋭利な先端が上記加
熱ロールａ表面に圧接する構造になつているの
で、上記加熱ロールａの耐熱離型層ｇが上記先端
エツジで削られる分、比較的早期に摩耗してしま
い、加熱ロールａの耐久性を損う原因になつてい
る。

特に耐熱離型層ｇとしてHTVシリコーンゴム
等の弾性材を用いた加熱ロールａでは上記傾向が
顕著である。

一方、剥離爪ｉの先端自体も摩耗して丸味を帯
びてしまうことから、剥離爪ｉの耐久性を損う原
因になつている。

そこで本発明者は、加熱ロールａを備えた加熱
定着装置を使用し、上記問題点を解決するために
鋭意研究を重ねた結果、定着時に用紙ｄが加熱ロ
ールａに巻きつく原因には、上記したトナーの粘
着力の他に、加熱ロールａと用紙ｄ間に作用する
吸着力もその一つであることを見出した。

すなわち加熱ロールａと加圧ロールｂとのニツ
プ域において、両ロールａ，ｂの加圧作用により
加熱ロールａ表面と用紙ｄとの間に介在する空気
が追い出されて真空状態となるため、加熱ロール
ａと用紙ｄ間に吸着力が作用し、この吸着力によ
りニツプ域以降において圧力が解除されても用紙
ｄが加熱ロールａに吸着されて巻き付くからであ
る。

そしてこの吸着力は、加熱ロールａの表面粗
さ、すなわち耐熱離型層ｇの表面粗さと、用紙ｄ
の表面粗さに大きく依存し、かつ通常の用紙を使
用した場合には、加熱ロールａの平均表面粗さ
Raの値が0.3μm以下であればトナーの粘着力よ
りも大きくなることも見出された。

本発明はかかる研究結果にもとづき完成された
もので、その課題とするところは、加圧ロールの
表面粗さを加熱ロールの表面粗さより小さくして
上記加圧ロールと用紙等シート間に作用する吸着
力を加熱ロールとシート間に作用する吸着力並び
にトナーの粘着力より大きくし、もつて加熱ロー
ルへのシートの巻き付きを防止した加熱定着装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、 耐熱離型層で被覆されて加熱源により加熱され
る加熱ロールと耐熱弾性体層で被覆された加圧ロ
ールとを備え、互いに圧接しながら回転するこれ
等ロール間に未定着トナー像が形成されたシート
をその未定着トナー像側を加熱ロール側へ向け挿
通させて未定着トナー像の定着を行う加熱定着装
置を前提とし、 上記加圧ロールの耐熱弾性体層が、加熱ロール
における耐熱離型層の表面粗さより小さくかつそ
の平均表面粗さRaの値が0.3μm以下の耐熱弾性
体で構成されていることを特徴とするものであ
る。

尚、一般に、加圧ロールは、耐熱弾性体表面を
研摩して製造されているが、この研摩法によりロ
ール表面の平均表面粗さRaを0.3μm以下にする
ことは難かしい。

そこで本発明において使用する加圧ロールは、
研摩法によつて仕上げられたロール表面に、更に
耐熱離型剤の薄膜層をスプレー、あるいはデイツ
ピングにより形成してその平均表面粗さRaを
0.3μm以下にするか、あるいは、表面粗さが
0.3μm以下のロール用金型を使用し、この金型内
にHTVシリコーンゴム等の耐熱性材料を流し込
み、硬化させる型成形法を利用することにより成
形後のロールの平均表面粗さRaを0.3μm以下に
して得たものである。

〔作用〕

上述したような技術的手段によれば、 加圧ロールの耐熱弾性体層が、加熱ロールにお
ける耐熱離型層の表面粗さより小さくかつその平
均表面粗さRaの値が0.3μm以下の耐熱弾性体で
構成されており、 上記耐熱弾性体層で被覆された加圧ロールとシ
ート間に作用する吸着力が、耐熱離型層で被覆さ
れた加熱ロールとシート間に作用する吸着力並び
にトナーの粘着力より大きくなるため、上記シー
トは加圧ロール側に吸着されて加熱ロールへのシ
ートの巻き付きを防止することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について、図面を参照にし
て説明すると、実施例に係る加熱定着装置は、第
１図に示すように、加熱ロール１と加圧ロール２
及び各ロール１，２の用紙排出側の近傍位置に配
設された剥離部材３，４とから構成されるもので
ある。

まず加熱ロール１は、図示されない動力により
矢印Ａ方向に回動可能に軸受された直径40mm、長
さ350mmの円筒状芯金５と、この芯金５表面を肉
厚0.35mmで被覆し、研摩法により平均表面粗さ
Raの値が1.2μmに調整されたRTVシリコーンゴ
ムの耐熱離型層６とから成り、上記芯金５内には
加熱ロール１表面を加熱するためのヒーター７が
配設されていると共に、図示しない温度コントロ
ーラにて加熱ロール１表面温度を180℃に制御し
ており、かつその表面には、図示しないオイル供
給装置によりシリコンオイルが適量供給されるよ
うに構成されている。

一方加圧ロール２は、上記加熱ロール１の下方
位置に設けられ、加熱ロール１と同様直径25mm、
長さ320mmの円筒状芯金８と、この芯金８表面を
肉厚８mmで被覆するHTVシリコーンゴムの耐熱
弾性体層９とから成り、上記芯金８は加熱ロール
１の回転に伴つて矢印Ｂ方向に回動可能に軸受さ
れていると共に、加熱ロール１と加圧ロール２間
には図示されない機構によつて40Kgの荷重が印加
されており、これによつて両ロール１，２間にニ
ツプが形成されている。

