JPH032785A

JPH032785A - 定着装置

Info

Publication number: JPH032785A
Application number: JP1135740A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Menjo; 健校條
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-01-09
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0812523B2; US5068692A

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】（産業上の利用分野）本発明は、複写機等の画像形成装置において未定着画像
を加熱定着する定着装置に関する。

（従来の技術）第２図に画像形成装置の構成を示すが、該画像形成装置
は、装置本体１００の一側（第２図右側）から同装置本
体１ｏｏの略中央部に亘って設けられている転写材穢送
系１と、装置本体１００の略中央部に、前記転写材搬送
系工を構成している転写ドラム９に近接して設けられて
いる潜像形成部■と、該潜像形成部Ｈに近接して配設さ
れている現像手段、即ち回転式現像装置ｍと、該回転式
現像装Ｈｍに近接して配設されている現像剤補給手段、
即ち現像剤補給装置２とで構成されている。

上記転写材搬送系工は、前記装置本体１００の一側（第
２図右側）に形成されている開口部１００ａに対して着
脱自在な転写材補給用トレイｉ０１，１０２と、該トレ
イ１０１，１０２の略直上部に配設された給紙用ローラ
１０３，１０４と、これら給紙用ローラ１０３，１０４
に近接して配設され、給紙ローラ６を備えた給紙ガイド
５ａ、５ｂと、給紙ガイド５ｂに近接して設けられ、そ
の外周面近傍に回転方向上流側から下流側に向かって当
接用ローラ８、グリッパ７、転写材分離用帯電器１４、
分離爪１５が配設されているとともに、内周側に転写帯
電器ｌＯ１転写材分離用帯電器１３か配設されている第
２図矢印方向に回転自在な転写トラム９と、前記分離爪
１５に近接して設けられている搬送ベルト１６と、該搬
送ベルト１６の搬送方向終端側に近接して配設され、装
置本体１００外へと延在する装置本体１００に対して着
脱自在な排出用トレイ１１０と、該排出用トレイ１１０
に近接して設けられている本発明に係る定着装置１７と
で構成されている。

前記潜像形成部■は、その外周面が前記転写トラム９の
外周面に当接して配設されている第２図矢印方向に回転
自在な像担持体、即ち感光体ドラム３と、該感光体ドラ
ム３の外周面近傍に同感光体ドラム３の回転方向上流側
から下流側に向かって配設されている除電用帯電器１１
、クリーニング手段１２及び−吹寄電器４と、感光体ド
ラム３の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザビ
ームスキャナの如き像露光手段５０とポリゴンミラーの
如き像露光反射手段６０を具備している。

又、前記回転式現像装置■は、回転自在な回転体ｌと、
該回転体１にそれぞれ搭載され、前記感光体ドラム３の
外周面と対向する位置にて該感光体トラム３の外周面上
に形成された静電潜像を可視化（現像化）するためのマ
ゼンタ現像器ＩＭ、シアン現像器ＩＣ、イエロー現像器
ＩＹ及びブラック現像器ＩＢＫとを有している。

更に、前記現像剤補給装置２は、相互に隣接して配設さ
れ、外部から供給される各色毎の現像剤をそれぞれ色別
に保持するイエローホッパ２Ｙ、マゼンタホッパ２Ｍ、
シアンホッパ２Ｃ、ブラックホッパ２ＢＫを具備してい
る。

上述した構成を有する画像形成装置全体のシーケンスに
ついて、フルカラーモードの場合を例として簡単に説明
する。

前記感光体ドラム３か第２図の矢印方向に回転すると、
該感光体トラム３の感光体は一次帯電器４によって均等
に帯電される。この−吹寄電器４による感光体に対する
均等な帯電が行なわれると、原稿（図示せず）のマゼン
タ画像信号にて変調されたレーザ光Ｅにより画像露光か
行なわれ、感光体ドラム３上に静電潜像が形成され、回
転体１の回転により予め現像位置に定置されたマゼンタ
現像器ＩＭによって該静電潜像の現像か行なわれる。

一方、給紙ガイド５ａ、給紙ローラ６、給紙ガイド５ｂ
を経由して搬送されてきた転写材は、所定のタイミング
でグリッパ７により保持され、当接用ローラ８と該当援
用ローラ８に対向している電極とによって静電的に転写
トラム９に巻き付けられる。転写ドラム９は、感光体ド
ラム３と同期して第２図の矢印方向に回転しており、マ
ゼンタ現像器ＩＭで現像された顕画像は、前記感光体ド
ラム３の外周面と前記転写トラム９の外周面とが当接し
ている部位にて転写帯電器１０によって転写される。転
写トラム９は、そのまま回転を継続し、次の色（！ｓ２
図においてはシアン）の転写に備える。

