JPH07261590A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー用電子写真装置において、定着ローラ
に離型剤を均一に塗布することができるとともに、ロー
ラの寿命を延長することができ、良好な定着特性を有す
る小型の定着装置を提供する。 【構成】 転写材に画像を定着する定着ローラと、この
定着ローラにオフセット防止用の離型剤を塗布する離型
剤塗布ローラとを備えるカラー用電子写真装置の定着装
置において、離型剤塗布ローラを前記定着ローラとは独
立別個に回転させる駆動源と、離型剤塗布ローラの周面
を前記定着ローラの周面に押し付ける付勢手段と、駆動
源からの回転駆動力を前記離型剤塗布ローラに伝達する
ための軸と前記離型剤塗布ローラの軸とを連結するすべ
り子軸継手と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー用電子写真装置
の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱定着装置では、転写材への画像の定着
の際に、現像剤が熱定着装置を構成するヒートローラ上
に付着する、オフセット現象が生ずる。かかるオフセッ
ト現象を防止するため、例えば、“Ｊａｐａｎ Ｈａｒ
ｄｃｏｐｙ’９２”論文集（富士ゼロックス（株））に
記載されている熱定着装置の例では、図１０に示すよう
に、転写画像に接する側のヒートローラ１２ａに離型剤
をローラ３により塗布し、クリーナ４によって現像剤を
除去している。

【０００３】従来、ローラを用いて離型剤を塗布する場
合は、定着ローラに離型剤を均一に塗布する手段とし
て、バネなどの弾性体によって離型剤塗布ローラを一定
の圧力で定着ローラに押圧して従動で回転させたり、部
材どうしの位置決めによってローラ間の距離を一定にす
ることで、加圧力を一定に保ったりしている。

【０００４】また、離型剤塗布ローラを定着ローラに常
時押し付けている系では、塗布量を適切に制御すること
が難しく、多くの場合、過剰に離型剤が塗布されてしま
う傾向にある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特公平３−７９７０８
号公報には内部にあらかじめ離型剤を注入した離型剤塗
布ローラが記載されている。例えば図１１に示すように
離型剤塗布ローラ５を定着ローラ１２ａに押し付ける場
合に、ローラ間の距離を一定に位置決めすることで、押
し付け力を一定に保っている。しかしながら、このよう
な構造では離型剤塗布ローラ５および定着ローラ１２ａ
の芯円度が出ていないと、ローラ周面の片当たりなどを
起こし、定着ローラ１２ａに均等に離型剤が塗布されな
いことがある。また、接触させる場所ごとに、離型剤塗
布ローラ５の定着ローラ１２ａに対するニップ幅が異な
り、離型剤を均一に塗布できない。さらに、位置決めを
するのにはローラを高精度に仕上加工する必要があり、
高コストになる。

【０００６】また、内部にあらかじめ離型剤を注入した
構造の離型剤塗布ローラの場合は、これを定着ローラに
常に接触させておくと、ローラ寿命が短くなるという欠
点がある。そこで、例えば特開平５−２２４５５５号公
報では、離型剤塗布ローラを従動で回転させるもので
は、定着ローラとの間に接離機構を設けた装置が提案さ
れている。これには図１２に示すように、センサ８で転
写材Ｓの転写状態を検出し、検出結果に基づき制御手段
９がレバー７を揺動させ、支持部材６が支軸６ａのまわ
りに揺動すると離型剤塗布ローラ５が持ち上げられて定
着ローラ１２ａから離れる接離機構が示されている。し
かし、離型剤を多く塗布しなければならないカラー用定
着器では、従動で塗布ローラを回転させる場合は、定着
ローラと離型剤塗布ローラとの周速差がないため、転写
剤上で離型剤が搬送方向に十分に伸びず、不均一に塗布
される。

