JP2674692B2 - 加熱定着装置 - Google Patents
加熱定着装置Info
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- heating
- heating roll
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2017—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
- G03G15/2025—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means with special means for lubricating and/or cleaning the fixing unit, e.g. applying offset preventing fluid
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，電子写真装置若しくは静電印刷装置等の画
像形成装置において，紙その他の担持体上に形成したト
ナー像を，少なくとも一方に加熱手段を備え，かつ相互
に圧接状態で回転する一対のロール間において定着させ
る加熱定着装置に関するものであり，特に装置を構成す
るロールを常に清浄に保持し，紙その他の画像担持体の
汚損を防止するようにした改良に関するものである。
像形成装置において，紙その他の担持体上に形成したト
ナー像を，少なくとも一方に加熱手段を備え，かつ相互
に圧接状態で回転する一対のロール間において定着させ
る加熱定着装置に関するものであり，特に装置を構成す
るロールを常に清浄に保持し，紙その他の画像担持体の
汚損を防止するようにした改良に関するものである。
画像形成装置における定着装置としては，内部に赤外
線ランプ，ハロゲンランプ若しくはニクロム線等の熱源
を設けた良熱伝導性の金属コアの表面に，非粘着性に耐
熱性層を被着してなる加熱ロールと，表面に耐熱弾性体
層を被着してなる加圧ロールとを対向配設した熱ロール
型の加熱定着装置が知られている。
線ランプ，ハロゲンランプ若しくはニクロム線等の熱源
を設けた良熱伝導性の金属コアの表面に，非粘着性に耐
熱性層を被着してなる加熱ロールと，表面に耐熱弾性体
層を被着してなる加圧ロールとを対向配設した熱ロール
型の加熱定着装置が知られている。
上記の加熱定着装置において，担持体上に形成したト
ナー像を定着する場合には，まず熱源に給電して加熱ロ
ールの表面を定着に必要な温度に加熱し，加熱ロールと
加圧ロールとを適宜の圧力で圧接させて回転させ，トナ
ー像を担持した担持体を両ロール間に通過させれば，ト
ナー像を担持体上に定着することができるのである。
ナー像を定着する場合には，まず熱源に給電して加熱ロ
ールの表面を定着に必要な温度に加熱し，加熱ロールと
加圧ロールとを適宜の圧力で圧接させて回転させ，トナ
ー像を担持した担持体を両ロール間に通過させれば，ト
ナー像を担持体上に定着することができるのである。
上記の加熱定着装置において，良質の画像を得るため
には，トナー像担持体上に定着されるべきトナーが，加
圧ロールと加熱ロールとの間を通過する間に，加熱ロー
ル側へ一部転移し，それが後送される像担持体に付着す
るという，いわゆるオフセット現象を生じないことが特
に肝要である。そこでこのオフセット現象を防止するた
めに通常は，ポリテトラフルオロエチレン（PTFE），パ
ーフルオロアルコキシ−テトラフルオロエチレン共重合
体（PFA）等のフッ素樹脂に代表される離型性の良い樹
脂で芯金の表面を被覆した加熱ロールが使用されてい
る。
には，トナー像担持体上に定着されるべきトナーが，加
圧ロールと加熱ロールとの間を通過する間に，加熱ロー
ル側へ一部転移し，それが後送される像担持体に付着す
るという，いわゆるオフセット現象を生じないことが特
に肝要である。そこでこのオフセット現象を防止するた
めに通常は，ポリテトラフルオロエチレン（PTFE），パ
ーフルオロアルコキシ−テトラフルオロエチレン共重合
体（PFA）等のフッ素樹脂に代表される離型性の良い樹
脂で芯金の表面を被覆した加熱ロールが使用されてい
る。
しかしこの加熱ロールは，弾性が少ないので，定着性
の点でやや不十分であり，又表面に傷が発生し易いとい
う欠点がある。この欠点を除くために，ロール表面にフ
ッ素ゴムとフッ素樹脂との混合層を形成し，次いで焼成
することにより最外層にフッ素樹脂層を形成した加熱ロ
ールが提案されている（米国特許第4,568,275号）。
の点でやや不十分であり，又表面に傷が発生し易いとい
う欠点がある。この欠点を除くために，ロール表面にフ
ッ素ゴムとフッ素樹脂との混合層を形成し，次いで焼成
することにより最外層にフッ素樹脂層を形成した加熱ロ
ールが提案されている（米国特許第4,568,275号）。
しかるにこの加熱ロールには，耐久性に劣るという問
題がある。すなわち表面のフッ素樹脂層は数μｍの厚さ
しかないので、クリーニング部材等との接触により数万
枚のコピーで摩耗してしまう。そこで上記混合層の表面
にフッ素樹脂層を設けた加熱ローラが提案されている
（特開昭59−217010号公報）。また加熱ロールと加圧ロ
