JPH05210330A - 加熱ローラ定着装置の温度検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ローラコアを金属等で形成し、その表面に酸
化金属の表面被膜を形成してなるローラ部材において、
該加熱ローラの温度検知を行うための部材が、硬質のロ
ーラとの摩擦により摩耗することを防止させるようにす
る。 【構成】 ローラコアの表面に金属酸化物の被膜４を形
成した加熱ローラ２に対し、温度検知を行うための接触
型温度検知装置１０として、サーミスタ１１をシールガ
ラス１３に封入したものを用いる。また、前記加熱ロー
ラに対して、オイル塗布装置により変性シリコーンオイ
ルを塗布して、金属酸化物の表面に変性シリコーンオイ
ルを反応させ、トナーのローラ表面への付着を防止す
る。そして、前記温度検知装置１０を加熱ローラ２に対
して接触させて、変性シリコーンオイルがガラスと反応
することにより高離型性被膜１５を形成し、トナーの付
着を防止するとともに、ガラスが硬質のローラに接して
も、摩耗することがないようにされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加熱ローラの表面を金属
酸化物で被覆して形成する加熱ローラに対して、温度検
知部材を押圧する形式の温度検知手段に関し、特に、前
記温度検知部材の表面に対して、耐摩耗性とトナーの付
着防止手段を形成させるようにする加熱ローラ定着装置
の温度検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機やレーザプリンター等のよう
に、電子写真方式を用いる画像形成装置においては、感
光体ドラム等の画像担持体に形成したトナー画像を用紙
に転写し、そのトナー画像を担持する用紙を定着装置を
通して定着し、コピーを作成する機構が用いられてい
る。前記定着装置としては、一般に加熱ローラ方式の装
置が用いられており、該定着装置では、加熱源を設けた
加熱ローラと、加圧ローラとを対向させて配置し、両ロ
ーラの間に用紙を通してトナーを溶融させ、溶融したト
ナーを用紙に押圧して定着し、コピーを作成するように
している。

【０００３】前記加熱ローラ方式の定着装置では、加熱
ローラの表面温度を一定の値に維持させるために、サー
ミスタ等の温度検知手段を配置して、ローラ表面の温度
を監視するようにしている。前記加熱ローラに対して
は、用紙のトナー担持面が直接接触するものであるか
ら、溶融されたトナーがローラ表面に付着することを防
止する手段が設けられる。そこで、従来の定着装置にお
いては、例えば、特開昭６１−２０５９６８号公報等に
示されるように、加熱ローラの表面にフッ素樹脂による
被膜を形成したものが用いられる。

【０００４】また、前記従来例においては、加熱ローラ
の表面に対して変性シリコーンオイルを塗布する手段を
設け、該変性シリコーンオイルがローラ表面に存在する
ことにより、溶融されたトナーがローラ表面に付着する
ことを防止するようにしている。さらに、前記加熱ロー
ラに対向して配置される加圧ローラでは、金属製のロー
ラ部材の表面に、比較的厚い弾性体を被覆したものを用
いている。そして、前記加熱ローラを用紙の搬送速度、
または、感光体ドラムの回転速度等に対応させて駆動す
ることにより、加圧ローラを従動させる状態で回転さ
せ、両ローラの間を通過する用紙に対して、熱と圧力を
付与し、トナーを溶融させて用紙に押圧し、定着の作用
を行わせるようにする。

【０００５】また、前記定着装置においては、用紙が両
ローラの間で押圧され、湾曲作用が加えられるために、
その用紙がローラ表面に沿って湾曲され、上下の定着ロ
ーラのいずれかに付着した状態で、回転されるという問
題がある。そこで、従来の定着装置では、用紙をローラ
から剥離するために、剥離爪装置をそれぞれのローラの
排出部に配置し、用紙を強制的に剥離させる機構を用い
ている。前記剥離爪部材は、ローラ表面に対して常時接
触させる機構を用いるか、または、用紙の先端部を剥離
する際にのみ、爪の先端部をローラに接触させる等の手
段を用いて、用紙が定着ローラに巻き付いたりすること
を防止できるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな従来の定着装置において、加熱ローラの表面をフッ
素樹脂により被覆したものでは、剥離爪を接触させるこ
とにより、表面の被覆が傷付きやすいという問題があ
る。そして、加熱ローラの表面に傷がある場合には、コ
ピーにすじ状の汚れが生じたり、定着不良等の問題が発
生する。また、加熱ローラにおいては、金属製のコアと
フッ素樹脂の表面被覆の間に、薄い弾性体の被覆層を設
けている。しかし、そのような被覆層を設けた場合に
は、ローラの内部に配置する加熱源からの熱が、熱伝導
率の悪い弾性体の層を介して伝達されるまでに、長い時
間を必要とする。したがって、電子複写機のメインスイ
ッチをオンにしてから、使用可能な状態になるまでに、
オペレータを長時間待たせるという問題がある。

