JP4893132B2

JP4893132B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus

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Publication number: JP4893132B2
Application number: JP2006195474A
Authority: JP
Inventors: 鋭明浦野
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-07-18
Also published as: JP2008026373A

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれら複合機などの画像形成装置及びこのような画像形成装置において、トナー画像が形成された記録媒体を、少なくとも一方に加熱装置が設けられた一対の定着ローラ間において加熱させ、上記のトナー画像を記録媒体に加熱定着させるようにした定着装置に関するものであり、特に、上記のように一対の定着ローラによりトナー画像を記録媒体に加熱定着させる際に、この定着ローラの表面に付着したトナーを適切に除去させて、記録媒体が汚れたりするのを防止するようにした点に特徴を有するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine, and a pair of fixings in which a recording medium on which a toner image is formed is provided with a heating device at least on one side. The present invention relates to a fixing device that is heated between rollers and heat-fixes the toner image on a recording medium, and in particular, when the toner image is heat-fixed on a recording medium by a pair of fixing rollers as described above. This is characterized in that the toner adhering to the surface of the fixing roller is appropriately removed to prevent the recording medium from becoming dirty.

複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置においては、記録媒体に形成されたトナー画像を記録媒体に定着させる定着装置として、従来から様々な種類のものが用いられている。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimile machines, and multi-function machines of these types have conventionally used various types of fixing devices that fix a toner image formed on a recording medium onto the recording medium.

そして、このような定着装置として、例えば、図１に示すように、一対の定着ローラ１，２として、加熱装置１ａを備えた加熱ローラ1とこの加熱ローラ１に圧接させる加圧ローラ２とを用い、トナー画像Ｔが形成された記録媒体Ｓをこの一対の定着ローラ１，２間に導いて加熱させ、上記のトナー画像Ｔを記録媒体Ｓに加熱定着させるようにしたものが広く利用されている。 As such a fixing device, for example, as shown in FIG. 1, as a pair of fixing rollers 1 and 2, a heating roller 1 provided with a heating device 1a and a pressure roller 2 pressed against the heating roller 1 are provided. The recording medium S on which the toner image T is formed is guided between the pair of fixing rollers 1 and 2 and heated to heat and fix the toner image T on the recording medium S. Yes.

ここで、このようにトナー画像Ｔが形成された記録媒体Ｓを一対の定着ローラ１，２間に導いて、記録媒体Ｓに形成されたトナー画像Ｔを記録媒体Ｓに加熱定着させるようにした場合、トナー画像Ｔにおけるトナーの一部が記録媒体Ｓに定着されずに上記の一対の定着ローラ１，２に付着し、このトナーが次の記録媒体Ｓに供給されて、記録媒体Ｓが汚れたりするという問題があった。 Here, the recording medium S on which the toner image T is thus formed is guided between the pair of fixing rollers 1 and 2 so that the toner image T formed on the recording medium S is heat-fixed on the recording medium S. In this case, a part of the toner in the toner image T adheres to the pair of fixing rollers 1 and 2 without being fixed to the recording medium S, and the toner is supplied to the next recording medium S, and the recording medium S becomes dirty. There was a problem.

このため、従来においても、同図に示すように、上記の一対の定着ローラ１，２において、加熱装置１ａが設けられた加熱ローラ１と接触して回転するようにクリーニングローラやオイル塗布ローラなどの第１ローラ３を設け、加熱ローラ１に付着したトナーをこの第１ローラ３によって回収し、さらにこの第１ローラ３と接触して回転する第２ローラ４を設け、この第２ローラ４により上記のようにトナーを回収した第１ローラ３の表面をクリーニングさせるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１〜６参照。）。 Therefore, conventionally, as shown in the figure, in the pair of fixing rollers 1 and 2 described above, a cleaning roller, an oil application roller or the like is rotated so as to rotate in contact with the heating roller 1 provided with the heating device 1a. The first roller 3 is provided, the toner adhering to the heating roller 1 is collected by the first roller 3, and the second roller 4 rotating in contact with the first roller 3 is provided. There has been proposed one that cleans the surface of the first roller 3 from which the toner has been collected as described above (see, for example, Patent Documents 1 to 6).

しかし、上記のように加熱ローラ１に付着したトナーを、この加熱ローラ１と接触して回転する第１ローラ３に回収し、このようにトナーを回収した第１ローラ３を第２ローラ４によってクリーニングさせるようにした場合においても、第１ローラ３に回収されたトナーが第２ローラ４によって適切に除去されず、回収されたトナーが第１ローラ３から加熱ローラ１に戻り、このトナーによって記録媒体が汚れたりするという問題が依然として存在した。
特開平８−６９１９７号特開平８−１１０７４２号特開平８−１３７３１６号特開平８−２８６５４６号特開平９−２１８６０７号特開平１１−６５３４６号 However, the toner adhering to the heating roller 1 as described above is collected by the first roller 3 that rotates in contact with the heating roller 1, and the first roller 3 that collects the toner in this way is collected by the second roller 4. Even when cleaning is performed, the toner collected by the first roller 3 is not properly removed by the second roller 4, and the collected toner returns from the first roller 3 to the heating roller 1 and is recorded by this toner. There was still a problem of media getting dirty.
JP-A-8-69197 JP-A-8-110742 JP-A-8-137316 JP-A-8-286546 JP-A-9-218607 JP-A-11-65346

