JPH03274584A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザヒームプリンタや複写機等の電子写真
装置に装着される加圧型あるいは加熱加圧型の定；ａ装
置に関する。

［従来の技術］ 従来の画像形成装置の定着装置としては、定着ローラと
これに加圧接触して従動回転する加圧ローラを有するも
のか挙げられる。このような定着装置の一例を第７図に
示す。この定着装置は定着ローラｌと加圧ローラ２によ
り未定着現像剤像としての未定着トナー画像を記録材と
しての記録材Ｐ面に熱圧定着するものである。

上側の定着ローラ１は、アルミニウム・鉄等の中空芯金
３の内部にハロゲンランプ等のヒータ４かメれられたも
のて、このヒータ４により定着ローラｌの加熱かなされ
る。下側の加圧ローラ２は、鉄や、ステンレスなどの芯
金５の外周をシリコーンコム等の離型性を有する弾性体
６て被覆したものである。Ｅ記定着ローラｌと加圧ロー
ラ２はばね（図示せず）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、また矢印で示す方向に回転
駆動される。

上記定着ローラｌの表面にはサーミスタ等の感温素子７
か接触しており、定着ローラｌの表面温度を検知する。

この感温素子７の検出温度に応して温調回路によりヒー
タ４への通電か制御され、定着ローラｌの表面温度か所
定に設定した熱定着温度に自動管理される。また、上記
定着ローラｌの表面には分離爪８か先端エツジ部を該定
着ローラｌの表面に適当な加圧力をもって接触配設され
ており、上記定着ローラｌの表面から記録材Ｐを分離す
る。さらに、フェルト等のクリーナ９も定着ローラｌの
表面に抑圧接触して配設されており、定着ローラ１の表
面に＋１着したトナーや紙粉等を拭掃除去する。また、
定着装置の金属材製の底板１０の前面壁には記録材のメ
ロカイト１１か取り付けられ、上記底板ｌＯの後面壁に
は記録材の出口カイト１２か取付は支持されている。

次に、以上のような構成の定着装置における定着手法に
ついて説明する。

先ず、転写手段と１．ての転写帯電器（図示せず）によ
り潜像担持体としてのトラム表面からトナー画像の転写
を受け、定着手段へ搬送された記録材Ｐは、入口カイト
１１を通って定着装置内へ進入し、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２のニッ
プ部に入って両ローラのニップ部を通過していく。この
ニップ部を通過していく過程て記録材９面の未定着トナ
ー画像１ａか定着ローラｌの熱と、定着ローラｌと加圧
ローラ２間の加圧力で記録材９面に氷久固看像Ｌｂとし
て熱圧定着されていく。

上記定着ローラｌ及び加圧ローラ２のニップ部を通過し
像定着を受けた記録材Ｐはその先端部か分離爪８により
定着ローラ１面から分離され、出口カイト１２を通して
シートバス（図示せず）へ入り、排紙トレイ（図示せず
）へ排出される。

しかしなから、従来のｈ記画像形成装若における定着手
段は、像担持材たる記録材Ｐか定着ローラｌ及び加圧ロ
ーラ２のニップ部を通過して画像（２）が定着ローラ１
面から順次に離れていくとき画像を構成している現像剤
たるトナーの一部か大なり小なり定着ローラ１面に付着
残留し、いわ妙るオフセットか生じる。このオフセット
トナーレの福か多いと分離爪８に付着して記録材の分離
性を悪化させて記録材Ｐの定着ローラ周面に対する巻き
付きドラフルを生しさせたり、クリーナ９をすり抜けて
感温素子７に付着して温調性能を悪化させたり、記録材
面に再付着して出力画像面を汚すことかあった。

オフセットの王な原因とて、トナーとローラどの物ＦＪ
的結合力及び静電気力の二つをあげることかできる。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、表面エネルキーをｒげたりすることに
より効果かある。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か
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、銅体摩耗性、耐食性に関しても優
れている。一方、後者のＩＰ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、記録材なとか
つくる電界ｒＰにおいて帯電粉体であるトナーに働くも
のて、定着ローラとのｍ）の引力あるいは加圧ローラ　
記録材との間の斥力か強く働ぐ場合には、しばしば著し
いオフゼットを起こす。

