JPH04204581A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は電子複写装置等の画像形成装置において用紙上
に転写されたトナー像を定着するための定着装置に関す
る。

（従来の技術） 電子複写装置等の画像形成装置において原稿から複写画
像を得るためには、感光ドラム表面に帯電、露光等によ
り静電潜像を形成し、ついでトナーを付着、現像し、そ
のトナー像を用紙に転写したのち、これを定着する必要
がある。

近年、画像形成速度の高速化に伴い、この定着にはいわ
ゆるヒートローラ定着法が多く用いられている。このヒ
ートローラ定着法は、それぞれ逆クラウニング形状に形
成された一対のローラすなわち加熱ローラとプレスロー
ラとの間にトナー像が転写された用紙を通過させ定着を
おこなうもので、熱効率が高く、熱発散が少なく、迅速
な定着が得られるなど、画像形成速度の高速化には極め
て効率のよい定着法とされている。

しかし、最近、画像形成速度の高速化がますます促進さ
れるなかで、この従来のヒートローラ定着法においても
以下のような問題が生じて来ている。

すなわち、定着性（残存率）の点て必ずしも十分てない
こと、自動原稿供給装置使用時に用紙の裏汚れが発生す
ること、オフセット（トナーが加熱ローラに付着するこ
と）が発生すること、高温多湿字時に紙取が発生するこ
となどである。

（発明が解決しようとする課題） したがって、本発明は、上述のようなヒートローラ定着
法における問題点を解決し得る定着装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明者は上記問題点の原因を探求した結果、その原因
がこれらローラの形状にも関係があることを突き止め、
上記問題点を解決するに至った。

すなわち、従来の定着装置に用いられている一対のロー
ラ、すなわち加熱ローラとプレスローラがそれぞれ逆ク
ラウニング形状に形成されていて、中央部に約０．２−
０．４ｍｍの隙間が形成されている。これはローラの熱
膨張による中央部の膨らみを考慮したものである。しか
し、コピー速度が次第に早くなると、通紙によってロー
ラ中心部（用紙が通る部分）の熱が奪われて熱膨張が生
ぜず、その結果、熱、圧力がローラの両端部に集中して
しまい、ローラ中心部の熱および圧力不足のため、定着
性、スメア性に悪い影響を与えることになる。したがっ
て、この熱不足を補うためには、ローラ温度を上げる必
要があるが、その場合、ローラの両端部が過熱し、いわ
ゆる高温オフセットが発生することになる。高温多湿字
時の紙取の発生の原因については、ローラ中心部の圧力
が低く、ローラの両端部の圧力が高いため、吸湿により
柔軟となった用紙がローラ中心部方向に押されためと思
われる。

さらに、この一対のローラを用いた定着装置においては
、加熱ローラの一部表面に、加熱ローラ表面の汚れを除
去するためクリーナーフェルトを接触させるようにして
設けられているが、このクリーナーフェルトも内面が直
線状のものがもちいられているため、高速複写装置にお
いては加熱ローラの中央表面部との接触が不十分となり
、オフセット発生の一つの原因となることが見出だされ
た。

以上のような見知から、本発明はプレスローラの形状を
加熱ローラの逆クラウニング形状に対応させたクラウニ
ング形状とするという手段を講じた。

すなわち、本発明は互いに圧接して回転する加熱ローラ
と、プレスローラとを具備してなり、その間にて用紙上
に転写されたトナー像を定着するための定着装置であっ
て、該加熱ローラか逆クラウニング形状をなし、該プレ
スローラが上記逆クラウニング形状に対応するクラウニ
ング形状をなしていることを特徴とする定着装置を提供
するものである。

また、クリーナーフェルトの形状も加熱ローラの逆クラ
ウニング形状に対応させて凸面形状にすることが好まし
い。

（作用） 本発明の定着装置においては、プレスローラが上記加熱
ローラの逆クラウニング形状に対応するクラウニング形
状をなしていることから、これらの中央部においても圧
力が均一に加えられる。そのため従来のように熱、圧力
がローラの両端部に集中してローラ中心部の熱および圧
力不足を生じさせるというようなことがなくなり、定着
性、スメア性が著しく改善される。さらに、熱不足を補
うためローラ温度を過度に上げる必要がなくなり、ロー
ラの両端部の過熱による高温オフセットの発生も回避す
ることができる。さらに一対のローラ間の圧力が均一に
なるため高温多湿時の紙取の発生も回避することができ
る。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例を参照して説明する。