本発明は、トナー画像が形成された記録媒体を、少なくとも一方に加熱装置が設けられた一対の定着ローラ間において加熱させ、上記のトナー画像を記録媒体に加熱定着させる場合における上記のような問題を解決することを課題とするものであり、上記のように一対の定着ローラによりトナー画像を記録媒体に加熱定着させる際に、この定着ローラの表面に付着したトナーを適切に除去させて、記録媒体が汚れたりするのを確実に防止できるようにすることを課題とするものである。 The present invention has the above-described problem in the case where a recording medium on which a toner image is formed is heated between a pair of fixing rollers provided with a heating device at least on one side, and the above-described toner image is heated and fixed on the recording medium. When the toner image is heat-fixed on the recording medium by the pair of fixing rollers as described above, the toner attached to the surface of the fixing roller is appropriately removed to perform recording. It is an object of the present invention to reliably prevent the medium from becoming dirty.

本発明に係る定着装置においては、上記のような課題を解決するため、トナー画像が形成された記録媒体を、少なくとも一方に加熱装置が設けられた一対の定着ローラ間において加熱させ、上記のトナー画像を記録媒体に加熱定着させるようにした定着装置において、上記の一対の定着ローラとして、加熱装置を備えた加熱ローラとこの加熱ローラに圧接させる加圧ローラとを用い、加熱ローラよりも温度が低い加圧ローラと接触して回転するように第１ローラを設け、この第１ローラの外周面を加圧ローラの外周面よりも離型性能の低い材料で構成すると共に、耐熱性の樹脂繊維で構成されたブラシが設けられたブラシローラを上記の第１ローラの外周面に圧接させて回転させるようにした。 In the fixing device according to the present invention, in order to solve the above-described problems, a recording medium on which a toner image is formed is heated between a pair of fixing rollers provided with a heating device on at least one side, and the toner In a fixing device in which an image is heated and fixed on a recording medium, as the pair of fixing rollers, a heating roller provided with a heating device and a pressure roller pressed against the heating roller are used, and the temperature is higher than that of the heating roller. A first roller is provided so as to rotate in contact with a low pressure roller, and the outer peripheral surface of the first roller is made of a material having a lower mold release performance than the outer peripheral surface of the pressure roller , and a heat resistant resin fiber. The brush roller provided with the brush configured as described above was pressed against the outer peripheral surface of the first roller and rotated.

ここで、上記の第１ローラとしては、例えば、この第１ローラが接触して回転する加圧ローラの表面温度を均一化させる均熱ローラなどが用いられる。 Here, as the first roller, for example, a soaking roller that equalizes the surface temperature of the pressure roller that rotates in contact with the first roller is used.

また、上記のように第１ローラの外周面を上記の加圧ローラの外周面よりも離型性能の低い材料で構成するにあたっては、例えば、上記の加圧ローラの外周面に、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂のよう離型性能の高い樹脂を用いるようにし、第１ローラの外周面をこの離型性能の高い樹脂よりも離型性能の低い樹脂などで被覆させるようにすることができる。 Further, when the outer peripheral surface of the first roller as described above constituting material with low release performance than the outer peripheral surface of the pressure roller, for example, on the outer peripheral surface of the pressure roller, perfluoroalkoxy fluorine A resin having a high release performance such as a resin can be used, and the outer peripheral surface of the first roller can be covered with a resin having a lower release performance than a resin having a high release performance.

また、上記の一対の定着ローラとしては、上記のように加熱装置が設けられた加熱ローラとこの加熱ローラに圧接させる加圧ローラとを組み合わせて用いるようにする。そして、このように一対の定着ローラとして、加熱ローラとこの加熱ローラに圧接させる加圧ローラとを用いた場合において、本発明においては、上記の第１ローラとの接触によって加熱ローラが傷ついたりするのを抑制するため、この第１ローラを上記の加圧ローラに接触させて回転させるようにしている。 Further, as the pair of fixing rollers, the heating roller provided with the heating device as described above and the pressure roller that is brought into pressure contact with the heating roller are used in combination . In the case where the heating roller and the pressure roller brought into pressure contact with the heating roller are used as the pair of fixing rollers as described above, the heating roller is damaged by the contact with the first roller in the present invention. In order to suppress this, the first roller is brought into contact with the pressure roller and rotated .

また、上記のブラシローラとしては、ブラシが設けられた帯状の基布をローラ部材の外周面にスパイラル状に巻き付けたものを用いることが好ましい。 Moreover, as said brush roller, it is preferable to use what wound the strip | belt-shaped base fabric provided with the brush around the outer peripheral surface of the roller member spirally.

そして、本発明の画像形成装置においては、トナー画像が形成された記録媒体を、少なくとも一方に加熱装置が設けられた一対の定着ローラ間において加熱させ、上記のトナー画像を記録媒体に加熱定着させるにあたり、上記のような定着装置を用いるようにした。 In the image forming apparatus of the present invention, the recording medium on which the toner image is formed is heated between a pair of fixing rollers provided with at least one heating device, and the toner image is heated and fixed on the recording medium. In this case, the fixing device as described above was used.

