JPH10319765A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭酸カルシウム等の記録材の充填剤による離
型性の低下を防止できる定着装置を提供する。 【解決手段】 定着装置２の加圧ローラ６側には、シリ
コンオイル等の離型剤が含浸された塗布部材としての耐
熱性フェルト２８が、定着ローラ４と加圧ローラ６との
間のニップ部Ｎの定着方向上流に設けられ、この耐熱性
フェルト２８の近傍下流であってニップ部Ｎの定着方向
上流には、耐熱性フェルト２８によって塗布される離型
剤の量を規制するとともに加圧ローラ６の表面のクリー
ニングを行うブレード３０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に用
いられる定着装置に関し、特に、記録材の両面にフルカ
ラー画像を形成する場合に好適な定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルカラー画像形成では、イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックの各基本色を重ね合わせたト
ナー像が記録材に転写された後、定着装置に送られる。
この未定着トナー像を保持した記録材は、定着装置にお
いて、共に熱源を備えた定着ローラと加圧ローラとの間
のニップ部を通され、この時、積層構造のトナー像は熱
と圧力で溶融して混ざり、原稿画像の色に近い色に再現
されて定着される。混色容易化の観点から低融点のカラ
ートナーが用いられているが、融点が低く、且つ、トナ
ー像が厚みのある積層構造であるために、定着ローラへ
トナーが転移するオフセット現象が生じ易い。このた
め、フルカラー画像形成装置における定着装置では、離
型性の良いシリコンゴムで少なくとも表面層を形成した
定着ローラ、加圧ローラが用いられている。しかしなが
ら離型性の良いシリコンゴムを用いても実際にはトナー
付着が完全に阻止できないため、例えば特開平５−６１
１９号公報の図３に示すように、シリコンオイル等の離
型剤を定着ローラに塗布するとともに、定着ローラの表
面をクリーニング手段でクリーニングすることが行われ
ている。また、加圧ローラ側にはクリーニングブレード
が設けられ、加圧ローラの表面のオイル及び汚れを除去
するようになっている。

【０００３】定着ローラ、加圧ローラのクリーニング方
法としては、従来よりウェブ、フェルト、ローラ、ブレ
ード等を定着ローラ又は加圧ローラの表面に当接させる
など、色々な方法が提案されている。それぞれメリッ
ト、デメリットがあり、完全なクリーニング方法が確立
されている訳ではない。フルカラー画像形成の場合、シ
リコンゴムは離型性が良い反面、耐摩耗性が低く寿命が
短いという不利な点があるため、シリコンゴムにあまり
負荷がかからないウェブ、ローラ等でクリーニングする
方法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の画
像形成に用いられる記録材（転写紙）では、その白色度
向上及び不透明度向上のために、炭酸カルシウムが充填
されており、特にヨーロッパ紙のカラー専用紙に多い。
記録材から出る紙粉、炭酸カルシウムが定着ローラ、加
圧ローラに付着すると、シリコンゴムの離型性が阻害さ
れ、オフセット現象が生じ易くなる。また、ＯＨＰフィ
ルム通紙の場合には炭酸カルシウムが付着してＯＨＰフ
ィルムの透光性を低下させる問題があった。

【０００５】上記ウェブやローラ等のクリーニング部材
は、定着ローラ、加圧ローラに微小にオフセットしたト
ナーをクリーニングにするには適しているが、紙粉や炭
酸カルシウムをシリコンゴムから除去するには適してい
ない。その理由は、トナーは溶融状態で液状的にシリコ
ンゴム表面に存在するため、ウェブ等でこれを吸収する
ことは容易であるが、このような状態になく物理的形状
を保持したまま存在する紙粉や炭酸カルシウムはウェブ
等で吸収することは困難である。

【０００６】一方、上記特開平５−６１１９号公報に開
示された、加圧ローラの表面にブレードを対向させるク
リーニング手法を適用した場合、ブレードによる構成自
体はウェブ方式等に比べて簡易であるため、構成の簡易
化の観点から望ましいものの、ブレードで堰き止められ
た異物（紙粉や炭酸カルシウム等）で加圧ローラの表面
を傷付けて定着装置の機能を早期に低下させる懸念があ
る。

