JPH04139476A - 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、複写機やプリンタなど電子写真方式等を利用
した画像形成装置において、転写材上に相持した未定着
トナー像を転写材上に定着するのに使用される画像定着
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、複写機やプリンタなど電子写真方式あるいは静電
記録方式を利用した画像形成装置においては、転写材上
に担持された未定着トナー像を該転写材上に定着するた
めに、第７図に示すような定着装置か用いられている。

該定着装置は、定着部材たる定着ローラｌ及び加圧ロー
ラ２を備えており、定着ローラ１は、パイプ状芯金の上
にＰＦＡ。

ＰＴＦＥ等の耐熱性及び離型性の良い樹脂層１２を有し
、加圧ローラ２は、芯金１７の上に、シリコーンゴム等
の離型性の良い弾性層１３を設けている。

上記定着ローラｌの周囲には、定着ローラｌの表面温度
を検出するための温度検知器９が配設され、また定着ロ
ーラ内中心部には、定着ローラを加熱するための発熱体
たるヒータ１ｏが設置されている。この従来例装置にお
いては、上記温度検知器９で定着ローラ１の表面温度を
検出し、その結果に基づいて制御回路（図示せず）でヒ
ータ１ｏを断続制御することによって、定着ローラ１の
表面温度を所定の一定値に保持するように設定されてい
る。

上記加圧ローラ２には、加圧ばね３が支持体４上の加圧
アーム６に嵌装して設けられており、上記定着ローラ１
に所定の圧力で圧接するようになっている。また、定着
ローラｌ及び加圧ローラ２手前の転写材入口部には１転
写材を定着ローラｌと加圧ローラ２との間のニップ部へ
導くためのλロカイト１１か設けられている。さらに、
転写材出口部には分離爪７か定着ローラ１に当接して配
設されている。

以上のような定着装置においては、入口カイトで定着ロ
ーラ１と加圧ローラ２との間のニップ部に転写材が案内
されると、定着ローラ１と加圧ローラ２とが、ニップ部
で転写材を上下から挟持して加圧及び加熱を加えなから
回転することにより、転写材を搬送しつつ転写材上のト
ナー像を連続的に溶融して、転写材上にトナー像を定着
する。しカルながら、加圧ローラ２の弾性層１３か摩擦
帯電によってトナーと同極性に帯電した場合には上記ト
ナー像に対して静電気的反発力か作用しトナーが定着ロ
ーラｌの表面に付着する、いわゆるオフセット現象か発
生する場合かある。そこで、定着ローラｌの表面にオフ
セットしたトナーを除去するためにクリーニツク部材を
配設する手法か採られていた。ところか、近年、加圧ロ
ーラの低抵抗化と表面の離型性の向上を図って、導電性
の芯金の上に低抵抗弾性層と離型性を備えた絶縁性フッ
素樹脂とから成る表層を被覆したものか提案された。こ
のような加圧ローラによれば上記オフセット現象を抑え
ることかでき、第７図に示す従来例装置のようなりリー
ニツク部材を備えていない定着装置か提供可能となる。

その結果、保守作業の簡易化及び定着装置の小型化、低
コスト化等か実現された。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例によれば、加圧ローラ２の導
電性芯金な単に接地する手法を用いていたため、静電オ
フセットを十分に防止することはできないという問題点
かあった。つまり、転写過程終了後の転写材の背面には
表面（トナー像保持面）と逆極性の電荷が保持されてい
るか、この転写材が定着装置へ到達すると、低抵抗化し
た加圧ローラと接触することによって上記背面の電荷か
逃げ、その結果、表面においてトナー像の保持力か低下
し、定着ローラへ静電オフセットしていた。この現象は
高抵抗な転写材を用いた場合はど顕著であった。

本発明は、上記問題点を解決し、静電オフセットの発生
を抑え、かつ、長期に亘って良好な離型性を示すことが
できる加圧ローラを備えた定着装置の提供を目的として
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、 内部に発熱体を有する定着部材と、該定着部材に対向し
て回転自在に配設された加圧ローラとを備えた定着装置
において、 上記加圧ローラは、導電性の芯金上に低抵抗弾性層を有
し、該弾性層上に絶縁性フッ素樹脂の表層か形成されて
おり、 上記芯金は、使用される現像剤の帯電極性と逆極性の電
荷を保持する向きに接続されたタイオートを介して接地
し、またはバイアスを印加することにより達成される。

［作用］ 本発明によれば、加圧ローラの表層に絶縁性フッ素樹脂
を有しているので、長期間の使用によっても表面の離型
性か維持される。また、上記表層の下層には低抵抗の弾
性層か備えられているので、表層に現像剤と同極性の電
荷か蓄積することなく弾性層を介して導電性の芯金へと
電荷が移動する。そして、芯金に移動した電荷はタイオ
ートを介して除去される。しかし、上記芯金に接続され
たダイオードの向きは、現像剤と逆極性の電荷を保持す
る方向なので、転写材の背面電荷を逃がさない。かくし
て、背面電荷は表面のトナー像を確実に保持するのてオ
フセットは防止される。