本発明に係る定着装置においては、上記のようにトナー画像が形成された記録媒体を、少なくとも一方に加熱装置が設けられた一対の定着ローラ間において加熱させて、上記のトナー画像を記録媒体に加熱定着させるにあたり、加熱装置を備えた加熱ローラに圧接させる加圧ローラと接触して回転するように第１ローラを設け、この第１ローラの外周面を上記の加圧ローラの外周面よりも離型性能の低い材料で構成したため、記録媒体に定着されなかったトナーが上記の定着ローラに付着しても、このトナーが加圧ローラを介して適切に第１ローラに回収されるようになる。 In the fixing device according to the present invention, the toner image is formed on the recording medium by heating the recording medium on which the toner image is formed as described above between a pair of fixing rollers each provided with a heating device. In heat fixing, a first roller is provided so as to rotate in contact with a pressure roller that is in pressure contact with a heating roller equipped with a heating device, and the outer peripheral surface of the first roller is made to be more than the outer peripheral surface of the pressure roller. Since the toner is composed of a material having low release performance, even if toner that has not been fixed on the recording medium adheres to the fixing roller, the toner is appropriately collected by the first roller via the pressure roller. .

そして、本発明に係る定着装置においては、上記の第１ローラの外周面に、耐熱性の樹脂繊維で構成されたブラシが設けられたブラシローラを圧接させて回転させるようにしたため、上記のように第１ローラに回収されたトナーがこのブラシローラによって第１ローラから確実に除去されるようになり、従来のように第１ローラに回収されたトナーが定着ローラに戻るのも防止されるようになる。 In the fixing device according to the present invention, the brush roller provided with the brush made of heat-resistant resin fiber is brought into pressure contact with the outer peripheral surface of the first roller and is rotated. Thus, the toner collected by the first roller is surely removed from the first roller by the brush roller, and the toner collected by the first roller is prevented from returning to the fixing roller as in the prior art. become.

また、上記のブラシローラとして、ブラシが設けられた帯状の基布をローラ部材の外周面にスパイラル状に巻き付けたものを用いると、ブラシの繋ぎ目がローラ部材の軸方向に沿って形成されるということがなく、上記のようにブラシローラにより第１ローラに回収されたトナーを除去させる際に、ブラシの繋ぎ目部分においてトナーの除去が適切に行われなくなるということがなく、第１ローラに回収されたトナーがこのブラシローラによって一定した状態で確実に除去されるようになると共に、ブラシが設けられた帯状の基布がブラシローラから剥がれるのも防止されるようになる。 Further, when a brush-like base fabric provided with a brush is wound around the outer peripheral surface of the roller member in a spiral shape, the brush joint is formed along the axial direction of the roller member. In other words, when the toner collected by the first roller is removed by the brush roller as described above, the toner is not properly removed at the joint portion of the brush, and the first roller The collected toner is surely removed in a fixed state by the brush roller, and the strip-shaped base cloth provided with the brush is prevented from being peeled off from the brush roller.

そして、上記のような定着装置を用いた本発明の画像形成装置においては、上記のようにトナー画像が形成された記録媒体を一対の定着ローラ間において加熱させて、トナー画像を記録媒体に加熱定着させるにあたり、定着ローラの外周面にトナーが付着しても、このトナーが加圧ローラを介して第１ローラに効率よく回収されると共に、このように第１ローラに回収されたトナーが上記のブラシローラによって第１ローラから確実に除去されるようになり、定着ローラの外周面に付着したトナーによって記録媒体が汚れたりするのが確実に防止されるようになる。 In the image forming apparatus of the present invention using the fixing device as described above, the recording medium on which the toner image is formed as described above is heated between the pair of fixing rollers, and the toner image is heated on the recording medium. In fixing, even if toner adheres to the outer peripheral surface of the fixing roller, the toner is efficiently collected by the first roller via the pressure roller, and the toner collected by the first roller in this way is The brush roller reliably removes the toner from the first roller, and the toner adhering to the outer peripheral surface of the fixing roller is reliably prevented from being contaminated by the recording medium.

次に、この発明の実施形態に係る画像形成装置及び定着装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置及び定着装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。 Next, an image forming apparatus and a fixing device according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. Note that the image forming apparatus and the fixing apparatus according to the present invention are not limited to those shown in the following embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.

この実施形態に係る画像形成装置においては、黄色，マゼンタ色，シアン色，黒色の異なった色彩のトナーを収容させた４つの現像装置１１に対応させて、４つの感光体ドラムからなる像担持体１０を設けている。 In the image forming apparatus according to this embodiment, an image carrier composed of four photosensitive drums corresponding to the four developing devices 11 containing toners of different colors of yellow, magenta, cyan, and black. 10 is provided.

