JPH10282827A

JPH10282827A - 定着装置

Info

Publication number: JPH10282827A
Application number: JP9092663A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kagawa; 敏章香川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: DE69817062D1; JP3516830B2; EP0871083B1; EP0871083A2; DE69817062T2; US5937255A; EP0871083A3

Abstract

(57)【要約】【課題】均一で長期に渡り安定したオイル塗布性能を
有し、オイル塗布不良に起因する各種画像欠陥の発生を
防止できる定着装置を提供する。【解決手段】オイル塗布ローラ６１は定着ローラ５１
にシリコンイル７０を塗布する。オイル塗布ローラ６１
にはオイル塗布フェルト６２が接しいる。オイル塗布フ
ェルト６２は、オイルタンク６８内のシリコンオイル７
０を吸い上げて、オイル塗布ローラに供給する。オイル
塗布フェルト６２は、フッ素樹脂繊維からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写
真機器に使用する定着装置に関し、特に、フルカラー印
刷が可能な電子写真機器に使用する定着装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンタ等の電子写
真機器に使用される定着装置としては、加熱・加圧され
た一対のローラ間に未定着トナー像をもつ記録紙を通過
させることにより、トナー像を溶融し記録紙に定着させ
る熱ローラ定着方式が一般的に用いられているが、この
熱ローラ定着方式においては、記録紙上の溶融トナーが
ローラに付着するいわゆるオフセット現象が発生し易い
といった問題がある。特に、カラーの電子写真機器にお
いては、カラートナーが従来の黒トナーに比べてローラ
に対する離型性が悪く、オフセット現象の発生が顕著で
ある。そこで、現在の電子写真機器の定着装置、特にカ
ラーの電子写真機器の定着装置においては、オフセット
現象を防止するためにローラ表面にシリコンオイル等の
表面エネルギーの小さいオフセット防止剤を塗布するこ
とが必要不可欠となっている。

【０００３】次に、この種の定着装置に用いられる一般
的なオイル塗布装置について、図１１を用いて詳しく説
明する。

【０００４】オイル塗布装置は、オイル塗布ローラ６
１，オイル塗布フェルト６２，オイル規制ブレード６
８，オイルタンク６９等を有している。オイル塗布フェ
ルト６２は、上端がオイル塗布ローラ６１に接触し、下
端がオイルタンク６９内のオイル７０に浸かるように配
設されており、オイル塗布フェルト６２の毛細管現象に
よりオイルタンク６９内のオイル７０を汲み上げオイル
塗布ローラ６１表面に塗布する。オイル塗布ローラ６１
表面に塗布されたオイルは、オイル塗布ローラ６１に対
し所定の圧力で加圧されたオイル規制ブレード６８によ
り余分のオイルが掻き取られ所定の量に均一化された
後、オイル塗布ローラ６１と定着ローラ５１との圧接部
Ｂにおいて定着ローラ５１表面に転写塗布される。

【０００５】ここで、オイル塗布フェルト６２としては
オイルの供給量を低減するために、特開昭５８−１１１
９６３号公報等に開示されているように、フッ素系多孔
質材（例えばＷ．Ｌ．ＧＯＲＥ社製の４弗化エチレン樹
脂多孔質部材：商品名ＧＯＲＥ−ＴＥＸ等）を用いる方
法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のオイ
ル塗布装置においては、次のような課題があった。

【０００７】定着ローラ表面へのトナーの付着（以
後、この現象をオフセットと記す）が発生した場合、オ
イル塗布ローラを介してトナーがオイル塗布フェルトに
付着する。その結果、フッ素系多孔質材からなるオイル
塗布フェルトの気孔部がトナーによって目詰まりを生
じ、オイル塗布ローラへのオイル供給ができなくなる。

【０００８】オイル塗布ローラに塗布されるオイル量
はオイル塗布ローラの表面粗さに依存し、オイル塗布ロ
ーラの表面粗さが小さいと、オイル規制ブレードエッジ
部におけるオイルのすり抜け量が少なくなるため、オイ
ル塗布ローラへのオイル塗布量は減少し、逆の場合は増
加する。

【０００９】従来のオイル塗布装置においては、オイル
塗布ローラとオイル規制ブレードとの摺動により、オイ
ル塗布ローラの表面粗さが使用とともに小さくなるた
め、ライフを通じて徐々にオイル塗布量が減少し、その
結果、オフセット等が発生する。逆に、ライフを通じて
オフセットが発生しないオイル塗布量を確保しようとし
た場合、ライフ初期でのオイル塗布量が供給過剰とな
り、オイル消費量の増大につながる。

【００１０】オイル塗布ローラに塗布されるオイル量
は、オイル規制ブレードエッジ部とオイル塗布ローラの
当接圧にも依存し、当接圧が小さいとオイル塗布量は増
加し逆の場合は減少する。

【００１１】従来のオイル塗布装置においては、通常オ
イル規制ブレード及びオイル塗布ローラの長手方向のた
わみにより、両端部の当接圧が中央部に比べて大きくな
るため、長手方向でオイル塗布が不均一となる。その結
果、オイル塗布むらによる光沢むら、ＯＨＰの透過率む
ら等の画像欠陥が発生する。