【０００７】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、カラー用電子写真装置において、定着
ローラに離型剤を均一に塗布することができるととも
に、ローラの寿命を延長することができ、良好な定着特
性を有する小型の定着装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】離型剤を定着ローラに均
一塗布するためには、離型剤塗布ローラの周速を定着ロ
ーラの周速と違えて両ローラ間に周速差を生じさせるこ
とが考えられる。発明者らは鋭意研究を重ねた結果、次
のような知見を得た。

【０００９】バネなどの弾性体で離型剤塗布ローラを押
し付けるだけでは、離型剤塗布ローラを駆動するときに
駆動源との連結部分で生じる変動荷重によって一定の圧
力で押圧できず、定着ローラに塗布される離型剤が不均
一になりオフセットを起こしたり、離型剤が過剰に塗布
されてしまう。

【００１０】また、接離機構を用いると、塗布ローラが
接触しているときの駆動連結部分の軸間距離と塗布ロー
ラが離れているときの軸間距離とが異なってしまい、安
定した回転数、トルクを塗布ローラに伝達することがで
きない。

【００１１】さらに、塗布ローラを接触させた状態で
は、バネなどの弾性体によって押し付けるだけでは、塗
布ローラを駆動するときに駆動源との連結部分に生じる
変動荷重によって一定の圧力で塗布ローラを押し付ける
ことができず、定着ローラに塗布される離型剤が不均一
になりオフセットを起こしたり、離型剤が多すぎてしま
う。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものであ
り、その要旨は下記に示すとおりである。

【００１２】本発明に係る定着装置は、転写材に画像を
定着する定着ローラと、この定着ローラにオフセット防
止用の離型剤を塗布する離型剤塗布ローラとを備えるカ
ラー用電子写真装置の定着装置において、前記離型剤塗
布ローラを回転させる駆動源と、前記離型剤塗布ローラ
の周面を前記定着ローラの周面に押し付ける付勢手段
と、前記駆動源からの回転駆動力を前記離型剤塗布ロー
ラに伝達するための軸と前記離型剤塗布ローラの軸とを
連結するすべり子軸継手と、を有する。

【００１３】この場合に、付勢手段による押し付け力に
抗して離型剤塗布ローラを定着ローラから引き離すため
のリンク機構と、このリンク機構を駆動する駆動源と、
を有することが好ましい。

【００１４】また、付勢手段による押し付け力に抗して
離型剤塗布ローラを定着ローラから引き離すためのてこ
機構と、このてこ機構を駆動する駆動源と、を有するこ
とが好ましい。

【００１５】さらに、付勢手段による押し付け力Ｐが下
式（１）に示す範囲になるように制御する押し付け力制
御手段を有することが望ましい。ただし、押し付け力Ｐ
は離型剤塗布ローラの単位長さあたりの圧力である。 ２（Ｎ／ｍ）≦Ｐ≦１７（Ｎ／ｍ） …（１）

【００１６】

【作用】本発明に係る定着装置においては、離型剤塗布
ローラを定着ローラとは独立別個に回転させながら、離
型剤塗布ローラの周面を定着ローラの周面に押し付ける
と、周速差により離型剤塗布ローラの周面が定着ローラ
の周面に対して摺動し、離型剤が引き伸ばされて定着ロ
ーラの周面に均一に塗布される。

【００１７】このとき、すべり子軸継手のところで離型
剤塗布ローラは回転駆動系に対して軸直交方向にスライ
ドするため、回転駆動系の固定軸に対して離型剤塗布ロ
ーラの軸が偏芯している場合であっても、離型剤塗布ロ
ーラの周面は定着ローラの周面に適正なニップ幅で押し
付けられつつ、塗布ローラと塗布ローラを駆動する駆動
源との連結部分に生じる変動荷重の影響を受けることな
く、回転駆動力が離型剤塗布ローラに伝達される。

