JP2730786B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種のトナーを用いる電子写真装置の定着
装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、装置の小型化、定着性等から一対の回転体間に
未定着画像を支持する支持材を通過させ、この通過の際
に未定着画像に熱と圧力を印加することにより定着を行
なうことが広く行なわれている。

また、最近、フルカラー、あるいは複数の単色カラー
画像の得られる静電記録装置が製品化されている。これ
らの装置は、フルカラー、あるいは複数の単色カラー画
像を得るために、感光ドラム上に形成された潜像を現像
するように、複数の現像装置を内蔵しているか、または
現像装置を交換して複数のトナーを使用して現像、加熱
定着することにより画像を得ている。

各々のトナーには、材料組成により適正な定着温度
が、それぞれ決まっている。

たとえば、単色カラー用と黒色用の現像装置を別個の
ユニットとして交換し、感光ドラム上に形成された潜像
を現像する電子写真装置を例にとって説明すると、単色
カラートナーは鮮やかな色味を出すために磁性体を含ま
ないものを使用しており、黒色トナーは現像装置の構成
が比較的単純でメインテナンスが容易になる等の特徴を
持つ磁性体を含有した一成分磁性トナーを使用している
が、この場合、磁性体を含有しているために黒色トナー
の適正な定着設定温度は非磁性トナーである単色カラー
トナーの適正定着設定温度よりも高く、またトナー樹脂
材質や磁性体の含有量等によって、その温度差は数十度
にもなることがある。

このため、使用するトナーの種類に応じて加熱回転体
の設定温度を変更することも考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述のように、設定温度を変更するよ
うな方式をとった場合、高い設定温度から低い設定温度
に切換わる場合には、温度が下がるまで、コピーができ
ないという問題点があった。

また別の方式としては、第６図のように、内部にヒー
タ21を有して加圧ローラ23と接する定着ローラ22に当接
させるフェルトパット24を設けた方式、第７図のよう
に、同様な定着ローラ22に当接させるブレード25を設け
たブレードクリーニングする方式、第８図のように、同
様な定着ローラ22に当接させるウェッブ26を設けた方式
などのような強制的なクリーニング部材を用いて、ある
一定の定着温度に設定し、オフセットしたトナーは定着
クリーニング部材で強制的にクリーニングするという方
式がとられていた。しかし、いずれの方法も、強い圧で
定着ローラ22に圧接しているので、定着ローラ22に傷が
つきやすく、その傷による定着ローラ22の耐久性が劣る
という問題点があった。また第６図の場合には、簡易な
フェルトパット24のため、フェルトパット24の寿命が短
かく、第７図および第８図の場合には、第６図に比較し
て耐久性があるが、装置がスペースをとり、コストも高
いという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするも
のである。すなわち、本発明は、各種トナーのオフセッ
トを防止することができ、また定着ローラに傷をつける
こともなく、高耐久性が得られる定着装置を提供するこ
とを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、記録材に接し
未定着トナーを記録材に定着する定着用回転体と、前記
定着用回転体に離型剤を供給する離型剤供給手段と、を
有し、第１の種類のトナーと前記第１のトナーよりも適
正定着温度が高い第２の種類のトナーとを定着可能であ
る定着装置において、前記定着用回転体は常に前記第２
の種類のトナーの適正定着温度に制御されており、前記
離型剤供給手段の離型剤の供給量は前記第２の種類のト
ナーを定着するときよりも前記第１の種類のトナーを定
着するときの方が多くなるように制御されるようにし
た。

［作用］ 本発明によれば、定着用回転体は常に第２の種類のト
ナーの高い適正定着温度に制御されているので、第２の
種類のトナーは無論、適正定着温度の低い第１のトナー
も十分溶融され記録剤との接着力を得ることができる。
また、第２の種類のトナーの定着時又は第１の種類のト
ナーをの定着時の度ごとに定着用回転体の温度を変える
必要がなく、トナーの種類を変えた際における定着スタ
ンバイ時間を不要とし、ひいては全体の定着時間の延長
を防ぐことができる。さらに、離型剤供給手段による離
型剤の供給量を、第１の種類のトナーを定着するときの
方が多くなるように制御することにより、定着用回転体
からの第１の種類のトナーの離型性を良好にするととも
に、離型剤の多量な供給により定着用回転体とトナー間
の断熱効果を高めて、第１の種類のトナーが過剰に溶融
し、記録剤と接着している下層のトナー部分から表面の
トナー部分が分裂して定着用回転体に付着するオフセッ
トも防止することができる。