【００１２】オイル塗布ローラにはオイル塗布フェル
ト、オイル規制ブレード等が当接しているため駆動トル
クが大きく強制駆動する必要があるが、オイル塗布ロー
ラを安定駆動するのが難しく、定着ローラに対して駆動
ギアピッチで振動が発生しやすい。その結果、駆動ギア
側近傍で駆動ギアピッチに対応したオイル塗布ムラ（以
後、この現象をオイルバンディングという）が発生し、
光沢むら等の画像欠陥となる。

【００１３】オイルの塗布量が少ない場合、オフセッ
トが発生し、逆にオイルの塗布量が多すぎると記録紙上
で画像部が定着ローラ周期でメモリーとして残る現象
（以後、この現象をオイルゴーストという）が発生す
る。このオイルゴーストが発生する原因は、画像部と非
画像部とでトナーによるオイルの吸収の有無により、定
着ローラ上のオイル量に大きな差が生じ、定着ローラが
一回転してオイル塗布ローラによりオイルが再度塗布さ
れてもこの差が解消されずにオイル塗布むらとして残る
ためであり、その結果、光沢むら、ＯＨＰの透過率むら
等の画像欠陥となる。

【００１４】本発明は、上記課題を解決するものであっ
て、定着ローラに安定してオイルを供給することのでき
る定着装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の定着装
置は、未定着トナー像を有する記録材を加熱し加圧する
ことにより未定着トナー像を定着させる定着手段と、定
着手段または定着手段に接する中間塗布手段に当接する
ことで、定着手段に離型剤を塗布する離型剤供給手段
と、を備えてなる定着装置において、離型剤供給手段
は、少なくとも定着手段または中間塗布手段に当接する
面がフッ素樹脂繊維で形成されてなるものである。

【００１６】請求項２に記載の定着装置は、未定着トナ
ー像を有する記録材を加熱し加圧することにより未定着
トナー像を定着させる定着手段と、定着手段表面に接す
る中間塗布手段と、中間塗布手段に離型剤を供給するこ
とで定着手段に離型剤を塗布する離型剤供給手段と、を
備えてなる定着装置において、中間塗布手段表面の中心
線平均粗さＲａが、０．１μｍ≦Ｒａ≦１μｍであるも
のである。

【００１７】請求項３に記載の定着装置は、未定着トナ
ー像を有する記録材を加熱し加圧することにより未定着
トナー像を定着させる定着手段と、定着手段表面に接す
るローラからなる中間塗布手段と、中間塗布手段に離型
剤を供給することで定着手段に離型剤を塗布する離型剤
供給手段と、を備えてなる定着装置において、中間塗布
手段は、その長手方向両端部の表面粗さＲｅが、長手方
向中央部の表面粗さＲｃよりも大きく形成されてなるも
のである。

【００１８】請求項４に記載の定着装置は、未定着トナ
ー像を有する記録材を加熱し加圧することにより未定着
トナー像を定着させる定着手段と、定着手段表面に接す
るローラからなる中間塗布手段と、中間塗布手段に離型
剤を供給することで定着手段に離型剤を塗布する離型剤
供給手段と、中間塗布手段上の離型剤を均一に均す均し
手段と、を備えてなる定着装置において、中間塗布手段
は、定着手段及び均し手段に対して、周方向に沿う表面
摩擦力が小さい方向に接触回転するように、配されてな
るものである。

【００１９】請求項５に記載の定着装置は、未定着トナ
ー像を有する記録材を加熱し加圧することにより未定着
トナー像を定着させる定着手段と、定着手段表面に接す
るローラからなる中間塗布手段と、中間塗布手段に離型
剤を供給することで定着手段に離型剤を塗布する離型剤
供給手段と、を備えてなる定着装置において、中間塗布
手段の周速Ｖｏと定着手段の周速Ｖｆとの周速比Ｖｏ／
Ｖｆが次式０．９５≦Ｖｏ／Ｖｆ≦１の関係にあるものである。

【００２０】請求項６に記載の定着装置は、未定着トナ
ー像を有する記録材を加熱し加圧することにより未定着
トナー像を定着させる定着手段と、定着手段または定着
手段に接する中間塗布手段に当接することで、定着手段
に離型剤を塗布する離型剤供給手段と、を備えてなる定
着装置において、離型剤供給手段は、定着手段から記録
材の記録面へ移送される離型剤の量がＡ４サイズの記録
材当たり１０ｍｇ以上２０ｍｇ以下となるように、定着
手段へ離型剤を塗布するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の形態１について図１乃
至図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、
本実施の形態では、定着装置を電子写真機器としてモノ
クロ用のレーザプリンタに適用した場合について説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００２２】本実施の形態に係るレーザープリンタは、
図３に示すように、給紙部１０、画像形成装置２０、レ
ーザ走査部３０、定着装置５０を有している。

