JPH1031384A

JPH1031384A - 定着装置

Info

Publication number: JPH1031384A
Application number: JP18710796A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Ueki; 孝安植木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】離型剤供給用ロール（２）から定着ロール
（１）に対して離型剤を、離型剤すじの発生がなく長期
にわたって均一に供給することができるとともに、定着
ロールに付着する残留物が離型剤供給用ロールに転移し
てもその供給用ロールにおいて排除することができるロ
ール方式の離型剤供給手段を備えた定着装置を提供を提
供する。【解決手段】離型剤供給用ロール（２）の表面に複数
本の溝（３）を螺旋状に設け、その溝（３）は離型剤供
給用ロール（２）と定着ロール（１）との接触部Ｎの領
域内に常に１本以上の溝全体が存在するように形成し
た。

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、プリンタ
ー、ファクシミリ等の画像形成装置において使用する接
触加熱方式の定着装置に係り、詳しくは、加熱ロール等
からなる定着ロールの表面に接触回転して離型剤を供給
する離型剤供給用ロールを備えた定着装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】未定着トナー像を担持する転写紙に接触
状態で加熱を施することにより定着を行う、いわゆる接
触加熱方式の定着装置においては、その転写紙と接する
加熱ロール等の定着ロールの表面に離型剤（液）を供給
することによって、トナーの定着ロールへの転移や転写
紙の定着ロールからの剥離不良などが発生することを防
止するようになっている。

【０００３】このように定着ロールに離型剤を供給する
タイプの定着装置としては、例えば、回転する定着ロー
ルの表面に対して板状のブレードを直接当接させてロー
ル表面に離型剤を塗布する離型剤塗布手段を採用したも
のがある。この離型剤塗布手段は、ブレードの定着ロー
ルとの接触圧等を調整することにより離型剤の塗布量を
制御するようになっており、簡易な構成の装置とするこ
とができる。しかし、一方では、定着ロールの表面に付
着する残留物がブレードの先端部に堆積してしまい、そ
の結果、ブレードの定着ロール表面への当接の仕方が部
分的に不安定となり、均一な離型剤の塗布ができなくな
るという問題がある。

【０００４】また、上記のようなブレード方式ではな
く、ロール方式の離型剤供給手段を採用している定着装
置もある。すなわち、その離型剤供給手段は、離型剤が
貯留された離型剤溜めと定着ロールとの間を互いに接触
回転する複数のロールを配し、離型剤溜めの離型剤を複
数の回転するロール表面を介して定着ロールの表面まで
供給するようになっている。

【０００５】しかし、このロール方式の離型剤塗布手段
では、ブレードの場合のように定着ロールの表面に付着
する残留物が堆積することはないが、転移した残留物が
ロールを介して離型剤溜めに移動して混入してしまう等
の問題がある。

【０００６】この他、ロール方式の離型剤供給手段を採
用した定着装置としては、加熱定着ロールに接触して回
転する離型剤供給用ロールと、この離型剤供給用ロール
と離型剤溜めにある離型剤とに接触して回転する計量ロ
ールと、この計量ロールの表面に接触した状態で設置さ
れ、離型剤溜めから取り上げた計量ロール上の離型剤が
所定量になるように計量する計量ブレードとからなる離
型剤塗布手段を採用したものが提案されている（特開昭
５９−３８７７５号公報）。この定着装置は、計量ロー
ルの表面に深さが０．０２５〜０．１２７ｍｍ程度のら
せん溝を設け、このらせん溝が計量ブレードの先端部を
通過した際に、計量ブレードの先端に堆積する残留物を
らせん溝により取り除くような仕組みになっている。そ
して、このような構成を採用したことにより、計量ブレ
ードの先端部が常に清掃されることになり、この結果、
計量ブレード先端部に残留物が堆積することによって発
生しやすい離型剤の不均一な計量、ひいては不均一な供
給を防止できるようになっている。

