JP2003084598A

JP2003084598A - 加熱定着装置

Info

Publication number: JP2003084598A
Application number: JP2001279422A
Authority: JP
Inventors: Haruaki Kondo; 玄章近藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】表面の微小な凸凹や亀裂を発生させることな
く平滑し、離型層を圧縮させることによる膜強度の向上
を実現し、分離爪およびサーミスタに対する摩耗を低減
し、同時に表面の微小な凸凹や亀裂に起因するトナー固
着を低減させる加熱定着装置を提供する。【解決手段】未定着トナー６画像が転写された転写紙
５のトナーを定着させる加熱定着ローラー２であって、
加熱定着ローラー２の外面に離型樹脂層２２を設ける加
熱定着ローラー２と、該加熱定着ローラー２に接触して
いるコロ３とを配置する加熱定着装置１において、上記
コロ３は、断面形状が楕円で、軸方向に対してねじれ形
状を有し、かつ加熱定着ローラー２の中心方向に押し
当てられている加熱定着装置１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、ファクシミリ、レーザービームプリンターに使用
される加熱定着装置に関する技術である。さらに、詳細
には、加熱定着ローラー外面の結晶性高分子皮膜に経時
で生ずる接触傷の発生を防止して、表面を平滑化する部
材を配置する加熱定着装置である。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザービームプリンタ
ー、ファクシミリには転写紙に静電付着している未定着
トナーを転写紙に溶融接着させるための加熱定着装置が
設置されている。図３は、従来一般的に用いられている
加熱定着装置の構成を示す概略図である。加熱定着装置
は、図３に示すように、主として金属からなる加熱定着
部材、加熱定着部材に転写紙を密着させるため弾性層を
保持する加圧ローラー、転写紙を定着した後、転写紙が
該加熱定着部材に付着することによる転写紙の詰まりを
防止するため、転写紙を定着部材から分離する機能を持
つ分離爪、該加熱定着部材の温度制御に用いるサーミス
タにより構成される。

【０００３】該加熱定着部材は、通常アルミもしくは鉄
系の金属製芯金の表面を荒らす加工を行ない、離型性、
絶縁性、熱化学的安定性の良いフッ素樹脂を、あるいは
プライマー層を下地として乾燥後、その上にフッ素樹脂
を離型層として被覆塗装後、表面突起物を取り除き、膜
厚を１５〜２０μmに制御することにより成る。また加
熱定着部材はハロゲンランプにより熱せられ、約１６５
〜２３０℃に保持され、未定着トナーを溶融し、加圧ロ
ーラーとの間で圧力をかけることによりトナーと紙を接
着せしめる。このため該加熱定着部材の表面温度制御の
ためにサーミスタが常に定着部材に接し、表面温度はあ
る一定の温度幅に抑えられ、転写紙の安定した定着を実
現する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加熱定
着部材に接している分離爪及びサーミスタは加熱定着部
材の離型層材を摩耗させる。通常、離型層材（たとえば
フッ素樹脂層）の硬度は分離爪よりも劣るため、部材上
で爪のある部分およびサーミスタの接する部分のみ摩耗
が急速に進行する。その結果、部分的に離型層の表面粗
さが大きくなり、溶融トナーの固着、アブレシブ摩耗の
増加による段差、突起物の発生などにより溶融トナーを
転写紙に定着させる十分な熱を未定着トナーに伝えるこ
とができなくなり、定着不良を引き起こす原因の一つと
なり、結果的に加熱定着ローラーの寿命を縮めることに
なる。

【０００５】分離爪位置の摩耗防止策として分離爪が加
熱定着ローラーに接する圧力を下げる方策が施行された
が、転写紙と加熱定着ローラーの分離性も低下し、転写
紙のジャム、あるいは爪の振動によるキズ発生などの原
因となる。また、離型層の耐摩耗性向上の対策として低
酸素濃度下での焼成に効果があることが公知である（特
開昭５８−５１２６４号公報等）が、高コストであると
ともに制御が難しく、より低コストで摩耗に対する高い
効果が求められている。また、バニッシュ加工（コロ押
し当て加工）による表面平滑化により、加熱定着ローラ
ー表面の不均一な摩耗が減少する（特公昭５８-２１２
６４）ことが公知であるが、ローラー表面が結晶化して
いる時にコロを押し当てることにより表面に微小な凸凹
や亀裂が発生し、摩耗性劣化や固着の原因になってい
る。

