JPS6252301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトナー像の定着装置に関する。

電子写真等、トナー像を扱う分野に於いてはト
ナー像をその支持材に定着する為の装置として、
少なくとも一方が内部又は外部から加熱されるロ
ーラ対によりトナー像支持材を挾持搬送し、これ
によつてトナーを加熱溶融して支持材に定着させ
るように構成された装置が多用されているが、そ
の際、トナーのオフセツトや支持材のローラへの
巻き付きを防止する為に、通常上記支持材のトナ
ー像面が圧接される側の定着ローラにオフセツト
防止液（普通シリコーンオイルが使われる）を塗
布することはよく知られている。

上述のオフセツト防止液を定着ローラに塗布す
る方法として現在一般に実用に供されているの
は、シリコーンオイルを毛管現象で吸収保持した
フエルトを定着ローラに直接当接させるか又は定
着ローラに当接して回転する塗布ローラ若しくは
塗布ローラ列中のローラに当接させるかして、シ
リコーンオイルを定着ローラに供給塗布する方法
であるが、斯様な方法に於いてはオイル塗布量が
多量に過ぎる傾向があり、その為トナー像支持材
がオイルで汚れたり後で支持材にインキ加筆を施
す場合にインキののりが悪くなつたりするばかり
か、定着、加圧ローラ間にスリツプが生じてトナ
ー像を乱したりする。そうでなくてもオイル消費
量に必要以上の無駄が生じて不経済であるし、オ
イル補充或いはオイル供給カートリツジ等の交換
頻度が高くなつて保守が面倒であつた。そこで米
国特許第3718116号明細書、同第3745972号明細
書、実公昭53−51168号公報に、繊維密度の疎な
フエルトと密なフエルトを層合した２層構成のフ
エルトを使用し、上記密なフエルトをローラに当
接させてオイル塗布量を少なくするよう試みた装
置が開示されている。しかしこの装置に於いても
まだ塗布量は多く、オフセツト防止や支持材のロ
ーラの巻き付き防止等に必要以上の量が塗布され
てしまう。そして如上の各種装置では室温で50〜
350CS程度の低粘度のオイルは当初比較的均一に
塗布できるものの、シリコーンゴム被覆を有する
ローラを使用する場合それを膨潤しにくいこと、
保守点検時等に扱いが容易であること、また装置
の休止中等に液がローラ上に多量に溜つたり、或
いはフエルトから滴下したりせず保持が確実であ
ること等の点から有用な高粘度のオフセツト防止
液を使用する時、如上の従来方法では、特に前記
刊行物に記載のものの如く繊維の密なフエルトを
ローラに当接させた装置では、筋状に塗布むらが
生じやすく、少量均一に塗布することは極めて困
難である。そしてフエルトをローラに当接させて
オフセツト防止液を塗布する如上の各種装置の別
の重大な欠点は、トナーや紙粉、或いはトナー像
を形成する潜像現像剤中に含まれていたキヤリア
粒子等が上記フエルトに目詰まりすることであ
り、これによつて縷々塗布にむらが生ずることで
あるこの塗布むらが生ずると部分的にトナーのオ
フセツトが生じ、また像支持材がローラに巻き付
いたりするばかりか、定着ローラや加圧ローラが
シリコーンゴムで被覆されている場合上記塗布む
らがローラの膨潤量差を招来し、トナー像支持材
に皺が生じやすくなるという不都合もある。更に
上記フエルトに多量にトナーが付着して行くと、
これはローラを損傷し、上述の塗布むらを一層促
進し、更に種々の定着不良の原因となる。

一方、シリコーンオイルをゴム組織内に浸潤さ
せたシリコーンゴムローラやシリコーンオイルを
収容した孔あきパイプをシリコーンゴムで被覆し
たローラを定着ローラに当接させ、ゴム組織を通
してオフセツト防止液を定着ローラに塗布する方
法も公知である。斯様な方法によれば微量均一塗
布はできるものの、あまりに微量過ぎて現在の複
写装置に使用される定着装置の如く、A4紙で１
分間に７、８枚以上定着処理しなければならない
装置には全く不適である。そしてこの方法に於い
ては液が高粘度になる程塗布量は一層低下してし
まう。

