JPH0433037B2 - - 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、コピー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が多い欠点を有しており、又
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、コピー用紙上に付着
させる加熱定着法が広く採用されている。

この加熱定着法としては、少なくとも一方を加
熱した一対のロール（定着ロール及び加圧ロー
ル）間に一定圧力を加え、未定着トナー像を有す
るコピー用紙を挿通させて定着を行うヒートロー
ル方式が従来より知られており、これは他の加熱
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。

そして加熱定着ロールとしては、円筒状芯金の
表面にポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等
の耐熱性樹脂を被覆したものや、HTVシリコー
ンゴム（High Temperature Vulcanization
Silicone Rubber）、RTVシリコーンゴム
（Room Temperature Vulcanization Silicone
Rubber）等の耐熱弾性体を被覆したものが使わ
れ、一方の加圧ロールとしては、上記加熱定着ロ
ールと加圧接触した場合、ある接触幅を持たせる
ために円筒状芯金の表面に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、フロロシリコーンゴム、フツ素ゴム、
EPDAゴム（ゴム（Ethylene Propylene Diene
Acryl Rubber）等の耐熱弾性体を被覆したもの
が使用されている。

しかしこのヒートロール方式の最大の欠点は、
コピー用紙のトナー面が直接加熱定着ロール表面
と接触するため、コピー用紙上の未定着トナーの
一部が加熱定着ロール側に転写され、そのトナー
がコピー用紙の後端あるいは次に通過するコピー
用紙に再転写されてそのコピー用紙を汚してしま
ういわゆるオフセツト現象が起こることである。

そこでこの現象を防止するために、第１図に示
すように上記加熱定着ロール１表面にシリコーン
オイル等の離型剤を多量に塗布する方法が採られ
ているが、オイル貯蔵用タンク２や、耐熱フエル
ト３等より成る塗布装置４が必要となり、装置の
複雑化や大型化を招くばかりか、そのオイルによ
つてコピー用紙が汚れてしまう危険性があり、事
実オイルによるトラブルは定着装置全体の約30％
を占めている。

そのため最近は、離型剤を塗布する方法を採ら
ずに、トナー中に低分子量ポリエチレン、低分子
量ポリプロピレン等の離型性を高める処理物質を
予め含有させておく方法や、加熱定着ロール表面
にクリーニングロールを付設して上記ロール表面
に付着したトナーを清掃する方法等が実用化され
ている。

しかしトナー中に離型性を高める処理物質を含
有させておく方法では、上記オフセツト現象を防
止するには不完全で、例えばPTFE等の耐熱性樹
脂を被覆した加熱定着ロールにおいては、コピー
枚数が10万枚を越えたあたりから、またシリコー
ンゴム等の耐熱弾性体を被覆した加熱定着ロール
においてはコピー枚数が５万枚を越えたあたりか
ら定着ロール表面が摩耗により粗面化しオフセツ
ト現象が発生して定着ロール表面にトナーが堆積
してしまう欠点を有しており、一方クリーニング
ロールを付設する方法も、クリーニングロール表
面にトナーが堆積して固化してしまうため固化し
たトナーにより加熱定着ロール表面を傷つけてし
まつたり、定着不良を越こす弊害があり、この弊
害は、クリーニングロールの替わりに耐熱フエル
ト等を用いたクリーニング装置を使用した場合に
も同様に起こるものであつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記加熱定着ロール表面に微量の離
型剤を塗布するだけで加熱定着ロールの交換寿命
を飛躍的に延ばすことができるという実験的事実
に基づき完成されたもので、加熱定着ロールと加
圧ロールとから成る定着装置において、上記各ロ
ールのいづれか一方の表面に液体状の離型剤を保
持した供給ロールを配設することにより、オフセ
ツト現象や定着不良を防止し、それによつて長期
に亘つて安定したコピーが得られる定着装置を提
供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

すなわち、本発明の定着装置は、互いに圧接し
ながら回転する加熱定着ロールと加圧ロールとを
備え、未定着トナー像の形成された記録シートを
これらの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、上記加熱定着ロー
ル及び／又は加圧ロールの表面に離型剤を塗布す
るための供給ロールを多孔質セラミツクスから構
成すると共に、上記供給ロールの内部には上記多
孔質セラミツクスを透過して供給ロールの表面に
浸出する液体状の離型剤を保持させたものであ
る。

このような技術的手段によれば、供給ロールの
表面にはその内部に保持された離型剤が多孔質セ
ラミツクスを透過して浸出しているので、この供
給ロールから加熱定着ロール及び／又は加圧ロー
ルの表面に離型剤が塗布され、オフセツト現象や
定着不良を効果的に防止することができる。

