JPH1195596A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要量の離型剤を定着ローラに均一に塗布す
ることができる定着装置を提供する。 【解決手段】 オイル供給ローラ５３の外径をＤ1 、芯
金５５の外径をＤ2、芯金５５に形成された複数の貫通
孔５４の隣り合う貫通孔相互の芯金外周面上の距離をＰ
とした場合に、 ０．６＜Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）＜６
…（１） あるいは好ましくは、 １．２＜Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）＜４
…（２） に設定してなる定着装置である。また、オイルの動粘度
Ｓに応じて貫通孔５４の孔径Ｄ3 を設定するように構成
することができる。また、貫通孔５４の形状を、芯金５
５の軸心に平行な方向の寸法より円周方向の寸法が長く
なるように形成するのが好ましい。

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体
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。

【０００３】この圧力加熱定着方式による定着装置は、
定着ローラと加圧ローラとが向かい合って配置され、ハ
ロゲンランプなどの管状発熱ヒータが例えば定着ローラ
の中心軸に配置されている。ハロゲンランプから発せら
れた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着ローラ
の外壁の温度分布は円周方向において均一となる。定着
ローラの外壁は、その温度が定着に適した温度（例え
ば、１５０〜２００℃）になるまで加熱される。この状
態で定着ローラおよび加圧ローラは圧接しながら互いに
逆方向へ回転し、トナーを保持したシートを挟持する。
定着ローラと加圧ローラとが圧接するニップ部におい
て、シート上の未定着トナーは、定着ローラから伝導さ
れる熱により溶解し、両ローラから作用する圧力がさら
に加わってシート上に固着される。

【０００４】かかる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ロー
ラ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定着ローラ側に転写されやすい。
このため、定着ローラ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
フセット防止のための離型剤を定着ローラに塗布する機
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。

【０００５】従来のオイル塗布機構としては、例えば定
着ローラ表面に圧接して回転するオイル塗布ローラを配
設すると共に、このオイル塗布ローラ表面に圧接して回
転し筒状体内に離型剤を保持したオイル供給ローラを配
設したものが知られている（実公平３−１０５２５号公
報参照）。

【０００６】このオイル塗布機構にあっては、定着ロー
ラの表面に塗布されるオイルは、オイル塗布ローラを介
してオイル供給ローラから供給される。このようにすれ
ば、定着ローラの表面に均一に圧接してオイルを塗布す
る機能と、オイルを保持してその塗布量を制御する機能
とを、オイル塗布ローラとオイル供給ローラとにそれぞ
れ分けて果たさせることができる。また、オイル供給ロ
ーラと定着ローラとの間にオイル塗布ローラが介在する
ので、定着ローラの熱がオイル供給ローラに直接伝わっ
て、その内部の離型剤が加熱されて蒸発する虞れも低減
することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
定着装置のオイル塗布機構では、オイル供給ローラは、
外周面に小孔が形成された円筒状の芯金とこれを被覆す
る多孔質シートとを有していて、その芯金の内部にオイ
ルを封入させているため、オイルは常に芯金の小孔から
多孔質シートに浸透し得る状態にある。つまり、オイル
供給ローラの多孔質シートは、オイルを所定量含浸し、
使用するに伴ってオイルが芯金の内部から小孔を通って
供給される。したがって、ある程度長期間の使用を可能
とするためには、芯金に形成する小孔の大きさおよび個
数は、おのずと制限されたものとならざるを得ない。

【０００８】しかしながら、最近のカラー複写機等にお
いては、Ａ４コピー１枚あたりに使用されるオイルは従
来の複写機よりも多くなり、例えば１０ｍｇ以上必要と
なる場合がある。この場合に、上記のようなオイル供給
ローラでは、常に必要量のオイルを迅速に塗布し得るた
めの十分な応答性が得られないという問題があった。し
たがって、定着ローラに対するオイル塗布量が少なくな
って、部分的にオイル未塗布部が生じ、オフセット現象
や異物の付着によるオイル供給ローラの汚れの原因とな
ってしまう。

【０００９】一方、定着ローラに対するオイル塗布量を
増やすべく、芯金に形成する小孔を大きくしたり個数を
追加したりすると、オイルが常に多孔質シートに多量に
浸透し得る状態をつくり出し、オイル過多となってシー
トにオイル筋が発生するという問題があった。また、こ
の場合に、オイル供給ローラは長期間使用することがで
きず、部品交換の頻度が多くなる虞れもある。

【００１０】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、必要量の離型剤を定着
ローラに均一に塗布することができる定着装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。

