JP2941977B2 - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JP2941977B2
JP2941977B2 JP3616991A JP3616991A JP2941977B2 JP 2941977 B2 JP2941977 B2 JP 2941977B2 JP 3616991 A JP3616991 A JP 3616991A JP 3616991 A JP3616991 A JP 3616991A JP 2941977 B2 JP2941977 B2 JP 2941977B2
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康正 大塚
秀幸 矢野
和朗 小野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザービームプリンタ
ーや複写機などの電子写真装置等の画像形成装置に装着
される加熱定着装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、画像形成装置において形成さ
れる未定着像を、その支持体に定着する定着装置として
加熱定着装置が知られている。
【0003】この加熱定着装置の一例を図4に示す。
【0004】上側の定着ローラ1は、アルミニウム・鉄
等で構成された中空芯金の内空にハロゲンランプ等のヒ
ータ2を入れたもので、このヒータ2により定着ローラ
1の加熱がなされる。下側の加圧ローラ3は、鉄やステ
ンレス等の芯金4の外周をシリコンゴム等の耐熱性の弾
性体5で被覆したものである。上記定着ローラ1と加圧
ローラ3はばね(不図示)等の付勢手段により互いに所
定の加圧力で接触させてあり、それぞれ矢印方向に回転
駆動される。
【0005】6は定着ローラ1の表面に接触させたサー
ミスタ等の感温素子であり、定着ローラ1の表面温度を
検知する。この感温素子6の検出温度に応じて温調回路
によりヒータ2への通電が制御され、定着ローラ1の表
面温度が所定の加熱定着温度に自動管理される。
【0006】ここで図5を用いて前述感温素子6につい
て詳しく説明すると、感温素子本体61は耐熱性スポン
ジ62でホールドされており、素子の電極線はスポンジ
62を通ってスポンジ側面から引き回し、基盤63に接
続されている。感温素子本体61の電極線は、この素子
の高い温度応答性を実現するために、極細線が用いられ
るのが一般的で機械的強度が非常に乏しい。そこで、従
来より感温素子から伸びる2本の電極線平均的な引出し
方向Aとしては、この電極線を保護する目的で図6に示
すようにローラの長手方向(通紙方向に対して直角方
向)にならう方向を選び、ローラと素子との摺擦によっ
て発生する力Fを電極線の弾性で吸収している。
【0007】一方、7は定着ローラ1から支持体として
の転写材Pを分離する分離爪であり、先端エッジ部を定
着ローラ1の表面に適当な加圧力をもって接触させて配
設してある。8は定着ローラ1表面に押圧接触させたフ
ェルト等のクリーナであり、定着ローラ1に付着したト
ナーtcや紙粉等を清掃除去する。9は定着装置の金属
材製の底板、10,11は転写材入り口ガイドと同出口
ガイドであり、それぞれ上記底板9の上向きに折り曲げ
た前面壁9aと後面壁9bとに取付支持させてある。入
り口ガイド10を通って定着装置内に侵入してきた転写
材Pは、互いに加圧接触して回転駆動されている定着ロ
ーラ1と加圧ローラ3のニップ部に入ってこのニップ部
を通過していく。この通過していく過程で転写材P上の
未定着トナー像taが、熱及び圧力により永久固着像t
bとして定着されていく。
【0008】ローラ1・3のニップ部を通過し像定着を
受けた転写材Pはその先端部が分離爪7により定着ロー
ラ1から分離され、出口ガイド11を通して定着装置外
へと排出される。上記定着過程において定着ローラ1は
直接未定着トナー像taを加熱加圧して軟化させ転写材
Pに固着させるわけであるが、トナー像の一部は定着ロ
ーラ表面に付着する(以下オフセットと記す)ことがあ
る。このようなオフセットしたトナーtcはクリーナ8
により除去されるが、長時間の使用後に於てクリーナ8
をオフセットトナーtcがすり抜け、ローラ1の回転に
ともなって転写材Pの不当な場所に定着されて転写材P
を汚したり、あるいは紙間で加圧ローラ3に移って蓄積
して転写材Pの裏を汚したり、転写材Pの分離を困難に
したりする。オフセットの主な原因として、トナーとロ
ーラとの物理的結合力及び静電気力の二つをあげること
ができる。
【0009】前者を原因とするオフセットに対してはロ
ーラ表面の滑らかさを上げたり、表面エネルギーを下げ
たりすることにより効果がある。具体的にこのような性
質を持つ材料としてはPTFEやPFA等のフッ素樹脂
をあげることができるが、これらのフッ素樹脂は定着ロ
ーラの被覆材料として必要な耐熱性、耐摩耗性、耐食性
に関しても優れている。
【0010】一方、後者の静電気力は摩擦や剥離などに
よって帯電した定着ローラ、加圧ローラ、転写材などが
つくる電界中において帯電粉体であるトナーに働くもの
で、定着ローラとの間の引力或は加圧ローラ、転写材と
の間の斥力が強く働く場合には、しばしば著しいオフセ
ットを起こす。
【0011】このような電気的作用によるオフセットを