［実 施 例］ 第１図は本発明の第１実施例の定着装置を適用した静
電記録を行なう画像成形装置の概略断面図である。

第１図において、感光体ドラム１の周囲には、帯電装
置、露光装置、現像装置、クリーニング装置などが設け
られている。

また現像装置は異なる種類のトナーを収容するものと
変換可能であり、この現像装置の交換により異なる色の
トナーでの画像形成が可能である。本実施例では、例え
ば、第１の種類のトナーとして非磁性の単色カラートナ
ー、第２の種類のトナーとして磁性体を含有した一成分
黒色トナーが用いられ、後者の適正定着温度は前者のそ
れよりも高い。

画像形成のために、感光体ドラム１の周囲に配設され
た所定の各種装置を介して所定のプロセスが行なわれ、
その後、感光体ドラム１の表面上に形成された潜像を現
像するために、現像器２が感光体ドラム１に近接して配
設されている。この現像器２は、その内部にトナーＴを
収容するとともに、その外部の好適位置、たとえば、本
実施例では、現像器２の上面の好適位置には、レバー３
が固着されている。このレバー３の現像器２上面への固
着位置は、現像器内に収容されているトナーＴの種類に
よって異なり、交換されるべき、着脱自在に構成された
現像器が、画像形成装置のそれぞれの現像器収納位置に
装着されたときに、それぞれのトナーの種類に対応して
装置内の好適位置に配設されたマイクロスイッチ４の接
点５をレバー３が押圧できるような位置であればよい。
なお装置内の好適位置に配設されたマイクロスイッチ４
の個数は、使用可能なトナーＴの種類によって１個また
は複数個、設けられ得る。

この現像器２によって、感光体ドラム１の表面上に形
成された潜像を現像してトナー像を形成し、この形成さ
れたトナー像は、供給される紙等のような記録材として
の像支持材に転写され、その後、画像形成装置内に配設
された加熱定着装置６で定着される。

この定着装置６は、未定着画像と接する定着用回転体
としての定着用ローラ７および加圧ローラ８を備え、定
着ローラ７には、加熱ヒータ９が内包されているととも
に定着温度を検知するサーミスタ10が配設されている。

ここで、現像器２を画像形成装置の現像器収納位置に
装着したときに、その現像器内のトナーＴの種類に対応
して画像形成装置内の好適位置に配設されたマイクロス
イッチ４の接点５を、レバー３がONすると、このON信号
が制御ユニット11に入力され、トナーの種類が検知され
るようにされている。

前記制御ユニット11からソレノイド20に離型剤供給手
段としての離型剤塗布ローラ13の動作タイミングおよび
時間を制御し、定着ローラ７への接触と離間をさせる。
コイルばね12は離型剤塗布ローラ13が定着ローラ７と接
する時、一定の圧接力を与える。離型剤塗布ローラ13は
弾性を担うスポンジ層14、離型剤を含浸するフェルト層
15からなる。

第１図は離型剤塗布ローラ13が定着ローラ７に接触し
ている時を示し、第２図は離間している時を示す。

本発明者は、直径32mm,肉厚2.5mmのPTFE（ポリテトラ
フルオロエチレン）定着ローラ（熱ローラ）７と、厚さ
5mmのシリコンゴム層と外層にPFA（ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂・パークロロアルコキシエチレン樹脂の共
重合体）からなる厚さ50μｍのチューブ状のフィルムで
被膜された直径30mmの加圧ローラ８と、900Wの加熱ヒー
タ９とを備えた加熱型定着装置をもつA3等倍、20枚／分
の複写機を用いて実験を行なった。

離型剤塗布ローラ13としては、芯金上に厚さ4mmのシ
リコンゴムスポンジ層14と表層に厚さ1.5mm密度0.25g/c
m³の耐熱フェルト層15から構成される直径21mmのローラ
である。該フェルト層14には粘度１万CSのシリコンオイ
ルが約10g含浸されている。

