JPH0314352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写機、同フアクシミリ、
同プリンター等、電子写真プロセスを利用した機
器に使用する定着装置に関するものである。

〔従来の技術〕 従来、電子写真プロセスを利用した複写機等に
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、その定着法
として溶剤定着法、圧力定着法、及び加熱定着法
等が知られている。

しかし上記溶剤定着法は、溶剤蒸気が飛散し、
臭気や衛生上の問題点が多い欠点を有しており、
一方圧力定着法も他の定着法と較べ定着性が悪
く、かつ圧力感応性トナーが高価である欠点を有
しており、共に広く実用化されていないのが実状
である。

従つて未定着トナー像の定着には、一般に加熱
によつてトナーを溶融させ、用紙上に付着させる
加熱定着法が広く採用されている。

そしてこの定着装置としては、第４図に示すよ
うに、円筒状芯金ａの内部にヒーターｂを配設
し、かつその芯金ａ表面にポリテトラフルオロエ
チレン等の耐熱性樹脂あるいはHTVシリコーン
ゴム（High Temperature Vulcanization
Silicone Rubber、RTVシリコーンゴム（Room
Tempera−ture Vulcanization Silicone
Rubber）、等の耐熱弾性体から成る被覆層ｃを形
成した定着ロールｄと、この定着ロールｄの下方
に設けられ、円筒状芯金ｅの表面にHTVシリコ
ーンゴム、LTVシリコーンゴム（Low
Temperature Vulcanization Silicone
Rubber）、RTVシリコーンゴム、フツ素ゴム、
等の耐熱弾性体層ｆを形成した加圧ロールｇとか
ら構成され、これらロールｄ，ｇ間に未定着トナ
ー像の形成された用紙ｈを挿通させて定着を行う
ヒートロール方式の装置が知られており、これは
加の加熱定着装置と較べ低電力、かつ定着部での
紙づまりによる火災の危険性の少ないこと等の利
点があることから最も広く利用されている。

しかしこのヒートロール方式の最大の欠点は、
用紙ｈのトナー面が、直接上記定着ロールｄ表面
と接触するため、用紙ｈ上の未定着トナーの一部
が定着ロールｄ側に転写され、そのトナーが用紙
ｈの後端あるいは次に通過する用紙ｈに再転写さ
れてその用紙ｈを汚してしまう、いわゆるトナー
オフセツト現象が起こることである。

そこで第４図に示すように、ウイツクｉ、オイ
ルパンｊ、オイル塗布量の制御用ブレードｋ及び
オイルタンクｌ等より成るオイル供給装置ｍを定
着ロールｄの近傍位置に配設し、この定着ロール
ｄ表面に、ジメチルシリコーンオイル等の離型剤
を連続的に塗布して上記トナーオフセツト現象を
防止する方法が採られている。

しかしながら、上記オイル供給装置ｍは、ウイ
ツクｉ、オイルパンｊ等多数の部品を必要とする
ため定着装置の大型化、複雑化を招き、かつコス
トが割高となる欠点を有しており、また離型剤が
過度に供給されたり、あるいは機械の移動等によ
り離型剤がこぼれたりした場合、定着装置を通過
する用紙ｈがこの離型剤により汚されてしまうこ
とがあつた。しかも離型剤の塗布量が不充分であ
ると、上記定着ロールｄ表面の損耗度が大きくな
るため、離型剤の補給やウイツクｉの清掃等を定
期的に行う必要があり、保守点検が煩雑となる欠
点があつた。

このため、近年、第５図に示すように、外周面
に複数の小孔を有する筒状体ｎと、この外周面を
被覆するシリコーンスポンジ等のオイル制御層ｏ
とで形成され、上記筒状体ｎ内部に液体状の離型
剤ｐを封入させた供給ロールｑを、上記定着ロー
ルｄ又は加圧ロールｇの外周面に圧接して設け、
従動回転させて上記離型剤ｐを塗布する方法が提
案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、この方法によれば離型剤ｐを筒状体
ｎ内部に封入させているため外部にこぼれること
がなく、かつ、定着装置の大型化、複雑化も防止
できる長所を有しているが、その反面、上記供給
ロールｑによる離型剤ｐの塗布量の制御が難しく
定着ロールｄ等表面への塗布量が一定しないとい
う問題点があつた。

