JPS5850350B2 - 電子複写機の定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子複写機の定着装置に関するものである
。

電子写真法により形成されたシート上のトナー像は、こ
れをシートに定着させる必要がある。

このトナー像を最も迅速且つ確実に定着する手段として
互いに圧接して回転する加熱定着ローラーを用いる定着
装置がある。

先ず、第１図において定着ローラーを用いた定着装置の
一例を説明すると、定着ローラー１には、加圧ローラー
２が圧接している。

定着ローラー１は、ヒーター３を内蔵した中空の芯金ロ
ーラー４と、これの外周に形成されたシリコンゴム層５
とからなっている。

加圧ローラー２は、中空の金属ローラーであって、ヒー
ター６を内蔵している。

この加圧ローラー２は、適宜の手段によって定着ローラ
ー１に圧接させられていて、定着ローラー１に従動回転
する。

また、定着ローラー１の表面には、ウェブ７によって、
オフセット防止液としてのシリコンオイル８が供給塗布
されている。

そして、示矢方向に回転する定着ローラー１と加圧ロー
ラー２との間に、トナー像Ａを形成されたシートＳが送
り込まれると、該トナー像は両ローラーの圧接力とヒー
ター３，６の熱によって熔融し、シートＳへ定着させら
れる。

ところで、トナー像が接触する定着ローラー１において
は、これの表面に付着したトナーが次のシートへ転移す
る、いわゆるオフセット現象が発生ずる。

これを防止するために、該定着ローラー１の表面には、
オフセット防止液としてのシリコンオイル８が塗布され
る。

シリコンオイルの塗布によって定着ローラー１のオフセ
ット防止効果は、大きく向上する。

しかしながら、定着ローラー１の表面には、カロ圧ロー
ラー２との圧接力の均一およびオフセット防止のために
、耐熱性等の優れた性質を有するシリコンゴム層５が形
成されているので、これに塗布された同層のシリコンオ
イル８が浸透し、同層５が膨潤する。

シリコンゴム層５が膨潤すると、該層５と芯金ローラー
４との接着部の強度が弱まり、層５が剥離してしまう欠
点がある。

また、定着ローラー１と加圧ローラー２とは、互いの圧
接力を調整できるように、加圧ローラー２の方を定着ロ
ーラー１に対して移動可能に設けるのが一般的である。

何故なら、定着ローラー１の表面には、オフセット防止
液塗布用のウェブ７や温度検知素子（図示されず）が当
接せられているために、定着ローラー１の方を固定して
、これを駆動するのが機構的に簡単である。

シリコンゴム層５が膨潤すると、定着ローラー１の外径
が増すことになり、これにより当該ローラーによるシー
トの搬送速度が大きくなり、他のシート送り機構との同
期が乱されることになって、シートの破損や画像を損な
う欠点もある。

また、ヒーターを内蔵した定着ローラー１においては、
トナー熔融に充分な温度になるまでの時間、いわゆる立
上りが遅いという欠点がある。

さらに、定着ローラー１の温度検知は、ローラー表面に
温度検知素子を接触させて行なうので、素子自体或いは
シートからローラーへ転移したトナーが該素子に付着し
て固化し、これらがローラー表面を損傷する原因になる
。

また、定着ローラーへ付着したトナーは、ウェブ７を目
づまりさせて、シリコンオイルの円滑な供給を妨げて、
オフセット防止効果を低下させる。

このウェブ７の目づまりを防ぐためには、第１図に符号
９で示す塗布ローラーを介してシリコンオイルを塗布す
ることも実施されているが、これでもウェブ７の目づま
りを完全に防ぐことはできない。

定着ローラー１の表面に、トナーを掻取るブレードを接
触させることは、ローラー表面の損傷防止上望ましくな
いＯ また、従来、オフセット防止液としてのシリコンオイル
は、その塗布手段を勘案したとき、１０〜５０Ｃ８とい
う低粘度のものを用いていたために、ヒーターの熱によ
って蒸発し易いと共に、シリコンゴム層５への浸透によ
る膨潤の原因ともなっている。

本発明は、上述した欠点を全て排除した電子複写機の定
着装置を提供することを目的とする。

以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

第２図において、符号１０はシートＳに形成されたトナ
ー像Ａに接触する定着ローラーを示していて、その表面
は弾性体または可撓性を有している。

定着ローラー１０の弾性体層１１（第３図参照）として
は、シリコンゴムが好しいが、弗素ゴム、弗化シリコン
ゴム、アクリルゴムの層の外表面にシリコンゴム層を形
成したものでもよく、更に、耐油層等を形成された多層
構造であってもよい〇 上記定着ローラー１０の上位には、該ローラーに接触し
てローラー１２が、さらに下位には加圧ローラー１３が
配置されていて、両ローラー１２゜１３によって定着ロ
ーラー１０は挟持されている。

