JPH0736298A - 定着装置 - Google Patents
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- JPH0736298A JPH0736298A JP5177742A JP17774293A JPH0736298A JP H0736298 A JPH0736298 A JP H0736298A JP 5177742 A JP5177742 A JP 5177742A JP 17774293 A JP17774293 A JP 17774293A JP H0736298 A JPH0736298 A JP H0736298A
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- G03G15/2017—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回動する加熱ロール１と該加熱ロールの外周
面に圧接配置してニップ部を形成する耐熱性固定弾性部
材２との間に、未定着トナー像２１を有する記録シート
２０を加熱ロール１の回転力により挿通させてトナー像
２１の定着を行う定着装置として、良好で安定した定着
性能を損なうことなく、装置のより小型化並びに低コス
ト化が図れる定着装置を提供する。 【構成】 上記の定着装置において、耐熱性固定弾性部
材２を、液状離型剤が含浸された弾性体７と、その弾性
体７表面に被覆する少なくともニップ部に相当する領域
が多孔質膜からなる離型剤浸透制御用フィルム８とで構
成する。
面に圧接配置してニップ部を形成する耐熱性固定弾性部
材２との間に、未定着トナー像２１を有する記録シート
２０を加熱ロール１の回転力により挿通させてトナー像
２１の定着を行う定着装置として、良好で安定した定着
性能を損なうことなく、装置のより小型化並びに低コス
ト化が図れる定着装置を提供する。 【構成】 上記の定着装置において、耐熱性固定弾性部
材２を、液状離型剤が含浸された弾性体７と、その弾性
体７表面に被覆する少なくともニップ部に相当する領域
が多孔質膜からなる離型剤浸透制御用フィルム８とで構
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の電子写真プロセスを利用した機器に
使用される定着装置に関するものである。
リ、プリンター等の電子写真プロセスを利用した機器に
使用される定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子写真プロセスを利用した複写機等に
おいては、記録シート上に形成された未定着トナー像を
定着して永久画像にする必要があり、その定着法とし
て、一般に加熱によってトナーを溶融させて記録シート
上に融着させる加熱定着法が広く採用されている。そし
て、この加熱定着装置としては、円筒状の芯金の内部に
ヒータを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層を形成し
た加熱ロールと、この加熱ロールに対して圧接配置さ
れ、円筒状芯金の外周面に耐熱弾性体層を形成した加圧
ロールとで構成され、それら両ロール間に未定着トナー
像を有する記録シートを挿通させて定着を行う加熱ロー
ル方式のものが知られている。
おいては、記録シート上に形成された未定着トナー像を
定着して永久画像にする必要があり、その定着法とし
て、一般に加熱によってトナーを溶融させて記録シート
上に融着させる加熱定着法が広く採用されている。そし
て、この加熱定着装置としては、円筒状の芯金の内部に
ヒータを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層を形成し
た加熱ロールと、この加熱ロールに対して圧接配置さ
れ、円筒状芯金の外周面に耐熱弾性体層を形成した加圧
ロールとで構成され、それら両ロール間に未定着トナー
像を有する記録シートを挿通させて定着を行う加熱ロー
ル方式のものが知られている。
【０００３】ところで、このような加熱ロール方式の定
着装置においては、上述のように加圧ロールを要し、そ
の加圧ロールの製造に当たっては耐熱弾性体層を形成す
るためのシリコーンゴム、フッ素系ゴム等の高価な耐熱
弾性材を必要とするため、装置コストが割高となる問題
があった。また、所定の定着条件を確保するためには、
加熱ロールと加圧ロールとの接触幅（ニップ部の幅）を
少なくとも４〜１０ｍｍ程度設ける必要があるため、例
えば、ロール径を大きめに設定したり或いは高荷重をか
けるための荷重機構を設けなければならず、加熱ロール
及び加圧ロールの小型化が難しく、結果として装置全体
が大型化、複雑化してしまう問題があった。
着装置においては、上述のように加圧ロールを要し、そ
の加圧ロールの製造に当たっては耐熱弾性体層を形成す
るためのシリコーンゴム、フッ素系ゴム等の高価な耐熱
弾性材を必要とするため、装置コストが割高となる問題
があった。また、所定の定着条件を確保するためには、
加熱ロールと加圧ロールとの接触幅（ニップ部の幅）を
少なくとも４〜１０ｍｍ程度設ける必要があるため、例
えば、ロール径を大きめに設定したり或いは高荷重をか
けるための荷重機構を設けなければならず、加熱ロール
及び加圧ロールの小型化が難しく、結果として装置全体
が大型化、複雑化してしまう問題があった。
【０００４】そこで、本出願人は、上記の加熱ロール方
式定着装置における問題点を解消するため、その加圧ロ
ールに代えて加熱ロールに圧接配置する断面半円形状の