［実施例］ 本発明の第一実施例ないし第六実施例を添付図面の８１
図ないし第６図を用いて説明する。

く第一実施例〉 先ず、本発明の第一実施例について第１図を用いて説明
する。なお、第７図に示した従来例装置との共通箇所に
は同一符号を付して説明を省略する。

本実施例装置は、界面活性剤、金属粉末、カーホン粉等
によって１０２Ωｃｍ〜１０７Ωｃｍに低抵抗化したシ
リコーンゴムを弾性層１３とし、さらにその表層に、　
ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の絶縁性フッ素樹脂１８を焼成しコ
ーチインクしたところと、芯金なダイオードを介して接
地したところか第７図に示した従来例装置と異なる。

絶縁性フッ素樹脂１８は、例えばＰＦＡなとの体積抵抗
値が１０１４Ωｃｍ程度のものが好まし・い。また、コ
ーチインクの厚みは３０〜５０μ■である。

上記低抵抗化した弾性層１３の体積抵抗値は絶縁性ツウ
素樹脂１８の厚みによって最適値か決まる。

加圧ローラ２のトータルとしての抵抗値か、実際の使用
状態におけるニップと芯金１７との間て１０８〜１０１
２ΩＣ■となるように弾性層１５の抵抗値を定めればよ
い。この値はチャーシア・・ノブせず、かつ転写材の裏
面の電荷を逃かさないようにするためである。チャージ
アップによってはオフセットか発生し、電荷が逃げるこ
とによっても転写材に対するトナーの保持力が低下する
のでオフセットか生しるからである。本実施例において
は、絶縁性ツウ素樹脂層に１０１４Ωｅ１ｍ程度のＰＦ
Ａコート４０ｇｍ　、弾性層１５にカーボン粉末を分散
したシリコーンゴム１０２Ωｃｍを使用したところ、加
圧ローラの抵抗値はＩＱＩ　１ΩＣ■てあった。

本実施例においては、さらに、マイナス帯電したトナー
Ｔを使用する場合、転写材Ｐの裏面にある電荷を逃がさ
ないように、かつ摩擦帯電で生じるマイナス電荷を逃が
すように、ダイオード２０を図に示す向きに接続し、ま
た、定着ローラｌの芯金にはプラス電荷を逃かし、トナ
ーＴと同極性のマイナス電荷を保持するようダイオード
１９を接続した。このようにタイオードを接続すれば一
層オフセット防止に効果的である。本実施例では加圧ロ
ーラ２の表面電位は＋１００〜＋５ｏｏｖ、定着ローラ
ｌの表面電位は０〜−２００ｖとなり、静電オフセット
か防止できた。また、加圧ローラ２の表面の離型性も良
く、耐久によるローラ表面のトナーや紙粉の汚れも防止
できた。

以上説明したように、本実施例によれば、摩擦帯電の発
生を抑えつつ、長期に亘って良好な離型性を示す加圧ロ
ーラを備えた定着装置の提供か可能となる。

〈第二実施例） 次に、本発明の第二実施例について第２図を用いて説明
する。なお、第一実施例との共通箇所には同一符号を付
して説明を省略する。

第一実施例ては表層である絶縁性フッ素樹脂１８にＰＦ
Ａコーチインクを使用したが、本実施例では低抵抗弾性
層１３の上に熱収縮可能な絶縁性ＰＦＡチューフ５０ｇ
ｍ　１８”を被覆した。このＰＦＡチューフの被覆は、
１６０°Ｃ〜１８０　’Ｃの比較的低温な条件で可能で
あり、製造工程も単純てすむ。さらに、加圧ローラ芯金
１７にはプラス直流のバイアス電圧２１を印加し、より
強制的に加圧ローラ２表面電位をプラスに保ち、マイナ
スに帯電したトナーに対しオフセットを防止するように
した。プラスに帯電するポジトナーに対しては電源及び
ダイオードを逆向きにすることは言うまでもない。

〈第三実施例〉 次に、本発明の第三実施例について第３図を用いて説明
する。なお、第一実施例との共通箇所には同一符号を付
して説明を省略する。

本実施例は弾性層をスポンジ層とゴム層によって形成し
たところか第一実施例と異なる。

加圧ローラの弾性層を単層のゴムにすると加圧ローラの
硬度か高くなるという傾向を示す。そのため、転写材に
しわが発生し易く、特に封筒を通す場合はしわの発生か
顕著である。そこで、本実施例における加圧ローラは、
弾性層を金属粉末、カーボン粉末、界面活性剤により低
抵抗化したスポンジ層１５とさらにその上に低抵抗化し
たゴム層１６から形成し、表層に５０ＪＬ■の熱収縮可
能な絶縁性ＰＦＡチューブ１８′を巻いたものである。

