JPH08166738A

JPH08166738A - 定着装置

Info

Publication number: JPH08166738A
Application number: JP30890294A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Uneme; 和彦采女; Masashi Saito; 正志齊藤; Kazuo Yasuda; 和夫安田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は定着装置に関し、構成が簡単でコス
トが安く且つ保守が容易な定着装置を提供することを目
的としている。【構成】ローラを用いてオイル塗布を行なう定着装置
において、前記オイルとして含フッ素シリコンオイルを
用いると共に、該含フッ素シリコンオイルの塗布量を
１．４×１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以下に維持し、前記ロ
ーラが、クリーニングローラとオイル塗布ローラを兼ね
るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は定着装置に関し、更に詳
しくは画像形成装置等に用いられる定着装置の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置等で用いられる定着装置の
定着方法としては、熱ローラを用いた熱ローラ定着装置
が知られている。この方式は、現像剤（トナー）として
の樹脂を熱で溶融させ、一対のローラの間を通過させる
ことにより、紙等の記録媒体にトナー画像を定着させる
ものである。従来、定着ローラ表面の材質としては、シ
リコンゴムが用いられている。しかしながら、このまま
では、定着ローラと記録紙との剥離性（分離性）が悪い
ため、オイル供給機構により、シリコンオイル等のオイ
ルをローラ表面に塗布することが行われている。

【０００３】図３は従来装置の構成例を示す図である。
図において、１は定着上ローラ、２は定着下ローラ、３
はこれら定着ローラ１，２に挟まれてトナー画像が定着
される記録媒体としての記録紙である。これら定着ロー
ラ１，２の何れか一方の内部には、トナー融着用の加熱
手段（図示せず）が設けられている。該記録紙３には、
トナー画像３ａが形成されている。４は定着された記録
紙３を案内するガイド、５，６は該ガイド４を介して送
られてくる記録紙３を排紙する排紙ローラである。

【０００４】７は定着上ローラ１表面に例えばシリコン
オイル等を塗布するオイルパッド、８はオイルパッド７
によりローラ表面に塗布されたオイルをならして均一化
するならしローラである。９はローラ表面に付着したト
ナーを除去するウエブ方式（巻き取り方式）のクリーニ
ングローラで、ローラ９ａ，９ｂ，９ｃ及びリボン状布
９ｄ等より構成されている。１０は定着された記録紙３
が定着上ローラ１に巻きとられたまま持っていかれるの
を防止するため、記録紙３を定着上ローラ１から分離す
る定着分離爪である。このように構成された装置の動作
を説明すれば、以下のとおりである。

【０００５】記録紙３には、感光体（図示せず）に形成
された静電潜像に応じて現像器（図示せず）により現像
されたトナー画像３ａが転写されて、定着装置に搬送機
構より送られてくる。このトナー画像３ａは、モノクロ
トナー画像であっても、カラートナー画像であってもよ
い。定着装置では、定着上ローラ１，定着下ローラ２が
図に示す方向に回転している。

【０００６】定着ローラ１，２に挟まれた記録紙３は、
この定着ローラ１，２を通過する間にトナー画像３ａが
例えば２００゜Ｃ近辺で熱融着されて記録紙３上に定着
する。定着ローラ１，２によるこのような定着動作にお
いて、オイルパッド７からは例えばシリコンオイルが絶
えず定着上ローラ１に供給されている。オイルパッド７
から供給されるオイルは定着上ローラ１表面にまだらに
付くので、ならしローラ８を図に示す方向に回転してな
らしてローラ表面にオイルが均一に付着するようにす
る。

【０００７】記録紙３が、オイルが付着した定着上ロー
ラ１と定着下ローラ２の間を通過する間に、定着上ロー
ラ１表面にはオイルが付着しているので、トナーが定着
上ローラ１の表面に付着しにくくなる。しかしながら、
トナーが完全に除去されるわけではなく、定着上ローラ
１の表面にはトナーが依然として付着している。そこ
で、クリーニングローラ９によりトナー表面に付着して
いる残留トナーを除去する。

【０００８】ローラ９ａが図のように回転してリボン状
布９ｄを巻き取る時に、ローラ９ｂによりリボン状布９
ｄをローラ表面に押しつけ、トナーをこすりとる。これ
により、定着上ローラ１の表面に付着している残留トナ
ーが除去される。

【０００９】なお、記録紙３に形成されたトナー層が厚
い場合、熱融着力が強くて、記録紙３が定着上ローラ１
の表面に吸着され、持っていかれるおそれがある。この
ような記録紙のローラ表面への吸着は、記録紙の前縁か
らベタのトナー層が形成されている時に、特に顕著とな
る。この現象は、ジャムの発生原因となる。

