JP2000235322A

JP2000235322A - 定着装置

Info

Publication number: JP2000235322A
Application number: JP3641799A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hosoi; 細井　　敦; Nobumori Shimizu; 信盛清水; Keigo Kaji; 圭吾梶
Original assignee: Canon Inc; Copyer Co Ltd
Current assignee: Canon Inc; Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-29
Anticipated expiration: 2019-02-15
Also published as: JP3584175B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱容量の小さい定着ローラを使用した定着装
置において、定着性能の低下、及び記録材の裏汚れを防
止する。【解決手段】加圧ローラ２に当接されて従動回転する
ローラ状の良熱伝導部材４を設ける。定着動作に伴って
発生する加圧ローラ２の汚れ量をＷ₀ 、この汚れ量Ｗ₀
のうち良熱伝導部材４に捕獲される汚れ量をＷ₁ 、回収
率をα＝（Ｗ₁ ／Ｗ₀ ）、定着ニップ部をＮ₁ 、加圧ロ
ーラ２と良熱伝導部材４との当接部をＮ₂、加圧ローラ
２表面の移動方向に沿って測った定着ニップ部Ｎ₁ から
当接部Ｎ₂までの距離をＬとしたときに、該距離Ｌを、
回収率αが、α＜０．１を満たすように設定する。さら
に、良熱伝導部材４表面に、定着装置によって定着され
るトナーよりもメルト・インデックス値の小さい樹脂に
よる表面コート層を設ける。これにより、加圧ローラ２
上のトナーは、良熱伝導部材４に付着せず、かつ、加圧
ローラ２上の紙粉は良熱伝導部材４によって回収され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱・加圧によっ
て記録材上にトナー像を定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザプリンタ等の画像
形成装置において、画像形成部で記録材上に形成したト
ナー像を、加熱・加圧して記録材表面に定着させる定着
装置が知られている。さらに、近時、エネルギーの利用
効率を高めるために、定着装置の定着回転体の熱容量を
小さくし、定着回転体を定着動作可能温度まで上昇させ
るのに必要なエネルギー（電力）を少なくした定着装置
も知られている。

【０００３】このような定着装置では、定着回転体は、
熱容量が小さいために、定着時の記録材によって熱を奪
われやすい。したがって、定着回転体及びこれに当接さ
れている加圧回転体は、長手方向についての記録材が通
過する領域（以下「通紙領域」という。）とこれ以外の
領域（以下「非通紙領域」という。）とで温度が不均一
になりやすい。そして、非通紙領域の温度が上昇し、定
着回転体表面に形成されている高離型性層（一般にＰＦ
Ａ、ＰＴＦＥ等のテフロン（登録商標）樹脂又はＳｉゴ
ム層）が熱劣化してしまう、という欠点があった。

【０００４】これを防止するために、最大幅の記録材に
対して小さな幅の記録材（以下「小サイズ紙」とい
う。）を用いる場合に、小サイズ紙と次の小サイズ紙と
の間の通紙間隔を広げ、温度がある程度均一化されてか
ら次の小サイズ紙の定着動作をさせるものが実用化され
ている。

【０００５】ところがこの方法は、スループットが低下
し、その分、画像形成装置本体の動作時間が長くなって
エネルギーを余分に消費するという別の欠点がある。

【０００６】図２に、この欠点を解消した定着装置を示
す。この定着装置は、内側にヒータ（加熱部材）３を有
する定着ローラ（定着回転体）１に加圧ローラ（加圧回
転体）２を当接させて定着ニップ部Ｎ₁ を構成し、さら
に、矢印Ｒ２方向に回転する加圧ローラ２の長手方向の
ほぼ全長にわたって良熱伝導部材４を当接させたもので
ある。

【０００７】表面に未定着トナー像を担持し、定着入口
ガイド５にガイドされて定着装置に供給された記録材Ｐ
は、定着ニップ部Ｎ₁ にて挟持搬送されつつ、ヒータ３
の加熱によって表面にトナー像が定着される。定着ロー
ラ１は、熱容量が小さく構成されているので、記録材Ｐ
の通紙によって通紙領域と非通紙領域との温度差が大き
くなり、非通紙領域の温度が高くなる。加圧ローラ２も
同様に通紙領域よりも非通紙領域の温度が高くなるが、
加圧ローラ２には、良熱伝導部材４が長手方向のほぼ全
長にわたって当接されているので、通紙領域と非通紙領
域との温度が均一化される。このため、全体として、通
紙領域と非通紙領域との温度差が少なくなる。