他方、感光体ドラム３は、前記除電用帯電器１１により
除電され、クリーニング手段１２によってクリーニング
された後、再び一次帯電器４によって帯電され、次のシ
アン画像信号により前述のような像露光を受ける。前記
回転式現像装置ｍは、感光トラム３上に前記像露光によ
ってシアン画像信号による静電潜像か形成される間に回
転してシアン現像器ＩＣを前述した所定の現像位置に定
置せしめ、所定のシアン現像を行なう、引き続いて、上
述したようなプロセスをそれぞれイエロー色及びブラッ
ク色に対しても実施し、４色分の転写か終了すると、転
写材上に形成された４色順画像は各帯電器１３．１４に
より除電され、前記グリッパ７による転写材の把持が解
除されるとともに、該転写材は分離爪１５によって転写
ドラム９より分離され、搬送ベルト１６に送られる。

その後、この転写材は、定着装置１７に進入される前に
、定着前帯電器１８ａ、１８ｂによって再帯電され、更
に入ロガイト１９に案内されて定着装置１７の後述する
定着ローラ２１と加圧ローラ２５（第４図参照）間に送
られて加熱定着され、最後に排紙案内部材である排紙コ
ロ２０により装置本体１００外へ排出される。

斯くて、一連のフルカラープリントシーケンスが終了し
、所要のフルカラープリント画像か形成される。

次に、この画像形成装置に使用される現像剤であるトナ
ーについて説明する。

カラーの画像形成装置に使用されるトナーは、これに熱
を印加した際の溶融性及び混色性か良いことが必要であ
り、軟化点が低く、且つ溶融粘度の低いシャープメルト
性の高いトナーを使用することか好ましい、即ち、斯か
るシャープメルトトナーを使用することにより、複写物
の色再現範囲を広め、原稿像に忠実なカラーコピーを得
ることがてきる。

このようなシャープメルトトナーは、例えばポリエステ
ル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、着色剤（染料、昇華
性染料）、荷電制御剤等を溶融混線、粉砕、分級して製
造される。尚、必要ならば、トナーに各種外添剤を添加
する外添工程をトナー製造工程に付加してもよい。

カラートナーは、定着性、シャープメルト性を考慮する
と、結着樹脂としてポリエステル樹脂を使用したものか
特に好ましい。シャープメルト性ポリエステル樹脂は、
ジオール化合物とジカルボン酸とから合成される分子の
主鎖にエステル結合を有する高分子化合物である。

ところで、第２図に示した画像形成装置に使用されるト
ナーとしては、その軟化点が６０℃〜１５０℃、好まし
くは８０℃〜１２０℃であるシャープメルト性ポリエス
テル樹脂を使用したものか適している。

このシャープメルトトナーの軟化特性を第３図に示す。

軟化特性は、フローテスターＣＦＴ−５００型（島原製
作所製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径０．５ｍｍ、
厚み１．０ｍｍとして５０Ｋｇの押出荷重を加え、所期
設定温度８０°Ｃて、予熱時間３００秒の後、５°Ｃ／
分の速度で等速昇温したときに描かれるトナーのプラン
ジャー降下量−温度曲線（以下、軟化Ｓ字曲線という）
を求めることによって得られる。尚、試料となるトナー
は１ｇ〜３ｇの精製した微粉末を用い、プランジャー断
面積は１．０ｃｍ”とする。

Ｓ３図に示すように等速昇温するに従い、トナーは徐々
に加熱されて流出が開始される（プランジャー降下Ａ４
Ｂ）。そして、更に昇温すると。

溶融状態となったトナーは大きく流出しくＢ→Ｃ→Ｄ）
、プランジャーの降下が停止する（Ｄ→Ｅ）。尚、第３
図において、軟化Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、
Ｈ／２の０点に対応する温度Ｔ０はそのトナーの軟化点
を示す。

而して、シャープメルト性樹脂とは、溶融粘度が１０’
ｃｐを示すときの温度をＴＩ、５ｘ１０’ｃｐを示すと
きの温度をＴ２としたとき、ＴＩ　＝９０°Ｃ〜１５０
℃であって、且つ１ΔＴ”　ｌ　”ｒ、−Ｔ２　＋　＝
５°Ｃ〜３０℃の条件を満たす樹脂のことをいう。