【００１２】（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体と、前記回転体に離型剤を
塗布する離型剤塗布機構と、を有する定着装置におい
て、前記離型剤塗布機構は、離型剤を含浸すると共に前
記回転体に向けて離型剤を供給するローラと、前記ロー
ラの内部に離型剤を供給する離型剤供給手段と、を備
え、前記ローラは、内外面を連通する複数の貫通孔が形
成された芯金と、当該芯金の外周に被覆され離型剤を含
浸する離型剤含浸材と、を備え、前記ローラの外径をＤ
1 （ｍｍ）、前記芯金の外径をＤ2 （ｍｍ）、前記芯金
に形成された前記複数の貫通孔の隣り合う貫通孔相互の
芯金外周面上の距離をＰ（ｍｍ）とした場合に、０．６
＜Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）＜６に設定した
ものである。

【００１３】この定着装置にあっては、離型剤供給手段
により離型剤がローラの内部に供給される。この離型剤
は、芯金内部から当該芯金の外周に被覆された含浸材
に、芯金に形成された複数の貫通孔を通過して均一に分
散供給され、ローラ表面にて均一なオイル分布を形成す
る。したがって、回転体に均一なオイル膜が形成され、
回転体に対する所定のオイル塗布の均一性を確保するこ
とが可能となる。これにより、回転体の表面は離型性に
優れ、異物の付着も低減されることから、長期にわたっ
て安定した均一な塗布を実現することができる。したが
って、定着ローラにトナーが転写してオフセット現象が
生じる事態を防止することが可能となり、良好な画像品
質を得ることができる。また、オイル塗布量を多くした
際も局所的なオイル過多がなく、シートにオイル筋が発
生する虞れも低減される。

【００１４】（２） さらに、１．２＜Ｄ1 ・（Ｄ1 −
Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）＜４に設定した定着装置とするこ
とがより好ましい。この場合にあっては、許容可能なレ
ベルの画像光沢ムラをも排除することが可能となる。

【００１５】（３） また、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体と、前記回転体に離
型剤を塗布する離型剤塗布機構と、を有する定着装置に
おいて、前記離型剤塗布機構は、離型剤を含浸すると共
に前記回転体に向けて離型剤を供給するローラと、前記
ローラの内部に離型剤を供給する離型剤供給手段と、を
備え、前記ローラは、内外面を連通する複数の貫通孔が
形成された芯金と、当該芯金の外周に被覆され離型剤を
含浸する離型剤含浸材と、を備え、前記離型剤の２５℃
での動粘度をＳ（ｃＳｔ）、前記貫通孔の孔径をＤ3
（ｍｍ）とした場合に、０．０５＜Ｄ3 ／（ｌｎ
（Ｓ））＜０．５に設定したものである。

【００１６】この定着装置にあっては、離型剤供給手段
により離型剤がローラの内部に供給される。この離型剤
は、芯金内部から当該芯金の外周に被覆された含浸材
に、芯金に形成された複数の貫通孔からのオイル浸透状
態を適性に確保しつつ通過して供給され、ローラ表面に
て均一なオイル分布を形成する。したがって、回転体に
均一なオイル膜が形成され、回転体に対する所定のオイ
ル塗布の均一性を確保することができる。これにより、
オフセット現象が生じる事態を防止することが可能とな
り、良好な画像品質を得ることができる。また、オイル
塗布量を多くした際も局所的なオイル過多がなく、シー
トにオイル筋が発生する虞れも低減される。

【００１７】（４） さらに、０．１０＜Ｄ3 ／（ｌｎ
（Ｓ））＜０．３に設定した定着装置とすることがより
好ましい。この場合にあっては、許容可能なレベルの画
像のガサツキや光沢ムラなどの画像ノイズをも排除する
ことが可能となる。

【００１８】（５） また、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体と、前記回転体に離
型剤を塗布する離型剤塗布機構と、を有する定着装置に
おいて、前記離型剤塗布機構は、離型剤を含浸すると共
に前記回転体に向けて離型剤を供給するローラと、前記
ローラの内部に離型剤を供給する離型剤供給手段と、を
備え、前記ローラは、内外面を連通する複数の貫通孔が
形成された芯金と、当該芯金の外周に被覆され離型剤を
含浸する離型剤含浸材と、を備え、前記貫通孔の形状
を、前記芯金の軸心に平行な方向の寸法より円周方向の
寸法が長くなるように形成してなる定着装置である。

【００１９】この定着装置にあっては、離型剤供給手段
により離型剤がローラの内部に供給される。この供給さ
れる離型剤の量を適切に設定することによって、オイル
未塗布部をなくすと共に、オイル塗布部分が分散した状
態から個々のオイル塗布部分を徐々に拡大させて隣り合
う貫通孔からのオイルの重なり合いも少なくすることが
できる。これにより、回転体に対する所定のオイル塗布
の均一性を確保してオフセット現象が生じる事態を防止
すると共に、シートにオイル筋が発生する虞れを一層低
減することが可能となる。また、オイルの重なり合いが
少なくなるので、オイルが効率的に含浸材に素早く含浸
され、きわめて応答性の良いものとなる。

