JPH11133784A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラ寿命初期における離型剤塗布量をオイ
ル汚れなどの不具合が発生しないレベルに抑えることが
でき、かつ、ローラ寿命末期における離型剤塗布量をオ
フセットなどの不具合が発生しないレベルにまで増加さ
せ得る離型剤塗布ローラを備え、もって、画像ノイズの
発生を防止した定着装置を提供する。 【解決手段】 定着装置は、シート上の未定着トナー像
を熱圧力定着する定着ベルトと、この定着ベルトに塗布
されるオフセット防止用のオイルを内部に保持したオイ
ル塗布ローラと、を有する。オイル塗布ローラ５０は、
芯金５５の表面に設けられオイルを保持するオイル保持
層５６と、当該オイル保持層５６の表面側に設けられた
表層５７とを少なくとも含む多層構造を有する。そし
て、オイル保持層５６から表層５７に向かうにつれてオ
イル拡散能力およびオイル保持能力が小さくなるように
オイル塗布ローラ５０を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式のプリ
ンタ、複写機などの画像形成装置に備えられる定着装置
に係り、さらに詳しくは、熱圧力定着するための回転部
材にオフセット防止のための離型剤を塗布する機構を備
えた定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを利用したプリンタ、
複写機などの画像形成装置には、記録媒体としてのシー
ト上に保持された未定着のトナー像を定着する定着装置
が備えられている。定着方式には種々の方式があるが、
一般に、圧力加熱定着方式が広く採用されている。この
圧力加熱定着方式による定着装置には、回転部材の具体
的な形態から、ベルト方式や、熱ローラ方式などがあ
る。ベルト方式の定着装置としては、例えば、特開平６
−３１８００１号に開示されるものがある。

【０００３】圧力加熱定着方式による定着装置は、シー
トの両面のうちトナーを保持した面が定着ベルトや定着
ローラなどの回転部材の表面に直接接触する構成である
ため、シート上の未定着トナー像の一部が回転部材側に
転写されやすい。このため、回転部材に融着したトナー
が、シート後端に再度転写されて当該シートを汚した
り、次に搬送されてくるシートに再度転写されて当該シ
ートを汚したりする、いわゆるオフセット現象が起きや
すいという欠点がある。そこで、圧力加熱定着方式によ
る定着装置は、オフセット現象の発生を防止するため
に、回転部材とトナーとの離型性を良好にする離型剤を
回転部材に塗布する機構を有している。離型剤として
は、シリコンオイル（以下、単に「オイル」ともいう）
が用いられている。

【０００４】従来のオイル塗布機構には、内部に保持し
たオイルを回転部材に塗布するオイル塗布ローラを備え
たものがある。このオイル塗布ローラは、外周面に複数
の小孔が形成された筒状体と、当該筒状体の外周面を被
覆するスポンジなどの多孔質弾性体とを有し、回転部材
の表面に圧接して設けられている。そして、回転部材の
回転に伴ってオイル塗布ローラを従動回転させ、筒状体
内部に封入され保持されたオイルを、多孔質弾性体を通
して回転部材の表面に塗布している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来構成のオイル塗布
ローラでは、シート１枚当たりのオイル塗布量は、当該
ローラの使用開始時からオイルを使いきる交換時までの
全期間にわたって一定ではなく、ローラ寿命の初期では
多く、末期には少なくなるという傾向がある。このた
め、ローラ寿命の末期において、シート１枚当たりのオ
イル塗布量が少なくなってオフセットが発生する虞があ
る。一方、ローラ寿命末期におけるオフセットを防止す
べくオイル塗布量の下限値を単に引き上げただけでは、
ローラ寿命末期以外の期間、特に初期におけるオイル塗
布量が多くなって、オイル汚れや画像の白濁などの画像
ノイズが発生する虞がある。ここで、ベルトなどの回転
部材に塗布された過剰なオイルを除去するブレードを当
該回転部材に圧接離間自在に設けることも考えられる
が、可動ブレードを設けることにより定着装置の構成が
複雑になったり、可動ブレードを圧接離間移動させるた
めの制御が煩雑になったりするという欠点がある。

【０００６】ところで、上記公報（特開平６−３１８０
０１号）に開示されるようなベルト方式の定着装置で
は、未定着トナーを保持したシートは定着ベルトに向か
い合うようにして搬送されるので、シート上の未定着ト
ナーは、定着ベルトと加圧ローラとが圧接するニップ部
に達する前に、定着ベルトからの輻射熱によりある程度
予熱されている。このため、ベルト方式の定着装置では
定着ベルトのニップ部における温度をローラ定着方式に
比べて低く設定でき、その結果、オイル塗布量をローラ
定着方式の十分の一程度の量に減らすことが可能であ
る、ということが確認されている。