【００２３】上記構成のレーザプリンタは、給紙部１０
から用紙Ｐを画像形成装置２０に搬送する。この画像形
成装置２０では、レーザ走査部３０によるレーザ光３４
に基づいてトナー像が形成されており、このトナー像
を、搬送された記録材としての用紙Ｐに転写するように
なっている。そして、トナー像の転写された用紙Ｐを、
定着装置５０に搬送して、トナー像を用紙Ｐに固定す
る。最後に、トナー像が定着された用紙Ｐは、定着装置
５０の用紙搬送下流側に設けられた用紙搬送ローラ４
１、４２によって装置外部に排出される。つまり、用紙
Ｐは、図中に示す矢印Ｅの経路に沿って、給紙トレイ１
１、画像形成装置２０、定着装置５０の順に搬送され、
装置外部に排出される。

【００２４】上記給紙部１０は、給紙トレイ１１、給紙
ローラ１２、用紙分離摩擦板１３、加圧バネ１４、用紙
検知アクチュエータ１５、用紙検知センサ１６、及び制
御回路１７を有している。

【００２５】給紙トレイ１１に装着された用紙Ｐは、プ
リント命令を受け、給紙ローラ１２、用紙分離摩擦板１
３、加圧バネ１４の作用により、一枚ずつ給紙されプリ
ンタ内部に給送される。送り込まれた用紙Ｐは用紙検知
アクチュエータ１５を倒し、用紙検知光学センサ１６に
電気信号として出力させ、画像印刷の開始を指示する。
入紙検知アクチュエータ１５の動作により起動された制
御回路１７は、画像信号をレーザ走査部３０のレーザダ
イオード発光ユニット３１に送り、発光ダイオードの点
灯／非点灯を制御する。

【００２６】上記レーザ走査部３０は、上記レーザダイ
オード発光ユニット３１、走査ミラー３２、走査ミラー
モータ３３、及び反射ミラー３５、３６、３７を備えて
いる。

【００２７】走査ミラー３２は、走査ミラーモータ３３
により高速かつ定速に回転する。即ち、図３において、
レーザー光３４は紙面に対して垂直方向に走査すること
になる。レーザダイオード発光ユニット３１から照射さ
れたレーザ光３４は、反射ミラー３６、３５、３７を介
して後述の感光体２１へ照射される。このとき、レーザ
光３４は、上記制御回路１７からの点灯／非点灯の情報
を基に、感光体２１上に選択的に露光する。

【００２８】上記画像形成装置２０は、感光体２１、転
写ローラ２２、帯電部材２３、現像ローラ２４、現像ユ
ニット２５、及びクリーニングユニット２６を備えてい
る。

【００２９】上記レーザ光３４により、予め帯電部材２
３により帯電された感光体表面電荷を選択的に放電させ
静電潜像を形成する。現像に供されるトナーは、現像ユ
ニット２５に蓄積されている。現像ユニット２５内で適
度な攪拌により電荷付与されたトナーは現像ローラ２４
表面に付着し、現像ローラ２４に与えられた現像バイア
ス電圧および感光体表面電位の作り出す電界の作用によ
り静電潜像に応じたトナー像を感光体２１上に形成する
ことができる。

【００３０】前記給紙部１０より搬送された用紙Ｐは、
感光体２１と転写ローラ２２に挟まれ送られる。そし
て、転写ローラ２２に印加された転写電圧の与える電界
の作用により感光体２１上のトナーは電気的に吸引され
用紙Ｐ上に転写される。このとき、感光体２１上のトナ
ーは転写ローラ２２により用紙Ｐに転写されるととも
に、未転写トナーはクリーニングユニット２６により回
収される。

【００３１】その後、用紙Ｐは定着装置５０に搬送され
る。そこで、加圧ローラ５２及び１７５℃に保たれた定
着ローラ５１により適度な温度と加圧力が与えられる。
そしてトナーは溶解し用紙Ｐに固定され堅牢な画像とな
る。

【００３２】そして、用紙Ｐは用紙搬送ローラ４１、４
２により搬送され機外に排出される。

【００３３】次に、本発明の特徴である定着装置につい
て図１及び図２を用いて詳細に説明する。図１は本発明
の定着装置の概略断面図、図２はオイル塗布装置の概略
斜視図である。

【００３４】定着ローラ５１は、アルミニウム製の中空
芯材５１ａ表面にシリコンゴムからなる離型層５１ｂを
被覆した構成となっている。加圧ローラ５２はステンレ
ス製の芯材５２ａ表面にシリコンゴムからなる弾性層５
２ｂを設けた構成となっており、図示していない加圧手
段によって定着ローラ５１に対し所定の圧力で加圧され
ている。定着ローラ５１の内部にはヒーターランプ５３
が配設されており、定着ローラ５１の表面を所定の温度
（本実施の形態では１７５℃）に加熱する。

【００３５】オイル塗布装置６０は、オイル塗布ローラ
６１、オイル塗布フェルト６２、オイル回収フェルト６
３、フェルト押さえ板６４、フェルト押さえ板支持軸６
５、加圧スプリング６６ａ、６６ｂ、オイル規制ブレー
ド６７、オイルタンク６８、支持フレーム６９からな
る。オイルタンク６８内にはジメチルシリコンオイル７
０（信越化学製ＫＦ−９６）が充填されている。