【００２０】

【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。

【００２１】《定着装置の実施形態１》図１は、本発明
の実施の形態に係る定着装置を示す概略構成図である。
図示する定着装置１００は、圧力加熱定着方式によるも
のであり、電子写真式による公知の画像形成手段を備え
たプリンタなどの画像形成装置に組み込まれる。定着装
置１００は、矢印ａ方向に回転駆動可能に設けられた定
着ローラ２０と、当該定着ローラ２０に圧接して設けら
れ定着ローラ２０の回転に伴って従動回転する加圧ロー
ラ３０と、各ローラ２０、３０を加熱するヒータ２１、
３１と、少なくとも一方のローラ（図示例では定着ロー
ラ２０）にオフセット防止のための離型剤を塗布するオ
イル塗布機構４０と、を有する。前記定着ローラ２０お
よび加圧ローラ３０が、シート１０上に保持されたトナ
ー１１を熱圧力定着するための回転体に相当する。離型
剤としては、シリコンオイルが用いられる。

【００２２】定着ローラ２０は、中空の金属製パイプ２
２の外周面にフッ素樹脂をコーティングし、トナーに対
して良好な離型性と耐熱性とを有する離型層２３を形成
したローラからなる。定着ローラ２０の中心軸上に、ハ
ロゲンランプ２１などの管状発熱ヒータが配置されてい
る。また、定着ローラ２０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モータな
どの図示しない駆動源によって回転駆動される。

【００２３】加圧ローラ３０は、中空の金属製パイプ３
２の外周にシリコンゴム層３３を設けたローラからな
り、その中心軸上にハロゲンランプ３１が配置されてい
る。シリコンゴム層３３は、表面からシート１０が離れ
やすい離型性を有すると共に、耐熱性を有するゴム層で
ある。また、加圧ローラ３０は、図示しないばね材によ
り、定着ローラ２０に向かう方向に押圧されている。な
お、定着ローラ２０に内蔵したハロゲンランプ２１のみ
でトナーを十分に定着し得る場合には、加圧ローラ３０
側のハロゲンランプ３１を省略してもよい。

【００２４】定着動作においては、まず、ハロゲンラン
プ２１、３１に所定の電圧が印加され、このハロゲンラ
ンプ２１、３１から発せられた輻射熱により、定着ロー
ラ２０および加圧ローラ３０の外壁温度が定着に適した
温度になるまで加熱される。未定着のトナー１１を保持
したシート１０は、図１中矢印ｂで示すように右方向か
ら搬送され、定着ローラ２０と加圧ローラ３０との接触
部であるニップ部１２に向けて送り込まれる。シート１
０は、定着ローラ２０からの熱と、加圧ローラ３０から
の熱と、加圧ローラ３０から作用する圧力とが加えられ
ながら、ニップ部１２で挟持されつつ搬送される。これ
により、未定着トナー１１がシート１０上に定着され
る。トナー１１は、シート１０の両面のうち、定着ロー
ラ２０と接触する側に保持されている。ニップ部１２を
通過したシート１０は、シート１０自体のコシの強さで
定着ローラ２０から自然に曲率分離し、図１中左方向に
搬送される。シート１０は、図示しない排紙ローラによ
って搬送され、図示しない排紙トレイ上に排出される。

【００２５】次に、オイル塗布機構４０の構成を説明す
る。オイル塗布機構４０は、定着ローラ２０の軸方向に
沿って延びると共にオイルを前記定着ローラ２０に塗布
する塗布手段４１と、当該塗布手段４１の長手方向に沿
って延びると共に複数個の吐出孔４２から前記塗布手段
４１にオイルを供給する供給ノズル４３と、を有する。
図２に示すように、オイル塗布機構４０はさらに、オイ
ル４４を保持する密閉型のオイルタンク４５と、オイル
タンク４５内に溜められたオイル４４を前記供給ノズル
４３まで送り込むオイル搬送手段４６と、を有してい
る。供給ノズル４３には、複数個の吐出孔４２の各開口
断面積がほぼ同一に形成されている。

【００２６】塗布手段４１は、定着ローラ２０のシート
１０搬入側に配置され当該定着ローラ２０に圧接するオ
イル塗布ローラ５０と、オイル塗布ローラ５０に圧接す
るオイル供給ローラ５３と、を備えている。