比較のために第二実施例においてチューブの厚みを５ｏ
ｐ−とし、下層の弾性層にＪＩＳ−Ａ硬度２０度の７１
のシリコーンゴムな用いた外径２０ｍｍの加圧ローラを
形成した。その結果、完成品てのアスカ−Ｃ硬度は６５
度になった。

一方て１本実施例のごとく同一の絶縁性ＰＦＡチューフ
を用いて、弾性層として、３１１１Ｉの低抵抗スポンジ
層（アスカ−Ｃ硬度４０度）と１ｍｍの低抵抗シリコー
ンゴム層（ＪＩＳ−Ａ硬度２０度）を設けた同じく外径
２０１１の加圧ローラを作成したところ、完成品の硬度
はアスカ−Ｃ硬度４５度となった。これによって、定着
に必要なニップ幅３鳳■を得るために前者では、総圧で
１２ｋｇ加圧する必要かあったが、後者ては総圧８ｋｇ
でよく、しわの発生がなくなった。

本実施例においてもオフセットは発生せず、離型性も良
好である。

〈第四実施例） 次に、本発明の第四実施例について第４図を用いて説明
する。なお、第三実施例との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、第三実施例装置に除電ブラシ２２を配設し
たものである。第三実施例装置に用いたシリコーンゴム
層１５は低抵抗化が難しく、加硫障害が生ずることかあ
る。そごて、除電フラジ２２を配設することにより表面
電荷を除去するようにしたものである。

本実施例によれば、オフセットの防止をより一層確実に
行なうことがてきる。

く第五実施例〉 次に、本発明の第五実施例について第５図を用いて説明
する。なお、第三実施例との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、電源２３及びダイオード２０を配設したと
ころか第三実施例と異なる。第５図に示すように、マイ
ナス帯電のトナーを使用する場合は、定着ローラｌの芯
金１７に電源２３を接続してトナーと同極性の電位とす
る。また、加圧ローラ２の芯金１７にダイオード２０を
接続してトナーと異極性の電位とする。その結果、トナ
ーは静電気的作用によって転写材に押し付けられ、オフ
セットの発生を防止する。

本実施例によれば、オフセットの防止をさらに確実に行
なうことかてきる。

〈第六実施例） 次に、本発明の第六実施例について第６図を用いて説明
する。なお、第五実施例との共通箇所には同一符号を付
して説明を省略する。

本実施例装置は、除電ブラシと芯金な第６図に示すよう
にダイオードを介して接地したところが第五実施例と異
なる。本実施例のような構成においても、オフセット防
止を確実に行なうことができる。

なお、以上に説明した実施例のうち、ダイオードを配設
したものにおいて、プラス帯電トナーを用いる場合は、
ダイオード及び電源は逆向きすることは言うまでもない
。また、第三実施例から第六実施例において、スポンジ
層１５とチューブ層１８の間にゴム層１６を入れる理由
は寸法精度を出すためと接着性を向上させるためであり
、これらを解決てきれば省略できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、加圧ローラの芯
金の上に低抵抗弾性層と絶縁性フッ素樹脂の表層を有し
ているので、摩擦帯電によるオフセットの発生を抑える
ことかてき、かつ、加圧ローラ表面の離型性を長期間に
亘って良好に保つことかできる。したかって、長期間の
使用の際にも、転写材の巻き付きが発生せず、両面印字
された転写材の画像に悪影響を与えることがない。

また、加圧ローラの表面にトナーや紙粉の汚れか付着す
ることかないので定着ローラ表面を汚すことかなく、さ
らに、オフセットの発生によって定着ローラ表面が汚れ
ることもない。その結果、定着ローラのためのクリーニ
ツク部材か不要となり、保守作業の簡易化、低コスト化
、装置の小型化等が実現可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置の概略構成を示す断面
図、第２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３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４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５図は本発明の第五実施例装置の概
略構成を示す断面図、第６図は本発明の第六実施例装置
の概略構成を示す断面図、第７図は従来例装置の概略構
成を示す断面図である。 １・・・・・・定着部材（定着ローラ）２・・・・・・
加圧ローラ １０・・・・・・発熱体（ヒータ） １３・・−・・・低抵抗弾性層（シリコーンコム）１７
・・・・・・芯金 １８・・・・・・絶縁性フッ素樹脂 ２０・−・・・・タイオード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に発熱体を有する定着部材と、該定着部材に
   対向して回転自在に配設された加圧ローラとを備えた定
   着装置において、 上記加圧ローラは、導電性の芯金上に低抵抗弾性層を有
   し、該弾性層上に絶縁性フッ素樹脂の表層が形成されて
   おり、 上記芯金は、使用される現像剤の帯電極性と逆極性の電
   荷を保持する向きに接続されたダイオードを介して接地
   されている、 ことを特徴とする定着装置。
2. （２）芯金にはバイアス電圧が印加されていることとす
   る請求項（１）に記載の定着装置。