【００１８】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら本発明の種
々の実施例について具体的に説明する。図１に示すよう
に、定着装置は上下一対の定着ローラ１２ａ，１２ｂを
備えている。上定着ローラ１２ａは画像に接する側にあ
たり、このローラ１２ａの周面に接するように離型剤塗
布装置１４、第１のクリーニング部材１５、第２のクリ
ーニング部材１６およびサーミスタ１７がそれぞれ設け
られている。また、下定着ローラ１２ｂの周面に接する
ようにサーミスタ１８が設けられている。

【００１９】定着ローラ１２ａ，１２ｂには加圧機構
（図示せず）が取り付けられており、加圧機構によって
押し付け位置と離脱位置との間で定着ローラ１２ａ，１
２ｂは相対移動しうるようになっている。駆動モータ
（図示せず）により定着ローラ１２ａ，１２ｂを回転さ
せると転写材は矢印方向に移動するようになっている。
定着ローラ１２ａ、１２ｂは加熱源（図示せず）により
トナー像を定着するのに十分な温度に加熱され、一定の
温度に維持されるようになっている。

【００２０】離型剤塗布装置１４は、定着ローラ１２ａ
上に離型剤を塗布する。これにより定着ローラ１２ａ上
にトナーが付着してそれが次の記録材に付着するという
オフセット現象を発生しにくくさせる。また、本実施例
では、小径の穴を多数空けた中空シャフトの両端を密閉
させた中に離型剤（オイル）を詰めて、このシャフトの
回りにフェルトを巻き、フェルトに離型剤（オイル）を
染み込ませることにより離型剤（オイル）塗布するとい
う構成のものを使った。

【００２１】次いで、定着部を経た後に、定着ローラ１
２ａ上には、シリコンオイルとともにオフセットトナー
が付着している。この定着ローラ１２ａ上のオフセット
トナー及び離型剤は、第一のクリーニング部材１５によ
って除去される。

【００２２】第１のクリーニング部材１５の材質として
は、非定着画像を数枚通した後でもオフセットトナーを
クリーニングする能力が落ちない材質であることが必要
である。具体的には、コスト、メンテナンス性、小型化
を考慮すると、多孔質または発泡性材質、例えばフェル
トが望ましい。

【００２３】定着ローラ１２ａ，１２ｂ間に記録材を数
枚通すと、第１のクリーニング部材１５にシリコンオイ
ルが染み込み、その量が一定以上となると、第１のクリ
ーニング部材１５は、染み込んだシリコンオイルの供給
機能をもつに至る。その結果、定着ローラ１２ａ上に不
均一な離型剤（オイル）層が形成される。具体的には、
離型剤（オイル）コート層に搬送方向に沿った筋が出来
る。この離型剤（オイル）層は、第２のクリーニング部
材１６により除去される。

【００２４】第２のクリーニング部材１６としては、耐
油性のある材質からなるブレード、例えばフッ素ゴムブ
レード等が望ましい。この第２のクリーニング部材１６
を通過後は、定着ローラ１２ａ上には、トナー、離型剤
（オイル）の全くない状態となる。

【００２５】図２に示すように、第１実施例の離型剤塗
布装置１４においては離型剤塗布ローラ２０と定着ロー
ラ１２ａとに周速差をもたせることができるように、離
型剤塗布ローラ２０の駆動機構は定着ローラ１２ａの駆
動機構（図示せず）とは別に独立して設けられている。
離型剤塗布ローラ２０の駆動機構はモータ１９を駆動源
として有するベルト機構である。機構のベルト２１はモ
ータ１９側の駆動プーリ１９ａとシャフト２３側の従動
プーリ２２とに掛け渡されている。モータ１９の電源は
コントローラ（図示せず）に接続され、その回転速度が
適正な範囲で制御されるようになっている。