このようなｔ気的作用によるオフセットを軽減させるた
めの手法として、定着ローラ表面積ｉｈに導電性を持た
せて帯電電荷を逃かｔ：Ｊ、−の手法や、界面活性剤を
表面に塗布して帯電を防止する第二の手法かあった。ま
た、第二の手法として定着ローラにトナーと逆極性の電
圧を印加して電界の作用によりトナーを抑え込むという
手法か考えられていた。

［発明か解決しようとする３８コ しかしなから、上記従来例の第一の手法によれば、定着
ローラの帯電を防止する効果はあるが、加圧ローラの帯
電まては制御できないという問題点かあった。また、抵
抗を下げることにより転写の電流か定着ローラに流れ込
み転写不良等の原因になっていた。

また、第二の手法については、界面活性剤の効果により
加圧ローラの表面電位も下げることかできるか弊害も多
い。つまり、−度通紙した記録材を再通紙する場合に　
記録材表面に付着した界面活性剤か感光トラムに付着し
５感光現象や感光体帯電を妨げるという問題点かあった
。このような場合には良好な画像は期待てきす、表面に
塗布するような系の場合にはその効果を持続させるため
に補給部材か必要となっていた。

さらに、第三の手法によれば、十分な電圧を定着ローラ
に印加することにより顕著な効果があるが、第８図に示
すように、従来の定着ローラ１の表面被覆材１３は離型
性を向上させることか主な目的てあったため、定着ロー
ラｌに電圧を印加する場合に求められる絶縁性に関して
は不十分なものであった。例えば、プライマ１４を被覆
したアルミニウム芯金３を２５埠箇の厚さのＰＦＡ樹脂
てコーチインクした定着ローラ１に−１，５ｋｖ印加し
た場合には１通紙時に５〜４００ｇＡもの電流か流れる
。本来純粋なＰＦＡは絶縁体であるが、単層コーティン
グのような場合には表面被覆材の組織中に図に示すよう
な多くの不完全な部分（ピンホール）Ｈが存在しており
絶縁層として機能しない。

このような場合、第７図に示す電圧印加手段たる電源１
５の″ｉｌＬ流容量か不足し印加電圧か降下してしまっ
てオフセットに対する効果か半減するばかってなく、記
録材を通して電流か流れ出し、転写機構にまて悪影響を
与えるという問題点かあった。

また、記録材にトナーと逆の極性の電荷を注入してしま
う虞れがあり、その場合転写材のトナー保持力か減しる
ためにオフセットを促進させてしまう可能性かあった。

本発明は、上記問題点を解決し、定着ローラにおけるｒ
ｔ流の漏れかなく、また、感光現象に影響を与えること
のない定着装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段」 本発明によれば、上記目的は、 互いに圧接して回転可能に配設された定着ローラと加圧
ローラとを有し、未定着画像を担持した記録材を上記定
着ローラと加圧ローラて挟持搬送して上記未定着画像を
定着させる定着装置において、 Ｌ品定着ローラは金属剛体て形成された芯金と、該芯金
上に被覆された絶縁部材を有し、上記芯金は電圧印加手
段と接続されている、ことにより遠戚される。

［作用コ 本発明によれば、定着ローラの芯金に現像剤と逆極性の
電圧を印加すると、該芯金上に絶縁部材か被覆されてい
るため、電荷を定着ローラ外に漏らすことなく加圧ロー
ラとの間に電界を発生させる。この電界は、絶縁部材の
表面に接触した未定着現像剤を該表面から離す方向に発
生するのて定着ローラへのオフセットを防止する。そし
て、上記絶縁部材か電荷の漏洩を阻止するので、電圧印
加手段の電圧か所定値に保たれ、また、現像剤へ逆電荷
か注入されることがない。かくして、オフセットの確実
な抑制か行なわれる。