【０００８】この良熱伝導部材４を使用した定着装置に
おいては、定着ローラの熱劣化を防止し、かつ、スルー
プットの低下を防止することが可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
２に示す定着装置では、良熱伝導部材４にオフセットト
ナー等が付着しやすいため、熱の均一化効果が減殺され
て定着性が低下し、記録材Ｐの裏汚れが発生するという
問題があった。

【００１０】同図に示すように、良熱伝導部材４は、加
圧ローラ２の回転方向（矢印Ｒ２方向）についての定着
ニップ部Ｎ₁ のすぐ下流側に配設されている。これは、
同図中の左方が画像形成装置本体の外部にあたり、良熱
伝導部材４を図中の位置に配置した場合には、外部から
の整備性・交換性が向上するからである。

【００１１】しかし、良熱伝導部材４は、このような位
置に配置された場合、定着動作に伴って発生する微量な
オフセットトナーが定着ローラ１から加圧ローラ２を経
て付着しやすい。そして、定着動作を繰り返していると
オフセットトナーが良熱伝導部材４上に蓄積され、良熱
伝導部材４の熱均一化の効果が弱まる。また、良熱伝導
部材４の表面にトナーが多量に堆積した場合には、例え
ば小サイズ紙の連続して定着したときに、良熱伝導部材
４上の堆積トナーが溶融し、加圧ローラ２側に逆転移
し、これにより記録材Ｐの裏面が汚される現象、いわゆ
る裏汚れが生じるという問題があった。さらには良伝導
部材４は表面に堆積したトナーが定着装置の壁等に接触
して負荷抵抗が増大するため、定期的に清掃又は交換す
る必要があった。

【００１２】上述のような良熱伝導部材４へのオフセッ
トトナーの付着は、特開昭６１−６７０７０号公報など
に記載されているように、良熱伝導部材４の表面にあら
かじめトナー又はトナーと同系統の樹脂層を有するクリ
ーニングローラでは顕著に現れる。

【００１３】このような良熱伝導部材４へのトナーの付
着の問題は、例えば、特開平１０−２６８６９０号公報
に記載されているように、良熱伝導部材４にクリーニン
グ部材を設けることにより解消することが可能である
が、この場合には、クリーニング部材を設ける分、装置
構成が複雑になる。

【００１４】さらに紙粉の問題もある。定着時には、記
録材Ｐから発生する紙粉（主に紙中に含まれる填料であ
る、タルクや炭酸カルシウム）が加圧ローラ２に付着す
る。記録材Ｐによっては、紙粉が多量に発生し、その紙
粉が加圧ローラに表面に付着すると、加圧ローラ２表面
の離形性が低下して加圧ローラ２表面に付着するオフセ
ットトナーが増加する。これにより、記録材Ｐの裏汚れ
が発生する。

【００１５】上述のように、従来、オフセットトナーが
加圧ローラ２を介して良熱伝導部材４に付着し、良熱伝
導部材４の熱均一化の効果が弱まって、定着性が低下
し、記録材Ｐの裏汚れが発生しやすかった。また、紙粉
が加圧ローラ２表面に付着し、加圧ローラ２の離型性が
低下し、このことによっても記録材Ｐの裏汚れが発生し
やすかった。

【００１６】本発明は、上述事情に鑑みなされたもので
あり、良熱伝導部材にクリーニング部材を設けることな
く、オフセットトナーについてはこれが加圧回転体を介
して良熱伝導部材に付着することを防止し、かつ紙粉に
ついては加圧回転体に付着した紙粉を良熱伝導部材で積
極的に回収することにより、定着性の低下や記録材の裏
汚れを防止するようにした定着装置を提供することを目
的とするものである。

