JPH01213683A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の１ 本発明は、一般には一対の回転体を有する定着装置に関
するものであり、特に電子写真方式を使用した複写機或
いは印刷機等の画像形成装置等に好適に用いることので
きる定着装置に関するものである。

差速Ｊと１１ 従来、電子写真方式を使用した複写機或いは印刷機等の
画像形成装置に用いられる定着装置は一対の回転体を有
し、概略第７図に示されるように構成されている。

簡単に説明すると、電子写真複写機によると通常の態様
で電子写真方式によりトナー像が形成された転写紙の如
き像担持体は、定着装置へと送給され像担持体上にトナ
ー像が永久像として定着される。

定着装置は、例えば第７図に図示されるように定着ロー
ラ１０１と加圧ローラ１０２の一対のローラより構成さ
れ、定着ローラ１０１は、アルミニウム、鉄等の中空芯
金４の表層部にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン
）、ＰＦＡ（ポリテトラプルオロエチレン寺パーフルオ
ロアルコキシエチレンの共重合体）等の樹脂層をコート
するか或いはシリコーンゴム等の離型性の優れた材料１
０４を被覆することにより形成されている。

又、定着ローラ１０内部にはハロゲンランプ等のヒータ
３が配置されており定着ローラ１０１を加熱する働きを
なす、一方、加圧ローラ１０２は、鉄やステンレス等の
芯金７の上部にシリコーンゴム等のｆａ型性を有する弾
性体１０３を被覆して形成される。定着ローラ１０１と
加圧ローラ１０２とはお互いがバネ等の抑圧手段（図示
せず）により互いに圧接されている。

定着装置には更にサーミスタ等の感温素子９が設けられ
、定着ローラｌｏｔの表面温度を検知する働きをする。

従って定着ローラ１０１の表面温度は、この感温素子９
及び温度調節回路（図示せず）を介してヒータ３への電
圧を制御することにより設定値に制御される。

トナー像１０を有した像担持体ｌｌは、入口ガイド１２
により定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２の間へと導
入され、像担持体１１上のトナー像ｌＯは定着ローラ１
０１と加圧ローラ１０２の間で加圧及び加熱されて定着
される０次に分離爪１３により像担持体１１は定着ロー
ラ１０１から分離される。

定着ローラ１０１には隣接してクリーナ１４が配置され
、該クリーナ１４は、定着ローラ１０１表面上にクリー
ニングフェルドパ７ド１５を当接させて定着ロー１う１
０１にオフセットしたトナーや紙粉をクリーニングする
。

が　　しよう　　る 前述のように、従来の定着装置にあっては、加圧ローラ
１０２の弾性体１０３の材料としてシリコーンゴム等の
高絶縁材料を使用するのが一般的である。しかしながら
このような、高絶縁材料を用いると像担持体の通過によ
って生じる加圧ローラ１０２と像担持体１１との摩擦、
及び加圧ローラ１０２と定着ローラ１０１との間に生じ
る摩擦により加圧ローラ１０２は数ＫＶと言う高電位の
帯電が起こる傾向がある。このような帯電現像は、像担
持体上のトナー像のローラへの転移付着（トナーオフセ
ット）による汚れ或は像担持体上の未定着画像を乱す等
といった諸々の問題点があった。特に定着ローラｌｏｔ
の汚れはローラ表面の離型性を著しく低下させ、汚れを
著しく促進させる。

このようなローラへのトナーオフセットを解決するため
に従来の定着装置においては外部よりフェルトパッドで
シリコーンオイルをｌｉｆつ供給しローラへのトナーの
付着を防止する方法及びローラに付着したオフセットト
ナーをクリーニング手段にてクリーニングする方法がと
られてきた。しかし、これらの方法ではフェルトパッド
の交換等を必要とし高価格となり、又定着装置の設計上
においても複雑となるという重大な問題点があった。

従って、本発明の目的は、定着ローラに外部からシリコ
ーンオイルをフェルトパッドによす少量ずつ供給したり
、或いはクリーナにてオフセットトナーをクリーニング
したりしなくても定着ローラへのトナーの転移付着を防
止し、良好な画像定着を容易に達成することのできる定
着装置を提供することである。

るための 上記目的は本発明に係る定着装置にて達成される。要約
すれば本発明は、一対の回転体の間に像担持体を挟持搬
送させることにより像担持体上に形成されたトナー像を
加熱定着する定着装置において、一方の回転体はその表
面を薄膜の熱収縮性フッ素樹脂フィルムのチューブで被
覆し、他方の回転体の弾性体層部にはフッ素系界面活性
剤を０．０５〜５重量部、好ましくは０．３〜１重量部
含有せしめることを特徴とする定着装置である。又、好
ましくは、一対の回転体の少なくとも一方の回転体の芯
金には一定電圧が印加されるか、或いは接地される。