すなわち、上記供給ロールｑから定着ロールｄ
等表面へ塗布される離型剤ｐの適量値は、使用す
るトナーの種類、あるいは定着ロールｄ等表面の
離型性の違いにより若干変わるが、一般には用紙
１枚当り0.5〜5.0×10^-6と極めて少ない量であ
るため、かかる微量の塗布量を制御すること自体
が難かしく、しかも上記供給ロールｑから供給さ
れる離型剤ｐの塗布量を決定する要素には、この
ロールｑの孔径、上記筒状体ｎ外周面に設けられ
た小孔の開設率、オイル制御層ｏの気孔率、離型
剤ｐの粘度、及び供給ロールｑの圧接力等、多数
の要素があり、かつこの要素も例えば離型剤ｐの
粘度のように温度変化により変わるものがあるた
め、この要素の変動により塗布量が変化してしま
う等の理由から、上記供給ロールｑによる離型剤
ｐの塗布量の制御が難しかつたからである。

従つて、上記供給ロールｑを使用した定着装置
においても、この供給ロールｑから適量の離型剤
ｐが供給されているか否か定期的に点検する必要
があり、上記のオイル供給装置ｍを用いた定着装
置と同様、保守管理が面倒となる問題点を有して
いた。

そこで本発明者は、上記供給ロールｑを備えた
定着装置を使用し、離型剤ｐの塗布量を安定させ
るための研究を鋭意行つたところ、以下の２つの
実験結果を得ることができた。

まず、第一に、上記供給ロールｑの筒状体ｎ外
周面に設けられた小孔の開設率、あるいはオイル
制御層ｏの気孔率等を高めて、供給ロールｑ表面
から供給される離型剤ｐの塗布量を上記適量値よ
り多くして供給過多の状態にした場合、離型剤ｐ
の粘度が温度変化によつて変動しても、その影響
を受けにくく、塗布量は安定するという事実。

その第二は、上記供給ロールｑを従動回転させ
ずに、上記定着ロールｄ等の回転速度に対し、速
度差を設けて回動させた場合、上記離型剤ｐの塗
布量が減少すること、かつその減少量は供給ロー
ルｑと定着ロールｄ等との相対速度差に依存する
という事実。

本発明はかかる２つの実験結果に基づき完成れ
たもので、その課題とするところは、上記供給ロ
ールｑを定着ロールｄ等へ配設するときに、この
供給ロールｑについてはその表面から供給される
離型剤ｐの塗布量が供給過多となるように設定
し、かつ、この供給ロールｑを定着ロールｄ等の
回転速度に対し速度差を設けて回動させることに
より上記離型剤ｐの塗布量が制御できる定着装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、互いに圧接しながら回転す
る定着ロールと加圧ロールとを備え、未定着トナ
ー像が形成されたシートをこれ等ロール間に挿通
させて未定着トナー像の定着を行う定着装置を前
提とし、 上記定着ロール又は加圧ロールの少なくとも一
方にはその表面に圧接する供給ロールを配設し、 かつ、この供給ロールを、外周面に複数の小孔
を有し内部に液体状の離型剤を保持する筒状体
と、この外周面を被覆し耐熱弾性材料層とこれを
被覆する多孔質シートより成るオイル制御層とで
構成すると共に、 上記筒状体の小孔の開設率又はオイル制御層の
気孔率を高めて離型剤の塗布量を供給過多の状態
に設定する一方、上記供給ロールを定着ロール又
は加圧ロールより遅い速度で回動させることを特
徴とするものである。

〔作用〕

上述したような技術的手段によれば、 離型剤の供給量を供給過多の状態に設定してい
ることから離型剤の温度変化に拘らずその塗布量
が安定し、かつ、供給ロールを定着ロール又は加
圧ロールより遅い速度で回動させていることから
オイル制御層の一部を構成する多孔質シートの孔
が変形して供給ロールからの離型剤の塗布量が減
少し、これ等相乗作用により適量の離型剤を長期
に亘つて安定供給できる。