【０００７】ところが、この離型剤供給手段を採用した
定着装置の場合、計量ロールに設けられたらせん溝の存
在により、計量ブレードを通過した後にこの計量ロール
と接触する離型剤供給用ロールへの離型剤の供給量が不
均一となる。これは、計量ブレードと計量ロールとの接
触状態が線接触であるため、溝がある部分と溝のない部
分とが存在してしまい、その両者間で離型剤の付着量に
差が生じることによって発生する現象である。このた
め、定着ロール表面への離型剤供給も不均一となり、定
着後の転写紙中に離型剤すじが発生する等の画質劣化を
招くという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述したよう
な各従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、離型剤供給用ロールから定着ロールに
対して離型剤を、離型剤すじの発生がなく長期にわたっ
て均一に供給することができるとともに、定着ロールに
付着する残留物が離型剤供給用ロールに転移してもその
供給用ロールにおいて排除することができるロール方式
の離型剤供給手段を備えた定着装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、図
１に例示するように、回転する定着ロール（１）の表面
に接触回転して離型剤を供給する離型剤供給用ロール
（２）を備えた定着装置であって、上記離型剤供給用ロ
ール（２）の表面に複数本の溝（３）を螺旋状に設け、
その溝（３）は離型剤供給用ロール（２）と定着ロール
（１）との接触部（Ｎ）の領域内に常に１本以上の溝全
体が存在するように形成されていることを特徴とするも
のである。

【００１０】また、本発明の定着装置は、上記の構成か
らなる定着装置において、離型剤供給用ロール（２）
が、定着ロール（１）との接触部（Ｎ）における回転移
動方向が定着ロール（１）とは逆方向になるように回転
するように構成したものである（図中の回転方向を示す
矢印参照）。

【００１１】ここで、上記離型剤を供給（塗布）する定
着ロール（１）は、通常加熱ロールであるが、加熱ロー
ルと加圧ロールを対で使用する装置の場合には双方のロ
ールであってもよい。また、上記接触部（Ｎ）の領域内
に１本以上の溝全体が存在するとは、図１（ｂ）に例示
するように、１本の溝（３）のすべてが完全に領域（点
線で囲む範囲）内に含まれた状態をいう。さらに、離型
剤（液）は、通常、定着ロールと離型剤供給用ロールの
接触部（Ｎ）近傍の上方から離型剤供給パイプ（７）に
より滴下するように供給すればよいが、特にこれに限定
されない。なお、図１中において４は未定着トナー像４
ａを担持する転写紙である。また、図１中では図示して
いないが、定着ロール（１）の転写紙（４）を通過させ
る定着部には、通常所定の加圧部材（加圧ロール、加圧
ベルトなど）が圧接された状態で配設されている。

【００１２】このように離型剤供給用ロールに複数本の
溝を特定条件下の螺旋状に設けたことにより、離型剤供
給用ロールと定着ロールとの接触部の全域にわたって必
ず１本以上の溝が存在することになり、接触部において
溝のないことによる離型剤の供給の不安定性さを解消す
ることができ、定着ロールの表面に離型剤を均一に供給
することができる。

【００１３】また、上記接触部の領域内に存在する１本
以上の螺旋状溝により、定着ロール表面に付着する残留
物がかき落とされると同時に、溝に捕獲された残留物が
その溝の螺旋方向にそってかつロール軸の一方の端部に
向けて移動し、残留物が同じ場所に堆積されることがな
い。

【００１４】さらに、定着ロールと離型剤供供給ロール
の接触部における回転移動方向が互いに逆方向になって
いることにより、その接触部における両ロール間の確実
な摺接がおこるため、離型剤の定着ロールへの均一な供
給がなされるととともに、溝による定着ロール上の残留
物のかき落としが確実になされる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明につ
いて詳細に説明する。

【００１６】図２は本発明に係る定着装置の一実施例を
示すものであり、この定着装置は、例えば、複写機、プ
リンター等のような画像形成装置に組み込まれて使用さ
れるものである。図中において、符号１は定着ロールと
しての加熱ロール、２は離型剤供給用ロール、４は未定
着トナー像４ａを担持する転写紙、５はエンドレスベル
ト、６は加圧補助パット、７は離型剤供給パイプ、８は
離型剤回収容器、９は温度センサーである。

