JPH05188813A - 画像定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両面定着時における加圧ローラへのトナーオ
フセットを防止すると共に、簡単な装置構成のままでト
ナー画像の光沢度の裏表差を少なくすることのできる画
像定着装置を提供することを目的としている。 【構成】 定着ローラ１にはシリコーンオイル塗布手段
３Ａによって、また、加圧ローラににはシリコーンオイ
ル塗布手段３Ｂによってそれぞれシリコーンオイルを塗
布し、両面定着時には、加圧ローラ２へのオイル塗布量
を定着ローラ１への塗布量よりも多くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置におい
て、記録材上に転写したトナー像を定着するための画像
定着装置に関するもので、特に記録材上両面へのトナー
像の定着を行う装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置の定着装置において
は、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが図５に示す
ように矢印ａの方向に搬送されると、その内部にヒータ
を有し矢印ｂの方向に回転する定着ローラ１と加圧ロー
ラ２がその圧接部で上記記録材Ｐを挟持しながら通過せ
しめる。このとき、該記録材Ｐ上のトナー像Ｔは該定着
ローラ１と加圧ローラ２から熱及び圧力を受けて溶融
し、該記録材Ｐ上に定着する。

【０００３】このような画像定着装置は、上記定着ロー
ラ１の表面に溶融したトナーが付着するのを防ぐため、
該表面に離型剤として働くシリコーンオイル１４を塗布
するオイル塗布手段３と、該表面をクリーニングするク
リーニング手段４とを備えている。

【０００４】該オイル塗布手段３は、定着ローラ１に常
時当接または記録材Ｐ通過時に記録材Ｐのサイズにほぼ
対応した分だけ当接することにより定着ローラ１の表面
に離型材としてシリコーンオイル１４を塗布する。この
とき塗布されるシリコーンオイルの量は０．０１〜０．
２０［ｇ／Ａ４記録材］程度となっている。なお、この
記録材一枚あたりのオイル塗布量の測定法としては、先
ず、オイルを塗布しない状態で上記定着装置に記録材を
５０枚通過させてこの総重量Ｗ１を測定し、次にオイル
が塗布された状態で上記定着装置に同一の記録材を５０
枚通過させた場合の総重量Ｗ２を測定する。そして、オ
イル塗布された記録材の総重量Ｗ２からオイル塗布がさ
れていない記録材の総重量Ｗ１を減算し、これを記録材
枚数の５０で除算することにより求められる。

【０００５】このように、画像形成装置の定着装置にお
いては離型剤の塗布を行うことによって溶融トナーの定
着ローラへのオフセットを防ぐ必要があるが、特に、フ
ルカラー画像形成における定着工程はイエロー，マゼン
タ，シアン，ブラックの各種が積層されたトナーＴを記
録材Ｐ上に定着させるので、確実にオフセットを防止し
なければならない。つまり、オリジナル原稿に近い色を
再現するためには複数層のトナーＴを加熱溶融して混色
させる必要があり、そのためには軟化点の低い（すなわ
ち、低融点で）、シャープメルトなトナーを使用するの
で、オフセットが発生し易くなるのである。

【０００６】このようにシャープメルトなトナーは、極
めて低粘度の状態まで溶融される点と、フルカラー画像
形成のために複数色を積層してトナー層が厚くなる点で
ますます定着ローラへのオフセットに対しては厳しい条
件となるものであるが、さらに、各カラートナーに含ま
れる顔料等が異なることから生ずる溶融性の違いもそれ
ぞれの定着温度範囲（適正な定着を行える温度範囲）を
異ならすため、単色の定着に比べ共通の定着温度範囲が
狭くなり、オフセットし易くなる傾向がある。

【０００７】このため従来、カラー画像形成装置の定着
装置における定着ローラの表層材質としては、白黒画像
定着装置に使用されるテフロン（商品名）等のフッ素樹
脂系の材質を使用することが難しく、シリコーンゴムま
たはシリコーン樹脂が使用される。これは、上述したカ
ラートナー定着のオフセット防止のためには、シリコー
ンオイル等の離型剤が不可欠であり、このシリコーンオ
イルを定着ローラ表層に塗布する必要があるが、フッ素
樹脂はこのシリコーンオイルとの濡れ性が極めて悪いの
で塗布が困難なためである。

