JPH05158371A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】不具合が生じる如何なる条件下においても、定
着ローラの機械的負荷を低減させて、定着ローラの傷の
発生や駆動系の破損を防止できる、極めて信頼性の高い
定着装置を提供する。 【構成】熱源２０を内蔵し外周部にシリコンゴム層を有
する定着ローラ１と加圧ローラ２で、転写紙Ｐを挾持搬
送してトナー像Ｔを定着させる。オイル塗布フェルト８
で定着ローラ１の周面にシリコンオイル１１を塗布す
る。塗布されたシリコンオイル１１を均一化させる定着
ブレード９を、耐熱性を有する可撓性ゴムの外周に低摩
擦部材９ｄを付設して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プリンタ、印刷機、
および、複写機等の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等では、転写紙上に転写
されたトナー像を転写紙に定着させる手段として、熱源
を内蔵したシリコンゴムローラからなる定着ローラと、
この定着ローラに圧接回転する加圧ローラとで上記転写
紙を挾持搬送することにより、転写紙上にトナー像を加
熱加圧定着するように構成されたローラ定着装置が広く
一般的に使用されている。

【０００３】なお、この種の定着装置の定着ローラは、
その定着時におけるトナー像のオフセットを防止するた
めに、例えば、シリコンゴムやテフロン（商品名）など
のような、離型性及び耐熱性に優れた素材によって、表
面処理が施されている。

【０００４】また、この種の定着装置、特に、その定着
ローラがシリコンゴムローラからなる定着装置は、この
定着ローラの周面に離型剤としてのシリコンオイル（以
下単にオイルという）を塗布して、その離型性を更に高
めるように構成されている。

【０００５】この定着ローラのオイル塗布装置は、通
常、上端が定着ローラの周面に直接接触、もしくはオイ
ル塗布ローラを介して間接的に接触し、かつ、下端がオ
イル受け内のオイルに浸かるようにオイル塗布フェルト
を配設して、このオイル塗布フェルトの毛管現象によ
り、オイル受け内のオイルを吸い上げ、定着ローラの周
面にオイルを塗布するように構成されている。

【０００６】さらに、この種の定着装置では、通常、ゴ
ムブレードからなる定着ブレードによって、その定着ロ
ーラに塗布されたオイルを均一化（定着ローラの周面に
オイルを均一に塗布）するように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
定着装置では、初期的には、比較的安定した定着性能を
示すが、多量のコピーが実施されると、多量の紙粉や、
転写紙中に含まれるクレイ（キャレンダー加工により転
写紙に平滑性を付与するためのプレコート剤中に含まれ
ている）、および、転写トナー等が、その定着ローラも
しくはオイル塗布ローラとオイル塗布フェルトとの間に
堆積して、定着ローラへのオイル塗布が十分に行なわれ
なくなることがある。

【０００８】従って、従来の定着装置では、上述のよう
に、定着ローラへのオイル塗布が不十分になって、この
定着ローラの周面のシリコンゴムと定着ブレードのゴム
との摩擦力が増大し、定着ローラと定着ブレードとの間
に大きな負荷が生じることがある。

【０００９】なお、このような現象は、オイルを汲み上
げるポンプの動作不良や、オイルタンクのパイプの接続
をしないままでコピー作業を実行した際にも、同様に発
生する。

【００１０】このため、従来の定着装置では、上述のよ
うに、定着ローラと定着ブレードとの間の負荷が増大し
た状態で定着動作が実行されることにより、オイル塗布
ローラの駆動軸受が摩耗して、駆動ギヤの破損や、駆動
メインモータの発熱および異音の発生、ならびに、駆動
ベルトの破損等、多くの問題を引き起こす他、定着ブレ
ードの無理な摺擦により、定着ローラの周面に傷が発生
して、定着ローラの交換を余儀なくされる不具合があっ
た。

【００１１】そこで、一般的には、定着ローラもしくは
オイル塗布ローラとオイル塗布フェルトとの間に堆積し
た異物を除去するメンテナンスサイクルを短くすること
によって、上述のような不具合に対処しているが、オイ
ル汲み上げポンプの動作不良のような不可避的な場合に
は、対処できないのが実態であった。

