JPH0437885A

JPH0437885A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0437885A
Application number: JP14594590A
Authority: JP
Inventors: Shigetatsu Washiyama; 鷲山　成達; Yasuo Nami; 泰夫浪
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1992-02-07

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、複写機やローラビームプリンタ等の画像記録
装置の定着装置に関するもので、とくに、少なくとも１
つの定着用回転体の表面に離型剤を塗布するようにした
定着装置に関するものである。

［従来の技術］熱ローラ型トナー像定着装置ては、通常、トナー像支持
材の像面側か圧接される定着ローラにオフセット防止液
か塗布される。またもう方何の加圧ローラ側にもオフセ
ット防止液が塗布されるように設計された定着装置もあ
る。

上記オフセット防止液を定着ローラに塗布する方法とし
ては、一端をオフセット防止液槽に浸漬させた布、フェ
ルトのごとき毛管現象による液伝送部材の他端を直接定
着ローラに当接させる方法、あるいは定着ローラに当接
して回転する塗布ローラに当接させる方法が代表的であ
る。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、前述した従来のいずれの方法でも、定着
ローラに塗布される液量は、必要とされる液量よりも多
くなりがちであって、液消費の無駄を生むばかりであり
、とくに、常時、ローラが回転する方法の機種では、塗
布部材が当接したままであると著しく液消費が多くなり
、さらに、トナー像支持材の汚損や定着ローラまたは加
圧ローラが液に対する膨潤性を有している場合において
は、このローラ径の増大を招来して定着器の性能を変化
させたりするという問題点があった。また上記フェルト
や布のような液伝送部材を定着作動の停止中も定着ロー
ラや塗布ローラに当接させたままでいると、この当接部
に多量の液が溜り、この液が定着作動再開時にトナー像
支持材を汚損し、あるいはローラ間のスリップを訪発し
てトナー像を乱たりし、また長時閘当接状態にあると、
当接部が塑性変形してしまう等の不都合が生しるため、
上記液伝送部材は定着作動停止中においては、定着ロー
ラあるいは塗布ローラから離間させるのが普通である。

しかし、上記離間中に液伝送部材中において、液含浸分
布状態に変化か生じ、定着作動再開時、定着ローラまた
は塗布ローラに当接すべき表面近傍に過剰の液が集中し
て、これがやはり、トナー像支持材の汚損の原因となっ
たり、もしくは上記表面近傍における液に不足状態が生
し、このため、定着作動再開時、オフセットやトナー像
支持体の定着ローラへの巻き付きが生したしする（特開
昭６２−５２３０２号公報参照）という問題点かあった
。

また対の定着ローラに当接されるオイル塗布装置の上記
フェルトとか微細連続気孔を有する高分子合成樹脂膜等
をオフセット防止の視点からみて必要以上に回転する対
の定着ローラに当接させると、機械的摩擦等によって上
記フェルト等の劣化および性能品質の低下を招くという
問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするもの
である。すなわち、本発明は、離型剤の無ｉｔな消費が
避けられ、またトナー像支持材および液伝送部材の汚損
がなく、しかも、定着作動再開時にもオフセット等が生
じないようにした定着装置を提供することを目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明は、定着用回転体の
表面に、離型剤塗布機能体を介して離型剤を塗布する手
段を備え、かつ、該定着用回転体によって記録材上に定
着画像を形成する定着装置において、前記離型剤塗布機
能体が、記録剤である紙の通紙時においても、該定着用
回転体に対して断続的に接離可能に設けられているもの
とした。

［作　　　用コ本発明によれは、離型剤塗布機能体が紙の通紙時におい
ても、定着用回転体に対して断続的に接離可能に設けら
れているので、通紙時に、初めの必要な枚数についての
み、定着用回転体に前型剤を塗布し、それ以降の枚数に
ついては、定着用回転体から離型剤塗布機能体を離間し
て、その塗布をしないようにすることかできる。したか
って、これにより、離型剤の無駄な消費がなくなるとと
もに、トナー像支持材および液伝送部材等の汚損かなく
なり、また定着作動再開時にオフセットなども生しない
ようになる。