ールを共に芯金の上に耐熱弾性体層を形成し，その上に
フッ素樹脂層を形成した構造とすることも提案されてい
る（米国特許第4,219,327号，欧州特許第0186314号参
照）。
題がある。すなわち表面のフッ素樹脂層は数μｍの厚さ
しかないので、クリーニング部材等との接触により数万
枚のコピーで摩耗してしまう。そこで上記混合層の表面
にフッ素樹脂層を設けた加熱ローラが提案されている
（特開昭59−217010号公報）。また加熱ロールと加圧ロ
ールを共に芯金の上に耐熱弾性体層を形成し，その上に
フッ素樹脂層を形成した構造とすることも提案されてい
る（米国特許第4,219,327号，欧州特許第0186314号参
照）。
しかし上述した芯金−耐熱弾性体層−離型性層という
多層構造の加熱ロールを使用しても，加熱ロール表面に
付着するトナーを皆無とすることはできない。従ってオ
フセット現象防止の手段が種々提案されており，加熱ロ
ールにフェルト等からなるクリーニングパッド，ブレー
ド若しくはローラ等を圧接させて，加熱ロールの表面に
付着したトナーを除去する手段がある（例えば特開昭57
−44168号，同56−52784号，同57−105760,特公昭51−1
0108号公報参照）。
多層構造の加熱ロールを使用しても，加熱ロール表面に
付着するトナーを皆無とすることはできない。従ってオ
フセット現象防止の手段が種々提案されており，加熱ロ
ールにフェルト等からなるクリーニングパッド，ブレー
ド若しくはローラ等を圧接させて，加熱ロールの表面に
付着したトナーを除去する手段がある（例えば特開昭57
−44168号，同56−52784号，同57−105760,特公昭51−1
0108号公報参照）。
上記の従来技術のうち，クリーニングパッドによるも
のにおいては，加熱ロールとの接触面積が限定されるた
め，寿命が短く,2,000〜3,000枚複写後交換する必要が
あると共に，メンテナンスが煩雑であり，近年の高速定
着装置においては適用が困難である。次にローラを圧接
させる方式のものにおいては，加熱ロールとローラとの
表面エネルギーの相違により，トナーをローラ側に転写
堆積させるのであるが，加熱ロールとローラとの間の押
圧力調整，ローラの表面部材の交換等が煩雑である等の
問題点がある。更にブレードを圧接する方式のものは，
加熱ロールの表面が比較的硬質若しくは剛性が大である
場合は別として，加熱ロールの表面部材に耐熱弾性体を
設けた構成の加熱ロールに対しては適用できない。すな
わちブレードを上記耐熱弾性体を設けた加熱ロールの表
面に圧接すると，加熱ロールの外周近傍の部位が波状に
変形して，トナー像担持体に忠実な画像の定着ができな
くなり、加熱ロールの急激な寿命低下を来すという問題
点がある。
のにおいては，加熱ロールとの接触面積が限定されるた
め，寿命が短く,2,000〜3,000枚複写後交換する必要が
あると共に，メンテナンスが煩雑であり，近年の高速定
着装置においては適用が困難である。次にローラを圧接
させる方式のものにおいては，加熱ロールとローラとの
表面エネルギーの相違により，トナーをローラ側に転写
堆積させるのであるが，加熱ロールとローラとの間の押
圧力調整，ローラの表面部材の交換等が煩雑である等の
問題点がある。更にブレードを圧接する方式のものは，
加熱ロールの表面が比較的硬質若しくは剛性が大である
場合は別として，加熱ロールの表面部材に耐熱弾性体を
設けた構成の加熱ロールに対しては適用できない。すな
わちブレードを上記耐熱弾性体を設けた加熱ロールの表
面に圧接すると，加熱ロールの外周近傍の部位が波状に
変形して，トナー像担持体に忠実な画像の定着ができな
くなり、加熱ロールの急激な寿命低下を来すという問題
点がある。
本発明は上記従来の技術に存在する問題点を解決し，
装置を構成するロールを常に清浄に保持し，紙その他の
画像担持体の汚損を防止し得る加熱定着装置を提供する
ことを目的とする。
装置を構成するロールを常に清浄に保持し，紙その他の
画像担持体の汚損を防止し得る加熱定着装置を提供する
ことを目的とする。
上記の目的を達成するために，本発明においては，ト
ナー像を担持体上に加熱定着させる加熱定着装置におい
て，前記トナー像と接触すると共に芯金の周囲に形成し
た耐熱性を有する弾性体層と離型性を有する樹脂表面層
とを有する加熱ロールと，この加熱ロールと圧接するよ
うに設けられかつ芯金の周囲に形成した耐熱性を有する
弾性体層と離型性を有する樹脂表面層とを有する加圧ロ
ールと，金属材料からなり表面粗さを１μmRyより大な
る値に形成すると共に前記加熱ロールに圧接するように
回転自在に設けたクリーニングロールと，このクリーニ
ングロールの外周面と摺擦するように設けかつ保持板と
押え板とを介して長手方向移動自在に支持したスクレー
パとから構成する，という技術的手段を採用した。
ナー像を担持体上に加熱定着させる加熱定着装置におい
て，前記トナー像と接触すると共に芯金の周囲に形成し
た耐熱性を有する弾性体層と離型性を有する樹脂表面層
とを有する加熱ロールと，この加熱ロールと圧接するよ
うに設けられかつ芯金の周囲に形成した耐熱性を有する
弾性体層と離型性を有する樹脂表面層とを有する加圧ロ
ールと，金属材料からなり表面粗さを１μmRyより大な