【００１０】図４は紙巻き取りの説明図である。図３と
同一のものは、同一の符号を付して示す。１ａ，２ａは
それぞれの定着ローラ表面を示す。記録紙３の前縁部に
トナー層の厚いトナーベタ３ｂが形成されているような
場合、トナーベタ３ｂがオイル層７ａに吸着して、記録
紙３は図のような状態で定着上ローラ１の回転と共に上
に持っていかれる。（ベタの分離性について）モノクロ画像定着の場合、黒
トナーが主体のため、ニップ（図５に示すように、定着
上ローラ１と定着下ローラ２により押圧される領域。図
では３ｃ）で溶融時、弾性成分が高くオフセットは起き
にくい。その場合でも、記録紙先端部にベタ部がある原
稿（図４参照）等では、トナーが多くなり、熱伝導が良
すぎて逆にオフセットになり、オイル供給パッド等でオ
イルを付与している。

【００１１】カラー画像定着の場合、ＯＨＰの色再現
性，光沢度が必要となり、定着後のトナー像としては、
平滑な面を作り出すことが必要になる。そのため、ニッ
プで溶融時、トナーが粘度がかなり低下し、ローラに濡
れやすくなる。従って、前記モノクロ定着の場合よりも
対オフセット性が要求される。そのため、多量オイル塗
布が行われる。この場合には、前記モノクロ定着との対
応がとれないので、オイルとの相性がよいシリコンゴム
を定着上ローラの素材として用いている。この場合に
は、ローラがゴム材のため、オイル膨潤等で耐久性に限
度がある。

【００１２】前記した記録紙のローラからの分離をよく
するため、定着分離爪１０を定着上ローラ１の表面に接
触させて記録媒体３の確実な分離を行なっている。上述
の例では、定着ローラを用いた定着装置について説明し
たが、定着用のフィルムシートを用いた定着装置もあ
る。図６は従来装置の他の構成例を示す図である。装置
に固定支持された低熱容量のライン状加熱体２５は、ア
ルミナ基板２７に抵抗材料を塗布したもので、両端から
通電されるようになっている。通電は、所定周期のパル
ス波形で、温度センサ２６で温度を検出し、所定の温度
になるようにパルス幅を変化させた通電を行う。

【００１３】２４は、記録紙に形成されたトナー画像を
定着させるためのフィルムシートで、フィルム材駆動ロ
ーラ２１とフィルム材従動ローラ２２による駆動とテン
ションによりシワ，ヨレがなく搬送させられている。こ
のフィルムシート２４は、厚みにして１０〜３５μｍの
耐熱フィルムが用いられ、材料としては、例えばポリエ
ステルに少なくともテフロン等のフッ素樹脂に導電材を
添加した離型材層を５〜１５μｍ被覆させたフィルムで
ある。

【００１４】加圧ローラ２３は、シリコンゴム等の離型
性の高いゴム弾性層を有し、フィルムシート２４を介し
て記録紙（図示せず）をライン状加熱体２５に加圧し、
矢印方向に圧接回転し、このフィルムシート２４と加圧
ローラ２３との間をトナー像が形成された記録紙を通過
させ、ライン状加熱体２５を通過させて定着させるよう
になっている。定着された記録紙は、定着分離爪２８に
より定着機構と分離させられ、図示しない排紙機構へと
導かれる。

【００１５】このフィルムシート式の定着装置でも、図
３に示すと同様のオイル塗布機構，残留トナー除去機構
が設けられ、フィルムシート２４と記録紙の分離性を高
め、フィルムシート２４に付着したトナーを除去するよ
うになっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の定着装
置では、オイルがローラ又はフィルムシート表面に均一
に付着するようにならしローラを用いており、また定着
ローラ表面又はフィルムシート表面に付着した残留トナ
ーを除去するために、クリーニングローラを用いてお
り、構成が複雑であり且つコストが高いものとなってい
た。また、記録媒体分離用爪１０をローラ表面又はフィ
ルムシート表面に接触させているため、先端が摩耗し、
分離機能を有さなくなった爪は取り換える必要があり、
保守が面倒であるという問題があった。

【００１７】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、構成が簡単でコストが安く且つ保守が容
易な定着装置を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本発明は、ローラを用いてオイル塗布を行なう定着装置
において、前記オイルとして含フッ素シリコンオイルを
用いると共に、該含フッ素シリコンオイルの塗布量を
１．４×１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以下に維持し、前記ロ
ーラが、クリーニングローラとオイル塗布ローラを兼ね
ることを特徴としている。