【００１２】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記の不具合が生じる如何なる
条件下においても、定着ローラの機械的負荷を低減させ
て、定着ローラの傷の発生や駆動系の破損を防止でき
る、極めて信頼性の高い定着装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、トナー像の形成された転写紙を挾持搬
送することにより転写紙上にトナー像を定着させる熱源
を内蔵し外周部にシリコンゴム層を有する定着ローラ
と、この定着ローラの周面に接して上記トナー像のオフ
セットを防止するシリコンオイルを塗布するためのオイ
ル塗布手段と、このオイル塗布手段により定着ローラに
塗布されたシリコンオイルを均一化させる定着ブレード
と、上記オイル塗布手段にシリコンオイルを供給するた
めのオイル供給手段とを有する定着装置において、耐熱
性を有する可撓性ゴムの外周に低摩擦部材を付設して上
記定着ブレードを構成する。

【００１４】また、本発明は、上述の課題を解決するた
めに、トナー像の形成された転写紙を挾持搬送すること
により転写紙上にトナー像を定着させる熱源を内蔵し外
周部にシリコンゴム層を有する定着ローラと、この定着
ローラの周面に接して上記トナー像のオフセットを防止
するシリコンオイルを塗布するためのオイル塗布手段
と、このオイル塗布手段により定着ローラに塗布された
シリコンオイルを均一化させる定着ゴムブレードと、上
記オイル塗布手段にシリコンオイルを供給するためのオ
イル供給手段とを有する定着装置において、上記定着ゴ
ムブレードの上記定着ローラに当接して押圧されている
エッジ部を曲面で形成する。

【００１５】

【作用】本発明によれば、上記可橈性ゴムの外周に付設
された低摩擦部材、もしくは、曲面で形成された上記定
着ゴムブレードのエッジ部の作用により、定着ローラと
定着ブレードとの接触部の摺擦時における摩擦力が低減
される。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図によって詳細に
説明する。但し、この明細書の記述から明らかに想起し
得る範囲の構成・作用、及びこの発明の前記並びにその
他の目的と新規な特徴については、説明の煩雑化を避け
る上から、その図示並びに開示を省略、もしくは簡略化
する。

【００１７】前述したように、電子写真式の複写機等で
は、その転写工程において転写されたトナー像を転写紙
上に定着させるために、定着装置が使用されている。

【００１８】本発明が実施される定着装置は、図１に示
すように、互いに圧接して回転する定着ローラ１と加圧
ローラ２によって、トナー像Ｔの形成された転写紙Ｐを
挾持搬送することにより、転写紙Ｐ上にトナー像Ｔを加
熱加圧定着するように構成されている。

【００１９】ここで、定着ローラ１は、ヒータなどから
なる熱源２０を内蔵しており、加圧ローラ２は、加圧ス
プリングにより揺動される加圧アーム３によって、定着
ローラ１に圧接されている。図１において、転写紙Ｐ
は、入口ガイド板４，５により形成された転写紙搬入経
路を通して、定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ
（圧接部）に進入し、この定着ローラ１と加圧ローラ２
とによって挾持搬送される。これによって、上記転写工
程において転写されたトナー像Ｔは、定着ローラ１によ
り加熱・加圧されて転写紙Ｐ上に定着される。このトナ
ー像の定着を終えた転写紙Ｐは、分離爪２１により定着
ローラ１の周面から分離されて排紙ガイド板６に沿って
ガイドされ、互いに接触回転する一対の排紙コロによっ
て、定着装置本体から排出される。

【００２０】この定着装置の定着ローラ１は、その定着
時におけるトナー像Ｔのオフセットを防止するために、
例えば、シリコンゴムやテフロン（商品名）などのよう
な、離型性及び耐熱性に優れた素材によって、表面処理
が施されている。

【００２１】また、この種の定着装置、特に、その定着
ローラ１がシリコンゴムローラからなる定着装置は、こ
の定着ローラ１の周面に離型剤としてのシリコンオイル
（以下単にオイルという）を塗布して、その離型性を更
に高めるように構成されている。

【００２２】この定着ローラのオイル塗布装置は、図１
に示すように、上端が定着ローラ１の周面に接触し、か
つ、下端がオイル受け１０内のオイル１１に浸かるよう
にオイル塗布フェルト８を配設し、このオイル塗布フェ
ルト８の毛管現象により、オイル受け１０内のオイル１
１を吸い上げて、定着ローラ１の周面にオイル１１を塗
布するように構成されている。