る値に形成すると共に前記加熱ロールに圧接するように
回転自在に設けたクリーニングロールと，このクリーニ
ングロールの外周面と摺擦するように設けかつ保持板と
押え板とを介して長手方向移動自在に支持したスクレー
パとから構成する，という技術的手段を採用した。
なお本発明において，トナー像を封筒上に加熱定着さ
せる加熱定着装置において，前記トナー像と接触すると
共に芯金の周囲に形成した厚さ0.5〜2mmの耐熱弾性体層
と厚さ10〜50μｍのフッ素樹脂層とを有する加熱ロール
と，この加熱ロールと圧接するように設けると共に加熱
ロールと実質的に同一の層構造と外径とを有する加圧ロ
ールと，金属材料からなり表面粗さを１μmRyより大な
る値に形成すると共に前記加熱ロールに圧接するように
回転自在に設けたクリーニングロールと，このクリーニ
ングロールの外周面と摺擦するように設けかつ保持板と
押え板とを介して長手方向移動自在に支持したスクレー
パとから構成すると共に，前記加熱ロールと加圧ロール
との間のニップ部を実質的に平面に形成する，という技
術的手段を採用することができる。
せる加熱定着装置において，前記トナー像と接触すると
共に芯金の周囲に形成した厚さ0.5〜2mmの耐熱弾性体層
と厚さ10〜50μｍのフッ素樹脂層とを有する加熱ロール
と，この加熱ロールと圧接するように設けると共に加熱
ロールと実質的に同一の層構造と外径とを有する加圧ロ
ールと，金属材料からなり表面粗さを１μmRyより大な
る値に形成すると共に前記加熱ロールに圧接するように
回転自在に設けたクリーニングロールと，このクリーニ
ングロールの外周面と摺擦するように設けかつ保持板と
押え板とを介して長手方向移動自在に支持したスクレー
パとから構成すると共に，前記加熱ロールと加圧ロール
との間のニップ部を実質的に平面に形成する，という技
術的手段を採用することができる。
なお表面粗さの定義はJIS Ｂ 0601 1994の規定す
るところによる。
るところによる。
上記の構成により，加熱ロールに付着したトナーは，
外周に離型性樹脂層を設けた加熱ロールと金属材料から
なるクリーニングロールとが接触する部位に至って，両
者の表面エネルギーの相違により，加熱ロールからクリ
ーニングロールへ移動し，さらにクリーニングロール外
周に設けたスクレーパによって掻落され，加熱ロールの
表面を常に清浄に保持するという作用を期待し得るので
ある。
外周に離型性樹脂層を設けた加熱ロールと金属材料から
なるクリーニングロールとが接触する部位に至って，両
者の表面エネルギーの相違により，加熱ロールからクリ
ーニングロールへ移動し，さらにクリーニングロール外
周に設けたスクレーパによって掻落され，加熱ロールの
表面を常に清浄に保持するという作用を期待し得るので
ある。
第１図は本発明の実施例を示す要部横断面図である。
同図において1,2は各々加圧ロールおよび加熱ロールで
あり，軸線を略平行にかつ矢印方向に回転自在に形成す
ると共に，両ロールを圧接状態に配設する。加圧ロール
１は，金属材料からなる中空状の芯金11の外方に耐熱弾
性材料からなる被着部材12を設け，更にその外周に例え
ばPTFE,PFA等のフッ素樹脂からなる離型性樹脂層13を設
けて構成する。加熱ロール２にも上記加圧ロール１と同
様に芯金21,被着部材22および離型性樹脂層23を設ける
と共に，芯金21内に例えばハロゲンランプ等の熱源24を
設ける。次に３はクリーニングロールであり，例えばス
テンレス鋼からなり，加熱ロール２の外周に従動回転自
在に圧接する。４はスクレーパであり，例えばリン青銅
のような弾性金属材料により薄板状に形成して，前記ク
リーニングロール３の外周に，略接線方向に摺動自在に
設ける。８はトナー収容槽である。
同図において1,2は各々加圧ロールおよび加熱ロールで
あり，軸線を略平行にかつ矢印方向に回転自在に形成す
ると共に，両ロールを圧接状態に配設する。加圧ロール
１は，金属材料からなる中空状の芯金11の外方に耐熱弾
性材料からなる被着部材12を設け，更にその外周に例え
ばPTFE,PFA等のフッ素樹脂からなる離型性樹脂層13を設
けて構成する。加熱ロール２にも上記加圧ロール１と同
様に芯金21,被着部材22および離型性樹脂層23を設ける
と共に，芯金21内に例えばハロゲンランプ等の熱源24を
設ける。次に３はクリーニングロールであり，例えばス
テンレス鋼からなり，加熱ロール２の外周に従動回転自
在に圧接する。４はスクレーパであり，例えばリン青銅
のような弾性金属材料により薄板状に形成して，前記ク
リーニングロール３の外周に，略接線方向に摺動自在に
設ける。８はトナー収容槽である。
上記の構成により，加圧ロール１と加熱ロール２とを
図示しない加圧手段により圧接し，熱源24により加熱ロ
ール２を加熱した状態で，各々矢印方向に回転させ，ト
ナー像担持体10を左方から加圧ロール１と加熱ロール２
との間に供給すると，トナー像の定着を行うことができ
る。この場合にトナー９の一部が加熱ロール２の外周面
に付着するが，加熱ロール２の回転によってトナー９が
クリーニングロール３と接触すると，トナー９は加熱ロ
ール２の表面から，クリーニングロール３の表面に転移
する。すなわち加熱ロール２の外周に構成する離型性樹
