JPS58208776A - トナ−像定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、トナ−１象定層装置に関する。

粉体トナーによるトナー像が形成さ扛た。ノート状の記
録媒体を、一対のローラーで挟圧搬送しつつ、トナー隊
ヲ記録媒体上へ定着する方式の定着装置は、従来、良く
知ら扛ている。

定着部においては、トナー像に、ローラ一対による圧力
が７ＪＯえられるが、場合によっては、圧力に加えて、
熱が加えられることもある。前者の場合を加圧定着方式
、後者の場合を加圧定着方式と呼ぶことにする。

このような定着装置における問題点のひとつに。

オフセット現象の問題がある。オフセット現象というの
は、トナー１象を、記録媒体上へ、上記の如くして定着
する際に、トナーの一部又は全部が上記一対のローラー
のうち、トナー像と接触する方゛のローラーに付着し、
上記ローラーが一回転するとともに、改めて、記録媒体
上に定着さｎる現象である。

このオフセット現象の発生メカニズムは、以下の如きも
のである。

すなわち、トナーｒ象を記録媒体上に定着する際トナー
（Ｍ　’ａ＝構成するトナーの一部は、こ扛に接触する
ローラーの周面に付着する。このように付着したトナー
の一部は、上記ローラーの周面に同着し、あるいは、そ
の成分が、ローラー周面部内へ浸透していく。このよう
な付着物は、定着が繰返さ扛るに従って蓄積し、定着の
際の圧力、もしくは圧力・と熱の作用にＸｔ）重合して
、より強固な付着物となったり、あるいはローラー表面
物質と化合したりする。

このような付着物等は、トナーと同質であるから、当然
ながら、トナーに対し、強い一利性を有する。従って、
トナーｒ象が定着さ扛るとき、定着さｎたトナーは、記
録媒体に固着するとともに、上記付着物等にも付着しよ
うとする。そ扛故、ローラー上の上記付着物等がある程
度の址になると。

定着されるトナー１象が、記録媒体とローラーとに対し
接着剤の如くに作用し、こうしてオフセット現象が発生
するのである。

従って、オフセット現象を防止するためには、トナーｆ
象に接触する方のローラーへの付着トナーの蓄積の防止
が必要である。

従来、この目的のために、トナー酸に接触する側のロー
ラーの局面部を、トナーの付着しにくい物質で構成する
とともに、トナーと上記局面部の付着しにくさ馨助長す
るために、上記局面部に離型液を供給したり、あるいは
、こｎらの処置に加えて、さらに、ブレード等のクリー
ニング手段を。

上記ローラー周面に圧接して付着トナーの除去を行って
いた。

しかし、上記離型液の作用は、ローラー周面に付着した
トナーと周面との間に浸透して１周面とトナーとの付着
力を弱めるというものであって。

トナーの付着、蓄積の防止を十分に行いうるものではな
く、トナー成分がローラー周面内部へ浸透してしまった
り１重合してしまった状態では、オフセット現象の防止
は困難となる。またクリーニング部材を用いる。場１合
、モ、ローラー周面にさすや摩耗を生じない程度の接触
圧であるため、クリーニング効果は十分ではなく、また
、ローラー内へ浸透してし箇ったトナー成分の除去には
無力である。。

本発明の目的は、上記オフセット現象を有効に防止しう
る、新規なトナー像定着装置の提供にある。

以下１本発明を説明する。

本発明による。トナー像定着装置は、少くとも一対のロ
ーラーと、摩耗用ローラーとを有する。

−肘のローラーは、トナー像を形成されている記録媒体
な挟圧搬送しつつ、トナー像ヲ記録媒体に定着する。

摩耗用ローラーの存在は１本発明の特徴部分となってい
る。

すなわち、摩耗用ローラーは、上記一対のローラーのう
ち、トナー像に接触する方のローラーに圧接回転し、こ
のローラーの局面を、わずかづつ摩耗させる。

このように、トナー像に接触する方のローラーの周面が
、摩耗用ローラーによって、わずかづつ摩耗されて、除
去さ扛ることにより、従来のオフセット現象防止方法で
は除去しき牡なかった。浸透トナー成分、重合成分等を
、上記ローラーから有効に除去できるので、オフセット
現象を有効に防止することが可能となる。

