JP2000131988A - 定着装置の離型剤供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱膨張に伴う内部圧力の増加による離型剤供
給ロール外周面に設けられた表面層の破損を防止し、且
つ、取り付け取り外し等の保守点検性や保管性が優れた
定着装置の離型剤供給装置を提供する。 【解決手段】 転動可能な定着部材６の表面に離型剤Ｓ
を供給する定着装置の離型剤供給装置において、内部に
離型剤Ｓが貯蔵される中空部Ｈを有し外周面よりこの離
型剤Ｓを供給するロール本体１と、このロール本体１の
外周面上に設けられ供給された離型剤Ｓを保持し且つ前
記定着部材６に対する離型剤Ｓの供給量を制御する保持
制御層２とを具備する離型剤供給ロール３と、パイプ状
の形状を有し、前記離型剤供給ロール３の軸方向両端面
中央部を貫通して配設されるパイプ部材４とを備え、こ
のパイプ部材４のうち中空部Ｈ内に配設される部位に通
気孔５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機やプリンタ等の画像形成装置において、定着装置に
離型剤を供給する離型剤供給装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等の画像形成装置におい
ては、用紙上に形成された未定着トナー像を定着して永
久画像にする必要があり、従来より、例えば加熱ロール
と加圧ロールとを圧接配置した定着装置を用い、加熱ロ
ールと加圧ロールとの間に形成された圧接部（ニップ
部）に未定着トナー画像を担持した用紙を通過させ、用
紙上の未定着トナー像を加熱・加圧することにより用紙
上に定着させるようにしたものが広く用いられている。

【０００３】このような定着装置において、加熱ロール
としては、円筒状芯金の表面にシリコーンゴム、フッ素
ゴム等の耐熱性弾性体を被覆したものや、パーテトラフ
ロロエチレン（ＰＴＦＥ）や、パーフロロアルコキシ
（ＰＦＡ）等の耐熱性樹脂を被覆したものが用いられて
いる。一方、加圧ロールとしては、加熱ロールと圧接し
て所定のニップ幅を形成するように、円筒状芯金の表面
にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性弾性体を被覆
したものや、この耐熱性弾性体の上に更にパーテトラフ
ロロエチレン（ＰＴＦＥ）や、パーフロロアルコキシ
（ＰＦＡ）等の耐熱性樹脂を被覆したものが用いられて
いる。

【０００４】ここで、加熱ロール表面に耐熱性弾性体が
被覆されたものを用いた場合、記録材上の未定着トナー
と加熱ロール表面の耐熱性弾性体との離型性が悪いため
に、記録材上の未定着トナーの一部が加熱ロールに転移
し、そのトナーが当該記録材の後端あるいは次に供給さ
れる記録材に再転移して記録材を汚してしまう所謂オフ
セット現象が発生したり、記録材上の未定着トナーが接
着剤となって記録材が加熱ロールに貼り付いて巻き付
き、記録材のジャムが発生したり、記録材が発火してし
まうという技術的課題がみられる。

【０００５】また、加熱ロール表面に耐熱性樹脂が被覆
されたものを用いた場合は、上記のようなオフセット現
象や用紙の巻き付きによる不具合を回避することはでき
るものの、耐熱性樹脂の耐磨耗性が低いために、他の部
材（例えば温度検知センサや用紙剥離爪）や記録材との
接触により耐熱性樹脂が磨耗してしまい、部分的定着不
良の発生に伴うオフセット現象が生じてしまうという技
術的課題がみられる。

【０００６】そこで、これらの技術的課題を解決するた
め、例えばシリコーンオイル等の離型剤を加熱ロール表
面に塗布することにより、加熱ロール表面からのトナー
の離型性を高めると共に、加熱ロール表面の磨耗を防止
するようにしている。