【００１７】なお、紙粉が良熱伝導部材に付着すること
は必ずしも好ましいことではないが、紙粉が加圧回転体
に付着していることによる弊害の方が大きい。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る本発明は、加熱部材によって加熱さ
れる定着回転体と、該定着回転体に当接されて定着ニッ
プ部を形成する加圧回転体とを備え、未定着トナー像を
担持した記録材を前記定着ニップ部にて挟持搬送しなが
ら加熱・加圧して記録材表面に定着させる定着装置にお
いて、前記加圧回転体に当接されて従動回転するローラ
状の良熱伝導部材を備え、定着動作に伴って発生する前
記加圧回転体の汚れ量をＷ₀ 、該汚れ量Ｗ₀ のうち前記
良熱伝導部材に捕獲される汚れ量をＷ₁ 、回収率をα＝
（Ｗ₀ ／Ｗ₁ ）、前記定着ニップ部をＮ₁ 、前記加圧回
転体と前記良熱伝導部材との当接部をＮ₂ 、前記加圧回
転体表面の移動方向に沿って測った前記定着ニップ部Ｎ
₁ から前記当接部Ｎ₂ までの距離をＬとしたときに、該
距離Ｌを、回収率αが、α＜０．１を満たすように設定
し、かつ、前記良熱伝導部材表面に、前記定着装置によ
って定着されるトナーよりもメルト・インデックス値の
小さい樹脂による表面コート層を設ける、ことを特徴と
する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２０】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る定
着装置の一例を示す。なお、同図は、概略構成を示す縦
断面図である。

【００２１】同図に示す定着装置は、定着回転体である
定着ローラ１と、この定着ローラ１に下方から当接され
た加圧回転体である加圧ローラ２と、定着ローラ１の内
側に配設されたヒータ３と、加圧ローラ２に当接された
良熱伝導部材である放熱ローラ４と、を主要構成部材と
して構成されている。上述の定着ローラ１と加圧ローラ
２との間には、定着ローラ１（又は加圧ローラ２）の長
手方向（同図の表裏方向）に沿って帯状の定着ニップ部
Ｎ₁ が形成されている。記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋｐ
方向）に沿っての定着ニップ部Ｎ₁ の上流側には定着入
口ガイド５が配設されている。

【００２２】以下、定着ローラ１から順に説明する。

【００２３】定着ローラ１は、省電力やクイックスター
トを目的として熱容量を小さくするために、材質として
外径３２mm、肉厚０．５８ｔのアルミニウム製の素管を
使用した。この素管の外周面には、離型性に優れたテフ
ロンコートを施した。定着ローラ１は、駆動手段（不図
示）によって矢印１方向に周速Ｖ₁ で回転駆動される。

【００２４】加圧ローラ２は、直径８mmの鉄製の芯金２
ａの外周面に、ＡＳＫＥＲＣ硬度で５０度の、外径３
０mmのスポンジ層２ｂを設け、さらにその外周面を厚さ
５０μｍのＰＦＡチューブ２ｃで被覆して構成した。加
圧ローラ２全体は、付勢手段（不図示）によって所定の
当接圧をもって定着ローラ１に押圧されており、これに
より、定着ローラ１と加圧ローラ２との間には、両ロー
ラの長手方向に沿って帯状の定着ニップ部Ｎ₁ が形成さ
れる。この定着ニップ部Ｎ₁ の長さは、ここに通紙され
る最大幅の記録材Ｐの左右方向の幅よりも長く形成され
ている。加圧ローラ２は、定着ローラ１の矢印Ｒ１方向
の回転に伴って矢印Ｒ２方向に周速Ｖ₂で従動回転され
る。

【００２５】ヒータ３としては、棒状のハロゲンヒータ
を使用し、定着ローラ１の回転中心に、軸に沿って配設
した。

【００２６】放熱ローラ４としては、Ａｌ、Ｃｕなどの
金属又はアルミナ等の良熱伝導性の材料が用いることが
できる。本実施の形態では、直径１６mmのＡｌの金属ロ
ーラ４ａを使用した。Ａｌの金属ローラ４ａの表面に
は、定着装置によって記録材Ｐ上に定着されるトナーよ
りも、ＭＩ値（メルト・インデックス値）が小さい樹脂
による表面コート４ｂが施されている。この表面コート
４ｂについては、後に詳述する。放熱ローラ４は、付勢
手段（不図示）によって加圧ローラ２に所定の圧力で当
接されている。この当接部Ｎ₂ までの距離は、定着ニッ
プ部Ｎ₁ から加圧ローラ２表面の移動方向に沿って測っ
た距離でＬ（本実施の形態では６０mm）に設定してあ
る。放熱ローラ４は、加圧ローラ２の矢印Ｒ２方向の回
転に伴って矢印Ｒ４方向に従動回転する。