及ムｊ 以下、本発明に係る定着装置を図面に則して更に詳細に
説明する。

第１図には、本発明に係る定着装置の一実施例が示され
る０本実施例にて定着装とは、第７図に図示される従来
の定着装置と同様に、一対の回転体として定着ローラ１
と加圧ローラ２より構成され、定着ローラｌはアルミニ
ウム、鉄、ステンレス等の芯金４の外側表面に耐熱性と
離型性に優れたＰＦＡのチューブ５を被覆したローラと
される。又、加圧ローラ２は鉄、ステンレス等の芯金７
の表面上にシリコーンゴム、フッ素系ゴム等の耐熱性及
び離型性に優れた弾性体層６を設けたロー、うとされる
。

又、定着装置には、定着ローラ１の表面温度を検知する
働きをなす感温素子９が付設され、転写紙の如きトナー
像１０を宥した像担持体１１は入口ガイド１２により案
内され、定着ローラ１と加圧ローラ２との間に導入され
る。このような構造は従来の定着装置と同様とされるた
めにこれ以上の詳しい説明は省略する。

更に、本実施例における定着装置を具体的に説明すれば
、本実施例において定着ローラ１は、直径２０ｍｍ、厚
さ２ｍｍのアルミニウムのパイプの表面に直接厚さ３０
＃ＬｍのＰＦＡの熱収縮チューブを融若して形成した。

又、加圧ローラ２は、直径１０ｍｍのステンレスの芯金
軸の表面にシリコーンゴムから成るゴム弾性層６を厚さ
３ｍｍで形成することによって作製した。シリコーンゴ
ム６のゴム硬度はＪＩＳ−Ａ規格で１６°のものを使用
した。

本発明に従えば加圧ローラ２の弾性体層６には、フッ素
系界面活性剤が０．０５〜５重量部。

好ましくは０．３〜１ｆｆｉｉ部含有される。

フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルエ
チレンオキシド付加物（ＲｆＣＨｚＣＨｌ　Ｏ（ＣＨｌ
　ＣＨｚ　Ｏ）　Ｘ　Ｈ）−パーフルオロアルキルカル
ボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホンＭ塩、パーフ
ルオロアルキル燐酸エステル、フッ化アルキルエステル
、パーフルオロアルキルベタイン等が好適である。

このような７−２素系界面活性剤を弾性体層６中に含有
させることにより、加圧ローラ表面の帯電が抑さえらえ
、又表面電位が除電される。この理由は次の通りである
と考えられる。

フッ素系界面活性剤である例えば、パーフルオロアルキ
ルエチレン付加物の分子構造中のエチレンオキシド基（
Ｃ２Ｈ４０）　ｎ　Ｈ（親木基）は、第３図に示される
ようなローラのゴム弾性体、本実施例ではシリコーンゴ
ムを使用した場合には、シリコーンゴム表面上に親木基
を表面に向けてゴム表面上で配向をしている。このため
に水が付加しやすく電気伝導度が向上するためと考えら
れる。

又、ツー２素系界面活性剤の添加量は上述のように、０
．０５〜５重量部、好ましくは０．３〜１兎量部とされ
るが、フッ素系界面活性剤の添加量が０．０５重量部以
下であると、シリコーンゴム表面に界面活性剤が表面上
では配向せず、そのために電気伝導度が上がらなく、定
着装置を通過させる像担持体の枚数を増加させるとロー
ラ表面上の界面活性剤がぬけきってしまったりする。−
方、界面活性剤を５重量部以上シリコーンゴムに添加さ
せた場合はシリコーンゴム自体に対して硬化阻害を起こ
し硬化しなくなる。

本発明者等の研究実験の結果によると、本発明に従った
加圧ローラ２を使用した場合に、第２図実線で示される
ように、加圧ローラ２の表面電位が転写紙の通紙中には
−ＩＫＶ付近に帯電し、紙の通過後にはすぐに電位減衰
を起こすことが分かった。一方、従来使用されたシリコ
ーンゴムの弾性体を用いた加圧ローラの表面電位は、第
２図に破線で示されるように、通紙中の場合−３ＫＶ以
上にもなり、紙が通過後の場合にも空回転時と同程度の
電位まで下ることはなかった。このように、従来のロー
ラによると表面電位が高くなりネガトナーを用いた場合
には転写紙上でトナー画像の飛び散りが増大し、又トナ
ーのオフセット現象が多くなった。

本発明に従えば、定着ローラへの像担持体の巻きつきが
なくなるため、従来の定着装置では必要とされた定着ロ
ーラに邑接して設けられた分離爪１３（第７図）は不必
要である。

又、上記構成の本発明における定着装置を使用すると、
Ａ４原ｍ（印字率４％）を７万〜８万枚通過させても加
圧ローラ２は初期のものと変化がなく定着ローラ１にク
リーニング手段１４（第７図）を設けなくても良好な画
像定着が達成された。