【００３６】オイル塗布ローラ６１はステンレス製の芯
材６１ａ表面に厚み０．５ｍｍのＬＴＶシリコンゴム層
６１ｂを圧縮成形により被覆した構成で、支持フレーム
６９に対し回転自在に支持されている。ＬＴＶシリコン
ゴム層６１ｂの表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａは、２
回研磨処理を施すことにより長手方向平均で０．５５μ
ｍに設定されている。ただし、オイル塗布ローラ６１の
長手方向における中央部と両端部とでは表面粗さが異な
るよう研磨処理時に工夫がなされており、本実施の形態
におけるオイル塗布ローラ６１においては中央部でＲａ
＝０．４μｍ、両端部でＲａ＝０．７μｍとなるよう研
磨処理が施されている。本実施の形態におけるオイル塗
布ローラ６１としては上記の構成に限定されるわけでは
なく、例えばステンレス製の芯材６１ａ表面に厚み０．
５ｍｍのＬＴＶシリコンゴム層６１ｂを圧縮成形により
被覆した後、更にＬＴＶシリコンゴム（図示せず）を厚
み０．０４ｍｍでコーティング成形したものであっても
よい。この場合、ローラ表面は未研磨でよく、この時の
表面粗さＲａは長手方向平均でＲａ＝０．２６μｍであ
る。

【００３７】オイル塗布ローラ６１は、更に定着ローラ
５１に対し図示していない加圧手段によって所定の加圧
力で加圧されており、図示していない駆動手段によって
定着ローラ５１の回転方向（図中矢印Ｃ方向）に対し従
動方向（図中矢印Ｄ方向）に回転駆動するよう設定され
ている。ただし、オイル塗布ローラ６１の周速は、定着
ローラ５１の周速８５ｍｍ／ｓｅｃに対し、若干遅い周
速８３ｍｍ／ｓｅｃ（周速比０．９７６）となるよう設
定されている。

【００３８】オイル塗布フェルト６２は４弗化エチレン
樹脂（ＰＴＦＥ）からなる繊維、オイル回収フェルト６
３は、アラミド繊維（デュポン社製商品名ノーメック
ス）をいずれも厚さ２ｍｍのフェルト状に加工したもの
であり、厚み０．１ｍｍのＰＥＴフィルム７１を介して
貼り合わされている。この貼り合わされた２つのフェル
トは、更にオイル回収フェルト６３側が厚み１ｍｍのＳ
ＰＣＣ（冷間圧延鋼板）からなるフェルト押さえ板６４
に貼付けられて一体的に保持された構成となっている。
フェルト押さえ板６４の下方にはオイルタンク６８が配
設されており、フェルト押さえ板６４は、オイルタンク
６８上面に固定されたフェルト押さえ板支持軸６５ａ、
６５ｂにより回転自在に支持されている。

【００３９】オイル塗布フェルト６２はその上端がオイ
ル塗布ローラ６１に接触し、下端がオイルタンク６８内
のオイル７０に浸かるようにその長さが設定されてお
り、また、オイル回収フェルト６３はその上端がオイル
規制ブレード６７に近接し、下端はオイルタンク６８内
に挿入されている。ただし、オイル回収フェルト６３の
下端は、オイルタンク６８内にオイルが１００％充填さ
れている場合でも、オイル液面とは接触しないような長
さに設定されている。フェルト押さえ板６４は、その両
端部において加圧スプリング６６ａ、６６ｂによりオイ
ル塗布ローラ６１の方向に所定の圧力で加圧されてお
り、その結果オイル塗布フェルト６２は所定の圧力でオ
イル塗布ローラ６１に当接している。

【００４０】オイル規制ブレード６７は、ステンレス製
のブレードホルダー６７ａ、フッ素ゴムからなるブレー
ド基材６８ｂ、及びフッ素樹脂シートからなるブレード
被覆材６７ｃからなり、図示していない加圧手段により
オイル塗布ローラ６１に対し所定の圧力で加圧されてい
る。

【００４１】以上のように構成されたオイル塗布装置に
おいて、オイル塗布フェルト６２の毛細管現象によりオ
イルタンク６８内から汲み上げられたオイル７０は、オ
イル塗布ローラ６１表面に塗布される。オイル塗布ロー
ラ６１上に塗布されたオイル７０は、オイル塗布ローラ
６１の回転（図中矢印Ｄの方向）により、オイル規制ブ
レード６７の方向に移動する。オイル塗布ローラ６１上
に塗布されたオイル７０は、オイル規制ブレード６７の
エッジ部Ａにより余分なオイルが掻き取られ、所定の量
に均一化された後、オイル塗布ローラ６１と定着ローラ
５１との圧接部Ｂにおいて、定着ローラ５１表面に転写
塗布される。オイル規制ブレード６７のエッジ部Ａにお
いて掻き取られたオイルは、オイル回収フェルト６３に
吸収され、ＰＥＴフィルム６０を伝ってオイルタンク６
８内に回収される。