【００２７】オイル塗布ローラ５０は、図１に示すよう
に、金属製パイプ５１の外周にシリコンゴム層５２を設
けたローラからなる。

【００２８】オイル供給ローラ５３は、図２にも示すよ
うに、複数の貫通孔５４が形成された円筒状の金属製芯
金５５の外周にオイル含浸材５６を被覆したローラから
なる。また、その中心軸上に、供給ノズル４３が非回転
の状態で配置されており、必要量のオイルが供給される
ようになっている。貫通孔５４を介して、芯金５５の内
外面が連通されている。供給ノズル４３から芯金５５の
内面に供給されたオイル４４は、芯金５５の貫通孔５４
を通って芯金５５の外面に至り、オイル含浸材５６に含
浸する。

【００２９】オイル塗布ローラ５０は定着ローラ２０の
回転に伴って従動回転自在に支持される一方、オイル供
給ローラ５３はオイル塗布ローラ５０の回転に伴って従
動回転自在に支持されている。このような回転動によっ
て、供給ノズル４３から供給されたオイル４４は、オイ
ル供給ローラ５３のオイル含浸材５６からオイル塗布ロ
ーラ５０に伝わり、オイル塗布ローラ５０から定着ロー
ラ２０の離型層２３の外周面に塗布される。

【００３０】図１に示すように、オイル塗布ローラ５０
には、定着ローラ２０に塗布されなかったオイルを除去
するオイル回収ブレード５７が当接している。オイル回
収ブレード５７は、オイル塗布ローラ５０の軸方向長さ
とほぼ等しい長さを有している。オイル回収ブレード５
７により除去されたオイル４４はオイルパン５８に受け
取られ、図示しない回収経路を介してオイルタンク４５
に戻される。

【００３１】前記オイルタンク４５は密閉型であるの
で、オイル４４を多量に蓄えた場合でもオイルこぼれが
生じることがなく、さらに、振動が加わったり傾斜した
りしたときでもオイルこぼれが生じない。

【００３２】前記オイル搬送手段４６は、図２に示すよ
うに、オイルポンプ６０と、一端がオイルポンプ６０に
接続され他端がオイルタンク４５内のオイル４４に浸漬
されたチューブ６１と、一端がオイルポンプ６０に接続
され他端が供給ノズル４３に接続されたチューブ６２
と、から構成されている。

【００３３】前記供給ノズル４３は、ステンレスなどか
ら形成されるパイプ６５を備え、このパイプ６５の一端
を開放することにより供給孔６６が形成されている。パ
イプ６５の他端は栓部材６７などにより閉塞されてい
る。パイプ６５には所定ピッチで複数個の通孔６８が形
成され、これら通孔６８のそれぞれに、ステンレスなど
から形成されるチューブパイプ６９が挿通され取り付け
られている。このチューブパイプ６９の図中下端がオイ
ルの吐出孔４２となるが、各チューブパイプ６９の孔径
はほぼ同一とされ、これにより複数個の吐出孔４２の各
開口断面積がほぼ同一となる。このように孔径がほぼ同
一であるので吐出孔４２の形成も煩雑とならず、製造コ
ストの増加を抑制できる。

【００３４】タンク内のオイル４４は、オイル搬送手段
４６を介して供給孔６６からパイプ６５内に搬送され、
各吐出孔４２から液滴となって吐出される。また、供給
ノズル４３の吐出孔４２は所定ピッチで設けられている
ことから、オイル４４は点状で供給されることになる。
さらに、供給ノズル４３は、吐出孔４２のそれぞれから
吐出されるオイルの量を均一にする均一化手段が設けら
れている。

【００３５】この均一化手段としては、例えば、（Ａ）
吐出孔一個あたりの開口断面積と両端に位置する吐出孔
間の寸法とを規制して各吐出孔４２に作用するオイルの
圧力を略一定にする、（Ｂ）ノズル両端を開口する、
（Ｃ）吐出孔４２を形成した範囲内にオイル供給口を設
ける、あるいは（Ｄ）開口断面積がほぼ同一に形成され
た各吐出孔４２におけるオイル吐出に実質的に関与する
有効開口断面積を調整する等の手段を採ることができ、
これにより各吐出孔４２から吐出されるオイルの量を均
一にすることができる。また、吐出孔の孔径を長手方向
に沿って異ならせるように構成することも可能である。

【００３６】このようにオイル吐出量の均一化手段を講
じることによって、オイルは各吐出孔４２から均一に吐
出されることとなる。

【００３７】本実施の形態では、上記に加え、均一に吐
出されたオイルが最終的に定着ローラ２０に対して均一
に塗布されるように、オイル供給ローラ５３の外径およ
びその芯金５５の外径に応じて、前記芯金に形成された
前記複数の貫通孔の隣り合う貫通孔相互の芯金外周面上
の距離を設定する構成となっている。