そして、この画像形成装置においては、上記の各像担持体１０を回転させて、各像担持体１０の外周面をそれぞれ帯電装置１２により帯電させ、このように帯電された各像担持体１０に対して、それぞれ露光装置１３により画像情報に従った露光を行って、各像担持体１０の外周面にそれぞれ静電潜像を形成し、対応する各現像装置１１からそれぞれ所定の色彩のトナーを上記の各像担持体１０に供給して現像を行い、各像担持体１０の外周面にそれぞれの色彩のトナー画像を形成する。 In this image forming apparatus, each image carrier 10 is rotated so that the outer peripheral surface of each image carrier 10 is charged by the charging device 12, and each of the image carriers 10 thus charged is charged. On the other hand, each exposure device 13 performs exposure according to the image information to form an electrostatic latent image on the outer peripheral surface of each image carrier 10, and a predetermined color toner is applied from each corresponding developing device 11. Each image carrier 10 is supplied and developed, and a toner image of each color is formed on the outer peripheral surface of each image carrier 10.

次いで、上記の各像担持体１０に形成されたそれぞれの色彩のトナー画像を、ローラ１４に架け渡されて駆動される中間転写ベルトからなる中間転写体１５にそれぞれローラ状になった一次転写装置１６により順々に一次転写させて、この中間転写体１５の上にフルカラーのトナー画像を形成する一方、転写後の各像担持体１０の外周面に残留しているトナーをそれぞれ第１のブレード式クリーニング装置１７によって各像担持体１０の外周面から除去させる。 Next, the toner images of the respective colors formed on the respective image carriers 10 are respectively transferred to the intermediate transfer member 15 composed of an intermediate transfer belt that is driven around the roller 14 and is formed into a roller shape. 16 is sequentially transferred in order to form a full-color toner image on the intermediate transfer member 15, while the toner remaining on the outer peripheral surface of each image carrier 10 after transfer is transferred to the first blade. It is removed from the outer peripheral surface of each image carrier 10 by the type cleaning device 17.

そして、上記のように中間転写体１５の上に形成されたフルカラーのトナー画像を、この中間転写体１５によりローラ状になった二次転写装置１８と対向する位置に導くと共に、この画像形成装置の下部に収容されたシート状の記録媒体Ｓを、送りローラ１９により中間転写体１５と二次転写装置１８との間に導き、上記の二次転写装置１８により中間転写体１５の上に形成されたフルカラーのトナー画像をこの記録媒体Ｓに二次転写させる。 The full-color toner image formed on the intermediate transfer member 15 as described above is guided to a position facing the secondary transfer device 18 formed into a roller shape by the intermediate transfer member 15, and the image forming apparatus. The sheet-like recording medium S accommodated in the lower part of the sheet is guided between the intermediate transfer member 15 and the secondary transfer device 18 by the feed roller 19 and formed on the intermediate transfer member 15 by the secondary transfer device 18 described above. The resulting full color toner image is secondarily transferred to the recording medium S.

その後は、このようにフルカラーのトナー画像が転写された記録媒体Ｓを一対の定着ローラ３１，３２が設けられた定着装置３０に導き、この一対の定着ローラ３１，３２間において、上記のフルカラーのトナー画像を記録媒体Ｓに加熱定着させる一方、記録媒体Ｓに転写されずに中間転写体１５に残ったトナーを第２のブレード式クリーニング装置２０によって中間転写体１５から除去させるようにしている。 Thereafter, the recording medium S on which the full-color toner image is transferred in this manner is guided to a fixing device 30 provided with a pair of fixing rollers 31 and 32, and the above-described full-color toner image is interposed between the pair of fixing rollers 31 and 32. While the toner image is heated and fixed on the recording medium S, the toner remaining on the intermediate transfer body 15 without being transferred to the recording medium S is removed from the intermediate transfer body 15 by the second blade type cleaning device 20.

次に、上記のような画像形成装置において、上記のようにフルカラーのトナー画像が転写された記録媒体Ｓを一対の定着ローラ３１，３２が設けられた定着装置３０に導き、この一対の定着ローラ３１，３２間において、上記のフルカラーのトナー画像を記録媒体Ｓに加熱定着させる具体的な実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Next, in the image forming apparatus as described above, the recording medium S on which the full-color toner image is transferred as described above is guided to the fixing device 30 provided with the pair of fixing rollers 31 and 32, and the pair of fixing rollers. A specific embodiment in which the above-described full-color toner image is heated and fixed on the recording medium S between 31 and 32 will be described with reference to the accompanying drawings.

ここで、この実施形態における定着装置３０においては、上記の一対の定着ローラ３１，３２として、図３に示すように、ＩＨ方式の外部加熱装置３３からなる加熱装置３３によって加熱される加熱ローラ３１と、この加熱ローラ３１に圧接させる加圧ローラ３２とを用い、この加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との間にトナー画像Ｔが転写された記録媒体Ｓを導いて、記録媒体Ｓにトナー画像Ｔを加熱定着させるようにしている。なお、上記の加熱ローラ３１を加熱させる加熱装置３３は、上記のようなＩＨ方式の外部加熱装置３３に限られず、ＩＨ方式の内部加熱装置やハロゲンヒーターランプ等の各種の加熱装置を用いることができる。 Here, in the fixing device 30 in this embodiment, as the pair of fixing rollers 31 and 32, as shown in FIG. 3, a heating roller 31 heated by a heating device 33 including an IH-type external heating device 33 is used. And a pressure roller 32 brought into pressure contact with the heating roller 31, the recording medium S on which the toner image T is transferred between the heating roller 31 and the pressure roller 32 is guided, and the toner image is applied to the recording medium S. T is fixed by heating. The heating device 33 for heating the heating roller 31 is not limited to the IH external heating device 33 as described above, and various heating devices such as an IH internal heating device and a halogen heater lamp may be used. it can.

