JP3669229B2 - 定着器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて用紙等の記録材にトナー画像を形成することのできるプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる定着器、より詳しくは加熱される定着ローラを用いた定着器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いて用紙等の記録材上にトナー画像を形成する画像形成装置は、回転駆動される感光体と、この感光体に露光して表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー画像となす現像手段と、そのトナー画像を記録材に転写させる転写手段と、この転写手段によりトナー画像が転写された記録材を通過させつつ加熱して記録材上にトナー画像を定着させる定着器とを有している。
【０００３】
従来の一般的な定着器は、加熱される定着ローラと、これに圧接されている加圧ローラとを有しており、これら両ローラによって、通過する記録材を挟圧しつつ加熱し、記録材上のトナー画像を記録材上に溶融定着させるようになっている。
このような定着器においては、２つのローラに周速差があると、その挟圧部（圧接部）を通過する記録材上のトナー画像に擦れが生じて画像が乱れることから、２つのローラとも駆動するということはなされておらず、一方のローラのみを駆動し、他方のローラはこれに従動させる構成が採用されている。
また、トナーが記録材上からローラの表面に転移してしまうという現象（いわゆるオフセット現象）を防止するために、少なくとも一方のローラの表面に離型剤としてシリコーンオイル等の離型オイルを塗布する塗布手段を備えた定着器も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の定着器では、一方のみが回転駆動される２つのローラの圧接部に、比較的滑り易い記録材、例えば、合成樹脂製シートが供給されると、この滑り易い記録材の介在によって、駆動側のローラと記録材との間および／または記録材と従動側のローラとの間でスリップが生じ、そのために駆動側ローラと従動側ローラとの間に周速差が生じ、結果として安定した定着動作がなされなくなってしまうおそれがあった。
また、ローラの表面に離型オイルが塗布される定着器にあっては、上記スリップが助長され、結果として、定着動作がより不安定になるおそれがあった。
本発明の目的は、以上のような問題を解決し、安定した定着動作がなされる定着器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の定着器は、加熱される定着ローラと、この定着ローラに圧接される加圧ローラと、これらローラのうち少なくとも一方のローラの表面に離型オイルを塗布するオイル塗布手段とを有し、前記両ローラのうち一方が駆動され、他方が従動し、トナー画像が形成された記録材を、両ローラの圧接部の中央部に通して、前記トナー画像を加熱溶融し記録材上に定着させる定着器であって、
前記両ローラのうち少なくとも一方のローラの両端部に、その周方向に沿って、高グリップ部材が設けられており、かつこの高グリップ部材が当該ローラの半径方向に伸びる空隙ないし貫通孔によるオイル通過性を有しているとともに、オイル吸収性を有するオイル吸収層を介してローラの両端部に設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の定着器は、請求項１記載の定着器において、前記オイル吸収層は、前記高グリップ部材をローラの両端部に固着する接着層で構成されていることを特徴とする。
【０００６】
【作用効果】
請求項１記載の定着器によれば、トナー画像が形成された記録材が、一方が駆動され他方が従動する２つのローラ同士の圧接部の中央部を通過することにより、前記トナー画像が加熱溶融されて記録材上に定着させられる。また、上記２つのローラのうち少なくとも一方のローラの表面に離型オイルを塗布するオイル塗布手段を備えているので、オフセット現象が生じ難くなる。