すなわち本発明は、供給ロールを備えた定着装
置を前提とし、離型剤による用紙の汚れや、トナ
ーオフセツト現象等の起こらない、小型でかつ保
守点検の容易な定着装置を提供することを目的と
するもので、その構成は、定着ロールと加圧ロー
ルとの間に未定着トナー像の形成された用紙を挿
通させてトナー定着を行う定着装置において、少
なくとも上記定着ロール又は加圧ロールのいずれ
か一方には、その表面に圧接する供給ロールを配
設し、この供給ロールを、外周面に複数の小孔を
有する筒状体と、この外周面を被覆するオイル制
御層とで形成し、かつ上記筒状体内部には液体状
の離型剤を保持させると共に、上記供給ロール
を、上記定着ロール又は加圧ロールの回転速度に
対し速度差を設けて回動させることより成り、上
記離型剤の塗布量を制御して上記定着ロール又は
加圧ロールの表面に一定量の離型剤を長期に亘つ
て塗布し、この離型剤による用紙の汚れやトナー
オフセツト現象を安定して防止できるようにした
ものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照にして
説明する。尚第１図は、本発明の定着装置を電子
写真複写機に組み込んだものの説明断面図、第２
図は供給ロールの一部切欠き斜視図、第３図はそ
の長さ方向断面図をそれぞれ示している。

すなわち本発明の定着装置は、第１図に示すよ
うに定着ロール１、加圧ロール２及び供給ロール
３とから構成されるものである。

まず上記定着ロール１は、図示されない動力に
より150mm／secのスペードで矢印Ａ方向に回動可
能に軸受された、直径40mm、長さ340mmのアルミ
ニウム製の円筒状芯金４と、この芯金４表面を厚
さ300μｍで被覆するRTVシリコーンゴムの耐熱
弾性体層５とから成り、上記芯金４内には定着ロ
ール１表面を180℃に加熱するための1000Wのハ
ロゲンランプ６が配設されている。

一方加圧ロール２は、上記定着ロール１の下方
位置に設けられ、定着ロール１と同様直径30mm、
長さ340mmの鉄製の円筒状芯金７と、この芯金７
表面を厚さ５mmで被覆するHTVシリコーンゴム
の耐熱弾性体層８とから成り、上記芯金７は定着
ロール１の回転に伴つて矢印Ｂ方向に回動可能に
軸受されており、かつ定着ロール１と加圧ロール
２間には図示されない機構によつて適当な圧力が
印加されており、これによつて両ロール１，２間
に５mmのニツプ幅が形成されている。

また供給ロール３は、上記加圧ロール２の用紙
搬入側近傍位置に配設されており、図示されない
動力により10mm／secのスピードで矢印Ｃ方向に
回動可能に軸受されていると共に、２Kgの荷重で
もつて加圧ロール２に圧接されて、加圧ロール２
との間に３mmのニツプ幅が形成されている。

ここで上記供給ロール３は、第２図及び第３図
に示すように、適宜金属にて形成され、外周面に
直径３mmの小孔９が16個開設された直径20mm、長
さ300mmの円筒状芯金１０と、この芯金１０を被
覆してオイル制御層を形成する厚さ３mmの耐熱性
フエルト１１と、厚さ0.15mm、ガレーナンバー
100secのポリテトラフルオロエチレン製の多孔質
シート（ジヤパンゴアテツクス社製商品名ゴアテ
ツクス）１２及び上記芯金１０の両端開口部を閉
塞する円形状の蓋体１３とから構成されており、
この蓋体１３の外側中央部には、この供給ロール
３の回転軸となる突起部１４，１４が付設されて
いると共に、上記芯金１０内部には離型剤１５と
して粘度350csのシリコーンオイルが70c.c.封入さ
れている。

尚、上記供給ロール３内に封入されたシリコー
ンオイルは、耐熱性フエルト１１と多孔質シート
１２とから構成されるオイル制御層の作用によ
り、上記加圧ロール２表面へ一定量ずつ塗布され
るが、その塗布量は、上記供給ロール３を加圧ロ
ール２に従動させて回転させたとき、すなわち加
圧ロール２との回転速度差が０のとき（供給ロー
ル３の回転速度が150mm／secのとき）には用紙１
枚当り７〜10×10^-6であり、一方供給ロール３
を10mm／secのスピードで回動させたとき（すな
わち定着ロール１に従動して回転する加圧ロール
２より遅い速度で回動させたとき）には、用紙１
枚当り1.0〜1.4×10^-6であつた。

そして本発明の定着装置を使用してトナー定着
を行うには、第１図に示すように、未定着トナー
像を有する用紙１６を搬送して定着ロール１及び
加圧ロール２間に挿通させ、定着ロール１からの
伝熱でトナーを溶融させて用紙１６の繊維内に流
し込み、冷却して定着させるものである。