脂層23より，ステンレス鋼からなるクリーニングロール
３の方が表面エネルギーが大であるためである。クリー
ニングロール３に転移付着したトナー９はスクレーパ４
によってトナー収容槽８内に落下収容される。従って次
のトナー像担持体10に臨む加熱ロール２の表面は常に清
浄に保持されるのである。
図示しない加圧手段により圧接し，熱源24により加熱ロ
ール２を加熱した状態で，各々矢印方向に回転させ，ト
ナー像担持体10を左方から加圧ロール１と加熱ロール２
との間に供給すると，トナー像の定着を行うことができ
る。この場合にトナー９の一部が加熱ロール２の外周面
に付着するが，加熱ロール２の回転によってトナー９が
クリーニングロール３と接触すると，トナー９は加熱ロ
ール２の表面から，クリーニングロール３の表面に転移
する。すなわち加熱ロール２の外周に構成する離型性樹
脂層23より，ステンレス鋼からなるクリーニングロール
３の方が表面エネルギーが大であるためである。クリー
ニングロール３に転移付着したトナー９はスクレーパ４
によってトナー収容槽８内に落下収容される。従って次
のトナー像担持体10に臨む加熱ロール２の表面は常に清
浄に保持されるのである。
良好なクリーニング効果を得るためには，加熱ロール
２の表面に付着したトナー９がクリーニングロール３の
表面に容易に転移・付着することが必要である。この場
合，クリーニングロール３の表面粗さが細かすぎると，
このクリーニングロール３の表面にトナー９が付着しに
くくなると考えられる。したがってクリーニングロール
３の表面粗さは１μmRyより大きいことが望まれる。
２の表面に付着したトナー９がクリーニングロール３の
表面に容易に転移・付着することが必要である。この場
合，クリーニングロール３の表面粗さが細かすぎると，
このクリーニングロール３の表面にトナー９が付着しに
くくなると考えられる。したがってクリーニングロール
３の表面粗さは１μmRyより大きいことが望まれる。
一方，オフセット防止のためには，クリーニングロー
ル３はその表面にトナー９ができるだけ付着していない
状態で加熱ロール２と接触することが必要である。本発
明者の実験によれば，複写装置の駆動機構が停止して加
熱ロール２の回転が停止した時に，クリーニングロール
３の表面にトナー９が残留していると，そのトナー９が
加熱ロール２に付着することがわかった。したがって加
熱ロール２の表面からクリーニングロール３の表面に転
移・付着したトナー９は，スクレーパ４によって速やか
に除去される必要がある。そのためには，クリーニング
ロール３の表面粗さは,8μmRy以下が望ましい。クリー
ニングロール３のより好ましい表面粗さは,2〜6.3μmRy
である。
ル３はその表面にトナー９ができるだけ付着していない
状態で加熱ロール２と接触することが必要である。本発
明者の実験によれば，複写装置の駆動機構が停止して加
熱ロール２の回転が停止した時に，クリーニングロール
３の表面にトナー９が残留していると，そのトナー９が
加熱ロール２に付着することがわかった。したがって加
熱ロール２の表面からクリーニングロール３の表面に転
移・付着したトナー９は，スクレーパ４によって速やか
に除去される必要がある。そのためには，クリーニング
ロール３の表面粗さは,8μmRy以下が望ましい。クリー
ニングロール３のより好ましい表面粗さは,2〜6.3μmRy
である。
本発明において芯金の外方に形成する被着部材として
は，例えばシリコーンゴム，フッ素ゴムまたはフッ素ゴ
ムとフッ素樹脂との混合材料（例えば特開昭59−217010
号公報，同60−205561号公報参照）等を使用することが
できるし，更に異種材質のゴムを組み合わせて多層構造
としてもよい。また両ロールの外層を形成するフッ素樹
脂等の表面エネルギーの小さい材料からなる離型性樹脂
層の厚さは10〜50μｍの厚さとするのが好ましい。なお
本実施例においては加熱ロール内にハロゲンランプ等の
熱源を内蔵させた構造のものを示したが，例えば芯金の
表面に電気抵抗材料からなる発熱層を設けた，いわゆる
直接加熱型の加熱ロールであっても作用は同一である。
次にクリーニングロール３およびスクレーパ４を構成す
る材料としては，各々ステンレス鋼およびリン青銅の他
にアルミニウム合金，真鍮その他の材料を使用できる。
は，例えばシリコーンゴム，フッ素ゴムまたはフッ素ゴ
ムとフッ素樹脂との混合材料（例えば特開昭59−217010
号公報，同60−205561号公報参照）等を使用することが
できるし，更に異種材質のゴムを組み合わせて多層構造
としてもよい。また両ロールの外層を形成するフッ素樹
脂等の表面エネルギーの小さい材料からなる離型性樹脂
層の厚さは10〜50μｍの厚さとするのが好ましい。なお
本実施例においては加熱ロール内にハロゲンランプ等の
熱源を内蔵させた構造のものを示したが，例えば芯金の
表面に電気抵抗材料からなる発熱層を設けた，いわゆる
直接加熱型の加熱ロールであっても作用は同一である。
次にクリーニングロール３およびスクレーパ４を構成す
る材料としては，各々ステンレス鋼およびリン青銅の他
にアルミニウム合金，真鍮その他の材料を使用できる。
次に上記加熱定着装置において，通常，スクレーパ４
は第２図に示すように，保持板５と押え板６とによって