まず、第４図を参照して、本発明の定着装置が適用され
る画像形成装置の一例の内部機構（電子写真プロセス構
成機構）を説明する。

第４図はこの画像形成装置の内部機構の側面を示すもの
であって、装置本体のほぼ中央部には、像担持体として
の感光体ドラム２０が配置されており、この感光体ドラ
ム２０は図示しない駆動機構により矢印Ｃ方向に複写速
度９５ｍｍ／ｓｅｅとテーブル５の移動速度と同速度に
て回転される。感光体ドラム２０は、負帯電性の有機光
導電体（○ＰＣ）からなり、アルミニューム筒の表面に
電荷発生層と、この電荷発生層を被覆する電荷輸送層と
を形成した構成となっている。

感光体ドラム２０の周囲には、その回転方向に沿って帯
電手段としての帯電用帯電器２１、静電潜像形成手段と
しての除電兼用露光装置２２、現像手段としての現像器
ユニット２３、転写手段としての転写用帯電器２４、剥
離手段としての剥離用帯電器２５、および清掃手段とし
てのクリーナユニット２６が順次配設されている。

さらに、装置本体内には、給紙カセット７から給紙手段
３３を介して給紙された用紙Ｐおよび手差し給紙台４か
ら手差し給紙された用紙４を前記感光体ドラム２０と転
写用帯電器２４との間の画像転写部２７を経て装置本体
の左側面部に装着された排紙トレイ８に導く用紙搬送路
２８が形成されている。

この用紙搬送路２８の画像転写部２７の上流側には、ア
ライニングローラ対２９が配置され、下流側には定着手
段としての定着器ユニット３ｏおよび排紙手段としての
排紙ローラ対３１が配置されている。さらに、アライニ
ングローラ対２９の近傍にはアライニングスイッチ３２
が設けられている。

なお、３５は各帯電器２１，２４．２５より発生される
オゾンを中和するオゾンフィルタであり、３６は機内温
度上昇を防止する冷却ファンユニットである。３７は現
像器ユニット２３に装着されるトナーカートリッジであ
る。

しかして、感光体ドラム２０が矢印Ｃ方向に回転すると
ともに、感光体ドラム２ｏの表面が帯電用帯電器２１に
より一７００Ｖに帯電される。帯電用帯電器２１にはグ
リッド２１ａが具備されており、帯電時にはグリッド２
１ａの電圧が一７５０ｖになるようにしである。

負帯電された感光体ドラム２０は、除電兼用露光装置２
２を構成する棒状の光源としてのランプ４０により一様
に照射された透明ガラスからなる原稿台４１上の原稿り
の原稿画像を集光性光伝送体（商品名、セルフォックレ
ンズアレイ）４３により感光体ドラム２０表面上に結像
させ、感光体ドラム２０の表面に静電潜像を形成する。

ついて、この感光体ドラム２０上の静電潜像は、現像器
ユニット２３に対向することにより正極性トナーか付着
されることにより可視像化される。

現像器ユニット２３は、正極性２成分磁気ブラシ方式を
用いトナー層保持部材である現像ローラ４４のスリーブ
４４ａは、図示しない駆動機構により矢印ｄ方向に感光
体ドラム２０より速い速度（約３．３〜３．５倍）にて
回転され、−２００Ｖのバイアス電圧がかけられている
。

一方、このトナー像の形成動作に同期して給紙カセット
２から取出されたり手差し給紙台９から手差し供給され
た用紙４が、アライニングローラ対２９を介して画像転
写部２７に送り込まれる。

画像転写部２７に送り込まれた用紙４は、転写前ガイド
４５により感光体ドラム２０の表面と密着するように送
られ、予め感光体ドラム２０上に形成された上記トナー
像が転写用帯電器２４の負帯電の作用で用紙４に転写さ
れる。ついて、トナー像が転写された用紙Ｐは、剥離用
帯電器２５によりＡＣ帯電されることにより感光体ドラ
ム２０の表面から剥離されて用紙搬送路２８を搬送され
、定着器前ガイド４６に沿って定着器ユニット３３に送
り込まれる。そして、前記トナー像が、後述の加熱ロー
ラ１とプレスローラ２により用紙４に溶融定着され、こ
の後、排紙ローラ対３１を介して排紙トレイ３上に排出
される。

なお、用紙４上にトナー像を転写した後、感光体ドラム
２０上に残った残留トナーは、クリーナユニット２６の
クリーニングブレード２６ａにより掻き落とされる。さ
らに、この後、感光体ドラム２０の表面の残像は、除電
兼用露光装置２２がらの除電光により消去され、初期状
態に戻る。上記除電光は、反射部材（以後、リフレクタ
という）４８に形成された開口部としての除電光口４つ
から導出されて除電光フィルタ５０を通過し、適正除電
光量および波長にされてクリーナユニット２６の除電光
口５１から感光体ドラム２０の表面に照射されるように
なっている。

テーブル１０は、大別して原稿りを載置する原稿台４１
と、この原稿台４１上に重合され原稿りを原稿台４１に
密着すべく押えるプラテンシート１３ａを備えた原稿押
えカバー１３とからなる。

