JPH10333478A - 離型剤供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な定着画像を得ることが可能であると共
に、記録材への加筆、接着が確実に行うことができる離
型剤の量を定着装置の定着ロール等に確実にロールの軸
方向に亘って均一に供給することができる離型剤供給装
置を提供する。 【解決手段】 記録材上のトナーを記録材に定着させる
定着用部材の表面にその定着用部材と前記トナーとが剥
離しやすくするために離型剤を供給する離型剤供給装置
において、その定着用部材表面への離型剤供給量が２．
５［μｌ／記録材片面］以下とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子写真複写機等の定
着装置に用いられる離型剤供給装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記定着用部材を有する定着装置
としては、図８に示すように、定着ロール５０と圧力ロ
ール５１とを互いに圧接させ、両ロール５０、５１間に
未定着トナー像５２を有する記録材５３を通過させるこ
とによって、熱及び圧力によって記録材５３上に未定着
トナー像５２を定着するものがある。その際、定着ロー
ル５０は、その表面が未定着トナー像５２と接触するた
め、定着時にトナーが定着ロール５０にオフセットする
ことがある。そのため、上記定着ロール５０の表面に離
型剤供給装置５４によってシリコーンオイル等の離型剤
を塗布し、定着ロール５０の表面にトナーがオフセット
するのを防止している。

【０００３】上記離型剤供給装置５４は、図８に示すよ
うに、オイル５５を収容したオイルパン５６と、オイル
パン５６からオイル５５を吸い上げてピックアップロー
ル５７に塗布するフェルト６０と、ピックアップロール
５７に塗布されたオイル５５を掻き取る計量ブレード５
８と、さらに計量されたオイル５５を定着ロール５０に
供給するためのドナーロール５９とから構成されてい
る。上記ピックアップロール５７及びドナーロール５９
は、回転可能に支持されており、ピックアップロール５
７は、ドナーロール５９と、又ドナーロール５９は、定
着ロール５０とそれぞれ所定の圧接力で接触している。

【０００４】今、複写機の複写作業に伴って定着ロール
５０が回転すると、これに圧接しているドナーロール５
９、さらにはピックアップロール５７が矢印方向に回転
する。そして、フェルト６０によってオイルパン５６内
のオイル５５を吸い上げてピックアップロール５７に塗
布した後、ピックアップロール５７の表面に計量ブレー
ド５８により所定の厚さの油膜が形成される。このピッ
クアップロール５７の表面に所定の厚さに形成された油
膜は、ドナーロール５９と接触することによりドナーロ
ール５９の表面に転移し、さらにドナーロール５９の表
面から定着ロール５０へと供給される。

【０００５】この定着ロール５０の表面に供給されるオ
イルの量は、少なすぎると、トナーのオフセットが生
じ、又多すぎるとオイルが記録材５３に付着してオイル
のにじみが生じたりする。そのため、離型剤供給装置５
４によって供給されるオイル５５の量は、所定の範囲内
の適当な量である必要がある。また、定着ロール５０に
供給されるオイル５５の量が、定着ロール５０の長手方
向に亘って不均一であると、定着ロール５０の一部にオ
フセットが生じたりするため、離型剤供給装置５４によ
るオイル５５の供給量は、定着ロール５０の長手方向に
亘って均一である必要がある。

【０００６】しかし、この場合には、次のような問題点
を有している。すなわち、上記離型剤供給装置５４の場
合には、ピックアップロール５７の表面に単にブレード
５８を当接させて、ピックアップロール５７の表面に塗
布されるオイル５５の量を一定にするものであるため、
ブレード５８先端のエッジ形状等によってオイルの供給
量にばらつきが生じてしまうという問題点があった。特
に、ピックアップロール５７やブレード５８を交換した
りすると、適当なオイルの塗布量及び長手方向に亘って
均一なオイル量が得られないという問題点があった。