これらの温度−溶融粘度特性を有するシャープメルト性
樹脂は、加熱されることにより極めてシャープに粘度低
下を起こすことか特徴である。このような粘度低下か最
上部トナー層と最下部トナー層との適度な混合を生せし
めるとともに、トナー層自体の透明性を急激に増加させ
、良好な減色混合を可能とする。

ところで、このようなシャープメルト性の高いカラート
ナーは、親和力か大きく、定着ローラにオフセットし易
い。

ここで、前記定着装置１１１７の詳細を第４図に基づい
て説明する。

第４図において、２１は定着ローラであって、これはア
ルミニウム製の芯金２２の外層にＨＴＶシリコーンゴム
（高温加硫タイプシリコーンゴム）２３を所定の厚さに
被覆し、その外層にフッ素ゴムによるオイルバリヤー暦
Ｆを被覆し、更にその外層にＬＴＶシリコーンゴム（低
温加硫タイプシリコーンゴム）２４を２０ｇｍの厚さに
被覆して構成される。そして、この定着ローラ２１の下
側には加圧ローラ２５か設けられており、該加圧ローラ
２５はアルミニウム製の芯金２６の外層にＨＴＶシリコ
ーンゴム２７を所定の厚さに被覆し、更にその表面層に
樹脂皮膜２７″を被覆して構成される。上記定着ローラ
２１及び加圧ローラ２５内には加熱源であるハロゲンヒ
ータ２８か各々配設されている。そして、加圧ローラ２
５にはサーミスタ２９か当接され、このサーミスタ２９
によりハロゲンヒータ２８への電流の供給の０Ｎ１０Ｆ
Ｆか制御される。このようにして、定着ローラ２１と加
圧ローラ２５の表面温度か転写材３０上の未定着トナー
像３１を転写材３０上に定着させるに好適な所定値（例
えば、１７０°Ｃ）に保たれるようになっている。尚、
これらの定着ローラ２１及び加圧ローラ２５は不図示の
駆動装置によりて図示の矢印す方向に回転駆動される。

一方、定着ローラ２１からのトナーの離型性を向上させ
るため、定着装置１７の所定箇所には離型剤塗布装置３
２か設けられている。この離型剤塗布装置３２は、オイ
ルタンク３２ａ内のシリコーンオイル３３をローラ群３
４，３５によってＡ４サイズの転写材１枚当り０．１ｇ
たけ定着ローラ２１に塗布するように構成されている。

ところて、シャープメルト性か高く、オフセットし易い
トナーを定着する場合には、定着ローラ２１に多量のシ
リコーンオイルを塗布して定着を行なうようにしている
。

尚、シリコーンオイルの塗布量は次のようにして求めら
れる。

即ち、Ａ４サイズの転写材（白紙）５０枚の重量をＡｌ
ｇとし、この転写材上への画像の転写もせず、定着ロー
ラのオフセット防止層へのシリコーンオイルの塗布もし
ないで、定着ローラと加圧ローラとの間を通紙した後の
転写材（白紙）５０枚の重量をＢｇとし、同様に別のＡ
４サイズの転写材（白紙）５０枚の重量をＡ２ｇとし、
この転写材上への画像の転写をしないが、定着ローラの
オフセット防止層へのシリコーンオイルの塗布は行なっ
て、定着ローラと加圧ローラとの間を通紙した後の転写
材（白紙）５０枚の重量をＣｇとすると、Ａ４サイズの
転写材（白紙）１枚当りのシリコーンオイルの塗布量ｘ
ｇは、次式にて求められる。

ｘ　＝　（Ｃ＋　Ａ　＋　−Ｂ　−Ａ　ｚ　）　／　５
０更に、定着装置１７の所定箇所には、定着ローラ２１
上にオフセットしたトナーを除去するクリーニング装置
３６が設けられている。このクリーニング装置３６は、
押圧ローラ３７により定着ローラ２１に接触せしめられ
るクリーニングウエブ３７ａより成り、このクリーニン
グウェブ３７ａによって定着ローラ２１のクリーニング
が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、定着ローラ２１は前述のようにアルミニウム
の芯金２２の外周にＨＴＶシリコーンゴム層２３、フッ
素ゴムによるオイルバリヤー層Ｆ、ＬＴＶシリコーンゴ
ム層２４を順次被覆して成るが、定着ローラ２１に塗付
されるシリコーンオイルか各暦１２．Ｆ、２４間に侵入
すると、特に）ＩＴＶシリコーンゴム暦２３がシリコー
ンオイルによって膨潤劣化し、更に熱及び圧力を受けて
破損するという問題か生ずる。