上述した各種の不都合を解決できる糸口を与え
るものとして特開昭52−110049号公報、同54−
37752号公報に記載の定着装置がある。この両公
報に記載の定着装置は微細な連続気孔を有する非
繊維質の４弗化エチレン樹脂膜、即ちフエルト等
のように繊維をからませたり、スポンジのように
気泡や単泡が膜内に多量に分散しているものでは
なく、膜の表面から裏面まで貫通した微通孔を多
数存在せしめた４弗化エチレン樹脂膜によつて定
着ローラへのシリコーンオイル塗布量を制御する
ように構成されている。如上の膜状体として
GORE−TEX JOINT SEA−LANT（W.L.
GORE＆ASSOCIAT−ES、INC.製商品名）やフ
ロロポア（住友電気工業株式会社製、商品名）が
ある。斯様な膜状体の特徴は、非常に微小な径の
連続気孔を容易に得られること、しかもその気孔
の径は非常によくそろつていて、その径分布が平
均径の周囲の極く狭い所に略100％集中し、デル
タ関数状を呈していることにある。いずれにせ
よ、このような膜状体ローラに面接触させてオフ
セツト防止液の塗布量を制御すれば低粘度の液で
も高粘度の液でも定着ローラに適量、かつ、均一
に塗布することができる。例えば前述したフエル
トやシリコーンゴムを使用する装置では適量均一
塗布が不可能であつた水飴状を呈する粘度
10000CSのシリコーンオイルでも適量均一に塗布
できる。逆に50CS程度のシリコーンオイルでも
少量塗布することができる。しかも前述した微細
連続気孔は径が非常にそろつている上にトナーや
紙粉の径より十分小さく、また４弗化エチレン樹
脂自体が表面エネルギーの小なるものである為、
トナーや紙粉によつて目詰まりすることもなく、
かつ膜にトナーが集積固着してローラを損傷する
といつたこともなく、極めて長期間にわたつて均
一な塗布が維持できる。ただし如上の膜としてい
る。厚さが0.05乃至１mmという薄いものが使用さ
れる為、その保持は確実になさねばならない。で
ないと保持の不確実な部分から変形が進行して塗
布むらが生じたり、過塗布となつたり、更には膜
が破損する等の事故が生ずる。そこで本発明は如
上の膜を確実に支持して上記不都合を防止するも
のである。

ここに本発明の定着装置は、 トナー像を定着する為にその支持材を挾持搬送
するローラ対の少なくとも一方に、微細連続気孔
を有する四弗化エチレン樹脂膜を介してオフセツ
ト防止液を塗布するようにした定着装置におい
て、上記四弗化エチレン樹脂膜は袋状部分を有
し、上記四弗化エチレン樹脂膜を支持する支持部
材に形成された開口部に上記袋状部分を挿入して
垂下させると共に、上記支持部材の開口部周辺部
分に上記四弗化エチレン樹脂膜を熱融着して、上
記四弗化エチレン樹脂膜を上記支持部材に支持さ
せたことを特徴とするものである。

以下に、本発明を添付図面に示す実施例に基い
て説明する。

第１図において、定着装置１はそれぞれオフセ
ツト防止材料の層を周面に有する定着ローラ対
２，３を有している。上側定着ローラ２はその周
面に例えばテフロン層を備え、下側定着ローラ３
はシリコーンゴム層を備えている。ローラ２，３
は夫々矢印方向に回転せしめられ、それによつて
トナー像支持紙を挾圧搬送するが、その際トナー
像はヒータ４で加熱されたローラ２の周面の熱
（通常150乃至200℃）により融解し支持紙に定着
するものである。

Ａは本発明にかかる簡易オフセツト防止液供給
装置であり、トナー像支持紙の像面側が圧接され
る上側定着ローラ２の上方に位置し、軸１０を中
心に揺動自在に取り付けられている。而してばね
１１によりローラ２に弾性的に押し当てられてい
る。

詳述すると、装置Ａは箱体８を備えている。こ
の箱体８の底部には、第２図にも示したように、
スリツト状開口部８ａが形成されている。この開
口部８ａにオイル制御膜５の袋状部分５ａが挿入
され、箱外に垂下される。

即ち、５は前述したフロロポア或いはGORE−
TEX JOINT SEALANTの如き、微細連続気孔
を有する４弗化エチレン樹脂膜で、断面Ｕ字形状
の袋部５ａが熱プレスにより絞り加工されてい
る。この膜５の袋に形成されなかつた周辺部５ｂ
と、袋状部分５ａの内開口部８ａの所で箱８の内
面に接する部分が、箱８の内面に接合されるので
あるが、その接合は次の如くなされる。即ち箱８
の膜５が接する内面領域には第３図の如く４弗化
エチレン樹脂の薄層１２が焼付塗装されている。
この塗装層１２に膜５を当接し、微細孔の潰れや
膜の変形防止の為に４弗化エチレン樹脂の融点
（約320℃）よりやや低い温度（例えば約300℃）
に加熱し、加圧して接合する。上記４弗化エチレ
ン樹脂層の代りに、４弗化エチレン−６弗化プロ
ピレン共重合体樹脂薄層を箱体８の内面に焼付塗
装によつて形成し、この層面に膜５を当接して加
熱加圧することにより膜５を箱８に接合してもよ
い。或いは第４図に示す如く上記の箱８に４弗化
エチレン樹脂薄層１２を焼付塗装した上に上記共
重合体樹脂薄層１３を更に形成し、その上に膜５
を当接して加熱加圧することにより、膜５を箱８
に接合してもよい。この後の２者の場合、上記共
重合体の融点は約260℃と４弗化エチレン樹脂の
それより低いので、上記加熱温度を両融点の間に
設定することにより膜５は融けないが上記共重合
体は融け、これによつて膜５を非常に強力に箱８
に接合することができる。