そして、前記両ローラのうち少なくとも一方のローラの両端部には、その周方向に沿って、高グリップ部材が設けられているので、上記両ローラ同士の圧接部の中央部に、比較的滑り易い記録材が供給され、この滑り易い記録材の介在によって、駆動側のローラと記録材との間および／または記録材と従動側のローラとの間でスリップが生じそうになったとしても、前記高グリップ部材の作用によって駆動側のローラに対する従動側のローラの従動性が向上し、両ローラが略同一の周速で回転することとなる。このため、上記スリップが防止され（少なくとも著しく生じ難くなり）、結果として安定した定着動作がなされることとなる。したがってまた、記録材上のトナー画像に擦れが生じにくくなって画像乱れがほとんど生じなくなる。
しかも、前記高グリップ部材は、オイル通過性を有しているとともに、オイル吸収性を有するオイル吸収層を介してローラの両端部に設けられているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、ローラの表面に離型オイルが塗布される構成であると、前述したように、オイルが両ローラの圧接部の端部に徐々に侵入して行くこととなるが、この請求項１記載の定着器によれば、少なくとも一方のローラの両端部に、その周方向に沿って高グリップ部材が設けられており、この高グリップ部材が、オイル通過性を有しているとともに、オイル吸収性を有するオイル吸収層を介してローラの両端部に設けられているので、前記圧接部の端部に侵入していったオイルは、前記高グリップ部材を経て前記オイル吸収層によって吸収されることとなる。したがって、高グリップ部をなす高グリップ部材の表面に存在するオイルの量は僅かなものとなり、結果として圧接部両端におけるグリップ力が確保され、上記スリップが防止されて（少なくとも著しく生じ難くなって）、安定した定着動作がなされることとなる。
すなわち、この請求項１記載の定着器によれば、ローラの表面に離型オイルを塗布するものであるにもかかわらず、安定した定着動作を得ることが可能となる。
請求項２記載の定着器によれば、請求項１記載の定着器において、前記オイル吸収層は、前記高グリップ部材をローラの両端部に固着する接着層で構成されているので、オイル吸収層と接着層とを別に設ける必要がなくなり、製造が容易になる。また、接着層がオイル吸収層を構成しているので、オイル吸収層と接着層とを別に設けた場合に比べて強度的にも優れたものとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る定着器の第１の実施の形態の要部を示す概略側面図、図２は同じく部分省略概略正面図である。
【０００８】
この定着器１００は、加熱される定着ローラ１１０と、この定着ローラ１１０に圧接される加圧ローラ１２０とを有し、トナー画像Ｔが形成された記録材Ｓを、矢印Ｓ１で示すように定着ローラ１１０と加圧ローラ１２０との圧接部Ｎの中央部Ｎ１に通して、トナー画像Ｔを加熱溶融し記録材Ｓ上に定着させるようになっている。
【０００９】
定着ローラ１１０は、パイプ状の熱伝導性に優れた芯材１１１と、この芯材１１１の表面に設けられた弾性層１１２と、この弾性層１１２の表面に形成された、記録材およびトナーに対する剥離性に優れた表層１１２ａとを備え、芯材１１１の内部に熱源であるハロゲンランプ１１３が配置されている。
定着ローラ１１０は、定着器１００のフレーム１０１の側板（図示せず）に対して回転可能に支持されており、図示しない画像形成装置本体に設けられた駆動手段によって図１の矢印方向に回転駆動される。
【００１０】
加圧ローラ１２０は、中空ドラム状の熱伝導性に優れた芯材１２１と、この芯材１２１の表面に設けられた弾性層１２２と、この弾性層１２２の表面に形成された、記録材およびトナーに対する剥離性に優れた表層１２２ａとを備えている。
