JPH04350887A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加熱定着装置、特に圧接
された定着ローラ及び加圧ローラ間に未定着トナー像を
有する転写材を通過させて該未定着トナー像の定着を行
う加熱定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、複数の光走査手段を有するレー
ザビームプリンタの従来例として、４ドラムレーザビー
ムプリンタを示す。該プリンタは、電子写真感光体たる
潜像担持体の周囲に画像形成手段を有する画像形成ステ
イションを四個備えたカラープリンタであり、各画像形
成ステイションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｋによってそれぞ
れマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの画像を形成
するようになっている。該各画像形成ステイションＰｍ
，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｋにはそれぞれ潜像担持体として感光
ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋが矢印方向に回転自在に
配設されており、該各感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１
Ｋの上方には帯電器２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋが配設され
ている。また、上記各帯電器２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋの
さらに上方には光走査手段としての走査光学装置３Ｍ，
３Ｃ，３Ｙ，３Ｋが配設されており、該各帯電器２Ｍ，
２Ｃ，２Ｙ，２Ｋによって一様に帯電された上記各感光
ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの表面にレーザビームを
走査せしめる。該各走査光学装置３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３
Ｋは、図示はしていないが、光源たるレーザ装置と、該
レーザ装置を走査する回転ポリゴンミラーと、走査ビー
ムを感光ドラム表面の母線上に集光するｆθレンズと、
光束を変向する反射ミラーと、上記走査ビームの特定位
置を検出するビーム検出装置とから構成されている。こ
のような走査光学装置３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋによって
走査された走査ビームによって、上記各感光ドラム１Ｍ
，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの表面には静電潜像が形成され、該
静電潜像は現像装置によって現像される。上記各感光ド
ラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにはそれぞれ現像装置４Ｍ
，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋが対向配置され、それぞれマゼンタ
、シアン、イエロー、ブラックの現像剤によって現像す
るようになっている。該現像装置４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４
Ｋによって上記感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ上に
形成された現像剤像は、後述する転写部６にて転写材Ｐ
に転写されるが、そのうちの一部は感光ドラム１Ｍ，１
Ｃ，１Ｙ，１Ｋ上に残存する。この残存した現像剤を除
去するために上記各感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ
にはクリーナ５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋがそれぞれ対向配
設されている。

【０００３】以上のように、各感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，
１Ｙ，１Ｋの周囲にはそれぞれ上述した各装置が設けら
れ、該感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋはそれぞれ転
写材の進行方向上流から下流へと並設されている。この
ような各感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には
、各感光ドラムの表面と接触通過するように、転写ベル
ト６ａが架設されており、転写材Ｐを担持搬送しながら
上記各感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの現像剤像を
担持した表面と接触させる。そして、上記転写ベルト６
ａを挟んで上記各感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋに
対向する位置には転写用帯電器６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｋ
がそれぞれ配設されており、上記現像剤像を上記転写材
Ｐ上へ転写せしめる。このように転写部６は上記転写ベ
ルト６ａ及び転写用帯電器６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｋによ
って構成されている。

【０００４】また、上記転写材Ｐは給紙カセット７ａ，
７ｂから供給され該給紙カセット７ａ，７ｂ前方に配設
された転写材厚検知手段１０によって紙厚が検知される
ようになっている。給紙された転写材Ｐは上述のように
各色の現像剤像を転写された後、ガイド８ｂによって定
着装置８ａへと搬送され、上記現像剤像を永久像として
定着されて排紙ガイド９上へと排出される。

【０００５】次に、上記定着装置８ａについて詳しく説
明する。

【０００６】従来、静電記録装置等の画像形成装置にお
ける定着装置としては、乾式の粉体現像剤を使用する場
合は、定着ローラと加圧ローラとの間に現像剤像を載せ
た転写材を通過させる熱ローラ定着装置が広く用いられ
ており、上記定着装置８ａもこの方式である。図６は、
上記定着装置８ａの概略図を示したもので、回転可能な
定着ローラ１１と、この定着ローラ１１に圧接しながら
回転する加圧ローラ１２と、定着ローラ１１の表面に接
離可能で離型剤を供給する離型剤塗布装置１３と、定着
ローラ１１及び加圧ローラ１２の表面上に付着したトナ
ーや紙粉をクリーニングするクリーニング装置１４の構
成となっている。