耐熱性固定弾性部材を適用する新たな定着装置を先に提
案している（実願昭６１−１５６６７５号公報）。この
定着装置は、加圧ロールが不要となるため、装置の低コ
スト化並びに小型化が図れるという利点を有している。
しかしながら、このようなタイプの定着装置であって
も、年々高まる一方である装置の小型化やコストダウ
ン、性能アップ等の種々の要請に対応するためには、改
良の余地を残すものであった。
式定着装置における問題点を解消するため、その加圧ロ
ールに代えて加熱ロールに圧接配置する断面半円形状の
耐熱性固定弾性部材を適用する新たな定着装置を先に提
案している（実願昭６１−１５６６７５号公報）。この
定着装置は、加圧ロールが不要となるため、装置の低コ
スト化並びに小型化が図れるという利点を有している。
しかしながら、このようなタイプの定着装置であって
も、年々高まる一方である装置の小型化やコストダウ
ン、性能アップ等の種々の要請に対応するためには、改
良の余地を残すものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、加圧
ロールに代えて耐熱性固定弾性部材を使用するタイプの
定着装置として、良好で安定した定着性能を損なうこと
なく、装置のより小型化並びに低コスト化が図れる定着
装置を提供することにある。
ロールに代えて耐熱性固定弾性部材を使用するタイプの
定着装置として、良好で安定した定着性能を損なうこと
なく、装置のより小型化並びに低コスト化が図れる定着
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、回
動する加熱ロールと該加熱ロールの外周面に圧接配置し
てニップ部を形成する耐熱性固定弾性部材との間に、未
定着トナー像を有する記録シートを加熱ロールの回転力
により挿通させてトナー像の定着を行う定着装置におい
て、上記耐熱性固定弾性部材を、液状離型剤が含浸され
た弾性体と、その弾性体表面に被覆する少なくともニッ
プ部に相当する領域が多孔質膜からなる離型剤浸透制御
用フィルムとで構成することを特徴とするものである。
動する加熱ロールと該加熱ロールの外周面に圧接配置し
てニップ部を形成する耐熱性固定弾性部材との間に、未
定着トナー像を有する記録シートを加熱ロールの回転力
により挿通させてトナー像の定着を行う定着装置におい
て、上記耐熱性固定弾性部材を、液状離型剤が含浸され
た弾性体と、その弾性体表面に被覆する少なくともニッ
プ部に相当する領域が多孔質膜からなる離型剤浸透制御
用フィルムとで構成することを特徴とするものである。
【０００７】このような技術的手段において、耐熱性固
定弾性部材を構成する弾性体は、液状の離型剤を含浸さ
せることができ、しかも加熱ロールに圧接したときに定
着に必要な圧力が得られるものであればよい。その弾性
体材料としては、多孔質体や発泡体を使用することがで
き、例えば、実願昭６１−１５６６７５号公報で例示さ
れているようなゴム材料が挙げられる。
定弾性部材を構成する弾性体は、液状の離型剤を含浸さ
せることができ、しかも加熱ロールに圧接したときに定
着に必要な圧力が得られるものであればよい。その弾性
体材料としては、多孔質体や発泡体を使用することがで
き、例えば、実願昭６１−１５６６７５号公報で例示さ
れているようなゴム材料が挙げられる。
【０００８】耐熱性固定弾性部材を構成する離型剤浸透
制御用フィルムは、耐熱性固定弾性部材と加熱ロールが
圧接されてニップを形成するとき、上記の弾性体に含浸
されている離型剤のニップ部への供給量を適宜調整する
ためのものである。従って、このフィルムは離型剤を少
なくともニップ部に適量供給できるように構成されたも
のであればよい。そのようなフィルム材料としては、厚
さ３〜１００μｍ、気孔径０．１〜１００μｍ、気孔率
３０〜９５％の延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン
フィルム（ジャパンゴアテックス（株）製：ゴアテック
スＧＴシート）や、厚さ５〜５００μｍのフッ素フィル
ムのニップ部相当領域に孔径（スリット幅）５０μｍ〜
２．０ｍｍの微細孔又は微細スリット孔を穿設したフィ
ルム部材や、このフィルム部材とさらに多孔質フィルム
（不織布、紙などを含む）とを接着した複合フィルム部
材などが使用される。
制御用フィルムは、耐熱性固定弾性部材と加熱ロールが
圧接されてニップを形成するとき、上記の弾性体に含浸
されている離型剤のニップ部への供給量を適宜調整する
ためのものである。従って、このフィルムは離型剤を少
なくともニップ部に適量供給できるように構成されたも
のであればよい。そのようなフィルム材料としては、厚
さ３〜１００μｍ、気孔径０．１〜１００μｍ、気孔率
３０〜９５％の延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン
フィルム（ジャパンゴアテックス（株）製：ゴアテック
スＧＴシート）や、厚さ５〜５００μｍのフッ素フィル
ムのニップ部相当領域に孔径（スリット幅）５０μｍ〜
２．０ｍｍの微細孔又は微細スリット孔を穿設したフィ
ルム部材や、このフィルム部材とさらに多孔質フィルム
（不織布、紙などを含む）とを接着した複合フィルム部
材などが使用される。
【０００９】また、本発明の定着装置は、上記の耐熱性
固定弾性部材を、その固定弾性部材の幅方向における中
心線が加熱ロールの回転軸に対して交差するように設置
することを特徴とするものである。
固定弾性部材を、その固定弾性部材の幅方向における中