そこで、前記オイルバリヤー層Ｆに相当する弾性層をそ
の両端面を含んで全体的に保護層で被う方法か提案され
ている（特電１１１ｉ６０−４８７５２号公報参照）。

しかしながら、前述のようなオフセットし易いトナーを
離型させる場合には、多量のシリコーンオイルか定着ロ
ーラに塗布されるが、その塗布されるシリコーンオイル
の前部か定着時に転写材によって持ち去される訳ではな
く、一部のシリコーンオイルは定着ローラ上に残ってし
まう。そして、定着ローラ上に残ったシリコーンオイル
は定着ローラの回転と共に該定着ローラの両端へ移動し
、更には承５図に示す定着ローラ２１の両端のジャーナ
ル部りを通ワて装置本体１００へ流れ出し１機内を汚染
し始める。

そこで、定着ローラ２１のジャーナル部りに第５図に示
すような離型剤排出部Ｈを形成し、定着ローラ２１の両
端へ移動するシリコーンオイルをこの離型剤排出部Ｈで
せき止め、ここから下方へ滴下せしめることによりて、
シリコーンオイルの装置本体１００への流出を防いで機
内の該シリコーンオイルによる汚染を防止する試みがな
されている。

しかしながら、アルミニウム製の芯金とシリコーンオイ
ルとは互いに濡れ性が良く、シリコーンオイルは芯金上
ではじける力を有していないため、該シリコーンオイル
が離型剤排出部Ｈを乗り越えてジャーナル部りの端部に
至り、更には本体１００にまて到達し、結局は従来と同
様に機内を汚染するという問題が生ずる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものて、その目的と
する処は、離型剤による画像形成装置本体内の汚染を確
実に防ぐようにした定着装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成すべく本発明は、その両端ジャーナル部
に離型剤排出部を形成して成る芯金の外周を、弾性層、
オイルバリヤー層、離型層で順次被覆して成る定着ロー
ラを備え、該定着ローラに離型剤を塗布しながら同定着
ローラによって転写材上に相持された未定着画像を定着
する定着装置において、前記オイルバリヤー層で前記弾
性層全体を被覆するとともに、定着ローラの少なくとも
前記離型剤排出部の間の部位を同オイルバリヤー層で被
覆するようにしたことをその特徴とする。

（作用）本発明によれば、弾性層全体かオイルバリヤー層によつ
て被われるため、該弾性層への離型剤の侵入かオイルバ
リヤー層によって確実に防がれ、弾性層が離型剤に触れ
て膨潤劣化する等の不具合が解消される。

又、定着ローラの少なくとも両ＩＩ型剤排出部の間の部
位は、離型剤との濡れ性か悪いオイルバリヤー層によっ
て被われているため、定着ローラの回転によって離型剤
が離型剤排出部に達しても、この離型剤は離型剤排出部
で効率良く滴下して装置本体に到達することかなく、機
内が離型剤て汚染されることかない。

（実施例）以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明に係る定着装置の定着ローラ２１の断面
図であり、該定着ローラ２１はアルミニウム製の芯金２
２の外周にＨＴＶシリコーンゴム層２３、フッ素ゴムか
ら成るオイルバリヤー層Ｆ、離型層としてのり、ＴＶシ
リコ、−ンゴム層２４を順次被覆して構成される。

上記、芯金２１は中空状に成形され、その両端部はジャ
ーナル部りを構成しており、このジャーナル部りは装置
本体１００に回転自在に支承されている。そして、各ジ
ャーナル部りには従来と同様に離型剤排出部Ｈが各々一
体に形成されている。

而して、本実施例においては、図示のようにオイルバリ
ヤー層Ｆが定着ローラ２１の前記両雄型剤排出部Ｈの間
の部位を被っている。従フて、ＨＴＶシリコーンゴム層
２３はその両端を含んで全体がオイルバリヤー層Ｆによ
って完全に被われこととなり、定着ローラ２１に塗布さ
れた離型剤としてのシリコーンオイルのＨＴＶシリコー
ンゴム暦２３への侵入はオイルバリヤー層Ｆによって確
実に阻止され、ＨＴＶシリコーンゴム層２３かシリコー
ンオイルに触れてＷ潤劣化することはない。