【００１７】定着ロールとしての加熱ロール１は、円筒
状の芯材１１に弾性体層１２や表面被覆層１３を設けた
ロール構造からなり、しかも、その芯材１１の中空内部
に加熱手段１４を設置して構成されている。そして、こ
の加熱ロール１は、加熱手段１４の発熱によりロール表
面が所定の温度に加熱された状態に保たれるとともに、
ロール全体が図示しない回転駆動装置により図中の矢印
方向に一定の速度で回転するようになっている。また、
加熱ロール１の表面温度は、このロール表面に接触する
ように配置された温度センサー７により検知され、その
検知情報が加熱手段２１の温度コントローラにフィード
バックされて一定温度に保たれるように制御されてい
る。

【００１８】エンドレスベルト５は、加熱ロール１の外
周面の一部に圧接されながら回転するように複数の支持
ロール５１，５２，５３に対して張架された状態で設置
されている。複数の支持ロールのうちで支持ロール５１
は、加圧手段も兼ねており、圧縮コイルスプリング等か
らなる所定の加圧機構５４により加熱ロール１の中心に
向けて付勢され、エンドレスベルト５を加熱ロール１表
面に圧着している。また、この加圧兼支持ロール５１
は、後述する加圧補助パッド６とともに、エンドレスベ
ルト５を加熱ロール１の外周面に所定の接触部幅を確保
するため、加熱ロール１を中心にして加圧補助パッド６
から所定距離だけ離れた位置に相当する取り付け角度θ
に基づいて設置される。なお、取り付け角度θとは、支
持ロール５１の中心や加熱ロール１の最下点と加熱ロー
ル１の中心とをそれぞれ結ぶ直線どしの交差角である。

【００１９】加圧補助パッド６は、支持ロール５１の手
前側（転写紙排出側）となる位置にベルト内周面と摺接
するような状態で設置されたものであり、圧縮コイルス
プリング等からなる所定の加圧機構６１により加熱ロー
ル１の中心に向けて付勢されることによって、エンドレ
スベルト５を加熱ロール１の表面に圧接するようになっ
ている。この加圧補助パッド６を設置したことにより、
エンドレスベルト５の加熱ロール１との接触幅（ニップ
幅）は、加圧補助パッド６がないときのニップ幅よりも
大幅に広がる。

【００２０】離型剤供給用ロール２は、円筒状の芯金２
１に弾性被覆層２２を形成したロール体構造からなるも
のであり、加熱ロール１の表面に接触した状態で、図示
しない回転駆動装置により図中の矢印で示す方向に回転
するようになっている。離型剤供給用ロール２の加熱ロ
ール１と接触している部分は、所定の幅からなる接触部
Ｎが形成される。また、離型剤は、離型剤貯蔵タンク７
１から所望のポンプ７２等により離型剤供給パイプ７を
介して、加熱ロール１と供給用ロール２の圧接部Ｎの上
方から供給されるようになっている。そして、余剰の離
型剤は、供給用ロール２の下方に一端が加熱ロールに近
接した状態で配設された離型剤回収容器８のなかに回収
されるようになっている。さらに、この供給用ロール２
には、必要に応じて、ロール表面に存在する残留物を取
り除くための残留物除去用部材を離型剤供給の障害にな
らないような構成でもって設置してもよい。

【００２１】そして、この定着装置においては、図３に
示すように、離型剤供給用ロール２の表面（弾性被覆層
３２）に対し、離型剤供給用ロール２と定着ロール１と
の接触部Ｎの領域内に常に１本以上の溝全体が存在する
ような複数の溝３を複数本形成している。この複数本の
溝３は、ロール軸方向に対する螺旋量Ｒ（溝のロール両
端部でのロール周面方向に対する位置ずれ量）が一定で
あり、全ての溝が同一寸法で等間隔Ｐで平行に配設され
ている。接触部Ｎの領域内に存在する溝３の数は、好ま
しくは２〜３本である。この接触部Ｎ内の溝３の存在本
数が３本を越える場合には、接触部Ｎ内の溝が軸方向に
対して不均一に接触する等の不具合がある。また、溝３
の幅ｗや深さ適宜設定される。さらに、溝３の断面形状
は特に限定されないが、Ｕ字形が好ましい。このような
溝３は、例えば、ガスレーザーによる切削加工技術を用
いて形成することができる。