心線が加熱ロールの回転軸に対して交差するように設置
することを特徴とするものである。
【００１０】これは、固定弾性部材と加熱ロールとを交
差させず平行状態で圧接させた場合、定着に必要な圧力
を得るため加熱ロールに加える荷重により加熱ロールが
たわむことにより、そのニップ幅が両端部から中央部に
かけて狭くなって全体として不均一になることを防ぐた
めである。従って、このように交差させて設置すること
によりニップ幅の均一化が図れ、その結果、均一な加熱
定着や離型剤供給が可能になる。しかも、ロールの剛性
が弱くたわみ易い、例えば小径の加熱ロールを使用した
場合であっても、均一なニップ幅を得ることができる。
差させず平行状態で圧接させた場合、定着に必要な圧力
を得るため加熱ロールに加える荷重により加熱ロールが
たわむことにより、そのニップ幅が両端部から中央部に
かけて狭くなって全体として不均一になることを防ぐた
めである。従って、このように交差させて設置すること
によりニップ幅の均一化が図れ、その結果、均一な加熱
定着や離型剤供給が可能になる。しかも、ロールの剛性
が弱くたわみ易い、例えば小径の加熱ロールを使用した
場合であっても、均一なニップ幅を得ることができる。
【００１１】なお、加熱ロールに加圧ロールを圧接する
従来のロール定着方式の場合においても、このように両
ロールを交差させて配置する手段が採られていたが、こ
の場合には、各ロールにおける記録シートの搬送方向が
交差させた分だけ互いに異なるため、その交差角を出来
るだけ小さく設定しなければ（実際の交差角０．１〜
１．０°程度）、シートにしわが発生したりトナー画像
がずれてしまうという問題があった。これに対し、本発
明の装置では記録シートが加熱ロールによってのみ搬送
されるため、上記のような問題が起こらない。
従来のロール定着方式の場合においても、このように両
ロールを交差させて配置する手段が採られていたが、こ
の場合には、各ロールにおける記録シートの搬送方向が
交差させた分だけ互いに異なるため、その交差角を出来
るだけ小さく設定しなければ（実際の交差角０．１〜
１．０°程度）、シートにしわが発生したりトナー画像
がずれてしまうという問題があった。これに対し、本発
明の装置では記録シートが加熱ロールによってのみ搬送
されるため、上記のような問題が起こらない。
【００１２】そこで、本発明の定着装置は、耐熱性固定
弾性部材の幅方向における中心線と加熱ロールの回転軸
との交差角が０．５〜３．０°、好ましくは０．５〜
２．０°の範囲であることを特徴とするものである。こ
の交差角が３．０°を越えると記録シートにおけるカー
ルが増大するという問題がある。
弾性部材の幅方向における中心線と加熱ロールの回転軸
との交差角が０．５〜３．０°、好ましくは０．５〜
２．０°の範囲であることを特徴とするものである。こ
の交差角が３．０°を越えると記録シートにおけるカー
ルが増大するという問題がある。
【００１３】また、本発明の定着装置は、上記の技術的
手段において、加熱ロールの外周面にシリコーンゴム又
はフッ素ゴムからなる離型層を形成するとともに、耐熱
性固定弾性部材の加熱ロールと接する側の表面形状を加
熱ロールの半径よりも大きい曲率半径からなる形状にす
ることを特徴とするものである。
手段において、加熱ロールの外周面にシリコーンゴム又
はフッ素ゴムからなる離型層を形成するとともに、耐熱
性固定弾性部材の加熱ロールと接する側の表面形状を加
熱ロールの半径よりも大きい曲率半径からなる形状にす
ることを特徴とするものである。
【００１４】上記の加熱ロールは、円筒状の芯材の内部
にヒータを備え、その外周面に離型層を形成したもので
ある。その離型層としては、優れた耐熱性とトナー離型
性を有するＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ）シリコーンゴム、ＲＴ
Ｖ（Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎ
ｉｚａｔｉｏｎ）シリコーンゴム、フッ素ゴム等からな
るゴム層が好ましい。また、加熱ロールは、そのロール
回動により記録シートを保持して搬送させる必要性か
ら、加熱ロールの記録シートに対する摩擦係数が耐熱固
定弾性部材のそれよりも高いことが必要である。
にヒータを備え、その外周面に離型層を形成したもので
ある。その離型層としては、優れた耐熱性とトナー離型
性を有するＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ）シリコーンゴム、ＲＴ
Ｖ（Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎ
ｉｚａｔｉｏｎ）シリコーンゴム、フッ素ゴム等からな
るゴム層が好ましい。また、加熱ロールは、そのロール
回動により記録シートを保持して搬送させる必要性か
ら、加熱ロールの記録シートに対する摩擦係数が耐熱固
定弾性部材のそれよりも高いことが必要である。
【００１５】また、耐熱性固定弾性部材の加熱ロールと
接する側の表面形状を加熱ロールの半径よりも大きい曲
率半径からなる形状にすることが好ましく、これにより
ニップ幅を広くすることができ、加熱ロールの小径化や
定着速度の高速化が可能になる。ニップ幅は、従来のロ
ール方式定着装置の場合には加熱ロール径の１／１０〜
１／５倍の大きさが限界であったが、本発明の場合には
その約２倍（１／５〜１／２．５倍）の大きさが可能に
なる。
接する側の表面形状を加熱ロールの半径よりも大きい曲