そして、上記の加熱ローラ３１としては、上記のＩＨ方式の外部加熱装置３３に対応できるように、例えば、ステンレス製の芯金３１ａの外周を被覆するようにして、シリコーンスポンジゴム層３１ｂと、厚みが３５μｍ〜６０μｍの範囲になったＮｉ電鋳スリーブ層３１ｃと、厚みが１５０μｍ〜３００μｍの範囲になったシリコーンゴム層３１ｄと、離型性能の高いペルフルオロアルコキシフッ素樹脂で構成されて厚みが３０μｍ〜８０μｍの範囲になった表面層３１ｅとを積層させたものを用いるようにしている。 And as said heating roller 31, so that it can respond | correspond to said external heating apparatus 33 of said IH system, for example, it coat | covers the outer periphery of the metal core 31a made from stainless steel, and a silicone sponge rubber layer 31b, thickness Is formed of a Ni electroformed sleeve layer 31c having a thickness in the range of 35 μm to 60 μm, a silicone rubber layer 31d having a thickness in the range of 150 μm to 300 μm, and a perfluoroalkoxy fluororesin having a high release performance, and a thickness of 30 μm to 30 μm. A laminate of the surface layer 31e in the range of 80 μm is used.

また、上記の加圧ローラ３２としては、例えば、鉄パイプ製の芯金３２ａの外周を被覆するようにして、シリコーンスポンジゴム層３２ｂと、離型性能の高いペルフルオロアルコキシフッ素樹脂で構成されて厚みが３０μｍ〜８０μｍの範囲になった表面層３２ｃとを積層させたものを用いるようにしている。 The pressure roller 32 is made of, for example, a silicone sponge rubber layer 32b and a perfluoroalkoxy fluororesin having a high release performance so as to cover the outer periphery of an iron pipe cored bar 32a. Is formed by laminating the surface layer 32c having a thickness of 30 μm to 80 μm.

また、この実施形態における定着装置３０においては、上記の加圧ローラ３２と接触して回転する第１ローラ３４として、上記の加圧ローラ３２の表面温度を均一化させる均熱ローラ３４を設け、この均熱ローラ３４の外周面を、上記の加圧ローラ３２の外周面よりも離型性能の低い材料で構成するようにしている。 Further, in the fixing device 30 in this embodiment, a soaking roller 34 that equalizes the surface temperature of the pressure roller 32 is provided as the first roller 34 that rotates in contact with the pressure roller 32. The outer peripheral surface of the soaking roller 34 is made of a material having a lower mold release performance than the outer peripheral surface of the pressure roller 32 described above.

そして、このような均熱ローラ３４としては、例えば、アルミニウムパイプ製の芯金３４ａの外周に、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂とポリテトラフルオロエチレンとを１：１の重量比で混合させた混合体にカーボンブラックを１〜３重量％の割合で分散させた塗料を、プライマー材を介して塗装し、これを焼成加工して膜厚が１５μｍ〜３０μｍの範囲になった表面層３４ｂを設けたものを用いるようにしている。なお、上記のペルフルオロアルコキシフッ素樹脂で構成した加熱ローラ３１の表面層３１ｅや加圧ローラ３２の表面層３２ｃに対する純水の接触角は１０３°〜１０８°であるのに対して、上記のようにペルフルオロアルコキシフッ素樹脂とポリテトラフルオロエチレンとを１：１の重量比で混合させた混合体を用いた均熱ローラ３４の表面層３４ｂに対する純水の接触角は９５°〜１００°であり、加熱ローラ３１の表面層３１ｅや加圧ローラ３２の表面層３２ｃに比べて、均熱ローラ３４の表面層３４ｂの離型性が低くなっていた。 As such a soaking roller 34, for example, carbon is mixed with a mixture obtained by mixing perfluoroalkoxy fluororesin and polytetrafluoroethylene at a weight ratio of 1: 1 on the outer periphery of an aluminum pipe cored bar 34a. A paint in which black is dispersed at a ratio of 1 to 3% by weight is applied through a primer material, and this is baked to provide a surface layer 34b having a film thickness in the range of 15 to 30 μm. I am doing so. The contact angle of pure water with respect to the surface layer 31e of the heating roller 31 and the surface layer 32c of the pressure roller 32 made of the perfluoroalkoxy fluororesin is 103 ° to 108 °, as described above. The contact angle of pure water with respect to the surface layer 34b of the soaking roller 34 using a mixture in which a perfluoroalkoxy fluororesin and polytetrafluoroethylene are mixed at a weight ratio of 1: 1 is 95 ° to 100 °. Compared with the surface layer 31e of the roller 31 and the surface layer 32c of the pressure roller 32, the releasability of the surface layer 34b of the soaking roller 34 was low.