なお、本図中、５３はトナー供給部材を収容する容器、
５４はトナーを攪拌するための攪拌部材、５５はオート
トナーセンサ、５６はオーガ、５７は現像ユニット等の
取り出しのための上面カバーである。

装置本体は、用紙搬送路２８をほぼ境として上下に２分
され、その上部ユニットは図示しない回動支点を介して
上方に回動変位可能となっており、必要に応じて用紙搬
送路２８の大部分を露出させたり、用紙搬送路２８に対
向する機器を露出させることができるようになっている
。そして、用紙４の詰まり除去作業や、機器の保守点検
および交換作業が容易に行なえるようになっている。

つぎに、第１図ないし第３図を参照して本発明に係わる
定着装置について詳細に説明する。

第１図は本発明に係わる定着装置の側面図、第２図は第
１図の定着装置を上方向から見た図、第３図は第１図の
定着装置を横方向から見た図であり、図中、１は加熱ロ
ーラ、２はプレスローラ、３はクリーニングフェルトで
ある。

加熱ローラ１は従来と同様に、逆クラウニング形状の金
属ローラからなり、内部に図示しないハロゲンランプ等
のヒータを内蔵し、表面にオフセット防止のためのコー
ト層（たとえばテフロン系の樹脂、あるいはカーボンブ
ラック含有ＰＴＦＥ樹脂からなるもの）ｌａを有する。

プレスローラ２は、加熱ローラ１の逆クラウニング形状
に対応する（あるいは平行な）クラウニング形状をなし
、表面にシリコーンゴム等からなるゴム層２ａを有する
。

クリーニングフェルト３は加熱ローラ１の逆クラウニン
グ形状に対応する（あるいは平行な）凸面状に形成され
加熱ローラ１の一表面と密接するようにして設けられて
いる。

以上の構成からなる定着装置を用いての定着は＝　１２
　＝ 全〈従来と同様にして行うことができる。すなわち、ト
ナー像が転写された用紙４を搬送路を介して加熱ローラ
１とプレスローラ２との間に供給し、加熱加圧したのち
、図示しない排紙ローラ対を介して排紙トレイ方向に排
出される。

上記構成からなる定着装置を電子複写機（レオドライ　
９１１０、■東芝製）にセ・ントし、トナー剤としてＤ
−６８Ｐ−１３０（現像剤）およびＴ−６８Ｐ　（トナ
ー）からなるものを使用し、これを用いて通紙試験を行
なったところ、良好な定着性、スメア性が得られ、特に
中心部の複写特性の著しい改善が認められた。またオフ
セ・ソトの発生も殆ど認められなかった。さらに、高温
多湿時の紙取の発生も認められなかった。

なお、比較のため、前述の従来の定着装置を上記電子複
写機にセットし、同様のトナー剤を用い、同様の通紙試
験を行なったところ、定着性、スメア性の点て十分に満
足なものが得難く、特に中心部にその傾向が著しかった
。またオフセ・ソトの発生も認められ、さらに、高温多
湿時の条件下では紙取の発生も認められた。

さらに、上記実施例において、クリーニングフェルトを
従来のクリーニングフェルト（内面が直線状のもの）と
交換して、上記同様の通紙試験を行なったところ、若干
のオフセットの発生が認められ、加熱ローラ１との接触
面を加熱ローラ１の逆クラウニング形状に対応する凸面
状とした本発明のクリーニングフェルトの効果が確認さ
れた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の転写装置によれば、プレ
スローラが上記逆クラウニング形状に対応するクラウニ
ング形状をなしていることから、従来のように熱、圧力
がローラの両端部に集中してローラ中心部の熱および圧
力不足が生じるというようなことがなくなり、そのため
、定着性、スメア性が著しく改善され、定着ローラへの
複写用紙の巻き付きや、画像の汚れもなくなり、良好な
複写画像を形成することができる。さらに、熱不足を補
うためローラ温度を過度に上げる必要がなく、ローラの
両端部の過熱による高温オフセット−１４＝ の発生も回避することかできる。さらに一対のローラ間
の圧力が均一になるため高温多湿時の紙取の発生も回避
することができるなど種々の顕著な効果を奏することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる定着装置の側面図、第２図は第
１図の定着装置を上方向から見た図、第３図は第１図の
定着装置を横方向から見た図、第４図は画像形成装置の
内部の全体的構成を示す側面図である。 １・・・加熱ローラ、２・・・プレスローラ、３・・・
クリーニングフェルト。 ＼　　４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに圧接して回転する加熱ローラと、プレスロ
   ーラとを具備してなり、その間にて用紙上に転写された
   トナー像を定着するための定着装置であって、 該加熱ローラが逆クラウニング形状をなし、該プレスロ
   ーラが上記逆クラウニング形状に対応するクラウニング
   形状をなしていることを特徴とする定着装置。