率半径からなる形状にすることが好ましく、これにより
ニップ幅を広くすることができ、加熱ロールの小径化や
定着速度の高速化が可能になる。ニップ幅は、従来のロ
ール方式定着装置の場合には加熱ロール径の１／１０〜
１／５倍の大きさが限界であったが、本発明の場合には
その約２倍（１／５〜１／２．５倍）の大きさが可能に
なる。
【００１６】また、本発明では、加熱ロールとして、そ
の直径が１０〜２０ｍｍという小径のものを使用するこ
とができる。この加熱ロールの小径化により、記録シー
トの加熱ロールからの離型性が向上し、また、装置の小
型化、低コスト化、クイックスタート化が達成される。
の直径が１０〜２０ｍｍという小径のものを使用するこ
とができる。この加熱ロールの小径化により、記録シー
トの加熱ロールからの離型性が向上し、また、装置の小
型化、低コスト化、クイックスタート化が達成される。
【００１７】このように加熱ロールに特定の離型層を設
けるとともに固定弾性部材の接触表面の形状を特定する
ことにより、定着時において記録シートが自己の腰の強
さにより加熱ロールに付着することなく確実に剥がれる
ようになるため、従来装置で加熱ロールの周囲に設置さ
れている剥離装置が不要となる。この記録シートの良好
な離型性には、固定弾性部材からの均一な離型剤の供給
が寄与していることは言うまでもない。また、加熱ロー
ルとして小径なものを使用することにより、その記録シ
ートの自己離型性が強化されて剥離装置の必要性がなく
なる。
けるとともに固定弾性部材の接触表面の形状を特定する
ことにより、定着時において記録シートが自己の腰の強
さにより加熱ロールに付着することなく確実に剥がれる
ようになるため、従来装置で加熱ロールの周囲に設置さ
れている剥離装置が不要となる。この記録シートの良好
な離型性には、固定弾性部材からの均一な離型剤の供給
が寄与していることは言うまでもない。また、加熱ロー
ルとして小径なものを使用することにより、その記録シ
ートの自己離型性が強化されて剥離装置の必要性がなく
なる。
【００１８】また、本発明の定着装置は、上記の技術的
手段において、耐熱性固定弾性部材のニップ部となる領
域のシート搬送方向下流側に突条部を設けたり、或い
は、耐熱性固定弾性部材のニップ部となる領域のシート
搬送方向下流側における弾性体の硬度をそれ以外の部位
における弾性体よりも高くすることを特徴するものであ
る。
手段において、耐熱性固定弾性部材のニップ部となる領
域のシート搬送方向下流側に突条部を設けたり、或い
は、耐熱性固定弾性部材のニップ部となる領域のシート
搬送方向下流側における弾性体の硬度をそれ以外の部位
における弾性体よりも高くすることを特徴するものであ
る。
【００１９】本発明の装置では、加熱ロールへ加える荷
重を従来装置における総荷重２０〜２００ｋｇの約２／
１〜１／１０という低い荷重に抑えることができ、これ
により、定着に必要な圧力（０．５〜５．０ｋｇ／ｃｍ
2程度）が充分に得られる。また、上記のように突条部
を設けたり弾性体の硬度を高めにすることにより、一定
の荷重をかけた場合であっても、その突条部や高硬度弾
性体がある部位は、それ以外の部位に比べて高い圧力が
得られる。これにより、突条部や高硬度の部位において
のみ定着に必要な圧力が得られるようにすることができ
るため、加熱ロールへの荷重をさらに低減することが可
能になる。
重を従来装置における総荷重２０〜２００ｋｇの約２／
１〜１／１０という低い荷重に抑えることができ、これ
により、定着に必要な圧力（０．５〜５．０ｋｇ／ｃｍ
2程度）が充分に得られる。また、上記のように突条部
を設けたり弾性体の硬度を高めにすることにより、一定
の荷重をかけた場合であっても、その突条部や高硬度弾
性体がある部位は、それ以外の部位に比べて高い圧力が
得られる。これにより、突条部や高硬度の部位において
のみ定着に必要な圧力が得られるようにすることができ
るため、加熱ロールへの荷重をさらに低減することが可
能になる。
【００２０】従って、上記の突条部及び高硬度弾性体
は、定着に必要な圧力が均一に得られるものであれば、
その形状、硬度等については特に限定されない。
は、定着に必要な圧力が均一に得られるものであれば、
その形状、硬度等については特に限定されない。
【００２１】さらに、本発明の定着装置は、上記の技術
的手段において、加熱ロールの加熱温度調整用の温度セ
ンサーを耐熱性固定弾性部材のニップ部となる領域のシ
ート搬送方向上流側に設置することを特徴するものであ
る。
的手段において、加熱ロールの加熱温度調整用の温度セ
ンサーを耐熱性固定弾性部材のニップ部となる領域のシ
ート搬送方向上流側に設置することを特徴するものであ
る。
【００２２】温度センサーは、耐熱性固定弾性部材のニ
ップ部領域の弾性体とフィルムとの間に設ければよい。
また、そのセンサーからの温度検知信号は加熱ロールの
加熱温度制御回路などにフィードバックされる。
ップ部領域の弾性体とフィルムとの間に設ければよい。
また、そのセンサーからの温度検知信号は加熱ロールの
加熱温度制御回路などにフィードバックされる。
【００２３】
【作用】本発明の定着装置によれば、耐熱性固定弾性部
材が加熱ロールと協働してニップ部を形成すると同時
に、離型剤の供給装置として機能する。また、耐熱性固
定弾性部材と加熱ロールを適度に交差させて圧接配置す
ることにより、より均一なニップ幅が得られる。
材が加熱ロールと協働してニップ部を形成すると同時
に、離型剤の供給装置として機能する。また、耐熱性固
定弾性部材と加熱ロールを適度に交差させて圧接配置す