両ローラー１２．１３の端部には、それぞれスプロケッ
ト１２ａ、１３ａが固装されている。

このスプロケツＮ２ａ、１３ａには、図示されない駆動
手段の駆動軸１４のスプロケツＮ４ａおよびアイドルス
プロケット１５に掛は回わされたチェノ１６が巻き掛け
られていて、それぞれのローラー１２，１３を示矢方向
に回転させる。

そして、上記ローラー１２．１３で挟持された定着ロー
ラーは、示矢方向に従動回転させられる。

加圧ローラー１３は、前記した加圧ローラー２と同様の
構成であって、中空な金属ローラー中にヒーター（図示
せず）を内蔵している。

この加圧ローラー１３は、送り込まれるシートＳを定着
ローラー１０とで挟持し搬送するものであって、定着ロ
ーラー１０に圧接していなくてはならない。

この両ローラーの圧接は、ローラー１２と加圧ローラー
１３とを、定着ローラー１０の直径よりも僅かに小さい
距離だけ離して固定配置しておいて、両者の間に定着ロ
ーラー１０を圧入させるようにローラー１０に習性を与
える。

上記ローラー１２は、第４図に示すように、金属或いは
ガラスで形成された中空ローラー１７の内部にヒーター
１８を内蔵している。

このローラ−１７の表面にテフロンまたはシリコンゴム
等ヲコーティングしてもよい。

ローラー１２の表面には、該表面が金属またはガラスの
場合には金属の、該表面にテフロンまたはシリコンゴム
がコーティングされている場合にはゴムで形成されたブ
レード１９が当接させられている。

なお、ブレード１９としては、対熱性の合成樹脂を用い
ることもできる。

ローラー１２が金属表面の場合には、当接部をナイフェ
ツジに形成した金属ブレードがより効果的である。

また、ローラー１２の表面には、オフセット防止液供給
手段２０のシリコンオイル塗布ローラー２１が当接して
いる。

この塗布ローラー２１は、ウェブ２２によって汲み上げ
られたシリコンオイル２３をローラー１２の表面へ供給
塗布するものである。

なお、オフセット防止液供給手段としては、塗布ローラ
ー２１を省いた構成のものでもよい。

オフセット防止液としてのシリコンオイル２３は、高粘
度（１００〜１００ＯＯＣ８）のものが用いられる。

従って、上記オフセット防止液供給装置２０としては、
高粘度のシリコンオイルをローラー１２へ供給し得るも
のが用いられること勿論である。

以上のように、ローラー１２はオフセット防止液供給装
置２０から供給されたシリコンオイル２３を定着ローラ
ー１０へ塗布する塗布ローラーであると同時に、ヒータ
ー１８の熱で定着ローラー１０を加熱する加熱ローラー
でもある、いわゆる多目的のローラーである。

該ローラー１２の表面ヲ、サンドブラスト、ローレット
加工等の荒しにしてもよい。

いま、第２図において、駆動軸１４が回転すると、チェ
ノ１６がローラー１２と加圧ローラー１３を回転させ、
これらローラーに挟持された定着ローラー１０を示矢方
向に回転させる。

ローラー１２の回転に従って、塗布ローラー２１が示矢
方向に回転して、シリコンオイル２３を同ローラー１２
の表面へ供給する、ローラー１２の表面へ供給されたシ
リコンオイルは、ブレード１９で均らされ、さらに該ロ
ーラー１２と定着ローラー１０との圧接によってその厚
さを均一化されて定着ローラー１０へ塗布される。

また、ローラー１２および加圧ローラー１３に内蔵され
たヒーターの熱は、それぞれのローラーを介して定着ロ
ーラー１０へ伝達され、これを加熱する。

ローラー１２と加圧ローラー１３の肉厚は、熱伝導を良
くするために可及的に薄い方が立上りが早くなり好都合
である。

そして、定着ローラー１０と加圧ローラー１３との間に
シートＳが送り込まれると、これに形成されたトナー像
Ａは、両ローラーの圧接力と熱によって熔融し、シート
上へ定着される。

上記定着時に定着ローラー１０の表面へは、シリコンオ
イルの薄層が存在していても、多少のトナーが付着する
。

この定着ローラー１０へ付着したトナーは、ローラー１
２の表面を金属又はガラスで形成する、いわゆる該ロー
ラーの表面と定着ローラーの表面との間に表面順位をつ
けることによって、ローラー１２の表面へ転移する。