【０００７】特開平５−１２７５５５号公報には、記録
材の両面にフルカラー画像を形成する場合、一旦定着さ
れた表面のトナー像が熱及び圧力によって再び軟化する
ため、加圧ローラへ転移するオフセット現象が生じ易い
という観点から、これに対処すべく、加圧ローラに対す
る専用の離型剤塗布手段を設けるとともに、ウェブ方式
によるクリーニング手段を設ける構成が開示されてい
る。塗布手段はニップ部（定着位置）の上流に設けら
れ、クリーニング手段はニップ部の下流に設けられてい
る。塗布手段は、シリコンオイルを貯める容器と、容器
内のシリコンオイルに接触する汲み上げローラと、この
汲み上げローラからシリコンオイルを受け取って加圧ロ
ーラに塗布する塗布ローラと、この塗布ローラのオイル
厚みを規制する離型剤量調整ブレードとから構成されて
いる。また、クリーニング手段は、ウェブ状のクリーニ
ング部材と、その一面を加圧ローラの表面に押し当てる
押し当てローラと、送り出しローラ及び巻取りローラと
から構成されている。

【０００８】この特開平５−１２７５５５号公報に開示
された加圧ローラでのオフセット防止及びクリーニング
技術を適用すれば、離型剤によって紙粉や炭酸カルシウ
ムを浮き上がらせることができるので、加圧ローラの表
面からこれらの離型性阻害要因を容易に剥ぎ取ることが
可能であると思われる。しかしながら、クリーニング手
段がニップ部よりも下流に位置するため、すなわち、塗
布手段によって塗布された離型剤の大部分が記録材に吸
収された後でのクリーニングであるため、上記浮き上が
らせによるクリーニング容易化は実際には期待できな
い。また、特開平５−１２７５５５号公報に開示された
加圧ローラでのオフセット防止及びクリーニングのため
の構成は複雑で、装置の小型化の観点から問題を残して
いるといえる。

【０００９】なお、白黒画像形成装置における定着装置
の定着ローラ等は一般にＰＦＡ（パーフルオロアルコシ
エチレン）チューブで形成されているが、実験で確認し
たところ、炭酸カルシウムの付着は認められなかった。
従って、炭酸カルシウム等の付着による上記問題は、離
型性を向上させたカラー機特有の問題と捉えることがで
きる。

【００１０】そこで、本発明は、フルカラー画像形成装
置において、記録材から出る紙粉や炭酸カルシウムの付
着による離型性の低下を防止できるとともに、ＯＨＰフ
ィルムの透光性の低下を防止でき、且つ構成の簡易化を
も図れる定着装置の提供を、その目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】特開平５−１２７５５５
号公報の技術は、単に加圧ローラのシリコンゴムの離型
性をアシストするために離型剤を塗布するという思想で
あるためにクリーニング手段を定着位置の下流に設けて
いる。これに対し本発明は、離型剤の塗布によって記録
材の充填材である炭酸カルシウム等を浮き上がらせるこ
とに主眼を置くとともに、構成の簡易化の観点から塗布
手段とクリーニング手段の機能の集約化を図っている。
具体的には、請求項１記載の発明では、各々熱源を備え
表面に離型層を有する定着ローラと加圧ローラとの間に
未定着トナー像が形成された記録材を通して定着を行う
定着装置において、上記定着ローラ又は加圧ローラに離
型剤を塗布する塗布部材と、この塗布部材の近傍のロー
ラ回転方向下流側に設けられ上記離型剤の量の規制とロ
ーラ表面のクリーニングを行うブレードを備えている、
という構成を採っている。離型剤の塗布によって炭酸カ
ルシウム等を液状化することによって、クリーニング手
段として最も単純で簡易な構成のブレードの使用がロー
ラ表面を傷付けることのない状態で使用可能となるとと
もに、塗布手段側の離型剤の量の規制をブレードで兼務
させることによって構成の簡易化を図ることができる。

【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
構成において、上記塗布部材が上記ブレードの下方まで
延びている、という構成を採っている。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
構成において、上記塗布部材がローラ形状をなす、とい
う構成を採っている。