【００３８】具体的には、図３に示すように、オイル供
給ローラ５３の外径をＤ1 （ｍｍ）、芯金５５の外径を
Ｄ2 （ｍｍ）、芯金５５に形成された複数の貫通孔５４
の隣り合う貫通孔相互の芯金外周面上の距離（以下、
「孔ピッチ」ともいう）をＰ（ｍｍ）とした場合に、 ０．６＜Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）＜６ …（１） に設定する。あるいは好ましくは、 １．２＜Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）＜４ …（２） に設定する。

【００３９】上記式（１）（２）は実験により求めたも
のであり、後述するように、その下限は、オイル供給ロ
ーラ５３の形状に対して貫通孔５４の孔ピッチＰが大き
く、貫通孔５４からオイル含浸材５６に浸透したオイル
が十分拡散し切れないために、オイル未塗布部分が発生
してオフセット現象や画像光沢ムラが発生することを防
止する観点から定めたものである。一方、上限について
は、オイル供給ローラ５３の形状に対して貫通孔５４の
孔ピッチＰが小さく、オイル供給時に、オイル含浸材５
６へオイルが局所的に浸み込んでオイル供給ローラ５３
全面に分散されないために、オイル未塗布部分が発生し
てオフセット現象や画像光沢ムラが発生することを防止
する観点、および過剰なオイルによる用紙汚れの発生を
防止する観点から定めたものである。

【００４０】表１は、オイル供給ローラ５３の外径、芯
金５５の外径、貫通孔５４の孔ピッチを変化させた場合
に、オフセット現象あるいは画像光沢ムラが発生するか
否かを示す実験結果を示す。

【００４１】実験条件としては、 コピー種類および速度：フルカラー ３０枚／分 オイル含浸材５６： ノーメックスペーパー （デュポン社製） 芯金５５： アルミ中空パイプ （肉厚１ｍｍ、貫通孔５４の孔径０．８ｍｍ） オイル動粘度： ３００ｃＳｔ である。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１に示されるように、貫通孔５４の孔ピ
ッチＰが大きすぎたり小さすぎたりするとオフセット現
象や画像光沢ムラが発生しがちであることがわかる。ま
た、孔ピッチＰが同じである場合には、孔ピッチＰが小
さい（例えば８ｍｍ）ときはオイル供給ローラ５３の形
状が小さい方がオフセット現象等を防止でき、一方、孔
ピッチＰが大きい（例えば３２ｍｍ、４８ｍｍ）ときは
オイル供給ローラ５３の形状が大きい方がオフセット現
象等を防止できることがわかる。ここで、画像光沢ムラ
とは、部分的なオイルの有無（あるいは多少）により、
画像面の光沢に変化が生じることをいう。

【００４４】上記結果を考察するに、貫通孔５４の孔ピ
ッチＰが小さいほど、また芯金５５の外径をＤ2 が小さ
いほど、芯金５５の貫通孔５４を通過する際の単位角度
あたりのオイルの浸透量が大きいと考えられる。またオ
イル含浸材５６の軸直角方向の断面積（近似的にＤ1 ・
（Ｄ1 −Ｄ2 ）に比例する）が大きいほど、オイル含浸
材５６表面に至るまでにオイルが拡散されると考えられ
る。

【００４５】したがって、図４に定性的に示すように、
オイル供給ローラ５３の表面、あるいはこれに対応する
下流側の定着ローラ２０の表面におけるオイルの塗布状
態は、孔ピッチＰが大きいほど疎で、小さいほど密とな
る。一方、Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／Ｄ2 の値が大きいほ
ど密で、小さいほど疎となると言うことができる。つま
り、図４中のｅで示す部分はオイルの塗布状態が疎で散
点的となる傾向があり（図５（Ａ）参照）、図４中のｆ
で示す部分はオイルの塗布状態が密で重合的となる傾向
がある（図５（Ｂ）参照）。そして、その中間の斜線で
示される部分が望ましい均一なオイル塗布となる範囲を
示している。

【００４６】図５（Ｂ）において、斜線間隔を密とした
重合部分は、オイルが過剰な部分を示しており、シート
にオイル筋が発生する虞れがある。また、図５（Ｂ）に
示すオイルの塗布状態となる図４中のｆで示す部分にお
いてオフセット現象や画像光沢ムラが発生する場合があ
るのは、オイル供給時に、オイル含浸材５６へオイルが
局所的に浸み込んでオイル供給ローラ５３全面に分散さ
れないために、オイル未塗布部分が発生するためと考え
られる。なお、貫通孔５４が多すぎると機械的強度が低
下するという不利も生じ得る。

【００４７】上記考察によれば、定着ローラ２０に対す
るオイルの塗布状態に関し、Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／
（Ｄ2 ・Ｐ）の値を、そのバラツキの要因として挙げる
ことができる。表１には、この値を算出して示してあ
り、Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）の値が、オフ
セット現象や画像光沢ムラと顕著に対応していることが
わかった。