止ねじ７を介して固着する構成とする。ここで，加熱ロ
ール２が加熱されると，その熱はクリーニングロール３
を経てスクレーパ４に伝わり，スクレーパ４は，長手方
向に熱膨張する。しかし第２図に示すようにスクレーパ
４が拘束されていると，スクレーパ４の自由端4a（クリ
ーニングロール３と接触する側）が波打ち変形し，クリ
ーニングロール３とスクレーパ４との間に隙間が生じ
る。その結果クリーニングロール３の周面とスクレーパ
４との接触にむらが生じ，クリーニング性が低下してし
まう。
は第２図に示すように，保持板５と押え板６とによって
止ねじ７を介して固着する構成とする。ここで，加熱ロ
ール２が加熱されると，その熱はクリーニングロール３
を経てスクレーパ４に伝わり，スクレーパ４は，長手方
向に熱膨張する。しかし第２図に示すようにスクレーパ
４が拘束されていると，スクレーパ４の自由端4a（クリ
ーニングロール３と接触する側）が波打ち変形し，クリ
ーニングロール３とスクレーパ４との間に隙間が生じ
る。その結果クリーニングロール３の周面とスクレーパ
４との接触にむらが生じ，クリーニング性が低下してし
まう。
このような不具合を解消するためには，本発明では第
３図に示すように，保持板５と押え板６との間に隙間を
設けることが望ましい。すなわち，保持板５と押え板６
との隙間は，少なくとも前記スクレーパ４の厚さより大
に形成し，スクレーパ４が長手方向に移動可能に構成す
る。従ってスクレーパに穿設すべき止ねじ７用の穴（図
示せず）は，止ねじ７の外径より大に形成すると共に，
長手方向に長径を有する長穴とするのが好ましい。この
場合スクレーパ４の一方の縁辺はクリーニングロール３
と常時摺動接触しているため，温度が上昇して長手方向
に熱膨張するが，保持板５と押え板６とによる挟着力
は，スクレーパ４の幅方向の位置を保持する一方におい
て長手方向の摺動を許容する値であるため，上記のスク
レーパ４の熱膨張による長手方向の伸長が自由であり，
不都合な変形は発生しない。従ってクリーニングロール
３とスクレーパ４との摺動接触状態は全く変化すること
がない。また保持板５と押え板６との隙間は少なくとも
スクレーパ４の厚さより大に形成するのが好ましいが，
両者が同一の寸法であっても，熱膨張による長手方向の
相対移動を許容する限り作用は同一である。
３図に示すように，保持板５と押え板６との間に隙間を
設けることが望ましい。すなわち，保持板５と押え板６
との隙間は，少なくとも前記スクレーパ４の厚さより大
に形成し，スクレーパ４が長手方向に移動可能に構成す
る。従ってスクレーパに穿設すべき止ねじ７用の穴（図
示せず）は，止ねじ７の外径より大に形成すると共に，
長手方向に長径を有する長穴とするのが好ましい。この
場合スクレーパ４の一方の縁辺はクリーニングロール３
と常時摺動接触しているため，温度が上昇して長手方向
に熱膨張するが，保持板５と押え板６とによる挟着力
は，スクレーパ４の幅方向の位置を保持する一方におい
て長手方向の摺動を許容する値であるため，上記のスク
レーパ４の熱膨張による長手方向の伸長が自由であり，
不都合な変形は発生しない。従ってクリーニングロール
３とスクレーパ４との摺動接触状態は全く変化すること
がない。また保持板５と押え板６との隙間は少なくとも
スクレーパ４の厚さより大に形成するのが好ましいが，
両者が同一の寸法であっても，熱膨張による長手方向の
相対移動を許容する限り作用は同一である。
第１図に示す加熱定着装置は，加熱ロール２と加圧ロ
ール１とが共に離型性樹脂層23で被覆されているので，
両面コピーに適用した場合のオフセット現象の防止に有
効である。
ール１とが共に離型性樹脂層23で被覆されているので，
両面コピーに適用した場合のオフセット現象の防止に有
効である。
またこの加熱定着装置は，多数の封筒に宛名を書くた
めに，直接封筒に印字するのに使用されるプリンタに適
用した場合に有効である。一般に封筒は構成上最低二枚
重ね部があり，糊付け部若しくは重ね合わせ部によって
は，三重，四重となる。従来の定着装置では，加熱ロー
ルと加圧ロールとの間のニップ部においては，加圧ロー
ルの表面は凹状に弾性変形するので，封筒にしわが発生
し易くなる。これに対して第１図に示す装置では，図示
の如くニップ部を略平面とすることができるので，しわ
の発生を防止することができる。
めに，直接封筒に印字するのに使用されるプリンタに適
用した場合に有効である。一般に封筒は構成上最低二枚
重ね部があり，糊付け部若しくは重ね合わせ部によって
は，三重，四重となる。従来の定着装置では，加熱ロー
ルと加圧ロールとの間のニップ部においては，加圧ロー
ルの表面は凹状に弾性変形するので，封筒にしわが発生
し易くなる。これに対して第１図に示す装置では，図示
の如くニップ部を略平面とすることができるので，しわ
の発生を防止することができる。
封筒上に形成されたトナー像を良好に定着するための
構成は本出願人の出願に係わる特願昭62−253199号に開
示されているが，更にその後の実験で知得したことも考
慮して以下のようにまとめられる。
構成は本出願人の出願に係わる特願昭62−253199号に開
示されているが，更にその後の実験で知得したことも考
慮して以下のようにまとめられる。