【０００７】定着ローラ１１は金属製芯金の表面にシリ
コーンゴム、フッ素ゴムを所定の厚さに被覆した構造に
なっている。加圧ローラ１２は金属製芯金の表面にシリ
コーンゴムを設け、その表面にフッ素樹脂被膜を施した
ものである。定着ローラ１１の内部、もしくは定着ロー
ラ１１及び加圧ローラ１２の内部にはハロゲンランプ等
のヒータが配置されている。また、加圧ローラ１２には
温度検知手段たるサーミスタ１５が接触しており、温度
調節回路を介してヒータへの電圧を制御することにより
ローラの表面の温度調節を行っている。これらのローラ
１１，１２は図５に示す装置本体に矢印方向回転自在に
軸支されている。

【０００８】離型剤塗布装置１３は離型剤としてシリコ
ーンオイルを収納した離型剤槽１３ａと、離型剤槽１３
ａから離型剤を汲み上げる汲み上げローラ１３ｂと、離
型剤を定着ローラ１１に塗布する塗布ローラ１３ｃと、
離型剤の塗布量を制御するためのブレード１３ｄから構
成されている。塗布ローラ１３ｃは回転可能でスポンジ
ゴムの表面にシリコーンゴムを被覆してあり、定着ロー
ラ１１に着脱可能で離型剤を塗布している。離型剤の塗
布量はブレード１３ｄにより調整され、一定の塗布量で
転写材の先端から後端まで塗布している。

【０００９】この状態において転写材が搬送されてくる
と、定着ローラ１１と加圧ローラ１２は一定速度で回転
し、転写材はローラ１１、１２の間を通過する際に表裏
両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱され、表面
に担持した現像剤像たる未定着トナーが溶融して定着さ
れる。このとき、転写材上の未定着像を形成するトナー
はわずかながら定着ローラ１１の表面、あるいは定着ロ
ーラ１１と圧接回転する加圧ローラ１２に転移、すなわ
ちオフセットする。このオフセットによる画像品質の悪
化を防止するため、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２
には該定着ローラ１１及び加圧ローラ１２の表面をクリ
ーニングするクリーニング装置１４が設けられている。

【００１０】このようなクリーニング装置としては、従
来から繊維状の部材（ノーメックス（商品名。以下、ノ
ーメックスについて同様である。）等）よりなるウェッ
ブを接触させ、クリーニングするようにしたものが用い
られている。

【００１１】しかしながら、特にヒートローラ定着方式
においては、定着ローラ１１の表面が紙及び定着ローラ
１１に当接している部材によって摺擦されて粗くなるの
で、離型性が低下してくると、定着ローラ１１の表面と
トナーとの粘着性が高くなり、トナーが定着ローラ１１
の表面に固着するようになる。このため、ウェッブによ
っても定着ローラ１１上のトナーをローラから除去しき
れなくなることがある。そこで、ノーメックス等のウェ
ッブに、研摩粒子を蒸着した繊維状の研削部材を用いた
クリーニング装置が用いられている。このような研削部
材においては、繊維に蒸着された研摩粒子はローラ表面
にオフセットした現像剤を削り落とすので、クリーニン
グ能力がさらに高くなっており、また、ローラの表面も
研削しているため、常に新しい表面が保たれ、良好な離
型性が得られている。