【０００７】このようなベルト方式の定着装置における
利点を生かすためにも、ローラ寿命の初期から末期まで
の全期間にわたって、少ない塗布量（例えば、Ａ４サイ
ズのシート１枚当たりで０．１〜１０ｍｇ）で、オイル
を安定的に塗布し得るオイル塗布ローラの開発が要請さ
れていた。

【０００８】本発明は、かかる要請に応えるべくなされ
たものであり、ローラ寿命の初期における離型剤塗布量
をオイル汚れなどの不具合が発生しないレベルに抑える
ことができ、かつ、ローラ寿命末期における離型剤塗布
量をオフセットなどの不具合が発生しないレベルにまで
増加させ得る離型剤塗布ローラを備え、もって、画像ノ
イズが発生することを防止した定着装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、シート上に保持されたトナー像を熱圧力定
着するための回転部材と、前記回転部材に塗布されるオ
フセット防止用の離型剤を内部に保持した離型剤塗布ロ
ーラと、を有してなる定着装置において、前記離型剤塗
布ローラは、芯金の表面に設けられ離型剤を保持する離
型剤保持層と、前記離型剤保持層の表面側に設けられた
表層とを少なくとも含む多層構造を有し、前記離型剤保
持層から前記表層に向かうにつれて離型剤拡散能力およ
び離型剤保持能力が小さくなることを特徴とする定着装
置である。

【００１０】かかる構成の離型剤塗布ローラでは、多量
の離型剤を離型剤保持層内に保持することができると共
に、離型剤を離型剤保持層から表層に徐々に補給するこ
とができる。このため、ローラ寿命の初期においては、
定着ベルトなどの回転部材に過剰な量の離型剤が塗布さ
れることはなく、離型剤汚れなどの画像ノイズが発生す
る虞がない。さらに、ローラ寿命の末期において、離型
剤保持層に残存する離型剤量がかなり減少したとして
も、離型剤保持層から表層への離型剤補充量よりも表層
での離型剤消費量が多くならず、オフセットが急に発生
する虞がない。しかも、安定した離型剤塗布量を得るこ
とができ、ローラ寿命そのものも長くなる。もって、こ
の離型剤塗布ローラを備えた定着装置によれば、長期に
わたって画像ノイズの発生を確実に防止できる。

【００１１】回転部材を定着ベルトから構成する場合に
は、表層の離型剤保持能力を０．３〜０．７ｇ／ｃｍ３
とし、かつ、離型剤保持層の離型剤拡散能力を１７ｍｍ
／ｈｒ以上とするのが好ましい。このようにすると、安
定した少量の離型剤塗布量（Ａ４サイズのシート１枚当
たり０．１〜１０ｍｇ）を得ることができ、離型剤塗布
量が少なくてよいというベルト方式の定着装置の利点を
十分に生かすことができ、ローラ寿命そのものも長くな
る。なお、ローラ寿命の長寿命化を図るためには、離型
剤保持層の離型剤保持能力は、表層の離型剤保持能力よ
りも大きいという条件を満たしつつ、０．３〜０．７ｇ
／ｃｍ３であることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。 《実施の形態に係るプリンタの全体構成》図１は、本発
明に係る定着装置を組み込んだ電子写真式のフルカラー
プリンタを示す概略構成図である。

【００１３】図１に示されるプリンタ１１は、像担持体
としての感光体ドラム１２と、レーザ発生器１４と、を
備え、矢印方向に回転する感光体ドラム１２の周辺に
は、感光体ドラム１２の外周面を帯電する帯電装置１３
と、第１〜第４の現像器１５、１６、１７、１８を備え
た現像装置と、転写ベルト１９と、感光体ドラム１２上
の残留トナーを除去する図示しないクリーニング装置
と、プリンタ１１内の温度を検出する機内温度検出セン
サＴＳと、が配置されている。レーザ発生器１４は、図
示しないコンピュータなどから送られてくる画像信号の
レベルに応じて半導体レーザを駆動変調する。レーザ光
は、図示しないポリゴンミラー、ｆ−θレンズおよび折
り返しミラーなどを経由し、帯電装置１３と現像装置と
の間の位置で、感光体ドラム１２に照射される。レーザ
光の照射により感光体ドラム１２上に形成された静電潜
像は、第１現像器１５によりイエローのトナー像として
顕像化される。このイエロートナー像は、矢印方向に回
転移動する転写ベルト１９上に保持される。感光体ドラ
ム１２上に次に形成された静電潜像は、第２現像器１６
によりマゼンタのトナー像として顕像化され、このマゼ
ンタトナー像は、転写ベルト１９上のイエロートナー像
の上に重ねられる。同様に、感光体ドラム１２上に次に
形成された静電潜像は、第３現像器１７によりシアンの
トナー像として顕像化され、このシアントナー像を転写
ベルト１９上のトナー像の上に重ねることによって、フ
ルカラートナー像が作成される。なお、第４現像器１８
にはブラックのトナーが収容されており、モノクロプリ
ントが指定された場合には、感光体ドラム１２上の静電
潜像は、この第４現像器１８により顕像化される。