このとき上記定着ロール１表面には、加圧ロー
ル２を介して供給ロール３からシリコーンオイル
が供給されるため、用紙１６上の未定着トナーが
上記定着ロール１表面に付着することがなく、上
記したトナーオフセツト現象を防止することがで
きる。

しかも上記供給ロール３は、上記したように従
動回転時のオイル塗布量が、用紙１枚当り７〜10
×10^-6と供給過多となるように形成されている
と共に、加圧ロール２表面を10mm／secのスピー
ドで摺動させてオイル制御層の一部を構成する多
孔質シート１２の孔を変形させ、その塗布量を減
少させて適量値となるように形成されているた
め、オイル温度が上昇してその粘度が低下しても
上記塗布量は変化することがなく、加圧ロール２
表面に、用紙１枚当り1.0〜1.4×10^-6の適量値
のシリコーンオイルを長期に亘つて安定して供給
することができる。

ここでこの定着装置を使用し、毎分20枚のコピ
ースピードにて連続コピーの実験を行つたとこ
ろ、シリコーンオイルの消費割合は、コピー用紙
１枚当り1.0〜1.4×10^-6で、この値は、オイル
温度が上昇してその粘度が低下してもコピー枚数
６万枚までほぼ一定であり、その間はトナーのオ
フセツト現象やコピー用紙の定着ロール１への巻
き付き等、離型性に関するトラブルは皆無であつ
た。

一方、この定着装置を使用し、かつ上記供給ロ
ール３を従動回転させて同様の実験を行つたとこ
ろ、シリコーンオイルの消費割合は、コピー用紙
１枚当り７〜10×10^-6で、この値はオイル温度
が上昇してその粘度が低下してもほぼ一定であつ
たが、供給ロール３のオイル消費ライフは用紙
8000枚で、この時封入オイルは完全に消費されて
いた。

尚この実施例においては、供給ロール３が加圧
ロール２側に配設され、加圧ロール２を介して定
着ロール１に離型剤１５を塗布する構成となつて
いるが、上記供給ロール３を定着ロール１側に直
接設ける構成にしてもよく、また場合によつては
定着ロール１及び加圧ロール２の両方にそれぞれ
設ける構成にしても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、 離型剤の供給量を供給過多の状態に設定してい
ることから離型剤の温度変化に拘らずその塗布量
が安定し、かつ、供給ロールを定着ロール又は加
圧ロールより遅い速度で回動させていることから
オイル制御層の一部を構成する多孔質シートの孔
が変形して供給ロールからの離型剤の塗布量が減
少し、これ等相乗作用により適量の離型剤を長期
に亘つて安定供給できる。

従つて、トナーオフセツト現象や離型剤による
シートの汚損を長期間防止できると共に、その保
守点検作業が著しく軽減される効果を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の一実施例を示すも
ので、第１図は本発明の定着装置の説明断面図、
第２図はその供給ロールの一部切欠き斜視図、第
３図はその長さ方向断面図を示し、又第４図及び
第５図は従来の定着装置の側面断面図である。 符号説明、１……定着ロール、２……加圧ロー
ル、３……供給ロール、４，７，１０……芯金、
５，８……耐熱弾性体層、６……ランプ、９……
小孔、１１……耐熱性フエルト、１２……多孔質
シート、１３……蓋体、１４……突起部、１５…
…離型剤、１６……用紙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに圧接しながら回転する定着ロールと加
   圧ロールとを備え、未定着トナー像が形成された
   シートをこれ等ロール間に挿通させて未定着トナ
   ー像の定着を行う定着装置において、 上記定着ロール又は加圧ロールの少なくとも一
   方にはその表面に圧接する供給ロールを配設し、 かつ、この供給ロールを、外周面に複数の小孔
   を有し内部に液体状の離型剤を保持する筒状体
   と、この外周面を被覆し耐熱弾性材料層とこれを
   被覆する多孔質シートより成るオイル制御層とで
   構成すると共に、 上記筒状体の小孔の開設率又はオイル制御層の
   気孔率を高めて離型剤の塗布量を供給過多の状態
   に設定する一方、上記供給ロールを定着ロール又
   は加圧ロールより遅い速度で回動させることを特
   徴とする定着装置。