【０００８】一方、加圧ローラの表層材質は、上述した
ような記録材Ｐの片面のみにカラートナー画像を形成す
る装置では白黒画像定着装置と同様なものを使用するこ
とができるが、記録材Ｐの両面に上記カラートナー画像
を形成する装置では使用することができない。これは、
以下のような理由によるが、先ず、このような記録材Ｐ
の両面に画像を形成する装置について説明する。

【０００９】このような装置では、記録材Ｐの片面に対
して上述したような定着工程までを終えた記録材Ｐを、
搬送経路（図示せず）でトナー画像形成工程位置まで搬
送し、記録材Ｐの既にトナー画像が形成されている面
（以下、Ａ面と呼ぶ）の裏面（トナー画像が形成されて
いない面。以下、Ｂ面と呼ぶ）に再度トナー画像を形成
して、上述した定着工程を再度通過させることにより記
録材Ｐの両面への画像形成を完了するものがある。以
下、このような工程を両面定着と呼ぶ。

【００１０】このような両面定着の特徴としては、両面
定着時、Ａ面側のトナー画像はトナーを溶融させるのに
十分な加熱状態にある加圧ローラ２に接触するため、再
度固相から液相に相変換し、加圧ローラ表面に対してオ
フセットを起こし易い。したがって、加圧ローラの表面
材質は、定着ローラ同様に離型剤（ここではシリコーン
オイル）に対して濡れ性の良いシリコーンゴムまたはシ
リコーン樹脂のようなものを使用する必要があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、以下のような問題点があった。先ず、従
来の画像定着装置でこのような両面定着を行った場合、
オイル塗布手段３が定着ローラ１に常時当接していれ
ば、間接的に加圧ローラ側にもシリコーンオイル１４が
塗布されるが、記録材Ｐ通過時においては記録材Ｐ側に
シリコーンオイル１４が転移してしまうため、加圧ロー
ラ２側へのシリコーンオイル１４の塗布は断たれること
になり、記録材ＰのＡ面の先端から定着ローラ周長分
（例えば、加圧ローラを直径４０ｍｍとした場合４０π
ｍｍ）以降はシリコーンオイルが供給されなくなり、Ａ
面上のトナーＴは加圧ローラ２に対してオフセットし易
くなる。

【００１２】さらに、記録材Ｐ通過時に記録材Ｐのサイ
ズにほぼ対応した分だけオイル塗布手段３を当接させる
ことにより、定着ローラ１の表面にシリコーンオイル１
４を塗布するような方法を用いた場合、加圧ローラ２側
へのオイル供給は殆どされず、両面定着時の加圧ローラ
側のオフセットに対しては極端に弱くなる。

【００１３】次に、両面定着時における他の問題とし
て、トナー画像の光沢度が裏表で異なるという問題があ
る。これは、両面時Ｂ面は定着工程を一回しか通過しな
いが、Ａ面は二回通過するので供給される熱エネルギー
がほぼ倍になるためである（実質的には、二回目通過前
の搬送工程において冷却されるため倍まではならない）
と考えられる。

【００１４】この対策として、両面時の加圧ローラ側の
表面温度を定着ローラ側よりも低くするような方法も考
えられるが、それぞれのローラの表面温度を検知した上
で温度コントロールするにはかなりの時間がかかり実用
的とはいえない。

【００１５】本発明は、上記問題点を解決し、表層がシ
リコーンゴム材料からなる定着ローラ及び加圧ローラに
対して、離型剤としてのシリコーンオイルの適正な塗布
を行うことにより、両面定着時の加圧ローラへのトナー
オフセットを防止する（装置の耐久寿命の延命化）と共
に、簡単な装置構成のままでトナー画像の光沢度の裏表
差を少なくする（画像均一化）ことができる両面画像定
着装置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、表層がシリコーンゴムで形成され、内部に発熱体
を有する定着ローラ及び加圧ローラを互いに圧接するよ
うに配設し、未定着画像を担持した記録材を上記定着ロ
ーラ及び加圧ローラの圧接部で挟持搬送しながら加熱及
び加圧して定着を行う画像定着装置において、上記定着
ローラ及び加圧ローラのそれぞれの表面に当接してシリ
コーンオイルを塗布せしめるシリコーンオイル塗布手段
を備え、上記記録材の両面に画像を定着する際の上記シ
リコーンオイル塗布手段のオイル塗布量は、加圧ローラ
側への塗布量が定着ローラ側への塗布量よりも多くなる
ように設定されていることにより達成される。