【００１４】一方、プリンタ本体に対して着脱自在に取
り付けられる給紙カセット２０には、複数枚のシート１
０が積層した状態で収納されている。シート１０は、給
紙ローラ２１により１枚ずつ捌かれて給紙され、タイミ
ングローラ２２によりトナー像とタイミングをとって転
写領域２３に向けて搬送される。この転写領域２３にお
いて、転写ベルト１９上のフルカラートナー像がシート
１０に転写される。転写後のシート１０は、転写ベルト
１９から分離され、定着装置２４に向けて搬送ベルト２
５により搬送される。シート１０上に転写された未定着
トナーが定着装置２４において溶融定着され、トナーが
固定されたシート１０は、排紙トレイ２６に排出され
る。本実施形態の定着装置２４はベルト方式によるもの
であり、その構成については後述する。

【００１５】シート１０への転写が終了すると、感光体
ドラム１２は、クリーニング装置にて残留トナーが除去
され、イレーサによって残留電荷が除電される。その
後、感光体ドラム１２は、帯電装置１３によって再度帯
電され、レーザ光による潜像形成を受け、現像器１５〜
１８によって現像される。

【００１６】シート搬送経路にはシート１０を検出する
複数のセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置され、各センサＳ
１、Ｓ２、Ｓ３でシート１０の先端および／または後端
を検出した信号に基づいて、プリンタ内に設けられた各
部材の制御タイミングがとられる。

【００１７】《定着装置の全体構成》図２は、図１に示
されるベルト方式の定着装置を示す断面図である。定着
装置２４は、矢印ａ方向に回転駆動可能に設けられた駆
動ローラ３１と、熱源であるハロゲンヒータランプ３２
が内蔵された加熱ローラ３３と、駆動ローラ３１と加熱
ローラ３３との間に掛け渡されて走行する定着ベルト３
４と、定着ベルト３４を介して駆動ローラ３１に圧接す
る加圧ローラ３５と、オフセット防止のための離型剤を
定着ベルト３４の外周面に塗布するオイル塗布ユニット
３６と、を有する。定着ベルト３４が掛け渡される一対
のローラ３１、３３のうち少なくとも一方のローラ（図
示例では、加熱ローラ３３）の軸方向両端部には、定着
ベルト３４の走行時におけるベルト斜行ないし蛇行を防
止する寄り止め部材８０が取り付けられ、定着ベルト３
４の走行の安定化を図っている。前記定着ベルト３４
が、シート１０上に保持されたトナーを熱圧力定着する
ための回転部材に相当する。離型剤としては、シリコン
オイルが用いられる。

【００１８】前記定着ベルト３４は、薄肉の好ましくは
シームレスベルトであり、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッ
ケルあるいは耐熱性樹脂などからなるベルト基材を有
し、当該ベルト基材の表面にシリコンオイルに対して親
和性が良いシリコンゴムを被覆し、トナーに対して良好
な離型性と耐熱性とを有する耐熱離型層を形成したエン
ドレスベルトである。ベルト基材の厚さは約４０μｍ、
ゴム被覆の厚さは約２００μｍである。なお、定着ベル
ト３４の耐熱離型層として、４フッ化エチレン樹脂を用
いてもかまわない。

【００１９】前記駆動ローラ３１は、その片端に図示し
ない駆動ギアが固定され、この駆動ギアに接続された図
示しないモータなどの駆動源によって矢印ａ方向に回転
駆動される。駆動ローラ３１は、定着ベルト３４の裏面
に接触して当該定着ベルト３４を矢印ｂ方向に移動させ
る。定着ベルト３４を確実に移動させるために、駆動ロ
ーラ３１の外周面は摩擦係数の大きな材料（例えば、シ
リコンゴム等）で被覆され、定着ベルト３４との間でス
リップが発生しないようにしてある。なお、所定量のニ
ップ幅を確保するため、駆動ローラ３１の外周面を被覆
する材料は硬度が比較的低い材料（例えは、シリコンス
ポンジ）であることがさらに好ましい。