【００２７】定着入口ガイド５は、記録材Ｐの搬送方向
（矢印Ｋｐ方向）に沿っての定着ニップ部Ｎ₁ のすぐ上
流側に配設されている。定着入口ガイド５は、画像形成
部（不図示）において表面にトナー像を担持した記録材
Ｐが定着装置に供給される際に、その記録材Ｐの裏面に
接触してこれをガイドし、記録材Ｐの先端が円滑に定着
ニップ部Ｎ₁ に進入するようにするものである。

【００２８】上述構成の定着装置が、複写機、レーザプ
リンタ等の画像形成装置に装着された場合の動作は、次
の通りである。

【００２９】画像形成装置の画像形成部において、記録
材Ｐ上にトナー像が形成される。例えば、感光ドラム表
面を均一に帯電し、露光して静電潜像を形成する。この
静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像す
る。このトナー像を記録材Ｐに転写することで、記録材
Ｐ上にトナー像を形成することができる。

【００３０】画像形成部で記録材Ｐ上に形成されたトナ
ー像は、未定着トナー像である。この未定着トナー像を
表面に担持した記録材Ｐは、定着入口ガイド５に沿って
矢印Ｋｐ方向に搬送され、定着ニップ部Ｎ₁ に挿通され
る。記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎ₁ によって挟持搬送さ
れながら、所定の加熱・加圧を受け、表面にトナー像が
定着される。トナー像定着後の記録材Ｐは、画像形成装
置本体（不図示）の外部に排出され、これにより画像形
成が終了する。

【００３１】本実施の形態で使用した定着装置では、図
３に示すように中央通紙基準とし、定着ローラ１表面に
おける長手方向の中央部には温調用の第１サーミスタが
当接されている（図３の「第１サーミスタ位置」参
照。）。この第１サーミスタ位置は、通紙領域の中央と
一致する。また、定着ローラ１表面における長手方向の
一方の端部には、端部昇温監視用の第２サーミスタが当
接されている（図３の「第２サーミスタ位置」参
照。）。この第２サーミスタ位置は、通紙最大幅の記録
材Ｐにとっては通紙領域内に相当するが、小サイズ通紙
幅の記録材Ｐ（小サイズ紙）にとっては非通紙領域に相
当する。

【００３２】本実施の形態の定着装置では、第１サーミ
スタの検知信号に応じてヒータ３への通電を制御し、定
着温度が一定となるようにしている。

【００３３】最大通紙幅の記録材Ｐを使用した場合、第
１サーミスタ及び第２サーミスタの検知温度にほとんど
差は生じないが、小サイズ通紙幅の記録材Ｐを使用した
場合には、定着ローラ１表面の熱が通紙領域のみ記録材
Ｐ及びトナーによって奪われるので、第１サーミスタと
第２サーミスタとの間に大きな温度差を生じる。第２に
サーミスタの検知温度の方が高くなるのである。

【００３４】例えば、上述構成の定着装置を、キヤノン
製複写機ＮＰ６０１６に組み込み、第１サーミスタで１
６０℃になるように温調したところ、最大通紙幅（２９
７mm）であるＡ４横の記録材Ｐを使用した場合は、通紙
領域に入る第２サーミスタの検知温度は記録材Ｐの通紙
枚数に関係なく、１６０℃前後の値を示した。これに対
し、第１サーミスタの温調温度を同じ１６０℃として、
通紙幅が２１０mmのＡ４縦の記録材Ｐを使用した場合に
は、通紙領域から外れる（非通紙領域に入る）第２サー
ミスタは検知温度が約５００枚の連続通紙で２００℃前
後に上昇した。このとき第１サーミスタと第２サーミス
タとの検知温度の差は、約４０℃となった。

【００３５】従来の、放熱ローラを有しない定着装置に
おいては、第２サーミスタの検知温度が所定以上の値に
なった場合には、定着ローラ１近傍の多くの部品の寿命
に影響を与えるので、所定以上にならないように、記録
材Ｐと次の記録材Ｐとの紙間を広げる等で対処して、非
通紙領域の昇温を防止するようにしていた。

【００３６】また、放熱ローラ４を有する定着装置であ
っても、図２に示す従来のものでは、放熱ローラ４がト
ナー（オフセットトナー）で汚れやすいため、トナー層
が厚く蓄積して放熱ローラ４による温度の均一化の効果
が薄れ、非通紙部昇温が大きくなりがちであった。この
ため、記録材Ｐの紙間をあける必要が生じ、コピー速度
が減少してスループットが低下し、初期の性能を維持で
きないことがあった。

