JPH10293485A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JPH10293485A
JPH10293485A JP10319997A JP10319997A JPH10293485A JP H10293485 A JPH10293485 A JP H10293485A JP 10319997 A JP10319997 A JP 10319997A JP 10319997 A JP10319997 A JP 10319997A JP H10293485 A JPH10293485 A JP H10293485A
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JP
Japan
Prior art keywords
roller
heating roller
layer
fixing device
surface roughness
Prior art date
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Pending
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JP10319997A
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English (en)
Inventor
Buichi Shimada
武一 島田
Azusa Nakamura
あずさ 中村
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱ローラの表面層のトナー離型性の向上と
剥離防止作用を高め、高品質の定着が長期に亙り安定し
て得られる耐久性の良い定着装置を提供する。 【解決手段】 内部にヒーターを有する芯金胴部の表面
に表面層として離型層を接着被覆した加熱ローラと該加
熱ローラに圧着する加圧ローラとの間にトナー像が転写
された支持体シートを挟持搬送しつつ定着を行う定着装
置の、前記加熱ローラの芯金胴部の表面粗さを該加熱ロ
ーラ軸方向で変え、該加熱ローラの両端部分では粗く、
該両端部分を除き前記支持体シートが接触する通紙部分
では細かくしたことを特徴とする定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の画像
形成機器等で用いられる定着装置に関するものであり、
特に加熱ローラの表面構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成機器等で
多く用いられている定着方法は、圧着熱定着方式であ
る。圧着熱定着方式では、未定着のトナー画像を担持し
た記録媒体としての支持体シート(普通紙等)を、少な
くとも一方が加熱されている互いに圧接回動する一対の
ローラ間に通し、圧着加熱して定着する方法である。こ
のときトナーを構成する主要成分である熱可塑性樹脂が
溶融軟化して記録媒体に粘着固化しトナー画像が定着さ
れる。
【0003】この方法は高速で定着が可能であり、装置
も小型化でき、加熱ローラの温度も200℃程度と比較
的低いことから火災等の危険性も少ない優れた性能を有
する。しかし、定着にはトナーと加熱ローラが圧接され
るため、一部のトナーが定着ローラとしての加熱ローラ
に付着する、所謂オフセット現象を起こしがちである。
【0004】この問題は最近低速の装置に用いられるよ
うになった、耐熱性フィルムを介してトナー像を熱源に
圧着する定着方法においても同様である。
【0005】そのため、現用の定着装置では、種々のオ
フセット防止技術が採用されている。代表的なものは、
加熱ローラ及び加圧ローラを含む定着ローラ特に加熱ロ
ーラ表面を溶融トナーと親和性の低い即ち離型性の良い
フッ素系樹脂にすること、シリコンオイル等離型剤を定
着ローラとしての加熱ローラに塗布することである。
【0006】一方、近年トナーの改良が進み、特開昭5
0−134652号、特開昭49−65231号のごと
くトナーに用いられる樹脂の分子量分布のコントロール
や低分子量ポリプロピレン等トナー内添型離型剤の開発
も進んで来た。
【0007】また、図4、図5のグラフに示すように加
熱ローラ表面の離型層の表面粗さは低い(細かい)程離
型性は良くなるが、離型層が加熱ローラの芯金胴部から
剥離し易くなり耐久性が悪かった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、加熱ロー