【００１７】

【作用】本発明によれば、定着ローラのみならず加圧ロ
ーラにもシリコーンオイル塗布手段によってシリコーン
オイルが塗布されるので、加圧ローラにおけるオフセッ
トは確実に防止される。また、記録材の両面に画像を定
着する際には、加圧ローラ側のオイル塗布量が定着ロー
ラ側よりも多くなるように設定されているので、先に定
着ローラから熱エネルギーを受けた記録材の表面の画像
は、記録材の裏面の定着時に加圧ローラと接触して再び
熱エネルギーを受ける際、定着ローラより多く塗布され
た上記オイルによってその熱エネルギーが吸収され過剰
に熱エネルギーを受けることがない。その結果、記録材
の表面及び裏面の光沢度の差が解消される。

【００１８】

【実施例】本発明の第一実施例及び第二実施例を図面に
基づいて説明する。

【００１９】〈第一実施例〉先ず、本発明の第一実施例
を図１及び図２に基づいて説明する。図１は本発明の画
像定着装置の第一実施例装置の概略構成図である。本画
像定着装置は、図１に示すように、定着ローラ１に離型
剤たるシリコーンオイルを塗布するオイル塗布手段３Ａ
とローラ表面をクリーニングするクリーニング手段４を
備えているが、さらに、加圧ローラ２側にも該加圧ロー
ラ２にシリコーンオイルを塗布するオイル塗布手段３Ｂ
と該加圧ローラ２の表面をクリーニングするローラクリ
ーニング手段４を備えている。

【００２０】定着ローラ１及び加圧ローラ２は、アルミ
ニウム製の芯金５，８上にシリコーン層６，９を被覆し
た外形４０ｍｍのもので、ゴム層６，９の材料としてジ
メチルシリコーンゴム（東レ（株）製）を使用し、それ
ぞれ３ｍｍ，１ｍｍ厚の単層ローラとして硬化後、これ
をメチルフェニルシリコーンオイル（信越化学工業
（株）製ＫＦ５４−４５０ｃｓ）の２００℃のオイルバ
ス中に浸漬し、予めゴム中にオイル含浸している。ま
た、定着ローラ１の芯金５及び加圧ローラ２の芯金８内
には、それぞれ加熱源のハロゲンヒータ７，１１が配設
され、加圧ローラ２の温度をこれに当接したサーミスタ
１２ａで検知して、温度制御装置１２によりヒータ７，
１１を断続的に制御し、定着ローラ１及び加圧ローラ２
の表面温度を約１７０℃に一定維持するようになってい
る。

【００２１】ローラクリーニング手段４は、定着ローラ
１及び加圧ローラ２のシリコーンゴム層６，９表面の付
着物（トナー樹脂や色材またはシリカ，アルミナ等のト
ナー外添剤及び紙の諸成分等）をローラ表面と共に研磨
しながらクリーニングする。ここでクリーニング部材
は、定着ローラ１及び加圧ローラ２に押圧接触される従
来のクリーニング部材である繊維状のクリーニングウェ
ブの少なくともクリーニング面側に、ニッケルメッキを
施したウェブである。

【００２２】オイル塗布手段３Ａ，３Ｂは容器１３内に
収容したシリコーンオイル１４としてメチルフェニルシ
リコーンオイル（信越化学工業（株）製ＫＦ−５４，粘
度４５０ｃｓ）を矢印ｄ，ｅ方向に回転する上下の供給
ローラ１５１，１５２で汲み上げて、定着ローラ１及び
加圧ローラ２のシリコーンゴム層６，９表面に塗布する
ようになっている。このシリコーンオイル１４の塗布量
は、上の供給ローラ１５１へ当接させた塗布量調節ブレ
ード１０によって調節されるが、定着ローラ１に対して
はＡ４記録紙一枚あたりに換算して０．０３ｇのオイル
が塗布される（実際は０．０１〜０．２０ｇ、望ましく
は０．０２〜０．１０ｇ程度の塗布量であればよい）。

【００２３】また、加圧ローラ２へのオイル塗布量とし
ては、定着ローラ１へのオイル塗布量よりも多く、０．
０８ｇが塗布される（実際は０．０３〜０．３０ｇ、望
ましくは０．０３〜０．２０ｇ程度あれば良い）。