【００３７】本出願人は、前述の、定着ニップ部Ｎ₁ か
ら放熱ローラ４の当接部Ｎ₂ までの距離Ｌをある一定値
以上にすると放熱ローラ４の汚れが極端に減少すること
を見出した。この点について、以下に説明する。

【００３８】図４に、ヒータ３の温調温度（温調）、定
着ローラ１の周長（周長）、加圧ローラ２の直径（加圧
径）、放熱ローラ４の直径（放熱径）、距離Ｌ（Ｌ）の
関係を示す。同図中の結果欄の「○」は放熱ローラ４の
「汚れなし」、「×」は「汚れあり」を示す。

【００３９】同図からは、放熱ローラ４の汚れは、定着
ローラ１の周長、加圧ローラ２の直径、及び放熱ローラ
４の直径には依存せず、距離Ｌへの依存が高いことがわ
かる。

【００４０】つづいて、加圧ローラ２の周速Ｖ₂ 、距離
Ｌをパラメータとして、放熱ローラ４の汚れの実験を行
った。このとき、温調温度は１６０℃、定着ローラ１の
周長は１４１mm、放熱ローラ４の直径は１６mmに固定し
ている。

【００４１】この結果、放熱ローラ４の汚れは、加圧ロ
ーラ２の周速Ｖ₂ と距離Ｌに依存し、トナー表面固化時
間Ｔ＝Ｌ／Ｖ₂ の値が約０．４７以下であれば発生し、
Ｌ／Ｖ₂ が約０．５以上であれば発生しないことがわか
る。このように、Ｌ／Ｖ₂ に依存するいうことは、定着
ニップ部Ｎ₁ を出てからの時間Ｔにのみ依存していると
いうことを意味している。

【００４２】さらにトナーの種類を変化させて、Ｌ／Ｖ
₂ に変化があるかの実験を行った。トナーとして、メイ
ンの樹脂の種類・磁性体量等の異なる４種類のトナーに
ついてＬ／Ｖ₂ の値と、汚れの発生との関係を調べた。
ここで、トナーＡは、本実施の形態で使用したトナーで
ある。

【００４３】この結果を図６に示す。トナーの種類によ
って、放熱ローラ４の汚れを発生しなくなる時間Ｌ／Ｖ
₂ は異なるが、ある値以上になれば放熱ローラ４の汚れ
は極めて減少することがわかる。放熱ローラ４の汚れの
発生が、加圧ローラ２と放熱ローラ４との当接部Ｎ₂ の
温度によらず、定着ローラ１と加圧ローラ２との間の定
着ニップ部Ｎ₁ を通過してからの時間に依存するのは、
定着ニップ部Ｎ₁ 内で溶融したオフセットトナーが加圧
ローラ２の回転に伴って空気に触れ、急速にごく表面の
トナーの温度が低下して固化し、ある時間を過ぎると放
熱ローラ４に付着しずらくなるためと考えられる。

【００４４】また、トナー種によって汚れが防止される
までの時間Ｌ／Ｖ₂ が異なる。これは、トナーのごく表
面層部での現象なので、オフセットトナー自体の量、ト
ナーの熱容量、トナーの熱伝導率が微妙に影響している
と考えられるが、詳細は、未解決である。

【００４５】ただし、実験的には、このトナー表面固化
時間Ｔ＝Ｌ／Ｖ₂ は、容易に求めることができる。実験
的には、加圧ローラ２に対する放熱ローラ４の当接部Ｎ
₂ の位置を変えて、５万枚程度の耐久を行い、放熱ロー
ラ４の汚れを見ればよいが、非常に手間のかかる作業と
なる。