［実　施　例］第１図は本発明の第１実施例を示している。

第１図において、１は定着用回転体である定着ローラて
、芯金バイブ２上にシリコンゴムあるいは四弗化エチレ
ン樹脂等の離型性材料３を薄く被覆したものからなって
いる。４は加圧ローラで、芯金５上に比較的厚いシリコ
ンコム層６を被覆したものからなっている。そして、両
ローラ１，４は通光な圧力で圧接され、矢印の方向に回
転する。７はトナー像支持紙で、トナー粉像または圧力
トナー像などのトナー像８を保持して両ローラ１．４の
間で加熱加圧搬送されることによってトナー像８が該支
持紙７に定着される。定着ローラ１は内部熱源であるハ
ロゲンヒータ９により加熱され、表面温度はサーミスタ
等の温度検知素子１０によって常に一定温度範囲内にあ
るように制御されている。

トナー材質等によって異なるが、この表面温度は通常１
５０〜２５０℃である。１１と１２は定着後の紙を確実
に両ローラ１．４から分１１を搬送するための分離爪で
ある。加圧ローラ４に当接された板上オイルスクレーパ
は必要に応じて設けられるもので、とくに、加圧ローラ
４の厚いシリコンゴム層６がジメチルシリコン系のニラ
ストマ層であり、後述するオフセット防止液がジメチル
シリコンオイル系のオイルで、ことに粘度も低いような
とき、紙が通過しない端部域や紙が進入する前で定着ロ
ーラ１からＢされた液からシリコンゴム層６に含浸され
ていくことによるシリコンゴムＮ６の体積変化を最小限
にとどめる役目をする。

定着ローラ１にオフセット防止液としてのシリコンオイ
ルを塗布する装置Ａは、第１図の実施例では、次のよう
に構成されている。すなわち、１４はシリコンオイル１
５を入れた檜であり、この槽１４のシリコンオイル１５
中には、耐熱性フェルトあるいは布などの毛管現象によ
り、オイルを吸い上げて搬送する液伝送部材１６（液供
給部材）の一端１６°が浸漬されている。そして、この
液伝送部材１６の他端１６°°は２つ折りにして袋１７
の中に詰め込まれている。またこの液伝送部材１６の詰
まった袋１７の底面は、後述の機構により選択的に定着
ローラ１上の上部表面に接離せしめられるものである。

さて、前記袋１７は微細な連続気孔を有する非繊維質の
高分子合成樹脂膜、すなわち、フェルト等のように繊維
を絡ませたり、スポンジのように気泡や！＃泡が分散し
ているものではなく、膜の表面から裏面まで貫通した微
細孔を多数存在せしめた耐熱性の柔軟な膜で構成されて
いる。このような膜としては、ＧＯＲＥ−ＴＥＸ　（ｗ
Ｌ　、　ＧＯＲＥ＆ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ、ＩＮＣ，製
）やフロロボア（住友電気工業株式会社製、商品名）等
がある。このような商品名の膜は特公昭４８−３０６８
号公報に記載されている製法に基づいて製造された四弗
化エチレン樹脂膜で、それに形成されている微細連続気
孔径は非常によく揃っていて、その径の分布は平均径の
周囲の掻く狭い範囲にほぼ１００％集中し、デルタ関数
状を呈している。