【００２６】モータ１９を駆動制御し、離型剤塗布ロー
ラ２０と定着ローラ１２ａとの接触面での両者の速度比
をコントロールすると、離型剤が定着ローラ１２ａの周
面に均一に塗布され、定着画像で発生する筋を軽減する
ことができ、画質をよくすることができる。なお、本実
施例では小径の穴を多数空けた中空シャフトの両端を密
閉させた中にオイルを詰めて、このシャフトの回りにフ
ェルトを巻き、フェルトにオイルを染み込ませることに
よりオイル塗布するものを用いた。

【００２７】シャフト２３はオルダム継手２４によって
離型剤塗布ローラ２０の軸２０ａの一方端側に連結され
ている。図３及び図４に示すように、オルダム継手２４
は３つのすべり子２４ａ，２４ｂ，２４ｃをもつ両すべ
り子機構である。第１すべり子２４ａはローラ軸２０ａ
の先端部に固定され、第３すべり子２４ｃは軸２３の先
端部に固定され、第２すべり子２４ｂは第１及び第３す
べり子２４ａ，２４ｃの間に設けられている。第２すべ
り子２４ｂの両面には互いに直交する溝が形成され、一
方の溝には第１すべり子２４ａの凸部が嵌まり込み、他
方の溝には第３すべり子２４ｃの凸部が嵌まり込んでい
る。なお、シャフト２３は固定フレーム２５に回転可能
に支持されている。

【００２８】離型剤塗布ローラ２０の一方側の軸２０ａ
はメインフレーム２７ａの孔に挿通され、スプリング２
８ａによって定着ローラ１２ａのほうへ付勢されてい
る。他方側の軸２０ｂはメインフレーム２７ｂの孔に挿
通され、スプリング２８ｂによって定着ローラ１２ａの
ほうへ付勢されている。スプリング２８ａ，２８ｂはそ
れぞれメインフレーム２７ａ，２７ｂに取り付けられて
いる。

【００２９】次に、離型剤塗布ローラ２０の定着ローラ
１２ａへの接触圧力をパラメータとして、オイルが均一
に塗布できる条件を実際に実験した。実験に使用した離
型剤塗布ローラは上述したように小径の穴を多数空けた
中空シャフトを用いており、この穴径の合計表面積Ｓ₁
とローラ表面積Ｓ₂ との割合は百分率表示で下記のよう
に設定している。

【００３０】穴径表面積Ｓ₁ ＝３８（mm² ） ローラ表面積Ｓ₂ ＝２０×π×２２０（mm² ） （Ｓ₁ ／Ｓ₂ ）×１００＝０．２７（％） 穴径表面積Ｓ₁ をこれ以上大きくすると離型剤塗布ロー
ラ２０の寿命が短くなる。

【００３１】このような離型剤塗布ローラ２０を用いた
ところ、表１に示す結果を得た。ここで「押し付け力」
とは離型剤塗布ローラの単位長さあたりの圧力をいい、
その単位はＮ／ｍである。

【００３２】 表１ 押し付け力Ｐ オフセット発生 オイルの均一性 １ する 不均一 １．５ する 不均一 ２ しない 良好 １０ しない 良好 １５ しない 良好 １７ しない 良好 １８ しない 不均一 ２０ しない 不均一 （ａ）加圧＜２（Ｎ／ｍ）の場合 定着ローラ径、離型剤塗布ローラ径の偏心により接触面
で振動が生じ、不均一なコート層が形成され、オフセッ
トを生じる。 （ｂ）加圧力＞１７（Ｎ／ｍ）の場合 離型剤塗布ローラからのオイル滲出量が過剰になり、定
着ローラに対するオイルコートが不均一になる。

【００３３】上記（ａ），（ｂ）の結果から、離型剤塗
布ローラの定着ローラに対する押し付け力Ｐは、 ２（Ｎ／ｍ）≦Ｐ≦１７（Ｎ／ｍ） が望ましい範囲であることが判明した。このような範囲
に押し付け力Ｐを調整すると、定着ローラに対して安定
かつ均一に離型剤を塗布することができた。