【００２３】ここで、オイル１１は、図２に示すよう
な、オイル供給手段１１０により、オイルタンク１１１
内からオイル受け１０内に供給される。オイル供給手段
１１０は、ポンプ駆動ギヤ１３，ポンプ駆動カムギヤ１
４，アクチュエータ１５，オイルポンプスリーブ１６，
オイルホース１８，及び吐出ノズル１９などで構成され
ている。図２において、ポンプ駆動ギヤ１３は、定着ロ
ーラ１の回転と同期回転して、ポンプ駆動カムギヤ１４
を回転させる。

【００２４】このポンプ駆動カムギヤ１４の回転に連動
して、アクチュエータ１５が駆動され、このアクチュエ
ータ１５の駆動により、オイルポンプスリーブ１６がポ
ンピングされて、オイルタンク１１１内のオイル１１が
汲み上げられる。このようにして汲み上げられたオイル
１１は、図３に示すように、オイルホース１８を通し
て、吐出ノズル１９からオイル受け１０内に供給され
る。

【００２５】一方、近年、カラー複写機や湿式複写機に
使用する定着装置としては、図４に示すように、その定
着ローラとしてシリコンゴムローラが使用されている。
これは、カラー複写機や湿式複写機の定着装置の定着ロ
ーラとして従来のテフロンローラを使用した場合には、
低融点のトナー物性有するカラートナーや湿式トナーの
離型性が、シリコンゴムほど良くないために、ホットオ
フセットが発生してしまうことによる。しかしながら、
定着ローラの耐久性の点では、従来のテフロンローラの
方が、シリコンゴムローラよりもはるかに優れている。

【００２６】そこで、高度な画像品質を要求されるカラ
ー複写機や湿式複写機では、その定着ローラの機械的耐
久性をテフロンローラのそれに近付ける１つの手段とし
て、定着ローラ１に対してオイル塗布フェルト８を直接
当接させずに、図４に示すように、オイル塗布ローラ１
２を介して、定着ローラ１にオイル１１を塗布し、定着
ローラ１の周面に当接配置された定着ブレード９によ
り、定着ローラ１に塗布されたオイル１１の均一化を図
って、定着ローラ１の摩耗や傷の発生を防止するように
構成されている。

【００２７】ところで、定着ローラ１に塗布されたオイ
ル１１を均一化させるための従来の定着ブレード９は、
図１０，１１に示すようなゴムブレードが、一般的に使
用されている。このため、前述したように、定着ローラ
１にオイル１１が十分に供給されている間は、定着ロー
ラ１と定着ブレード９との間の負荷（摩擦抵抗）が差ほ
ど大きくならないので、何らの問題も無いが、この定着
ブレード９と定着ローラ１もしくはオイル塗布ローラ１
２との間に異物が詰って、定着ローラ１へのオイル１１
の供給が不十分な状態になると、この定着ブレード９と
定着ローラ１もしくはオイル塗布ローラ１２との間の負
荷トルクが極端に増大され、前述したような、種々の機
械的なトラブルが発生する。

【００２８】そこで、本発明の定着装置では、この定着
ブレード９を、耐熱性を有する可撓性ゴムの外周に低摩
擦部材を付設した構成とする。

【００２９】すなわち、具体的には、図５に示すよう
に、鋭角を有する定着ゴムブレード９ａの外周部に、テ
フロンテープ（３Ｍ社の商品名）の様な可橈性を有する
低摩擦係数の薄層被膜９ｂを付設して定着ブレード９を
構成する。

【００３０】また、本発明による定着装置の定着ブレー
ド９は、図６に示すように、この定着ブレード本体９ｃ
の周面部に、フッ素樹脂材料で構成された低摩擦部材９
ｄを貼りあわせて挾持させた構成としてもよい。

【００３１】さらに、本発明による定着装置の定着ブレ
ード９は、図７に示すように、定着ゴムブレード９ａの
定着ローラ１、もしくは、オイル塗布ローラ１２に当接
して押圧されるエッジ部を、曲面で形成した構成として
もよい。