ローラー１２へ転移したトナーは、ブレード１９によっ
て掻き取られ除去される。

よって、ローラー１２はクリーニングローラーとしての
作用もする。

なお、ブレード１９のローラー１２に対する取付角度は
、９０°以内が好ましい。

また、上記ブレード１９は、ローラー１２表面のクリー
ニングとオイル均しを兼ねているが、第８図に示すよう
に、ローラー１２の回転方向において、塗布ローラー２
１の前方に今一つのブレード２４を配置して、ブレード
１９にはオイル均しを、ブレード２４にはトナーやゴミ
を掻き取る作用をさせる。

ブレード２４の下位には受皿２５を配置する。

このように、目的に応じたブレードを設けると、ローラ
ー１２表面に付着したトナー等によりオイルが汚れたり
、或いはウェブ２２が目づまりする不具合を防止するこ
とができる。

また、第９図に示すように、一つのブレードで上記目的
を達成することもできる。

すなわち、ローラー１２の回転方向において、塗布ロー
ラー２１０の前方でローラー１２に当接したブレード１
９０のゴミ受皿をオイル容器２６で兼用すると、第８図
における受皿２５を省くことができる。

この場合、オイル２３０が次第に汚れていって、ウェブ
２２０が目づまりする惧れがあるが、この欠点は第１０
図に示すように、オイル容器２６をフィルター２７で仕
切り、一方にウェブ２２０を侵漬し、他方にブレード１
９０を対応させれば排除することができる。

すなわち、ブレード１９０により掻き落されたトナーや
ゴミで汚れたオイルは、トナー等をフィルター２７で濾
されて清浄化され、これがウェブ２２０で汲み上げられ
ることになり、ウェブが目づまりすることがない。

このように、第９図および第１０図に示すように、クリ
ーニング専用のブレードを設けるとき、これのゴミ受皿
をオイル容器と兼用すれば装置を簡素化できる利点があ
る。

なお、第９図、第１０図に示す装置において、オイル均
し用のブレードを設けてもよいこと勿論であり、且つ、
その取付ける向きも、第２図に示すブレード１９とは逆
向きにしてもよい。

上記表面順位を、定着ローラー１０と加圧ローラー１３
との間にも設けて、ローラー１３に転移したトナーを図
示しないブレードで除去すれば、シートの裏汚れを防止
する効果がある。

また、定着ローラーに、加熱兼オイル塗布用のローラー
１２を圧接させたことにより、１００〜１００００Ｃ８
という高粘度のシリコンオイルを用いることができて、
シリコンオイルが蒸発し難くなり、不要な消費を抑える
ことができると同時に、ブレード１９でオイルの層を均
一にしてから定着ローラー１０に塗布されるので、シリ
コンゴム層の膨潤が極力抑止され、定着ローラー１０の
耐久性が格段に助長される。

さらに、仮令定着ローラー１０が膨潤したとしても、該
ローラーは、ローラー１２と加圧ローラー１３によって
挟持して駆動されているので、該ローラーの周速はその
径の変化にかかわらず一定であって、他の紙送り装置と
のシンクロを勘案する必要が全くない。

上記定着ローラー１０の耐久性の向上には、低粘度のシ
リコンオイルを用いることのみでなく、該ローラーが加
熱源を内蔵していないことにより、芯金とシリコンゴム
層との間の接着に悪影響を及ぼさないことも寄与してい
る。

定着ローラー１０は、ローラー１２と加圧ローラー１３
が内蔵しているヒーターによって加熱されるρで、トナ
ー像に直接接触するローラー表面を加熱されることにな
り、立上りが早いという効果がある。

なお、定着ローラー１０の内部に、ローラー１２や加圧
ローラー１３のヒーターよりも低発熱量のヒーター１０
ａ（第３図参照）を内蔵することは自由である。

ところで、第２図においては、定着ローラー１０へのシ
リコンオイル塗布は、供給手段２０とローラー１２とに
よりなされるが、これは、第５図または第６図に示すよ
うなオフセット防止液含浸型ローラー５０．６０に代替
させることもできる。

すなわち、ローラー５０は、多数の小孔５１を有するシ
リコンオイル保持体としての芯金ローラー５２と、これ
の外周に形成されたシリコンオイル浸透層５３とからな
っている。