【０００６】本発明は、表面の微小な凸凹や亀裂を発生
させることなく平滑し、離型層を圧縮させることによる
膜強度の向上を実現し、分離爪およびサーミスタに対す
る摩耗を低減し、同時に表面の微小な凸凹や亀裂に起因
するトナー固着を低減させる加熱定着装置を提供するこ
とを課題とする。また、外面に離型樹脂層を設けた加熱
定着ローラー表面に常にコロを接触させ、加熱定着ロー
ラーとの接触部の反対側に、加熱定着ローラーからコロ
に移着したトナーを排除するクリーニング機構を設ける
ことで経時による平滑効果の低下を防止する加熱定着装
置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、未定着トナー画像が転
写された転写紙のトナーを定着させる加熱定着ローラー
であって、加熱定着ローラーの外面に離型樹脂層を設け
る加熱定着ローラーと、該加熱定着ローラーに接触し
ているコロとを配置する加熱定着装置において、上記
コロは、断面形状が楕円で、軸方向に対してねじれ形状
を有し、かつ加熱定着ローラーの中心方向に押し当て
られている加熱定着装置である。請求項２に記載の発
明は、請求項１に記載の加熱加熱定着装置において、
前記コロは、少なくとも０．３Ｎ以上の力で加熱定着ロ
ーラーに押し当てられている加熱定着装置である。請
求項３に記載の発明は、請求項１に記載の加熱定着装
置において、前記コロは、断面形状が楕円であり、長
径と短径の差が少なくとも１μmである加熱定着装置
である。請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の
加熱定着装置において、前記コロは、形状が軸方向に
対してねじれ形状をとり、少なくともねじれ角が２度以
上である加熱定着装置である。請求項５に記載の発明
は、請求項１に記載の加熱定着装置において、前記
コロは、少なくとも離型樹脂層を設けた加熱定着ローラ
ーの分離爪接触部に当接する加熱定着装置である。請
求項６に記載の発明は、請求項１に記載の加熱定着装
置において、前記コロは、少なくとも離型樹脂層を設
けた加熱定着ローラーのサーミスタ接触部に当接する
加熱定着装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態で
ある加熱定着装置１の構成を示す概略図である。加熱定
着ローラー２の中央にあるヒータはハロゲンランプ２３
であり、サーミスタの測定温度によって、図示されない
コントローラでＯＮ−ＯＦＦ制御を行い、加熱ローラを
制御している。加熱定着ローラ２は熱伝導率の良好なア
ルミニウム製の金属ローラ２１で、長手方向の温度ムラ
を防止している。また、表面はベルトによる摩耗を防止
するためにアルマイト処理を施している。又は、鉄又は
ステンレス等の鉄合金製の金属ローラ２１でもよい。高
温の安定性があるため高温まで加熱することができ、ま
た、強度が高いので薄肉の金属ローラ２１を使用するこ
とができる。加熱定着ローラー２は金属ローラ２１にシ
リコーンゴム層を設け、さらにその上にＰＦＡチューブ
を被覆している。ＰＦＡチューブはフッ素ゴムやフッ素
ラテックス等の他の樹脂と比較して対摩耗性が高く、摩
耗傷の発生が少ない。なお、ＰＦＡチューブは絶縁性タ
イプや導電性タイプが存在するが、導電性シリコーンゴ
ムに導電性ＰＦＡチューブを被覆することで、転写紙５
の巻き付きなどの問題の低減を図っている。

【０００９】また、この加熱定着ローラ２の製造方法の
一例を説明する。φ４０のアルミ金属製芯金の表面を荒
らす加工（たとえばサンドブラスト）を行ない、プライ
マー層を形成するためにシコーンゴムを塗布した後乾燥
させ、その後、その上にＰＦＡを離型層２２として被覆
塗装し、３８０℃にて４０min焼成後、炉から取り出
し、放冷したものを加工定着部材とした。ここでは、ロ
ーラー状のものを用いているが、芯棒にベルト状の定着
部材を巻きつけても構成可能である。

【００１０】加圧ローラ４は、金属ローラ２１にシリコ
ーンゴム層を設け、加熱定着ローラ２に圧接している。
加圧ローラ４には、ヒータを設けるものであってもよ
い。また、図示しないが、オイル塗布装置は、シリコー
ンゴムでコーティングされた供給ローラに、オイル供給
装置から供給されたシリコーンオイルで含浸された塗布
フェルトでオイル塗布し、そのシリコーンオイルをブレ
ードで一定量に規制して、さらにシリコーンゴムでコー
ティングされた塗布ローラに転写して、にオイル塗布し
てもよい。

【００１１】本発明では、この他に加熱定着ローラ２
に、加圧用金属コロ３を配置し、加圧保持機構３１を設
ける。金属としては、アルミニウム、アルミニウム合
金、鉄合金、銅合金を用いることができる。本実施例で
は直径φ２０ｍｍのアルミニウム合金製コロを用いた。
加圧保持機構３１は、金属コロ３の軸の両端を、回転可
能に支持している。また、金属コロ３の軸の両端に軸受
を配置してもよい。