本発明は、加圧定着、加熱定理のいずれの定着方式にも
、適用可能である。

また、離型液の供給やクリーニング手段と組合せること
により、オフセット現象防止効果を、より助長すること
が可能である。

図は、本発明によるトナ−１象定着装置の１例を、説明
に必要な部分のみ略本している。

符号ＩおＩび２は、ｐ−ラーであって、こｎまでの説明
において一対のローラーと呼んでいたものを構成する。

これらローラー１と２とは互いに圧接し合い、矢印方向
へ回動して、記録媒体Ｓｙ、−矢印方向へ挟圧搬送し、
記録媒体Ｓ上のトナー酸Ｔ　ｙ、記録媒体Ｓ上に定着す
る。ローラー１，２の圧接部は定着部であり、定着部に
おいて、ローラー１が、トナー酸に接触する。

なお、一般的状況下にあっては、記録媒体は、紙質のも
のである。

符号３をもって示す摩耗用ローラー３は、ローラー１の
局面に、回動軸方向にわたって圧接する。

図示の例では、ローラー１は弾性ローラー、ローラー２
は硬質ローラーであるが、遂に、ローラ−１を硬質ロー
ラー、ローラー２を弾性ローラーとしてもよい。もっと
も、ローラーｌを硬質ローラーとするとい、ても、ロー
ラー１．の周面は、摩耗用ロー２−３によって摩耗され
ねばならないのであるから、硬質とはいっても、硬質ゲ
ラステック程度の硬さである。

摩耗用ローラーとの均一な接触、この均一な接触による
摩耗の拘−性という点を考えると、これらの均一性を荏
易に運成しつるのは、ローラー１の周面部を弾性材で形
成−ｆる場合であり、従って。

実用的見地からみて、ローラー１を弾性ローラーとする
のが好ましい。

ローラー１を弾性ローラーとする場合、ローラー１の周
面部を構成する弾性材としては、トナー０）　付ｆｆｆ
しニくい、シリコーンゴム、フッ化シリコーンゴム、フ
ッ素ゴム等が好適である。

摩粍柑ローラー３は、ローラーｌの周面を摩耗しうるよ
うに、ローラー１０局面部より硬い材質で構成さｒる。

摩耗用ローラー３０周面部を構成する素材としては、鋼
、アルミニウム、ステンレス等の金属が考えられる。あ
るいは、こ扛ら金属をテトラフルオロエテレ／ポリマー
や、高硬度シリコーン樹脂で被覆して用いてもよい。

Ｏ−ラ−１’）周ｍｆｆ１．　上述のシリコーンゴム等
である場合には、ポリ７−二ｌ／ンサルファイド、ナイ
ロン、Ａｌ１　樹脂等のプラスチックで成形さ扛たロー
ラーを、摩耗用ローラーとして用いることができる。

摩耗用ローラーの局面は、ローラーｌの周面な適度に、
均一に削って摩耗させるため、適度に荒らさ扛た面であ
ることが好ましい。もちろん、摩耗用ローラーの周面を
滑らかにしても、摩耗は十分に可能であるが、この場合
、ローラー１への圧接力を十分に大さくしてやる必要が
ある。摩耗用ローラーの周面な荒らすといっても、上記
周面の荒さは、トナー像の定着性に悪影響馨及ぼすほど
のものであってはならない。すなわち、摩耗用ローラー
３の周面の荒さが大きいと、この荒さのために、ローラ
ーｌの周面にきすが発生し、このきずのために、トナー
の定着性に悪影響がでるのである。

摩耗用ローラー１０周面を荒らす場合は、そコ−）表面
荒さは、実用上、４００μｍＨ，２ＬＪ、下であること
が好ましい。

摩耗用ローラー３とローラーｌとの圧接力は。

摩耗用ローラー３の表面荒さや、ローラー１０周面の硬
度等に応じて、適正な値が選択さるべきであるが、一般
的状況下にあっては、０・６〜３・５Ｋｇ／ｃｒｒｉ”
の圧接力が好適である。

摩耗用ローラー３は、ローラーｌにつ扛まわりさせても
よいし、あるいは、別個に駆動してもよい。従って１両
ローラーの局面の相対的な速さは（）から、かなりの速
度までの範囲で選択してよい。