［実施例］ 本発明の第一実施例ないし第四実施例を添付図面の第１
図ないし第６図を田いて説明する。

〈第一・実施例〉 先ず、第１図ないし第３図（Ａ）、（Ｂ）を用いて本発
明の第一実施例を説明する。なお、第８図に示す従来ｆ
１装置と共通箇所には同一打電を付して説明を省略する
。本実施例は、定着ローラｌとして、アルくニウムやス
テンレスなどの芯金３を絶縁部材たるＰＦＡチェーフＩ
６で被覆したところか従来例と異なる。本実施例によれ
ば、第２図に示すようにＰＦＡチューフ１ｂにピンホー
ルか形成されず、高い絶縁性を示す。本実施例のＰＦＡ
チューフｉ６は体積抵抗か１０１″′Ω・ｃｍ以上であ
る。

第３図（Ａ）　、　（Ｂ）にに品定着ローラｌの簡単な
形成過程を示す。第３図（Ａ）において、１６は予め別
工程で加工された筒状のＰＦＡ薄膜てあり、ＰＦＡ単体
で加工されるため容易に均一な膜を形成することかでき
る。このように加工されたＰＦＡ　９Ｗ１１６てプライ
マ１４をコーティングした芯金３を包んだ後、第３図Ｃ
Ｂ）に示すように加熱してＰＦＡ薄膜を収縮させプライ
マにより芯金に接着する。

丘記過程て形成されたＰＦＡ層の特徴的なことは第８図
に示すようなピンホールＨを含まないことにある。その
ためＬ記ＰＦＡチューフ定着ローラを用いた本実施例に
おいては、芯金に高電圧を印加しても記録材Ｐに電流か
流れ出ることかなくなり、電圧印加手段たる電源１５の
電流容量が小さくても印加電圧が降下してしまうことか
なく、安定してオフセットを抑制することかできる。ま
た定着ローラ周囲に配設しである感温素子７等に対して
もリークする心配かなくなり安全性、電気素子保護の点
からも優れた構成になる。さらに、漏洩電流か微少なた
め転写機構に影響を及ぼすことかなくなり良好な画像を
得ることかてきる。

（実験例） 第８図に示す従来例のＰＦＡコーチインクを施した定着
ローラと本実施例のＰＦＡチューフを施した定着ローラ
の実装して通紙したときの漏洩電流、転写抜け、静電オ
フセットを評価した結果を第１表に示す。評価は電源の
容量を十分確保して−１，５ｋｖの定電圧を定着ローラ
芯金に印加した場合と定着ローラを接地した場合につい
て行なった６定着ローラの直径はともに３υ問、ＰＦＡ
層の厚さは両者とも２５ＩＬ喝のものに関するものであ
る。

第１表から明らかなように￥着ローラに電圧を印加しな
い系ては転写抜けは発生しないか低温低湿及び常温常湿
の環境で静電オフセットか顕著に発生する。この静電オ
フセットは定着ローラ芯金に−１，５ｋｖの電圧を印加
することにより抑えることかできるが、この系の場合定
着ローラのＰＦＡコーチインクのものては高温高湿の環
境で電流か転写機構に流れ出てしまい転写抜けの弊害を
起こしている。これに対してＰＦＡ層としてチューンを
用いた定着ローラについては芯金に電圧を印加する竿に
おいても漏洩電流はほとんど流れず、すべての環境にお
いて静電オフセットはもちろんのこと、転写抜けも起こ
さない。

第　１　表 （以下余白） く第二実施例〉 次に、第４図を用いて本発明の第二実施例を説明する。

なお、第−実施例及び第８図に示す従来例と共ｉｔ箇所
には同一符号を付して説明を省略する。

本実施例は、定着ローラ被覆層をＰＦＡコーチインク改
買層て形成したところか第一実施例と異なる。第８図の
従来例に示したとおり単層コーチインク゛によるＰＦＡ
　９７９層１３にはピンボールＨか数多く存在している
が、これを第４図に示すように剛体ローラＲにより加圧
しなからＰＦＡ層１３を圧縮高密化し、その後加熱溶融
することにより、ピンホールＨのない改質層１７を作成
することかてきる。このような被覆層を持つ定着ローラ
は第一・実施例の定着ローラとして用いる場合、転写抜
は及びオフセット抑制という点て同様な効果を発揮でき
る。