【００２２】また、この定着装置においては、離型剤供
給用ロール２を、接触部Ｎにおける回転移動方向が加熱
ロール１とは逆方向になるように回転させている。ま
た、供給用ロール２の回転速度は、定着ロール２の回転
速度の１／２〜１／１０程度にすることが望ましい。さ
らに、この離型剤供給用ロール２の一方の端部には、図
示しないが、その端部のロール表面に付着している残留
物を除去するためのウェブをロール端部表面に接触させ
た状態で設置している。なお、ウェブを当接させている
ロール端部は転写紙のトナー画像領域以外となる部位で
ある。

【００２３】さて、このように構成された定着装置は、
以下のようにして作動する。

【００２４】まず、加熱ロール１が、所定温度に加熱さ
れるとともに一定速度で回転し始め、また、エンドレス
ベルト５が、加圧補助パット６と支持ロール５１の間の
領域に対応する加熱ロール１の外周面に圧接しながら回
転する。一方、所定の画像形成装置によりトナー像が転
写された記録紙４が定着装置まで搬送される。そして、
未定着トナー像４ａを担持する記録紙４が、そのトナー
像面を加熱ロール１側に対向させた姿勢でもって、加熱
ロール１とエンドレスベルト５の圧接部Ｎに挿通され
る。これにより、未定着トナー像４ａは加圧加熱されて
記録紙４に定着される。

【００２５】この定着工程において、加熱ロール１の表
面には離型剤供給用ロール２により離型剤が供給され
る。すなわち、離型剤が、離型剤供給パイプ７から接触
部Ｎの上方に供給され、互いに逆方向に回転する加熱ロ
ール１と供給用ロール２の間で滞留しつつ一定量だけ加
熱ロール１の表面に薄く塗布されるようになっている。
一方、供給用ロール２の表面に付着した余剰の離型剤
は、離型剤回収容器８に自然に回収されるようになって
いる。

【００２６】そして、この定着工程が終了すると、圧接
部Ｎを通過した記録紙４は、剥離装置を要することな
く、支持ロール５１の加圧作用をうけることにより図２
中の一点鎖線で示すように加熱ロール１の表面からセル
フストリッピングして排出される。また、この記録紙４
の加熱ロール１からの剥離は、加熱ロール１の表面に離
型剤が塗布されているため、加熱ロール側にトナーが転
移することもなく、良好にかつ円滑に行われる。

【００２７】次に、この定着装置を用いて行った離型剤
供給特性に関する試験について説明する。

【００２８】まず、定着装置の各構成部品として以下の
条件のものを適用した。加熱ロール１としては、外径が
４６ｍｍ，内径が４３ｍｍのアルミニウム製円筒芯金１
１にシリコンーンゴム（ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ４５°）１
２を２ｍｍの厚さで被覆した後、さらにその表面にバイ
トンゴム（デュポン社の登録商標）１３を３０μｍの厚
さにコートして鏡面状態に近いロール表面に仕上げたも
のを使用した。弾性体層１２のゴム硬度については、Ｔ
ｅｃｌｏｃｋ社製のスプリングタイプのＡ型硬度計を用
い、ＪＩＳＫ６３０１に準拠し、荷重９．８０Ｎを付
加して計測した結果であり、ここではこの測定法を「Ｊ
ＩＳ−Ａ」と略称している。加熱手段１４は、６５０Ｗ
のハロゲンランプを内設し、そのホロゲンランプにより
加熱ロール１の表面温度が１２０°になるように加熱し
た。