【００２０】前記加熱ローラ３３は、中空の金属ローラ
からなり、中心軸上には、ハロゲンヒータランプ３２が
配置されている。熱源として、抵抗発熱体や電磁誘導加
熱装置などを使用してもよい。また、定着ベルト３４に
熱を効率的に供給する観点から、加熱ローラ３３は例え
ばアルミニウムや銅などのように熱伝導性の高い材料か
ら形成するのが好ましい。

【００２１】前記加圧ローラ３５は、金属製パイプの外
周をシリコンゴム被覆またはテフロン被覆したローラか
らなり、スプリング３７のばね力が付勢されて定着ベル
ト３４を介して駆動ローラ３１に圧接している。駆動ロ
ーラ３１の回転に伴って定着ベルト３４が矢印ｂ方向に
移動すると、加圧ローラ３５は、定着ベルト３４との間
の摩擦により、矢印ｃ方向に従動回転する。駆動ローラ
３１および加圧ローラ３５相互の表面硬度の関係は、
「加圧ローラ３５の表面硬度≧駆動ローラ３１の表面硬
度」に設定されている。このような関係としたのは次の
理由による。つまり、加圧ローラ３５と定着ベルト３４
とのニップ部３８からトナー定着後のシート１０を円滑
に排出するためには、当該シート１０を駆動ローラ３１
周面から離れる方向あるいは平坦に送り出せばよく、こ
のためには、加圧ローラ３５が定着ベルト３４を介して
駆動ローラ３１に若干食い込むような状態で圧接すれば
よいからである。

【００２２】未定着トナーを保持したシート１０を定着
ベルト３４に触れることなくニップ部３８まで案内する
ため、定着ベルト３４の下方位置にガイド板３９が設け
られている。また、ニップ部３８の下流には排紙ガイド
４０が設けられている。

【００２３】加熱ローラ３３の温度を検出する第１の温
度センサＴＨ１が定着ベルト３４の内方位置に配置さ
れ、また、加圧ローラ３５の温度を検出する第２の温度
センサＴＨ２が加圧ローラ３５に隣接して配置されてい
る。第１と第２の温度センサＴＨ１，ＴＨ２は、例えば
サーミスタから構成され、各ローラ３３、３５の表面に
当接してローラ表面温度を検出している。第１温度セン
サＴＨ１は、加熱ローラ３３の回転軸に対して位置決め
されたサポート４１に保持され、加熱ローラ３３との相
対的な位置関係すなわち接触状態が一定に保たれてい
る。

【００２４】本実施形態のプリンタ１１では、熱源を備
えていない加圧ローラ３５の表面温度を第２温度センサ
ＴＨ２で検出し、この加圧ローラ３５の表面温度に基づ
いて、ハロゲンヒータランプ３２の制御温度を決定する
と共に印字開始のタイミングを制御している。また、ハ
ロゲンヒータランプ３２の温度を決定された前記制御温
度に調整するため、加熱ローラ３３の表面温度を第１温
度センサＴＨ１で検出しつつ、ハロゲンヒータランプ３
２への通電をオンオフ制御している。なお、ハロゲンヒ
ータランプ３２が異常高温になったときの安全機構とし
て、サポート４１にサーモスタットを設け、異常高温時
にハロゲンヒータランプ３２への電力供給を遮断するよ
うにしてもよい。

【００２５】ところで、定着ベルト３４の外周面のうち
加熱ローラ３３に接触している部分に第１温度センサＴ
Ｈ１を当接させる構成も考えられる。かかる構成では、
トナーに直接接触する定着ベルト３４外周面の温度を直
接測定するので確かに精度の高い温度調整を行い得る
が、その反面、第１温度センサＴＨ１との接触によって
定着ベルト３４の表面が削られて傷が付いてしまう。定
着ベルト３４外周面が傷付くと、オイル筋などの画像ノ
イズが生じて画像品質が低下したり、ベルトの耐久寿命
が短くなったりするという問題を招いてしまう。そこ
で、本実施形態では、第１温度センサＴＨ１を加熱ロー
ラ３３に接触させる構成を採用している。また、この構
成を採用したのに伴い、加熱ローラ３３の外周を、摩擦
係数の低い材料（例えはフッ素系樹脂）で被覆してい
る。さらに、第１温度センサＴＨ１を定着ベルト３４の
内方位置に配置すると、定着ベルト３４の周囲に形成さ
れる空気流の影響を受けないという利点もある。