ラ表面で支持体上のトナー像が熔融されて安定して定着
される為には熔融が確実であることが必要であるが、熔
融され過ぎると、該加熱ローラ表面への熔融トナーの転
写が行われて所謂オフセットが現れ該加熱ローラ表面を
汚したり、またそれを避けるために加熱ローラ表面にシ
リコンオイルを塗布したときその塗布量が多過ぎたりし
て、次に来る支持体面をオフセットやオイルで汚し定着
品質を低下させてしまうことがある。
【0009】本発明はこのようにトナーのオフセットを
恐れて加熱ローラの表面温度の制御範囲を必要以上にシ
ビアにしたりすることなく、またシリコンオイルの塗布
量を増して離型性を良くしたりすることなく、トナー滓
やオイル付着による汚れの起こらない安定した高品質の
定着ができ、しかも表面層の剥がれを無くし、オフセッ
ト防止性能や定着性能を落とすことの無い耐久性の良い
表面層を有する加熱ローラを持った定着装置を提供する
ことを課題目的にする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
(1)〜(3)の何れか1項によって達成される。
【0011】(1) 内部にヒーターを有する芯金胴部
の表面に表面層として離型層を接着被覆した加熱ローラ
と該加熱ローラに圧着する加圧ローラとの間にトナー像
が転写された支持体シートを挟持搬送しつつ定着を行う
定着装置の、前記加熱ローラの芯金胴部の表面粗さを該
加熱ローラ軸方向で変え、該加熱ローラの両端部分では
粗く、該両端部分を除き前記支持体シートが接触する通
紙部分では細かくしたことを特徴とする定着装置。
【0012】(2) 前記芯金胴部の材質は熱伝達率の
良い金属であり前記両端部分の表面粗さはRZ値で5〜
10μm、通紙部分の表面粗さはRZ値で1.5〜4.
5μmであることを特徴とする(1)項に記載の定着装
置。
【0013】(3) 前記加熱ローラの表面層は前記芯
金胴部の外周面に厚さ5〜7μmのプライマー層を介し
て厚さ15〜30μmのPFA又はPTFEのチューブ
層又はコーティング層が施されて構成されることを特徴
とする(1)項又は(2)項に記載の定着装置。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態についてその
構造とその作用を図1、図2及び図3によって説明す
る。
【0015】図1は本発明の定着装置の一例を示す断面
図である。図において、11及び12は一対の定着用回
転体である加熱ローラ及び加圧ローラ、13はクリーニ
ングローラ、14はオイル塗布ローラである。
【0016】クリーニングローラ13は加熱ローラ11
の表面上に付着したトナーや紙粉をクリーニングするた
めに表面に例えばノーメックスフェルトからなるクリー
ニング層を有しこのクリーニング層を加熱ローラ11表
面に軽く圧接させるように構成されている。
【0017】加熱ローラ11の芯金胴部11bの内側の
空洞部にはハロゲンランプ等からなる加熱ヒーターHが
設けられている。加熱ローラ11及び加圧ローラ12の
周囲温度は不図示のサーミスタなどからなる温度センサ
により検知され、この検知信号によって制御されて所定
の温度範囲内に保持される。
【0018】加熱ローラ11は、図2の部分断面図及び
そのA−A位置の部分断面図及びB−B位置の部分断面
図である図3(a),(b)に示すように、熱伝達率の
良い金属から成る薄肉の芯金胴部11bの外周面の軸方
向両端部分11Eの表面粗さがRZ値で5〜10μm、
中央部の通紙部分11Gの表面粗さがRZ値で1.5〜
4.5μmになるようにして両端部分11Eの表面粗さ
が通紙部分11Gの表面粗さよりも常に大きくなるよう
に仕上げ、その上を厚さ5〜7μmのプライマー層11
cを介して厚さ15〜30μmのPFA又はPTFEの
チューブ層かコーティング層を施して表面層11aとし
た外径30mmのハードローラである。
【0019】ここに、芯金胴部11bの材質は熱伝達率
の良い金属で本実施の形態例ではアルミニュームを用い
た。しかしそれに限定されるものではない。
【0020】また、芯金胴部11bの表面粗さをRZ値
で5〜10μmに仕上げると、この仕上面に前述のよう
に厚さ約5〜7μmのプライマー層11cを塗布した上
に厚さ15〜30μmのPFA又はPTFEのコーティ
ング層かチューブ層として形成した場合前記離型層表面
の粗さはRZ値で1.5〜2.5μmになる。このよう