【００４６】本出願人は、簡易にこの当接部Ｎ₂ の位置
（したがって、距離Ｌ）を決定する方法を見出した。

【００４７】図７にその概要を示す。同図中の４Ａ〜４
Ｅは、当接部Ｎ₂ の位置を変化させた（定着ニップ部Ｎ
₁ からの距離Ｌを変化させた）ときの放熱ローラ４を示
す。図５の実験装置で、５１は、加圧ローラ２に当接さ
れたＳＵＳ又はリン青銅等の薄板で形成された弾性体の
スクレーパである。Ａ３サイズの記録材Ｐ上に反射濃度
０．４〜０．５の濃度のベタトナー画像を形成し、２０
０枚分定着動作を行い、スクレーパ５１で加圧ローラ２
表面上の汚れ物質を全量回収し、その重量（汚れ量）Ｗ
₀ を測定する。次に、放熱ローラ４を加圧ローラ２に当
接させ、上述と同様に２００枚の定着動作を行い、放熱
ローラ４の重量変化（汚れ量）Ｗ₁ （実験終了後と開始
前の放熱ローラ４の重量差）を測定する。ここでＷ₁ ／
Ｗ₀ を回収率αと呼ぶことにする。

【００４８】図８は、トナー種を変えてＬ／Ｖ₂ の値
と、回収率αとの関係を示した図である。これと、前述
の図６との結果を合わせると、回収率αが０．１未満と
なるように放熱ローラ４の位置を、したがって、このよ
うな位置となるように距離Ｌを設定すると実際の定着動
作を長くつづけても、放熱ローラ４へのトナーの付着が
防止され、良好な性能を維持できることがわかった。

【００４９】しかしながら、記録材Ｐとして紙粉の発生
量の多い紙を通紙した場合、紙粉（紙中の填料であるタ
ルク、炭酸カルシウム等）が、加圧ローラ２表面に付着
し、その付着部分の離型性が低下し、オフセットトナー
が紙粉を核として加圧ローラ２表面に付着し、加圧ロー
ラ汚れを引き起こし、記録材Ｐの裏汚れ等の問題が発生
することがある。

【００５０】本実施の形態の定着装置では、放熱ローラ
４は、金属ローラ４ａの表面に、ＭＩ値（メルト・イン
デックス値）が、画像形成で使用するトナーより小さい
樹脂による表面コート４ｂを設けている。定着装置の動
作に伴って加圧ローラ２及び放熱ローラ４の表面温度が
上昇し、表面コート４ｂを構成する樹脂が熱により軟化
し、粘性が低くなるので、加圧ローラ２の表面に付着し
ている紙粉を放熱ローラ４表面の樹脂で回収することが
できる。

【００５１】なお、放熱ローラ４表面の樹脂の粘性が逆
に高い場合には、加圧ローラ２上の紙粉だけでなく、ト
ナーをも回収してしまい、そのトナーにより次々とトナ
ーを回収することになり、放熱ローラ４が太り、長期に
わたって使用した場合には、蓄積したトナーにより端部
の温度上昇が大きくなり、画像形成効率が下がり、さら
にトナー層が厚くなると、加圧ローラ２と放熱ローラ４
との回転時に異音が発生し、ついには回転がスムースで
なくなり通紙が困難となった。

【００５２】加圧ローラ２上のトナーを回収せずに、紙
粉のみを回収させるには、次の２点を抑える必要があ
る。

【００５３】第１は、加圧ローラ２上のトナーの粘度、
特に放熱ローラ４と接触する面に付着しているトナーの
粘度が低下していて、放熱ローラ４への転移が抑制され
る点であり、第２は、加圧ローラ２と放熱ローラ４との
当接部Ｎ₂ において加圧ローラ２からの紙粉を除去し、
かつトナーは加圧ローラ２に残すことが可能な粘度を放
熱ローラ４の表面コート４ｂに与える点である。

【００５４】第１の点については、加圧ローラ２と放熱
ローラ４との当接部Ｎ₂ を、加圧ローラ２上のトナー表
面が固化した後に配置することにより達成される。これ
は、前述した通りである。

【００５５】第２の点については、放熱ローラ４は、ト
ナーとの接着力が加圧ローラ２よりも弱く、かつ紙粉と
の接着力が加圧ローラ２よりも大きくなるようにすれば
よい。すなわち、（放熱ローラとトナーとの接着力）＜（加圧ローラとト
ナーとの接着力）かつ、（放熱ローラと紙粉との接着力）＜（加圧ローラと紙粉
との接着力）の条件を同時に満足すればよい。