【００２６】前記オイル塗布ユニット３６は、定着ベル
ト３４の上方位置に配置され、定着ベルト３４に塗布さ
れるオイルを内部に保持したオイル塗布ローラ５０と、
オイル塗布ローラ５０の表面に当接し当該オイル塗布ロ
ーラ５０から供給されたオイルを定着ベルト３４の外周
面に塗布するオイル転写ローラ５１と、オイル転写ロー
ラ５１の表面に当接し当該オイル転写ローラ５１に付着
した紙粉やトナーを除去するクリーニングローラ５２
と、これらのローラ５０、５１、５２を回転自在に支持
するホルダ５３と、を有する。オイル転写ローラ５１
は、定着ベルト３４が駆動ローラ３１から加熱ローラ３
３に向かって移動する領域において当該定着ベルト３４
に圧接し、定着ベルト３４に適度のテンションを加えて
いる。これにより、定着ベルト３４の走行が安定すると
共に、オイル転写ローラ５１から定着ベルト３４へのオ
イル塗布も安定する。

【００２７】オイル塗布ローラ５０は、後に詳述する
が、芯金５５の表面に設けられオイルを保持するオイル
保持層５６と、当該オイル保持層５６の表面側に設けら
れた表層５７とを含む多層構造を有している。オイル転
写ローラ５１は、芯金上にシリコンオイルとの親和性が
良いシリコンゴムを被覆して形成され、クリーニングロ
ーラ５２は、芯金上にフェルトなどを被覆して形成され
ている。オイル転写ローラ５１の表面は、定着ベルト３
４から汚れを付着させるために当該定着ベルト３４の表
面よりも表面粗さが粗くされる一方、クリーニングロー
ラ５２の表面は、オイル転写ローラ５１から汚れを付着
させるために当該オイル転写ローラ５１の表面よりも離
型性を低くしている。

【００２８】オイル塗布ユニット３６は定着装置２４の
フレーム４２に対して着脱自在に構成され、オイル塗布
ローラ５０の内部に保持されたオイルを使い切ったとき
には、使用済みのオイル塗布ユニット３６を前記フレー
ム４２から取り外し、新たなオイル塗布ユニット３６を
前記フレーム４２に取り付ける。なお、クリーニングロ
ーラ５２に代えてクリーニングパッドをオイル転写ロー
ラ５１の表面に接触させてもよい。また、オイル塗布ロ
ーラ５０を定着ベルト３４に直接圧接させてもよい。

【００２９】定着装置２４の動作を概説する。モータを
駆動すると、駆動ローラ３１が矢印ａ方向に回転し、定
着ベルト３４が矢印ｂ方向に走行する。定着ベルト３４
の走行に伴い、加熱ローラ３３が矢印ｄ方向に従動回転
すると共に、加圧ローラ３５が矢印ｃ方向に従動回転す
る。走行する定着ベルト３４は、加熱ローラ３３の上流
側位置においてオイルが塗布された後、加熱ローラ３３
との接触領域（加熱領域４３）においてハロゲンヒータ
ランプ３２からの熱によって所定の温度に加熱され、ガ
イド板３９の上方をさらに走行して、加圧ローラ３５と
の間のニップ部３８に進む。

【００３０】一方、定着ベルト３４と接触する面側に未
定着トナー４４を保持したシート１０は、矢印ｅ方向に
沿ってガイド板３９に案内されつつニップ部３８に向け
て搬送される。このとき、シート１０および未定着トナ
ー４４は、所定の隙間を隔てて向かい合う定着ベルト３
４の熱により加熱（予熱）される。この予熱により、シ
ート１０上の未定着トナー４４が予め程良く軟化され
る。

【００３１】シート１０がさらに搬送されてニップ部３
８に突入すると、当該シート１０は、接触する定着ベル
ト３４の熱により十分に加熱され、さらに加圧ローラ３
５と駆動ローラ３１との間の圧接力が加えられながら、
当該ニップ部３８で挟持されつつ搬送される。これによ
り、シート１０上の未定着トナー４４は、十分に加熱さ
れて溶融し、さらに加圧されてシート１０に定着され
る。定着ベルト３４へのトナーの移転すなわちオフセッ
トは定着ベルト３４表面に塗布されたオイルにより抑制
される。

【００３２】ニップ部３８を通過したシート１０は、定
着ベルト３４から自然に分離し、排紙トレイ２６（図１
参照）に向けて搬送される。また、シート１０との接触
により熱が奪われた定着ベルト３４には、所定の温度制
御の下、ハロゲンヒータランプ３２から熱が補充され
る。