また、この実施形態では、上記の均熱ローラ３４の表面層３４ｂに、加熱ローラ３１の表面層３１ｅや加圧ローラ３２の表面層３２ｃよりも離型性の低いペルフルオロアルコキシフッ素樹脂とポリテトラフルオロエチレンとの混合体を用いるようにしたが、その他の離型性の低い材料を用いることも可能である。また、この均熱ローラ３４に金属製のローラを用いると共に、この均熱ローラ３４の外周面の離型性を低くするように、この金属製のローラの外周面に梨地処理を施し、その表面粗さＲａを３μｍ〜１５μｍの範囲にすることもできる。 Further, in this embodiment, the surface layer 34b of the soaking roller 34 is combined with perfluoroalkoxy fluororesin and polytetrafluoro having lower releasability than the surface layer 31e of the heating roller 31 and the surface layer 32c of the pressure roller 32. Although a mixture with ethylene was used, other materials having low releasability can also be used. Further, a metal roller is used as the soaking roller 34, and the outer peripheral surface of the metal roller is subjected to a matte finish so as to reduce the releasability of the outer peripheral surface of the soaking roller 34, and the surface Roughness Ra can also be made into the range of 3 micrometers-15 micrometers.

さらに、この実施形態における定着装置３０においては、耐熱性の樹脂繊維で構成されたブラシ３５ａが設けられたブラシローラ３５を上記の均熱ローラ３４の外周面に圧接させて回転させるようにしている。 Furthermore, in the fixing device 30 in this embodiment, the brush roller 35 provided with the brush 35a made of heat-resistant resin fiber is pressed against the outer peripheral surface of the heat equalizing roller 34 and rotated. .

そして、このようなブラシローラ３５としては、例えば、図４（Ａ），（Ｂ）及び図５に示すように、多数のブラシ３５ａが設けられた帯状の基布３５ｂを使用し、この帯状の基布３５ｂをローラ部材３５ｃの外周面にスパイラル状に巻き付けたものを用いるようにしている。 And as such a brush roller 35, as shown to FIG. 4 (A), (B) and FIG. 5, for example, the strip | belt-shaped base fabric 35b provided with many brushes 35a is used, and this strip | belt-shaped base fabric 35b is used. The base fabric 35b is wound around the outer peripheral surface of the roller member 35c in a spiral shape.

ここで、上記のブラシローラ３５においては、例えば、上記のブラシ３５ａのブラシ径が１５±０．２デニール程度で、ブラシ長さが１．５ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲にあるものを用いるようにし、ブラシの密度が２００００本／ｉｎｃｈ²以上、好ましくは５００００本／ｉｎｃｈ²以上、より好ましくは６００００本／ｉｎｃｈ²以上のものを用いるようにする。 Here, as the brush roller 35, for example, a brush having a brush diameter of about 15 ± 0.2 denier and a brush length in a range of 1.5 mm to 3.5 mm is used. The brush has a density of 20000 / inch ² or more, preferably 50000 / inch ² or more, more preferably 60000 / inch ² or more.

そして、このような実施形態における定着装置３０において、図３に示すように、上記の加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との間にトナー画像Ｔが転写された記録媒体Ｓを導き、この記録媒体Ｓにトナー画像Ｔを加熱定着させるようにした場合において、トナー画像Ｔにおけるトナーの一部が記録媒体Ｓに定着されずに、上記の加熱ローラ３１の外周面に付着すると、このトナーが加熱ローラ３１の外周面からこの加熱ローラ３１よりも温度の低い加圧ローラ３２の外周面に移行されるようになる。 Then, in the fixing device 30 in such an embodiment, as shown in FIG. 3, the recording medium S on which the toner image T is transferred between the heating roller 31 and the pressure roller 32 is guided, and this recording medium In the case where the toner image T is heat-fixed on S, when a part of the toner in the toner image T is not fixed on the recording medium S and adheres to the outer peripheral surface of the heating roller 31, the toner is heated. The outer peripheral surface of 31 is transferred to the outer peripheral surface of the pressure roller 32 having a temperature lower than that of the heating roller 31.

次いで、このように加圧ローラ３２の外周面に移行されたトナーは、この加圧ローラ３２の外周面よりも離型性能の低い材料で構成された上記の均熱ローラ３４の外周面に移行されて、加圧ローラ３２からこの均熱ローラ３４に適切に回収されるようになる。そして、このように均熱ローラ３４に回収されたトナーが、上記のブラシローラ３５に設けられた上記のブラシ３５ａによって、均熱ローラ３４の外周面から適切に除去されるようになる。 Next, the toner transferred to the outer peripheral surface of the pressure roller 32 in this way is transferred to the outer peripheral surface of the heat equalizing roller 34 made of a material having a lower mold release performance than the outer peripheral surface of the pressure roller 32. As a result, the heat equalizing roller 34 is appropriately recovered from the pressure roller 32. The toner collected on the soaking roller 34 in this way is appropriately removed from the outer peripheral surface of the soaking roller 34 by the brush 35 a provided on the brush roller 35.