【００３４】上記第１の実施例によれば、離型剤塗布ロ
ーラ２０と駆動系との連結部分にオルダム継手２４を用
いているので、連結部分で生じる変動荷重を継手２４が
吸収し、離型剤塗布ローラ２０には変動成分が加わるこ
となく一定の加圧力を維持できる。このため、定着ロー
ラ１２ａに塗布される離型剤が不均一になりオフセット
を起こしたり、離型剤が多すぎてしまうといった問題を
解消することができた。なお、上記実施例では駆動伝達
系にベルト機構を用いたが、本発明はこれに限られずギ
ヤ機構などの他の駆動伝達系を用いてもよい。

【００３５】次に、図５及び図６を参照しながら第２の
実施例について説明する。なお、第２実施例の説明では
上記第１実施例の説明と共通する部分は省略する。第２
実施例の離型剤塗布装置１４は接離機構を有しており、
図５は離型剤塗布ローラ２０を定着ローラ１２ａに接触
させた塗布状態を示し、図６は離型剤塗布ローラ２０を
定着ローラ１２ａから引き離した非塗布状態を示してい
る。

【００３６】離型剤を塗布するモードでは、ソレノイド
３１を動作させ（ＯＮにする）、ソレノイド移動部３２
が矢印の方向に引っ張られる。これにより、ソレノイド
３１に連結されているリンク３４が支点３３を中心に揺
動し、リンク３５がスプリング３６に抗して矢印方向に
移動する。さらに、リンク３５に連結しているリンク３
６ａ、３６ｂが揺動し、離型剤塗布ローラ２０のシャフ
ト部分を支持しているリンク２９ａ、２９ｂが矢印方向
に移動し、スプリング３６の力が解除され、離型剤塗布
ローラ２０はスプリング２８ａ，２８ｂによって所定の
押し付け力Ｐで定着ローラ１２ａに押し付け接触され
る。

【００３７】図６に示すように、非接触状態ではソレノ
イド３１がＯＦＦされ、ソレノイド移動部３２がフリー
となり、スプリング３６によってリンク３５が矢印方向
に移動し、リンク３５に連結された１対のリンク３６
ａ，３６ｂが揺動し、離型剤塗布ローラ２０が支持リン
ク２９ａ，２９ｂによって矢印方向にスプリング２８
ａ，２８ｂに打ち勝って移動し、離型剤塗布ローラ２０
は定着ローラ１２ａからおよそ０．１〜１．０mmだけ引
き離される。

【００３８】この第２実施例の場合も、駆動との支持機
構としてオルダム継手２４を用いているため、接触状態
と非接触状態とにかかわらず、駆動連結部分の軸間距離
４４は変わらないので、常に安定した回転数、トルクを
伝達することができる。また、接離機構としてリンク機
構を用いているので、ソレノイド一つというシンプルな
駆動源で離型剤塗布ローラを定着ローラに対して平行に
移動する事が可能である。また、接離機構を設けること
で、離型剤塗布ローラの寿命を延長することが可能であ
る。

【００３９】次に、図７〜図９を参照しながら第３の実
施例について説明する。なお、この第３実施例の説明で
は上記第１および第２の実施例の説明と共通する部分は
省略する。

【００４０】この第３実施例の離型剤塗布装置１４も接
離機構を有している。具体的には、離型剤を塗布するモ
ードでは、ソレノイド４１を動作させ（ＯＮにする）、
ソレノイド移動部４２が矢印の方向に引っ張られる。こ
れにより、ソレノイド４１と連結されているクランク４
４が支点４３を中心に揺動し、クランク４４がスプリン
グ４５の力に打ち勝ち、離型剤塗布ローラ２０のシャフ
トを支持している部分４６が解除される。これにより離
型剤塗布ローラ２０はスプリング４７によって一定の圧
力で定着ローラ１２ａに接触する。