【００３２】さらに、本発明による定着装置の定着ブレ
ード９は、その周面部にフッ素樹脂材料を塗布処理もし
くは含浸させた構成であってもよい。

【００３３】上述のような構成の定着ブレード９を使用
することによって、この定着ブレード９と定着ローラ１
もしくはオイル塗布ローラ１２との間に異物が詰って、
定着ローラ１へのオイル１１の供給が不十分な状態にな
っても、この定着ブレード９と定着ローラ１もしくはオ
イル塗布ローラ１２との間の負荷トルクを著しく低減さ
せることができ、前述したような、種々の機械的なトラ
ブルの発生を防止できた。

【００３４】すなわち、テフロンブレードを使用した本
発明の上記実施例と、ゴムブレードを使用した従来例と
の、オイル供給の有無の２通りの条件下における、定着
ブレード９と定着ローラ１もしくはオイル塗布ローラ１
２との間の負荷トルクを比較した結果、表１に示すよう
に、何れの条件下においても、本発明の実施例の負荷ト
ルクの方が低い値となった。

【００３５】

【表１】

【００３６】この表１における負荷トルクの測定方法と
しては、シンクロナスモータの特性を用いて行なった。
シンクロナスモータは、図８に示すように、その回転数
がその入力電源周波数に従って定回転され、その時の出
力トルクが入力電源電圧の２乗に略比例する特性を有し
ている。また、このシンクロナスモータの定回転運動の
脱調は、そのモータ軸に接続されている負荷が、入力電
源電圧から得られるモータの出力トルクを越えたときに
発生する。すなわち、このシンクロナスモータは、それ
が定回転運動を行なっているとき、その入力電源電圧を
下げて、その出力トルクを少しずつ下げていった場合、
機械の負荷によりその出力トルクが下がったときに脱調
する。従って、図９に示すように、スライダック２２に
よりモータ２３の電源電圧を徐々に下げ、モータ２３が
脱調したときの電圧計２４の電圧値から、モータ２３の
出力トルクを算出することにより、その計算値が機械の
負荷データとなる。

【００３７】このような実験に基づき、本発明の実施例
として、ゴムブレードの周面にテフロンテープを貼りあ
わせた定着ブレードを使用することにより、上述のよう
な効果が確認された。

【００３８】また、この定着ブレードを使用した定着装
置は、４００Ｋの通紙テスト実施した結果、その負荷ト
ルクは、７．２Ｋｇ・ｃｍと低く、その機械的耐久性に
ついても問題が無かった。

【００３９】また、ゴムブレードの外周部を４フッ化エ
チレン（および、６フッ化エチレン）でフッ素処理した
定着ブレードを使用して同様な実験を実施した結果、上
記の実施例の場合と同様な傾向を示した。

【００４０】さらに、上記のゴムブレードに替えて、リ
ン青銅からなる板バネの先端部に、ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂を付設した定着ブレードを使用した場合に
も、同様な効果が得られた。

【００４１】また、本発明の実施例では、表１から明ら
かなように、定着ローラへのオイルの供給が無い場合、
すなわち、定着ローラにオイルが塗布されていない場合
であっても、その負荷トルクが、９．０Ｋｇ・ｃｍと低
いので、機械的な異常が発生するには至らず、定着ロー
ラが損傷されることもなかった。

【００４２】上記の各実施例の中では、ゴムブレードの
周面にテフロンテープを貼りあわせた定着ブレードが、
その加工性やコストおよび耐久性の面で、最も優れてい
た。

【００４３】また、図７に示した実施例では、定着ブレ
ードのエッジ部が丸みを有しているので、この定着ブレ
ードが捕らえた小さな異物が、このエッジ部の丸みに沿
って下流側に逃げることができ、異物の詰まりによる定
着ローラの損傷の程度を軽減させることが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、定着ブレードと定着ロ
ーラもしくはオイル塗布ローラとの間に異物が詰って、
定着ローラへのオイルの供給が不十分な状態になって
も、この定着ブレードと定着ローラもしくはオイル塗布
ローラとの間の負荷トルクが著しく低減されるので、前
述したような、種々の機械的なトラブルの発生を防止で
き、定着装置の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が実施される定着装置の概略断面図で
ある。