【０００７】そして、近年、このような離型剤供給装置
として、外周部に小さな穴を多数開けたロールの外周面
に耐熱性フェルト等の離型剤保持層を設け、内部に離型
剤を封入した離型剤供給ロールを加熱ロール等の外周面
に圧接させて加熱ロール表面に離型剤を塗布するように
したロールタイプの離型剤供給装置が広く用いられてい
る。これによれば、離型剤が内部に封入されているため
に、離型剤が外部にこぼれにくくしかも定着装置の大型
化や複雑化を防止することも可能となる。また、特開昭
６２−１７８９９２号公報においては、上記の如く構成
した離型剤供給ロール表面に、微多孔質膜の空隙部にシ
リコーンゴムと離型剤の混合物を充填した複合膜を形成
して離型剤透過制御層として使用する提案がなされてお
り、これにより、離型剤の塗布量の制御を精度良く行う
ことができるようになった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の離
型剤供給装置では、加熱ロールが加熱されると離型剤供
給ロールも加熱され、離型剤供給ロール内部の離型剤及
び空気は熱膨張することとなる。このとき、表面に離型
剤透過制御層を有するタイプの離型剤供給ロールにあっ
ては、離型剤透過制御膜の通気性が低いため、熱膨張し
た離型剤及び気体に見合う分の気体が離型剤供給ロール
表面から外部に抜けることができずに離型剤保持層に蓄
積され、離型剤保持層が芯金から剥離したり、離型剤透
過制御層が離型剤保持層から剥離してしまうという不具
合が生じる。このような不具合が発生すると、加熱ロー
ル等への離型剤供給量の制御が不可能となって離型剤の
こぼれ、離型剤不足によるオフセット現象、加熱ロール
の磨耗等が発生するため、高温条件での離型剤供給ロー
ルの使用に制限が生じてしまうという技術的課題がみら
れた。

【０００９】このような技術的課題を解決するために
は、離型剤供給ロールの端面に空気抜き穴を設け、熱膨
張した空気を離型剤供給ロールの外部に逃がすようにす
ればよいが、空気抜き穴を下にして離型剤供給ロールを
縦置きしたり、取り付け及び取り外し時に離型剤供給ロ
ールを傾けたりした場合に、離型剤が外部に漏れ出して
しまうという技術的課題がみられた。

【００１０】このような技術的課題を解決するため、特
開平８−２９７４２７号公報では、離型剤供給ロール内
部に吸油性多孔質材を挿入し、この吸油性多孔質材に離
型剤を吸収させて保持させるようにしたものが提案され
ているが、このように構成したとしても、長時間縦置き
したり傾けたりする場合には効果が無く、離型剤供給ロ
ールの保管時の取扱いに制限が生じてしまう。

【００１１】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、熱膨張に伴う内部圧力の増
加による離型剤供給ロール外周面に設けられた離型剤保
持層や離型剤透過制御層等の表面層の破損を防止し、且
つ、取り付け取り外し等の保守点検性や保管性が優れた
定着装置の離型剤供給装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、図
１（ａ）（ｂ）に示すように、転動可能な定着部材６の
表面に離型剤Ｓを供給する定着装置の離型剤供給装置に
おいて、内部に離型剤Ｓが貯蔵される中空部Ｈを有し外
周面よりこの離型剤Ｓを供給するロール本体１と、この
ロール本体１の外周面上に設けられ供給された離型剤Ｓ
を保持し且つ前記定着部材６に対する離型剤Ｓの供給量
を制御する保持制御層２とを具備する離型剤供給ロール
３と、パイプ状の形状を有し、前記離型剤供給ロール３
の軸方向両端面中央部を貫通して配設されるパイプ部材
４とを備え、このパイプ部材４のうち中空部Ｈ内に配設
される部位に通気孔５を設けたことを特徴とする。尚、
図１（ｂ）は、図１（ａ）をｂ−ｂ面でカットした断面
図である。

【００１３】このような技術的手段において、本願が適
用される定着装置の定着部材６としては、もう一方の定
着部材との間に定着ニップ域を形成するタイプのもので
あれば、加熱用・加圧用を問わず、その形状もロール状
・ベルト状等適宜選定して差し支えない。