さて、上述の袋１７は、その口の部分において、枠体１
８に固定支持されている。そして、この枠体１８には、
アーム２０がその一端２０゛で揺動自在に枢着されてお
り、一方、アーム２０の他端２０゛は装置本体の不動部
材１９に揺動自在に枢着されている。またこのアーム２
０は弓１弓長りばね２１によってイ也端２０”の軸を中
心に、反時計方向に回動付勢されており、この付勢力に
よって、液伝送部材１６の他端１６°“が詰められた前
記高分子合成樹脂膜の袋１７の底面が、定着ローラ１の
上部の表面に面接触する。ここで、２２は該アーム２０
が当接せしめられたカムであり、カム２２が第１図の位
置にある時、袋１７は、はね２１の付勢により定着ロー
ラ１に当接するが、カム２２が図の位置から１８０°回
動し、カム面部分２２′がアーム２０に係合した時、枠
体１８と一体的に液伝送部材１６の他端１６°゛の詰ま
った袋１７も上昇してその袋１７は定着ローラ１から離
間する。カム２２の回転は、公知のシーケンスに則って
区示されていない制御回路により制御され、これによっ
て、たとえば、複数枚の紙が連続的に定着処理される場
合には、最初の紙が両ローラ１．４に侵入する直前ある
いは侵入する直前から定着ローラ１の数回転前に、オイ
ル塗布部材が上記定着ローラ１に当接せしめられ、操作
者がコピー設定枚数Ｍとした時、Ｎ枚連続通紙した後、
Ｎ＋１枚以降、Ｍまで、上記オイル塗布部材が定着ロー
ラ１から離間される。ただし、Ｎ＜Ｍの関係がある。こ
こで、１枚目からＮ枚目の間に十分に定着ローラ１にオ
イルを塗布しであるので、Ｎ＋１枚目からＭ枚目の間に
オイル塗布しなくても、オフセット等の問題は生じない
。

あるいは通紙される設定枚数に上り、その設定枚数の１
７２０〜４７５分だけオイル塗布を行なう・ようにする
。ここで、オイル塗布装置の接離によるオイル塗布する
間隔は長いほうがオイル塗布装置の機械的ストレスによ
る損傷摩耗は小さく、オイル塗布装置の定着ローラ１に
当接される面の形状復元も容易になされるが、オフセッ
トの問題からみると、最大で１／２０程度がよい。

これ以上長時間オイル塗布をしないと、オフセット等の
問題が生じる場合がある。すなわち、液伝送部材１６が
槽１４から毛管現象により他端１６゛°まで伝送したシ
リコンオイルは袋１７の膜の前述した微細連続気孔を通
して定着ローラ１に表面に必要なだけの微量供給され、
袋１７と定着ローラ１との面接触により、しごかれて定
着ローラ１の表面には、極く薄いシリコンオイル膜が形
成される。

なお前述の微細連続気孔を有する四弗化エチレン樹脂膜
である袋１７は定着ローラ１と接触する。袋１７は非粘
着性ではあるが、長期耐久を重ねていると、気孔中にト
ナーや紙粉か詰まってオイルのしみ出し具合を低下する
場合も生じる。

このようなことから、定着ローラ１に長期にわたってオ
イル塗布装置を当接していると、機械的ストレスにより
、摩耗等による性能低下かみられる。

なお前記フロロボア膜やＧＯＲＥ−ＴＥＸ等の膜は、そ
の膜の製造過程で延伸加工か施され、これによって膜に
延伸されるのではあるが、その延伸方向には、伸びにく
く、それと直角な方向には、伸び易く、かつ、塑性変形
し易い。そのため、膜の延伸加工された方向と定着ロー
ラ１の回転方向とを両者の当接部でほぼ一致させるよう
に配置することが好ましい。また複数枚の膜を積層接合
したもので袋１７を構成する場合には、その内の少なく
とも２枚の膜の延伸方向を交差、好ましくは直交させて
おけば、定着ローラ１の回転方向に対する膜の配置方向
は、比較的任意であるけれども、この場合においても、
少なくとも１枚の膜、好ましくは定着ローラ１に直接接
触する最外層の膜の最外層の膜の延伸方向を定着ローラ
１との当接部において、定着ローラ１の回転方向と一致
するように配置することが望ましい。