【００１２】以上の装置により、１５０K通紙ランニン
グをおこない、以下の項目について評価をおこなった。
金属コロ３の加圧力、ねじれ角度Ａ、楕円度Ｂをパラメ
ータとして、金属コロ３の加圧力を０．１Ｎ、０．３
Ｎ、０．５Ｎ、ねじれ角度Ａを０°、２°、６０°、楕
円度を０μｍ、１μｍ、５μｍと変化させて評価した。
また、評価項目は、分離爪２４摩耗量、サーミスタ２５
部の摩耗量、金属コロ３表面の付着物の量、転写紙５の
画像のホットオフセットの程度を５段階の観察による官
能評価でランク付けした。数字が高いほど良好で、３以
上が実用上問題のない範囲である。ここで、図２は、金
属コロのねじれ角度Ａ、楕円度（長径-短径）Ｂを説明
するための図である。

【００１３】

【表１】上記結果より、加圧力は０．３Ｎ以上で摩耗量が改善さ
れ、オフセット性改善の効果が認められる。また、加圧
力０．３Ｎ以上のとき、ねじれ角度Ａは少なくとも２度
以上６０度以下でコロ３汚れ防止の効果があり、オフセ
ット性改善の効果が認められる。さらに、加圧力０．３
Ｎ以上のとき、楕円度Ｂが１〜５μmでコロ汚れ防止効
果があり、オフセット性改善の効果が認められる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の加熱定着
装置１では、０．３Ｎ以上の力でコロを押し当てること
により、外面に離型樹脂層を設けた加熱定着ローラ上に
外部接触因子によって生じる摩耗傷、摩耗粉を除去、圧
縮することにより、加熱定着ローラの離型層として平滑
面を得、その結果、定着部材の固着による定着不良を低
減し、定着不良による加熱定着ローラの交換を少なくす
ることができる。また、コロ形状を楕円断面、ねじれ形
状にすることにより接触面積を下げコロの汚れを防止す
ることにより平滑面を得、その結果、定着部材の固着に
よる定着不良を低減し、定着不良による加熱定着ローラ
の交換を少なくすることができる。また、分離爪が接触
することにより生じる摩耗傷、摩耗粉を除去、圧縮する
ことにより、加熱定着ローラーの離型層として理想的な
平滑面を得る。その結果、定着部材の固着による定着不
良を低減し、定着不良による加熱定着ローラーの交換を
少なくすることができる。さらに、サーミスタが接触す
ることにより生じる摩耗傷、摩耗粉を除去、圧縮するこ
とにより、加熱定着ローラーの離型層として理想的な平
滑面を得る。その結果、定着部材の固着による定着不良
を低減し、定着不良による加熱定着ローラーの交換を少
なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態である加熱
定着装置の構成を示す概略図であり、図１（ｂ）は、図
１（ａ）中の金属コロのＴ１−Ｔ２線の断面図である。

【図２】金属コロのねじれ角度Ａ、楕円度（長径-短
径）Ｂを説明するための図である。

【図３】従来一般的に用いられている加熱定着装置の構
成を示す概略図である。

【符号の説明】

１加熱定着装置２加熱定着ローラ２１金属ローラ２２離型層２３ハロゲンランプ２４分離爪２５サーミスタ部３コロ３１支持体４加圧ローラ５転写紙６未定着トナー７定着トナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着トナー画像が転写された転写紙の
トナーを定着させる加熱定着ローラーであって、加熱定
着ローラーの外面に離型樹脂層を設ける加熱定着ローラ
ーと、該加熱定着ローラーに接触しているコロとを配置する加
熱定着装置において、上記コロは、断面形状が楕円で、軸方向に対してねじれ
形状を有し、かつ加熱定着ローラーの中心方向に押し
当てられていることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項２】請求項１に記載の加熱加熱定着装置にお
いて、前記コロは、少なくとも０．３Ｎ以上の力で加熱定着ロ
ーラーに押し当てられていることを特徴とする加熱定着
装置。
【請求項３】請求項１に記載の加熱定着装置におい
て、前記コロは、断面形状が楕円であり、長径と短径の差が
少なくとも１μmであることを特徴とする加熱定着装
置。
【請求項４】請求項１に記載の加熱定着装置におい
て、前記コロは、形状が軸方向に対してねじれ形状をとり、
少なくともねじれ角が２度以上であることを特徴とする
加熱定着装置。
【請求項５】請求項１に記載の加熱定着装置におい
て、前記コロは、少なくとも離型樹脂層を設けた加熱定着ロ
ーラーの分離爪接触部に当接することを特徴とする加熱
定着装置。
【請求項６】請求項１に記載の加熱定着装置におい
て、前記コロは、少なくとも離型樹脂層を設けた加熱定着ロ
ーラーのサーミスタ接触部に当接することを特徴とする
加熱定着装置。