【０００７】また、前記定着装置の加熱ローラに対して
は、ローラの表面にフッ素樹脂の被覆を施し、加熱ロー
ラの温度の管理を行うようにしているが、前記加熱ロー
ラの表面にシリコーンオイルを塗布した場合でも、溶融
されたトナーが付着することを完全に防止できないとい
う問題がある。つまり、フッ素樹脂により被覆されたロ
ーラ表面に対して、オイルが塗布されていても、そのオ
イルを押しのける状態でトナーが付着するので、トナー
のオフセットを防止することが困難である。さらに、弾
性体で被覆されたローラの表面に対して、剥離爪部材が
摺動すると、その爪の先端部で被覆を損傷したりすると
いう問題がある。そこで、剥離爪をリトラクトさせる機
構を配置して、用紙の先端部を剥離する際にのみ、爪を
ローラに押圧させる機構を用いる場合がある。しかし、
爪部材のリトラクト機構を設ける場合には、その装置の
機構が複雑になる等の問題がある。

【０００８】前述したような従来の定着ローラにおい
て、例えば、加熱ローラを金属製のローラコアの表面に
金属の酸化物の層を一体に形成することが提案されてい
る。例えば、ローラコアをアルミで形成し、その表面に
酸化アルミの層を形成して平滑な表面に成形すると、そ
の定着ローラの表面が非常に硬いものとなり、剥離爪部
材を常時圧接しても、ローラの表面が傷ついたりするこ
とがなくなる。そして、前記ローラ表面の金属酸化物層
に対して、変性シリコーンオイルを塗布すると、該変性
シリコーンオイルが金属酸化物と結合してローラ表面を
覆い、溶融されたトナーがローラ表面に直接付着するこ
とを防止できるものとなる。

【０００９】ところが、前述したようなローラ表面を金
属酸化物で被覆した場合に、従来の温度検知手段のよう
に、サーミスタの検知面がローラ表面に摺動すると、検
知面が摩耗したりするという問題が発生する。つまり、
従来の温度検知装置では、ローラに押圧される部分は、
ポリイミドテープにより被覆されていたために、硬質の
ローラとの摩擦により摩耗が激しくなる。しかしなが
ら、前記樹脂製のテープを被覆した温度検知部材は、表
面が軟質な定着ローラに対しては、非常に有効に作用し
ていたものである。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、前述したように、表面を金属
の酸化物で構成した加熱ローラに対して、接触させる状
態で温度の検知を行う部材の摩耗を防止するもので、ガ
ラスのような酸化物を用いてサーミスタの検知面を被覆
し、ローラとの接触により摩耗しないようにするととも
に、ガラスと変性シリコーンオイルとの反応により、高
離型性を付与し、トナーが検知面に付着することを防止
できるようにする装置を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、加
熱源を設けた加熱ローラと、加圧ローラとを対向して配
置して定着装置を構成し、該定着装置の加熱ローラに対
して接触型温度検知装置を配置して、温度の検知を行う
装置に関する。本発明においては、前記加熱ローラを金
属等のローラコアにより構成し、該ローラコアの表面を
金属の酸化物の層で覆って構成している。そして、前記
加熱ローラの表面に、変性シリコーンオイルを塗布し、
ローラコアの金属酸化物と、変性シリコーンオイルとを
結合させることにより、トナーの付着を防止するととも
に、前記加熱ローラに対して配置する温度検知手段に対
して、加熱ローラに接する部分をガラスにより構成し、
前記ガラスの表面に変性シリコーンオイルが結合するこ
とにより、高離型性を持つ被膜を形成させるようにして
いる。

【００１２】前述したように構成することにより、加熱
ローラの表面を金属の酸化物で被覆し、非常に硬質なも
のとして形成した場合でも、そのローラの表面に接触す
る温度検知部材の検知面の摩耗を防止することができ
る。また、本発明の温度検知部材は、サーミスタの表面
をガラスによりカバーするのみであるから、その検知部
材の構成を複雑にすることがない。さらに、ガラスの表
面に変性シリコーンオイルが結合して、高い離型性を発
揮することができ、溶融されたトナーがセンサの検知面
に付着することを防止でき、温度の検知作用を良好に行
わせることができる。