【００１９】この場合において、前記ローラがオイル塗
布ローラとオイルならしローラを兼ねることが、定着装
置の構成を簡単なものにする上で好ましい。更に、定着
ローラ又はフィルムシートから記録紙を分離させる定着
分離爪を、定着ローラ又はフィルムシート表面と非接触
の状態で配置することが、定着分離爪の耐摩耗性を向上
させる上で好ましい。

【００２０】

【作用】ローラ又はフィルムシート表面に供給するオイ
ルとして含フッ素シリコンオイルを用いると共に、その
塗布量を１．４×１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以下に維持す
るようにすれば、ローラ又はフィルムシート表面とトナ
ーとの分離性がよくなる。従って、トナーを除去するた
めのクリーニングローラが不要になる。つまり、クリー
ニングローラとオイル塗布ローラを兼ねた１個のローラ
を設けるだけですみ、構成が簡単になる。

【００２１】また、ローラ又はフィルムシート表面に供
給するオイルとして含フッ素シリコンオイルを用いると
共に、その塗布量を１．４×１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以
下に維持するようにすれば、ローラ又はフィルムシート
表面にオイルが均一に塗られるので、ローラ又はフィル
ムシート表面に塗布されたオイルをならすためのならし
ローラが不要になる。つまり、ならしローラとオイル塗
布ローラを兼ねた１個のローラを設けるだけですみ、構
成が簡単になる。

【００２２】更に、ローラ又はフィルムシート表面に供
給するオイルとして含フッ素シリコンオイルを用いると
共に、その塗布量を１．４×１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以
下に維持するようにすれば、トナーと記録媒体との分離
性がよくなるので、定着分離爪をローラ又はフィルムシ
ート表面に接触して配置する必要がなくなる。従って、
定着分離爪の耐摩耗性が向上する。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す構成図である。図３
と同一のものは、同一の符号を付して示す。図におい
て、１１は定着上ローラ、１２はこれと対をなす定着下
ローラである。定着上ローラ１１において、１１ａは定
着上ローラ１の表面の層を形成するフッ素樹脂層、１１
ｂはフッ素樹脂層１１ａの下の層をなす弾性層、１１ｃ
は該弾性層１１ｂの内部に設けられたローラの芯となる
芯金である。フッ素樹脂層１１ａとしては、例えばＰＦ
Ａ（４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレ
ン共重合樹脂）が用いられる。ＰＦＡ樹脂は、ポリフッ
化エチレンの主鎖を持ち、側鎖に−ＯＲ基（Ｒはパーフ
ルオロアルキル基）を付加したものである。フッ素樹脂
の材質としては、他にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエ
チレン）やＦＥＰ（ポリフルオロエチレンプロピレン重
合体）等が用いられる。

【００２４】フッ素樹脂層１１ａの厚さとしては、例え
ば５０μｍ程度のものが用いられる。弾性層１１ｂとし
ては、例えばシリコンゴムが用いられ、その厚さとして
は例えば１ｍｍ、その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ
１３゜程度のものが用いられる。芯金１１ｃとしては、
例えばアルミニウムが用いられ、その芯金の厚さとして
は例えば３ｍｍ程度のものが用いられる。１３は定着上
ローラ１１の内部に設けられた加熱手段である。該加熱
手段１３としては、例えばハロゲンランプヒータが用い
られ、その出力としては例えば８５０Ｗ程度のものが用
いられる。そして、定着ローラ表面を例えば２００゜Ｃ
近辺まで加熱するようになっている。なお、加熱手段１
３は必ずしも定着上ローラ１１側に設ける必要はなく、
定着下ローラ１２側に設けてもよい。

【００２５】定着下ローラ１２の構成も定着上ローラ１
の構成と同じである。即ち、定着下ローラ１２におい
て、１２ａは定着下ローラ１２の表面の層を形成するフ
ッ素樹脂層、１２ｂはフッ素樹脂層１２ａの下の層をな
す弾性層、１２ｃは該弾性層１２ｂの内部に設けられた
ローラの芯となる芯金である。フッ素樹脂層１２ａとし
ては、例えばＰＦＡが用いられ、厚さとしては、例えば
５０μｍ程度のものが用いられる。弾性層１２ｂとして
は、例えばシリコンゴムが用いられ、その芯金の厚さと
しては例えば１ｍｍ、その硬度としては例えばＪＩＳ−
Ａ１３゜程度のものが用いられる。芯金１２ｃとして
は、例えば鋼が用いられ、その厚さとしては例えば３ｍ
ｍ程度のものが用いられる。ここで、前記弾性層１１
ｂ，１２ｂの厚さが、０．５mm以上、５ｍｍ以下であれ
ば、記録媒体としての記録紙３にトナー画像を均一に定
着させることができて、都合がよい。高画質化が要求さ
れるフルカラー定着等の場合、均一にトナー層を定着す
ることが必要になるからである。

