JP2002351246A - 加熱定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像情報をもとに、記録材上に所定の静電的
極性を有するトナーにより未定着トナー像を形成する画
像形成装置、及び該画像形成装置に設けられる加熱定着
装置において、加圧ローラの表面電位を安定させ、オフ
セット、及び尾引き等の画像不良を防止し、又、ＦＵロ
ーラを用いたフィルムバイアス構成の弊害である先端定
着不良を回避し、更には、耐久性を施して尾引き防止効
果を持続させる。 【解決手段】 加圧部材Ａが、最表層に絶縁性の絶縁表
層１０３、その下に導電性の導電層１０２、更にその下
に絶縁性の絶縁内層１０１を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンター及び複写機などの画像形成装置及び斯かる画像
形成装置に使用する加熱定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式のプリンター及び複
写機等の画像形成装置において、記録材上に顕画像化さ
れたトナー像の定着は、ニップを形成する一対の回転
体、つまり所定の温度に制御された回転自在の加熱部材
である加熱ローラと、表面に弾性層を有して加熱ローラ
に圧接する回転自在の加圧部材である加圧ローラとによ
って、記録材を加熱、加圧しながら挟持搬送する熱ロー
ラ方式による定着装置において行われることが一般的で
ある。

【０００３】しかしながら、最近では省電力化、及び電
源投入から画像出力までの時間短縮を実現するために、
特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８
７８号公報等に記載されているように、少なくとも固定
支持された加熱手段と、加熱手段が内部に挿通している
加熱部材である円筒型耐熱フィルム（以下、「定着フィ
ルム」と称する。）とで構成される加熱手段つまりヒー
タユニットを有し、加圧部材である加圧ローラで記録材
を定着フィルムの上からヒータユニットに圧接させて、
加熱手段を構成する加熱体の熱を定着フィルムを介して
記録材へ付与することで記録材表面に形成担持されてい
る未定着画像（トナー像）を、記録材表面に加熱定着さ
せるフィルム定着装置が提案され、実用化されている。

【０００４】図２は、こうしたフィルム定着装置８の一
例であり、フィルム定着装置８の概略とバイアス構成を
示した断面図である。この方式は、回転自在の加熱部材
としてポリイミドのような耐熱性樹脂で形成された円筒
状の定着フィルム１２と、固定支持された加熱手段であ
るセラミックヒータ１７を有した加熱定着装置８にて、
定着フィルム１２を介して、内側からセラミックヒータ
１７で加熱を行うものである。

【０００５】加熱手段であるセラミックヒータ１７は、
定着フィルム１２内部で、加圧ローラＣとのニップ部Ｎ
に当接する位置に設けられ、アルミナ等である耐熱性の
板状基材１９の加圧ローラＣ側の面の表面に、印刷によ
って抵抗体パターン２０を形成し、その上にガラス層２
１が形成されたものである。板状基材１９のこれらの背
面にはサーミスタ１８を取り付けている。セラミックヒ
ータ１７の温度をサーミスタ１８で検知しＣＰＵ１０で
トライアック１１のセラミックヒータ１７への通電を制
御することで、発熱を調整する。セラミックヒータ１７
は、加圧ローラＣに対して反対面にて、耐熱性の樹脂等
で横断面がＵ字形に形成されたヒータホルダー１６の底
部に取り付けられ、抵抗体２０、ガラス層２１が設けら
れた面が常に加圧ローラＣ方向に向くように固定支持さ
れている。ヒータホルダー１６は、その外周に、内面に
耐熱性グリース（不図示）を塗付した定着フィルム１２
がルーズに嵌合され、不図示の加圧バネにより加圧ロー
ラＣ側へ加圧されている。

【０００６】加圧ローラＣは図１４に示すように、金属
の芯金１４にシリコーンゴムなどの耐熱性の弾性層３０
１を設け、更にその上に離型性を上げるためにフッ素コ
ート３０３を施してある。このフッ素コート３０３は、
シリコーンゴムの弾性層３０１の上層に設けたフッ素ゴ
ムラテックス層３０３ａの４０μｍと、その更に上層に
設けたフッ素樹脂層３０３ｂの１０μｍと、の２層より
構成されている。

【０００７】定着フィルム１２は、図２、図４に示すよ
うに、ポリイミドのベース層（５０μｍ）１２１に対し
て導電性のプライマー層１２２（５μｍ）、更にその上
にフッ素樹脂よりなる離型層１２３が配置される。定着
器の駆動源としては、ステップモータ（図示せず）を使
用している。

【０００８】また、図２に示す構成の加熱定着装置８の
近傍には、尾引き防止のために、記録材が加熱定着装置
を通過した直後に接触する、記録材の搬送ローラを兼ね
た導電接触部材としてのローラ対２２ａ、２２ｂが備え
られている。この構成の加熱定着装置８では、定着フィ
ルム１２からローラ対２２ａ、２２ｂにかけてバイアス
が印加される。定着フィルム１２にバイアスを印加する
ために、定着フィルム１２には導電性のプライマー層１
２２が配置されている。

【０００９】フィルムバイアス構成の加熱定着装置８
は、尾引き対策として以下のような経路でバイアスを印
加している。すなわち、図３に示したように、−６００
Ｖの高圧電源２４に１００ＭΩの安全抵抗（不図示）を
直列に介して、導通した金属接点２９を加圧ローラ芯金
１４に当接させ、芯金１４にバイアスを印加している。
ここで、通常はフィルム１２上の片側端部幅ｈ＝２．５
ｍｍ〜８．０ｍｍはトップ層１２３のコートがされてお
らずプライマー１２２が露出している。

【００１０】一方、加圧ローラＣ端部には、上記フィル
ム１２のプライマー１２２露出部分と重なるように、加
圧ローラＣの端部に、キャップ状の導電ゴム輪２８が取
り付けられている。導電ゴム輪２８は、図３に示すよう
に、加圧ローラＣの太さと同じ外径及びフィルム１２の
プライマー１２２の露出したローラＣ軸方向の幅ｈとほ
ぼ一致する厚さｈを有する輪状部２８ａと、中央に芯金
１４を貫通させる孔２８ｂを有した環状板２８ｃにて形
成される。従って、導電ゴム輪２８を加圧ローラＣの一
端に装着することによって、導電ゴム輪２８の環状板２
８ｃがゴム層３０３と離型層３０１とに加圧ローラＣ端
部側面から当接して、加圧ローラＣと軸方向の端部に一
体的に固着される。又、加圧ローラＣ端部に取り付けら
れた厚さｈのゴム輪２８の厚さｈ部分（輪状部２８ａ部
分）は、定着フィルム１２の露出したプライマー１２２
とニップ部Ｎで接触し、ゴム輪２８の孔２８ｂは芯金１
４に接触している。これらの接触によって、芯金１４に
給電されたバイアスが、導電ゴム輪２８を通して、フィ
ルム１２に印加される。

【００１１】導電接触部材としてのローラ対２２ａ、２
２ｂ、即ち、フェイスアップ排紙ローラ対（以下「ＦＵ
ローラ」と略記する）は、上ＦＵローラ２２ａは下ＦＵ
ローラ２２bに対して従動であり、下ＦＵローラ２２bは
導電性ゴム部材で作成され芯金を介してＧＮＤに接続し
てある。

【００１２】図４に示すように、本構成においては記録
材である記録紙Ｐが通紙されることにより、下ＦＵロー
ラ２２ｂとフィルム１２が記録紙Ｐによってつながり、
フィルムプライマー層１２２からＧＮＤに向けてマイナ
スの電荷が流れることで、記録紙Ｐの裏面からフィルム
トップ層１２３において電圧降下が起こり、トナーＴを
記録紙Ｐ側に引き付ける電界を積極的に発生させ、尾引
きを防止している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
絶縁性の加圧ローラＣは、図１４、図１５に示すよう
に、フィルム１２と記録紙Ｐとの摺擦や、記録紙Ｐ上に
残留した転写電荷や、フィルムバイアスが流れる影響な
どにより帯電する。そして加圧ローラＣが絶縁性のため
帯電の変動幅が大きく不安定であり、特に、低湿環境下
などで連続プリントを行うと、枚数にして５０枚前後で
−２ｋＶ〜−３ｋＶのように大きくマイナスに帯電する
（図１３）。

【００１４】こうした加圧ローラＣ表面が記録紙Ｐに重
なった場合は、図１５に示すように記録紙Ｐ上のマイナ
ストナーＴが加圧ローラＣのマイナス帯電により反発し
てしまい、つまり、トナーＴを紙に引き付ける電界を打
ち消す方向の電界を形成してしまう。そのため特に定着
性にとって厳しい条件下で、このトナーＴが定着フィル
ム１２に付着してしまうオフセットによる定着不良や定
着フィルム１２に付着したトナーＴが再び記録紙Ｐに付
着してしまう画像不良を引き起こしやすい。特に低温環
境など定着性の悪い環境において、オフセットの結果と
しての画像不良が顕在化してしまうことがあった。

【００１５】このような現象は、記録紙Ｐ先端がＦＵロ
ーラ２２に達するまでにニップＮを通過した領域におい
て、つまり紙の先端定着不良として発生しやすい。なぜ
ならこの領域では、フィルムバイアスが記録紙Ｐ中を伝
わってＦＵローラ２２へ流れないため、トナーＴが紙上
に電気的に保持される力が弱く紙上のマイナストナーＴ
が加圧ローラのマイナス帯電により反発してしまうから
である。

【００１６】従って、本発明の目的は、定着装置に設け
られた加圧部材である加圧ローラの表面電位を安定さ
せ、オフセット等の画像不良を防止し、又、ＦＵローラ
を用いたフィルムバイアス構成の弊害である先端定着不
良を回避でき、更に、耐久性がありオフセット及び尾引
き防止効果が持続する加熱定着装置及び該加熱定着装置
を備えた画像形成装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
加熱定着装置及び画像形成装置にて達成される。要約す
れば、第１の本発明は、所定の静電的極性を有するトナ
ーにより未定着トナー像が形成された記録材を挟持搬送
するニップを形成する一対の回転体を有し、前記一対の
回転体のうち前記記録材のトナー像形成面側の回転体が
前記記録材上の前記未定着トナー像を加熱定着処理する
加熱手段を内包する加熱部材であり、他方の前記記録材
の前記未定着トナー像形成面の裏面側の回転体が前記記
録材を前記加熱部材に圧接させる加圧部材である加熱定
着装置において、前記加圧部材が、最表層に絶縁性の絶
縁表層、その下に導電性の導電層、更にその下に絶縁性
の絶縁内層を有することを特徴とする加熱定着装置を提
供する。

【００１８】第２の本発明は、画像情報をもとに、記録
材上に所定の静電的極性を有するトナーにより未定着ト
ナー像を形成する画像形成装置で、該未定着トナー像が
形成された前記記録材を定着処理する加熱定着装置を備
え、前記加熱定着装置は、前記記録材を挟持搬送するニ
ップを形成する一対の回転体を有し、前記一対の回転体
のうち前記記録材のトナー像形成面側の回転体が前記記
録材上の前記未定着トナー像を加熱定着処理する加熱手
段を内包する加熱部材であり、他方の前記記録紙のトナ
ー像形成面の裏面側の回転体が前記記録材を前記加熱部
材に圧接させる加圧部材である画像形成装置において、
前記加圧部材が、最表層に絶縁性の絶縁表層、その下に
導電性の導電層、更にその下に絶縁性の絶縁内層を有す
ることを特徴とする画像形成装置を提供する。

【００１９】第１、第２の本発明の一実施態様による
と、前記加圧部材は、金属製芯金の周囲に前記絶縁内層
として絶縁ゴム層と、前記絶縁表層としてフッ素樹脂層
と、該絶縁表層と前記絶縁内層との間に前記導電層と、
を有した加圧ローラである。

【００２０】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記加圧部材は、金属製芯金の周囲に前記絶縁内層
として絶縁ゴム層と、前記絶縁表層として最表層である
フッ素樹脂層とその直下の絶縁性の層との２層と、該絶
縁表層と前記絶縁内層との間に前記導電層と、を有した
加圧ローラである。

【００２１】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記導電層の厚さが１．０μｍ以上３００μｍ以下
で、体積抵抗が０．１Ωｃｍ以上１０⁶Ωｃｍ以下であ
り、又、前記絶縁表層の厚さが１．０μｍ以上１０００
μｍ以下である。

【００２２】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記加圧部材の軸方向両端部から軸方向０．１ｍｍ
〜１０ｍｍの長さの領域は前記導電層を設けず、更に、
前記導電層の軸方向領域の幅は最大通紙サイズの印字可
能領域より広いことが好ましい。

【００２３】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記加圧部材の軸方向両端側面部に取り付けた絶縁
部材によって前記導電層を絶縁する。

【００２４】第１の本発明の他の実施態様によると、搬
送する前記記録材が前記一対の回転体の間を通過中に接
触する導電接触部材が近傍に備えられ、前記加熱部材と
前記導電接触部材間に前記トナー像を前記記録材上に引
き付ける方向にバイアスを印加する。

【００２５】第２の本発明の他の実施態様によると、搬
送する前記記録材が前記加熱定着装置である一対の回転
体の間を通過中に接触する導電接触部材を、前記一対の
回転体の近傍に備え、前記加熱部材と前記導電接触部材
間に前記トナー像を前記記録材上に引き付ける方向にバ
イアスを印加する。

【００２６】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記導電接触部材は前記記録材の搬送ローラを兼ね
ることが可能であり、前記加熱部材はエンドレスフィル
ムであることが可能である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る加熱定着装置
及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２８】実施例１ 図１は、本発明が具体化される画像形成装置の一例であ
る、現像剤として負極性のトナーを用いた反転現像方式
の電子写真画像形成装置の概略構成図である。給紙カセ
ット１から記録材Ｐである記録紙が給紙され、搬送途中
に設けられたトップセンサー２で紙の先端が認識され、
これに同期して像担持体としての感光体ドラム５上に画
像が形成される。

【００２９】感光体ドラム５上には、帯電ローラ４によ
って一様な帯電がなされる。この後レーザー光学系３か
らの光Ｌによって、記録紙Ｐの搬送に同期して、感光体
ドラム５上に潜像が形成され、これが現像器６でマイナ
ス極性のトナーを選択的に付着させることで、顕像とな
る。感光体ドラム５上のトナー像は、記録紙Ｐを介して
転写ローラ９からトナーと逆の極性のプラス電圧を印加
することで、記録紙Ｐ上に転写される。

【００３０】記録紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着
装置８において、熱と圧力をかけられることで記録紙Ｐ
上に固着される。次いで記録紙Ｐは搬送ローラ２２ａ、
２２ｂによって搬送され、装置上面のトレイ７０上に積
載される。

【００３１】感光体ドラム５上に残ったトナーと紙粉
は、クリーナー７によって除去される。

【００３２】本発明に係る加熱定着装置の効果を説明す
るに当たって、本実施例において、図２の加熱部材１２
と加圧部材Ａで構成される一対の回転体である加熱定着
装置８を用いることにする。この方式は、ポリイミドの
ような耐熱性樹脂で形成された加熱部材となる円筒状の
フィルム１２を介して、内側から加熱手段となるセラミ
ックヒータ１７で加熱を行うようにするものであり、ま
た、尾引きとオフセット防止のために、記録材の加熱定
着装置８を通過した直後に達する位置に備えられた、搬
送ローラを兼ねた導電接触部材としてのＦＵローラ２２
ａ、２２ｂと、定着フィルム１２内の導電プライマー層
１２２と、を有する、フィルムバイアスを用いた加熱定
着装置とされる。本実施例の加熱定着装置８は従来の加
熱定着装置の加圧部材となる加圧ローラＣを加圧ローラ
Ａに置き換えた以外は従来の技術で図２〜図４を用いて
説明したものと同じ構成であり、加熱定着装置の動作に
ついての詳細な説明は省略する。

【００３３】本実施例において、加熱部材である定着フ
ィルム１２は、５０μｍのポリイミドで作成されたベー
ス層１２１と、その上に形成された５μｍの導電性のプ
ライマー層１２２と、このプライマー層１２２の上に形
成された１０μｍの離型層１２３との３層構造であり、
フィルム１２片側端部から３ｍｍの領域は離型層１２３
を塗付せずプライマー層１２２が露出している。このプ
ライマー露出部分は通常、定着ローラ１２の軸方向片端
部より軸方向に２．５ｍｍ〜８．０ｍｍ程度の幅ｈを有
し、最大通紙サイズの印字可能領域である画像形成領域
に達しないようにされる。このプライマー１２２露出部
に尾引き対策として、従来例で説明したようにフィルム
バイアスを印加している。

【００３４】また、導電接触部材として、加熱定着装置
８の近辺に備えられ、記録材である記録紙Ｐを加熱定着
装置８を通過した部分から受け入れて排紙口へと挟持搬
送する図２、図４に示されている対向する２つのローラ
体であるフェイスアップ排紙ローラ、即ち、ＦＵローラ
２２ａ、２２ｂは、上ＦＵローラ２２ａが下ＦＵローラ
２２ｂに対して従動であり、下ＦＵローラ２２ｂは導電
性ゴム部材で作成され芯金を介してＧＮＤに接続してあ
る。

【００３５】本構成においては、図４に示されるよう
に、記録紙Ｐが通紙されることにより下ＦＵローラ２２
ｂとフィルム１２が記録紙Ｐによってつながり、フィル
ムプライマー層１２２からＧＮＤに向けてマイナスの電
荷が流れることで、記録紙Ｐ裏からフィルムトップ層１
２３においてトナーＴを記録紙Ｐ側に引き付ける電界を
積極的に発生させ、尾引きを防止している。これも従来
例と同様である。

【００３６】従来例に述べたように一般に絶縁性の加圧
ローラは、帯電しやすく、帯電の変動幅が大きく不安定
である。特にひどい時には、−２ｋＶ〜−３ｋＶのよう
に大きくマイナスに帯電する（図１３）。こうした加圧
ローラ表面が記録紙Ｐに重なった場合は、記録紙Ｐ上の
マイナストナーが加圧ローラのマイナス帯電により反発
してしまい先端定着不良などの画像不良を引き起こしや
すい（図１５）。

【００３７】そこで、本実施例の加熱定着装置８では、
最表層とゴム層の間に導電層を設けたことを特徴とする
加圧ローラＡを用いた。図５は加圧ローラＡの断面図で
ある。図５に示したように、金属製の外径１３ｍｍの芯
金１４の表面を、シリコーンゴム等の耐熱性ゴムで作製
された絶縁内層となる絶縁性の厚さ３．５ｍｍの絶縁ゴ
ム層１０１で覆い、その上層にカーボンフィラーを分散
させた体積抵抗が１０ ⁵Ωｃｍである導電性のフッ素ゴ
ムラテックスの導電層１０２を厚さ４０μｍで覆い、更
にその上層に絶縁表層となる絶縁性のフッ素樹脂で作成
された厚さ１０μｍの離型層１０３で覆っている。

【００３８】つまり、加圧ローラＡは、最表層に絶縁性
の絶縁表層１０３、その下に導電性の導電層１０２、更
にその下に絶縁性の絶縁内層１０１を有する構成であ
る。そして、通常、導電層は１．０μｍ〜３００μｍの
厚さで、絶縁表層は１．０μｍ〜１０００μｍの厚さを
有するように、それぞれ加圧ローラの芯金１４上の絶縁
ゴムである絶縁内層１０１の上層にチューブ又はコート
により設けられる。

【００３９】また、図６に本実施例の加圧ローラＡの両
端部の一方を示す。加圧ローラＡは、軸方向両端側面
に、絶縁性のフッ素ゴムラテックス１０４を２０μｍ貼
り付けるかコートして、両端側面で導電層１０２が露見
して、ローラ端部に装着される導電ゴム輪２８やフィル
ム１２、更には、定着装置のフレーム（不図示）などの
外部とショートすることを防止している。

【００４０】加圧ローラＡの絶縁表層１０３の下層に導
電層１０２を設けたことで、図５、図７のように、摩擦
や定着フィルム１２のバイアスによって絶縁表層１０３
上に生じたマイナス静電荷は、帯電せずに導電層１０２
に放電される。よって、加圧ローラＡの表面には、マイ
ナス電荷が帯電することがなく、且つ、フィルムバイア
ス方式が有効に働くため、トナーＴを記録紙Ｐから引き
剥がす方向には電荷が動かない。従って、トナーＴの尾
引きやオフセットは防止でき、画像不良のない良好な定
着ができる。

【００４１】本実施例の構成で、加圧ローラＡを用いた
場合、及び従来の加圧ローラＣを用いた場合のそれぞれ
の通紙枚数と表面電位の推移を図１３に示した。従来の
絶縁性の加圧ローラＣでは、連続５０枚程度のプリント
で、−２ｋＶ〜−３ｋＶまで電位が上昇し、又、途中に
加圧ローラＣの表面電位が所々高くなったり低くなった
りして電位が不安定に変動した。しかし本発明の加圧ロ
ーラＡでは、ほぼ一様に帯電電位が−５０Ｖのところで
安定している。以上のことにより、導電性のフッ素ゴム
ラテックス層１０２を設けることで通紙中の加圧ローラ
Ａの表面電位が安定することが証明された。

【００４２】また、表１は、本実施例において実際に本
発明の加圧ローラＡを用いた定着構成と、従来の導電層
を持たない加圧ローラＣを用いた構成の、定着器の先端
オフセットと尾引きのレベルを比較したものである。な
お加圧ローラＡ、Ｃはローラ硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃ型硬
度計５００ｇｆ荷重で５０°のものを用いた。

【００４３】

【表１】

【００４４】この結果から本発明の加圧ローラＡがオフ
セットと尾引きの防止を良いレベルで両立していること
が判る。また本発明では導電層１０２の体積抵抗が１０
⁵Ωｃｍのものを用いたが、体積抵抗は０．１Ωｃｍ〜
１０⁶Ωｃｍであれば、同様な効果が得られる。

【００４５】実施例２ 本実施例の加熱定着装置の基本構成は加圧ローラを除き
実施例１に全く同じである。本実施例で用いる加圧ロー
ラＢは、図８に示すように金属製の芯金１４の上層の耐
熱性のシリコーンゴムで作製された厚さ３．５ｍｍの絶
縁内層である絶縁ゴム層２０１の上に体積抵抗が４．０
Ωｃｍの導電層の導電性のフッ素ゴムラテックス層２０
２を２０μｍ、その上に絶縁表層としての絶縁性のフッ
素ゴムラテックス層２０３ａを１５μｍ設け、更にもう
１つの絶縁表層として、その上に実施例１と同じフッ素
樹脂の離型層２０３ｂを１０μｍの厚さで覆ったもので
ある。

【００４６】つまり、加圧部材である加圧ローラＢは、
金属製芯金１４の周囲に絶縁内層として絶縁ゴム層２０
１と、絶縁表層としてフッ素樹脂層２０３ｂと及びその
直下の絶縁性フッ素ゴムラテックス層２０３ａの２層
と、絶縁内層２０１との間に導電層２０２と、を有した
加圧ローラである。そして、通常、導電層２０２の厚さ
は１．０μｍ〜３００μｍ、絶縁表層の厚さは離型層の
フッ素樹脂層２０３ｂが数μｍ〜１００μｍ、その直下
のフッ素ゴムラテックス層２０３ａが１０μｍ〜１００
μｍで、２層２０３ａ、２０３ｂの厚さの合計である絶
縁表層としては、通常、数十μｍ〜１５０μｍ程度であ
るが、１．０μｍ〜１０００μｍの範囲内であればよ
い。

【００４７】このように、導電フッ素ゴムラテックス層
２０２の表層に絶縁表層２０３ａ、２０３ｂを２層設け
た加圧ローラＢを用いると、実施例１に記載した、加圧
ローラＡを用いた加熱定着装置と同様のオフセット防止
効果以外に、次のような効果がある。

【００４８】実施例１では耐久が進むにつれ、最表面の
フッ素樹脂層１０１が削れ導電層１０２が露出し、フィ
ルム１２のプライマー層１２２に接触してしまうこと
で、プライマー層１２２に流れた電荷が伝導してしま
い、尾引き対策の効果を損なうことがあった。また導電
層１０２は導電プライマー粒子などを含むため、表面が
荒れやすく、製法上滑らかな表面を得ることが難しいた
め、紙粉等が発生しやすい紙を通すと紙粉やトナーが加
熱定着装置８内に溜まりやすく、加圧ローラの汚れが発
生した。しかし、加圧ローラＢのように導電フッ素ゴム
ラテックス層２０２の上層に更に絶縁表層として絶縁フ
ッ素ゴムラテックス層２０３ａと絶縁離型層２０３ｂの
二重に絶縁表層を設けたものを用いることで、導電層２
０２が露出することが起こりにくくなり、尾引き及びオ
フセットに効果があり且つ耐久性、及び表面性に優れた
加圧ローラを有する定着装置を得ることができる。

【００４９】又、図９に示したように本実施例２の加圧
ローラＢの軸方向両端５ｍｍの領域αには導電層２０２
である導電性のフッ素ゴムラテックスを塗付していな
い。

【００５０】すなわち、導電層２０２塗付領域である領
域β内における断面は、図８で上述に説明した基層とな
るシリコーンゴムの絶縁ゴム層２０１の上に導電フッ素
ゴムラテックス層２０２、更にその上に絶縁性のフッ素
ゴムラテックス層２０３ａ及びフッ素樹脂離型層２０３
ｂの２層が配置されている。一方、導電性フッ素ゴムラ
テックス２０２層非塗付領域α内における断面は図１０
のようにゴム層２０１の上に絶縁フッ素ゴムラテックス
層２０３ａ及びフッ素樹脂離型層２０３ｂが配置されて
いる。つまり、導電層２０２の非塗装領域αである加圧
ローラＢ軸方向両端部分で、絶縁内層２０１と、２層の
絶縁表層２０３ａ、２０３ｂと、の間がしっかりと接着
されている状態になっている。よって、加圧ローラＢに
おいて導電層２０２は両端部分で完全に絶縁されてい
る。

【００５１】このような構成にすることで、加圧ローラ
Ｂの軸方向端部両側面が完全に絶縁部材で覆われるため
導電層２０２軸方向の両端においての外部とのショート
を完全に防止できる。

【００５２】図９に示すこの絶縁方法によって、図６に
示す実施例１の絶縁方法のように外部から絶縁部材であ
る絶縁フッ素ゴムラテックス１０４を両側面にコートし
たり貼り付けたりすることをせず、単に導電フッ素ゴム
ラテックス層２０２を両端部分に塗付しなければよいの
で、又は、導電フッ素ゴムラテックス層２０２がチュー
ブの場合は予め両端部分で切断しておけばいいので、製
造時の工程を増やすことなく製造できる。従って、より
低コストな絶縁方法である。

【００５３】ここで、加圧ローラＢの導電層２０２が塗
付された領域βは最大通紙サイズの印字可能領域より広
くなければならず、よって、通常、導電層２０２の非塗
装領域αは、加圧ローラＢ軸方向の幅で、両端から０．
１ｍｍ〜１０ｍｍの領域である。

【００５４】又、この加圧ローラＢの軸方向両端部に導
電層を設けない絶縁方法は、実施例１の加圧ローラＡの
ように、一層の絶縁表層の下層に導電層、その下層に絶
縁内層を有する構成の加圧ローラにも適用できる。同
様、実施例１の加圧ローラ軸方向両端部に絶縁部材１０
４を設ける絶縁方法も、本実施例２の加圧ローラＢのよ
うに絶縁表層を２層設ける加圧ローラにも適用できる。

【００５５】又、α領域である加圧ローラＢ両端５ｍｍ
の部分を除いた領域β、つまり印字部の下にくる加圧ロ
ーラＢ表面２０３の電位は常に安定している。図１３の
グラフに示すように、加圧ローラＢの表面電位は実施例
１の加圧ローラＡと同じで通紙中は常に−５０V付近に
安定であった。

【００５６】また、表２に本発明に従った加圧ローラＢ
と加圧ローラＡ、及び従来例の加圧ローラＣの記録紙先
端のオフセット及び尾引きを比較した結果を示す。なお
ここにあげた加圧ローラＡ、Ｂ、Ｃはいずれもローラ硬
度をＡｓｋｅｒ−Ｃ型硬度型５００ｇｆ荷重で５０°の
ものを用いた。

【００５７】

【表２】

【００５８】このようにオフセットと尾引きに対する効
果も実施例１で説明した加圧ローラＡと全く同じであっ
た。ただし２０万枚通紙耐久を行った時点で比較した結
果、加圧ローラＡでは尾引きに対する効果が低下したの
に対して、本実施例２の加圧ローラＢでは耐久初期と変
わらない良好なレベルであった。また本実施例では導電
層２０２の体積抵抗が４．０Ωｃｍのものを用いたが、
導電層２０２の体積抵抗は０．１Ωｃｍ〜１０⁶Ωｃｍ
のものであれば効果があった。

【００５９】以上、実施例１、２に記載したように、加
圧ローラの絶縁性である絶縁表層と、基層ゴム層である
絶縁内層との間に導電性の導電層を挟むことによって、
加圧ローラの帯電を防ぎ、それによって尾引き及びオフ
セットを防止して画像形成を良好にすることができる。
更に絶縁表層を二重にすることによって、加圧ローラの
耐久性を強化でき、２０万枚の通紙後にも尾引き防止性
を維持した。

【００６０】このような、実施例１の加圧ローラＡ、実
施例２の加圧ローラＢを用いて説明した本発明と同様な
効果は、厚さ１．０μｍ以上３００μｍ以下の導電層を
絶縁内層と絶縁表層との間に設ける方法のみによるもの
ではなく、金属製芯金１４上の、加圧ローラＡ、Ｂでは
絶縁内層としていた基層ゴム層１０１、２０１を導電性
にして、その上にフッ素樹脂とフッ素ゴムラテックスで
構成された絶縁表層を設けた、導電性基礎ゴム層と絶縁
表層のみの構成でも得ることが可能である。しかし、一
般に導電性を付与させたゴム材料は絶縁性のものよりも
高価であり、また基層ゴムを導電層にした場合は加圧ロ
ーラ両端にて絶縁の必要な導電部分が大きいため外部と
の絶縁が困難であり、絶縁のための加工がコストアップ
の要因になる。

【００６１】しかし本発明である実施例１の加圧ローラ
Ａ及び実施例２の加圧ローラＢの構成では導電層１０
２、２０２がいずれも数十μｍのオーダーであるため、
材料のコストアップ分が少ないだけでなく、加圧ローラ
両端の絶縁が本発明で紹介したように単純かつ容易にす
む。

【００６２】又、本実施例においては搬送ローラ対２２
ａ、２２ｂが導電接触部材をかねたが、図１１のように
定着ニップ付近に導電性のリブ６０を設けそれを接地さ
せたものであっても同様の効果を発揮し、また、実施例
としてあげた構成はいずれも加圧ローラ芯金１４を介し
てフィルムバイアスをかけた構成であるが、例えば加圧
ローラ芯金１４を介さずして直接フィルムプライマー１
２２にフィルムバイアスを給電する構成、或いは図１２
のように加圧ローラの芯金１４を抵抗６１を介してＧＮ
Ｄに落とすなど積極的にフィルムバイアスをかけない構
成においても本発明の加圧ローラを用いることで加圧ロ
ーラの帯電を抑制でき、安定した加圧ローラ電位にでき
るため、同様に尾引き及びオフセットの発生などを防止
できることも言うまでもない。

【００６３】又、ここにあげた本発明の実施例１及び実
施例２は、いずれもフィルム加熱方式の加熱定着装置の
フィルムとして絶縁層１２１の上に導電性のプライマー
層１２２更にその上に離型層１２３を有する３層構造の
定着フィルム１２を用いて示したが、プライマー層１２
２を有さない２層フィルムのものでも同様の効果がある
ことは言うまでもない。

【００６４】又、フィルム加熱方式の加熱定着装置の代
わりに定着ローラ方式のものでも同様の効果があること
も言うまでもない。

【００６５】又、トナーとして負極性のものを例にあげ
たが、正極性のものを用いた場合は本発明の加熱定着装
置のそれぞれのバイアス及び電位の極性を反転させれば
同様に効果があることも言うまでもない。

【００６６】又、加圧ローラＡ、Ｂの導電層１０２、２
０２、として、絶縁表層であるフッ素樹脂１０３、２０
３ａ、２０３ｂの下層のフッ素ゴムラテックスを導電性
にした１層の導電層を例示して説明したが、導電層の材
質や重ねる層の数に関しては、それに限らず、例えば、
フッ素ゴム層を導電性にして導電層としたり、導電層を
複数層とすることも可能である。

【００６７】又、絶縁表層１０３、２０３ａ、２０３
ｂ、導電層１０２、２０２はフッ素樹脂、フッ素ゴムラ
テックスのコート、チューブどちらであってもよいこと
は言うまでもない。

【００６８】又、加圧部材として加圧ローラの代わりに
加圧ベルトを用いた構成でも同様であることも言うまで
もない。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の加熱定着
装置及び画像形成装置は、加熱定着装置が、所定の静電
的極性を有するトナーにより未定着トナー像が形成され
た記録材を挟持搬送するニップを形成する一対の回転体
を有し、該一対の回転体のうち記録材のトナー像形成面
側の回転体が記録材上の未定着トナー像を加熱定着処理
する加熱手段を内包する加熱部材であり、他方の記録材
の未定着トナー像形成面の裏面側の回転体が記録材を加
熱部材に圧接させる加圧部材であるり、更に、加圧部材
が、最表層に絶縁性の絶縁表層、その下に導電性の導電
層、更にその下に絶縁性の絶縁内層を有する構成とされ
るので、 （１）加圧ローラ等とされる加熱部材の表面の電荷を安
定化することができ、このことにより加圧部材の帯電に
ともなう画像オフセットを防止できる。 （２）また、絶縁表層を二重に設けることで、耐久性及
び表面性に優れた加圧部材を提供でき、尾引き防止効果
を長く維持できる。 （３）加圧部材の離型層である絶縁表層と基層ゴム層と
しての絶縁ゴム層である絶縁内層の間に１．０μｍ〜３
００μｍの導電層を設ける３層構造にすることによっ
て、基層ゴム層を導電層にするよりもコストアップの少
ない導電層を作ることができる。 （４）更に、加圧部材の軸方向両端部から軸方向０．１
ｍｍ〜１０ｍｍの長さの領域は前記導電層を設けないこ
とによって、コストアップが少なく容易な端部の絶縁シ
ールドが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成図である。

【図２】本発明の加熱定着装置の一実施例の概略構成を
示す断面図である。

【図３】本発明の加熱定着装置の一実施例の概略構成を
示す斜視図である。

【図４】加熱定着装置のフィルムバイアス方式を説明す
る概略構成の断面図である。

【図５】本発明の実施例１の加圧ローラの断面図であ
る。

【図６】本発明の実施例１の加圧ローラの断面図であ
る。

【図７】本発明の加熱定着装置の記録紙上のトナーの挙
動を説明する断面図である。

【図８】本発明の実施例２の加圧ローラの断面図であ
る。

【図９】本発明の実施例２の加圧ローラの正面図（図９
（ａ））と断面図（図９（ｂ））である。

【図１０】実施例２の加圧ローラの導電層非塗装領域α
における断面図である。

【図１１】導電接触部材としてのリブを用いた場合の加
熱定着装置の概略構成図である。

【図１２】積極的にバイアスを印加しない加熱定着装置
の例を示した縦断面図である。

【図１３】本発明の第１の実施例に係る加圧ローラと絶
縁ローラの通紙時の表面電位を示したグラフである。

【図１４】従来の加熱定着装置の加圧ローラの断面図で
ある。

【図１５】従来の電流経路生成時の加圧ローラの帯電の
様子を示した断面図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ、Ｃ 加圧ローラ（加圧部材） ８ 加熱定着装置 １２ 定着フィルム（加熱部材） １４ 加圧ローラ芯金 １７ セラミックヒータ（加熱手段） ２２ａ、２２ｂ ＦＵローラ（導電接触部材） ２４ 高圧電源 ２８ 導電ゴム輪 １０１、２０１ 加圧ローラ基層ゴム層（絶縁内
層） １０２、２０２ 加圧ローラ導電層 １０３、２０３ 加圧ローラ絶縁表層 １０４ 絶縁部材 １２１ 定着フィルム離型層 １２２ 定着フィルムプライマー層 α 導電層非塗装領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 温敏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 奥田 幸一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA09 BA10 BA13 BB18 BB29 BB30 BE03 3J103 AA02 BA03 FA07 GA57 GA58 HA04 HA20

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の静電的極性を有するトナーにより
   未定着トナー像が形成された記録材を挟持搬送するニッ
   プを形成する一対の回転体を有し、前記一対の回転体の
   うち前記記録材のトナー像形成面側の回転体が前記記録
   材上の前記未定着トナー像を加熱定着処理する加熱手段
   を内包する加熱部材であり、他方の前記記録材のトナー
   像形成面の裏面側の回転体が前記記録材を前記加熱部材
   に圧接させる加圧部材である加熱定着装置において、 前記加圧部材が、最表層に絶縁性の絶縁表層、その下に
   導電性の導電層、更にその下に絶縁性の絶縁内層を有す
   ることを特徴とする加熱定着装置。
2. 【請求項２】 前記加圧部材は、金属製芯金の周囲に前
   記絶縁内層として絶縁ゴム層と、前記絶縁表層としてフ
   ッ素樹脂層と、該絶縁表層と前記絶縁内層との間に前記
   導電層と、を有した加圧ローラであることを特徴とする
   請求項１の加熱定着装置。
3. 【請求項３】 前記加圧部材は、金属製芯金の周囲に前
   記絶縁内層として絶縁ゴム層と、前記絶縁表層として最
   表層であるフッ素樹脂層とその直下の絶縁性の層との２
   層と、該絶縁表層と前記絶縁内層との間に前記導電層
   と、を有した加圧ローラであることを特徴とする請求項
   １の加熱定着装置。
4. 【請求項４】 前記導電層は、厚さが１．０μｍ以上３
   ００μｍ以下であり、体積抵抗が０．１Ωｃｍ以上１０
   ⁶Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかの項に記載の加熱定着装置。
5. 【請求項５】 前記絶縁表層の厚さが１．０μｍ以上１
   ０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４の
   いずれかの項に記載の加熱定着装置。
6. 【請求項６】 前記加圧部材の軸方向両端部から軸方向
   ０．１ｍｍ〜１０ｍｍの長さの領域は前記導電層を設け
   ないことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記
   載の加熱定着装置。
7. 【請求項７】 前記導電層の軸方向領域の幅は最大通紙
   サイズの印字可能領域より広いことを特徴とする請求項
   ６に記載の加熱定着装置。
8. 【請求項８】 前記加圧部材の軸方向両端側面部に取り
   付けた絶縁部材で前記導電層を絶縁したことを特徴とす
   る請求項１〜７のいずれかの項に記載の加熱定着装置。
9. 【請求項９】 搬送する前記記録材が前記一対の回転体
   の間を通過中に接触する導電接触部材が前記一対の回転
   体の近傍に備えられ、前記加熱部材と前記導電接触部材
   間に前記トナー像を前記記録材上に引き付ける方向にバ
   イアスを印加することを特徴とする１〜８のいずれかの
   項に記載の加熱定着装置。
10. 【請求項１０】 前記導電接触部材は前記記録材の搬送
    ローラを兼ねることを特徴とする請求項９の加熱定着装
    置。
11. 【請求項１１】 前記加熱部材はエンドレスフィルムで
    あることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に
    記載の加熱定着装置。
12. 【請求項１２】 画像情報をもとに、記録材上に所定の
    静電的極性を有するトナーにより未定着トナー像を形成
    する画像形成装置で、該未定着トナー像が形成された前
    記記録材を定着処理する加熱定着装置を備え、前記加熱
    定着装置は、前記記録材を挟持搬送するニップを形成す
    る一対の回転体を有し、前記一対の回転体のうち前記記
    録材のトナー像形成面側の回転体が前記記録材上の前記
    未定着トナー像を加熱定着処理する加熱手段を内包する
    加熱部材であり、他方の前記記録紙のトナー像形成面の
    裏面側の回転体が前記記録材を前記加熱部材に圧接させ
    る加圧部材である画像形成装置において、 前記加圧部材が、最表層に絶縁性の絶縁表層、その下に
    導電性の導電層、更にその下に絶縁性の絶縁内層を有す
    ることを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記加圧部材は、金属製芯金の周囲に
    前記絶縁内層として絶縁ゴム層と、前記絶縁表層として
    フッ素樹脂層と、該絶縁表層と前記絶縁内層との間に前
    記導電層と、を有した加圧ローラであることを特徴とす
    る請求項１２の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記加圧部材は、金属製芯金の周囲に
    前記絶縁内層として絶縁ゴム層と、前記絶縁表層として
    最表層であるフッ素樹脂層とその直下の絶縁性の層との
    ２層と、該絶縁表層と前記絶縁内層との間に前記導電層
    と、を有した加圧ローラであることを特徴とする請求項
    １２の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 前記導電層は、厚さが１．０μｍ以上
    ３００μｍ以下であり、体積抵抗が０．１Ωｃｍ以上１
    ０⁶Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１２〜１
    ４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
16. 【請求項１６】 前記絶縁表層の厚さが１．０μｍ以上
    １０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１２〜
    １５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
17. 【請求項１７】 前記加圧部材の軸方向両端部から軸方
    向０．１ｍｍ〜１０ｍｍの長さの領域は前記導電層を設
    けないことを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかの
    項に記載の画像形成装置。
18. 【請求項１８】 前記導電層の軸方向領域の幅は最大通
    紙サイズの印字可能領域より広いことを特徴とする請求
    項１７の画像形成装置。
19. 【請求項１９】 前記加圧部材の軸方向両端側面部に取
    り付けた絶縁部材によって前記導電層を絶縁したことを
    特徴とする請求項１２〜１８のいずれかの項に記載の画
    像形成装置。
20. 【請求項２０】 搬送する前記記録材が前記加熱定着装
    置である一対の回転体の間を通過中に接触する導電接触
    部材を、前記一対の回転体の近傍に備え、前記加熱部材
    と前記導電接触部材間に前記トナー像を前記記録材上に
    引き付ける方向にバイアスを印加することを特徴とする
    １２〜１９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
21. 【請求項２１】 前記導電接触部材は前記記録材の搬送
    ローラを兼ねることを特徴とする請求項２０の画像形成
    装置。
22. 【請求項２２】 前記加熱部材はエンドレスフィルムで
    あることを特徴とする請求項１２〜２１のいずれかの項
    に記載の画像形成装置。