【００５６】以下に、これらの条件を満たす構成につい
て説明する。

【００５７】加圧ローラ２上のトナーは、定着動作に伴
って一度、定着ニップ部Ｎ₁ 内で溶融状態になり、加圧
ローラ２の回転駆動に伴って空気に触れることにより、
表面から徐々に冷却されていく。このとき定着ニップ部
Ｎ₁ から十分に離れた位置では、トナーの温度は、空気
との表面近くでは固化が進みほぼ粘性を示さなくなる
が、加圧ローラ２表面近くは温度が下がり、溶融状態よ
りも粘性が強く加圧ローラ２表面に強く接着する状態に
なっており、放熱ローラ４の表面コート４ｂの樹脂が熱
的に軟化して粘性を示しても、加圧ローラ２から放熱ロ
ーラ４に転移することはない。

【００５８】また、紙粉については、加圧ローラ２へ付
着する力としては、メカ的な付着力と静電吸着力だけで
あり、加圧ローラ２の表面電位が数ｋＶになって強力な
静電吸着力を示さない限り、軽い粘着性で簡単に加圧ロ
ーラ２から放熱ローラ４へ転移することができる。加圧
ローラ２表面を高電位にしないためには、加圧ローラ２
を導電化して接地する。又はバイアスを印加する。又は
表面を除電部材で除電する等の既知の方法を用いればよ
い。このとき樹脂材料として、トナーと同等又はトナー
よりも融けやすいもの、すなわちＭＩ値が元のトナーと
同等かそれ以上のものを用いると放熱ローラ４と加圧ロ
ーラ２との当接部Ｎ₂ での接着力が上昇し、トナーをも
回収してしまうので好ましくない。また、小サイズ紙を
連続通紙して非通紙領域が昇温した場合には、放熱ロー
ラ４上の樹脂が溶融し、加圧ローラ２側に逆転移し、加
圧ローラ汚れ、定着ローラ汚れなどを引き起こすため
に、好ましくない。

【００５９】少なくともトナーよりもＭＩ値の低い、溶
融しにくい樹脂を用いることにより、過大な接着力を示
すことが無く、加圧ローラ２上のトナーを回収せずに紙
粉のみを回収することができる。

【００６０】また、樹脂に鉄粉、磁性粉、セラミック粉
等のフィラーを混入させることにより、非通紙領域に昇
温が発生しても、溶融しにくく、逆転移のない樹脂層と
することができる。このような樹脂中に含まれるフィラ
ー等を入れてのトナーの溶融性を表す指標としてＭＩ値
を採用する。

【００６１】本実施の形態の定着装置のトナーとしてＮ
Ｐ６０１６用（ＭＩ値＝１５）のトナーを用い、放熱ロ
ーラ４に形成する表面コート（樹脂層）４ｂとしては、
定着温度の高いＮＰ１２１５用（ＭＩ値＝２）のトナー
をメチルエチルケトンに溶いて、１０μｍの厚みにコー
ティングしたものを用いた。

【００６２】この放熱ローラ４を回収率αが０．１にな
る距離Ｌの位置に設置し、記録材Ｐａ（紙粉発生量の少
ない紙）、記録材Ｐｂ（紙粉発生の多い紙）に対してそ
れぞれ画像形成動作を１０万回行ったところ、記録材Ｐ
ｂを用いた場合には、放熱ローラ４には紙粉が蓄積され
ていたが、加圧ローラ２のトナー汚れは発生せず、いず
れの場合にもこの状態でＡ５縦を５００枚通紙しても、
第２サーミスタの検知温度は２０５℃程度であり、コピ
ー速度を落とす必要がなく初期の性能を得ることができ
た。

【００６３】［比較例１］上述の定着装置で放熱ローラ
４に樹脂の表層コート４ｂを設けない場合、記録材Ｐａ
を用いたときには、１０万枚を超えても、加圧ローラ２
の汚れは発生せず、また小サイズ紙を通紙時の第２サー
ミスタの検知温度も２０２℃程度であり、初期と同等の
性能を示したが、記録材Ｐｂを用いた場合には、５万枚
程度の通紙で加圧ローラ２の汚れが発生し、記録材Ｐｂ
の裏汚れが発生し、加圧ローラ２の清掃が必要になっ
た。

【００６４】［比較例２］上述の定着装置で放熱ローラ
４の表面コート４ｂの樹脂のコーティング材として、Ｎ
Ｐ６０１６用のトナー自身を用いた場合には、１０万枚
通紙後では記録材Ｐａ、Ｐｂに関係なく、放熱ローラ４
上の表面コート層４ｂによりトナーが次々と回収され、
小サイズ紙を連続通紙した場合に、第２サーミスタの検
知温度は２２０℃を超えるので、コピースピード（スル
ープット）を落とす必要があった。また、このとき非通
紙領域の放熱ローラ４によって回収されたトナーが加圧
ローラ２側に戻り、次に大サイズ紙を通紙した場合、記
録材Ｐの裏汚れを発生するという問題を生じた。