加圧ローラ１２０は、適宜の付勢手段１２３で定着ローラ１１０に圧接されて従動回転する。なお、１２４は加圧ローラ１２０の軸である。
【００１１】
フレーム１０１には、図示しないが像形成装置の転写部によりトナー画像Ｔが形成（転写）された記録材Ｓを定着ローラ１１０と加圧ローラ１２０との圧接部（ニップ部）Ｎに導く、ガイド１０２が設けられている。
【００１２】
１３０はオイル塗布手段としてのオイル塗布ローラであり、定着ローラ１１０の表面に離型オイルを塗布するようになっている。
オイル塗布ローラ１３０は、軸１３１と、この軸１３１の回りに固定された肉厚の多孔質材料または繊維質材料からなるオイル保持層１３２とを備えている。オイル保持層１３２には、離型オイルが含浸させてあり、その表面は、オイル塗布量の均一化を図るためのオイル透過性を有する薄膜シート、例えば、多孔質ＰＴＦＥシート１３３で被覆してある。
オイル塗布ローラ１３０は適宜の付勢手段１３４で定着ローラ１１０に圧接されて従動回転し、定着ローラ１１０の表面に、シリコーンオイル等の離形オイルを塗布する。なお、オイル塗布ローラ１３０は定着ローラ１１０よりも短く構成し、記録材Ｓの通過領域にのみオイルが塗布されるように構成することが望ましい。
【００１３】
この実施の形態の特徴は、上記両ローラすなわち定着ローラ１１０、加圧ローラ１２０のうち少なくとも一方のローラの両端部（図２では一端部のみ図示）に、その周方向に沿って、その周方向に沿って、高グリップ部材Ｇが設けられており、かつこの高グリップ部材Ｇがオイル通過性を有しているとともに、オイル吸収性を有するオイル吸収層接着層１１６（図３（ｂ）参照）を介してローラの両端部に設けられている点にある。
この実施の形態では、図２に示すように、定着ローラ１１０の端部に高グリップ部材Ｇを設けてあるが、高グリップ部材Ｇは、加圧ローラ１２０に設けても良いし、定着ローラ１１０，加圧ローラ１２０の両者に設けても良い。なお、定着ローラ１１０に代えて加圧ローラ１２０を駆動ローラとすることもできる。
【００１４】
図３（ａ）は定着ローラ１１０の部分拡大正面図、（ｂ）は図（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。
【００１５】
この実施の形態における高グリップ部材Ｇは、図３示すような布で構成されている。ここでいう布は、横糸１１４ａと縦糸１１４ｂとで織るまたは編んだものであり網状体も含まれる。このような高グリップ部材Ｇは、図３（ｂ）において上方から下方へと（オイル吸収層１１６へ向けて）オイルを通過させる性質を有している。
糸体（横糸および縦糸）１１４は、単線（例えばいわゆるモノフィラメント）で構成してもよいし、複数本の細線の集合体（例えばいわゆるマルチフィラメント）で構成してもよい。いずれにしても、糸体１１４の材料としては、アラミド、ポリイミド、ガラス繊維、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を用いることができる
オイル吸収層１１６は、高グリップ部材Ｇをローラの両端部に固着する、オイル吸収性を有する接着層（例えばシリコーン系接着剤層）で構成されている。
【００１６】
図４（ａ）は定着ローラ１１０の部分斜視図、（ｂ）は高グリップ部材Ｇの展開正面図、図５（ａ）は図４（ａ）におけるＶａ−Ｖａ断面図である。
この実施の形態では、図４（ｂ）に示すようなテープ状の高グリップ部材Ｇを、図４（ａ）に示すように定着ローラ１１０の端部にその周方向に沿って、接着層（オイル吸収層）１１６を介して巻き付けて接着層１１６で固着してある。
この実施の形態では、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、テープ状の高グリップ部材Ｇの巻き付け始端部Ｇ１と終端部Ｇ２とが重なり合わないように巻き付けて固着してある。したがって、巻き付け始端部Ｇ１と終端部Ｇ２との間には、多少の隙間Ｌが形成されるが、この隙間Ｌは極力少なくする（少なくとも定着ローラ１１０と加圧ローラ１２０との圧接部Ｎの周方向長さよりも短くする）ことが望ましい。
