JP2000338811A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JP2000338811A
JP2000338811A JP15259499A JP15259499A JP2000338811A JP 2000338811 A JP2000338811 A JP 2000338811A JP 15259499 A JP15259499 A JP 15259499A JP 15259499 A JP15259499 A JP 15259499A JP 2000338811 A JP2000338811 A JP 2000338811A
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JP
Japan
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roller
heating roller
surface roughness
fixing device
ohp
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JP15259499A
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Tsutomu Hiraoka
平岡  力
Katsumi Kumada
克己 熊田
Tetsuro Akasaki
鉄郎 赤崎
Akira Sasaki
暁 佐々木
Hiromitsu Fukuda
裕光 福田
Masaru Nakano
中野  勝
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 【課題】 OHP画像の光透明性を低下させることな
く、汎用のOHPシートでも定着可能とし、また、剥離
爪などを用いずとも薄紙の巻付きが生じない使い勝手の
良い小型の定着装置を提供する。 【解決手段】 非接触表面粗さ計での粗さで、前記加熱
ローラをRmax≦3μmの表面粗さの無研磨成形面から形
成し、前記加圧ローラを10μm≦Rmax≦15μmの表
面粗さの研磨面から形成した。その場合、好ましくは、
加圧ローラの弾性体の硬度を、加熱ローラの弾性体の硬
度よりもJIS−A硬度計で20〜30度大きくなるよ
うに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術を利
用した複写機、プリンタ、あるいはファクシミリなどの
画像形成装置の定着装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式のカラープリンタや
カラー複写機に用いられている加熱定着装置は、内部に
ヒータを有し、表面が弾性層で被覆された2つのロ−
ラ、すなわち加熱ロ−ラと加圧ロ−ラによって接触部を
形成し、そこで未定着のトナー画像が形成された用紙を
挟持し、搬送しつつ定着する定着方式が広く使用されて
いる。この定着方式では、加熱ローラの熱を受けて液状
に溶融したトナーの一部が分断され、加熱ロ−ラへ付着
するいわゆるオフセット現象により、加熱ローラに付着
したオフセットトナーが用紙や加圧ローラに転移してそ
れらを汚してしまうという問題がある。そのため、加熱
ローラの表面にシリコーンオイルなどの離型剤を塗布す
ることによって加熱ローラとトナーとの離型性を確保す
る構成となっている。
【0003】しかしながら、従来の構成では用紙搬送性
に以下のような2つの問題がある。1つは、加熱ローラ
の表面の離型剤により用紙とローラ間で滑りが生じ、特
に用紙よりも厚く表面が平滑なOHPシートでは安定し
て搬送できないという現象である。そのため従来は、O
HPの表面に摩擦係数の大きい材料でコーティングを施
したり、あるいは加熱ローラの表面を例えば10μm程
度に粗すことにより、加熱ローラによるOHPシートの
搬送力を確保している。
【0004】もう1つは、剛性の小さい用紙、特に坪量
60g/m2以下の薄紙や用紙の横目通紙(用紙のすき
方向が搬送方向に垂直)の場合、用紙とローラとの密着
が用紙剛性よりも勝り、その結果、用紙が加熱ローラに
巻付いてしまう現象である。これは特に加圧ローラの面
祖度が大きい場合に顕著である。そのため従来は、加熱
ローラ表面に剥離爪やガイドなどの用紙剥離手段を設け
ることで、薄紙がロールに巻付くのを防止する構成とな
っている。
【0005】また、関連する公知例として特開昭60−
84560号公報に開示された定着装置がある。この公