【００１４】また、ロール本体１は、内部に貯蔵された
離型剤Ｓを外周面より供給するものであり、その具体的
な態様としては、例えば、ロール本体１の外周面上に多
数の穴を設けるような態様や、ロール本体１の外周面を
多孔質性の材料で構成する態様等が挙げられる。

【００１５】更に、保持制御層２は、供給された離型剤
Ｓを保持し且つ前記定着部材６に対する離型剤Ｓの供給
量を制御する機能を有するものであれば、単層構成であ
っても多層構成であっても差し支えないが、通常は、ロ
ール本体１の外周面上に設けられ供給された離型剤を保
持する保持層２ａと、この保持層２ａ上に設けられ定着
部材６に対する離型剤の供給量を制御する制御層２ｂと
から構成される。

【００１６】ここで、保持制御層２を保持層２ａと制御
層２ｂとで構成する態様において、保持層２ａは、ロー
ル本体１の外周面から供給された離型剤Ｓを保持するも
のであれば適宜選定可能であるが、保持層２ａ上での離
型剤保持量の均一化という観点からすれば、オイルの拡
散性がよいものが好ましく、また、制御層２ｂについて
は、保持層２ａに保持される離型剤Ｓの透過量を制御し
て定着部材６に供給するものであれば適宜選定して差し
支えなく、例えば微多孔質膜などが適用可能であるが、
オイル透過量制御の容易性、オイル透過性の長期安定
性、耐久性、離型性等の確保という観点からすれば、微
多孔質膜中にシリコーンゴムと離型剤Ｓとの混合物を充
填した複合膜を用いることが好ましい。

【００１７】また、パイプ部材４は、離型剤供給ロール
３の軸方向両端面中央部を貫通して配設されるものであ
って、パイプ形状すなわち中空部位を有しその両端側の
少なくとも一端側にこの中空部位と連通して外部に開口
する開口部を有するものであれば適宜選定して差し支え
なく、その断面形状は円筒状に限られない。

【００１８】更に、通気孔５は、パイプ部材４のうち中
空部Ｈ内に配設される部位に設けられるものであって、
前記パイプ部材４の中空部位と連通し、離型剤供給ロー
ル３の中空部Ｈ内と離型剤供給ロール３外部との間を通
気可能にするものである。また、通気孔５の大きさにつ
いては、離型剤Ｓの目詰まりを防止し且つ通気性を確保
できる程度、例えば１ｍｍ以上とすることが好ましく、
通気孔５の配設個数については適宜選定して差し支えな
い。

【００１９】ここで、中空部Ｈに貯蔵される離型剤Ｓの
量は、少なくとも、使用時に通気孔５を塞がない程度の
量に設定する必要がある。また、中空部Ｈに貯蔵される
離型剤Ｓの量は、通気孔５の配設位置に応じ、離型剤供
給ロール３を傾けたり一端側を下側にして縦置きした場
合に、離型剤Ｓが通気孔５からパイプ部材４を介して外
部に漏出しない程度の量に設定することが好ましい。従
って、離型剤供給ロール３のどちらの端部を下側にして
縦置きした場合にも、通気孔５からパイプ部材４を介し
て離型剤Ｓが漏出するのを確実に防止するという観点か
らすれば、通気孔５を中空部Ｈ内の軸方向中央部に対応
する位置に設け、且つ、前記中空部Ｈ内部に貯蔵される
離型剤Ｓの量を当該中空部Ｈの容積の１／２以下に設定
することが好ましい。

【００２０】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。図１において、定着部材６が加熱されると、
離型剤供給ロール３も加熱され、中空部Ｈに貯蔵される
離型剤Ｓや中空部Ｈ内部の気体が膨張する。このとき、
これら膨張した体積に見合う分の気体が、通気孔５から
パイプ部材４を介して外部にスムースに排出される。従
って、当該気体がロール本体１の外周面から排出される
ことがなく、保持制御層２がロール本体１から剥離する
ことがない。また、離型剤供給ロール３を傾けたり立て
掛けたりしたとしても、中空部Ｈ内部の離型剤Ｓが通気
孔５を塞ぐことがないので、保守点検作業時や保管時に
離型剤Ｓが外部へ漏れ出すことがない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図２は、本発明
が適用された定着装置の実施の一形態を示す。同図にお
いて、本実施の形態に係る定着装置は、所定の接触ニッ
プ域を形成する加熱ロール１１と加圧ロール１２とを備
えている。