【００１３】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の加熱ロ
ーラ定着装置の温度検知装置を説明する。図１に示され
るように、本発明の定着装置１は、内部にハロゲンラン
プ等の加熱源６を内蔵する加熱ローラ２と、加熱源を設
けない加圧ローラ５とを対向させて設けている。そし
て、一般の加熱ローラ方式の定着装置の場合と同様に、
固定位置に配置する加熱ローラ２に対して、加圧機構を
介して加圧ローラを支持し、両ローラの間に所定の値の
ニップ圧力を設定させている。

【００１４】前記定着装置において、加熱ローラ２は金
属製のローラコア３に対して、その表面に金属の酸化物
で形成した表面被膜４を設け、該ローラの表面に対して
変性シリコーンオイルを塗布するために、オイル塗布装
置７を配置している。前記オイル塗布装置７では、ウエ
ブ８に変性シリコーンオイルを含侵させたものを用いて
おり、該ウエブ８を加熱ローラ２の表面に押圧して、シ
リコーンオイルを塗布させるようにする。また、前記加
熱ローラ２と、加圧ローラ５の一方または双方に対し
て、用紙を剥離するための剥離爪９を配置し、用紙がロ
ーラ部材に巻き付いたりすることを防止させるようにす
る。

【００１５】前記定着装置１において、加熱ローラ２は
アルミや鉄等の金属製のローラコア３の表面に、酸化ア
ルミまたは、酸化鉄等のように、金属の酸化物の表面被
膜４を薄く形成し、その表面を平滑にする加工を施した
ものを用いている。また、加圧ローラ５では、一般の加
圧ローラの場合と同様に、金属製のローラコアの表面
に、シリコンゴムやフッ素樹脂等のような耐熱製を有す
る弾性体を、数mmの厚さで被覆したものを用いている。
そして、前記加熱ローラ２に対して加圧ローラ５を押圧
する機構を配置し、両ローラの間を通る用紙に対して、
加圧作用を付与するようにしている。

【００１６】前記加熱ローラ２においては、ローラコア
３の表面に形成した表面被膜４に対して、変性シリコー
ンオイルを供給することにより、該変性シリコーンオイ
ルが表面被膜４の金属酸化物と結合し、高離型性被膜を
形成する。そして、溶融されたトナーが加熱ローラの表
面に強く押圧された場合でも、ローラの表面に付着した
りすることがないようにされる。つまり、本発明の加熱
ローラにおいては、従来のフッ素樹脂によりコーティン
グされたローラの表面に、シリコーンオイルを塗布した
ものとは異なり、変性シリコーンオイルと表面被膜との
間の結合力が非常に強いものとなる。したがって、本発
明の加熱ローラ２では、溶融されたトナーが強く押圧さ
れた場合でも、ローラ表面からシリコーンオイルが除去
されることがなく、ローラ表面の離型性を良好な状態で
発揮させることができる。

【００１７】前記加熱ローラ２に対して、加熱源６によ
る加熱温度の制御を行うために、接触型温度検知装置１
０を配置している。前記温度検知装置１０は、従来の定
着装置の場合と同様に、サーミスタを用いた温度検知手
段を用いるが、本発明の温度検知装置では、サーミスタ
による検知面を加熱ローラ２の表面に常時接触させる形
式のセンサを用いている。前記温度検知装置１０は、図
２に示されるように構成されるもので、シールガラス１
３の内部にサーミスタ１１を配置し、該サーミスタ１１
を弾性部材１２により、シールガラス１３の検知面に向
けて押圧させるようにする。

【００１８】また、前記温度検知装置１０を保持部材１
４により支持させ、加熱ローラ２に対して軽く押圧させ
るようにするが、その押圧手段作用を行うためには、ス
プリング部材を用いることや、他の任意の温度検知装置
に対する支持手段を用いることができる。前記図２に示
されるように、加熱ローラ２にシールガラス１３の表面
が接する温度検知装置では、該加熱ローラの表面被覆４
に接する部分が、ガラスであるために、そのガラスの表
面に変性シリコーンオイルが塗布されることにより、高
離型性被膜１５が形成されることになる。