【００１４】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
構成において、上記離型剤を収容したタンクを備え、該
タンク内の離型剤に上記塗布部材が接触している、とい
う構成を採っている。

【００１５】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
構成において、上記塗布部材、タンク及びブレードが一
体に構成されているとともに、装置本体に対して着脱自
在に設けられている、という構成を採っている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。定着装置２には、定着ローラ４とこれに圧接す
る加圧ローラ６が備えられており、図示しないフルカラ
ー画像形成装置の画像形成部で形成されたトナー像Ｔを
転写された記録材としての転写紙８は、搬送部１０によ
って定着ローラ４と加圧ローラ６との間のニップ部Ｎに
ガイド１２で案内されながら送られ、定着されるように
なっている。ニップ部Ｎを通過した転写紙８は、上下ガ
イド１４，１５で案内されながら排紙ローラ対１６に送
られ、装置外に排出される。転写紙８の先端が定着ロー
ラ４に付着した場合には分離爪１８によって分離される
ようになっている。転写紙８の両面に画像が形成される
場合には、表面に画像が定着されて排出された転写紙８
は反転されて再び転写工程に送られ、画像形成部で形成
されたトナー像を裏面に転写された後、定着装置２に送
られる。裏面画像を定着する場合には定着済みの表面画
像は加圧ローラ６に接触することになる。

【００１７】図示しないが、定着ローラ４は奥側から入
力ギヤによって駆動力が伝えられるようになっている。
また、手前側には加圧ローラ６を駆動するための定着ギ
ヤが備えられており、加圧ローラ６側には加圧ギヤが備
えられている。

【００１８】定着ローラ４側には、定着ローラ４の表面
のクリーニングを行うクリーニングローラ２０が設けら
れており、このクリーニングローラ２０には回収した汚
れを掻き落とすためのスクレーパ２２が当接されてい
る。定着ローラ４におけるニップ部Ｎの定着方向上流に
は、定着ローラ４の表面に離型剤を塗布する塗布部材と
しての耐熱性フェルト２４が設けられており、耐熱性フ
ェルト２４の近傍下流であって且つニップ部Ｎの定着方
向上流には、耐熱性フェルト２４から供給される離型剤
の量を規制するとともに定着ローラ４の表面のクリーニ
ング機能を兼ねるブレード２６が設けられている。耐熱
性フェルト２４は離型剤タンク２５から離型剤を供給さ
れている。

【００１９】一方、加圧ローラ６におけるニップ部Ｎの
定着方向上流には、加圧ローラ６の表面に離型剤を塗布
する塗布部材としての耐熱性フェルト２８が設けられて
おり、耐熱性フェルト２８の近傍下流であって且つニッ
プ部Ｎの定着方向上流には、耐熱性フェルト２８から供
給される離型剤の量を規制するとともに加圧ローラ６の
表面のクリーニング機能を兼ねるブレード３０が設けら
れている。耐熱性フェルト２８は帯状のものを折り畳ん
で形成されており、この耐熱性フェルト２８には離型剤
が含浸されている。また、耐熱性フェルト２８はブレー
ド３０の下方まで延びる長さに形成されている。

【００２０】定着ローラ４は、筒状の芯金３２と、この
芯金３２の外面に被覆された弾性部材３４とから構成さ
れており、熱源としてのハロゲンヒータ３６を内蔵して
いる。弾性部材３４は、図２に示すように、ＨＴＶゴム
（高温加硫ゴム）のベース層３４ａと、フッ素ゴムの中
間層３４ｂと、離型性の高いＬＴＶゴム（低温加硫ゴ
ム）の表層（離型層）３４ｃとからなる３層構造を有し
ている。定着ローラ４の外径は６０ｍｍ、弾性部材３４
の厚みは１〜３ｍｍ、ツヅミ量は０．０５ｍｍに設定さ
れている。加圧ローラ６も両面画像対応のため、定着ロ
ーラ４と同様に、筒状の芯金３８と、この芯金３８の外
面に被覆された３層構造の弾性部材４０とから構成され
ており、熱源としてのハロゲンヒータ４２を内蔵してい
る。加圧ローラ６の外径は６０ｍｍ、弾性部材４０の厚
みは１〜４ｍｍ、ツヅミ量は０．０６ｍｍに設定されて
いる。弾性部材３４，４０において、中間層３４ｂの厚
みは１０μ〜１００μ、表層３４ｃの厚みは３０μ〜２
００μ、残りはベース層３４ａの厚さである。また、ニ
ップ部Ｎの幅は９．５ｍｍ、定着速度は普通紙モードで
１８０ｍｍ／ｓ、厚紙モードで９０ｍｍ／ｓに設定され
ている。