【０００７】そこで、この問題点を解決するため、本出
願人は、特開平５−１１９６５９号公報に示すような離
型剤供給装置を既に提案している。

【０００８】この離型剤供給装置は、図３のピックアッ
プロール５７の表面粗さを、１０点平均粗さＲａが０．
５≦Ｒａ≦５μｍとなるように設定するとともに、ドナ
ーロール５９の表面粗さを、１０点平均粗さＲａが０．
２≦Ｒａ≦３μｍとなるように構成することによって、
定着装置の定着ロール等に確実にロールの軸方向に亘っ
て均一な離型剤の供給量を得ることができ、良好な定着
画像を得ることができるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の離型剤
供給装置の場合には、均一な離型剤の量を供給すること
ができるが、更なる研究の結果新たな問題点が明らかと
なった。すなわち、上記の離型剤供給装置では、定着ロ
ールに供給する離型剤の量を１５〜４０μｌ／記録材片
面となるように規定するものだが、この範囲の離型剤を
供給して定着された記録材に対しては、ボールペンや鉛
筆による加筆、またメンディングテープや接着／剥離が
可能なメモ用紙の接着がしにくい場合があるという問題
が明らかとなった。

【００１０】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、良好な定着画像を得ることが可能であると共
に、記録材への加筆、接着が確実に行えるように、定着
装置の定着ロール等に確実にロールの軸方向に亘って均
一な離型剤の供給量を得ることができる離型剤供給装置
を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【００１１】すなわち、この発明は、上記課題を解決す
るために、記録材上のトナーを記録材に定着させる定着
用部材の表面にその定着用部材と前記トナーとが剥離し
やすくするために離型剤を供給する離型剤供給装置にお
いて、その定着用部材表面への離型剤供給量が２．５
［μｌ／記録材片面］以下に設定するように構成されて
いる。

【００１２】本発明者は、電子写真複写機等から出力さ
れる記録材に加筆、接着が確実に行え、かつ、トナーと
定着用部材との剥離性を損なわない範囲の離型剤の量に
ついて、様々な試験を行った結果、上記の条件を満足す
ればよいことを明らかにした。

【００１３】また、この発明は、表面が互いに接触して
回転する少なくとも第一及び第二のロールを備え、第一
のロールに離型剤を供給するとともに、この第一のロー
ルに供給される離型剤を第二のロールを介して定着部材
の表面に供給する離型剤供給装置において、第一のロー
ルの表面には表面層を設け、その表面粗さをＲａ≦０．
２３μｍとなるように設定し、第二のロールの少なくと
も表面を弾性体で構成することで、その定着用部材表面
への離型剤供給量が２．５［μｌ／記録材片面］以下に
設定するものでもある。

【００１４】この発明において、本発明者は定着ロール
等への離型剤の供給を上記の量でしかも均一に行なうに
は、どのような条件を満たせば良いか、様々な試験を行
なった結果上記の条件を満足すれば良いことを明らかに
した。

【００１５】上記第一及び第二のロールとしては、例え
ばピックアップロールとドナーロールとの２つのロール
からなるものが用いられるが、必ずしもこれに限定され
るものではなく、３つ以上のロールを組合せたものでも
良い。また、上記ドナーロールは、定着ロールの表面に
接触するように配置されるが、これに限定されるもので
はなく、圧力ロールに接触するようにしても勿論良い。

【００１６】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１７】図１はこの発明に係る離型剤供給装置の一
実施例を適用した定着装置を示すものである。図におい
て、１は定着装置であり、この定着装置１は、加熱ロー
ル１１と、張架ロール１５ａ、ｂによって張られた無端
ベルト１２を介してこの定着ロール１１に圧接する圧力
ロール１３と圧力パット１４とから成っている。