さらに１本実施例におけるローラ被覆層はＰＦＡチュー
フ層より芯金との接着か良好てあり耐久性に非常に優れ
ているという利点がある。

なお１本実施例の被覆層にはＰＴＦＥコーチインク層も
適用することかできる。

〈第三実施例〉 次に、第５図を用いて本発明の第三実施例について説明
する。なお、第−実施例及び第８図に示す従来例と共通
箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施例では定着ローラの被覆層としてＰＦＡの多層コ
ーチインク層を用いたところか第一実施例と異なる。本
実施例によれば、＠層コーチインクにおけるＰＦＡ層１
３ＡのピンホールＨをさらに外側のＰＦＡ層１１Ｂが覆
って被覆層全体を貫通するピンホールかなくなるため、
第一実施例と同様な効果を発揮できる。

この実施例におけるＰＦＡ層は第一実施例のものに比べ
て厚く作成てきるため、記録材と芯金との間の抵抗を非
常に高くすることかできる。したかって１本実施例は記
録材の抵抗か顕著に低下する高ｉ！Ｗｉｔ境において有
効である。なお、ＰＦＡ層の代りにＰＴＦＥ層を用いて
も良い。

〈第四実施例〉 次に本発明の第四実施例を第６図を用いて説明する。な
お、第−実施例及び第８図に示す従来例と共通箇所には
同一符号を付して説明を省略する。

本実施例は定着ローラ芯金３とＰＦＡコーチインク層１
層上層上３接 持たせていることか第一・実施例と異能る。本実施例に
よれは、ＰＦＡ層１層中層中３中ンホールＨ無によらず
絶縁性を確保てきる。したかって、高価なＰＦＡ層を薄
くすることか可能であり、コスト面で優れている。

［発明の効果］ 以と説明したように定着ローラの表面被覆材に絶縁性を
持たせることにより、静電オフセット防止のために定着
ローラ芯金に電圧を印加する場合において、芯金から記
録材に流れ出る電流かなくなるため、安定したオフセッ
ト抑制電圧を確保てきるばかりが、転写機構との干渉を
防ぐことか可能で転写不良などの弊害をなくすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１　ｆｆＡは本発明の第一実施例装置の概略構成を示
すｒＪＴ面図、第２図は第１図装置の定着ローラ表層の
−・郡拡大断面図、第３図（Ａ’）　、　（Ｂ）は第１
図装置の定着ローラにおけるＰＦＡチューフ＃覆の手法
を示す図、第４図は本発明の第二実施例装置の概略構成
を示す断面図、第５図は本発明の第三実施例装置の概略
構成を示す断面図、第６図は本発明の第四実施例装置の
概略構成を示す断面図、第７図は従来例装置の概略構成
を示す断面図、第８図は第７図装置の定着ローラ表層の
一部拡犬断面図である。 Ｉ・・・・・・定着ローラ ２・・・・・・加圧ローラ ３・・・・・・芯金

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに圧接して回転可能に配設された定着ローラ
   と加圧ローラとを有し、未定着画像を担持した記録材を
   上記定着ローラと加圧ローラで挟持搬送して上記未定着
   画像を定着させる定着装置において、 上記定着ローラは金属剛体で形成された芯金と、該芯金
   上に被覆された絶縁部材を有し、上記芯金は電圧印加手
   段と接続されている、 ことを特徴とする定着装置。
2. （２）絶縁部材の体積抵抗は１０００００００ＭΩｃｍ
   以上であることとする請求項（１）に記載の定着装置。
3. （３）絶縁部材がＰＦＡのチューブで形成されているこ
   ととする請求項（１）または請求項（２）に記載の定着
   装置。
4. （４）絶縁部材が、ＰＦＡまたはＰＴＦＥのコート層と
   して塗布されており、該コート層は多重に塗布されたも
   の、あるいは、塗布後に加圧高密化処理を施されたもの
   であることとする請求項（１）または請求項（２）に記
   載の定着装置。
5. （５）絶縁部材と芯金との間に絶縁性プライマを用いる
   こととする請求項（１）ないし請求項（４）のうちの一
   に記載の定着装置。