【００１２】図６におけるクリーニング装置１４として
は定着ローラ１１側にニッケルウェッブ１４ａ、加圧ロ
ーラ１２側にノーメックスフェルト１４ｂを圧接させた
のもである。ニッケルウェッブ１４ａは従来の耐熱性不
織布、ノーメックス無電解メッキ法によりニッケルをメ
ッキしたもので、繊維の表面は数μｍ程度の厚さのニッ
ケルでコートされている。これにより、定着ローラ１１
の表面にオフセットしたトナーは削り落とされ、また、
同時に定着ローラの表面も研削され、良好な離型性が保
たれている。このニッケルウェッブ１４ａ及びノーメッ
クスフェルト１４ｂはある一定枚数コピーが行われると
、ある一定量送られ、新しい面がローラ表面に接触する
ように設定されている。このようにして、オフセットの
ない良好な画像を得ることができる。

【００１３】また、上記従来例装置では、転写材の厚さ
が変わった場合でも良好な画像が得られるように転写材
の厚さに応じてローラの表面の温度調節を行っている。 これは、上記転写材の厚さの検知を、図５に示す転写材
厚検知手段１０によって行い、その信号に基づいて上述
の温度調節回路によってヒータへの電圧を制御するもの
である。上記転写材厚検知手段１０は、図７に示すよう
にレジストローラ対、クラッチ、ポテンシオメータから
構成されている。

【００１４】図７において１８は軸支されたレジストロ
ーラで、１９はばね２０によって上部からレジストロー
ラ１８に押えつけられた上下に移動可能なレジストロー
ラである。この１８，１９の二本のレジストローラの間
を厚さの異なる転写材が通過するとレジストローラ１９
の位置が変化し、クラッチ２１によってポテンシオメー
タ２２に伝わり、転写材厚が検知される。

【００１５】以上のような転写材厚検知手段１０で厚い
転写材と検知された場合は、定着するために普通紙に比
べ多くの熱量を必要とするため、定着装置の設定温度を
高く切り換えて定着を行っていた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような熱ローラ定着装置においては、上述したような単
位面積当りの重量の大きな転写材を定着する場合、定着
性を良好にするために通常コピー時よりローラ表面温度
を高く切り換えることが有効な手段であったが、それと
同時に定着時にローラ表面へ転移、すなわちオフセット
するトナーの量も多くなってしまっていた。特に、カラ
ー画像形成装置においては転写材上にトナーの層を重ね
て形成するため、転写材側のトナーは温度を高くするこ
とによって良好な定着性を示すようになるが、ローラに
接触する側のトナーは溶融し過ぎてローラ側へ多量に転
移しやすい傾向にあった。しかし、ローラ表面を削り常
に新しい表面にしている研削手段による削り量は一定に
保たれているため、ローラ表面温度を高く切り換えた場
合は、オフセットトナー量が多くなり、研削しきれずに
ローラ表面に残ってしまい、このために画像不良を起こ
していた。

【００１７】本発明は、上記問題点を解決し、転写材の
単位面積当りの重量が大きい場合でも良好な定着性を示
し、かつ、オフセットの発生を抑えることのできる定着
装置を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、互いに圧接して配設され、少なくともいずれか一
方の内部に発熱源を有する一対の回転体と、該回転体の
表面に当接するように配設された温度検知手段と、該温
度検知手段によって検知した上記回転体の表面温度に基
づいて上記発熱源を制御し、該表面温度を所定温度に維
持せしめる温度制御手段と、上記回転体の少なくともい
ずれか一方の表面に当接して配設され該表面の付着物を
除去せしめる研削手段とを有する定着装置において、定
着装置外部に転写材の単位面積当りの重量を検知する検
知手段を備え、上記温度制御手段は、該検知手段によっ
て検知した転写材の単位面積当りの重量が大であるほど
上記表面温度を上記所定温度より高い温度に維持せしめ
るように設定されており、上記研削手段は、該表面温度
が高温であるほど付着物の除去力を向上させるように設
定されていることにより達成される。

【００１９】

【作用】本発明によれば、転写材の単位面積当りの重量
が大であるほど回転体の表面温度を高い温度に維持せし
めるので、転写材上の未定着現像剤像に十分な熱が加え
られ、良好な定着が行われる。また、上記表面温度が高
温になるほど研削手段による付着物の除去力を向上させ
るので、回転体に付着した現像剤等を確実に除去せしめ
る。かくして、転写材の単位面積当りの重量に依らず、
良好な画像が得られる。