【００６５】また、放熱ローラ４の位置を定着フィルム
２と加圧ローラ２の形成する定着ニップ部Ｎ₁ の上流近
傍に設けると、定着入口ガイド５を暖めやすくなり、記
録材Ｐの裏面からの加熱効果が加わり定着性能が増加す
るとともに定着ニップ部Ｎ₁で生じやすい急激な紙内の
水分の気化・蒸発による画像乱れが、軽減される効果も
あり、より好ましい。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
定着ニップ部Ｎ₁ から、加圧回転体と良熱伝導部材との
当接部Ｎ₂ までの距離Ｌを、回収率α（＝Ｗ₁ ／Ｗ₀ ）
＜０．１を満たすように設定し、かつ良熱伝導部材表面
に、トナーよりもＭＩ値の小さい樹脂による表面コート
を設けることにより、良熱伝導部材にクリーニング部材
を設けることなく、オフセットトナーについてはこれが
加圧回転体を介して良熱伝導部材に付着することを防止
し、かつ紙粉については加圧回転体に付着した紙粉を良
熱伝導部材で積極的に回収することができるので、定着
性の低下や記録材の裏汚れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置の概略構成を示す縦断面
図。

【図２】従来の定着装置の概略構成を示す縦断面図。

【図３】図１の定着装置の定着ニップ部に挿通される記
録材の幅と、サーミスタ位置との関係を示す図。

【図４】放熱ローラの汚れと、定着ローラの周長、加圧
ローラの直径、放熱ローラの直径、距離Ｌとの関係を示
す図。

【図５】放熱ローラ汚れと、Ｌ／Ｖ₂ との関係を示す
図。

【図６】放熱ローラ汚れと、トナー種、Ｌ／Ｖ₂ との関
係を示す図。

【図７】加圧ローラに対する放熱ローラの当接部Ｎ₂
（距離Ｌ）を決めるための装置を示す図。

【図８】トナー種を変化させたときの、Ｌ／Ｖ₂ と回収
率αとの関係を示す図。

【符号の説明】

１定着回転体（定着ローラ）２加圧回転体（加圧ローラ）３加熱部材（ヒータ）４良熱伝導部材（放熱ローラ）４ｂ表面コート５定着入口ガイドＬ定着ニップ部から当接部までの距離Ｎ₁ 定着ニップ部Ｎ₂ 当接部Ｐ記録材Ｗ₀ 定着動作に伴って発生する加圧回転体の汚
れ量Ｗ₁ 汚れ量Ｗ₀ のうち良熱伝導部材に捕獲され
る汚れ量 α 回収率（＝Ｗ₁ ／Ｗ₀ ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水信盛東京都三鷹市下連雀６−３−３コピア株式会社内 (72)発明者梶圭吾東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H033 BA29 BA49 BA54 BA56

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱部材によって加熱される定着回転体
と、該定着回転体に当接されて定着ニップ部を形成する
加圧回転体とを備え、未定着トナー像を担持した記録材
を前記定着ニップ部にて挟持搬送しながら加熱・加圧し
て記録材表面に定着させる定着装置において、前記加圧回転体に当接されて従動回転するローラ状の良
熱伝導部材を備え、定着動作に伴って発生する前記加圧回転体の汚れ量をＷ
₀ 、該汚れ量Ｗ₀ のうち前記良熱伝導部材に捕獲される
汚れ量をＷ₁ 、回収率をα＝（Ｗ₁ ／Ｗ₀ ）、前記定着
ニップ部をＮ₁ 、前記加圧回転体と前記良熱伝導部材と
の当接部をＮ₂、前記加圧回転体表面の移動方向に沿っ
て測った前記定着ニップ部Ｎ₁ から前記当接部Ｎ₂ まで
の距離をＬとしたときに、該距離Ｌを、回収率αが、 α＜０．１を満たすように設定し、かつ、前記良熱伝導部材表面に、前記定着装置によって
定着されるトナーよりもメルト・インデックス値の小さ
い樹脂による表面コート層を設ける、ことを特徴とする定着装置。