また、加熱定着ロールの近傍に配設される関係
から供給ロールは常に高温環境下で使用される
が、セラミツクスからなる供給ロールは温度変化
による膨張・収縮が小さく、離型剤が透過する細
孔の径の変化が極めて小さい。従つて、常に略一
定した量の離型剤が供給ロールの表面に浸出する
こととなり、加熱定着ロール及び／又は加圧ロー
ルに安定して離型剤を塗布することができる。

更に、多孔質セラミツクスからなる供給ロール
は腐食、機械的磨耗あるいは熱変形といつた経時
的な劣化を生じ難いので、長期に亘り安定して離
型剤を塗布することができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照して説
明する。尚第２図は、本発明の定着装置の説明断
面図を、又第３図は供給ロールの長さ方向断面図
を示している。

すなわち本発明の定着装置は、第２図に示すよ
うに加熱定着ロール５、加圧ロール６及び供給ロ
ール７とから構成されるものである。

まず上記加熱定着ロール５は矢印Ａ方向に回動
可能に軸受された円筒状の芯金８と、この芯金８
表面を被覆するRTVシリコーンゴムの耐熱弾性
体層９とから成り、上記芯金８内には定着ロール
を加熱するためのヒーター１０が配設されてい
る。

一方加圧ロール６は上記加熱定着ロール５の下
方位置に設けられ、定着ロール同様円筒状の芯金
１１とこの芯金１１表面を被覆し、オイルを混練
したHTVシリコーンゴムの耐熱弾性体層１２と
から成り、上記芯金１１は上記加熱定着ロール５
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、かつ上記加熱定着ロール５と加圧ロール
６間には図示されていない機構によつて適当な圧
力が印加されている。

そして上記加熱定着ロール５には、その表面に
圧接してこの加熱定着ロール５の回転に従い矢印
Ｃ方向に回転し、かつ内部に粘度5000CSのジメ
チルシリコーンオイルを充填した円筒状の供給ロ
ール７が配設されており、この供給ロール７の周
壁よりジメチルシリコーンオイルを浸出させて上
記加熱定着ロール５表面に付与し、上記したオフ
セツト現象等を防止するものである。

ここで上記供給ロール７は、第３図に示すよう
に、Al₂O₃を主成分とする生セラミツクスを押出
成形し焼結して得られた両端開口の円筒体１３
と、この両端開口部を閉塞する円形状の蓋体１
４，１４とから構成されており、上記蓋体１４，
１４外側中央部には、この供給ロールの回転軸と
なる突起部１５，１５が付設されているととも
に、蓋体１４，１４の少なくとも一方は開閉自在
に取付けられている。そしてこの供給ロール７の
内部には離型剤１６として粘度5000CSのジメチ
ルシリコーンオイルが充填されており、多数の微
小孔を有するセラミツクスの周壁からこのジメチ
ルシリコーンオイルを徐々に浸出させて長期に亘
つて上記加熱定着ロール５表面に付与するもので
ある。尚上記ジメチルシリコーンオイルの全てが
消費された場合には、開閉自在に取付けられた蓋
体１４を開放して新たな離型剤を充填し、継続し
て使用することができるものである。

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２図に示すように未定着トナー像
を有するコピー用紙１７を搬送して加熱定着ロー
ル５及び加圧ロール６間に挿通させ、加熱定着ロ
ール５からの伝熱でトナーを溶融させてコピー用
紙１７の繊維内に流し込み、冷却させて定着させ
るものである。

このとき、上記加熱定着ロール５表面には供給
ロール７からジメチルシリコーンオイルが付与さ
れるため、コピー用紙１７上の未定着トナーが上
記表面に付着することがなく、従つて上記したオ
フセツト現象等を防止することができる。尚、第
２図中、１８は上記加熱定着ロール５に設けられ
たコピー用紙分離爪を、１９は上記加熱定着ロー
ル５表面を清掃するためのクリーニング装置を、
又２０はコピー用紙１７を上記加熱定着ロール５
及び加圧ロール６間に挿通させるためのペーパー
ガイドを示している。

ここで本発明の定着装置と、従来の定着装置と
を比較するため、コピーランニングテストを行つ
た。尚本発明の装置としては、上記実施例のもの
を、又従来の装置としては上記実施例のものから
供給ロールを取り外したものを使用し、かつコピ
ー条件としては、加熱定着ロールの設定温度は共
に185℃、両ロール間の荷重は60Kg、複写速度は
12枚／分である。