【００２２】本実施の形態において、加熱ロール１１
は、例えばハロゲンランプからなる熱源１１ａを覆う金
属製のコア材１１ｂと、このコア材１１ｂの外周面に配
設される例えばシリコンゴムからなる弾性層１１ｃと、
更に弾性層１１ｃの外周面に配設される例えばフッ素ゴ
ムからなる被覆層１１ｄとを備えている。また、加圧ロ
ール１２は、金属製のコア材１２ａと、このコア材１２
ａの外周面に配設されるシリコンゴムからなる弾性層１
２ｂと、更に弾性層１２ｂの外周面に配設されるフッ素
ゴムからなる被覆層１２ｃとを備えている。

【００２３】更に、加熱ロール１１の表面には、加熱ロ
ール１１の表面温度を測定する温度検知センサ２１、ト
ナーＴが定着された用紙Ｐを加熱ロール１１から剥離す
るための剥離爪３１が設けられ、更にまた、加熱ロール
１１と加圧ロール１２との接触ニップ域の手前側には、
トナーＴが転写された定着前の用紙Ｐを前記接触ニップ
域に導く用紙ガイド４１が設けられている。

【００２４】また、加熱ロール１１には、内部に離型剤
としてのオイルを貯蔵し、加熱ロール１１に離型剤とし
てのオイルを供給するオイル供給ロール５１が従動回転
可能に圧接配置されている。ここで、オイル供給ロール
５１は、図３及び図４に示すように、アルミニウム、
鉄、銅、ステンレス等の金属にて形成された円筒部材の
外周面に１〜３ｍｍの小孔５３が数十個開設された円筒
状芯金５２と、この芯金を厚さ１〜３ｍｍで被覆する耐
熱性フエルト、シリコーンスポンジ等で形成されたオイ
ル保持層５４と、このオイル保持層５４上に設けられ厚
さ数十μｍのポリテトラフルオロエチレン多孔質フィル
ムの空隙部にシリコーンゴムとオイルの混合物を充填し
たオイル制御層５５と、前記円筒状芯金５２の両端開口
部を覆うように設けられ芯金５２内部に中空部Ｈを形成
する円形状の金属板５６と、この両端の金属板５６を貫
通して配設され、中空部Ｈの中央部に対応する位置に空
気抜き穴５７ａを設けた円筒シャフト５７とから構成さ
れている。尚、上記オイル保持層５４については、単層
構造のものの外に例えば不織紙等を追加した多層構造の
ものも採用してもよい。

【００２５】更に、上記芯金５２内部の中空部Ｈには、
離型剤として粘度１００〜１０００ＣＳｔのシリコーン
オイルＳが芯金５２の内容積の１／２以下（例えば４０
％）の量だけ封入されており、このシリコーンオイルＳ
が芯金５２外周面の小孔５３を通過してオイル保持層５
４内に含浸保持されるようになっている。本実施の形態
では、上記オイル保持層５４の外周面にはオイル保持層
５４よりシリコーンオイルＳを透過しにくいオイル制御
層５５があるため、オイル保持層５４からシリコーンオ
イルＳが無制限に浸出することを防止できる構造となっ
ている。