【００２６】そして、これら定着ローラ１１，１２はそ
れぞれ図に示す向きに回転する。なお、定着ローラ１
１，１２の表面の層をなすフッ素樹脂層は、少なくとも
トナー画像と当接する側（定着上ローラ１）にだけ設け
ればよく、必ずしも、定着下ローラ１２側に設ける必要
はない。

【００２７】３は記録紙，ＯＨＰシート等の記録媒体で
あるが、ここでは記録紙を用いる。３ａは該記録紙３上
に形成されたトナー画像である。１４は定着上ローラ１
１の表面に含フッ素シリコンオイル（フルオロシリコン
オイル）を塗布する機構（手段）としてのオイル塗布ロ
ーラである。このオイル塗布手段の機構は、塗布ローラ
１４のようにローラ形状である必要はなく、オイルを定
着上ローラ１の表面に均一に塗布する機構のものであれ
ば、どのようなものであってもよい。５，６は画像が定
着された記録紙３を排紙する排紙ローラである。４は定
着ローラ１１，１２から排出されてくる記録紙３を排紙
ローラ５，６に導くガイドである。このように構成され
た装置の動作を説明すれば、以下のとおりである。

【００２８】記録紙３には、感光体に形成された静電潜
像に応じて現像器により現像されたトナー画像が転写さ
れて、定着装置に搬送機構より送られてくる。このトナ
ー画像３ａは、モノクロトナー画像であっても、カラー
トナー画像であってもよい。定着装置では、定着上ロー
ラ１１，定着下ローラ１２及びオイル塗布ローラ１４が
図に示す方向に回転している。そして、オイル塗布ロー
ラ１４は、含フッ素シリコンオイルの塗布量を１．４×
１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以下に維持して塗布している。
この含フッ素シリコンオイルの塗布量を１．４×１０^-6
［ｃｃ／ｃｍ²］以下を維持すると、定着ローラ表面に
均一にかつくまなく塗布オイルを供給することは、オイ
ルベタ，画像への影響を少なくすること及び塗布オイル
供給機構の寿命を永くする上で好ましい条件である。

【００２９】図２はジメチルシリコンオイルと含フッ素
シリコンオイルの親和性の比較説明図である。（ａ）が
ジメチルシリコンオイルのフッ素樹脂表面への付着状態
を、（ｂ）が含フッ素シリコンオイルのフッ素樹脂表面
への付着状態をそれぞれ示している。（ａ）に示すジメ
チルシリコンオイルの場合には、ジメチルシリコンオイ
ル３０は、フッ素樹脂層１１ａに対して接触角θが３０
゜〜４０゜程度であるのに比較して、含フッ素シリコン
オイル３１は、フッ素樹脂層１１ａに対して接触角θが
１０゜以下となる。接触角θが小さいということは、親
和性が高く（表面張力が小さく）、フッ素樹脂層１１ａ
に薄く広がりやすいことを示している。このことは、含
フッ素シリコンオイルの方が濡れやすいため、同じオイ
ル量であれば、広がる面積が大きくなることを意味す
る。このため、含フッ素シリコンオイルではオイル塗布
量が少量ですみ、塗布オイル供給機構の寿命が永くな
る。この含フッ素シリコンオイルの表面張力が２０ｄｙ
ｎ／ｃｍ以下であることが親和性を高くするために好ま
しい条件である。更に、含フッ素シリコンオイルの塗布
量として１．４×１０⁻⁶［ＣＣ／ｃｍ²］以下にする
ことが、定着ローラ表面に均一にかつくまなく塗布オイ
ルを供給し、オイルベタ，画像への影響を少なくするこ
と及び塗布オイル供給機構の寿命を永くする上で好まし
い条件である。

【００３０】定着ローラ１１，１２に挟まれた記録紙３
は、この定着ローラ１１，１２を通過する間にトナー画
像３ａが例えば２００゜Ｃ近辺で熱融着されて記録紙３
上に定着する。この時、定着ローラ１１，１２の表面層
がフッ素樹脂層で構成されているので、表面層がシリコ
ンゴム等の材質よりなるローラよりも耐久性が高い。こ
こで、フッ素樹脂層として、前述したＰＦＡ，ＰＴＦ
Ｅ，ＦＥＰ等を用いると、極めて耐久性が高くなる。