知技術は定着用ローラの周表面の表面平均粗さが1〜1
2μで、加圧ローラの周表面平均粗さが6〜25μの範
囲であり、かつ、加圧ローラの周表面が定着用ローラの
周表面よりも粗面であるように構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、OHP
シートの表面に摩擦係数の大きい材料でコーティングす
ることは、安価な汎用のOHPシートが使用できないた
め、ユーザはそのプリンタ専用のOHPシートを使用せ
ざるを得ず、その結果ユーザの負担が大きくなるという
課題がある。また、OHPシートの搬送力を確保するた
めに加熱ローラの表面を粗くすることは、溶融トナー像
の表面が粗くなり、その結果OHP透過光が乱反射し、
OHP画像の透明性が低減することとなる。
【0007】一方、薄紙剥離に対して、剥離爪などの用
紙剥離手段を設けることは、定着装置の部品を増し、コ
ストアップ、装置の大型化を招く。また、剥離手段が加
熱ロールに接することによって、加熱ロール表面が傷つ
くという問題もある。
【0008】さらに、前記公知技術では、前述のように
表面粗さを設定することによって、常に定着ローラ側を
正常に保ち、また、加圧ローラ側へのトナーのオフセッ
トを極力防止することにより、通紙した後のコピー紙と
ローラとの分離性がよくなり、ジャムなどのトラブルの
発生を防止し、耐久性の優れた定着装置としているが、
OHP画像の透明性についてや汎用性については全く考
慮されていない。
【0009】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、O
HP画像の光透明性を低下させることなく汎用のOHP
シートでも定着でき、さらに剥離爪などを用いずとも薄
紙の巻付きが生じない、使い勝手の良い小型の定着装置
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、外周部に耐熱性とトナー離型性を有する
弾性体層が形成され、トナー像と接触する加熱ローラ
と、この加熱ローラと圧接するように設けられ、外周部
に耐熱性の弾性層が形成された加圧ローラと、前記加熱
ローラに離型剤を塗布する塗布手段とを備えた定着装置
において、非接触表面粗さ計での粗さで、加熱ローラの
表面をRmax≦3μmの表面粗さの無研磨成形面から、ま
た、加圧ローラの表面を10μm≦Rmax≦15μmの表
面粗さの研磨面からなるように構成した。
【0011】この場合、前記加圧ローラの弾性体硬度
は、前記加熱ローラの弾性体よりもJIS−A硬度計で
20〜30度大きくなるように設定することが望まし
く、また、前記加熱ローラと前記加圧ローラの周速度を
それぞれV1、V2とするとき、周速度比V2/V1が
0.98以上1.0以下であることが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。
【0013】図1は本実施形態に係る定着装置の構成を
示す断面図である。図1において、定着装置は、加熱ロ
ーラ1、加圧ローラ2、オイル塗布ユニット5、クリー
ニングローラ9から主に構成される。加熱ローラ1は、
パイプ状の芯金1aの上に厚さ2.0mm、JIS硬度
20度のシリコーンゴム1bで被覆された弾性ローラで
あり、内部にヒータ3が設けられている。加熱ローラ1
のシリコーンゴム1bは無研摩成形の成形ゴムであり、
その表面粗さは、非接触表面粗さ計で Rmax≦3μm としている。これにより、溶融したトナー表面が平滑と
なるため、OHPの透過光が乱反射せず、十分なOHP
画像の透明性が確保できる。
【0014】加圧ローラ2は、パイプ状の芯金2aの上
に厚さ2.0mm、JIS硬度40度のシリコーンゴム2
bで被覆された弾性ローラであり、内部にヒータ4が設
けられている。加圧ローラ2のシリコーンゴム2bは成
形後研摩されたゴムであり、その表面粗さが、非接触表
面粗さ計で 10μm≦Rmax≦15μm になるよう研摩されている。
【0015】なお、ここで、加熱ローラ1を無研磨成形
としているのは、弾性ローラの場合、無研磨のほうが研
磨したよりも表面粗さを小さく仕上げることができるか
らである。そこで、加圧ローラ2については表面を研磨
し、表面粗さが加熱ローラ1よりも粗くなるようにして
いる。本実施形態では加熱ローラ1、加圧ローラ2とも
表面材質をシリコーンゴムとしているが、その表層に、
例えばPFA(四弗化エチレンパーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体)やPTFE(ポリテトラフロロ