尚、加圧ロール２の上記耐熱弾性体層９は、型
成形法により製造されており、その平均表面粗さ
Raの値は0.1μmに調整されている。

また加熱ロール１の用紙排出側には、厚さ0.15
mm、幅10mm、長さ15mmのステンレスプレートにて
成形された３枚の剥離部材３が、加熱ロール１の
長さ方向に沿つて略等間隔で、かつ各先端を加熱
ロール１表面から0.5mm離して配設されている。

一方加圧ロール２の用紙出側にも、同一の剥離
部材４が４枚、加圧ロール２の長さ方向に沿つて
略等間隔で配設されており、かつ図示しない機構
により各先端を加圧ロール２表面へ10ｇの荷重で
圧接させて実施例に係る加熱定着装置は成るもの
である。

次に実施例に係る加熱定着装置の作用について
説明すると、第１図に示すように、未定着トナー
像１０を有する用紙１１を搬送して加熱ロール１
及び加圧ロール２間に挿通させ、加熱ロール１か
らの伝熱でトナーを溶融させて用紙１１の繊維内
に流し込み冷却させて定着するものである。

このとき、用紙１１はトナーの粘着力により通
常加熱ロール１側に巻き付く傾向にあるが、実施
例に係る加熱定着装置においては、加圧ロール２
における耐熱弾性体層９の平均表面粗さRaの値
が0.1μmで加熱ロール１における耐熱離型層６の
平均表面粗さRaの値1.2μmより小さく、上記ト
ナーの粘着力よりも用紙１１と加圧ロール２間に
作用する吸着力の方が大きくなるため、用紙１１
は、加圧ロール２側へ吸着される傾向が強くな
る。

従つて、用紙１１は、その先端が加熱ロール１
表面から浮いた状態で排出されるため、剥離部材
３の先端が加熱ロール１に圧接していなくとも用
紙１１をスムーズに加熱ロール１から剥離するこ
とができる。

このため、実施例に係る加熱定着装置において
は剥離部材３を加熱ロール１表面に圧接する必要
がなく、加熱ロール１の耐熱離型層６及び剥離部
材３の摩耗を防止することができ、その耐久性を
著しく向上させることができる。

尚、上記トナーの粘着力より、用紙１１と加圧
ロール２間に作用する吸着力の方が著しく大きく
なると、用紙１１は加圧ロール２に巻き付いてし
まうため、実施例に係る加熱定着装置において
は、加圧ロール２に配設する剥離部材４の先端を
加圧ロール２表面に圧接させて加圧ロール２への
巻き付きを防止している。

従つて、加圧ロール２の耐熱弾性体層９が剥離
部材４との接触により摩耗するが、通常加圧ロー
ル２の耐熱弾性体層９の膜厚は、加熱ロール１の
耐熱離型層６の膜厚と較べて厚く、しかも上記耐
熱弾性体層９は、用紙１１の裏面側としか接触し
ないため、上記耐熱弾性体層９が若干摩滅しても
コピー画質に悪影響を与えることが少ない。

このため従来の加熱定着装置と較べてロールあ
るいは剥離部材４の交換インターバルを延ばすこ
とができるため、その保守管理を著しく軽減させ
ることができる。

ここでこの加熱定着装置を使用し、トナーのの
つていないコピー用紙、未定着トナー像を有する
コピー用紙、及び、コート紙あるいはアート紙等
の平滑性の優れた特殊用紙をそれぞれ挿通させ
て、各用紙の剥離状態を調べたところ、トナーの
のつていないコピー用紙は、加圧ロール２側に巻
き付く傾向が強かつたのに対し、トナー像を有す
るコピー用紙は、この傾向が小さくなり、用紙先
端が加熱ロール１表面から浮き上がつて排出され
ることが確認された。

一方、特殊用紙については、加圧ロール２との
吸着力が著しく大きくなり、加熱ロール１側に巻
き付く傾向が全くないことが確認された。

〔発明の効果〕

本発明によれば、 耐熱弾性体層で被覆された加圧ロールとシート
間に作用する吸着力が、耐熱離型層で被覆された
加熱ロールとシート間に作用する吸着力並びにト
ナーの粘着力より大きくなるため、上記シートは
加圧ロール側に吸着されて加熱ロールへのシート
の巻き付きを防止することが可能となる。

従つて、従来のように剥離部材の先端を加熱ロ
ール表面に圧接させて設ける必要がなくなるた
め、加熱ロールの耐熱離型層や剥離部材が摩耗し
難くなつて加熱ロールや剥離部材の交換寿命を著
しく延ばすことが可能となり、かつ、これより加
熱定着装置の安定性も向上する効果を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る加熱定着装置の
側面断面図、第２図は従来の加熱定着装置の側面
断面図である。 符号説明、１……加熱ロール、２……加圧ロー
ル、３，４……剥離部材、５，８……芯金、６…
…耐熱離型層、７……ヒーター、９……耐熱弾性
体層、１０……未定着トナー像、１１……用紙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐熱離型層で被覆されて加熱源により加熱さ
   れる加熱ロールと耐熱弾性体層で被覆された加圧
   ロールとを備え、互いに圧接しながら回転するこ
   れ等ロール間に未定着トナー像が形成されたシー
   トをその未定着トナー像側を加熱ロール側へ向け
   挿通させて未定着トナー像の定着を行う加熱定着
   装置において、 上記加圧ロールの耐熱弾性体層が、加熱ロール
   における耐熱離型層の表面粗さより小さくかつそ
   の平均表面粗さRaの値が0.3μm以下の耐熱弾性
   体で構成されていることを特徴とする加熱定着装
   置。