【００３１】定着ローラ１１，１２によるこのような定
着動作において、オイル塗布ローラ１４からは含フッ素
シリコンオイルが絶えず定着上ローラ１１に供給されて
いる。この含フッ素シリコンオイルは、前述したように
フッ素樹脂層１１ａに対して親和性が高いので、定着上
ローラ１１の表面に均一にくまなく塗布される。従っ
て、図３に示すようなオイルを均一化するためのならし
ローラ８は不要になる。つまり、オイル塗布ローラ１４
をならしローラと兼ねさせることができる。

【００３２】また、本発明によれば、フッ素樹脂層１１
ａの表面に親和性の高い含フッ素シリコンオイルを均一
に塗布しているので、、定着ローラ１１，１２から記録
紙３が排出される時のトナー層とフッ素樹脂層１１ａと
の剥離性（分離性）が極めてよくなる。従って、トナー
がローラ表面に付着することがなくなるので、図３に示
すようなクリーニングローラ９は不要になる。つまり、
オイル塗布ローラ１４をクリーニングローラと兼ねさせ
ることができる。

【００３３】更に、トナー層とフッ素樹脂層１１ａとの
分離性が極めてよくなるので、記録紙３がニップを通過
した後、適当に浮き上がるので、定着分離爪１０はロー
ラ表面又はフィルムシート表面に接触させる必要はな
く、定着ローラ表面又はフィルムシート表面と非接触の
状態で配置することができる。従って、定着分離爪１０
の耐摩耗性が向上する。ローラ表面又はフィルムシート
表面との距離は、０．５ｍｍ以上離すことが好ましい。

【００３４】上述の実施例では、定着ローラを用いた定
着装置の場合を例にとって説明したが、本発明はこれに
限るものではなく、定着用フィルムシートを用いた定着
装置にも同様に適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ローラ又はフィルムシート表面に供給するオイ
ルとして含フッ素シリコンオイルを用いると共に、その
塗布量を１．４×１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以下に維持す
るようにすれば、ローラ又はフィルムシート表面とトナ
ーとの分離性がよくなる。従って、トナーを除去するた
めのクリーニングローラが不要になる。つまり、クリー
ニングローラとオイル塗布ローラを兼ねた１個のローラ
を設けるだけですみ、構成が簡単になる。

【００３６】また、ローラ又はフィルムシート表面に供
給するオイルとして含フッ素シリコンオイルを用いると
共に、その塗布量を１．４×１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以
下に維持するようにすれば、ローラ又はフィルムシート
表面にオイル均一に塗られるので、ローラ又はフィルム
シート表面に塗布されたオイルをならすためのならしロ
ーラとオイル塗布ローラが不要になる。つまり、ならし
ローラとオイル塗布ローラを兼ねた１個のローラを設け
るだけですみ、構成が簡単になる。

【００３７】更に、ローラ又はフィルムシート表面に供
給するオイルとして含フッ素シリコンオイルを用いると
共に、その塗布量を１．４×１０^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以
下に維持するようにすれば、トナーと記録媒体との分離
性がよくなるので、定着分離爪をローラ又はフィルムシ
ート表面に接触して配置する必要がなくなる。従って、
定着分離爪の耐摩耗性が向上する。

【００３８】このように、本発明によれば、構成が簡単
でコストが安く且つ保守が容易な定着装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】ジメチルシリコンオイルと含フッ素シリコンオ
イルの親和性の比較説明図である。

【図３】従来装置の構成例を示す図である。

【図４】紙巻き取りの説明図である。

【図５】ニップの説明図である。

【図６】従来装置の他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

３記録紙３ａトナー画像５排紙ローラ６排紙ローラ１０定着分離爪１１定着上ローラ１１ａフッ素樹脂層１１ｂ弾性層１１ｃ芯金１２定着下ローラ１２ａフッ素樹脂層１２ｂ弾性層１２ｃ芯金１３加熱手段１４オイル塗布ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ローラを用いてオイル塗布を行なう定着
装置において、前記オイルとして含フッ素シリコンオイルを用いると共
に、該含フッ素シリコンオイルの塗布量を１．４×１０
^-6［ｃｃ／ｃｍ²］以下に維持し、前記ローラが、クリーニングローラとオイル塗布ローラ
を兼ねることを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記ローラがオイル塗布ローラとオイル
ならしローラを兼ねることを特徴とする請求項１記載の
定着装置。
【請求項３】定着ローラ又はフィルムシートから記録
媒体を分離させる定着分離爪を、定着ローラ又はフィル
ムシート表面と非接触の状態で配置することを特徴とす
る請求項１記載の定着装置。