さて、前述したように、定着装置のオイル塗布部材の接
離は、カム２２の回転により液伝送部材１６の他１４１
６”の詰められた袋１７は上昇され、袋１７は定着ロー
ラ１から離間せしめられる。これによって、当然、定着
ロー　ラ１へのシリコンオイル塗布は中断される。この
状態で、長時間放置されると、液伝送部材１６の他［１
６”の折り曲げ部の下部に、この液伝送部１６か含浸し
たオイルが多量に集中し、従来はこのオイルか滴下して
定着ローラの表面を濡らしたり、そうてないまでも、定
着作動か再開された時に多量のオイルが定着ローラに付
着して紙を汚す原因となっていた。しかし、液伝送部材
１６の表面を袋１７の膜で覆った第１図の定着装置では
、定着作動停止中に前記他ｉ１６”の折り曲げ部に上述
のようにオイルが集中しても、袋１７の膜かその通過を
阻止し、したかって、オイルが定着ローラ１の表面に滴
下したり、定着作動再開に際しても、−時的に多量のオ
イルが定着ローラ１の表面に付着してしまうというよう
な不都合は防止できる。また通紙時にオフセット等の問
題か生じない範囲内て上記オイル塗布装置を定着ローラ
１から離間させておくことにより、コピー中、上記オイ
ル塗布装置を、常時、定着ローラ１に当接している場合
に比べて、機械的ストレスによる摩耗および形状変形が
極めて軽微で、オイル塗布装置の当接部の塑性変形によ
る目詰まりや当接面がすりへったりすることが極力抑制
することができ、定着ローラ１へのオイル塗布むらを改
善することができる。袋１７を定着ローラ１に当接させ
ると、その微細連続気孔を通って液伝送部材１６中のオ
イルがしみ出るのに対して定着ローラ１間から離間され
ると、そのしみ出しが防止または極小に押えられる理由
の１つは、袋１７を定着ローラ１から離間させると、前
記他端１６”中に含侵されているシリコンオイルの温度
も低下し、それがため、該オイルの粘度が上昇するため
に袋１７の膜の有するような微細径の、かつ、その径の
大きさがよく揃っているような連続気孔の通過を棒めて
困難なものにするからである。しかして、袋１７を定着
ローラ１から離間した際に、その袋１７の温度が定着ロ
ーラ１の表面温度よりも３０℃以上低くされる場合、す
なわち、袋１７およびその内部の液伝送部材１６もオイ
ルも該ローラ１の放熱により加熱されるけれども、その
加熱により袋１７の温度が該ローラ１の表面温度よりも
３０℃以上低くなるような間隔を両者間にとると、前記
効果は顕著になることが判明した。

なおトナーの材質、トナー像支持紙７の材質、定着ロー
ラ１の表面温度、その回転周速（定着処理速度に対応）
等により異なるけれども、電子写真装置に使用される定
着装置に対しては、一般的に袋１７の膜は、その厚さが
５０〜４００μ、その微細連続気孔の平均径が０．１〜
５μ、気孔率が２０〜９５％、オフセット防止液は室温
での標準粘度が１００〜ｌ０ＫＣ５のものを使えばよい
ことが実験的に確認された。

第２図は本発明の第２実施例を示したもので、第１図と
同一符合を付けたものは、第１図での説明が適用できる
ものである。

第２図においては、定着ローラ１に接離する前述のフロ
ロボア、ＧＰＲＥ−ＴＥＸのごとき微細連続気孔を有す
る高分子合成樹脂の袋１７には、耐熱性のスポンジ２３
が詰められている。このスポンジ２３はシリコンオイル
を吸収保持し、がっ、シミ出シ、袋１７の制御膜を介し
て定着ローラ１にオイルを供給する。スポンジ２３には
、耐熱性フェルトからなる液伝送部材１６によってシリ
コンオイルが供給される。すなわち、液伝送部材１６の
一端１６゛は槽１４中のシリコンオイル１５に浸漬せし
められており、毛管現象により、このオイル１５を伝送
する。

液伝送部材１６の他端１６°°は２つ折りにされて袋２
４中に詰められている。この袋２４も前記袋１７と同じ
く、フロロボア、ＧＯＲＥ−ＴＥＸのごとき、前述の微
細連続気孔を有する高分子合成樹脂膜で構成されている
。この制御膜の袋２４の口の部分は、枠体２５に固定支
持されている。そして、この枠体２５に第１図と同様な
アーム２０か連結されている。袋１７を支持した枠体１
８は、リンク２６によって枠体２５に連結されている。