その結果、従来の装置ではコピー枚数が５万枚
を越えたあたりからオフセツト現象が発生して定
着ロール表面にトナーが堆積しはじめたのに対
し、本発明の装置においては、コピー枚数が15万
枚を越えてもオフセツト現象の発生は皆無であつ
た。

次に上記実施例において、供給ロールの円筒体
はAl₂O₃を主成分とする生セラミツクスを円筒状
に押出成形し、焼結して形成されたものである
が、本発明においてはセラミツクとしてAl₂O₃以
外に、MgO、ZnO₂、SiC等も使用でき、かつ周
壁に10μm〜100μmの微小孔を有するセラミツク
円筒体が好ましい。又場合によつては内部に液体
状の離型剤を含浸させたセラミツク円柱体を供給
ロールとしても良い。

尚上記セラミツク円筒体又は円柱体の外周面
を、液体状の離型剤が浸透して透過し得るシリコ
ーンゴム等の耐熱弾性体層にて被覆し、上記加熱
定着ロール又は加圧ロール表面の摩耗を防止する
構成にしても良い。

又、本発明において使用される液体状の離型剤
としては、ジメチルシリコーンオイル以外に、粘
度が10CS〜200000CS、好ましくは1000CS〜
10000CSの離型剤が使用でき、具体的にはメチル
ビニルシリコーンオイル、メチルフエニルシリコ
ーンオイル、フロロシリコーンオイル等が使用で
き、また加熱定着ロール、加圧ロールとしてフツ
素ゴムを被覆したものを使用する場合にはフツ素
オイルも使用することができる。

又更に、上記実施例においては、供給ロールが
加熱定着ロールに付設された構成になつている
が、上記供給ロールを加圧ロール側に付設し、加
圧ロールを介して加熱定着ロール表面へ離型剤を
付与する構成にしても良いし、また場合によつて
は、加熱定着ロール、及び加圧ロールの両方にそ
れぞれ付設する構成にしても良い。

また上記実施例においては供給ロール７を直接
加熱定着ロール５に圧接して離型剤を付与する構
成になつているが、第４図に示すように供給ロー
ル７と加熱定着ロール５との間に耐熱弾性体を被
覆した耐熱ゴムロール２１を１本又は複数本介在
させ、この耐熱ゴムロール２１を介して供給ロー
ル７を間接的に加熱定着ロール５に圧接させ、離
型剤を付与する構成にしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明の定着装置に
よれば、多孔質セラミツクスからなる供給ロール
の内部に液体状の離型剤を保持させ、上記供給ロ
ールの表面に浸出した離型剤を加熱定着ロール及
び／又は加圧ロールの表面に塗布するようにした
ので、オフセツト現象や定着不良を効果的に防止
することができ、加熱定着ロールの交換寿命を著
しく延ばすことが可能となる。

また、上記供給ロールを温度変化によつて変形
し難い多孔質セラミツクスから構成しているの
で、離型剤が透過する微小孔の径の変化が極めて
小さく、常に略一定した量の離型剤を加熱定着ロ
ール及び／又は加圧ロールの表面に塗布すること
が可能となる。

更に、供給ロールは経時的な劣化を生じ難い多
孔質セラミツクスで作られているので、長期に亘
り安定して離型剤を塗布することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定着装置の説明断面図を示し、
又第２図〜第４図は本発明の実施例を示すもの
で、第２図は本発明の定着装置の説明断面図、第
３図は供給ロールの説明断面図であり、第４図は
本発明の他の実施例に係る定着装置の説明断面図
である。 符号説明 １，５……加熱定着ロール、２……
オイル貯蔵用タンク、３……耐熱フエルト、４…
…塗布装置、６……加圧ロール、７……供給ロー
ル、８，１１……芯金、９，１２……耐熱弾性体
層、１０……ヒーター、１３……円筒体、１４…
…蓋体、１５……突起部、１６……離型剤、１７
……コピー用紙、１８……コピー用紙分離爪、１
９……クリーニング装置、２０……ペーパーガイ
ド、２１……耐熱ゴムロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに圧接しながら回転する加熱定着ロール
   と加圧ロールとを備え、未定着トナー像の形成さ
   れた記録シートをこれらの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、 上記加熱定着ロール及び／又は加圧ロールの表
   面に離型剤を塗布するための供給ロールを多孔質
   セラミツクスから構成すると共に、上記供給ロー
   ルの内部には上記多孔質セラミツクスを透過して
   供給ロールの表面に浸出する液体状の離型剤を保
   持させたことを特徴とする定着装置。 ２ 供給ロールは、多孔質セラミツクスからなる
   円筒体と、この円筒体の両端開口部を閉塞して上
   記離型剤の収容室を形成する一対の蓋体とで構成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の定着装置。