ところで、オイルバリヤー層Ｆを構成するフッ素ゴムに
対するシリコーンオイルの濡れ性は極めて悪く、シリコ
ーンオイルはオイルバリヤー層Ｆ上ではじける。

而して１本実施例では前述のように定着ローラ２１はそ
の両港型剤排出部Ｈ間の部位かオイルバリヤー層Ｆによ
って被われているため、定着ローラ２１に残ったシリコ
ーンオイルが該定着ローラ２１の回転によって離型剤排
出部Ｈまで流れて来ても、該シリコーンオイルは離型剤
排出部Ｈにおいてそのオイルバリヤー層Ｆ上でのはじけ
る力によって効率良く滴下し、定着ローラ２１から取り
除かれるため、従来のようにシリコーンオイルが離型剤
排出部Ｈを乗り越えて装置本体１００に到達するような
ことはなく、従って機内かシリコーンオイルによって汚
染されることもない。

尚、上記実施例ではオイルバリヤー層Ｆの材質としてフ
ッ素ゴムを用いたが、これの代わりにフッ素樹脂等のオ
イルとの濡れ性が悪いものを用いてもよい（但し、コス
トや下層材料との接着力の点からフッ素ゴムか好適であ
る）。又、前記実施例では、定着ローラ２１の両離型剤
排出部Ｈ間の部位をオイルバリヤー層Ｆて被うようにし
たが、両ジャーナル部り、Ｌを含む定着ローラ２１全体
をオイルバリヤー層Ｆで被うようにしても差支えない。

更に、オイルバリヤー層Ｆの厚みとしては５ｇｍ〜３０
０　ｇｍか好ましいか、これは次の理由による。即ち、
オイルバリヤー層Ｆの厚みが５ｐ−ｍ未満では、フッ素
ゴムの塗工ムラ等により下のＨＴＶシリコーンゴム層２
３が部分的に露出する虞かあり、オイルバリヤー層Ｆに
よってシリコーンオイルかＨＴＶシリコーンゴム層２３
に浸透するのを完全に防ぐことができなくなる。

方、オイルバリヤー層Ｆの厚みが３００．ｃｍを超える
と、定着ローラ２１全体の硬度の増大を招いたり、フッ
素ゴムの熱変形量か大きいことから、定着ローラ２１を
長期間停止しているときに、加圧ローラ２５とのニップ
３８の変形を起したりする。従って、オイルバリヤー層
Ｆの厚さは５ｇ、ｍ〜３００ルｍ、より好ましくは８ｐ
ｍ〜１００ｇｍの範囲か良い。

（発明の効果）以北の説明で明らかな如く本発明によれば、その両端ジ
ャーナル部に離型剤排出部を形成して成る芯金の外周を
、弾性層、オイルバリヤー層、離型層て順次被覆して成
る定着ローラを備え、該定着ローラに離型剤を塗布しな
がら同定着ローラによって転写材上に担持された未定着
画像を定着する定着装置において、前記オイルバリヤー
層で前記骨性層全体を被覆するとともに、定着ローラの
少なくとも前記離型剤排出部の間の部位を同オイルバリ
ヤー層で被覆するようにしたため、離型剤による画像形
成装置の汚染が確実に防止されるという効果か得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る定着装置の定着ローラの断面図、
第２図は画像形成装置の縦断面図、第３図はトナーの軟
化特性図、第４図は画像形成装置の定着装置部周辺の拡
大詳細図、第５図は従来の定着ローラの断面図である。１７・・・定着装置、２１・・・定着ローラ、２２・・
・芯金、２３・・・ＨＴＶシリコーンゴム層（弾性層）
、２４−−−ＬＴＶシリコーンゴム層（ｌｔｆｆ！！層
）、３０・・・転写材、３１・・・未定着トナー像（未
定着画像）、Ｈ・・・離型剤排出部、Ｌ・・・ジャーナ
ル部、Ｆ・・・オイルバリヤー層。特許出願人　　　キャノン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

　その両端ジャーナル部に離型剤排出部を形成して成る
芯金の外周を、弾性層、オイルバリヤー層、離型層で順
次被覆して成る定着ローラを備え、該定着ローラに離型
剤を塗布しながら同定着ローラによって転写材上に担持
された未定着画像を定着する定着装置において、前記オ
イルバリヤー層で前記弾性層全体を被覆するとともに、
定着ローラの少なくとも前記離型剤排出部の間の部位を
同オイルバリヤー層で被覆するようにしたことを特徴と
する定着装置。