【００２０】

【実施例】本発明の第一実施例ないし第三実施例を図面
に基づいて説明する。なお、各実施例は、図５ないし図
７に示した従来例装置とは温度制御及び研削手段の制御
のみが異なるので、共通箇所の説明は省略する。

【００２１】〈第一実施例〉先ず、本発明の第一実施例
について図１に基づいて説明する。

【００２２】図１に本発明の第一実施例の制御図を示す
。図５に示すような画像形成装置において、転写材はカ
セット７ａから給紙され、図７に示すような転写材厚検
知手段１０に送られてくる。ここで転写材の厚さが検知
されると、その厚さに応じて定着装置のローラ表面温度
の設定が切り換わるように制御する。本実施例において
は１０５ｇ／ｍ２紙以下の転写材の場合は通常通り、１
２７，１５７ｇ／ｍ２の転写材の場合は５℃、２００ｇ
／ｍ２以上の場合は１０℃設定温度を高く切り換えるよ
うに制御した。このように制御することでどの転写材に
おいても良好な定着性を得ることができた。

【００２３】しかし、温度を高く切り換えた場合には、
オフセットトナー量が多くなってしまうため図６に示し
たような定着装置の１４ａニッケルウェッブを定着ロー
ラ１１に押し当てる押し当てローラに加圧力可変装置を
配備し、設定温度を５℃高く切り換える場合は押し当て
ローラと定着ローラとの接触面積にかかる圧力を２ｋｇ
／ｃｍ２、１０℃高く切り換える場合は４ｋｇ／ｃｍ２
増加させた。すると、ニッケルウェッブ１４ａによる定
着ローラ１１の削れ量は加圧力を増すにつれて多くなり
、定着ローラ１１はどの設定温度で定着する場合におい
ても常に新しい表面があらわれており、十分な離型性が
保たれた。このことにより、ローラの表面温度を高くし
た場合も通常のときと同様のローラの表面性が得られ、
表面にオフセットしたトナーを十分に削り取ることがで
きた。

【００２４】〈第二実施例〉次に、本発明の第二実施例
を図２に基づいて説明する。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。

【００２５】本実施例は、図２に示すように転写材の厚
さに応じて設定温度を高くするところまでは第一実施例
と同様であるが、図６に示したような定着装置の１４ａ
ニッケルウェッブの巻き取り間隔を可変にしたところが
第一実施例と異なる。すなわち、図２に示すように、通
常の設定温度の場合には１５枚コピー毎に０．５ｍｍ巻
き取り、設定温度を５℃高く切り換える場合は１２枚コ
ピー毎に０．５ｍｍ、１０℃高く切り換える場合は１０
枚コピー毎に０．５ｍｍ巻き取るように制御した。する
と設定温度が高く切り換わった場合にニッケルウェッブ
１４ａは新しい表面が速く送られてくるようになり、こ
れにより定着ローラ１１の表面の削れ量が増し、設定温
度が高くなった場合においても、十分な離型性が保たれ
るようになった。このことにより、ローラの表面温度を
高くした場合も通常のときと同様のローラの表面性が得
られ、表面にオフセットしたトナーも十分に削り取るこ
とができた。

【００２６】〈第三実施例〉次に、本発明の第三実施例
を図３及び図４に基づいて説明する。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。

【００２７】図３に本発明の第三実施例装置の概略図、
図４にその制御図を示す。本実施例においては研削手段
として第一、第二実施例のような耐熱性不織布に無電解
メッキ法によりニッケルをメッキしたニッケルウェッブ
ではなく、図３のようなローラ１４ｃを用いた。図３に
おいて１４ｃはアルミニウム等の金属製のローラで、そ
の表面は研摩し、適当に粗されている。本実施例におい
てはこの研削用ローラ１４ｃを定着ローラに接離可能と
し、コピー時のみ定着ローラ１１に接触させるようにし
、また、そのときの接触圧力も可変とした。コピー時に
は研削ローラ１４ｃが定着ローラ１１に接触し、ローラ
表面を研削するが、研削ローラ１４ｃは金属製であるた
め、高表面自由エネルギーであり、また適当に粗されて
いるため、トナーとの親和性が強く定着ローラ表面に付
着したトナーは研削ローラ１４ｃによって削り取られて
いく。しかも定着ローラ１１の表面は研削されているた
め、新しい表面が露出し、常に良好な離型性を示してい
る。またこの研削ローラは、コピー時のみ定着ローラ１
１に接触するため、必要最少限で定着ローラ１１の表面
を研削することになりローラの寿命も向上することにな
った。