【００２９】また、エンドレスベルト５としては、厚さ
７５μｍ、ベルト幅３００ｍｍ、周長１８８ｍｍのポリ
イミドフィルムからなるベルトを使用し、それを３つの
支持ロールに９８．０６Ｎの張力にて張架した。支持ロ
ール５１，５２，５３としては、外径が２３ｍｍ、１８
ｍｍ、１８ｍｍからなるステンレス製ロールを使用し
た。また、これらの各支持ロールには、中央部の直径が
両端部の直径よりもわずかに大きくなるようにテーパ加
工した。すなわち、このテーパ加工は、エンドレスベル
ト５の張力により発生するたわみを補正するためのもの
であり、この加工処理によりエンドレスベルトを支持ロ
ールに対して波打ちすることなく均一な張力で円滑に回
転走行させることが可能となる。上記各支持ロールは、
エンドレスベルト５がロールの軸方向に蛇行走行してロ
ールから外れてしまうことを防ぐため、それぞれ軸方向
に対して変位可能に設置した。また、支持ロール５１
は、ステンレス製ロールを使用し、取り付け角度θが約
４５°となる位置に設置した。この際、支持ロール５１
は加熱ロール１とのニップ幅（ロール周面方向）が、エ
ンドレスベルト５及び加圧補助パット６がない状態で、
３．６ｍｍになるように加圧した。

【００３０】さらに、加圧補助パッド６としては、ベル
ト長手方向に対する幅が１０ｍｍのステンレス製支持体
６２の上面に厚さ２．５ｍｍのシリコンゴム発泡体６３
を被覆し、その上にエンドレスベルト５との接触摩擦抵
抗を下げるためにガラス繊維にテフロン樹脂を含浸させ
たテフロンシート６４を積層したものを使用した。この
加圧補助パッド６を設置したことによるエンドレスベル
ト５と加熱ロール１とのニップ幅は１８ｍｍであった。

【００３１】そして、離型剤供給用ロール２としては、
外径１４ｍｍ、内径１１ｍｍのアルミニウム製円筒芯金
２１の周面に、ゴム硬度５０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコ
ンゴム２２を厚さが３．０ｍｍとなるように直接被覆し
た、軸方向長さ３００ｍｍのロール体を使用している。
これに加えて、本実施例用の離型剤供給用ロール２とし
て、図３に示すように、上記ロール体のシリコンゴム層
２２の表面に対して幅ｗが１．０ｍｍ、深さが１．５ｍ
ｍ、螺旋量Ｒが２ｍｍの螺旋溝３をピッチＰ＝１．０２
ｍｍで複数本形成したものを作製した。また、比較のた
めに、溝３として螺旋量Ｒがゼロ、即ちロール軸方向に
対して平行状態で複数本並ぶ直線溝を形成した離型剤供
給用ロール２も作製した。

【００３２】また、離型剤供給用ロール２は、いずれも
加熱ロール１との接触部Ｎの幅Ｗが５ｍｍになるように
配設し、加熱ロール１の回転速度の１／３の速度で逆方
向に回転させた。この実施例用の供給用ロール２の場
合、その螺旋溝３は上記接触部Ｎの領域内で２本存在す
ることになる。さらに、離型剤としては、ジメチルシリ
コーンオイル（粘度３００ｃｓ）を使用した。

【００３３】このような条件のもとで、螺旋溝と直線溝
を形成した２本の離型剤供給用ロールをそれぞれ適用
し、加熱ロール１を図中の矢印方向に２００ｍ／ｓｅｃ
の速度で回転させることにより、普通紙に０．６５ｍｇ
／ｃｍ²の量のトナーをのせた記録紙４を２，０００枚
ずつ連続して通過させて定着を行い、その２，０００枚
定着ごとにＯＨＰシートを通過させる試験を繰り返し
た。そして、この２，０００枚単位ごとにおけるＯＨＰ
シート上での離型剤すじの発生の有無について調べたと
ころ、下記表に示すような結果が得られた。表中、○は
ＯＨＰシート上に離型剤すじが発生しないことを示し、
×は離型剤すじが発生したことを示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】この表の結果から明らかなように、離型剤
供給ロールに螺旋溝を設けたことにより、離型剤すじが
発生しにくくなることがわかる。また、その離型剤すじ
が発生する時期についても、直線溝を設けた場合に比べ
て、約６０００枚程度もその発生時期を遅くすることが
可能になることがわかる。一方、この試験中において、
離型剤供給用ロール２の端部に設置したウェブのロール
接触面の状態を観察し続けたところ、トナー等の残留物
が付着していることが確認された。これは、供給用ロー
ル２の螺旋溝３に捕獲された残留物が次第にロール軸方
向に移動し、ロール端部まで到達していることを意味し
ている。