に、加熱ローラの表面状態を軸方向で一様な状態にした
とき軸端からの表面層の剥離は見られないが離型性が良
くなくクリーニングローラの汚れが目立つ。
【0021】また、芯金胴部11bの表面粗さをRZ値
で1.5〜4.5μmに仕上げると、この仕上面に前述
のように厚さ約5μmのプライマー層11cを塗布した
上に厚さ25〜30μmのPFA又はPTFEのコーテ
ィング層かチューブ層として形成した場合、前記離型層
表面の粗さはRZ値で0.5〜1.0μmになる。この
ように、加熱ローラの表面状態を軸方向で一様な状態に
したとき離型性が非常に良くなりクリーニングローラの
汚れが無くなるが、逆に加熱ローラの軸方向端部からの
表面層の剥離が目立つようになることを確認した。そし
て両端部分以外からの剥離は見られなかった。
【0022】そこで本願発明者は前述の図2,図3で示
したように加熱ローラの通常通紙の行われる部分を細か
い粗さの表面層に仕上げ、通常は通紙の行われない両端
部分を粗い表面層に仕上げた加熱ローラを装着させるこ
とにより離型性の良いしかも表面層の剥離に対する耐久
性の高い加熱ローラを持った定着装置を完成させること
ができた。
【0023】尚、加熱ローラ11の芯金胴部11bの外
周面の粗し加工は液体ホーニングを用いたがこれに限定
されるものではなくサンドブラストや電解研磨等の加工
が好ましく適用可能である。
【0024】加圧ローラ12は芯金12cの周囲に、シ
リコンゴム厚さ約5mm、ゴム硬度アスカーC55度の
シリコンゴムローラ12bを設け、その外周を厚さ70
μmのフッ素樹脂PFAチューブ12aをもって被覆し
た外径30mmのソフトローラである。
【0025】加圧ローラ12は図示しないバネなどの付
勢部材によって加熱ローラ11に線圧1.2kgf/c
mで圧接されゴムローラ12b部の弾性変形によって圧
接面にニップ部Nを形成している。このときのニップ部
Nの長さは線圧やローラ表面の硬度によっても異なるが
ほぼ6.5mmになっている。加熱ローラ11は周速度
350〜410(mm/sec)で時計方向に回転し、
加圧ローラ12は加熱ローラ11に圧接して従動回転す
る。
【0026】クリーニングローラ13は加熱ローラ11
の周面に付着したトナーやほこり、異物等を吸着除去す
るローラで、クリーニングローラ13の表面には例えば
発泡シリコンゴムのようなオイルに対して非吸収性の材
料を使用する。吸収性の材料を使用すると溜まった吸収
したオイルを吐き出すこととなり、オイルむらになる。
従ってクリーニングローラ13に非吸収性の材料を使用
し、オイル塗布量のバラツキを抑える。またトナー等の
異物除去性能を良くするため、離型性の低いものとし、
更に加熱ローラ11からの熱を吸収しないよう熱容量の
小さいものが選択使用され、クリーニングローラ13は
加熱ローラ11に圧接して従動回転する。
【0027】オイル塗布ローラ14はクリーニングロー
ラ13によって清掃された加熱ローラ11の周面に離型
用のオイルを塗布するオイル塗布ローラで、オイル塗布
ローラ14は加熱ローラ11に常に当接し、加熱ローラ
11の回転駆動源とは独立した回転駆動源により加熱ロ
ーラ11との当接位置において同方向に、また加熱ロー
ラ11の回転中のみ回転し、その周速度は加熱ローラ1
1の周速度と僅かに異なる範囲で変更可能になってい
る。また、オイル塗布ローラ14はその内部から滲出・
補給するオイルの他にオイルを含浸したオイル含浸パッ
ド17a、ケース17bより成るオイル補給パッド17
による外周からのオイル補給を行っている。かかる構成
により定着するトナー像の支持体シートである記録紙P
の汚損を防ぐと共に加熱ローラ11よりの記録紙Pの分
離を容易にする。クリーニングローラ13は図1に示す
ように加熱ローラ11の回転方向に対してオイル塗布ロ
ーラ14の上流側に配置し、加熱ローラ11に付着した
トナーがオイル塗布ローラ14に付着する前にクリーニ
ングローラ13によって除去する構成となっている。
【0028】更に15及び16は記録紙Pの巻き付きを
防止するために加熱ローラ11及び加圧ローラ12にそ
れぞれ設けた分離爪であって、引っ張りバネS1或いは
2による付勢によって分離爪15は加熱ローラ11の
周面に軽く圧接し、分離爪16は加圧ローラ12の周面
に非接触である。
【0029】このように離型性が良く耐久性の高い加熱
ローラ及びそれに圧着する加圧ローラで構成される定着
ローラにクリーニングローラ、オイル塗布ローラ、分離