第２図の状態においては、袋１７、枠体１８、スポンジ
２３の自重により、リンク２６は展伸し、袋１７、枠体
１８、スポンジ２３は、リンク２６によって、枠体２５
に吊り上げられた状態となっている。すなわち、袋１７
の底面は、定着ローラ１がら離間し、また袋２４の底面
もスポンジ２３の上方へ離間する。要するに、第２図の
状態は、定着ローラ１と離間した状態である。この時、
スポンジ２３の下部には、スポンジ２３中に含侵された
オイルが集中してくるか、スポンジ自体の体積は小なる
ものであるから、上記集中するオイル量も比較少ないこ
とに加えて袋１７の膜の作用によりこの集中するオイル
は、はとんどその膜表面に土てこない。一方、液伝送部
材１６の他端１６°′の下部に集中したシリコンオイル
のスポンジ２３上への滴下およびスポンジ２３と袋２４
が再接触した際の一時的過剰供給は袋２４の膜の作用に
より防止される。

つぎに、定着ローラ１にオイル塗布部材が当接される場
合、カム２２が回転して、アーム２０がその他端２０“
を軸の中心となってばね２１の力により、反時計方向に
回動する。したがって、まず、袋１７の底面が定着ロー
ラ１に当接し、つぎに、リンク２６が屈折して行き、袋
２４の底面がスポンジ２３の上面に当接する。こうして
、液伝送部材１６で伝送されたオイルは袋２４の膜での
制御下にスポンジ２３に浸透し、スポンジ２３に供給さ
れたオイルは袋１７の膜での制御下に定着ローラ１に塗
布される。

第２図では、袋２４が液伝送部材１６側に設けられてい
るが、スポンジ２３の上面に設けてもよい。いずれにせ
よ、第２図の装置は、低粘度のオイルに対して効果がよ
り大である。

第２図においても、袋１７および袋２４の膜の厚み、平
均孔径、気孔率およびオイル粘度に関しては、第１図と
同様のことがいえる。

第３図は本発明の第３実施例を示したもので、すなわち
、第１図およびＳ２図では、袋１７を定着ローラ１に直
接接離させていたが、第３図では、定着ローラ１に当接
して回転する塗布ローラ２７を設け、この塗布ローラ２
７に前述の袋１７を接離させるようにしたものである。

つまり、オイルは、まず、塗布ローラ２７に供給され、
この塗布ローラ２７がそのオイルを定着ローラ１に塗す
る。順に当接して回転する２本以上のローラからなるロ
ーラ列を塗布ローラ列として使用することも可能である
。

ここまで述べてきたオイル塗布装置を、定着ローラ１に
ではなく、定着用回転体の一つである加圧ローラ４に、
または両ローラ１．４ともに適用することも可能である
。

したがって、上述してきたように、紙の通紙時、つまり
、コピー中にもかかわらず、上記オイル塗布機能体を定
着用回転体から断続的に接離することにより、オイル塗
布機能体への機械的ストレスを極力抑制することができ
、長寿命、安定性、信頼性を向上させることが可能とな
フた。さらに、必要以上の離型剤の消費を抑制すること
ができ、またオフセットの問題も解決することができた
。

つぎに、本発明の実施例による実験データを示す。

第４図はその実験に使用した装置（フルカラー機）を示
している。

第４図において、４１は上段のローラ、４２は下段のロ
ーラ、４３と４４はハロゲンヒータ、４５はサーミスタ
、４６はクリーニングウェブ、４７はオイル除去ブリー
ド、４８はＯＮ・ＯＦＦ可能なオイル塗布装置、４９は
シリコンオイルを収容している槽、５０はフェルト、５
１はボアフロン［Ｆ］〔住友電気工業株式会社商標〕で
ある。