【図２】上記定着装置におけるオイル供給手段の概略部
分斜視図である。

【図３】上記定着装置におけるオイル供給手段の他の概
略部分斜視図である。

【図４】この発明が実施される他の定着装置の概略断面
図である。

【図５】この発明の実施例における定着ブレードの概略
断面図である。

【図６】この発明の実施例における他の定着ブレードの
概略断面図である。

【図７】この発明の実施例におけるさらに他の定着ブレ
ードのエッジ部の拡大断面図である。

【図８】上記定着装置におけるシンクロナスモータの特
性を示す線図である。

【図９】上記シンクロナスモータの負荷トルクを測定す
る装置の回路図である。

【図１０】従来の定着装置における定着ブレードの部分
平面図である。

【図１１】従来の定着装置における定着ブレードの概略
断面図である。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ８ オイル塗布フェルト ９ 定着ブレード ９ａ 定着ゴムブレード ９ｂ 薄層被膜 ９ｃ 定着ブレード本体 ９ｄ 低摩擦部材 １１ オイル ２０ 熱源 Ｐ 転写紙 Ｔ トナー像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有山 賢三 愛知県岡崎市井田町３−69

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像の形成された転写紙を挾持搬送す
   ることにより転写紙上にトナー像を定着させる熱源を内
   蔵し外周部にシリコンゴム層を有する定着ローラと、こ
   の定着ローラの周面に接して上記トナー像のオフセット
   を防止するシリコンオイルを塗布するためのオイル塗布
   手段と、このオイル塗布手段により定着ローラに塗布さ
   れたシリコンオイルを均一化させる定着ブレードと、上
   記オイル塗布手段にシリコンオイルを供給するためのオ
   イル供給手段とを有する定着装置において、上記定着ブ
   レードが、耐熱性を有する可撓性ゴムの外周に低摩擦部
   材を付設して構成されていることを特徴とする定着装
   置。
2. 【請求項２】トナー像の形成された転写紙を挾持搬送す
   ることにより転写紙上にトナー像を定着させる熱源を内
   蔵し外周部にシリコンゴム層を有する定着ローラと、こ
   の定着ローラの周面に接して上記トナー像のオフセット
   を防止するシリコンオイルを塗布するためのオイル塗布
   手段と、このオイル塗布手段により定着ローラに塗布さ
   れたシリコンオイルを均一化させる定着ゴムブレード
   と、上記オイル塗布手段にシリコンオイルを供給するた
   めのオイル供給手段とを有する定着装置において、上記
   定着ゴムブレードの上記定着ローラに当接して押圧され
   ているエッジ部が、曲面で形成されていることを特徴と
   する定着装置。
3. 【請求項３】上記定着ゴムブレードが、鋭角を有する定
   着ゴムブレードの外周部に、低摩擦係数の薄層被膜を付
   設して構成されていることを特徴とする請求項２記載の
   定着装置。
4. 【請求項４】上記薄層被膜が、フッ素樹脂からなること
   を特徴とする請求項３記載の定着装置。
5. 【請求項５】トナー像の形成された転写紙を挾持搬送す
   ることにより転写紙上にトナー像を定着させる熱源を内
   蔵し外周部にシリコンゴム層を有する定着ローラと、こ
   の定着ローラの周面に接して上記トナー像のオフセット
   を防止するシリコンオイルを塗布するためのオイル塗布
   手段と、このオイル塗布手段により定着ローラに塗布さ
   れたシリコンオイルを均一化させる定着ブレードと、上
   記オイル塗布手段にシリコンオイルを供給するためのオ
   イル供給手段とを有する定着装置において、上記定着ブ
   レードの周面部に、フッ素樹脂材料で構成された低摩擦
   部材を貼りあわせて挾持させたことを特徴とする定着装
   置。
6. 【請求項６】トナー像の形成された転写紙を挾持搬送す
   ることにより転写紙上にトナー像を定着させる熱源を内
   蔵し外周部にシリコンゴム層を有する定着ローラと、こ
   の定着ローラの周面に接して上記トナー像のオフセット
   を防止するシリコンオイルを塗布するためのオイル塗布
   手段と、このオイル塗布手段により定着ローラに塗布さ
   れたシリコンオイルを均一化させる定着ブレードと、上
   記オイル塗布手段にシリコンオイルを供給するためのオ
   イル供給手段とを有する定着装置において、上記定着ブ
   レードの周面部に、フッ素樹脂材料を塗布処理もしくは
   含浸させたことを特徴とする定着装置。