ることにより、より均一なニップ幅が得られる。
【００２４】これにより、従来装置で加熱ロールの周囲
に配置していた離型剤供給装置が不要となり、装置の小
型化と低コスト化が達成される。また、均一なニップ幅
からなるニップ部から適量な離型剤が加熱ロールに供給
されるため、記録シートが加熱ロールから良好に剥離
し、加熱ロールの周囲に配置する剥離装置を不要とする
ことができる。さらに、通常の小型複写機に多用されて
いるワックス含有のオイルレストナーを使用しなくて
も、離型剤を０．１〜２．０ｍｇ／ｃｏｐｙ程度の割合
で供給することにより、一般のトナーを使用することが
できる。なお、この装置は、その定着に際して未定着の
トナー像が形成されている記録シートの面を加熱ロール
に対向させるため、トナーを効率よく加熱して溶融させ
ることができ、良好な定着を行うことができる。
に配置していた離型剤供給装置が不要となり、装置の小
型化と低コスト化が達成される。また、均一なニップ幅
からなるニップ部から適量な離型剤が加熱ロールに供給
されるため、記録シートが加熱ロールから良好に剥離
し、加熱ロールの周囲に配置する剥離装置を不要とする
ことができる。さらに、通常の小型複写機に多用されて
いるワックス含有のオイルレストナーを使用しなくて
も、離型剤を０．１〜２．０ｍｇ／ｃｏｐｙ程度の割合
で供給することにより、一般のトナーを使用することが
できる。なお、この装置は、その定着に際して未定着の
トナー像が形成されている記録シートの面を加熱ロール
に対向させるため、トナーを効率よく加熱して溶融させ
ることができ、良好な定着を行うことができる。
【００２５】また、加熱ロールに特定の離型層を設ける
とともに耐熱性固定弾性部材の加熱ロールとの接触側の
表面形状を特定の形状（曲面など）とすることにより、
記録シートの加熱ロールからの離型性が向上するため、
剥離装置の設置が不要となり、確実に装置の小型化と低
コスト化が図れる。
とともに耐熱性固定弾性部材の加熱ロールとの接触側の
表面形状を特定の形状（曲面など）とすることにより、
記録シートの加熱ロールからの離型性が向上するため、
剥離装置の設置が不要となり、確実に装置の小型化と低
コスト化が図れる。
【００２６】このように剥離装置を設置しないことによ
り、剥離装置が定着装置内で詰まった記録シートの取り
出し作業時の妨げになることがなくなり、また、剥離爪
による加熱ロール表面の磨耗や作業者の剥離爪への接触
による事故などを防止することができる。また、加熱ロ
ールの周囲には耐熱性固定弾性部材のみが配置されるだ
けとなるため、装置全体がきわめて簡易な構造となる。
しかも、加熱ロールには固定弾性部材が接触するだけで
あるため、加熱ロールの熱が接触部材に吸収されて無駄
になることがなく、加熱ロールを室温から定着可能な温
度まで立ち上げる時間（ウォームアップタイム）を大幅
に短縮することが可能になる。
り、剥離装置が定着装置内で詰まった記録シートの取り
出し作業時の妨げになることがなくなり、また、剥離爪
による加熱ロール表面の磨耗や作業者の剥離爪への接触
による事故などを防止することができる。また、加熱ロ
ールの周囲には耐熱性固定弾性部材のみが配置されるだ
けとなるため、装置全体がきわめて簡易な構造となる。
しかも、加熱ロールには固定弾性部材が接触するだけで
あるため、加熱ロールの熱が接触部材に吸収されて無駄
になることがなく、加熱ロールを室温から定着可能な温
度まで立ち上げる時間（ウォームアップタイム）を大幅
に短縮することが可能になる。
【００２７】また、耐熱性固定弾性部材の所定部位に突
条部を設けたり或いは高硬度の弾性体を使用することに
より、定着時にそれ以外の部位よりも高い圧力が得られ
るため、加熱ロールへ加える荷重を大幅に低減すること
ができる。
条部を設けたり或いは高硬度の弾性体を使用することに
より、定着時にそれ以外の部位よりも高い圧力が得られ
るため、加熱ロールへ加える荷重を大幅に低減すること
ができる。
【００２８】さらに、加熱ロールの温度制御用の温度セ
ンサーを、耐熱性固定弾性部材のニップ部となる領域内
に設置することにより、ニップ部での加熱温度を直接検
知できるため、センサーをニップ部手前の加熱ロールの
周囲に設置していた従来装置に比べて定着温度をより正
確に設定することができる。また、温度センサーと加熱
ロールとの界面には離型剤が常に存在するため、センサ
ーによる加熱ロール表面の損傷発生が殆どない。
ンサーを、耐熱性固定弾性部材のニップ部となる領域内
に設置することにより、ニップ部での加熱温度を直接検
知できるため、センサーをニップ部手前の加熱ロールの
周囲に設置していた従来装置に比べて定着温度をより正
確に設定することができる。また、温度センサーと加熱
ロールとの界面には離型剤が常に存在するため、センサ
ーによる加熱ロール表面の損傷発生が殆どない。
【００２９】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明についてさらに
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る定着
装置を示すもので、図中１は加熱ロール、２は加熱ロー
ル１に圧接配置された耐熱性固定弾性部材、２０は記録
シート、２１は記録シート２０上に形成された未定着ト
ナー、Ａは記録シートの搬送方向を示す。
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る定着
装置を示すもので、図中１は加熱ロール、２は加熱ロー