【００４２】ここで、本発明のオイル塗布フェルトにつ
いて、実験結果を参照しながら詳しく説明する。

【００４３】まず、オイル塗布部材として多孔質ＰＴＦ
Ｅを用いた場合（従来例）及びＰＴＦＥ繊維を使用した
フェルトを用いた場合（本発明）それぞれにおいて、連
続通紙エージングを行なった時のオイル塗布量変化につ
いて測定した結果を説明する。オイル塗布量の測定方法
は、以下のように行った。まず、ＯＨＰシート２枚を重
ね合せ、定着ローラと加圧ローラとの圧接部（以後、定
着ニップ部と記す）に通過させ、定着ローラと接触する
方のＯＨＰシートの測定前後の質量差から、記録面側に
塗布されるオイル塗布量を求めた。ＯＨＰシートを使用
する理由としては、普通紙を使用した場合、圧接部での
加熱による紙の水分の蒸発により、測定前後で紙の質量
自体が変化するため、測定前後の紙の質量差からオイル
塗布量を求めることが困難であるからである。

【００４４】図４は、上記測定方法によって求めた、従
来例と本発明におけるオイル塗布量変化についての測定
結果である。図４の結果から、従来の多孔質ＰＴＦＥで
は、オイル塗布量が初期の１６ｍｇ／Ａ４から急激に低
下し、３０，０００枚通紙時点で８ｍｇ／Ａ４となりオ
フセットが発生してしまう結果となった。これは、多孔
質ＰＴＦＥはオイル塗布面がトナーで僅かに汚れた場合
でも、気孔部がトナーで目詰まりするためオイル供給が
できなるためである。一方、本発明のＰＴＦＥ繊維を使
用したフェルトでは、オイル塗布面がトナーで汚れても
完全に塗布面がトナーで覆われてしまわなければオイル
供給が可能であるため、オイル塗布量がライフを通じて
１６ｍｇ／Ａ４前後で安定している。

【００４５】次に、本発明のオイル塗布ローラ６１につ
いて実験結果を参照しながら詳しく説明する。

【００４６】まずオイル塗布ローラ６１の表面被覆層６
１ｂとして、以下の４種類のサンプルについて連続通紙
エージングによるオイル塗布量変化及びオイル塗布フェ
ルト６２の汚れを測定した。結果を表１及び図５に示
す。

【００４７】ＨＴＶ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅＶｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）シリコンゴム（厚み
０．５ｍｍ）を圧縮成形し、表面を１回研磨処理したサ
ンプル１。

【００４８】ＬＴＶシリコンゴム（厚み０．５ｍｍ）
を圧縮成形し、表面を１回研磨処理したサンプル２。

【００４９】ＬＴＶシリコンゴム（厚み０．５ｍｍ）
を圧縮成形し、表面を２回研磨処理したサンプル３。

【００５０】ＬＴＶシリコンゴム（厚み０．５ｍｍ）
を圧縮成形し、その表面に更にＬＴＶシリコンゴム（厚
み０．０４ｍｍ）をコーティング成形したサンプル４。

【００５１】

【表１】

【００５２】図５より、オイル塗布量はいずれの塗布ロ
ーラにおいてもライフを通じて徐々に減少する傾向にあ
るが、オイル塗布ローラの表面粗さが小さい程オイル塗
布量の減少幅が小さく、オイル塗布性能が安定している
ことがわかる。これは、表１に示したように、表面粗さ
が大きいサンプルでは、オイル塗布ローラ６１表面がオ
イル規制ブレード６７との摺動により表面粗さが小さく
なり、性能に変化が発生するためである。後述するよう
に、オイル塗布量が２０ｍｇ／Ａ４以上の場合、オイル
ゴーストが発生するといった問題があるが、初期の表面
粗さＲａが１．１３μｍのサンプル１は、ライフ初期の
オイル塗布量が２０ｍｇ／Ａ４以上となるためオイルゴ
ーストが発生したり、またライフを通じてのオイル消費
量が多くなるといった問題があり、オイル塗布ローラ６
１の表面粗さＲａの上限としては１μｍ以下が望まし
い。また、別の検討から、表面粗さＲａが０．１μｍ以
下の場合は、オイル塗布量が１０ｍｇ／Ａ４以下とな
り、この場合、後述するようにオフセットが発生してし
まうので、オイル塗布ローラ６１の表面粗さＲａの下限
としては０．１μｍ以上となる。

【００５３】なお、以上の表面粗さに関する結果は、オ
イル規制ブレード６７によりオイル塗布ローラ６１を２
ｋｇ重で加圧（長さ２３０ｍｍ当たり）した場合の結果
であるが、オイル塗布ローラ６１に大きな負荷を与えず
かつ安定したオイル塗布を行える理想的な加圧条件（１
〜３ｋｇ重（長さ２３０ｍｍ当たり））において同様の
結果が得られた。

【００５４】オイル塗布ローラ６１の表面粗さを上述の
範囲（０．１μｍ以上１．０μｍ以下）内に設定するた
めには、オイル塗布ローラ６１の表面被覆層６１ｂが圧
縮成形によるシリコンゴム材の場合には複数回（２回以
上）研磨処理するのが有効（サンプル３）であり、ま
た、表面被覆層がコーティング成形によるシリコンゴム
材の場合には、未研磨で所望の表面粗さを得ることがで
きる（サンプル４）。従って、本実施の形態において
は，サンプル３若しくはサンプル４のオイル塗布ローラ
を使用する。