【００４８】すなわち、上記式（１）を満たすように、
Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）の値を設定するこ
とによって、定着ローラに対する所定のオイル塗布の均
一性を確保することが可能となる。これにより、定着ロ
ーラの表面は離型性に優れ、異物の付着も低減されるこ
とから、長期にわたって安定した均一な塗布を実現する
ことができる。したがって、定着ローラにトナーが転写
してオフセット現象が生じる事態を防止することが可能
となり、良好な画像品質を得ることができる。また、オ
イル塗布量を多くした際も局所的なオイル過多がなく、
シートにオイル筋が発生する虞れも低減される。

【００４９】また、上記式（２）を満たすように、Ｄ1
・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）の値を設定することに
よって、上記式（１）の上下限近傍で生じ得る許容可能
なレベルの画像光沢ムラをも排除することが可能とな
る。

【００５０】《定着装置の実施形態２》実施形態２に係
る定着装置は、定着ローラ２０に塗布されるオイルの動
粘度に応じて、オイル供給ローラ５３の芯金５５に形成
される貫通孔５４の孔径を設定した点で、上記実施形態
１と相違している。その他の構成については実施形態１
と同様であるので、説明は省略する。

【００５１】具体的には、オイルの２５℃での動粘度を
Ｓ（ｃＳｔ）、貫通孔５４の孔径をＤ3 （ｍｍ）とした
場合に（図３参照）、 ０．０５＜Ｄ3 ／（ｌｎ（Ｓ））＜０．５ …（３） に設定する。あるいは好ましくは、 ０．１０＜Ｄ3 ／（ｌｎ（Ｓ））＜０．３ …（４） に設定する。

【００５２】上記式（３）（４）は実験により求めたも
のであり、後述するように、その下限は、オイルの含浸
材５６への浸透が遅くなって定着ローラ２０へのオイル
塗布量が減少するのを防止する等の観点から定めたもの
である。一方、上限については、局所的にオイルが含浸
されることによる含浸ムラを防止する観点から定めたも
のである。

【００５３】表２は、オイルの動粘度Ｓ、貫通孔５４の
孔径Ｄ3 を変化させた場合に、オフセット現象、あるい
は画像ノイズ（ガサツキ、光沢ムラ）が発生するか否か
を示す実験結果を示す。

【００５４】実験条件としては、 コピー条件： フルカラー ３０枚／分 オイル含浸材５６： ノーメックスペーパー （デュポン社製） 芯金５５： アルミ中空パイプ （外径１５ｍｍ、肉厚１ｍｍ） である。

【００５５】

【表２】

【００５６】表２に示されるように、貫通孔５４の孔径
Ｄ3 が大きすぎたり小さすぎたりするとオフセット現象
や画像ノイズが発生しがちであることがわかる。また、
孔径Ｄ3 が同じである場合には、孔径Ｄ3 が小さいとき
はオイルの動粘度が小さい方がオフセット現象等を防止
でき、一方、孔径Ｄ3 が大きいときはオイルの動粘度が
大きい方がオフセット現象等を防止できることがわか
る。ここで、ガサツキとは、オイル量が少ないと光沢の
低いガサついた画像となることをいう。

【００５７】上記結果を考察するに、オイルの動粘度
Ｓ、貫通孔５４の孔径Ｄ3 の変化率を考慮して、図６に
定性的に示すように、縦軸にＤ3 、横軸にＳの自然対数
であるｌｎ（Ｓ）をとれば、図６中のｇで示す部分では
局所的にオイルが含浸されることによる含浸ムラが生じ
る傾向がある。これは、貫通孔５４の孔径Ｄ3 が大きす
ぎたりオイルの動粘度Ｓが小さすぎたりすると、オイル
が芯金５５の内面全体からではなく局所的に貫通孔５４
を通ってオイル含浸材５６に付与されるため、図７に示
すように、オイル含浸材５６表面のオイル保持量に関
し、円周方向の含浸ムラが生じることになるからと考え
られる。なお、図７中の「ｉ」で示す振幅（バラツキ）
の大きさが光沢ムラの原因となる。また、きわめて局所
的にオイル含浸が集中した場合には、図７に示したよう
に、オイル保持量がオフセット発生限を下回る箇所が生
じて、オフセット現象が発生してしまう。