ル１に圧接配置された耐熱性固定弾性部材、２０は記録
シート、２１は記録シート２０上に形成された未定着ト
ナー、Ａは記録シートの搬送方向を示す。
【００３０】加熱ロール１は、外直径１５ｍｍ、肉厚
０．３ｍｍ、ロール長さ２２５ｍｍの鉄製円筒芯材３の
外周面に、シリコーンＲＴＶゴムを厚さが３０μｍとな
るようにディップコーティングして離型層４を形成した
ものである。この加熱ロール１の中空部内には、加熱源
５として出力１００Ｖ、３００Ｗの赤外線ランプが配設
されている。
０．３ｍｍ、ロール長さ２２５ｍｍの鉄製円筒芯材３の
外周面に、シリコーンＲＴＶゴムを厚さが３０μｍとな
るようにディップコーティングして離型層４を形成した
ものである。この加熱ロール１の中空部内には、加熱源
５として出力１００Ｖ、３００Ｗの赤外線ランプが配設
されている。
【００３１】耐熱性固定弾性部材２は、上部が開口され
た支持体６に収納したシリコーンスポンジ７（ゴム硬
度：３５±３°）（アスカーＣタイプの高分子科学社製
スポンジ用ゴム硬度計による荷重３００ｇ時の測定結
果）と、このスポンジ７の加熱ロール１と接触する表面
に被覆した離型剤浸透制御用フィルム８としての多孔質
テトラフルオロエチレンフィルム（厚さ２０μｍ、気孔
径０．１〜２．５μｍ、気孔率５５％）とで構成されて
いる。
た支持体６に収納したシリコーンスポンジ７（ゴム硬
度：３５±３°）（アスカーＣタイプの高分子科学社製
スポンジ用ゴム硬度計による荷重３００ｇ時の測定結
果）と、このスポンジ７の加熱ロール１と接触する表面
に被覆した離型剤浸透制御用フィルム８としての多孔質
テトラフルオロエチレンフィルム（厚さ２０μｍ、気孔
径０．１〜２．５μｍ、気孔率５５％）とで構成されて
いる。
【００３２】スポンジ７には、離型剤として１００００
センチストークスのジメチルシリコーンオイルが１００
ｇ含浸されており、離型剤浸透制御用フィルム８によ
り、そのオイル供給量がＡ４サイズ１枚当たり０．５ｍ
ｇとなるように設定されている。また、このオイル供給
状態における加熱ロール１の記録シート（富士ゼロック
ス製：普通紙Ｌ紙Ａ４サイズ）に対する静止摩擦係数は
０．６８であり、一方、固定弾性部材６の上記記録シー
トに対する静止摩擦係数は０．１２であった。
センチストークスのジメチルシリコーンオイルが１００
ｇ含浸されており、離型剤浸透制御用フィルム８によ
り、そのオイル供給量がＡ４サイズ１枚当たり０．５ｍ
ｇとなるように設定されている。また、このオイル供給
状態における加熱ロール１の記録シート（富士ゼロック
ス製：普通紙Ｌ紙Ａ４サイズ）に対する静止摩擦係数は
０．６８であり、一方、固定弾性部材６の上記記録シー
トに対する静止摩擦係数は０．１２であった。
【００３３】また、固定弾性部材２は、加熱ロール１と
接する表面が曲率半径が６０ｍｍの曲面形状からなり、
その最頂部における厚さが２０ｍｍからなるものであ
る。この固定弾性部材２により形成されるニップ部Ｐ
は、小径の加熱ロールにもかかわらず８ｋｇ荷重時に６
ｍｍという広いニップ幅が得られる。
接する表面が曲率半径が６０ｍｍの曲面形状からなり、
その最頂部における厚さが２０ｍｍからなるものであ
る。この固定弾性部材２により形成されるニップ部Ｐ
は、小径の加熱ロールにもかかわらず８ｋｇ荷重時に６
ｍｍという広いニップ幅が得られる。
【００３４】さらに、この固定弾性部材６のニップ部Ｐ
のシート搬送方向下流側には、低荷重で大きな圧力効果
を得るため、図２に示すように断面半円形の突条部９
（高さ１ｍｍ、幅１ｍｍ）が加熱ロール１の軸方向と平
行して設けられている。この突条部９は、加熱ロール１
の圧接により押しつぶされるため、突条部９のあるニッ
プ部領域ではそれ以外の領域に比べて高い圧力が局部的
に得られる。
のシート搬送方向下流側には、低荷重で大きな圧力効果
を得るため、図２に示すように断面半円形の突条部９
（高さ１ｍｍ、幅１ｍｍ）が加熱ロール１の軸方向と平
行して設けられている。この突条部９は、加熱ロール１
の圧接により押しつぶされるため、突条部９のあるニッ
プ部領域ではそれ以外の領域に比べて高い圧力が局部的
に得られる。
【００３５】また、固定弾性部材６のニップ部Ｐのシー
ト搬送方向上流側には、温度センサー１０としてのサー
ミスタをニップ部となる固定弾性部材２の弾性体７とフ
ィルム８の間に設置した。そして、そのセンサー１０か
らの検知温度信号は、接続線１１を介して不図示の加熱
ロール用温度制御回路に送られるようになっている。
ト搬送方向上流側には、温度センサー１０としてのサー
ミスタをニップ部となる固定弾性部材２の弾性体７とフ
ィルム８の間に設置した。そして、そのセンサー１０か
らの検知温度信号は、接続線１１を介して不図示の加熱
ロール用温度制御回路に送られるようになっている。
【００３６】このような構成からなる定着装置を用い、
次のような各試験を行った。
次のような各試験を行った。
【００３７】まず、加熱ロール１と耐熱性固定弾性部材
２とを、その両者の交差角を種々変更して圧接設置し
（荷重５ｋｇ）、そのときの中央部及び両端部でのニッ
プ幅を測定した。その結果を表１に示す。
２とを、その両者の交差角を種々変更して圧接設置し
（荷重５ｋｇ）、そのときの中央部及び両端部でのニッ
プ幅を測定した。その結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１の結果から、交差角度を大きくするこ
とにより中央部のニップ幅が徐々に大きくなることが認
められ、また、交差角度が２．０°のときにほぼ均一な
ニップ幅となることがわかる。