【００５５】一方、表１からオイル塗布ローラ６１の種
類によってオイル塗布フェルト６２のトナー汚れが大き
く異なることがわかる。定着ローラ５１上にトナーが付
着（オフセット）した場合、付着したトナーはオイル塗
布ローラ６１にもある程度付着し、その結果オイル塗布
フェルト６２がトナーで汚れる。表１の結果から、オイ
ル塗布ローラ６１の表面粗さが小さい程オイル塗布ロー
ラ６１上にトナーが付着しにくく、その結果オイル塗布
フェルト６２のトナー汚れが少ないことがわかる。ま
た、サンプル１及びサンプル２の比較から、表面粗さと
しては両者に大きな差がないにもかかわらず、オイル塗
布フェルト６２の汚れに大きな差が認められることか
ら、サンプル１のＨＴＶシリコンゴムに比べサンプル２
のＬＴＶシリコンゴムの方がトナーとの離型性に優れる
と考えられ、表面材質としてはＬＴＶシリコンゴムを用
いるのが好ましい。

【００５６】次に、オイル塗布ローラ６１表面が研磨処
理されている場合の研磨方向とオイル塗布量の関係を調
べた結果を表２に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】オイル塗布ローラ６１表面を研磨処理した
場合、研磨後のオイル塗布ローラ６１は周方向に表面摩
擦力の方向性をもったものとなる。即ち、研磨後のオイ
ル塗布ローラ６１表面は図６のような形状となり、Ｅ方
向は摩擦力が大きく、その逆のＦ方向は摩擦力が小さく
なる。本実験における研磨方向の順目方向とは、図７
（ａ）のようにオイル塗布ローラ６１を定着ローラ５１
及びオイル規制ブレード６７に対し摩擦力の小さい方向
に配置した場合であり、また逆目方向とは図７（ｂ）の
ように摩擦力の大きい方向に配置した場合である。表２
の結果から、オイル塗布ローラ６１の配設方向として
は、順目方向に配設した方がライフ（６０、０００枚通
紙後）による表面粗さの変化が小さく、オイル塗布量と
しても逆目方向と比較すると安定していることがわか
る。

【００５９】次に、本実施の形態によるオイル塗布ロー
ラ６１の長手方向の表面粗さ分布とオイル塗布分布の関
係について調べた結果を図８（ａ）に示す。上述したよ
うに、本実施の形態のオイル塗布ローラ６１は、中央部
の表面粗さＲｃと両端部の表面粗さＲｅとが、Ｒｅ＞Ｒ
ｃとなるよう研磨処理されている。比較例としてＲｅ＝
Ｒｃとなるよう研磨処理したオイル塗布ローラ６１の長
手方向の表面粗さ及びオイル塗布分布も図８（ｂ）に示
す。

【００６０】比較例ではオイル塗布量が中央部で多く、
両端部で少ない分布となっている。これは加圧によるオ
イル規制ブレードのたわみにより、オイル塗布ローラに
対するオイル規制ブレード６８の当接圧が中央部に比べ
て両端部で大きくなるためである。

【００６１】これに対し、本実施の形態では、オイル塗
布ローラ６１の表面粗さが中央部に比べて両端部が大き
いため、比較例と比べて両端部でのオイル塗布量が多
く、その結果オイル規制ブレード６１のたわみに起因す
るオイル塗布の不均一の影響が相殺される。したがっ
て、ローラ長手方向で均一なオイル塗布分布が得られ
る。

【００６２】オイル塗布ローラ６１の表面粗さを中央部
に比べて両端部を大きく設定するための具体的方法とし
ては、研磨砥石やラッピングフィルム等の研磨手段の
送り速度をローラ中央部に比べて両端部を速くする。
研磨回数を両端部に比べ中央部を多くする。等種々の方
法があり、本発明においては上記いずれの方法を使用し
ても構わない。

【００６３】次に、オイル塗布ローラ６１と定着ローラ
５１との周速比と画像品質（特にオイルバンディング）
との関係について実験結果を参照しながら詳しく説明す
る。表３は、オイル塗布ローラと定着ローラとの周速比
とオイルバンディングの発生度合いとの関係を調べた結
果である。

【００６４】

【表３】

【００６５】この結果から、オイル塗布ローラ６１と定
着ローラ５１との周速比Ｖｏ／Ｖｆとしては、Ｖｏ／Ｖ
ｆ＝１が理想であることがわかる。しかしながら、定着
ローラ５１やオイル塗布ローラ６１は通常加熱状態で使
用され、その周速比は各々のローラのその時の温度状態
により多少上下に変化する。従って、この周速比の変動
を考慮した場合、表３の結果から周速比Ｖｏ／Ｖｆは、
０．９５≦Ｖｏ／Ｖｆ≦１の範囲で使用するのが、オイ
ルバンディングの発生を防止する上で望ましい。そこ
で、本実施の形態では、周速比Ｖｏ／Ｖｆ＝０．９７６
となるように設定している。

【００６６】次に、オイル塗布量と画像品質（特にオフ
セット及びオイルゴースト）との関係について、実験結
果を参照しながら詳しく説明する。表４はオイル塗布量
とオフセット及びオイルゴーストとの関係について調べ
た結果である。