【００２６】また、本実施の形態では、図５に示すよう
に、オイル供給ロール５１の円筒シャフト５７がオイル
供給ロール５１の回転軸も兼ねるようになっており、こ
の円筒シャフト５７が回転自在に係合される軸受６１を
介してスプリング７１にて加熱ロール１１と従動するの
に十分な１〜２ｋｇｆの荷重で圧接され、加熱ロール１
１との間に１〜３ｍｍのニップ幅を形成するようになっ
ている。そして、このニップ域によって上記オイル保持
層５４が圧縮され、内部に含浸しているシリコーンオイ
ルＳが上記オイル制御層５５を透過、浸出し、加熱ロー
ル１１表面に一定量のシリコーンオイルＳを塗布する構
造となっている。尚、シリコーンオイルＳは、上述した
ように、上記オイル制御層５５の作用により、上記オイ
ル保持層５４から無制限に浸出しないため、シリコーン
オイルＳの持ちが良く、かつ消費されたシリコーンオイ
ルＳは再び中空部Ｈより供給され、常に一定量のシリコ
ーンオイルＳが上記オイル保持層５４内部に含浸保持さ
れることとなるため、それによって加熱ロール１１表面
に必要量のシリコーンオイルを長期に渡って安定して供
給できる構成となっている。

【００２７】次に、本実施の形態に係る作動について説
明する。図２において、用紙Ｐ上の未定着トナーＴを定
着するため、加熱ロール１１と加圧ロール１２とがニッ
プした状態で回転し、同時に加熱ロール１１に圧接配置
されるオイル供給ロール５１も従動回転する。そして、
熱源１１ａによって加熱ロール１１が加熱される。ここ
で、熱源１１ａによって加熱された加熱ロール１１の温
度は温度検知センサ２１によって検知され、図示しない
ＣＰＵによって再度加熱するか、加熱を中止するか判断
し、熱源１１ａをオンオフ制御して加熱ロール１の温度
は所定値に保持される。このとき、オイル供給ロール５
１は加熱ロール１１表面に圧接しているため、昇温が終
了した時点で、オイル供給ロール５１の温度は加熱ロー
ル１１の温度より若干低い温度にて安定維持され、本実
施の形態では、例えば、加熱ロール１１の温度が１５０
℃の場合に、オイル供給ロール５１の温度は約１３０℃
で維持される。

【００２８】そして、加熱ロール１１の温度が上昇し、
オイル供給ロール５１の温度が上昇するに従って、芯金
５２内部の中空部Ｈに存在する空気及びシリコーンオイ
ルＳは熱膨張し始め、中空部Ｈ内部の圧力が増加する。
ここで、本実施の形態では、熱膨張により体積が増加し
た分の空気は、円筒シャフト５７に設けられた空気抜き
穴５７ａより円筒シャフト５７を介して中空部Ｈの外部
にスムースに排出され、中空部Ｈ内部の圧力を増加させ
ることがないため、小孔５３から外部へ排出されること
がなく、従って、オイル保持層５４やオイル制御層５５
が剥離することがない。

【００２９】また、本実施の形態では、円筒シャフト５
７に設ける空気抜き穴５７ａを中空部Ｈの中央部に対応
する位置に配設し、且つ、シリコーンオイルＳを芯金５
２の内容積の１／２以下の量（本実施の形態では４０
％）だけ封入するようにしているので、軸方向どちらの
端部を下側にして縦置きしたとしても、図６に示すよう
に、中空部Ｈ内部のシリコーンオイルＳの液面が、円筒
シャフト５７に設けられた空気抜き穴５７ａの高さまで
到達することがなく、従って、長期にわたってシリコー
ンオイルＳが外部に漏れ出すことがない。

【００３０】尚、本実施の形態では、加熱ロール１１に
オイル供給ロール５１を付設する構成について説明を行
ったが、これに限られるものではなく、加圧ロール１２
側にオイル供給ロール５１を付設したり、加熱ロール１
１及び加圧ロール１２双方にオイル供給ロール５１を付
設してもよいことは勿論である。また、本実施の形態で
は、ロール状の定着部材にオイル供給ロール５１を配設
するようにしていたが、これに限られるものではなく、
ベルト状の定着部材に本実施の形態のオイル供給ロール
５１を配設してもよいことは勿論である。