エチレン)などのフッ素樹脂あるいはポリオール加硫系
フッ素ゴムあるいはポリアミン加硫系フッ素ゴム層があ
っても良い。
【0016】また、加熱ローラ1の周りには、シリコー
ンオイルを安定に塗布するためのオイル塗布ユニット5
と加熱ローラの表面に付着したオフセットトナーを除去
するクリーニングローラ9が配設されている。
【0017】ヒータ3およびヒータ4は、直列に配電さ
れ、加熱ローラ1の表面の温度が約145℃になるよう
発熱が制御される。オイル塗布ユニット5は、オイルタ
ンク8と、加熱ローラ1に接触しオイルタンク8のシリ
コーンオイルを毛細管現象により供給するオイル供給フ
ェルト6と、加熱ローラ表面に塗布されたシリコーンオ
イル量を0.01〜0.03mg/cm2の範囲で一定
量に規制するオイルブレード7から構成されており、加
熱ローラ1が回転することによって加熱ローラ1の表面
にシリコーンオイルの油膜を形成する。
【0018】加圧ローラ2は、加熱ローラ1の周速度V
1よりも若干遅い周速度V2で回転するように図示しない
ギアで連結されている。本実施形態では、後述する理由
から、加熱ローラ1の周速度V1と加圧ローラ2の周速
度V2の比を、V2/V1=0.99としている。したが
って、用紙の搬送力は加熱ローラ1の他に、表面が粗い
加圧ローラ2の駆動によって与えられるため、OHPシ
ートがオイルによって滑ること無く、安定して搬送でき
る。また、薄紙の剥離に関しては、加熱ローラ1よりも
加圧ローラ2を硬くすることでニップ形状を加熱ローラ
1に対して凹形状にし、用紙の加熱ローラ2からの剥離
角度θを大きくすることができる。さらに、加圧ローラ
2の周速度を若干遅くすることで用紙にせん断力を与え
ることにより、加熱ローラ1からの剥離性能を確保して
いる。
【0019】以下、OHPシートの画像透明性と搬送性
および薄紙の剥離性能について詳細に説明する。
【0020】OHPシートの搬送性能および薄紙の剥離
性能は、加熱ローラ1と加圧ローラ2の表面粗さ、ニッ
プ形状、周速度差が大きく影響する。まず、加熱ローラ
2の表面粗さとOHPシートのOHP画像の光透過性の
関係を図2に示す。図の横軸は、非接触表面粗さ計での
Rmax、縦軸はOHP画像の透過率である。この透過率
は、トナー画像の無い部分を100%としたときのトナ
ー画像を透過する光強度を示している。この結果から、
OHP画像の透明性が良好な粗さは、人の目で見た結
果、透過率70%以上あれば良好である認識するので、
このときに対応する表面粗さは、 Rmax≦3μm となる。
【0021】次に加圧ローラ2の表面粗さとOHPシー
トの搬送性能および薄紙(56g/m2、横目通紙)の
剥離性能について評価した結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】表中、無研摩成形面とは、金型によって成
形した状態を示し、研摩面とはその成形状態を研摩して
表面粗さを変えたことを示す。また、○印は図1に示し
た実施例の構成で安定して搬送できたことを示してい
る。
【0024】この結果から、加圧ローラ2の表面粗さ
が、 10μm≦Rmax≦15μm であれば、OHPシートの搬送と薄紙の剥離が安定して
実現できることが分かる。
【0025】次に、先に示した図1の実施例において、
加熱ローラ1と加圧ローラ2のゴム厚さと硬度に対する
薄紙(56g/m2、横目)の剥離性能を評価した結果
を表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】表中、×は巻付きジャムが発生したこと
を、△は剥離爪が必要なことを、○は安定して剥離でき
ることを示している。なお、ゴム硬度は、JIS K
6301記載のスプリング式A硬度計で測定した値であ
る。
【0028】この結果から、加圧ローラ2のゴム硬度
が、加熱ローラ1よりも20度以上大きければ、剥離爪
が無くとも加熱ローラ1に巻付くことはない。なお、表
には記載していないが、硬度差が40度以上になると、
加圧ローラ2側への用紙カールが大きくなり、定着装置
以外の用紙搬送系に障害が生じた。したがって、加圧ロ
ーラ2のゴム硬度が加熱ローラ1のゴム硬度よりも20
度〜30度の範囲で大きければ十分な剥離性能を確保す
ることができるということが分かる。
【0029】次に、加熱ローラ1と加圧ローラ2の周速
度比と薄紙の剥離性能について評価した結果を表3に示
す。
【0030】
【表3】
【0031】この結果から、加熱ローラ1と加圧ローラ