とにより中央部のニップ幅が徐々に大きくなることが認
められ、また、交差角度が２．０°のときにほぼ均一な
ニップ幅となることがわかる。
【００４０】次に、上記定着装置における交差角度を
２．０°に設定し、離型剤の供給量を記録シート１枚当
たり０．２ｍｇとなるように調整した後、表２に示す各
種坪量の記録シートの全面にトナー（富士ゼロックス
製：Ｖｉｖａｃｅ２００用トナー）を付着（付着量０．
１／ｃｍ2）させたものを挿通させ、このときにおける
記録シートの自己離型性について調べた。また、このと
き加熱ロールの直径を表２に示すように変更した。結果
を表２に示す。
２．０°に設定し、離型剤の供給量を記録シート１枚当
たり０．２ｍｇとなるように調整した後、表２に示す各
種坪量の記録シートの全面にトナー（富士ゼロックス
製：Ｖｉｖａｃｅ２００用トナー）を付着（付着量０．
１／ｃｍ2）させたものを挿通させ、このときにおける
記録シートの自己離型性について調べた。また、このと
き加熱ロールの直径を表２に示すように変更した。結果
を表２に示す。
【００４１】表中、縦送りとは記録シートをその紙繊維
方向と平行に搬送した場合であり、横送りとはその繊維
方向に対して直角方向に搬送した場合である。記録シー
トの自己離型性の評価は、○…加熱ロールに付着せずそ
のまま剥離した、×…加熱ロールに付着して剥離しな
い、という基準で行った。
方向と平行に搬送した場合であり、横送りとはその繊維
方向に対して直角方向に搬送した場合である。記録シー
トの自己離型性の評価は、○…加熱ロールに付着せずそ
のまま剥離した、×…加熱ロールに付着して剥離しな
い、という基準で行った。
【００４２】比較のために、上記定着装置において、そ
の加熱ロールの離型層をシリコーンＲＴＶ層に代えてポ
リテトラフルオロエチレン樹脂（商品名テフロン）層に
変更した以外は同じ構成からなる定着装置（比較例）を
用い、同様にして記録シートの自己離型性について調べ
た。その結果を表２に併せて示す。
の加熱ロールの離型層をシリコーンＲＴＶ層に代えてポ
リテトラフルオロエチレン樹脂（商品名テフロン）層に
変更した以外は同じ構成からなる定着装置（比較例）を
用い、同様にして記録シートの自己離型性について調べ
た。その結果を表２に併せて示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】表２の結果から明らかなように、加熱ロー
ルが１５ｍｍの場合、実施例（離型層がシリコーンＲＴ
Ｖ層）の定着装置では記録シートが加熱ロールから良好
に剥離するのに対し、比較例（離型層がポリテトロフル
オロエチレン樹脂層）の定着装置では記録シートが坪量
が少ないものほど加熱ロールに巻き付いてしまう。
ルが１５ｍｍの場合、実施例（離型層がシリコーンＲＴ
Ｖ層）の定着装置では記録シートが加熱ロールから良好
に剥離するのに対し、比較例（離型層がポリテトロフル
オロエチレン樹脂層）の定着装置では記録シートが坪量
が少ないものほど加熱ロールに巻き付いてしまう。
【００４５】このことから、加熱ロールの離型層はシリ
コーンＲＴＶ層のほうがトナーに対する離型性に優れて
おり、このように記録シート全面にトナーが付着した最
悪条件下においても記録シートが巻き付かず剥離するの
で、実用上、剥離装置を設ける必要がないことがわか
る。なお、比較例装置の場合、記録シートに対する加熱
ロール（実際には上記離型層）の摩擦係数は０．１〜
０．２であり、記録シートの搬送性が不安定で、時には
搬送不能になるという問題点があった。
コーンＲＴＶ層のほうがトナーに対する離型性に優れて
おり、このように記録シート全面にトナーが付着した最
悪条件下においても記録シートが巻き付かず剥離するの
で、実用上、剥離装置を設ける必要がないことがわか
る。なお、比較例装置の場合、記録シートに対する加熱
ロール（実際には上記離型層）の摩擦係数は０．１〜
０．２であり、記録シートの搬送性が不安定で、時には
搬送不能になるという問題点があった。
【００４６】また、加熱ロールはその直径が小さいほ
ど、記録シートの離型性がよくなり、剥離装置が不要と
なることがわかる。
ど、記録シートの離型性がよくなり、剥離装置が不要と
なることがわかる。
【００４７】本実施例の定着装置では、１００，０００
回のコピー分の定着を行った時点でも、温度センサーに
よる加熱ロールの磨耗や傷が発生しないことが確認され
た。
回のコピー分の定着を行った時点でも、温度センサーに
よる加熱ロールの磨耗や傷が発生しないことが確認され
た。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
均一なニップ幅を確保することができ、そのニップ部に
耐熱性固定弾性部材から常に適量の離型剤が供給される
ため、均一で良好な定着を行うことができる。また、従
来装置において加熱ロールの周囲に配置していた離型剤
供給装置や剥離装置などを設ける必要がなく、しかも加
熱ロールの小径化が可能であるため、より大幅な装置の
小型化や低コスト化が図れる。
均一なニップ幅を確保することができ、そのニップ部に
耐熱性固定弾性部材から常に適量の離型剤が供給される
ため、均一で良好な定着を行うことができる。また、従
来装置において加熱ロールの周囲に配置していた離型剤
供給装置や剥離装置などを設ける必要がなく、しかも加
熱ロールの小径化が可能であるため、より大幅な装置の
小型化や低コスト化が図れる。
【図１】 本発明の一実施例を示す定着装置の概略断面
図である。
図である。
【図２】 図１に示す定着装置における耐熱性固定弾性