そして、このようにトナー画像Ｔが転写された記録媒体Ｓを加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との間に導き、この記録媒体Ｓにトナー画像Ｔを加熱定着させるにあたり、記録媒体Ｓに定着されないトナーが加熱ローラ３１や加圧ローラ３２に付着しても、このトナーが上記のように均熱ローラ３４の外周面に適切に回収され、ブラシローラ３５のブラシ３５ａによりこの均熱ローラ３４の外周面から適切に除去される結果、加熱ローラ３１や加圧ローラ３２の外周面に付着したトナーによって記録媒体Ｓが汚れたりするのが確実に防止されるようになる。 The recording medium S to which the toner image T is transferred in this way is guided between the heating roller 31 and the pressure roller 32, and the toner image T is not fixed to the recording medium S when the toner image T is heat-fixed on the recording medium S. Even if the toner adheres to the heating roller 31 or the pressure roller 32, the toner is appropriately collected on the outer peripheral surface of the soaking roller 34 as described above, and the outer periphery of the soaking roller 34 is brushed by the brush 35a of the brush roller 35. As a result of appropriate removal from the surface, the recording medium S is reliably prevented from being contaminated by the toner adhering to the outer peripheral surfaces of the heating roller 31 and the pressure roller 32.

次に、上記のような定着装置を用いた実施例について説明し、この実施例の定着装置を用いた場合には、加熱ローラや加圧ローラの外周面に付着したトナーによる画像ノイズの発生が抑制されることを、比較例を挙げて明らかにする。 Next, an embodiment using the fixing device as described above will be described. When the fixing device of this embodiment is used, image noise is generated due to toner adhering to the outer peripheral surface of the heating roller or the pressure roller. It will be clarified by a comparative example that it is suppressed.

ここで、以下の実施例１，２及び比較例１においては、モノクロ印刷４５枚／分、カラー印刷３５枚／分の市販のカラー画像形成装置（コニカミノルタ社製：ｂｉｚｈｕｂＣ４５０）における定着装置を改造させたものを用いるようにした。 Here, in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 below, a fixing device in a commercially available color image forming apparatus (manufactured by Konica Minolta: bizhub C450) is 45 sheets / minute for monochrome printing and 35 sheets / minute for color printing. A modified version was used.

ここで、実施例１，２及び比較例１においては、上記の実施形態の定着装置に示すように、加熱ローラとして、ステンレス製の芯金の外周を被覆するようにして、シリコーンスポンジゴム層とＮｉ電鋳スリーブ層とシリコーンゴム層と離型性能の高いペルフルオロアルコキシフッ素樹脂で構成された表面層とを積層させたものを用いるようにした。また、加圧ローラとしても、上記のように鉄パイプ製の芯金の外周を被覆するようにして、シリコーンスポンジゴム層と離型性能の高いペルフルオロアルコキシフッ素樹脂で構成された表面層とを積層させたものを用いるようにした。さらに、均熱ローラとしても、上記のようにアルミニウムパイプ製の芯金の外周に、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂とポリテトラフルオロエチレンとを１：１の重量比で混合させた混合体にカーボンブラックを１〜３重量％の割合で分散させた塗料を、プライマー材を介して塗装し、これを焼成加工させて表面層を設けたものを用いるようにした。 Here, in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, as shown in the fixing device of the above-described embodiment, as a heating roller, a silicone sponge rubber layer and A layer in which a Ni electroformed sleeve layer, a silicone rubber layer, and a surface layer composed of a perfluoroalkoxy fluororesin having a high release performance are laminated is used. Also, as a pressure roller, a silicone sponge rubber layer and a surface layer composed of a perfluoroalkoxy fluororesin having a high release performance are laminated so as to cover the outer periphery of the iron pipe cored bar as described above. The one that was allowed to be used. Further, as a soaking roller, carbon black is mixed with a mixture obtained by mixing perfluoroalkoxy fluororesin and polytetrafluoroethylene at a weight ratio of 1: 1 on the outer periphery of a cored bar made of aluminum pipe as described above. A coating material dispersed at a ratio of ˜3% by weight was applied through a primer material, which was fired and provided with a surface layer.

そして、実施例１，２においては、上記の実施形態の定着装置に示すように、耐熱性の樹脂繊維で構成されたブラシが設けられたブラシローラを上記の均熱ローラの外周面に圧接させて回転させるようにする一方、比較例１においては、上記のようなブラシローラを設けないようにした。 In Examples 1 and 2, as shown in the fixing device of the above-described embodiment, a brush roller provided with a brush made of heat-resistant resin fiber is pressed against the outer peripheral surface of the heat equalizing roller. On the other hand, in Comparative Example 1, the brush roller as described above was not provided.

ここで、実施例１ではブラシの密度が２１０００本／ｉｎｃｈ²になったブラシローラを、実施例２ではブラシの密度が６４０００本／ｉｎｃｈ²になったブラシローラを用い、それぞれブラシローラを均熱ローラに対して１．１倍の周速比で回転させて、均熱ローラに回収されたトナーをそれぞれのブラシローラにより均熱ローラの外周面から除去させるようにした。 Here, in Example 1, a brush roller having a brush density of 21000 / inch ² was used, and in Example 2, a brush roller having a brush density of 64000 / inch ² was used. The roller was rotated at a peripheral speed ratio of 1.1 times with respect to the roller, and the toner collected on the heat equalizing roller was removed from the outer peripheral surface of the heat equalizing roller by each brush roller.