【００５８】一方、図６中のｈで示す部分では、オイル
の含浸材５６への浸透が遅くなって定着ローラ２０への
オイル塗布量が減少する傾向がある。これは、貫通孔５
４の孔径Ｄ3 が小さすぎたりオイルの動粘度Ｓが大きす
ぎたりすると、図８に示すように、オイルを芯金５５内
に供給してからオイル含浸材５６表面に達するのに時間
がかかるためと考えられるからである。すなわち、連続
して通紙を行うと、次第にオイルがオイル含浸材５６表
面に達しないうちに空回転して塗布に供され、その間の
オイル塗布量が少なくなってしまう。したがって、光沢
の低いガサついた画像となったり、オフセット現象が生
じたりする。さらには、オイルの含浸材５６への浸透が
進まずにオイル供給ローラ５３の端部から洩れる虞れも
ある。また、図８に示したように、オイル含浸材５６の
オイル含浸量が時間的に変化することによって、結果的
に定着ローラに対するオイル塗布量も変化することとな
るので好ましくない。

【００５９】そして、図６のｇとｈの中間の斜線で示さ
れる部分が、望ましい均一なオイル塗布となるオイル浸
透度合いの範囲を示している。

【００６０】上記考察によれば、定着ローラ２０に対す
るオイルの塗布に関して、Ｄ3 ／（ｌｎ（Ｓ））の値
を、オイル塗布のバラツキの要因として挙げることがで
きる。表２には、この値を算出して示してあり、Ｄ3 ／
（ｌｎ（Ｓ））の値が、オフセット現象や画像ノイズ
（ガサツキ、光沢ムラ）と顕著に対応していることがわ
かった。

【００６１】すなわち、上記式（３）を満たすように、
Ｄ3 ／（ｌｎ（Ｓ））の値を設定することによって、オ
イル供給ローラ５３へのオイル浸透状態を適性に確保し
て、定着ローラ２０に対する所定のオイル塗布の均一性
を確保することが可能となる。これにより、上記実施形
態１と同様に、オフセット現象が生じる事態を防止する
ことが可能となり、良好な画像品質を得ることができ
る。また、オイル塗布量を多くした際も局所的なオイル
過多がなく、シートにオイル筋が発生する虞れも低減さ
れる。

【００６２】また、上記式（４）を満たすように、Ｄ3
／（ｌｎ（Ｓ））の値を設定することによって、上記式
（３）の上下限近傍で生じ得る許容可能なレベルの画像
ノイズ（ガサツキ、光沢ムラ）をも排除することが可能
となる。

【００６３】《定着装置の実施形態３》実施形態３に係
る定着装置は、オイル供給ローラ５３の芯金５５に形成
される貫通孔の形状を、芯金５５の軸心に平行な方向の
寸法より円周方向の寸法が長くなるように形成した点
で、上記実施形態１，２と相違している。その他の構成
については実施形態１，２と同様であるので、説明は省
略する。

【００６４】図９（Ａ）は、実施形態３に係る芯金の要
部斜視図、図９（Ｂ）は、同オイル供給ローラ表面のオ
イル分散状態を示す図、図９（Ｃ）は、一般的な芯金の
要部斜視図、図９（Ｄ）は、同オイル供給ローラ表面の
オイル分散状態を示す図である。

【００６５】図９（Ｃ）に示すように、芯金に形成され
た貫通孔が円孔である場合には、オイル塗布量が少ない
ときは図９（Ｄ）に示すように散点的となり、芯金５５
の内部に供給するオイルの量を増やすことによって、オ
イル未塗布部はなくなるものの、隣り合う貫通孔５４か
らのオイルが重なり合うことになる（図５（Ｂ）参
照）。したがって、部分的にオイルの過剰部分が生じや
すくなって、シートにオイル筋が発生することにつなが
る虞れがある。

【００６６】これに対し、図９（Ａ）に示すように、貫
通孔の形状を芯金５５の軸心に平行な方向の寸法より円
周方向の寸法が長くなるようにすれば、芯金５５の内部
に供給されるオイルの量を図９（Ｂ）に示すオイル塗布
部分が分散した状態から個々のオイル塗布部分を徐々に
拡大させて増やすことによって、オイル未塗布部をなく
すと共に、隣り合う貫通孔５４′からのオイルの重なり
合いも少なくすることができる。これにより、定着ロー
ラに対する所定のオイル塗布の均一性を確保してオフセ
ット現象が生じる事態を防止すると共に、シートにオイ
ル筋が発生する虞れを一層低減することが可能となる。
また、オイルの重なり合いが少なくなるので、オイルが
効率的に含浸材５６に素早く含浸され、きわめて応答性
の良いものとなる。

【００６７】なお、本発明は、上述した実施の形態のみ
に限定されるものでなく、本発明の技術的思想内におい
て種々の変形が可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転体に対して必要量のオイルを供給しつつ、所定のオイ
ル塗布の均一性を確保することが可能となる。これによ
り、回転体の表面は離型性に優れ、異物の付着も低減さ
れることから、長期にわたって安定した均一な塗布を実
現することができる。したがって、定着ローラにトナー
が転写してオフセット現象が生じる事態を防止すること
が可能となり、良好な画像品質を得ることができる。ま
た、オイル塗布量を多くした際も局所的なオイル過多が
なく、シートにオイル筋が発生する虞れも低減される。
また、許容可能なレベルの画像のガサツキや光沢ムラな
どの画像ノイズをも排除することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る定着装置を示す概
略構成図である。