【００２１】耐熱性フェルト２４，２８にて塗布する離
型剤は、ジメチルシリコンオイルで、粘度が３００ｃｓ
のものを使用している。定着ローラ４側の耐熱性フェル
ト２４とブレード２６からなる簡易な離型剤塗布構成に
よる塗布量は、２ｍｇ／Ａ４サイズ〜１０ｍｇ／Ａ４サ
イズに規制することが可能である。

【００２２】加圧ローラ６の熱源は定着ローラ４の加熱
をアシストするために設けられているが、本実施例にお
ける加圧ローラ６の温度は、転写紙８の裏面画像を定着
する時に定着済みの表面画像が再溶融して加圧ローラ６
の表面にオフセットしない程度に定着ローラ４の温度よ
りも低く設定されている。従って、本実施例においては
特開平５−１２７５５５号公報において指摘された両面
画像形成時の加圧ローラ６へのトナーのオフセットは主
たる問題とはしていない。

【００２３】転写紙８から出る炭酸カルシウムや紙粉が
定着ローラ４の表面に付着しても、これらの離型性阻害
要因は耐熱性フェルト２４で塗布された離型剤によって
浮き上がり、定着ローラ４の回転に伴って下流へ移動す
る。そして、これらは耐熱性フェルト２４の近傍の定着
方向下流（定着ローラ４の回転方向下流）に位置するブ
レード２６によってローラ表面から容易に剥ぎ取られ、
クリーニングされる。また、ブレード２６によって耐熱
性フェルト２４で塗布された離型剤はその量を規制さ
れ、その結果、適量の離型剤がニップ部Ｎに供給されて
定着に供される。定着ローラ４の表面とブレード２６と
の間に堰き止められる炭酸カルシウム等は離型剤によっ
て全体としては液状化されているので、固体物として定
着ローラ４の表面を傷付けることはない。

【００２４】一方、加圧ローラ６においても炭酸カルシ
ウムや紙粉が耐熱性フェルト２８で塗布された離型剤に
よって浮き上がり、耐熱性フェルト２８の近傍の定着方
向下流（加圧ローラ６の回転方向下流）に位置するブレ
ード３０によってローラ表面から容易に剥ぎ取られ、ク
リーニングされる。耐熱性フェルト２８はブレード３０
の下方まで延びているので、ブレード３０で規制された
離型剤及び剥ぎ取られた炭酸カルシウム等は耐熱性フェ
ルト２８上に落下し、離型剤のみが耐熱性フェルト２８
に染み込んで再利用される。すなわち、ブレード３０は
特開平５−１２７５５５号公報における塗布手段の離型
剤量を規制する部材と、ウェブ方式のクリーニング手段
を兼ねており、それが故に塗布手段も耐熱性フェルト２
８という簡単な構造で済むことになる。このことは上記
定着ローラ４側においても同じである。

【００２５】図３に他の実施例を示す。上記実施例と同
一部分は同一符号で示し、且つ、要部以外の同一部分は
省略している。本実施例では、加圧ローラ６側におい
て、上記実施例における耐熱性フェルト２８の代わりに
ローラ形状の塗布部材４４を設けている。塗布部材４４
は、図４に示すように、芯金４６に耐熱性フェルト４８
を巻き付けて構成されており、この耐熱性フェルト２８
には離型剤が含浸されている。塗布部材４４による塗布
量は、０．２ｍｇ／Ａ４サイズである。ローラ形状であ
るため加圧ローラ６に対する負荷が小さく、加圧ローラ
６の寿命を延ばすことができる。離型剤の塗布機能及び
炭酸カルシウム等のクリーニング機能は上記実施例と同
様である。