【００３３】この定着装置２４では、定着ベルト３４の
加熱をオイル塗布の後に行っているため、定着ベルト３
４の温度が安定し、トナーの定着が良好に行われる。ま
た、オイル転写ローラ５１が定着ベルト３４にテンショ
ンを付与するため、定着ベルト３４の走行ムラ（ベルト
のあばれ）が抑制され、その結果、寄り止め部材８０の
作用とあいまって定着ベルト３４は円滑に安定して走行
し、ベルト寿命も延びる。

【００３４】また、定着ベルト３４上の紙粉、トナー等
による汚れは、定着ベルト３４に当接するオイル転写ロ
ーラ５１からクリーニングローラ５２に付着するため、
オイル塗布ローラ５０に付着することが少なくなる。こ
れにより、オイル塗布ローラ５０からオイル転写ローラ
５１に均一かつ安定的にオイルが供給され、その結果、
オイル転写ローラ５１から定着ベルト３４に均一かつ安
定的にオイルを塗布することができる。したがって、オ
フセットを確実に防止しつつ、定着ベルト３４の清掃も
でき、もって、高品位の定着画像が得られる。

【００３５】《オイル塗布ローラ５０の構成》次に、オ
イル塗布ローラ５０の構成を詳細に説明する。図３は、
オイル塗布ローラ５０を示す斜視図、図４は、同オイル
塗布ローラ５０を示す断面図である。

【００３６】図示するように、オイル塗布ローラ５０
は、芯金５５の表面に設けられオイルを保持するオイル
保持層５６と、当該オイル保持層５６の表面側に設けら
れた表層５７とを含む二層構造を有する。芯金５５とし
ては、例えば、外形１０ｍｍのアルミニウム製ローラが
使用される。オイル保持層５６は、例えば、和紙を５ｍ
ｍの厚みとなるように芯金５５に巻回して形成されてい
る。表層５７は、例えば、芳香族アラミド繊維を０．２
ｍｍの厚みとなるようにオイル保持層５６の表面側に巻
回して形成されている。

【００３７】オイル塗布ローラ５０は次のように製造さ
れる。まず、和紙の端部を両面テープなどを介して芯金
５５の表面に接着した後、所定厚みとなるまで当該芯金
５５に巻き付ける。これによりオイル保持層５６の形成
が終わる。次いで、芳香族アラミド繊維の端部を接着剤
などを介してオイル保持層５６の表面に接着した後、所
定厚みとなるまで当該オイル保持層５６に巻き付ける。
これにより表層５７の形成が終わる。このオイル塗布ロ
ーラ５０全体を、オイル槽に満たされた塗布用オイルの
中に浸漬させ、この状態のまま所定時間放置する。オイ
ルは、時間の経過とともに表層５７からオイル保持層５
６へと浸透していき、いずれ平衡状態に達し、オイル塗
布ローラ５０の製造が完了する。

【００３８】特に、本実施形態のオイル塗布ローラ５０
では、「オイル拡散能力」がオイル保持層５６よりも表
層５７の方が小さく、かつ、「オイル保持能力」がオイ
ル保持層５６よりも表層５７の方が小さくなるように、
各層５６、５７を形成する材料を選定してある。本明細
書において、「オイル拡散能力」とは、試験片（サンプ
ル）における単位時間当たりのオイルの拡散速度で定義
され、「オイル保持能力」とは、サンプルの単位体積当
たりに保持可能なオイル重量で定義される。以下、オイ
ル保持能力およびオイル拡散能力の測定方法を説明す
る。

【００３９】図５（Ａ）〜（Ｃ）は、オイル保持能力の
測定方法の説明に供する図である。図５（Ａ）に示すよ
うに、外形ｄ＝１０ｍｍの芯金６０に、サンプル厚で３
ｍｍ、外径でＤ＝１６ｍｍになるまでサンプル６１を巻
き付ける。サンプル６１の軸方向長さは、既知の所定寸
法である。巻き付けが完了すれば、同図（Ｃ）に示すよ
うに、初期重量を測定する。次いで、同図（Ｂ）に示す
ように、サンプル６１を巻き付けた芯金６０を、オイル
槽６２に満たされた塗布用オイルの中に完全に浸漬させ
る。塗布用オイルは、シリコンオイル１００ｃＳｔであ
る。サンプル６１中へのオイルの浸透が平衡状態に達す
るのに十分な時間が経過した後、サンプル６１を巻き付
けた芯金６０をオイル槽６２から引き上げ、同図（Ｃ）
に示すように、ディップ後の重量を測定する。そして、
オイルディップ前後の重量変化をサンプル６１の体積で
除算して、オイル保持能力を得る。