【００４１】図９に示すように、非接触状態ではソレノ
イド４１がＯＦＦされ、ソレノイド移動部４２がフリー
となり、スプリング４７によってクランク４４が矢印方
向に移動し、スプリング４７に打ち勝って移動し、離型
剤塗布ローラ２０が定着ローラ１２ａから離れる。

【００４２】この第３実施例の場合も、駆動との支持機
構としてオルダム継手２４を用いているので駆動連結部
分の軸間距離４４が接触状態、非接触状態に関わらず、
軸間距離が変わらないので、常に安定した回転数、トル
クを伝達することができる。また、接離機構を設けるこ
とで、離型剤塗布ローラの寿命を延長することが可能で
ある。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると接
触対向する定着ローラの少なくとも一つのローラにオフ
セット防止用の離型剤を塗布する離型剤塗布ローラが定
着ローラと周速差をもたせることが出来る駆動源を備え
ているものでは、その離型剤塗布ローラと駆動源との連
結部にカップリングを用い、リンク機構によって離型剤
塗布ローラと定着ローラの接離を行うため、アクチュエ
ータ１つで離型剤塗布ローラを定着ローラに対して、平
行に離すことができ、接離機構があっても駆動に影響を
与えず、常に安定した回転数、トルクを伝達することが
可能となり、均一に離型剤を塗布できる。また、離型剤
塗布ローラの寿命を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る定着装置を概略的に示す
図。

【図２】本発明の第１実施例に係る定着装置を示す図。

【図３】すべり子軸継手を示す分解斜視図。

【図４】すべり子を示す分解斜視図。

【図５】本発明の第２実施例に係る定着装置に用いられ
た離型剤塗布ローラ接離機構を概略的に示す図。

【図６】本発明の第２実施例に係る定着装置に用いられ
た離型剤塗布ローラ接離機構を概略的に示す図。

【図７】本発明の第３実施例に係る定着装置に用いられ
た離型剤塗布ローラ接離機構を概略的に示す図。

【図８】第３実施例に係る定着装置に用いられた離型剤
塗布ローラ接離機構を概略的に示す図。

【図９】第３実施例に係る定着装置に用いられた離型剤
塗布ローラ接離機構を概略的に示す図。

【図１０】従来の定着装置を概略的に示す図。

【図１１】従来の定着装置を概略的に示す図。

【図１２】従来の定着装置の接離機構を概略的に示す図
である。

【符号の説明】

１２ａ，１２ｂ…定着ローラ、１４…離型剤塗布装置、
２０…離型剤塗布ローラ、２１…ベルト、２４…すべり
子軸継手、３１，４１…ソレノイド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】転写材に画像を定着する定着ローラと、こ
   の定着ローラにオフセット防止用の離型剤を塗布する離
   型剤塗布ローラとを備えるカラー用電子写真装置の定着
   装置において、 前記離型剤塗布ローラを回転させる駆動源と、 前記離型剤塗布ローラの周面を前記定着ローラの周面に
   押し付ける付勢手段と、 前記駆動源からの回転駆動力を前記離型剤塗布ローラに
   伝達するための軸と前記離型剤塗布ローラの軸とを連結
   するすべり子軸継手と、を有することを特徴とする定着
   装置。
2. 【請求項２】さらに、付勢手段による押し付け力に抗し
   て離型剤塗布ローラを定着ローラから引き離すためのリ
   ンク機構と、このリンク機構を駆動する駆動源と、を有
   することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】さらに、付勢手段による押し付け力に抗し
   て離型剤塗布ローラを定着ローラから引き離すためのて
   こ機構と、このてこ機構を駆動する駆動源と、を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
4. 【請求項４】さらに、付勢手段による押し付け力Ｐが下
   式に示す範囲になるように制御する押し付け力制御手段
   を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。 ２（Ｎ／ｍ）≦Ｐ≦１７（Ｎ／ｍ） ただし、押し付け力Ｐは離型剤塗布ローラの単位長さあ
   たりの圧力（Ｎ／ｍ）である。