爪等の付帯の機能を持たせることにより更に高品質の安
定した定着装置が実現する。
【0030】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、定着装置
の加熱ローラの表面粗さを軸方向に変化させて離型性を
向上させると共に加熱ローラ表面のPFAやPTFEの
離型層の剥離が防止されて加熱ローラの耐久性が向上し
た。従って、加熱ローラのトナー滓付着を防止し、それ
によってトナー像の支持体シート上の記録画像の汚れが
発生しない、即ちオフセットの起こりにくい優れた画質
の記録画像を得る耐久性の良い定着装置を提供できるよ
うになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の定着装置の構成を示す断面図である。
【図2】図1の加熱ローラの構成の一例を示す部分断面
図である。
【図3】(a)は図2のA−A位置の部分断面図であ
る。(b)は図2のB−B位置の部分断面図である。
【図4】芯金胴部外周の表面粗さとオフセットトナー量
との関係を示すグラフである。
【図5】芯金胴部外周の表面粗さと離型層の接着性との
関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 定着装置 11 加熱ローラ 11a 表面層(離型層) 11b 芯金胴部 11c プライマー層(接着層) 11E 両端部分 11G 通紙部分 12 加圧ローラ 13 クリーニングローラ 14 オイル塗布ローラ H ヒーター P 支持体シート(記録紙)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部にヒーターを有する芯金胴部の表面
    に表面層として離型層を接着被覆した加熱ローラと該加
    熱ローラに圧着する加圧ローラとの間にトナー像が転写
    された支持体シートを挟持搬送しつつ定着を行う定着装
    置の、前記加熱ローラの芯金胴部の表面粗さを該加熱ロ
    ーラ軸方向で変え、該加熱ローラの両端部分では粗く、
    該両端部分を除き前記支持体シートが接触する通紙部分
    では細かくしたことを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】 前記芯金胴部の材質は熱伝達率の良い金
    属であり前記両端部分の表面粗さはRZ値で5〜10μ
    m、通紙部分の表面粗さはRZ値で1.5〜4.5μm
    であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
  3. 【請求項3】 前記加熱ローラの表面層は前記芯金胴部
    の外周面に厚さ5〜7μmのプライマー層を介して厚さ
    15〜30μmのPFA又はPTFEのチューブ層又は
    コーティング層が施されて構成されることを特徴とする
    請求項1又は2に記載の定着装置。
JP10319997A 1997-04-21 1997-04-21 定着装置 Pending JPH10293485A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005215362A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Kyocera Mita Corp 定着装置およびこの定着装置が適用された画像形成装置
JP2006309079A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Canon Inc 定着装置
JP2012088741A (ja) * 2012-01-23 2012-05-10 Canon Inc 加熱定着装置およびこの装置のスリーブに使用される金属製の基材

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JP2005215362A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Kyocera Mita Corp 定着装置およびこの定着装置が適用された画像形成装置
JP2006309079A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Canon Inc 定着装置
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