【００４０】図６は、オイル拡散能力の測定方法の説明
に供する図である。サンプル６１を幅Ｗ＝１０ｍｍ，長
さＬ＝３００ｍｍに切ったものを、オイル槽６３に満た
された塗布用オイルの中に垂直方向に浸漬させる。浸漬
深さｈは、ｈ＝２３ｍｍである。また、塗布用オイル
は、シリコンオイル１００ｃＳｔである。そして、浸漬
開始から１時間後におけるオイルの吸い上げ高さＨを測
定して、オイル拡散能力を得る。

【００４１】種々のサンプル６１のオイル保持能力およ
びオイル拡散能力の測定結果を、図７の図表に示す。こ
の図表には、サンプル６１の耐熱温度、目付ないし坪
量、および厚さを併せて示してある。また、オイル拡散
能力の欄におけるスラッシュ（／）の左側は繊維の方向
を鉛直方向に沿わせた状態で測定した値を示し、スラッ
シュの右側は繊維の方向を水平方向に沿わせた状態で測
定した値を示している。なお、オイル拡散能力は、主と
して、サンプル６１の密度やオイルの粘度によって定ま
るものである。

【００４２】サンプル６１のオイル保持能力が大きけれ
ば大きい程、多量のオイルを当該サンプル６１内に保持
することができる。また、サンプル６１のオイル拡散能
力が大きければ大きい程、当該サンプル６１内でのオイ
ルの移動、拡散ないし搬送が速いことから、単位時間あ
たり多量のオイルを移動などさせることが可能となる。

【００４３】仮に、オイル拡散能力およびオイル保持能
力がともにオイル保持層よりも表層の方が大きくなるよ
うに各層を形成する材料の組み合わせを選定した場合に
は、多量のオイルが表層内に保持される。このため、か
かる構成のオイル塗布ローラを上述した定着装置２４に
適用した場合、特にローラ寿命の初期において、定着ベ
ルト３４に過剰な量のオイルが塗布される虞があり、オ
イル汚れや画像の白濁などの画像ノイズが発生する虞が
ある。さらに、ローラ寿命の末期においては、オイル保
持層に残存するオイル量がかなり減少しているので、オ
イル保持層から表層へのオイル補充量よりも表層でのオ
イル消費量が多くなって、オフセットが急に発生する虞
がある。しかも、オイル塗布量が全体的に多くなるの
で、予熱を利用してオイル塗布量をローラ定着方式の十
分の一程度の量に減らすことができるというベルト方式
の定着装置における利点を十分に生かすことができず、
ローラ寿命そのものも短くなってしまう。

【００４４】そこで、本実施形態のオイル塗布ローラ５
０では、前述したように、オイル拡散能力およびオイル
保持能力がともにオイル保持層５６よりも表層５７の方
が小さくなるように各層５６、５７を形成する材料の組
み合わせを選定した。具体的には、図７を参照して、オ
イル保持層５６を和紙（３）から形成し、表層５７を芳
香族アラミド繊維（２）から形成した。芳香族アラミド
繊維（２）は、和紙（３）に比べて耐熱性があり、平滑
度も優れている。

【００４５】かかる構成のオイル塗布ローラ５０では、
多量のオイルをオイル保持層５６内に保持することがで
きると共に、オイルをオイル保持層５６から表層５７に
徐々に補給することができる。このため、ローラ寿命の
初期においては、定着ベルト３４に過剰な量のオイルが
塗布されることはなく、オイル汚れなどの画像ノイズが
発生する虞がない。さらに、ローラ寿命の末期におい
て、オイル保持層５６に残存するオイル量がかなり減少
したとしても、オイル保持層５６から表層５７へのオイ
ル補充量よりも表層５７でのオイル消費量が多くなら
ず、オフセットが急に発生する虞がない。しかも、安定
した少量のオイル塗布量（Ａ４サイズのシート１枚当た
り０．１〜１０ｍｇ）を得ることができ、オイル塗布量
が少なくてよいというベルト方式定着装置の利点を十分
に生かすことができ、ローラ寿命そのものも長くなる。
もって、このオイル塗布ローラ５０を備えた定着装置２
４によれば、長期にわたって画像ノイズの発生を確実に
防止できる。