そして、シリコンオイル５４は図示されない供給機構に
よって芯金ローラー５２へ供給され、浸透層５３を通り
外表面へ至る。

ローラー５０の表面近傍には、熱源５５が配設されてい
て、該ローラーを介して定着ローラー（図示せず）を加
熱する。

ローラー５０が熱源を外部に配設されているのに対して
、第６図に示すローラー６０は、熱源６１をローラー内
部に有している。

ローラー６０の他の構成は、ローラー５０と略同じであ
るから、同符号を付して詳細な説明は省く。

ただ、温度検知方法は、任意でよいがローラー１２．１
３の表面を各々検知して、各々のヒーターを制御するこ
とがより好ましい。

また、ローラー１２．１３が略同径のローラーの場合、
一方のローラー表面で検知し、ローラー１２．１３内の
ヒーターを並列に接続して回路を簡略化することがより
好ましい。

また、第２図のローラー１２は、ローラー内を真空にで
きるようにして、熱媒液体を封入したヒートパイプのよ
うな構成にしてもよい。

熱媒液体としては、水その他有機溶剤がその使用温度に
よって選ばれる。

以上のようなローラー５０．６０を、第２図におけるロ
ーラー１２と置き代えても、前述同様の作用効果が得ら
れる。

また、第７図に示すように、定置したローラーｌＬ１２
に対して、定着ローラー１０を進退可能に配置して、用
いるシートの厚薄に応じて圧接力を変え得るようにして
もよく、更に当該定着装置の不作動時には、符号１０Ａ
で示すように両ローラー１１．１２から離間させるよう
にすれば、ローラーの変形を防止することができる。

以上のように、比較的高粘度のオフセット防止液を用い
ることのできる本発明の電子複写機の定着装置によれば
、定着ローラーの加熱手段が該ローラーの外部にあるこ
とと相俟って、膨潤が極力抑止されて定着ローラーの耐
久性が延びると共にオイルの蒸発を防止できる。

定着ローラーの温度検知手段を定着ローラーに接触させ
る必要がないので、該ローラーの表面を損傷することが
ない。

定着ローラーがローラー１２，１３に挟持されて駆動さ
れるので、たとえ定着ローラーが膨潤しても、紙送り速
度が変化することがない。

また、ブレードを用いることによって、オイルの層を均
一にすると共にトナーやゴミ等を除去して定着ローラー
表面を清浄に保持できる。

さらに、定着ローラーがその表面から加熱されることに
なり、該装置換言すると複写機の立上りが早くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子複写機の定着装置の一従来例を示
す側断面図、第２図は本発明の一実施例を示す側面図、
第３図は定着ローラーの一例を示す側断面図、第４図は
第２図中におけるローラー１２の一例を示す側断面図、
第５図および第６図は本発明の他の実施例に用いるオフ
セット防止液含浸型ローラーの異なる例をそれぞれ示す
側断面図、第１図は本発明の異なる実施例を示す概略側
面図、第８図は本発明の更に異なる実施例を示す側面図
、第９図および第１０図は本発明の更に異なる実施例を
要部のみそれぞれ示す部分側面図である。 Ａ・・・・・・トナー像、Ｓ・・・・・・シー１−１１
０・・・・・・定着ローラー、１２・・・・・・オフセ
ット防止液塗布兼加熱兼クリーニングローラー １３・
・・・・・加圧ローラー、１４・・・・・・駆動軸、２
０・・・・・・オフセット防止液供給装置、１９・・・
・・・ブレード、１８・・・・・・ヒーター、５０゜６
０・・・・・・オフセット防止液含浸型ローラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 未定着のトナー像に接触する定着ローラーと、上記
   定着ローラーに接触して、これにオフセット防止液を塗
   布する手段と、このオフセット防止液塗布手段に比較的
   高粘度のオフセット防止液を供給する手段と、上記オフ
   セット防止液塗布手段を加熱する手段を具備することを
   特徴とする電子複写機の定着装置。 ２ オフセット防止液塗布手段がローラーであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子複写機の定
   着装置。 ３ オフセット防止液塗布手段が金属ローラーであって
   、且つ定着ローラーの表面が耐熱性ゴム層で形成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の電子複写機の定着装置。 ４ オフセット防止液塗布手段としてのローラー表面に
   ブレードを当接させたことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項または第３項記載の電子複写機の定着装置。 ５ オフセット防止液の粘度が１００Ｃ８〜１００００
   Ｃ８であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第４項のうちの倒れかに記載の電子複写機の定着装置
   。 ６ 定着ローラーを、オフセット防止液塗布手段として
   のローラーとで挟持する加圧ローラーを有していて、駆
   動手段に連結された上記ローラーと加圧ローラーとで、
   上記定着ローラーを回転させることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項ないし第５項のうちの伺れかに記載の電
   子複写機の定着装置。