【００６７】

【表４】

【００６８】これより、オイル塗布量が２０ｍｇ／Ａ４
以上になるとオイルゴーストによる画像欠陥が発生し、
オイル塗布量が１０ｍｇ／Ａ４以下になるとオフセット
による画像欠陥が発生することがわかる。従って、オイ
ル塗布量としては、１０ｍｇ／Ａ４〜２０ｍｇ／Ａ４の
範囲にあるのが画像品質上適当であり、本実施の形態に
おいてはオイル塗布ローラ表面粗さ、オイル粘度、オイ
ル規制ブレード材質及び圧力等を調整することで、初期
状態で１５．７ｍｇ／Ａ４、６０、０００枚通紙後で１
２．３ｍｇ／Ａ４となるようオイル塗布量を設定してい
る。

【００６９】〔実施の形態２〕次に、本発明の実施の形
態２について図面を参照して説明する。ここで、本実施
の形態は、オイル塗布フェルト以外の構成は実施の形態
１と全く同じであるため、その同一部分については説明
を省略する。

【００７０】図９は本発明の実施の形態２におけるオイ
ル塗布フェルト７２の構成を示した図である。実施の形
態１で示したように、オイル塗布フェルトの材料として
ＰＴＦＥ繊維等のフッ素系繊維を用いた場合、性能的に
は優れるが反面フッ素系繊維は製造が困難であり価格的
に非常に高価であるという欠点がある。そこで、本実施
の形態におけるオイル塗布フェルトは、図９のようにＰ
ＴＦＥ繊維７２ａとアラミド繊維７２ｂの２種類の繊維
を貼り合わせた２層構造のフェルトとなっており、ＰＴ
ＦＥ繊維７２ａがオイル塗布フェルト６１と当接するよ
うに配設されている。ＰＴＦＥ繊維部７２ａの厚みは、
０．５ｍｍ、アラミド繊維部７２ｂの厚みは１．５ｍｍ
で、ニードルパンチングにより繊維同士が絡み合った状
態で強固に貼り合わされているため、オイル塗布ローラ
６１との摺動によりフェルトのＰＴＦＥ繊維７２ａが抜
け落ちたりする心配がなく、耐久性の点でも従来の１層
構造のフェルトと同等の性能が得られる。またアラミド
繊維はＰＴＦＥ繊維に比べて１／５程度の価格であり、
製造が容易である。このため、本実施の形態のようにＰ
ＴＦＥとしての性能が必要なオイル塗布ローラ６１との
当接面にのみＰＴＦＥ繊維を使用することで、オイル塗
布フェルトの価格をＰＴＦＥ繊維のみを使用したフェル
トに比べて１／２以下に低減することができ、かつ、製
造を容易とすることができる。なお、ここではアラミド
繊維部を用いたが、耐熱性に富んだ繊維材料であれば使
用することができる。

【００７１】〔実施の形態３〕実施の形態１，２におい
ては、定着ローラを使用した定着装置について本発明を
適用した場合について説明してきたが、定着ローラでは
なく定着ベルトを使用した定着装置においても本発明を
適用できる。図１０に定着ベルトを使用した定着装置の
概略断面図を示す。なお、オイル塗布装置については実
施の形態１と同様であるので、説明は省略する。定着ベ
ルト１０１は、駆動ローラ１０２及びテンションローラ
１０３に掛け渡されており、テンションローラ１０３に
より所定の張力が加えられ、駆動ローラの駆動によい従
動回転する。また定着ベルト１０１及び加圧ローラ１０
４により定着ニップ部が形成されており、この定着ニッ
プ部に未定着トナー像を有する記録紙を通過させること
により、トナーの定着を行なう。

【００７２】定着ベルト１０１の加熱方法としては、
駆動ローラ１０２内に加熱源を設け、駆動ローラ１０２
を介して加熱する方法、定着ベルト１０１それ自身を
発熱体で構成する方法、定着ニップ部の定着ベルト１
０１背面側に別途発熱源を設ける方法等種々の方法があ
る。

【００７３】実験の結果、このようなベルト方式の定着
装置においても実施の形態１及び２と同様の結果が得ら
れ、本発明はベルト方式の定着装置においても適用でき
ることがわかった。

【００７４】なお、以上の実施の形態では、定着ローラ
５１または定着ベルト１０１に接するオイル塗布ローラ
６１にオイル塗布フェルト７２が当接することでオイル
７０の供給を行っているが、定着ローラ５１または定着
ベルトに直接接触してオイル７０を塗布してもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、本発明の定着装置は、離
型剤供給部材の定着ローラまたは定着ベルトを供給する
部分が少なくともフッ素樹脂繊維からなるため、離型剤
供給部材がトナーで汚れにくく、トナーが付着した場合
にも目詰まりが発生せず、安定したオイル供給が可能と
なる。

【００７６】また、塗布ローラ表面の中心線平均粗さＲ
ａが０．１μｍ≦Ｒａ≦１μｍであるため、ライフを通
じてオイル塗布量の変化が少なく、オイル消費量が低減
できる。

【００７７】さらに、塗布ローラの長手方向両端部の表
面粗さＲｅと長手方向中央部の表面粗さＲｃがＲｅ＞Ｒ
ｃを満たしているため、塗布ローラ長手方向のオイル塗
布量の均一化が図れ、オイル塗布むらに起因する画像欠
陥を解消することができる。