軽減させるための手段として、定着ローラにトナーと同
極性の電圧を印加したり、反対に加圧ローラにトナーと
逆極性の電圧を印加して、ローラ間に出来る電界の作用
によりトナーを抑え込むという方法が考えられた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オフセ
ットを抑制するために十分な電圧を定着ローラに印加し
なければならない場合には、定着ローラと周辺部材との
電位差が拡大し、感温素子からのびる電極線等のような
定着ローラに近接した導体との間には非常に強い電界が
生じ、定着ローラとの間で放電が起こる場合がある。特
に感温素子は画像形成装置全体を制御している電子制御
装置に出力しており、放電によるサージ電流はこの電子
制御装置に致命的なダメージを与えることがある。
【0013】本発明は上述した課題に鑑みなされたもの
である。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願発明は、未定着像を支持体上に定着するための定着
用回転体と、前記定着用回転体の温度を検出する電極線
を備えた温度検出手段と、を有する定着装置において、
前記定着用回転体に電圧を生じさせる手段を有し、前記
温度検出手段の電極線の引出し方向は前記定着用回転体
の母線方向と交差する方向であることを特徴とするもの
である。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
【0016】図1は本発明の第1の実施例を示す定着装
置の断面概略図である。本実施例では定着ローラ1とし
て、アルミニウムやステンレスなどの導電性の芯部材と
しての芯金17をPFAチューブ131で被覆したもの
を用いており、芯金17には負極性のオフセット抑制電
圧として−1.5KVをバイアス電源14より印加して
いる。本実施例では負極性トナーを用いる場合を取り上
げたので負極性の電圧を印加したが、正極性のトナーを
用いる場合には正極性の電圧を芯金に印加することによ
り同様なオフセット抑制電圧としての作用が期待でき
る。また、加圧ローラ3は芯金4上にシリコンゴム等の
弾性相5を被覆して構成され、不図示の付勢手段によっ
て定着ローラ1と加圧ローラ3とが互いに押圧されてい
る。
【0017】ここで、上記定着ローラ1及び上記加圧ロ
ーラ3はそれぞれ本発明における定着用回転体として機
能するものである。
【0018】一方、6は定着ローラの温度を検出する検
出手段としてのサーミスタであるが、本実施例では図に
示すようにサーミスタの導通線としての電極線60の引
出し方向が定着ローラの長手方向に対して略直角方向、
即ち、サーミスタ6が対向する位置の定着ローラ1の母
線方向に対して交差する方向になっており、且つ、電極
線60の伸びる向きをローラ回転方向の上流になるよう
に配設している。この方向への設置は定着ローラ回転・
摺擦に伴い電極線を引っ張る方向に力を生むことになる
が、本実施例ではサーミスタを表面粗さいの小さい耐
熱、耐摩耗性樹脂、例えばポリイミドのテープで覆い、
定着ローラとの摩擦力を軽減させて電極線の断線等を防
止している。
【0019】この効果を従来例の場合と比較しながら図
7、図8を用いて説明する。図7は従来の設置方向の場
合(電極線の引出し方向が定着ローラの長手方向の場
合)について示したものであるが、サーミスタの基板6
3と定着ローラ1との距離は一定で、その間を通る電極
線60と定着ローラ1との最小距離dは長くとれない。
これに対して、図8は本実施例の場合であるが、定着ロ
ーラ1の曲率を基板63と定着ローラ1との距離拡大に
利用するため、同じサーミスタを用いた場合でも距離d
は従来の場合2〜3倍長くなる。また、電極線60との
沿面距離を長くとるために絶縁テープ等64を電極線を
覆う形で巻く場合には、従来の設置方向であると図9の
ように絶縁テープ64がサーミスタの定着ローラ長手方
向の大きさ1を拡大する方向とが、本実施例のようにサ
ーミスタを設置する場合には、絶縁テープ64は図10
のように通紙方向にのびるだけで、サーミスタの長手方
向の大きさを一切拡大するものではない。従って本実施
例はサーミスタに付着した汚れが画像を汚すのを防ぐた
めにサーミスタの設置位置を定着ローラの通紙領域にし
たり、小型の定着装置で長手方向の設置空間に制限を受
ける場合に有利となる。
【0020】以上説明してきたことから明かなように、
サーミスタの電極線の引出し方向を定着ローラの母線方
向と交差する方向になるように検出素子を設置すること
によって、電極線と定着ローラとの沿面距離を十分に確
保することが可能になり、定着ローラに電圧を印加する
場合において両者間の放電を防止でき、装置保護、雑音
防止の点で非常に優れた構成になる。
【0021】図2は本発明の第2の実施例を示す定着装
置の断面概略図である。本実施例は第1の実施例と基本
構成を同じにするものであるが、図に示すようにサーミ
スタの電極線60の伸びる向きをローラ回転方向の下流
になるように配設している。この方向への設置は定着ロ
ーラの回転に伴い電極線60を弛ませる方向に摩擦力を
生むことになり、断線等の心配がなくなる点で第1の実
施例に比べて優れている。
【0022】図3は本発明の第3の実施例を示す定着装