【００２６】図５はさらに他の実施例を示す。最初の実
施例と同一部分は同一符号で示し、且つ、要部以外の同
一部分は省略している。本実施例では離型剤を収容した
タンク５０が備えられており、このタンク５０に塗布部
材４４が離型剤に接触しながら回転自在に支持されてい
るとともに、ブレード３０が一体に形成されている。こ
れらの一体構成物は装置本体に対して着脱自在に構成さ
れている。本実施例の場合、塗布部材４４が離型剤に接
触しているので、塗布部材４４の寿命を延ばすことがで
きるとともにその交換サイクルを長くすることができ
る。実験の結果、直径２２ｍｍの塗布部材４４に約６０
ｇのシリコンオイル（離型剤）を含浸した場合の塗布部
材４４の使用限度における定着枚数は約６００００枚で
あったが、塗布部材４４を離型剤に接触させる構成では
約５倍に延ばすことができた。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ニップ部
の定着方向上流に上記定着ローラ又は加圧ローラに離型
剤を塗布する塗布部材と、離型剤の量の規制とローラ表
面のクリーニングを行うブレードを設ける構成としたの
で、フルカラーの両面画像形成における加圧ローラへの
トナーのオフセットを防止できる。また、離型剤による
浮き上がらせ作用で記録材から出る炭酸カルシウムや紙
粉を容易にクリーニングでき、これらの付着による定着
ローラ又は加圧ローラの離型性の低下やＯＨＰフィルム
の透光性の低下を防止することができる。さらに、塗布
部材及びクリーニング手段が簡易な構成で済むので、定
着装置の構成の簡易化に寄与できる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、ブレードか
ら落下する離型剤や炭酸カルシウム等を塗布部材で受け
止める構成としたので、離型剤を再利用することができ
るとともに、装置内の離型剤漏れによる汚損を回避する
ことができる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、塗布部材の
形状をローラ形状としたので、定着ローラ又は加圧ロー
ラに対する負荷が小さく、よって定着ローラ又は加圧ロ
ーラの長寿命化を図ることができる。

【００３０】請求項４記載の発明によれば、タンク内の
離型剤に塗布部材を接触させる構成としたので、塗布部
材の寿命を延ばすことができるとともに、その交換サイ
クルを長くすることができる。

【００３１】請求項５記載の発明によれば、塗布部材、
タンク及びブレードを一体に構成し、装置本体に対して
着脱自在としたので、塗布部材等における保守が容易と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における定着装置の概要側面
図である。

【図２】図１で示した実施例における定着ローラの弾性
部材の構造を示す要部拡大断面図である。

【図３】他の実施例における定着装置の一部省略の概要
側面図である。

【図４】図３で示した実施例における塗布部材の拡大図
である。

【図５】さらに他の実施例における定着装置の一部省略
の概要側面図である。

【図６】図５で示した実施例における塗布部材等の拡大
図である。

【符号の説明】

４ 定着ローラ ６ 加圧ローラ ２４，２８ 塗布部材としての耐熱性フェルト ２６，３０ ブレード ３４ｃ 離型層としての表層 ４４ 塗布部材 ５０ タンク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々熱源を備え表面に離型層を有する定着
   ローラと加圧ローラとの間のニップ部に未定着トナー像
   が形成された記録材を通して定着を行う定着装置におい
   て、 上記ニップ部の定着方向上流に上記定着ローラ又は加圧
   ローラに離型剤を塗布する塗布部材が設けられていると
   ともに、この塗布部材の近傍の定着方向下流であって且
   つ上記ニップ部の定着方向上流に上記離型剤の量の規制
   とローラ表面のクリーニングを行うブレードが設けられ
   ていることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】上記加圧ローラに離型剤を塗布する塗布部
   材が上記ブレードの下方まで延びていることを特徴とす
   る請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】上記塗布部材がローラ形状をなすことを特
   徴とする請求項１記載の定着装置。
4. 【請求項４】上記離型剤を収容したタンクを備え、該タ
   ンク内の離型剤に上記塗布部材が接触していることを特
   徴とする請求項１記載の定着装置。
5. 【請求項５】上記塗布部材、タンク及びブレードが一体
   に構成されているとともに、装置本体に対して着脱自在
   に設けられていることを特徴とする請求項１記載の定着
   装置。