なお、図５（ｂ）に示すように、巻き付け始端部Ｇ１と終端部Ｇ２とが重なり合うように巻き付けて固着してもかまわないが、このようにすると、巻き付け始端部Ｇ１と終端部Ｇ２との重畳部分Ｇ３が厚くなるため、この重畳部分Ｇ３が加圧ローラ１２０と圧接している時期とそれ以外の時期とで、従動側の加圧ローラ１２０に速度変動が生じるおそれがあり、また、前記重畳部分Ｇ３が加圧ローラ１２０に圧接した際には、重畳部分Ｇ３と対向する部位において加圧ローラ１２０に応力が集中して加圧ローラ１２０の耐久性が低下してしまうおそれがあるので、望ましくはない。
【００１７】
この実施の形態による定着器１００によれば、次のような作用効果が得られる。
（ａ）トナー画像が形成された記録材Ｓが、一方が駆動され他方が従動する、加熱される定着ローラ１１０とこの定着ローラ１１０に圧接される加圧ローラ１２０との圧接部Ｎの中央部Ｎ１を通過することにより、前記トナー画像が加熱溶融されて記録材Ｓ上に定着させられる。
そして、定着ローラ１１０の両端部には、高グリップ部材Ｇが設けられているので、定着ローラ１１０の両端部には、加圧ローラ１２０に対する高グリップ部（Ｇ）が形成されることとなる。
したがって、定着ローラ１１０と加圧ローラ１２０との圧接部Ｎの中央部Ｎ１に、比較的滑り易い記録材Ｓが供給され、この滑り易い記録材Ｓの介在によって、駆動側の定着ローラ１１０（加圧ローラ１２０を駆動ローラとした場合には加圧ローラ１２０。以下同じ）と記録材Ｓとの間および／または記録材Ｓと従動側の加圧ローラ１２０（加圧ローラ１２０を駆動ローラとした場合には定着ローラ１１０。以下同じ）との間でスリップが生じそうになったとしても、前記高グリップ部Ｇの作用によって駆動側の定着ローラ１１０に対する従動側の加圧ローラ１２０の従動性が向上し、定着ローラ１１０と加圧ローラ１２０とが略同一の周速で回転することとなる。このため、上記スリップが防止され（少なくとも著しく生じ難くなり）、結果として安定した定着動作がなされることとなる。したがってまた、記録材Ｓ上のトナー画像に擦れが生じにくくなって画像乱れがほとんど生じなくなる。
しかも、高グリップ部材Ｇはオイル通過性を有しているとともに、オイル吸収性を有するオイル吸収層１１６を介してローラの両端部に設けられているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、定着ローラ１１０（および／または加圧ローラ１２０。以下同じ）の表面に離型オイルが塗布される構成であると、前述したように、オイルが定着ローラ１１０と加圧ローラ１２０との圧接部Ｎの端部Ｎ２に徐々に侵入して行くこととなるが、この定着器１００によれば、定着ローラ１１０の両端部に、その周方向に沿って高グリップ部材Ｇが設けられており、この高グリップ部材Ｇが、オイル通過性を有しているとともに、オイル吸収性を有するオイル吸収層１１６を介してローラの両端部に設けられているので、前記圧接部の端部Ｎ２に侵入していったオイルは、前記高グリップ部材Ｇを経てオイル吸収層１１６によって吸収されることとなる。
したがって、定着ローラ両端部の表面、すなわち高グリップ部をなす高グリップ部材Ｇの表面Ｇ４（図３参照）に存在するオイルの量は僅かなものとなり、結果として圧接部両端におけるグリップ力が確保され、上記スリップが防止されて（少なくとも著しく生じ難くなって）、安定した定着動作がなされることとなる。
すなわち、この定着器１００によれば、定着ローラ１１０の表面に離型オイルを塗布するものであるにもかかわらず、安定した定着動作を得ることが可能となる。
（ｂ）オイル吸収層１１６は、高グリップ部材Ｇをローラの両端部に固着する接着層で構成されているので、オイル吸収層と接着層とを別に設ける必要がなくなり、製造が容易になる。また、接着層がオイル吸収層１１６を構成しているので、オイル吸収層と接着層とを別に設けた場合に比べて強度的にも優れたものとなる。