第４図に示した定着装置において、Ａ３用紙を通紙し、
クリーニングウェブ４６に付着したオフセットトナ量を
測定して、本発明による目的の達成を記す。なお実験装
置としては、フルカラー機を用いたが、目的の達成とい
う視点からみると、白黒複写機においても、同様なこと
がいえる。

実験ＩＡ３用紙３０枚連続で通紙する。その時のオフセット量
を測定する。つぎに、３０枚連続を１０００回（３００
００枚）繰り返して、３０枚連続当りのオフセット量を
測定する。この実験を定着ローラに、オイル塗布装置か
当接している時間を通紙コピー分の１／２．１／３．１
１５．１／１０．１／１５および１／２０として、それ
ぞれにおいてオフセット量を測定する。結果は第１表の
とおりであった。

弗表実験２：Ａ３用紙３０枚連続で通紙する。その時のオフセット量
を測定する。つぎに、３０枚連続を１０００回（３００
００枚）繰り返して３０枚連続当りのオフセット量を測
定する。この実験を定着ローラにオイル塗布装置が当接
している状態を１枚目からＮ枚目までとし、Ｎ＋１枚目
からＭ枚目（Ｍ＝３０）までは定着ローラからオイル塗
布装置を離脱する。ただし、Ｎ≦Ｍ　（Ｎ＝Ｍは従来系
）である。

ここで、Ｎ＝５．１０．１５．２０，２５および３０と
してそれぞれのオフセット量を測定する。結果は第２表
のとおりであフた。

昂表上記第１表および第２表のとおり、従来系の常時当接で
は、オフセット量判定が不良（××）であり、本発明で
は、良好（０）である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、離型剤塗布機能
体が記録材である紙の通紙時においても、定着用回転体
に対して断続的に接離可能に設けられているので、通紙
時に、初めの必要な枚数についてのみ、定着用回転体に
離型剤を塗布し、それ以降の枚数については、定着用回
転体から離型剤塗布機能体を離間して、その塗布をしな
いようにすることかできる。したがって、これにより、
離型剤の無駄な消費がなくなるとともに、トナー像支持
材および液伝送部材等の汚損がなくなり、また、液伝送
部材等の損耗が低減され、しかも、定着作動再開時等に
もオフセットなどが生じないようになるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】愛１図は本発明の第１実施例を示した断面側面図、第２
図は同じく第２実施例を示した断面側面図、第３図は同
しく第３実施例の断面側面図、第４図は実験に使用した
装置の説明図である。１・・・定着ローラ、フ・・・トナー像支持紙、１４・・・槽、１６・・・液伝送部材、１８・・・枠体、２１・・・引張りばね、２３・・・スポンジ、２５・・・枠体、２７・・・塗布ローラ。４・・・加圧ローラ、８・・・トナー像、１５・・・シリコンオイル、１７・・・袋、２０・・・アーム、２２・・・カム、２４・・・袋、２６・・・リンク、

Claims

【特許請求の範囲】１　定着用回転体の表面に、離型剤塗布機能体を介して
離型剤を塗布する手段を備え、かつ、該定着用回転体に
よって記録材上に定着画像を形成する定着装置において
、前記離型剤塗布機能体が、記録材である紙の通紙時に
おいても、該定着用回転体に対して断続的に接離可能に
設けられていることを特徴とする定着装置。２　離型剤塗布機能体が、定着用回転体の表面に直接接
触するようになっている請求項１記載の定着装置。３　離型剤塗布機能体に塗布ローラが含まれていて、該
塗布ローラが定着用回転体に接触するようになっている
請求項１記載の定着装置。４　連続通紙される紙の設定枚数の初めの１／２０〜４
／５だけオイル塗布するようにした請求項１、２または
３記載の定着装置。５　連続通紙枚数をＭ枚と設定したとき、そのＭ枚より
少ないＮ枚を連続通紙した場合に、Ｎ＋１枚以降に離型
剤塗布機能体が定着用回転体から離脱して離型剤を塗布
しないようにした請求項１、２または３記載の定着装置
。