【図２】 オイル供給ローラの内面にオイルを送る機構
を示す図である。

【図３】 オイル供給ローラの拡大断面図である。

【図４】 定着ローラ表面におけるオイル塗布状態に対
する諸量の影響について説明する図である。

【図５】 定着ローラ表面におけるオイルの塗布状態を
示す図である。

【図６】 オイル塗布状態に関連するオイル浸透度合い
に対する諸量の影響について説明する図である。

【図７】 円周方向に含浸ムラがある場合のオイル含浸
材表面のオイル保持量を示す図である。

【図８】 オイルの含浸材への浸透が遅い場合の定着ロ
ーラに対するオイル塗布量の変化を示す図である。

【図９】 芯金の要部斜視図およびオイル供給ローラ表
面のオイル分散状態を示す図である。

【符号の説明】

１０…シート、 １１…トナー、 ２０…定着ローラ（回転体）、 ３０…加圧ローラ（回転体）、 ４０…オイル塗布機構（離型剤塗布機構）、 ４１…塗布手段、 ４３…供給ノズル（離型剤供給手段）、 ５０…オイル塗布ローラ、 ５３…オイル供給ローラ（ローラ）、 ５４，５４′…貫通孔、 ５５…芯金、 ５６…オイル含浸材（離型剤含浸材）、 Ｄ1 …オイル供給ローラの外径、 Ｄ2 …芯金の外径、 Ｄ3 …貫通孔の孔径、 Ｐ…貫通孔の孔ピッチ、 Ｓ…オイルの動粘度。

Claims (5)

【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体と、前記回転体に離型剤を塗布す
   る離型剤塗布機構と、を有する定着装置において、 前記離型剤塗布機構は、離型剤を含浸すると共に前記回
   転体に向けて離型剤を供給するローラと、前記ローラの
   内部に離型剤を供給する離型剤供給手段と、を備え、 前記ローラは、内外面を連通する複数の貫通孔が形成さ
   れた芯金と、当該芯金の外周に被覆され離型剤を含浸す
   る離型剤含浸材と、を備え、 前記ローラの外径をＤ1 、前記芯金の外径をＤ2 、前記
   芯金に形成された前記複数の貫通孔の隣り合う貫通孔相
   互の芯金外周面上の距離をＰとした場合に、 ０．６＜Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）＜６ に設定してなる定着装置。
2. 【請求項２】 前記ローラの外径Ｄ1 、前記芯金の外径
   Ｄ2 、および前記複数の貫通孔の隣り合う貫通孔相互の
   芯金外周面上の距離Ｐを、 １．２＜Ｄ1 ・（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ2 ・Ｐ）＜４ に設定してなる請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 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体と、前記回転体に離型剤を塗布す
   る離型剤塗布機構と、を有する定着装置において、 前記離型剤塗布機構は、離型剤を含浸すると共に前記回
   転体に向けて離型剤を供給するローラと、前記ローラの
   内部に離型剤を供給する離型剤供給手段と、を備え、 前記ローラは、内外面を連通する複数の貫通孔が形成さ
   れた芯金と、当該芯金の外周に被覆され離型剤を含浸す
   る離型剤含浸材と、を備え、 前記離型剤の２５℃での動粘度をＳ（ｃＳｔ）、前記貫
   通孔の孔径をＤ3 （ｍｍ）とした場合に、 ０．０５＜Ｄ3 ／（ｌｎ（Ｓ））＜０．５ に設定してなる定着装置。
4. 【請求項４】 前記離型剤の２５℃での動粘度Ｓ（ｃＳ
   ｔ）および前記貫通孔の孔径Ｄ3 （ｍｍ）を、 ０．１０＜Ｄ3 ／（ｌｎ（Ｓ））＜０．３ に設定してなる請求項３記載の定着装置。
5. 【請求項５】 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体と、前記回転体に離型剤を塗布す
   る離型剤塗布機構と、を有する定着装置において、 前記離型剤塗布機構は、離型剤を含浸すると共に前記回
   転体に向けて離型剤を供給するローラと、前記ローラの
   内部に離型剤を供給する離型剤供給手段と、を備え、 前記ローラは、内外面を連通する複数の貫通孔が形成さ
   れた芯金と、当該芯金の外周に被覆され離型剤を含浸す
   る離型剤含浸材と、を備え、 前記貫通孔の形状を、前記芯金の軸心に平行な方向の寸
   法より円周方向の寸法が長くなるように形成してなる定
   着装置。