2の周速度比が、 0.98≦(V2/V1)<1.0 であれば、剥離爪がなくとも薄紙の剥離性能を確保でき
ることがわかる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、非接触表面粗さ計での粗さで加熱ローラの表面が
Rmax≦3μmの粗さの無研磨成形面であって、加圧ロー
ラの表面が10μm≦Rmax≦15μmの粗さの研磨面か
らなるように構成したので、OHP画像の光透明性が低
下することなしに汎用のOHPシートでも定着が可能と
なる。また、用紙の場合には剥離爪などを用いずとも加
熱ローラに対する薄紙の巻付きを生じることがなくな
り、使い勝手の良い小型の定着装置を提供できる。
【0033】請求項2記載の発明によれば、加圧ローラ
の弾性体の硬度が加熱ローラの弾性体の硬度よりもJI
S−A硬度計で20〜30度大きくなるように設定した
ので、剥離爪がなくとも薄紙について十分な剥離性能を
確保することができる。
【0034】請求項3記載の発明によれば、加熱ローラ
と加圧ローラの周速度をそれぞれV1、V2とするとき、
周速度比V2/V1を0.98≦V2/V1≦1.0とした
ので、剥離爪がなくとも薄紙について十分な剥離性能を
確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成を
示す断面図である。
【図2】加熱ローラの表面粗さとOHP画像の透過率の
関係を示す図である。
【符号の説明】
1 加熱ローラ 2 加圧ローラ 1b,2b シリコーンゴム層 3,4 ヒータ 5 オイル塗布ユニット
フロントページの続き (72)発明者 赤崎 鉄郎 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 佐々木 暁 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 福田 裕光 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 中野 勝 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Fターム(参考) 2H033 AA11 AA21 AA47 BA43 BA46 BB05 BB06 BB14 BB29 BB30 BB37 3J103 AA02 AA14 AA24 AA51 AA72 AA85 BA03 BA31 BA41 FA02 FA05 FA07 GA02 GA52 GA57 GA58 GA60 GA66 HA03 HA04 HA05 HA12 HA31 HA53 HA54

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周部に耐熱性とトナー離型性を有する
    弾性体層が形成され、トナー像と接触する加熱ローラ
    と、この加熱ローラと圧接するように設けられ、外周部
    に耐熱性の弾性層が形成された加圧ローラと、前記加熱
    ローラに離型剤を塗布する塗布手段とを備えた定着装置
    において、 前記加熱ローラを非接触表面粗さ計での粗さで、 Rmax≦3μm の表面粗さの無研磨成形面から形成し、前記加圧ローラ
    を前記非接触表面粗さ計での粗さで、 10μm≦Rmax≦15μm の表面粗さの研磨面から形成したことを特徴とする定着
    装置。
  2. 【請求項2】 前記加圧ローラの弾性体の硬度は、前記
    加熱ローラの弾性体の硬度よりもJIS−A硬度計で2
    0〜30度大きくなるように設定されていることを特徴
    とする請求項1記載の定着装置。
  3. 【請求項3】 前記加熱ローラと前記加圧ローラの周速
    度をそれぞれV1、V2とするとき、周速度比V2/V1が 0.98≦V2/V1≦1.0 となるように両者の周速が設定されていることを特徴と
    する請求項1または2記載の定着装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003107944A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Konica Corp 画像形成装置
JP2013171055A (ja) * 2012-02-17 2013-09-02 Canon Inc 画像形成装置

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