一方、加圧ローラは本実施例と同じローラを使用し、定
着ローラとしては上述のように定着ローラｌの外表面に
厚さ３０ｙ−ｍＰＦＡの熱収縮チューブを融着して形成
する代りに、従来の定着ローラの如くにＰＦＡ及びＰＴ
ＦＥ等のコーティングタイプの定着ローラを使用し、ク
リーニング手段は設けない定着装置を構成して、上述と
同様の試験を行なった。このような定着装置の構成によ
ると、１〜２万枚で加圧ローラの表面が真黒になり加圧
ローラ側に紙が巻きついてしまった。これは本発明の如
くにＰＦＡチューブのローラの方がコーティングタイプ
のローラより表層部が高分子材料で形成されるため離型
性に優れており、又本発明におけるように定着ローラの
アルミニウムの芯金表面に直接ＰＦＡのチューブを熱融
着しているために、芯金とフッ素系樹脂間に熱伝導率の
劣る接着層を設ける必要がなく熱伝導率に優れ、よって
オフセット性及び定着性にも優れているものと思われる
。

第４図には、本発明の他の実施例が示される。

本実施例によると、フッ素系界面活性剤を有するシリコ
ーンゴムを用いた加圧ローラ２の芯金７に板バネ８を取
り付け、該板バネ８にトナーとは反対の極性の電圧が印
加される。本実施例では、画像形成における転写時に転
写ローラを用いて＋５００Ｖを印加して転写が行なわれ
、そのために転写ローラに印加している電圧と同等の電
圧を電源１６から板バネ８に印加された。

これにより、加圧ローラ２の電位は＋４００Ｖ〜＋５０
０Ｖとなり、ＰＦＡチューブ被覆の定着ローラｌの電位
は＋２００Ｖ〜＋３００Ｖとなった。斯る構成により、
ネガトナーを用いてトナー像を形成した場合には定着ロ
ーラ１から加圧ローラ２に電場が１動き、トナーが定着
ローラｌへ付着するということはなかった。特に、定着
ローラｌとして直接アルミニウム芯金４にＰＦＡチュー
ブ５を熱融着したものを使用すると、剥離的なオフセッ
トも少なくクリーニング手段を設ける必要はなかった。

木発明者等の研究実験の結果によると、加圧ローラ２の
芯金７又は、第５図に図示されるように、加圧ローラ２
の芯金７及び定着ローラｌのアルミニウム芯金４を接地
することにより帯電によるオフセット或いは剥離による
オフセットが減少することを見出した。その理由は次の
通りであると思われる。

第６図（ａ）で示されるように加圧ローラ２の芯金７が
接地されていない場合には加圧ローラ２から定着ローラ
１の方向への°ｉｌｉ気力線は密とされる。しかしなが
ら、第６図（ｂ）に示されるように、加圧ローラ２の芯
金７が接地された場合には定着ローラ１方向への電気力
線は独となり、このためトナーは定着ローラｌの方へと
飛びにくくなり帯電及び剥離によるオフセットが減少す
ると考えられる。更に定着ローラｌの芯金４をも接地す
ると定着ローラｌは本来２００Ｖ〜３００Ｖも帯電して
いたものが、数十■に抑えられ更に帯電によるオフセッ
ト或 上記各実施例の定着装置は、回転体としてローラ形状を
した定着ローラと加圧ローラを使用するものとして説明
したが、ベルト状の定着用回転体と加圧用回転体を使用
することも可能であり、同様の作用及び効果を発揮でき
る。

１１立１】 本発明は、以上説明したように構成されているので、本
発明による定着装置を使用することにより、分離爪を設
けることなく加圧ローラへの像担持体の巻きつきを防止
し、更には定着ローラに外部からシリコーンオイルをフ
ェルトパッドにより少量ずつ供給したり、或いはクリー
ナにてオフセットトナーをクリーニングしたりしなくて
も定着ローラへのトナーの転移付着、ライン像のニジミ
等の現象を防止し、良好な画像定着を容易に達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る定着装置の断面図である。 第２図は、定着装置の加圧ローラの表面電位を表わすグ
ラフである。 第３図は、本発明に従って構成された加圧ローラのゴム
弾性体層に界面活性剤を添加した時の界面活性剤の配向
を説明する図である。 第４図は、加圧ローラに電圧を印加した時の本発明に係
る定着装置の断面図である。 第５図は、加圧ローラと定着ローラを接地した時の本発
明に係る定着装置の断面図である。 第６図（ａ）は、加圧ローラを接地しない時の電気力線
の向きを示す図である。 第６図（ｂ）は、加圧ローラを接地した時の電気力線の
向きを示す図である。 第７図は、従来使用されている定着装置の断面図である
。 １；定着ローラ ２：加圧ローラ ３：ヒータ ５　：　ＰＦＡチューブ ６：シリコーンゴム層 ９：感温素子 １０：）　　す　−　１ １１：像担持体 １２二人ロガイド 第１図 第２図 第６図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一対の回転体の間に像担持体を挟持搬送させること
   により像担持体上に形成されたトナー像を加熱定着する
   定着装置において、一方の回転体はその表面を薄膜の熱
   収縮性フッ素樹脂フィルムのチューブで被覆し、他方の
   回転体の弾性体層部にはフッ素系界面活性剤を０．０５
   〜５重量部含有せしめることを特徴とする定着装置。 ２）一対の回転体の少なくとも一方の回転体の芯金に一
   定電圧を印加することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の定着装置。 ３）一対の回転体の少なくとも一方の回転体の芯金を接
   地することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の定
   着装置。