まず封筒のしわを防止するためには，加熱ロールの表
面硬度（Ａ形スプリング硬度:JIS K6301）と加圧ロール
の表面硬度の差（以下硬度差という）ができるだけ小さ
いことが必要である。具体的には硬度差がHs15゜以内で
あればよく，好ましくはHs10゜以内であればよい。更
に，しわ防止のためには，加熱ロールと加圧ロールとの
外径差ができるだけ小さいことが必要である。具体的に
は上記外径差が5mm以内，好ましくは2mm以内であればよ
く，特に両ロールの外径寸法を実質的に同一に形成する
ことが最も好ましい。
面硬度（Ａ形スプリング硬度:JIS K6301）と加圧ロール
の表面硬度の差（以下硬度差という）ができるだけ小さ
いことが必要である。具体的には硬度差がHs15゜以内で
あればよく，好ましくはHs10゜以内であればよい。更
に，しわ防止のためには，加熱ロールと加圧ロールとの
外径差ができるだけ小さいことが必要である。具体的に
は上記外径差が5mm以内，好ましくは2mm以内であればよ
く，特に両ロールの外径寸法を実質的に同一に形成する
ことが最も好ましい。
このように，加熱ロールと加圧ロールとを，両ロール
間に形成されるニップ部が略平面となるような表面硬度
とし，そして両ロールの外径をできるだけ近似させるこ
とにより，封筒にしわが発生するのを防止することが可
能となる。
間に形成されるニップ部が略平面となるような表面硬度
とし，そして両ロールの外径をできるだけ近似させるこ
とにより，封筒にしわが発生するのを防止することが可
能となる。
次に良好な定着性を得るためには，上記ロール間に形
成されるニップ幅（通常３〜5mm程度）を確保すること
が必要である。そのためには上記各ロールの表面硬度は
Hs85゜以下とすればよく，より好ましくはHs80゜以下で
ある。但し表面硬度は低すぎても定着性を低下させるの
で,Hs20゜以上がよい。また表面硬度に関連して，耐熱
弾性体層の厚さも考慮する必要がある。すなわちこの厚
さが0.5mm未満であると，弾性体としての効果が弱ま
り，ロール表面を所定の硬度に保持することが困難とな
る。一方上記厚さが2mmを越えると，加熱ロール各部の
温度分布が不均一となるのみならず，熱伝導を阻害する
ため非通紙部である両端部を過熱させる等の不具合をも
たらすので好ましくない。
成されるニップ幅（通常３〜5mm程度）を確保すること
が必要である。そのためには上記各ロールの表面硬度は
Hs85゜以下とすればよく，より好ましくはHs80゜以下で
ある。但し表面硬度は低すぎても定着性を低下させるの
で,Hs20゜以上がよい。また表面硬度に関連して，耐熱
弾性体層の厚さも考慮する必要がある。すなわちこの厚
さが0.5mm未満であると，弾性体としての効果が弱ま
り，ロール表面を所定の硬度に保持することが困難とな
る。一方上記厚さが2mmを越えると，加熱ロール各部の
温度分布が不均一となるのみならず，熱伝導を阻害する
ため非通紙部である両端部を過熱させる等の不具合をも
たらすので好ましくない。
更に加熱ロールに設けた弾性体層を構成する材料の熱
伝導率が低すぎると，加熱ロール内における熱伝導作用
が不十分となり，温度分布を不均一にするのみならず，
局部加熱が生じてしまう。したがってこの熱伝導率は0.
6×10-3/Cal/cm・sec・℃以上が好ましく，より好まし
くは1.5×10-3cal/cm・sec・℃以上である。この熱伝導
率は弾性体層中にカーボンブラック，金属酸化物等の良
熱伝導物質を添加することにより，調整できる。但し良
熱伝導物質の添加量が大きくなるに従って硬度が高くな
るので，この添加量はロールの表面硬度がHs85゜を越え
ない範囲で定める必要がある。
伝導率が低すぎると，加熱ロール内における熱伝導作用
が不十分となり，温度分布を不均一にするのみならず，
局部加熱が生じてしまう。したがってこの熱伝導率は0.
6×10-3/Cal/cm・sec・℃以上が好ましく，より好まし
くは1.5×10-3cal/cm・sec・℃以上である。この熱伝導
率は弾性体層中にカーボンブラック，金属酸化物等の良
熱伝導物質を添加することにより，調整できる。但し良
熱伝導物質の添加量が大きくなるに従って硬度が高くな
るので，この添加量はロールの表面硬度がHs85゜を越え
ない範囲で定める必要がある。
そして第１図の装置では，加圧ロール１は従来よりも
剛性が大きいので，上記のニップ幅を確保するために両
ロール1,2間の接触圧力を高くしてやることが望まし
い。具体的な接触圧力は定着速度や定着温度などを考慮
して定めればよい。一例として定着速度が50〜100mm/se
cで，定着温度が190℃程度の時で，接触圧力は，線圧で
0.8kg/cm以上が好ましい。また定着速度が100mm/secよ
り大きい場合は，接触圧力は,1.2kg/cm以上が好まし
い。なお，この装置では線圧を圧力定着の場合と同程度
（10〜20kg/cm）にしても，しわは発生しないが，線圧
が過大となるとゴムの塑性変形に起因する寿命低下にも
つながるので,3kg/cm以下とすることが望ましい。
剛性が大きいので，上記のニップ幅を確保するために両
ロール1,2間の接触圧力を高くしてやることが望まし
い。具体的な接触圧力は定着速度や定着温度などを考慮