置の断面概略図である。この実施例では加圧ローラ3
に、弾性材として導電性シリコーンゴム51を用いてお
り、弾性材は整流素子15を介して接地されている。こ
のように導電性弾性材で構成された加圧ローラ3は転写
材と摺擦しても過剰帯電せず、トナーに対して静電的斥
力を及ぼさなくなるうえに、加圧ローラから転写材にト
ナー保持電荷が注入され転写材のトナー保持能力を高め
ることが可能である。さらに第1、2実施例のように定
着ローラに強制バイアスを印加するかわりに、定着ロー
ラを整流素子15を使って電気的に浮かすことで、十分
なオフセット抑制効果が得られる。尚、この様な性質を
示す為の導電性弾性材51の電気抵抗としては体積抵抗
で105Ωcm以下で、加圧ローラの実抵抗として表面
(10cm2)と芯金間で1011Ω(500V印加)以
下であることが好ましい。
【0023】また、整流素子15は加圧ローラへの電荷
極性を選択するものであり、トナーの帯電極性と逆極性
の電荷を加圧ローラに供給する方向に接続するのが好ま
しい。そして定着ローラ側の整流素子15はトナーの帯
電極性と逆極性の電荷を定着ローラから流す方向である
のが好ましい。尚、図3は負に帯電極性を持つトナーに
対するものを示したものである。
【0024】さて、このような構成においても定着ロー
ラ1の電位は数百〜数千Vになる場合があり第1、2実
施例で示したような、サーミスタの配置方向を選ぶこと
によってサーミスタに放電することがなくなり装置の保
護に優れた構成になる。
【0025】本実施例が前記第1、2実施例に比べて優
れている点は、定着ローラに強制バイアスが印加されて
いるわけではないので、定着ローラ芯金に蓄積される電
荷は比較的少なく、定着ローラの表面被覆層が損傷した
場合に紙間で定着ローラ損傷部が加圧ローラに接触し
て、定着ローラ芯金の電位を速やかに降下させ、放電ノ
イズ等の被害を最小限に抑えることができる点である。
【0026】尚、前述の実施例では定着ローラ側の表面
温度を検出する場合について説明したが、加圧ローラ側
に検出手段を設けて温調する場合においても本発明が適
用できること勿論である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度検出手段の導通線と電気的にバイアスされた定着用
回転体との間に発生される電界が緩和され、放電が起こ
る危険を回避することが可能となり、画像形成装置を電
気的に保護するという点で優れた構成になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の概略断面図である。
【図2】本発明の第2実施例の概略断面図である。
【図3】本発明の第3実施例の概略断面図である。
【図4】従来の定着装置の縦断面図である。
【図5】感温素子の構成図である。
【図6】従来の感温素子の設置方向を示す概略図であ
る。
【図7】従来の感温素子の設置方向を示す概略断面図で
ある。
【図8】本実施例の感温素子の設置方向を示す概略断面
図である。
【図9】絶縁テープをつけた従来の感温素子の設置方向
を示す概略断面図である。
【図10】絶縁テープをつけた本実施例の感温素子の設
置方向を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 定着ローラ 2 ヒータ 3 加圧ローラ 6 感温素子 14 バイアス電源 15 整流素子 17 定着ローラの芯金 60 電極線 P 転写材 ta 未定着トナー像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 和朗 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 竹内 昭彦 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 谷川 耕一 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 (72)発明者 長谷川 浩人 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 (56)参考文献 特開 平2−240534(JP,A) 特開 昭61−5269(JP,A) 特開 平2−114135(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/20 109 G01K 7/00 G01K 7/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 未定着像を支持体上に定着するための定
    着用回転体と、前記定着用回転体の温度を検出する電極
    線を備えた温度検出手段と、を有する定着装置におい
    て、 前記定着用回転体に電圧を生じさせる手段を有し、前記
    温度検出手段の電極線の引出し方向は前記定着用回転体
    の母線方向と交差する方向であることを特徴とする定着
    装置。
JP3616991A 1991-03-01 1991-03-01 定着装置 Expired - Lifetime JP2941977B2 (ja)

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