【００２４】この定着ローラ１と、加圧ローラ２へのオ
イル塗布量の差は、両面定着時の裏表の光沢度（グロ
ス）差を少なくするためのものである。すなわち、図２
に示すようなオイル塗布量と光沢度の関係からもわかる
ように、オイル塗布量を増加させることによって光沢度
を減少させることができる。例えば、定着ローラ１と、
加圧ローラ２へのオイル塗布量として、同量の０．０３
ｇずつを塗布した場合、裏表の光沢度（グロス）差が約
２７あったが、定着ローラ１側に０．０３ｇ、加圧ロー
ラ２側に０．０８ｇのオイル塗布量とした場合、この裏
表の光沢度（グロス）差は約２０まで縮めることができ
た。

【００２５】このオイル塗布量増加時の光沢度減少は、
トナー層に対して供給されるべき熱エネルギーがオイル
により吸収されるため、実質的なトナーへの供給熱エネ
ルギーが減少するためと考えられる。

【００２６】ここで光沢度の測定には、（株）堀場製作
所製のグロスチェッカーＩＧ−３２０を用い、イエロー
のベタ画像をサンプルとした。

【００２７】このようなオイル塗布手段３Ａ，３Ｂは、
定着ローラ１及び加圧ローラ２対してそれぞれ異なるタ
イミングでシリコーンオイル１４の塗布を行う。例え
ば、定着ローラ１へのオイル塗布手段３Ａは、記録材Ｐ
が定着ローラ１と加圧ローラ２のニップ部を通過すると
き記録材Ｐとの接触部分にほぼ対応する位置にだけシリ
コーンオイルを塗布することが望ましい。この塗布動作
については、動作手段（図示せず）によりオイル塗布手
段３Ａもしくは供給ローラ１５１のみを移動して定着ロ
ーラ１と供給ローラ１５１を接離することにより行われ
る。また、他の塗布動作としては、供給ローラ１５１と
定着ローラ１が常時当接状態においても供給ローラ１５
１の回転駆動を断続的に制御することによって可能であ
る。

【００２８】加圧ローラ２へのオイル塗布手段３Ｂは、
上述した定着ローラ１へのオイル塗布手段３Ａの動作と
同様な方法で塗布タイミングが調整される。ここで、記
録材Ｐの片面のみの定着（記録材Ｐの加圧ローラ２側に
トナーＴがないとき）の場合はシリコーンオイル塗布は
行わず、両面定着となる場合だけ、加圧ローラ２表面へ
記録材Ｐの接触位置にほぼ対応する長さ分のシリコーン
オイル塗布動作を行う。

【００２９】次に、上述した両面定着装置の動作につい
て説明する。Ａ面側に未定着トナー像Ｔを担持した記録
材Ｐは図１中の矢印ａの方向へ搬送装置（図示せず）に
より搬送され、駆動装置（図示せず）により図１中矢印
ｂの方向に回転される定着ローラ１と加圧ローラ２との
間を挟持され、ハロゲンヒータ７，１１から定着ローラ
１及び加圧ローラ２をそれぞれ介して供給される熱及び
圧力により該記録材Ｐ上に未定着トナー像Ｔが定着され
る。このとき定着ローラ１表面へのオイル塗布は、記録
材Ｐとの接触長さ分にほぼ対応するタイミングで行われ
ているが、加圧ローラ２側へのオイル塗布は行われてい
ない。こうして片面側（Ａ面）への定着を終了した記録
材Ｐは、手動または搬送装置（図示せず）により裏返し
され、今度は残りの片面側（Ｂ面）に未定着トナー像Ｔ
を担持し、Ａ面同様、搬送装置（図示せず）により搬送
され、駆動装置（図示せず）により図１中矢印ｂの方向
に回転される定着ローラ１と加圧ローラ２との間を再挟
持され両面定着を終了する。このとき、定着ローラ１へ
のオイル塗布はＡ面と同じ様に行われていると共に、加
圧ローラ２に対しても記録材Ｐにほぼ対応したオイル塗
布が行われている。

【００３０】以上のように、本実施例によれば、定着ロ
ーラ側だけでなく加圧ローラ側にもシリコーンオイルを
塗布するようにしたので、両面画像形成においても加圧
ローラでのオフセットを確実に防止できる。さらに、加
圧ローラへ塗布されるシリコーンオイルの量は定着ロー
ラへ塗布されるものよりも多く設定されているので、記
録材の表面と裏面での光沢度に差を生じさせることがな
い。