もちろん、ローラーｌの摩耗が適度のものとなるように
選択するのである。

ローラー１０周面内部へのトナー成分の浸透は、ローラ
ーｌの周面部の材質や、トナーの種類により異なる。従
って、ローラー１の周面の摩耗の割合も個々の場合に応
じて、適切な量に調整することとなる。一般的には、記
録媒体へのトナー１象の定着回数１万回に対し、ｌＯ〜
１００μｍ程度が適当である。

以下、具体的な実施例に即して説明する。

〈実施向　ｌン ジメチルヒドロキシ基末端ジメチルポリシロキサン（２
５°Ｃにおいて粘性１１ｆ５０００ｃｓ）；７０部トリ
メチルシリル基末端ジメチルポリシロキサン（２５°Ｃ
Ｋ′ｉ？いて活性度２０Ｃ］；　　３０部ポリエチルシ
リケート　　　　　；　３部ジグチルスズジラウレート
；ｏ・５部 炭酸カルシウム　　　　　　　　　；　３５部酸化鉄　
　　　　　　　　　　　　；　３ｏ部酸化チタン　　　
　　　　　　　　；　２５部を組成とするシリコーンゴ
ム加硫物を、直径３６龍の中空シリンダー状ステンレス
芯金の外周面に。

層厚１　ｍｍにノー形成した。ゴム硬度は４３である。

これを、ローラーｌとして用いた。また、ローラー２と
しては、直径３８１１１のステン１ノスローラーを用い
た。

ローラー１とローラー２との圧接力は、５　Ｋｆ／ｃｍ
２定着部のニップ幅は３關である。

また、摩耗用ローラー３は１表向をあらした、直径２５
關のステンｌ／ス金属ロール（中空のもの）の表面に、
テトラフルオロエチレンポリマーの鳩ケ、１０μｍ　の
厚みで設けて構成した。この摩耗用ローラーの表面あら
さば２５０μｍ　ｌ−ｔ　ｚ　　である。

ローラー１の周速を６０ｃｍ／ＳｅＣに設定し、ローラ
ー２はローラー１に従動させた。また、摩耗用ローラー
は別個に駆動し、ローラーｌの周速に肘し、１２０ｍ　
／　Ｓ　ｅ　Ｃの相対速度をもたせた。

摩耗用ローラー３のローラーｌへの圧接力は、０、６ｂ
／Ｃｍ”　テア；ｂ。

トナーとしては、不飽和ポリエステル樹脂；１００都、
カーボンブラック；　２０　部−スチレン＋−１−（ｎ
−ブチルメタクリ１ノート）樹脂；４５部を混線粉砕し
て作製したものを相いた。

このような構成の定着装置を、電子写真複写機に組込み
、両峰率８チの原種に対し、上記トナーを使用して、Ｅ
３４サイズの複写を繰返して行った。

七の＃果、複写枚数３万枚までは、オフセット現象が生
じなかった。さらに、ローラー１に対し、離型液として
ジメチルシリコーンオイル（２５°Ｃで活性度２００Ｃ
８）’＆供給して同様の実験を行ったところ、９万枚１
でオフセット現象を防止することができた。

なお・、上記定着は圧力定着方式である。

比較のため、同様の実験を、摩耗用ローラーを用いずに
行ったところ、離型液ケ用いない場合（ま、３８００枚
で、また離型液を用いた場合には６万２０００枚でオフ
セラを現ｔが発生した。

〈実施例　２〉 ケイ素原子１個あたり、平均０．００６　　個のビニル
基なもつジメチルポリノロキサン（２５°Ｃにおいて、
活性度５０００Ｃ８）　　　　　　　　　　；　１０１
）部煙霧質／リカ（表面積比率２００ｍ２／ｇ、トリメ
チルクロルシランで処理したもの）　　　　　；２０部
酸化セリウム　　　　　　　　　　　　；Ｏ−４部酸化
鉄　　　　　　　　　　　　　　　　；１０部ベンゾイ
ルパーオキサイド　　　　　　；ｌ・２部を組成とする
シリコーンゴムの加硫物で、直径３６ＩＩＩＩＩ＋　の
ステンレスロール用芯金上に、厚さ０６關の層を形成し
た。ゴム硬度は５０である。