して定めればよい。一例として定着速度が50〜100mm/se
cで，定着温度が190℃程度の時で，接触圧力は，線圧で
0.8kg/cm以上が好ましい。また定着速度が100mm/secよ
り大きい場合は，接触圧力は,1.2kg/cm以上が好まし
い。なお，この装置では線圧を圧力定着の場合と同程度
（10〜20kg/cm）にしても，しわは発生しないが，線圧
が過大となるとゴムの塑性変形に起因する寿命低下にも
つながるので,3kg/cm以下とすることが望ましい。
本発明は以上記述のような構成および作用であるか
ら，加熱ロールに付着したトナーを，加熱ロールの表面
を損傷することなく確実に除去し，装置を構成するロー
ルを常に清浄に保持し，紙その他の画像担持体の汚損を
防止し得るという効果がある。
ら，加熱ロールに付着したトナーを，加熱ロールの表面
を損傷することなく確実に除去し，装置を構成するロー
ルを常に清浄に保持し，紙その他の画像担持体の汚損を
防止し得るという効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す要部横断面図，第２図お
よび第３図は各々第１図におけるクリーニングロール近
傍の構成を示す要部斜視図である。 1:加圧ロール,2:加熱ロール,3:クリーニングロール,4:
スクレーパ,5:保持板,6:押え板。
よび第３図は各々第１図におけるクリーニングロール近
傍の構成を示す要部斜視図である。 1:加圧ロール,2:加熱ロール,3:クリーニングロール,4:
スクレーパ,5:保持板,6:押え板。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−101432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−76234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−53774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−153982（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−87480（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−63343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−144747（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−12945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−205178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−15146（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−135635（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−169866（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−39066（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−49564（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−34144（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−98226（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−135460（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−371（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−10108（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】トナー像を担持体上に加熱定着させる加熱
定着装置において，前記トナー像と接触すると共に芯金
の周囲に形成した耐熱性を有する弾性体層と離型性を有
する樹脂表面層とを有する加熱ロールと，この加熱ロー
ルと圧接するように設けられかつ芯金の周囲に形成した
耐熱性を有する弾性体層と離型性を有する樹脂表面層と
を有する加圧ロールと，金属材料からなり表面粗さを１
μmRyより大なる値に形成すると共に前記加熱ロールに
圧接するように回転自在に設けたクリーニングロール
と，このクリーニングロールの外周面と摺擦するように
設けかつ保持板と押え板とを介して長手方向移動自在に
支持したスクレーパとから構成したことを特徴とする加
熱定着装置。 - 【請求項２】トナー像を封筒上に加熱定着させる加熱定
着装置において，前記トナー像と接触すると共に芯金の
周囲に形成した厚さ0.5〜2mmの耐熱弾性体層と厚さ10〜
50μｍのフッ素樹脂層とを有する加熱ロールと，この加