【００３１】また、本実施の形態において、加熱ロール
１１が回転を停止している場合に、加熱ロール１１への
局所的なシリコーンオイルＳの付着を防止するという観
点からすれば、オイル供給ロール５１を加熱ロール１１
に対して接離可能に配設し、加熱ロール１１の回転停止
時には、オイル供給ロール５１を加熱ロール１１から離
間させることが好ましい。

【００３２】更に、このような態様にあっては、回転停
止時に空気抜き穴５７ａへシリコーンオイルＳが不必要
に流入するのを確実に防止するという観点からすれば、
回転停止時に空気抜き穴５７ａが上側を向くようにする
ことが好ましい。この具体的な手段としては、金属板５
６や芯金５２におもりを取り付けて離間時にオイル供給
ロール５１を自重で回転させて空気抜き穴５７ａが上を
向く位置で停止させるようにしたり、また、空気抜き穴
５７ａが上を向く位置まで回転してから停止し、その後
離間する態様等が挙げられる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内部に離型剤を保持する中空部を有し、その外周面に保
持制御層を具備する離型剤供給ロールの軸方向両端面中
央部に、中空部内に配設される位置に通気孔を設けたパ
イプ部材を貫通して配設し、離型剤供給ロールが加熱ロ
ール等の定着部材によって加熱される際に、加熱によっ
て膨張した体積に見合う分の気体を通気孔からパイプ部
材を介して外部にスムースに排出するようにしたので、
中空部内の内部圧力を一定に保つことが可能となり、保
持制御層の剥離を防止することができる。また、離型剤
供給ロールを傾けたり立て掛けたりしたとしても、中空
部内部の離型剤が通気孔を塞ぐことがないので、保守点
検作業時や保管時に離型剤が外部へ漏れ出すのを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本発明に係る定着装置の離型剤供給
装置の概要を示す断面図、（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ
線断面図である。

【図２】 本発明が適用された定着装置の実施の一形態
を示す説明図である。

【図３】 実施の一形態に係るオイル供給ロールの斜視
図である。

【図４】 実施の一形態に係るオイル供給ロールの断面
図である。

【図５】 実施の一形態に係るオイル供給ロールの定着
装置への取り付けを説明する斜視図である。

【図６】 実施の一形態に係るオイル供給ロールの縦置
き時の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…ロール本体，２…保持制御層，２ａ…保持層，２ｂ
…制御層，３…離型剤供給ロール，４…パイプ部材，５
…通気孔，６…定着部材，１１…加熱ロール，１１ａ…
熱源，１２…加圧ロール，２１…温度検知センサ，３１
…剥離爪，４１…用紙ガイド，５１…オイル供給ロー
ル，５２…芯金，５３…小孔，５４…オイル保持層，５
５…オイル制御層，５６…金属板，５７…円筒シャフ
ト，５７ａ…空気抜き穴，Ｓ…離型剤（シリコーンオイ
ル），Ｈ…中空部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転動可能な定着部材の表面に離型剤を供
   給する定着装置の離型剤供給装置において、 内部に離型剤が貯蔵される中空部を有し外周面よりこの
   離型剤を供給するロール本体と、このロール本体の外周
   面上に設けられ供給された離型剤を保持し且つ前記定着
   部材に対する離型剤の供給量を制御する保持制御層とを
   具備する離型剤供給ロールと、 パイプ状の形状を有し、前記離型剤供給ロールの軸方向
   両端面中央部を貫通して配設されるパイプ部材とを備
   え、 このパイプ部材のうち中空部内に配設される部位に通気
   孔を設けたことを特徴とする定着装置の離型剤供給装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の定着装置の離型剤供給
   装置において、 前記保持制御層は、ロール本体の外周面上に設けられ供
   給された離型剤を保持する保持層と、この保持層上に設
   けられ定着部材に対する離型剤の供給量を制御する制御
   層とからなることを特徴とする定着装置の離型剤供給装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の定着装置の離型剤供給
   装置において、 前記通気孔を中空部内の軸方向中央部に対応する位置に
   設け、且つ、前記中空部内部に貯蔵される離型剤の量を
   当該中空部の容積の１／２以下に設定したことを特徴と
   する離型剤供給装置。