【００４６】上記の安定した少量のオイル塗布量を得る
には、図示しない試験により、表層５７のオイル保持能
力が０．３〜０．７ｇ／ｃｍ３、かつ、オイル保持層５
６のオイル拡散能力が１７ｍｍ／ｈｒ以上であればよい
ことが分かった。さらに、ローラ寿命の長寿命化を図る
ためには、オイル保持層５６のオイル保持能力は、表層
５７のオイル保持能力よりも大きいという条件を満たし
つつ、０．３〜０．７ｇ／ｃｍ３であればよいことが分
かった。

【００４７】《他の実施の形態に係るオイル塗布ロー
ラ》図８（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ他の実施の形態に係
るオイル塗布ローラを示す断面図である。

【００４８】上述したオイル塗布ローラ５０は二層構造
であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、オ
イル保持層と表層とを少なくとも含む多層構造であっ
て、オイル保持層から表層に向かうにつれて、オイル拡
散能力およびオイル保持能力が小さくされるものであれ
ば適用可能である。

【００４９】つまり、オイル塗布ローラ５０ａ、５０ｂ
は、図８（Ａ）（Ｂ）に示されるように、芯金５５の外
周に三つの層を設けた構成でもよい。最も内側のオイル
保持層５６ａ、５６ｂと表層５７ａ、５７ｂとの間に設
けられた層は規制層５８ａ、５８ｂであり、オイル保持
層５６ａ、５６ｂから表層５７ａ、５７ｂへのオイルの
移動ないし拡散量を調整するために設けられている。図
８（Ａ）に示されるオイル塗布ローラ５０ａは、図７に
示した材料のうち、オイル保持層５６ａを和紙（１）か
ら形成し、規制層５８ａを芳香族アラミド繊維（２）か
ら形成し、表層５７ａを和紙（２）から形成してある。
また、同図（Ｂ）に示されるオイル塗布ローラ５０ｂ
は、オイル保持層５６ｂをロックウール＋アラミド繊維
から形成し、規制層５８ｂを芳香族アラミド繊維（２）
から形成し、表層５７ｂを和紙（２）から形成したもの
である。

【００５０】なお、回転部材としての定着ベルト３４を
備えた定着装置２４について図示したが、本発明は、所
定のオイル拡散能力およびオイル保持能力を備える材料
から各層（オイル保持層、表層、規制層）を形成するこ
とにより、定着ローラを備えた定着装置に適用できるこ
とは言うまでもない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ーラ寿命の初期における離型剤塗布量をオイル汚れなど
の不具合が発生しないレベルに抑えることができ、か
つ、ローラ寿命末期における離型剤塗布量をオフセット
などの不具合が発生しないレベルにまで増加させ得る離
型剤塗布ローラを備え、もって、画像ノイズが発生する
ことを防止した定着装置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る定着装置を組み込んだ電子写真
式のフルカラープリンタを示す概略構成図である。

【図２】 図１に示されるベルト方式の定着装置を示す
断面図である。

【図３】 オイル塗布ローラを示す斜視図である。

【図４】 同オイル塗布ローラを示す断面図である。

【図５】 図５（Ａ）〜（Ｃ）は、オイル保持能力の測
定方法の説明に供する図である。

【図６】 オイル拡散能力の測定方法の説明に供する図
である。

【図７】 種々のサンプルのオイル保持能力およびオイ
ル拡散能力の測定結果を示す図表である。

【図８】 図８（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ他の実施の形
態に係るオイル塗布ローラを示す断面図である。

【符号の説明】

１０…シート ３１…駆動ローラ ３３…加熱ローラ ３４…定着ベルト（回転部材） ３５…加圧ローラ ３６…オイル塗布ユニット ４４…未定着トナー ５０、５０ａ、５０ｂ…オイル塗布ローラ（離型剤塗布
ローラ） ５１…オイル転写ローラ ５２…クリーニングローラ ５３…ホルダ ５５…芯金 ５６、５６ａ、５６ｂ…オイル保持層（離型剤保持層） ５７、５７ａ、５７ｂ…表層 ５８ａ、５８ｂ…規制層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 英詞 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 坂田 俊雄 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 小鷺 祥史 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート上に保持されたトナー像を熱圧力
   定着するための回転部材と、 前記回転部材に塗布されるオフセット防止用の離型剤を
   内部に保持した離型剤塗布ローラと、を有してなる定着
   装置において、 前記離型剤塗布ローラは、芯金の表面に設けられ離型剤
   を保持する離型剤保持層と、前記離型剤保持層の表面側
   に設けられた表層とを少なくとも含む多層構造を有し、
   前記離型剤保持層から前記表層に向かうにつれて離型剤
   拡散能力および離型剤保持能力が小さくなることを特徴
   とする定着装置。