このローラーケ、ローラー１として実施例１に２けるロ
ーラー２と組合せた。両者の圧接力は５　Ｋｇ　７ｃｍ
２　　である。

一万、ボニフ一二しンサルファイドを材料として、直径
２５朋のローラーを成形し１表面あらさを４００μｍｌ
、ｚ　　とした。このローラーを摩耗用ローラーとし、
上記ローラーに１・２に９／鑵２の圧接力で圧接した。

ローラー１の周速を６０ｃｎＬ／ＳｅＣとし、ローラー
ＩＫ対する摩耗用ローラーの周速の相対速度ヲ２０ｃ１
ｎ／ｓｅｃ　　とした。

トナーとしては、メチｌノン−（エチルメタアクリレー
ト）樹脂；１００部、カーボンブランク；１５部を混線
粉砕して作製したものケ用いた。

実施例１と同情の実験を行ったところ、離型液なしで２
万１０００枚、離型液を用いて７万枚まで。

オフセット現象を防止できた。摩耗用ローラーな用いな
い場合は、離型液なしで２４００枚、離型液？用いても
２万１０００枚でオフセット現象が生じた口 な２、定着方式はローラー１の表面温度を１８０℃とす
る加熱圧力定着方式である。

〈実施例　３〉 メチルトリメトキシ７ラン　　　　；　３０　ｏＢＢＮ
−β（アミノエテル）−γ−アミノグロビルトリメトキ
７７う／　　　　　　　　　；　４５０部ｒ−クロログ
ａビルトリメトキ７７ラン；　１００ｆ！トリエトキシ
７ラン　　　　　　　　　：　３０　（１部ジブチルチ
ンジアセテート　　　　　　；５０部を混合したのち、
２０〜３０°Ｃでモノクロル酢酸；３００部　を加え、
さらに、３０〜４０’Ｃで水；４００　部を加え１部分
加水分解物とした。この溶液Ｙ、直径２５ｍｍ　のステ
ンレスローラーの周面に塗布し、１００°Ｃの温度下で
２時間乾燥させ、＾硬度シリコーン樹脂膜とした。膜の
硬度（土、鉛筆硬度で６Ｈであった。膜表面は平滑であ
る。

上記実施例２において、摩耗用ローラーを、このローラ
ーに替えた。

ローラー１に対する圧接力を３・Ｑ　Ｋｇ　７ｃｍ”と
し、他の条件は実施例２と同じにして、実施例２と同様
の実験を行ったところ、オフセット現象は、離型液なし
で２万４０００　枚、離型液ケ用いて６万７　（１００
枚重で防止さｎた。

次に、摩耗ローラーｖ）、ローラー１に対する圧接力ヲ
、０・８に９／ｃｍ２まで低下させたところ、離型液の
供給なしで８４００枚、離型液を供給しても３万９００
　（１枚でオフセット現象が生じた。こｎは、摩耗用ロ
ーラーの周面が平滑であるため、ローラー１への圧接力
が小さいと、ローラーｌの周面の摩耗が不十分となるた
めであると考えられる。

（゛こで１次に、上記摩耗用ローラーの表面１１００μ
ｍｌ（、ｚにあらして使用したところ、ローラーｌへの
圧接力が、０・８Ｋｇ　／ｃｍ′　　でも、千清な摩耗
ローラー面を３・□　Ｋｇ　／ｃＩｎ”の圧接力で圧接
させた場合と同等の結果を得ることができた。

この、ｒうに１本発明のトナー像定着装置によ扛ば、ト
ナー像に接触するローラーへの離型液の供現象防止効果
を得ることができ、離型液の供給や。

クリーニング手段の併用にＪり、オフセット現象防止効
果を、従来のものより飛躍的に向上させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の１実施例を、説明に必要な部分のみ略本
する説明図的側面図である。 ｌ・・・　トナー像に接触するローラー、２・・・　ｏ
−ラ−，３・・・摩耗用ローラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粉体トナーによるトナー像が形成された。シート状の記
   録媒体を、一対のローラーで挟圧搬送しつつ、上記トナ
   ー隊ヲ上記記録媒体上へ定着する装置であって。 上記−灯のローラーのうち、トナー像と接触する力のロ
   ーラーに、摩耗用ローラーを圧接回転させ、 この摩耗用ローラーにより、上記トナー像と接触する方
   のローラーの周面を、わずかづつ摩耗させるようにした
   ことを特徴とする、トナー像定着装置。