【００１８】この加熱ロール１１の芯部分は、外径４６
ｍｍ、内径４０ｍｍのアルミニウム円筒である。この芯
部分の表面には、厚さ２ｍｍ、硬度４５°のシリコンゴ
ムが被覆され、さらにその表面に厚さ２μｍのバイトン
ゴム（デュポン社製、商品名）がコーティングされてい
る。また、無端ベルト１２は、厚さ７５μｍ、幅３００
ｍｍ、周長１８８ｍｍのポリイミドフィルムに厚さ１７
０μｍのシリコンゴムがコーティングされている。この
無端ベルト１２は、ステンレスで形成された直径２３ｍ
ｍの加圧ロールとそれぞれ直径１８ｍｍ、１７ｍｍの張
架ロール１５ａ、ｂとによって４９．８Ｎの張力で巻回
されている。また、加圧ロール１３は３５．３Ｎの力で
無端ベルト１２を介して定着ロール１１に押し当てられ
ている。

【００１９】上記加熱ロール１１及び圧力ロール１３
は、その内部に収容されたヒータ８、９によって所定の
温度に加熱され、両ロール１１、１３間に未定着トナー
像６が形成された記録材５を通過させることによって、
記録材５上に未定着トナー像６を、熱及び圧力によって
定着するようになっている。なお、本発明にかかる離型
剤供給装置が適用される定着装置はこのような加圧側の
構成を無端ベルトによって構成したものに限定されるも
のでなく、表面に弾性層を有する部材、例えば図８に示
した従来例のように加熱ロールと加圧ロールによって定
着を行うものであってもよい。

【００２０】上記定着ロール２の近傍には、その表面に
シリコーンオイル等の離型剤を塗布する離型剤供給装置
２が設けられている。

【００２１】この離型剤供給装置２は、表面が互いに接
触して回転するピックアップロール（第一のロール）及
びドナーロール（第二のロール）とを備え、ピックアッ
プロールに離型剤を供給するとともに、このピックアッ
プロールに供給される離型剤をドナーロールを介して加
熱ロール１１の表面に供給するものであり、ピックアッ
プロール２１の表面には表面層２１１を設け、その表面
粗さをＲａ≦０．２３μｍとなるように設定し、ドナー
ロール２２の少なくとも表面を弾性体で構成したもので
ある。また、ピックアップロール２１に塗布したオイル
を均一に適正量に制御するためにメタリングブレード２
３をピックアップロールと平行に所定の圧力で圧着して
いる。さらに、離型剤であるオイルを供給するために、
ピックアップロール２１等と平行にオイル供給パイプ２
４が設けられ、そのオイルを受け止めるためにピックア
ップロールに接して設けられるフェルト２５、余剰なオ
イルを溜めておくためにピックアップロール２１、メタ
リングブレード２３等の下方に設けられるオイルパン２
６から成る。

【００２２】さらに詳しくは、この離型剤供給装置２
は、表面が互いに接触して回転するピックアップロール
２１とドナーロール２２とを備え、ピックアップロール
２１は、ステンレス製の円筒の表面に表面層２１１とし
て硬質クロムメッキ加工を施し、直径１９．５ｍｍの円
筒としたものであり、その表面粗さＲａは０．０６μｍ
（≦０．２３）とである。また、ドナーロール２２はス
テンレス製の円筒に弾性体層として硬度５１度のシリコ
ンゴム層（表面粗さＲａ＝１．５μｍ）を設け、直径２
０ｍｍの円筒としたものである。また、このドナーロー
ル２２は、ピックアップロール２１の表面にも接する共
に、定着装置１の加熱ロール１１にも接している。

【００２３】さらに、ピックアップロール２１に塗布し
たオイルを均一に適正量に制御するためのメタリングブ
レード２３は、シリコーンゴムによって形成されてお
り、所定の圧接力でピックアップール２１に圧接するよ
うにピックアップロールの長手方向全長にわたって配設
されている。また、オイル供給パイプ２４から供給され
るオイルをしみ込ませるフェルト２５の材質はノーメッ
クスフェルト（千代田インテグラ製、商品名）である。
なお、オイル供給パイプ、フェルト２５、メタリングブ
レード２３の下方には余剰なオイルを受けるためのオイ
ルパン２６が設けられている。