熱ロールと圧接するように設けると共に加熱ロールと実
質的に同一の層構造と外径とを有する加圧ロールと，金
属材料からなり表面粗さを１μmRyより大なる値に形成
すると共に前記加熱ロールに圧接するように回転自在に
設けたクリーニングロールと，このクリーニングロール
の外周面と摺擦するように設けかつ保持板と押え板とを
介して長手方向移動自在に支持したスクレーパとから構
成すると共に，前記加熱ロールと加圧ロールとの間のニ
ップ部を実質的に平面に形成したことを特徴とする加熱
定着装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19098887 | 1987-07-30 | ||
| JP62-190988 | 1987-07-30 | ||
| JP5397688 | 1988-04-21 | ||
| JP63-53976 | 1988-04-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228681A JPH0228681A (ja) | 1990-01-30 |
| JP2674692B2 true JP2674692B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=26394713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63185043A Expired - Fee Related JP2674692B2 (ja) | 1987-07-30 | 1988-07-25 | 加熱定着装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4949130A (ja) |
| JP (1) | JP2674692B2 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI890953A (fi) * | 1989-02-28 | 1990-08-29 | Valmet Paper Machinery Inc | Vals eller valsbelaeggning i cellulosamaskin, pappersmaskin eller efterbehandlingsmaskin foer papper och foerfarande foer framstaellning av denna samt anvaendning av denna. |
| US5049944A (en) * | 1989-04-07 | 1991-09-17 | Xerox Corporation | Method and apparatus for controlling the application of a fuser release agent |
| EP0424053B1 (en) * | 1989-10-16 | 1995-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold releasing elastic roller |
| JP2833071B2 (ja) * | 1989-11-20 | 1998-12-09 | ミノルタ株式会社 | 複写方法 |
| DE69111326T2 (de) * | 1990-08-03 | 1996-01-11 | Canon Kk | Elastische Rolle und diese verwendendes Fixiergerät. |
| US5289246A (en) * | 1991-02-26 | 1994-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Color mixing and fixing device preventing gloss unevenness |
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| JPS5110108A (ja) * | 1974-07-17 | 1976-01-27 | Nippon Steel Corp | Konbekutaapureeto |
| JPS604465B2 (ja) * | 1977-02-16 | 1985-02-04 | 株式会社リコー | 粉体可視像定着方法およびその装置 |
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-
1988
- 1988-07-25 JP JP63185043A patent/JP2674692B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1988-07-29 US US07/225,993 patent/US4949130A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4949130A (en) | 1990-08-14 |
| JPH0228681A (ja) | 1990-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |