JP2003043847A - 定着装置及びそれに使用する分離爪 - Google Patents

定着装置及びそれに使用する分離爪

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JP2003043847A
JP2003043847A JP2001234415A JP2001234415A JP2003043847A JP 2003043847 A JP2003043847 A JP 2003043847A JP 2001234415 A JP2001234415 A JP 2001234415A JP 2001234415 A JP2001234415 A JP 2001234415A JP 2003043847 A JP2003043847 A JP 2003043847A
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Japan
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ptfe
fixing device
pfa
hardness
mixed
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JP2001234415A
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English (en)
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Tetsuro Ito
哲朗 伊藤
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱回転体と分離爪を備えた定着装置におい
て、分離爪が加熱回転体の表面を傷つけて記録画像の品
質を低下させることがない定着装置、及び定着装置に使
用する分離爪を提供する。 【解決手段】 加熱回転体11は、芯金11aの上に弾
性材層11bを介してパーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体(PFA)の被覆層11cを形成する。硬
度はショアー硬度64程度である。分離爪12はPFA
を基材12aとし、ポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)のパウダー12bを混入した複合材で作成する。
複合材料の硬度はPTFEのパウダーの混入率により変
動し、混入率が高いほど硬度が低下するから、混入率を
調整して加熱回転体11の被覆層11cの硬度よりもシ
ョアー硬度2程度低い材料で分離爪12を作成する。分
離爪が加熱回転体よりも軟らかく、加熱回転体表面を傷
つけるおそれがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、プリンタ、複写
機等の定着装置、及びそれに使用する分離爪に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】プリンタ、複写機等、電子写真方式の画
像形成装置では、まず、感光体上に形成された画像潜像
をトナーで現像して顕像化する。次に、感光体上のトナ
ー像を記録媒体に転写し、トナー像が転写された記録媒
体を加熱ローラを備えた定着装置を通過させて定着処理
する工程を経て、画像の記録が完了する。
【0003】定着装置は、一般的には、所定の圧力で相
互に接触して回転する加熱ローラと加圧ローラを備え、
トナー像が表面に形成された記録媒体を加熱ローラと加
圧ローラとの接触面の間を通過させ、加熱ローラ、即ち
加熱回転体により記録媒体上のトナー像を溶融すると共
に溶融トナーを記録媒体に圧着して定着処理するように
構成されている。
【0004】この定着処理の工程では、溶融したトナー
により記録媒体が加熱回転体に付着してしまいジャムの
原因となるので、加熱回転体の表面に離型剤を塗布する
等の手段が講ぜられているほか、加熱回転体の表面に分
離爪を当接させておき、加熱回転体とその表面に付着し
た記録媒体との間に分離爪を進入させ、記録媒体を加熱
回転体から剥離するように構成されているものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の定着
装置では、加熱回転体は、アルミニウム合金等からなる
芯金の上に、ポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)、又はテトラフルオロエチレン・パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体(PFA)、或いはPTF
EとPFAとの混合樹脂を塗布し、更に焼成して被覆膜
を形成し、又はそれ等の材料からなるチューブを被覆し
て構成されている。
【0006】一方、分離爪は、ポリイミド、ポリアミド
イミド、PEEK等の300℃以上の耐熱性樹脂で基体
を構成し、この基体の上に加熱回転体の被覆膜と同じ材
料であるPTFE、PFA、或いはPTFEとPFAと
の混合樹脂からなる被覆膜が形成されている。
【0007】分離爪の基体を構成するポリイミド、ポリ
アミドイミド、PEEK等の耐熱性樹脂は、分離爪の表
面の被覆膜を構成するPTFE、PFA、或いはPTF
EとPFAとの混合樹脂よりも硬い。
【0008】加熱回転体に分離爪が接触した状態で加熱
回転体が長時間回転を続けると、加熱回転体の表面に被
覆膜或いは被覆チューブ等が存在し、且つ分離爪にも表
面に被覆膜が存在する間は、加熱回転体の表面被覆膜も
分離爪の表面被覆膜も少しづつ削れていく。
【0009】分離爪表面の被覆膜が削れて、分離爪の基
体が加熱回転体に直接接触すると、分離爪の基体を構成
するポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK等の樹脂
の硬度は、加熱回転体の表面被覆膜を構成するPTF
E、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂等の
硬度よりも硬いため、更に加速的に分離爪の基体が加熱
回転体の表面を削って傷をつけてしまい、この傷が定着
処理された記録画像の上に筋となって現れ、画像品質が
低下するという不都合があった。この発明は、上記課題
を解決することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するもので、請求項1の発明は、加熱回転体と、該加
熱回転体の表面に接触して配置された分離爪とを備え、
記録媒体上に形成された未定着のトナー像を前記加熱回
転体により加熱溶融して記録媒体に圧着する定着処理に
おいて加熱回転体に付着した記録媒体を前記分離爪によ
り引き剥がすように構成された定着装置において、前記
分離爪は、前記加熱回転体の表面被覆層よりも硬度の低
い材料で構成されていることを特徴とする定着装置であ
る。
【0011】そして、前記加熱回転体は、その表面被覆
層が、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと
言う)、又はテトラフルオロエチレン・パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体(以下、PFAと言
う)、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれか
の合成樹脂材料で形成され、前記分離爪は、PTFE、
PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれ
かの合成樹脂に粒状のPTFEを混合した合成樹脂複合
材料で形成されている。
【0012】また、前記分離爪の硬度は、前記加熱回転
体の表面被覆層の硬度よりもショアー硬度で2以上低く
するとよい。
【0013】さらに、前記分離爪は、PTFE、PF
A、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの
合成樹脂に、粒状のPTFEを20%以上混合した合成
樹脂複合材料で形成するとよい。
【0014】請求項5の発明は、定着装置に使用する分
離爪であって、PTFE、PFA、或いはPTFEとP
FAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂に、粒状のPT
FEを20%以上混合した合成樹脂複合材料で形成され
ていることを特徴とする定着装置に使用する分離爪であ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。以下の説明では、電子写真方式の画像形成装置
も、それに使用される定着装置も周知のものであるか
ら、それ等についての説明は省略し、定着装置の加熱回
転体と分離爪について説明する。
【0016】図1はこの発明の実施の形態の定着装置の
要部の構成を説明する断面図で、11は加熱回転体、1
2は分離爪、13は加熱回転体12に所定の圧力で圧接
している加圧回転体である。また、加熱回転体11の中
心部には加熱用のヒータ15が配置されている。なお、
符号Pは記録媒体を示す。
【0017】分離爪12はピン12pの回りに回転自在
に支持されており、図示しない定着装置のフレームに設
けたピン12tと分離爪12のフックとの間にはスプリ
ング12sが架設されている。この構成により、分離爪
12は、ピン12pの回りに回転し、分離爪12の先端
12cが、予め設定された所定の圧力で加熱回転体11
の表面に接触している。
【0018】加熱回転体11は、アルミニウム合金から
なる芯金11aの上に、シリコンゴム等の弾性材層11
bを介在させ、その上にパーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体(PFA)の被覆層11cが形成されて
いる。その硬度は、ショアー硬度64程度である。
【0019】なお、被覆層11cの材料としては、上記
合成樹脂(PFA)の他、テトラフルオロエチレン・ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリテト
ラフルオロエチレン(PTFE)、或いはPTFEとP
FAとの混合樹脂等も使用することができる。
【0020】一方、分離爪12は、図2にその構成の概
念を示したように、パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体(PFA)を基材12aとし、これにポリテ
トラフルオロエチレン(PTFE)のパウダー12bを
混入した複合材料を、分離爪の形状に射出成形して作成
する。なお、図2では、説明のためにPTFEのパウダ
ーの粒子を著しく拡大して示したが、実際は微小粒子で
ある。
【0021】なお、分離爪12の材料としては、基材1
2aとして上記合成樹脂(PFA)の他、テトラフルオ
ロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、或い
はPTFEとPFAとの混合樹脂等を使用し、これにポ
リテトラフルオロエチレン(PTFE)のパウダー12
bを混入した複合材料も使用することができる。
【0022】この複合材料の硬度は、PTFEのパウダ
ーの混入率により変動し、混入率が高くなるほど硬度が
低下する。図3は、PFAにPTFEのパウダーを混入
した場合の混入率とショアー硬度との関係を示す図で、
横軸にPTFEパウダーの混入率をとり、縦軸にショア
ー硬度をとっている。図から明らかなように、PTFE
パウダーの混入率20%ではショアー硬度61〜62、
混入率50%ではショアー硬度56〜57程度になるこ
とが分かる。
【0023】また、図4は、FEPにPTFEのパウダ
ーを混入した場合の混入率とショアー硬度との関係を示
す図で、横軸にPTFEパウダーの混入率をとり、縦軸
にショアー硬度をとっている。図から明らかなように、
混入率20%ではショアー硬度62、混入率50%では
ショアー硬度57〜58程度になることが分かる。
【0024】加熱回転体の表面被覆層11cの硬度はシ
ョアー硬度64程度であり、一方、分離爪12の硬度
は、図3或いは図4から明らかなように、PTFEのパ
ウダーを混入することによりショアー硬度64以下とな
ることから、分離爪が加熱回転体の表面を削るなど傷つ
けるおそれはない。
【0025】実験によれば、加熱回転体と分離爪との間
の硬度の差がショアー硬度で2以上、即ち分離爪の硬度
が加熱回転体の表面被覆層の硬度よりもショアー硬度で
2以上低いと、確実に分離爪により加熱回転体の表面を
傷つけるおそれがなくなり、良好な結果が得られた。
【0026】また、上記した加熱回転体と分離爪との間
のショアー硬度2以上の差を得るには、図3及び図4を
参照すると明らかなように、分離爪の基材を構成する材
料(PTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混
合樹脂のいずれかの合成樹脂)に、粒状のPTFEを2
0%以上混入すればよい。混入率を調整することで分離
爪の硬度を所望の値に調整することができる。
【0027】以上説明したこの発明の実施の形態は、加
熱回転体、即ち熱定着ローラと分離爪を使用する定着装
置に適用した例である。しかしながら、この発明はこの
ような構成の定着装置に適用されるばかりでなく、定着
ベルトと分離爪を使用する定着装置にも適用できること
は言うまでもない。
【0028】
【発明の効果】以上詳細に説明したとおり、この発明
は、加熱回転体と、加熱回転体の表面に接触して配置さ
れた分離爪とを備え、記録媒体上に形成された未定着の
トナー像を前記加熱回転体により加熱溶融して記録媒体
に圧着する定着処理において加熱回転体に付着した記録
媒体を分離爪により引き剥がすように構成された定着装
置において、分離爪を加熱回転体の表面被覆層よりも硬
度の低い材料で構成したものである。
【0029】これにより、分離爪の基体が加熱回転体に
直接接触すると加熱回転体の表面を削って傷をつけてし
まい、この傷が定着処理された記録画像の上に筋となっ
て現れるという不都合が発生するおそれがなくなり、定
着処理において画像品質を低下させることがない定着装
置、及び定着装置に使用する分離爪を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の定着装置の構成を説明
する断面図。
【図2】分離爪の構成の概念を説明する図。
【図3】PFAにPTFEのパウダーを混入した場合の
混入率とショアー硬度との関係を示す図。
【図4】FEPにPTFEのパウダーを混入した場合の
混入率とショアー硬度との関係を示す図。
【符号の説明】
11 加熱回転体 11a 芯金 11b 弾性材層 11c 被覆層(PFA、FEP、PTFE、PTFE
とPFAの混合物) 12 分離爪 12a 基材(PFA、FEP、PTFE、PTFEと
PFAの混合物) 12b パウダー(PTFEのパウダー) 12p ピン 12s スプリング 12t ピン 13 加圧回転体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H033 AA23 BA16 BA19 BA21 BA25 BA30 BB01 BB03 BB04 BB06 BB18 BB28 4J002 BD15W BD15X BD15Y BE04W BE04X GM00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱回転体と、該加熱回転体の表面に接
    触して配置された分離爪とを備え、記録媒体上に形成さ
    れた未定着のトナー像を前記加熱回転体により加熱溶融
    して記録媒体に圧着する定着処理において加熱回転体に
    付着した記録媒体を前記分離爪により引き剥がすように
    構成された定着装置において、 前記分離爪は、前記加熱回転体の表面被覆層よりも硬度
    の低い材料で構成されていることを特徴とする定着装
    置。
  2. 【請求項2】 前記加熱回転体は、その表面被覆層が、
    ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと言
    う)、又はテトラフルオロエチレン・パーフルオロアル
    キルビニルエーテル共重合体(以下、PFAと言う)、
    或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成
    樹脂材料で形成され、 前記分離爪は、PTFE、PFA、或いはPTFEとP
    FAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂に粒状のPTF
    Eを混合した合成樹脂複合材料で形成されていることを
    特徴とする請求項1記載の定着装置。
  3. 【請求項3】 前記分離爪の硬度は、前記加熱回転体の
    表面被覆層の硬度よりもショアー硬度で2以上低いこと
    を特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。
  4. 【請求項4】 前記分離爪は、PTFE、PFA、或い
    はPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂
    に、粒状のPTFEを20%以上混合した合成樹脂複合
    材料で形成されていることを特徴とする請求項2記載の
    定着装置。
  5. 【請求項5】 定着装置に使用する分離爪であって、P
    TFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂
    のいずれかの合成樹脂に、粒状のPTFEを20%以上
    混合した合成樹脂複合材料で形成されていることを特徴
    とする定着装置に使用する分離爪。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008139445A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Konica Minolta Business Technologies Inc 分離装置および画像形成装置

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