そして、上記のように定着装置を改造させた各カラー画像形成装置を用い、それぞれ画像部が２０％の文字画像を記録媒体に印字させて、５００枚の画像形成を連続して行い、加熱ローラや加圧ローラの外周面に付着したトナーによる画像ノイズの発生率を求め、その結果を下記の表１に示した。 Then, using each color image forming apparatus in which the fixing device is modified as described above, a character image having a 20% image portion is printed on a recording medium, and 500 sheets of images are continuously formed. The occurrence rate of image noise due to the toner adhering to the outer peripheral surface of the pressure roller was obtained, and the results are shown in Table 1 below.

この結果、耐熱性の樹脂繊維で構成されたブラシが設けられたブラシローラを均熱ローラの外周面に圧接させて回転させるようにした実施例１，２のものにおいては、上記のようなブラシローラを設けていない比較例１のものに比べて、画像ノイズの発生率が大幅に低下しており、特に、ブラシの密度が６４０００本／ｉｎｃｈ²になったブラシローラを用いた実施例２のものにおいては、画像ノイズの発生がなくなっていた。 As a result, in the first and second embodiments in which the brush roller provided with the brush made of heat-resistant resin fiber is pressed against the outer peripheral surface of the soaking roller and rotated, the brush as described above is used. Compared with the comparative example 1 in which no roller is provided, the generation rate of image noise is greatly reduced, and in particular, the example 2 using the brush roller with a brush density of 64000 / inch ² is used. In the product, the generation of image noise was eliminated.

従来の定着装置によってトナー画像を記録媒体に加熱定着させる状態を示した概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory view showing a state in which a toner image is heated and fixed on a recording medium by a conventional fixing device. 本発明の定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示した概略説明図である。1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置によってトナー画像を記録媒体に加熱定着させる状態を示した概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating a state in which a toner image is heated and fixed on a recording medium by a fixing device according to an embodiment of the present invention. 上記の実施形態の定着装置に用いるブラシローラを製造するのに使用する多数のブラシが設けられた帯状の基布を示した部分側面図及び部分平面図である。It is the partial side view and partial top view which showed the strip | belt-shaped base fabric provided with many brushes used for manufacturing the brush roller used for the fixing apparatus of said embodiment. 上記の実施形態の定着装置に用いるブラシローラを製造する状態を示した概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing which showed the state which manufactures the brush roller used for the fixing apparatus of said embodiment.

Explanation of symbols

１０像担持体
１１現像装置
１２帯電装置
１３露光装置
１４ローラ
１５中間転写体
１６一次転写装置
１７第１のブレード式クリーニング装置
１８二次転写装置
１９送りローラ
２０第２のブレード式クリーニング装置
３０定着装置
３１加熱ローラ（定着ローラ）
３１ａ芯金
３１ｂシリコーンスポンジゴム層
３１ｃＮｉ電鋳スリーブ層
３１ｄシリコーンゴム層
３１ｅ表面層
３２加圧ローラ（定着ローラ）
３２ａ芯金
３２ｂシリコーンスポンジゴム層
３２ｃ表面層
３３ＩＨ方式の外部加熱装置（加熱装置）
３４均熱ローラ（第１ローラ）
３４ａ芯金
３４ｂ表面層
３５ブラシローラ
３５ａブラシ
３５ｂ基布
３５ｃローラ部材
Ｓ記録媒体
Ｔトナー画像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image carrier 11 Developing device 12 Charging device 13 Exposure device 14 Roller 15 Intermediate transfer body 16 Primary transfer device 17 First blade type cleaning device 18 Secondary transfer device 19 Feed roller 20 Second blade type cleaning device 30 Fixing device 31 Heating roller (fixing roller)
31a Metal core 31b Silicone sponge rubber layer 31c Ni electroformed sleeve layer 31d Silicone rubber layer 31e Surface layer 32 Pressure roller (fixing roller)
32a Metal core 32b Silicone sponge rubber layer 32c Surface layer 33 IH external heating device (heating device)
34 Soaking roller (first roller)
34a Metal core 34b Surface layer 35 Brush roller 35a Brush 35b Base cloth 35c Roller member S Recording medium T Toner image

Claims

In the fixing device in which the recording medium on which the toner image is formed is heated between a pair of fixing rollers each provided with a heating device, and the toner image is heated and fixed on the recording medium . As the fixing roller, a heating roller provided with a heating device and a pressure roller pressed against the heating roller are used, and a first roller is provided to rotate in contact with the pressure roller having a temperature lower than that of the heating roller. The outer peripheral surface of the first roller is made of a material having a lower mold release performance than the outer peripheral surface of the pressure roller , and the brush roller provided with a brush made of heat-resistant resin fiber is used as the outer periphery of the first roller. A fixing device, wherein the fixing device is rotated while being pressed against a surface.

The fixing device according to claim 1, wherein the first roller is a soaking roller that makes the surface temperature of the pressure roller that contacts and rotates as described above uniform.

3. The fixing device according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the pressure roller is coated with a resin having a high release performance.

4. The fixing device according to claim 1, wherein a belt-like base cloth provided with a brush is spirally wound around the outer peripheral surface of the roller member as the brush roller. A fixing device.

A fixing device for heating a recording medium on which a toner image is formed between a pair of fixing rollers each provided with a heating device at least one to heat and fix the toner image on the recording medium. An image forming apparatus using the fixing device according to any one of the above.