尚、箱８はアルミニウムや真鍮等金属で形成さ
れるもよく、耐熱性の合成樹脂等も使用できる。
また４弗化エチレン樹脂自体で箱８を構成するも
可である。この場合はその箱に前記の如く４弗化
エチレン樹脂層を更に塗装する必要は勿論なく、
膜５を直接、又は前記共重合体層を介して、４弗
化エチレン樹脂箱８に加熱接合すればよい。

さて箱８内にはシリコーンオイルを含浸させた
弾力性を有するオイル保持部材、例えば、耐熱性
スポンジや耐熱性フエルト６が収容され、前記膜
５の袋状部分５ａ内に詰め込まれているそしてこ
の箱８は軸１０に支持された支持部材９に取り付
けられている。而して前記ばね１１により、フエ
ルト６の詰められた膜５の下面がローラ２に当接
せしめられるものである。前述の如く膜５は平均
孔径0.1μ〜５μの連続気孔を有しており、耐熱
フエルト６に含浸しているシリコーンオイルは、
この気孔を通過して定着ローラ２表面に塗布され
る。その際膜５はローラ２の回転による摩擦力を
受けるけれども、前述の如く箱体８の弗素樹脂面
に熱融着する方法で強力に支持している為、膜５
は非常に薄くて機械的強度に劣るにもかかわら
ず、変形等が効果的に防止でき、ローラ２にはオ
イルが適量かつ均一に塗布されるものである。

尚、図示例では箱体８の底板を開口８ａの部分
で外方に少し突出させ、その突出部内面に袋５ａ
の一部を接合した。これによつて膜５の外気に触
れる領域面接を少なくしてオイルの滲出量を少な
くし、オイル使用量を節減するとともに、ローラ
２に当接される袋部５ａの形状や位置を一定に保
持し、オイル塗布量を安定化するものである。

また図示例では、裏面にオフセツト防止液を保
持する耐熱性フエルト６を当接させた膜５表面
は、直接定着ローラ２に当接させた。しかし膜５
表面は直接定着ローラ２ではなく、定着ローラ２
に当接して回転する供給ローラ、又はこの供給ロ
ーラに当接して回転する他の供給ローラ等、ロー
ラ式オフセツト防止液供給手段のローラに当接さ
せてもよい。

また、フロロポアやGORE−TEX JOINT SE
−ALANT等、微細連続気孔を有する４弗化エチ
レン樹脂膜は一つの方向に対しては他の方向に対
してより機械的に伸長しやすい性質を持つことが
ある。この場合前述の膜を構成する高分子は伸長
しにくい方向に揃つて指向しており、従つてこの
方向には膜は伸長しにくいが、これと直交する方
向には膜は容易に伸長してしまう。そして斯様に
分子方向が一方向に揃つてしまうのは前述の膜の
製造時、高分子合成樹脂材の塊りを延伸すること
による。この延伸方向に分子が揃い、そしてこの
方向に対して膜は耐伸長特性を有するものであ
る。このような理由で高分子合成樹脂膜の伸長し
にくい方向を本明細書では延伸方向と呼び、それ
と直角方向の伸長しやすい方向を非延伸方向と呼
ぶことにするが、もとよりこのような呼称は便宜
的なものであり、前述した如き連続気孔を有する
高分子合成樹脂膜には機械的に伸びやすい方向
と、機械的に伸びにくい方向が存在する場合があ
るということが重要である。（例えば前記商品名
の膜の場合同一の力に対して非延伸方向には延伸
方向の３〜10倍伸長する。） いずれにせよ、前述した如く伸びやすい方向と
伸びにくい方向を有する４弗化エチレン樹脂膜５
を、ローラの回転方向と伸びやすい方向とを一致
させた状態でローラに当接させた場合、膜５はロ
ーラとの間の摩擦力によつてローラ５の回転して
行く方向に伸長し、ローラへのオイル塗布量が過
多になる。特に第１図装置の如く膜５が150〜200
℃もの温度に加熱される場合弾性変形限界を越え
て伸び切つてしまい、ローラを停止しても元に復
さなくなるばかりか、破れてしまうこともある。
そこで使用する４弗化エチレン樹脂膜５に伸びや
すい方向と伸びにくい方向とがある場合は、ロー
ラと膜５との当接部に於いてこの伸びにくい方向
がローラの回転方向に一致し、従つて伸びやすい
方向がローラの母線方向に一致するように上記膜
５を方向付け、而して箱８に前記の如く加熱融着
接合するのを良とする。或いは２枚以上の膜を加
熱加圧して接合し、その際少なくとも２枚の膜の
伸びにくい方向を交又（直又が好ましい）させて
おいた積層膜を使用すれば、積層膜中の各膜はど
のように方向付けられて箱８に熱融着接合されて
もよい。もつともこの場合でも積層膜中の少なく
とも１枚の膜の伸びにくい方向をこの積層膜とロ
ーラとの当接部に於いて、ローラの回転方向と一
致させて箱８に熱融着することも可能である。