定着温度は使用頻度の高い一成分磁性トナーである黒
色トナーのオフセットもなく、定着性に良好な定着温度
である約180℃に設定した。

離型剤塗布ローラ13の接触時間については、一成分磁
性トナーである黒トナーは約４秒に、非磁性トナーであ
る単色カラートナーの場合には約12秒に設定した。

A4、15秒／枚のようなモードで離型剤塗布ローラ13の
接触時間の違いによる離型剤吐出量の違いをみたとこ
ろ、第３図のようになり、ほぼ接触時間に比例すること
がわかった。

単色カラートナーの場合には、オフセットもなく、良
好な定着温度は約160℃であるので、約180℃という定着
設定温度は高いため、離型剤塗布ローラ13の接触時間を
長くし、オイル吐出量をふやし、またクリーニング時間
を長くすることで、オフセットを防止している。

このような設定のもとで、各種の紙およびトナーを用
いて耐久を行なったところ、５万枚まで、オフセットも
なく、良好な結果が得られた。

第４図は離型剤塗布ローラ13の接触時間を約12秒とし
て、接触圧を離型剤塗布ローラ13の自重約100gで接触さ
せた時と、約400gで加圧接触させた時での、A4、15秒／
枚でのオイル吐出量を示したグラフである。

第３図のときの接触時間と同様に、接触圧にほぼ比例
して離型剤が吐出している。

制御ユニット11からの信号で、離型剤塗布ローラ13の
接触圧をソレノイド20で変化させることで、第３図のと
きと同様の効果が得られる。

第５図は本発明の第２実施例を示したもので、第１図
に対応させて示している。

同図において、2a,2bは現像器、3a,3bはレバー、4a,4
bはマイクロスイッチ、5a,5bは接点、16はカム駆動ユニ
ットである。

すなわち、カム駆動ユニット16で、２つの現像器2a,2
bを切換える装置によって行なわれるもので、この第２
実施例のようにしても、前述の第１実施例と同様な効果
が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、定着用回転体
は常に第２の種類のトナーの適正定着温度に制御されて
おり、離型剤供給手段の離型剤の供給量は第２の種類の
トナーを定着するときよりも第１の種類のトナーを定着
するときの方が多くなるように制御されることにより、
第１の種類のトナー及び第２の種類のトナーの両トナー
とも十分溶融され記録剤との接着力を得ることができ、
また、第２の種類のトナーの定着時又は第１の種類のト
ナーの定着時の度ごとに定着用回転体の温度を変える必
要がなく、定着時間の全体的な延長を防ぐことができ、
さらに、第１の種類のトナーが過剰に溶融して定着用回
転体に付着するオフセットを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の定着装置を適用した画像
形成装置の断面図、第２図は第１図の定着装置の作用を
説明するための部分断面図、第３図は実験結果の１つの
説明図、第４図は同じくもう１つの説明図、第５図は本
発明の第２実施例を説明するための断面図、第６図は従
来の技術の１つの例を示した断面図、第７図は同じくも
う１つの例を示した断面図、第８図は同じくさらにもう
１つの例を示した断面図である。 １……感光体ドラム 2,2a,2b……現像器 3,3a,3b……レバー 4,4a,4b……マイクロスイッチ 5,5a,5b……接点 ６……定着装置、７……定着ローラ ８……加圧ローラ、９……加熱ヒータ 10……サーミスタ、11……制御ユニット 12……コイルばね、13……離型剤塗布ローラ 14……スポンジ層、15……フェルト層 16……カム駆動ユニット、Ｔ……トナー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録材に接し未定着トナーを記録材に定着
   する定着用回転体と、前記定着用回転体に離型剤を供給
   する離型剤供給手段と、を有し、第１の種類のトナーと
   前記第１の種類のトナーよりも適正定着温度が高い第２
   の種類のトナーとを定着可能である定着装置において、 前記定着用回転体は常に前記第２の種類のトナーの適正
   定着温度に制御されており、前記離型剤供給手段の離型
   剤の供給量は前記第２の種類のトナーを定着するときよ
   りも前記第１の種類のトナーを定着するときの方が多く
   なるように制御されることを特徴とする定着装置。