【００２４】上記ピックアップロール２１及びドナーロ
ール２２は、回転自在に配設されている。

【００２５】そして、上記定着ロール２を回転駆動させ
ることにより、加熱ロール２の表面に接触するドナーロ
ール２２、さらにはピックアップロール２１を回転させ
る。すると、フェルト２５にしみ込んでいるオイルはピ
ックアップロール２１の表面に塗布される。このピック
アップロール２１の表面に付着したオイル１３は、メタ
リングブレード２３によって一定量に計量され、所定の
厚さを有する膜状になる。余分なオイルは、オイルパン
２６内に戻される。このピックアップロール２１の表面
に形成されたオイルの膜は、ピックアップロール２１に
接触するドナーロール２２の表面に転移し、このドナー
ロール２２に転移したオイル膜は、ドナーロール２２に
接触する加熱ロール２の表面に塗布供給される。

【００２６】このような離型剤供給装置２において、定
着ロール（加熱ロール）２に供給されるオイルの供給量
とその均一性は、主にピックアップロール２１の表面粗
さによってほぼ決定される。すなわち、ピックアップロ
ール２１の表面粗さが所定の範囲にないと、加熱ロール
２の表面に供給されるオイルの量が多すぎたり少なすぎ
たり、不均一なものとなる。また、定着ロールの表面に
供給されるオイルの量が多いと、定着後の記録材に加
筆、テープの接着がしにくくなってしまう。

【００２７】そこで、本発明者らは、まず、定着後の記
録材の加筆性、テープの接着性に問題の生じないオイル
の供給量を確かめるための実験を行い、次に、そのオイ
ルの供給量を安定して得るため、ピックアップロール２
１の表面粗さを種々変化させたものを試作し、オイルの
供給性の試験を行なった。その結果、本発明者らは、定
着後の記録材への加筆性、テープの接着性に問題が生じ
ないオイルの供給量を確認し、その供給量（２．５μｍ
／片面記録材）及び均一性を満足するピックアップロー
ル２１の表面粗さを特定することに成功した。

【００２８】次に上記実験の内容について説明する。

【００２９】実験１（接着性実験） 本発明者は、テープの接着性に問題が生じないようなオ
イルの供給量を確かめる実験を行った。図２は、その際
の試料を示すものである。被接着用紙は定着済のＡ４の
コピー用紙を用い、その半分に画像を形成しており、も
う半分には画像を形成していない。このように、白地部
分と画像部分を分けたのは、画像部分の方では画像を形
成するトナーがよりオイルを吸い、白地部分に比べてオ
イル供給量が多くなるためである。図２（ａ）は、その
被接着用紙に１００ｍｍ四方の正方形用紙を１０ｍｍの
幅でスティック状糊によって接着させたものである。図
２（ｂ）は、その被接着部材に１００ｍｍ四方の正方形
用紙を９ｍｍの幅で１８ｍｍの幅のセロテープ（商品
名、ニチバン社製）によって接着させたものである。図
２（ｃ）は、３８ｍｍ×５０ｍｍ、接着部分の幅が１６
ｍｍであるポスト・イット（商品名、３Ｍ社製）を接着
させたものである。

【００３０】なお、スティック状糊、セロテープの場合
には被接着用紙の画像部分に正方形用紙を接着させてい
ないのは、これらの接着手段では画像に影響を与えずに
剥離することができず、一般的に画像部分の上にスティ
ック状糊、セロテープで接着を行うことは少ないためで
ある。一方、ポスト・イットの場合には、接着剥離を繰
り返しても画像に影響を与えないので、画像部分にも接
着させ接着性評価の実験を行った。