以上の装置で使用する膜状体５の連続気孔の
径、気孔率、膜の厚さ、オフセツト防止液の粘度
は、即ち、膜状体５の連続気孔を滲出させてロー
ラに供給できる液量を決定するこれら各種の条件
は、トナーが溶融した際の粘度やトナー像支持材
の腰の強さ、定着ローラの表面張力等によつて決
められる。オフセツトの防止、トナー像支持材の
定着ローラへの巻付き防止の為にトナー像支持材
の単位面積当り最低限必要なオフセツト防止液の
量や定着処理速度、即ち定着ローラの回転速度等
の要因を勘案して定められるべきものである。し
かし電子写真や他の静電印刷等の分野で使用され
るトナー像定着装置に於いては、一般に膜状体５
の連続気孔は平均径が0.1乃至５μ、気孔率が20
乃至95％膜厚は0.05乃至１mmでよく、オフセツト
防止液の粘度は室温で100乃至100000CSという極
めて広範囲で選択できる。塗布量を多くするに
は、オフセツト防止液の粘度を低いものとし、及
び、又は膜状体５の連続気孔の平均径を大にし、
及び、又はその気孔率を大にし、及び、又は膜厚
を小にすればよく、塗布量を少なくするには上記
と逆にすればよい。

また以上の実施例では膜５を有する塗布装置に
より直接上側定着ローラ２にオフセツト防止液を
供給したが、塗布装置によりまず下側ローラ３に
オフセツト防止液を塗布し、次に下側ローラ３か
ら上側定着ローラ２に同液を供給するようにして
もよい。

更にまた、以上の実施例ではトナーを加熱溶融
して定着する装置を示したが、本発明はローラ対
でトナー像支持材を強く挾圧して搬送し、圧力に
よつてトナー像を支持材に定着する圧力定着装置
にも使用できる。

いずれにせよ本発明によれば、トナーや紙粉等
で目詰まりせず、高粘度液でも低粘度液でも適量
供給できる制御膜、即ち微細連続気孔を有する４
弗化エチレン樹脂膜を、支持体に熱融着によつて
支持させたから、膜自体非常に薄いにもかかわら
ず、ローラ回転時等に於ける膜の変形等も容易に
防止でき、常時適量のオフセツト防止液を、むら
なく、均一に定着ローラに塗布できるし、また熱
融着面では液の滲出は防止できるからオフセツト
防止液の浪費を防ぐ効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は
実施例の要部分解図、第３図、第４図は接合部の
拡大図、である。 ２，３は定着ローラ、５は微細連続気孔を有す
る４弗化エチレン樹脂膜、８は箱、１２は４弗化
エチレン樹脂塗装層、１３は４弗化エチレン−６
弗化プロピレン共重合体層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トナー像を定着する為にその支持材を挾持搬
   送するローラ対の少なくとも一方に、微細連続気
   孔を有する四弗化エチレン樹脂膜を介してオフセ
   ツト防止液を塗布するようにした定着装置におい
   て、上記四弗化エチレン樹脂膜は袋状部分を有
   し、上記四弗化エチレン樹脂膜を支持する支持部
   材に形成された開口部に上記袋状部分を挿入して
   垂下させると共に、上記支持部材の開口部周辺部
   分に上記四弗化エチレン樹脂膜を熱融着して、上
   記四弗化エチレン樹脂膜を上記支持部材に支持さ
   せたことを特徴とする定着装置。 ２ 前記支持部材は弗素樹脂面を有し、この弗素
   樹脂面に前記四弗化エチレン樹脂膜が熱融着され
   ている特許請求の範囲第１項記載の定着装置。 ３ 前記弗素樹脂面は支持部材基体に四弗化エチ
   レン樹脂を焼付塗装して構成されている特許請求
   の範囲第２項記載の定着装置。 ４ 前記微細連続気孔を有する四弗化エチレ樹脂
   膜は、四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合
   体樹脂層を介し、この共重合体樹脂の融点よりは
   高く四弗化エチレン樹脂の融点よりは低い温度
   で、支持部材に熱融着されている特許請求の範囲
   第１項、第２項又は第３項記載の定着装置。