【００１９】すなわち、温度検知装置１０の温度検知面
に配置されるシールガラス１３は、１種の金属酸化物で
あることより、そのガラスの表面に変性シリコーンオイ
ルが供給されると、該シールガラス１３が加熱ローラに
接する部分には、高離型性被膜１５が形成されることに
なる。そして、トナーが加熱ローラに付着された場合で
も、前記高離型性被膜１５に対してはトナーが移転され
ることがなく、その検知面がトナーにより汚れたりする
ことが防止され、温度の検知作用を良好な状態で行うこ
とができる。

【００２０】前述したように構成される本発明の定着装
置１において、図３に示されるように、加熱ローラ２０
をアルミニウム製のローラコア２１により形成し、その
表面に酸化アルミニウムの表面被膜２２を形成すること
ができる。前記表面被膜２２としては、例えば、アルマ
イト処理を行うこと等により、硬質の被膜を形成する作
業を容易に行うことができる。そして、前記表面被膜２
２としての酸化アルミニウムの被膜は、非常に硬度が大
きいものであることにより、プラスチック製の剥離爪９
等を、常時接触させる機構を設けた場合でも、剥離爪部
材には摩耗が生じるものの、ローラ表面を傷付けたりす
ることがないものとなる。

【００２１】前記図３に示されるように、金属製のロー
ラコア２１の表面に、金属の酸化物の表面被膜２２を一
体に形成する場合に、該表面被膜２２は数μm ないし数
１０μm の厚さで形成されるが、該金属の酸化物被膜の
表面には、凹凸が発生する。ところが、前記金属の酸化
物被膜は非常に硬いものであり、それを研磨して凹凸を
なくす加工を施すことは、加工コストが非常に高いもの
となる。そこで、本発明においては、図４に示されるよ
うに、表面被膜２２の凹部２３に対して、硫化モリブデ
ンやフッ素樹脂等の充填物２４を充填して、ローラ２０
の表面に凹凸が残らないような加工を施している。

【００２２】なお、前述したように、加熱ローラ２０の
表面の凹部に硫化モリブデンを充填する場合には、フッ
素樹脂を用いる場合のように、加熱ローラの表面温度を
２００℃以下に維持させる必要がなく、加熱ローラの加
熱温度の管理を容易に行うことができる。また、前記硫
化モリブデンは、潤滑材としても用いられるものである
から、そのローラの表面に接触する他の部材に対して
も、摩擦作用を軽減することができる。例えば、加熱ロ
ーラに対して剥離爪を押圧する場合でも、その爪部材に
対する摩耗を少なくすることができ、それ等の部材の寿
命を延長させることが可能になる。

【００２３】また、本発明の加熱ローラにおいては、ロ
ーラコアの表面に金属酸化物の被膜を形成することの他
に、セラミックの被膜を形成することもできる。例え
ば、ローラコアをプラスチックにより構成する場合に
も、そのローラの表面にセラミックを主体とする塗布材
料（例えば、「セラミカ」……商品名）を用い、その材
料を薄く塗布した後で、加熱処理を行うことにより、ロ
ーラの表面にセラミックの被膜を形成させることができ
る。さらに、前記図４に示されるように、金属製のロー
ラコアの表面を酸化処理し、その凹部に硫化モリブデン
を充填した後で、前記塗布材料を薄く塗布して加熱処理
することにより、金属ローラの表面にセラミックの被膜
を形成し、ローラ表面の硬度を高くすることができる。

【００２４】前記塗布材料としては、前述したような材
料の他に、アルミナーシリカ系の材料を用いることもで
き、その他に、前記材料を主材とし、各種金属酸化物の
フィラーを混合したものを用いることもできる。例え
ば、フィラーとしては、ＮｉＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、Ｆ
ｅ2 Ｏ、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 （酸化すず）、ＺｎＯ（酸
化鉛）等を用いることができる。前記塗布材料を用いる
場合には、ローラコアをその塗布材料の溶液中に浸漬
し、その材料を薄く塗布させたものを３００℃程度の熱
を加えて、加熱処理等を施すことにより、数μm 〜数１
０μm 程度の厚さのセラミックの被膜を形成させること
ができる。したがって、前述したようにして、ローラの
表面にセラミックの表面被膜を形成する手段を用いる場
合は、ローラコアを、金属やプラスチック等のような加
工性の良好な材料を用いて成形し、そのローラの表面に
対して、硬度の大きなセラミックの被膜を形成すること
ができるものとなる。