（ｃ）高グリップ部材Ｇは布で形成されているので、その高グリップ部の表面Ｇ４（図３参照）は、布を形成する糸体１１４によって細かな凹凸状となり、この凹凸は前記表面Ｇ４に略均一に広がった状態となる。
したがって、定着ローラ１１０の両端部における駆動伝達で発生する振動および速度変動が非常に少なくなり、結果としてスムーズな駆動伝達がなされることとなる。
また、前記凹凸は、糸体１１４で形成されるので、その凸部は丸みをおびている。したがって、加圧ローラ１２０における応力集中が軽減され、加圧ローラ１２０の耐久性が向上することとなる。
さらに、前記高グリップ部を、例えば凹凸を有するゴム部材等で構成した場合に比べて、強度的（特に剪断力に対する強度）にも優れたものとなる。
すなわち、高グリップ部材Ｇが例えばフィルムやゴム部材等で構成されている場合には、その端縁部に剪断力が加わると、先ず、端縁部にクラックが入り、次いでこれが急速に伝播拡大して裂けてしまうが、高グリップ部材が布で構成されている場合には、端縁部の繊維（糸体）１１４にクラックが入ってこれが破断しても、この破断が伝播するということがなく、１本の繊維破断にとどまることとなるので、強度的にも優れたものとなる。
しかも、前記高グリップ部は、定着ローラ１１０の両端部に、その周方向に沿って布Ｇを固着するだけで構成することができるので、例えばローラ１１０の端部自体を、これが高グリップ部となるように加工する場合に比べて定着ローラ１１０の製造が簡単になる。
【００１８】
＜第２の実施の形態＞
図６は本発明に係る定着器の第２の実施の形態の要部を示す図で、（ａ）は定着ローラ１１０の部分正面図、（ｂ）はテープ状の高グリップ部材Ｇの展開図である。図６において、上記第１の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態が上記第１の実施の形態と異なる点は、テープ状の高グリップ部材Ｇの巻き付け始端部Ｇ１と終端部Ｇ２とが、相対向して傾斜している点にあり、その他の点に変わりはない。すなわち、この実施の形態におけるテープ状の高グリップ部材Ｇの巻き付け始端部Ｇ１および終端部Ｇ２は定着ローラ１１０の軸線方向と平行とはなっていない。
この実施の形態によれば、上記第１の実施の形態により得られる作用効果に加え、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、仮に、テープ状の高グリップ部材Ｇの巻き付け始端部Ｇ１と終端部Ｇ２とが傾斜していないとすると、前記始端部Ｇ１と終端部Ｇ２との間に形成されている隙間Ｌ部分が加圧ローラ１２０と圧接している時期とそれ以外の時期とで、従動側の加圧ローラ１２０に速度変動が生じるおそれがある。例えば、仮に上記第１の実施の形態にける前述した隙間Ｌが、定着ローラ１１０と加圧ローラ１２０との圧接部Ｎの周方向長さよりも長くなっているとすると、上記速度変動が生じるおそれは大きくなる。
これに対し、この第２の実施の形態によれば、テープ状の高グリップ部材Ｇの巻き付け始端部Ｇ１と終端部Ｇ２とが、相対向して傾斜しているので、従動側の定着ローラ１１０に速度変動が生じ難くなる。
【００１９】
＜第３の実施の形態＞
図７（ａ）（ｂ）は本発明に係る定着器の第３の実施の形態の要部を示す図で、（ａ）は定着ローラ１１０の部分平面図、（ｂ）は図（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。同図において、上記第１、第２の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態が上記第１，第２の実施の形態と異なる点は、高グリップ部材Ｇを、ローラ面と直交する方向（図（ｂ）において上下方向）、横方向（図（ａ）において左右方向）、および縦方向（図（ａ）において上下方向）に伸びる微細な空隙Ｃ２を有する合成樹脂製の耐熱テープで構成した点にあり、その他の点に変わりはない。