【００３６】なお、この実施例においては、離型剤供給
用ロール２の回転速度を可変制御できるように構成して
もよい。この場合は、加熱ロールへの離型剤の供給量を
所望の量に調整することが可能となる。また、エンドレ
スベルト方式に代えて、加圧ロールを適用してもよい。

【００３７】また、この実施例においては、離型剤供給
用ロール２の端部に残留物除去用のウェブ（不図示）を
設置したが、図４に示すように、供給用ロール２の軸方
向全域にわたって巻き取り式のウェブ８０を設置しても
よい。この場合は、離型剤供給用ロール２の表面に存在
する残留物をより確実にかつ迅速に除去することがで
き、残留物により起こり得る障害を回避できる。

【００３８】さらに、この実施例においては、図５に例
示するように、螺旋状の溝３を形成した離型剤供給用ロ
ール２に対して接触回転する残留物除去用ロール１０を
設置してもよい。この残留物除去用ロール１０は、接触
回転時において供給用ロール２に形成した螺旋状溝３と
合致するように、かかる溝３とは逆方向の関係になる螺
旋状の突起条１０ａを複数本設けたものである。このよ
うな残留物除去用ロール１０を設置することにより、離
型剤供給用ロール２の溝３にある残留物をその溝方向に
そってロール端部側に移動させることができるととも
に、強制的に的確に除去することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の定着装置
によれば、離型剤供給用ロールに複数本の溝を特定の螺
旋状に設けたことにより、接触部において溝のないこと
による離型剤の供給の不安定性さを解消することがで
き、定着ロールの表面に離型剤を均一に供給することが
できる。また、上記接触部の領域内に存在する１本以上
の螺旋状溝により、定着ロール表面に付着する残留物が
かき落とされると同時に、溝に捕獲された残留物がその
溝の螺旋方向にそってかつロール軸の一方の端部に向け
て移動し、残留物が同じ場所に堆積されることがない。

【００４０】従って、離型剤供給用ロールから定着ロー
ルに対して離型剤を、離型剤すじの発生がなく長期にわ
たって均一に供給することができる。しかも、定着ロー
ルに付着する残留物が離型剤供給用ロールに転移しても
その供給用ロールにおいて簡便に排除することができ
る。

【００４１】さらに、定着ロールと離型剤供供給ロール
の接触部における回転移動方向が互いに逆方向になるよ
う構成されているので、その接触部における両ロール間
の確実な摺接がおこり、その結果、離型剤の定着ロール
への均一な供給が可能になるとともに、溝による定着ロ
ール上の残留物のかき落としが確実に実行される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の基本的構成を示すもの
で、（ａ）はその装置の要部概念図、（ｂ）は離型剤供
給用ロールの表面状態を示す正面図である。

【図２】本発明の一実施例に係る定着装置の要部構成
図である。

【図３】実施例で使用した離型剤供給用ロールを示す
もので、（ａ）はそのロール表面全体を示す正面図、
（ｂ）は接触部に相当するロール表面を拡大して示す説
明図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る定着装置の要部構
成図である。

【図５】残留物除去用ロールを示すもので、（ａ）は
そのロール表面全体を示す正面図、（ｂ）はその使用状
態を示す側面概念図である。

【符号の説明】

１…定着ロール、２…離型剤供給用ロール、３…螺旋状
の溝、Ｎ…接触部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する定着ロールの表面に接触回転し
て離型剤を供給する離型剤供給用ロールを備えた定着装
置であって、上記離型剤供給用ロールの表面に複数本の溝を螺旋状に
設け、その溝は離型剤供給用ロールと定着ロールとの接
触部の領域内に常に１本以上の溝全体が存在するように
形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記離型剤供給用ロールは、定着ロール
との接触部における回転移動方向が定着ロールとは逆方
向になるように回転する請求項１記載の定着装置。