【００２５】前記ローラコアの表面に、コアの材料と同
じ金属の酸化物の被膜や、セラミックの被膜を形成する
ことの他に、本発明の加熱ローラにおいては、ローラの
表面に金属酸化物を溶射することによっても、酸化物被
膜を形成することができる。前記金属酸化物の被膜を溶
射する場合には、酸化アルミの他に、鉄やチタン、マグ
ネシウム、カルシウム、ニッケル、銅等の酸化物の他
に、ガラス等を用いることができる。そして、ローラコ
アをアルミや鉄等で構成する場合でも、他の種類の金属
酸化物により表面被覆を形成させることが可能になる。

【００２６】前述したように、ローラコアの表面に金属
酸化物や、セラミックの表面被膜を形成して構成したロ
ーラ部材に対して、変性シリコーンオイルを塗布する手
段としては、図１に示されるように、ウエブを用いたオ
イル塗布装置を用いることの他に、他の任意の構成を有
する塗布装置を用いることができる。また、前記オイル
塗布装置により塗布されるシリコーンオイルとしては、
金属酸化物と化学的に結合し、ローラ表面にトナーを付
着させないようにする作用を発揮できるものであれば、
任意の変性シリコーンオイルを使用することができる。
そして、前記ローラの表面に塗布した変性シリコーンオ
イルが、温度検知装置のシールガラスにも移転され、該
シールガラスの検知面に高離型性被膜を形成することに
より、サーミスタの検知面にトナー等が付着して、温度
検知作用に支障が発生したりすることが防止される。

【００２７】なお、本発明の温度検知装置１０において
は、前記図２に示されたように、筒状のシールガラスの
内部に、サーミスタと弾性部材とを一体に封入したもの
を用いることの他に、サーミスタをガラスの中に封入し
たものを構成することができる。そして、サーミスタを
収容するガラス部材を、任意の支持機構を用いてローラ
表面に接触させ、温度の検知作用を行わせることも可能
である。したがって、任意の温度検知装置を構成する場
合でも、ローラ表面に接触されるガラス部材が、変性シ
リコーンオイルに反応して高離型性被膜を形成し、温度
検知面に異物が付着したり、温度検知作用に支障が生じ
ることを防止することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の加熱ローラ定着装置の温度検知
装置は、前述したように構成することにより、加熱ロー
ラの表面を金属の酸化物で被覆し、非常に硬質なものと
して形成した場合でも、そのローラの表面に接触する温
度検知部材の検知面の摩耗を防止することができる。ま
た、本発明の温度検知部材は、サーミスタの表面をガラ
スによりカバーするのみであるから、その検知部材の構
成を複雑にすることがない。さらに、ガラスの表面に変
性シリコーンオイルが結合して、高い離型性を発揮する
ことができ、溶融されたトナーがセンサの検知面に付着
することを防止でき、温度の検知作用を良好に行わせる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の定着装置の構成を示す側面図であ
る。

【図２】 本発明の温度検知装置の構成を示す説明図で
ある。

【図３】 本発明の加熱ローラの断面図である。

【図４】 図３に示される加熱ローラの拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 定着装置、 ２ 加熱ローラ、 ３ ローラ
コア、４ 表面被膜、 ５ 加圧ローラ、 ７
オイル塗布装置、９ 剥離爪、 １０ 温度検知装
置、 １１ サーミスタ，１２ 弾性部材、 １３
シールガラス、 １４ 保持部材、１５ 高離
型性被膜、 ２２ 表面被膜、 ２３ 凹部、２４
充填物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱源を設けた加熱ローラと、加圧ロー
   ラとを対向して配置して定着装置を構成し、該定着装置
   の加熱ローラに対して接触型温度検知装置を配置して、
   温度の検知を行う装置において、 前記加熱ローラを金属等のローラコアにより構成し、該
   ローラコアの表面を金属の酸化物の層で覆い、 前記加熱ローラの表面に変性シリコーンオイルを塗布
   し、ローラコアの金属酸化物と変性シリコーンオイルと
   を結合させることにより、トナーの付着を防止するとと
   もに、 前記加熱ローラに対して配置する温度検知手段に対し
   て、加熱ローラに接する部分をガラスにより構成し、 前記ガラスの表面に変性シリコーンオイルが結合するこ
   とにより、高離型性を持つ被膜を形成させることを特徴
   とする加熱ローラ定着装置の温度検知装置。