【００７８】また、塗布ローラを定着部材に対して塗布
ローラの周に沿う表面摩擦力が小さい方向に接触回転す
る関係に配しているため、ライフを通じてオイル塗布ロ
ーラの表面粗さの変化が小さく、オイル塗布量が安定し
オイル消費量の低減や定着装置の信頼性の向上につなが
る。

【００７９】さらに、塗布ローラの周速Ｖｏと定着部材
の周速Ｖｆとの間の周速比Ｖｏ／Ｖｆが０．９５≦Ｖｏ
／Ｖｆ≦１の関係にあるため、オイル塗布ローラの振動
が抑えられ回転駆動が安定し、オイルバンディングが解
消される。

【００８０】また、定着部材から記録材の記録面側に転
写される離型剤の量を１０〜２０ｍｇ（Ａ４サイズ当た
り）とすることで、オフセット及びオイルゴーストの発
生の防止を両立でき、画像欠陥を解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る定着装置の概略構
成図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る定着装置の概略斜
視図である。

【図３】図１に示す定着装置を備えたレーザープリンタ
の概略構成図である。

【図４】連続通紙エージング時のオイル塗布フェルト材
質によるオイル塗布量変化を示す図である。

【図５】連続通紙エージング時のオイル塗布ローラ表面
粗さによるオイル塗布量変化を示す図である。

【図６】オイル塗布ローラの研磨後の表面状態を示した
図である。

【図７】オイル塗布ローラの研磨目による配置方向を示
した図である。

【図８】オイル塗布ローラ長手方向の表面粗さ分布及び
オイル塗布量分布を示した図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置の要
部拡大図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の
概略断面図である。

【図１１】従来の定着装置の概略断面図である。

【符号の説明】

５１定着ローラ５２加圧ローラ６１オイル塗布ローラ６２オイル塗布フェルト６３オイル回収フェルト６７オイル規制ブレード７０シリコンオイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着トナー像を有する記録材を加熱し
加圧することにより前記未定着トナー像を定着させる定
着手段と、該定着手段または該定着手段に接する中間塗
布手段に当接することで、前記定着手段に離型剤を塗布
する離型剤供給手段と、を備えてなる定着装置におい
て、前記離型剤供給手段は、少なくとも前記定着手段または
前記中間塗布手段に当接する面がフッ素樹脂繊維で形成
されてなることを特徴とする定着装置。
【請求項２】未定着トナー像を有する記録材を加熱し
加圧することにより前記未定着トナー像を定着させる定
着手段と、該定着手段表面に接する中間塗布手段と、該
中間塗布手段に離型剤を供給することで前記定着手段に
離型剤を塗布する離型剤供給手段と、を備えてなる定着
装置において、前記中間塗布手段表面の中心線平均粗さＲａが、０．１μｍ≦Ｒａ≦１μｍであることを特徴とする定着装置。
【請求項３】未定着トナー像を有する記録材を加熱し
加圧することにより前記未定着トナー像を定着させる定
着手段と、該定着手段表面に接するローラからなる中間
塗布手段と、該中間塗布手段に離型剤を供給することで
前記定着手段に離型剤を塗布する離型剤供給手段と、を
備えてなる定着装置において、前記中間塗布手段は、その長手方向両端部の表面粗さＲ
ｅが、長手方向中央部の表面粗さＲｃよりも大きく形成
されてなることを特徴とする定着装置。
【請求項４】未定着トナー像を有する記録材を加熱し
加圧することにより前記未定着トナー像を定着させる定
着手段と、該定着手段表面に接するローラからなる中間
塗布手段と、該中間塗布手段に離型剤を供給することで
前記定着手段に離型剤を塗布する離型剤供給手段と、前
記中間塗布手段上の離型剤を均一に均す均し手段と、を
備えてなる定着装置において、前記中間塗布手段は、前記定着手段及び前記均し手段に
対して、周方向に沿う表面摩擦力が小さい方向に接触回
転するように、配されてなることを特徴とする定着装
置。
【請求項５】未定着トナー像を有する記録材を加熱し
加圧することにより前記未定着トナー像を定着させる定
着手段と、該定着手段表面に接するローラからなる中間
塗布手段と、該中間塗布手段に離型剤を供給することで
前記定着手段に離型剤を塗布する離型剤供給手段と、を
備えてなる定着装置において、前記中間塗布手段の周速Ｖｏと前記定着手段の周速Ｖｆ
との周速比Ｖｏ／Ｖｆが次式０．９５≦Ｖｏ／Ｖｆ≦１の関係にあることを特徴とする定着装置。
【請求項６】未定着トナー像を有する記録材を加熱し
加圧することにより前記未定着トナー像を定着させる定
着手段と、該定着手段または該定着手段に接する中間塗
布手段に当接することで、前記定着手段に離型剤を塗布
する離型剤供給手段と、を備えてなる定着装置におい
て、前記離型剤供給手段は、前記定着手段から前記記録材の
記録面へ移送される離型剤の量がＡ４サイズの記録材当
たり１０ｍｇ以上２０ｍｇ以下となるように、前記定着
手段へ離型剤を塗布することを特徴とする定着装置。