このような合成樹脂製の耐熱テープも、表面に凹凸があって、高グリップ部材Ｇを構成するとともに、上記微細空隙Ｃ２の作用によって、オイル通過性を有している。
したがって、この実施の形態によっても、第１の実施の形態による（ａ）（ｂ）と同様の作用効果が得られる。
【００２０】
＜第４の実施の形態＞
図７（ｃ）（ｄ）は本発明に係る定着器の第４の実施の形態の要部を示す図で、（ｃ）は定着ローラ１１０の部分平面図、（ｄ）は図（ｃ）におけるｄ−ｄ断面図である。同図において、上記第１、第２の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態が上記第１，第２の実施の形態と異なる点は、高グリップ部材Ｇを、多数の貫通孔Ｃ４を有する合成樹脂製の耐熱テープで構成した点にあり、その他の点に変わりはない。
このような合成樹脂製の耐熱テープも、表面に凹凸があって、高グリップ部材Ｇを構成するとともに、上記微細空隙Ｃ４の作用によって、オイル通過性を有している。
したがって、この実施の形態によっても、第１の実施の形態による（ａ）（ｂ）と同様の作用効果が得られる。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１、２記載のいずれの定着器によっても、ローラの表面に離型オイルを塗布するものであるにもかかわらず、安定した定着動作を得ることが可能となる。
さらに、請求項２記載の定着器によれば、製造が容易になり、強度的にも優れたものとなる。
【００２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着器の第１の実施の形態の要部を示す概略側面図。
【図２】同じく部分省略概略正面図。
【図３】（ａ）は定着ローラ１１０の部分拡大正面図、（ｂ）は図（ａ）におけるｂ−ｂ断面図。
【図４】（ａ）は定着ローラ１１０の部分斜視図、（ｂ）は高グリップ部材Ｇの展開正面図。
【図５】（ａ）は図４（ａ）におけるＶａ−Ｖａ断面図、（ｂ）は巻き付け始端部Ｇ１と終端部Ｇ２とが重なり合った状態の断面図。
【図６】本発明に係る定着器の第２の実施の形態の要部を示す図で、（ａ）は定着ローラ１１０の部分正面図、（ｂ）は高グリップ部材Ｇの展開図。
【図７】（ａ）（ｂ）は本発明に係る定着器の第３の実施の形態の要部を示す図で、（ａ）は定着ローラ１１０の部分平面図、（ｂ）は図（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。（ｃ）（ｄ）は本発明に係る定着器の第４の実施の形態の要部を示す図で、（ｃ）は定着ローラ１１０の部分平面図、（ｄ）は図（ｃ）におけるｄ−ｄ断面図である。
【符号の説明】
Ｓ 記録材
１００ 定着器
１１０ 定着ローラ
Ｇ 高グリップ部材
１１６ 接着層（オイル吸収層）
１２０ 加圧ローラ
１３０ オイルローラ（オイル塗布手段）
Ｎ 圧接部
Ｎ１ 圧接部の中央部
Ｎ２ 圧接部の端部

Claims (2)

1. 加熱される定着ローラと、この定着ローラに圧接される加圧ローラと、これらローラのうち少なくとも一方のローラの表面に離型オイルを塗布するオイル塗布手段とを有し、前記両ローラのうち一方が駆動され、他方が従動し、トナー画像が形成された記録材を、両ローラの圧接部の中央部に通して、前記トナー画像を加熱溶融し記録材上に定着させる定着器であって、
   前記両ローラのうち少なくとも一方のローラの両端部に、その周方向に沿って、高グリップ部材が設けられており、かつこの高グリップ部材が当該ローラの半径方向に伸びる空隙ないし貫通孔によるオイル通過性を有しているとともに、オイル吸収性を有するオイル吸収層を介してローラの両端部に設けられていることを特徴とする定着器。
2. 前記オイル吸収層は、前記高グリップ部材をローラの両端部に固着する接着層で構成されていることを特徴とする請求項１記載の定着器。

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