【００３１】これら三種類の試料をそれぞれ２０枚作成
し、図３に示すように、正方形用紙又はポスト・イット
の接着部分の方向に、被接着用紙と約４５°の角度で外
力を加え、それらが剥離されるのに必要な力を被接着用
紙に供給するオイル量を２０、２、４、６［μｌ／片面
記録材］と種々変化させて計測した。なお、その計測に
はバネ計り又はプッシュプルケージを用い、正方形用紙
又はポスト・イットの図３に示すような位置に設けたシ
ールで補強したパンチ穴にバネ計り等を繋ぎ、外力を加
えて測定を行った。

【００３２】図４は、その測定の結果を示すものであ
り、被接着用紙に供給するオイル量とその際の正方形用
紙又はポスト・イットの剥離に必要な力を示している。
また、通常の使用条件において接着部分が剥がれないた
めに必要な力、すなわち接着許容下限値は４０［ｇｆ］
であることが他の実験から明らかになっている。したが
って、この接着許容下限値を上回る接着性を得るための
オイル供給量は、図４のグラフから２．５［μｌ／片面
記録材］であることが明らかとなった。

【００３３】実験２（加筆性実験） 本発明者は、この程度のオイル量を記録材に供給した場
合に、十分な加筆性が得られるか否かという観点から、
次のような実験を行った。すなわち、Ａ３のコピー用紙
を白地部分、薄い画像部分、濃い画像部分に分かれるよ
うに画像形成を行い、それぞれの部分に水性ボールペ
ン、油性ボールペンによって文字を記入し、それが読め
るか否かについて、オイル供給量を０、２、５、１０
［μｌ／片側コピー用紙］と変化させて実験した。ま
た、その評価方法は、複数の被験者がコピー用紙に記載
された文字が読み取ることができるか否かについて、水
性ボールペン、油性ボールペンのそれぞれについて５０
ポイント満点で評価し、複数の被験者の評価の平均を採
った。

【００３４】図５は、その結果を示すものである。この
実験の結果から、水性ボールペン、油性ボールペン共
に、１０［μｌ／片面記録材］以下程度のオイル供給量
であれば、満足できる加筆性を得られることが明らかと
なった。

【００３５】実験３（ピックアップロール表面粗さ実
験） 本発明者は、さらに、２．５［μｌ／片面記録材］以下
のオイルの供給量を満足する離型剤供給装置を実現する
ために、ピックアップロール２１の表面粗さを種々変化
させた離型剤供給装置を試作し、オイルの供給性を実験
した。ピックアップロール２１の表面粗さを軸方向及び
周方向に沿って測定した場合、１０点平均粗さＲａで、
０．０３、０．０６、０．２３、０．４５μｍのものを
種々作成し、そのようなピックアップロール２１によっ
てオイルを供給した場合のオイル供給量を測定した。な
お、このピックアップロール２１の表面はアルコールで
清浄化した。

【００３６】図６は、この実験の結果を示すものであ
る。ピックアップロールの表面粗さとコピー用紙へのオ
イル供給量とは正相関の関係となり、所定の接着性を保
つために必要なオイル供給量２．５［μｌ／片面記録
材］以下を満足するピックアップロール２１の表面粗さ
は０．２３μｍ以下であることが明らかとなった。

【００３７】また、図７は、良好な定着性を維持するた
めに必要となるオイル供給量、すなわち、オイル供給量
の下限値を確認する実験の結果を示したものである。加
熱ロール１１の表面温度を１２０、１３０、１４０、１
５０、１６０℃と変化させると共に、オイル供給量を
２．５、２．０、１．５、１．１［μｌ／Ａ４片面コピ
ー用紙］と変化させて剥離性を確認したものである。な
お、この実験では、剥離に不利な条件である薄紙（坪量
５６〜５７ｇｓｍ）のコピー用紙を使用し、定着画像は
イエロー、シアン、マゼンタの三色のトナーを重ね合わ
せＴＭＡ１．５としたものを使用した。図７中の「○」
は支障なくコピー用紙の剥離が行われたことを示し、
「×」はコピー用紙が加熱ロール等に巻きついたり、画
像に欠陥が生じたことを示している。この実験の結果、
オイル供給量の下限は１．０［μｌ／片面記録材］程度
であると判断した。なお、図６のグラフからピックアッ
プロールの表面粗さを滑らかに形成してもこの下限値を
下回ることはないことも明らかである。