【００３１】なお、本実施例は、シリコーンオイル塗布
量を少量にすることによってシリコーンオイル塗布手段
をそれぞれのローラに対して常時当接させて両面定着を
行ってもよい。ただし、このときの両面定着時の加圧ロ
ーラ２へのオイル塗布量も、定着ローラ１へのオイル塗
布量より多く設定する。

【００３２】〈第二実施例〉次に、本発明の第二実施例
を図３及び図４に基づいて説明する。なお、第一実施例
との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００３３】第一実施例ではオイル塗布手段３Ａ，３Ｂ
として、供給ローラ１５１のような回転駆動されるもの
を定着ローラ１または加圧ローラ２に当接させることに
よりオイル供給を行っているが、本実施例は図３に示す
ような板金１５４に固定されたオイル吸収体１５３を、
上述したような供給ローラ１５１と同様のタイミングで
接離させて定着ローラ１と加圧ローラ２へのオイル供給
を制御するところが第一実施例と異なる。

【００３４】このときも、オイル吸収体１５３の加圧ロ
ーラ２への接触面積を定着ローラ１側よりも大きくした
り、オイル吸収体１５３の材料自体を変えることによ
り、加圧ローラ２側へのオイル塗布量が定着ローラ１側
よりも多くなるように調整される。

【００３５】このオイル吸収体１５３は多孔質なフッ素
樹脂よりなるフロロポア（商品名）やフェルトなどの耐
熱性の材質であり、容器１３内のオイル１４が浸透圧に
よりその内部に吸収され、またローラとの接触部では適
量のオイルがしみ出すようにしたものである。

【００３６】このようなオイル塗布手段は図４に示すよ
うなローラクリーニング手段４のローラ接触部材または
クリーニングウェブに予めシリコーンオイルを含浸させ
ておくことにより、オイル塗布手段とローラクリーニン
グ手段を兼用させた構成の装置とし、上述したものと同
様なタイミングで接離することによりオイル塗布の制御
をすることもできる。この場合においても、加圧ローラ
２へのオイル塗布量は定着ローラ１への塗布量よりも多
くなるようにする。

【００３７】なお、両面定着時の加圧ローラへのオイル
供給量が定着ローラ側よりも多くなればオイル塗布手段
は上述したようなものに限られず、他のものを用いても
よい。また、オイル塗布手段の構成は上述したような方
法をいろいろと組み合わせて行ってもよい。

【００３８】本発明に係る定着装置は、定着時にトナー
の混色を行うフルカラー画像の両面定着において特に有
効であるが、白黒画像定着装置の両面定着にも有効であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定着ローラと加圧ローラの両方にシリコーンオイルを塗
布するようにシリコーンオイル塗布手段を設け、両面画
像定着時には、加圧ローラ側へのオイル塗布量が定着ロ
ーラ側への塗布量に比べて多くなるようにオイル塗布を
行うので、両面画像定着時における加圧ローラへのトナ
ーのオフセットを防止して装置の耐久寿命の延命化を図
ることができると共に、トナー画像の光沢度の裏表差を
少なくして画像の均一化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例装置の概略構成を示す断面
図である。

【図２】図１装置における定着ローラへのオイル塗布量
とそのときの光沢度の関係を示す図である。

【図３】本発明の第二実施例装置の概略構成を示す断面
図である。

【図４】本発明のオイル塗布手段とクリーニング手段を
兼用した他の実施例装置の概略構成を示す断面図であ
る。

【図５】従来例装置の概略構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ３Ａ，３Ｂ シリコーンオイル塗布手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表層がシリコーンゴムで形成され、内部
   に発熱体を有する定着ローラ及び加圧ローラを互いに圧
   接するように配設し、未定着画像を担持した記録材を上
   記定着ローラ及び加圧ローラの圧接部で挟持搬送しなが
   ら加熱及び加圧して定着を行う画像定着装置において、
   上記定着ローラ及び加圧ローラのそれぞれの表面に当接
   してシリコーンオイルを塗布せしめるシリコーンオイル
   塗布手段を備え、上記記録材の両面に画像を定着する際
   の上記シリコーンオイル塗布手段のオイル塗布量は、加
   圧ローラ側への塗布量が定着ローラ側への塗布量よりも
   多くなるように設定されていることを特徴とする画像定
   着装置。