部材の構成を示す断面図である。
部材の構成を示す断面図である。
１…加熱ロール、２…耐熱性固定弾性部材、４…離型
層、７…弾性体、８…離型剤浸透制御用フィルム、９…
突条部、１０…温度センサー、２０…記録シート、２１
…未定着トナー像。
層、７…弾性体、８…離型剤浸透制御用フィルム、９…
突条部、１０…温度センサー、２０…記録シート、２１
…未定着トナー像。
Claims (8)
- 【請求項１】 回動する加熱ロールと該加熱ロールの外
周面に圧接配置してニップ部を形成する耐熱性固定弾性
部材との間に、未定着トナー像を有する記録シートを加
熱ロールの回転力により挿通させてトナー像の定着を行
う定着装置において、 上記耐熱性固定弾性部材を、液状離型剤が含浸された弾
性体と、その弾性体表面に被覆する少なくともニップ部
に相当する領域が多孔質膜からなる離型剤浸透制御用フ
ィルムとで構成することを特徴とする定着装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、耐熱性固
定弾性部材を、その部材の幅方向における中心線が加熱
ロールの回転軸に対して交差するように設置することを
特徴とする定着装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の装置において、耐熱性固
定弾性部材の幅方向における中心線と加熱ロールの回転
軸との交差角が０．５〜３．０°の範囲であることを特
徴とする定着装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の装置において、加熱ロー
ルの外周面にシリコーンゴム又はフッ素ゴムからなる離
型層を形成するとともに、耐熱性固定弾性部材の加熱ロ
ールと接する側の表面形状を加熱ロールの半径よりも大
きい曲率半径からなる形状にすることを特徴とする定着
装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の装置において、加熱ロー
ルの直径が１０〜２０ｍｍであることを特徴する定着装
置。 - 【請求項６】 請求項１記載の装置において、耐熱性固
定弾性部材のニップ部となる領域のシート搬送方向下流
側に突条部を設けることを特徴する定着装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の装置において、耐熱性固
定弾性部材のニップ部となる領域のシート搬送方向下流
側における弾性体の硬度をそれ以外の部位における弾性
体よりも高くすることを特徴する定着装置。 - 【請求項８】 請求項１記載の装置において、加熱ロー
ルの加熱温度調整用の温度センサーを耐熱性固定弾性部
材のニップ部となる領域のシート搬送方向上流側に設置
することを特徴する定着装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5177742A JPH0736298A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 定着装置 |
| US08/276,329 US5485259A (en) | 1993-07-19 | 1994-07-18 | Fusing device |
| DE69415425T DE69415425T2 (de) | 1993-07-19 | 1994-07-19 | Fixiervorrichtung |
| EP94111225A EP0635767B1 (en) | 1993-07-19 | 1994-07-19 | Fusing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5177742A JPH0736298A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0736298A true JPH0736298A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16036331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5177742A Pending JPH0736298A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 定着装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485259A (ja) |
| EP (1) | EP0635767B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0736298A (ja) |
| DE (1) | DE69415425T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09166935A (ja) * | 1995-12-18 | 1997-06-24 | Sharp Corp | 定着装置 |
| US7330024B2 (en) | 2003-05-21 | 2008-02-12 | Advantest Corporation | Power supply device, test apparatus, and power supply voltage stabilizing device |
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