【００３８】また、ピックアップロールの表面は金属層
を設けても、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフル
オロアルキルビニル共重合体）層を設けても同様の結果
が得られた。ドナーロール２２の表面は、弾性体であれ
ばその表面粗さを規定しなくても、所定量のオイルを加
熱ロール１１に供給することができることも分かった。
フェルト２５への離型剤の含侵方法は実施例のようにオ
イル供給パイプから供給されるものでもよいし、図８に
示した従来例のようにオイルパン２６に貯めたオイルを
毛細管現象によって吸い上げるものであってもよい。

【００３９】なお、これらの実験において、上記加熱ロ
ール１１の表面温度、圧力ロール１３の表面温度はとも
に１５０℃に設定した。また、両ロール１１、１３の表
面速度は、２６４ｍｍ／ｓｅｃとした。上記ピックアッ
プロール２１をドナーロール２２に、圧接力２４．５Ｎ
で圧接させ、又ドナーロール２２を加熱ロール１１に、
圧接力２４．５Ｎで圧接させた。また、オイルはシリコ
ーンオイルを用い、その粘度は３００ｃｓｔであった。

【００４０】これらの結果から明らかなように、ピック
アップロール２１の表面粗さを、１０点平均粗さＲａが
Ｒａ≦０．２３μｍとなるように設定することによっ
て、オイルの供給量を望ましい２．５μｌ／片面記録材
以下の範囲内で一定に保持することができることがわか
った。また、オイルが塗布された加熱ロール１１の表面
を観察したところ、オイルは加熱ロール１１の長手方向
に沿って均一に塗布されていた。

【００４１】

【発明の効果】この発明は以上の構成及び作用よりなる
もので、良好な定着画像を得ることが可能であると共
に、記録材への加筆、接着が確実に行うとができる離型
剤量を定着装置の定着ロール等に確実にロールの軸方向
に亘って均一に供給することができる離型剤供給装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る離型剤供給装置を適用
した定着装置を示す構成図である。

【図２】 図２は接着性実験に用いた試料を示すもので
ある。

【図３】 図３は接着性実験での測定方法を図示したも
のである。

【図４】 図４は接着性実験で明らかとなったオイル供
給量の上限を示すグラフである。

【図５】 図５は加筆性実験の結果を示すグラフであ
る。

【図６】 図６はピックアップロールの表面粗さの上限
を確認する実験の結果を示すグラフである。

【図７】 図７はオイル供給量の下限を確認する実験の
結果を示す表である。

【図８】 図８は従来の離型剤供給装置を適用した定着
装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１…定着装置、２…離型剤供給装置、２１…ピックアッ
プロール、２１１…表面層、２２…ドナーロール、２４
…オイル供給パイプ、２５…フェルト、２６…オイルパ
ン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材上のトナーを記録材に定着させる
   定着用部材の表面にその定着用部材と前記トナーとが剥
   離しやすくするために離型剤を供給する離型剤供給装置
   において、 その定着用部材表面への離型剤供給量Ｓが１．０［μｌ
   ／記録材片面］≦Ｓ≦２．５［μｌ／記録材片面］であ
   ることを特徴とする離型剤供給装置。
2. 【請求項２】 表面が互いに接触して回転する少なくと
   も第一及び第二のロールを備え、第一のロールに離型剤
   を供給するとともに、この第一のロールに供給される離
   型剤を第二のロールを介して定着部材の表面に供給する
   離型剤供給装置において、 第一のロールの表面には表面層を設け、その表面粗さを
   Ｒａ≦０．２３μｍとなるように設定し、 第二のロールの少なくとも表面を弾性体で構成したこと
   を特徴とする請求項１に記載の離型剤供給装置。