【００２８】以上のような本実施例装置において、転写
材の重量に応じて設定温度を高くするところは図４に示
すように第一実施例と同様である。

【００２９】しかし、温度を高く切り換えた場合には、
オフセットトナー量は多くなってしまうため、研削ロー
ラ１４ｃの定着ローラ１１への押し当て圧を可変にし、
図４に示すように、設定温度を５℃高く切り換える場合
は２ｋｇ／ｃｍ２、１０℃高く切り換える場合には４ｋ
ｇ／ｃｍ２押し当てローラと定着ローラとの接触面積に
かかる圧力を増加させた。すると研削ローラ１４ｃによ
る定着ローラ１１の削れ量は加圧力を増すにつれて多く
なり、定着ローラ１１はどの設定温度で定着する場合に
おいても常に新しい表面があらわれており、十分な離型
性が保たれた。このことにより、ローラの表面温度を高
くした場合も通常の場合と同様のローラの表面性が得ら
れ表面にオフセットしたトナーを十分に削り取ることが
できた。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写材の単位面積当りの重量が大であるほど、回転体の
表面温度を高い温度で維持せしめ、かつ、該表面温度が
高温であるほど研削手段による付着物の除去力を向上さ
せるので、オフセットのない良好な画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の制御図である。

【図２】本発明の第二実施例の制御図である。

【図３】本発明の第三実施例装置の概略構成を示す断面
図である。

【図４】本発明の第三実施例の制御図である。

【図５】従来例装置の概略構成を示す断面図である。

【図６】図５装置に用いられる定着装置の概略構成を示
す断面図である。

【図７】図５装置に用いられる転写材厚検知手段の概略
構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０　　転写材厚検知手段（転写材の単位面積当りの重
量を検知する手段） １１　　定着ローラ（回転体） １２　　加圧ローラ（回転体）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　互いに圧接して配設され、少なくとも
   いずれか一方の内部に発熱源を有する一対の回転体と、
   該回転体の表面に当接するように配設された温度検知手
   段と、該温度検知手段によって検知した上記回転体の表
   面温度に基づいて上記発熱源を制御し、該表面温度を所
   定温度に維持せしめる温度制御手段と、上記回転体の少
   なくともいずれか一方の表面に当接して配設され該表面
   の付着物を除去せしめる研削手段とを有する定着装置に
   おいて、定着装置外部に転写材の単位面積当りの重量を
   検知する検知手段を備え、上記温度制御手段は、該検知
   手段によって検知した転写材の単位面積当りの重量が大
   であるほど上記表面温度を上記所定温度より高い温度に
   維持せしめるように設定されており、上記研削手段は、
   該表面温度が高温であるほど付着物の除去力を向上させ
   るように設定されていることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】　　研削手段は、繊維状の部材に研摩粒子
   を蒸着させた部材であることとする請求項１に記載の定
   着装置。
3. 【請求項３】　　研削手段は、回転体に接離自在に配設
   された金属製回転体であることとする請求項１に記載の
   定着装置。
4. 【請求項４】　　研削手段による付着物の除去力は、回
   転体への当接圧を大とすることによって向上させること
   とする請求項１ないし請求項３のうちの一に記載の定着
   装置。
5. 【請求項５】　　研削手段は、定着した転写材が所定枚
   数に達する毎に回転体との接触面を新しい面に移動する
   ように設定されており、該研削手段による付着物の除去
   力は上記移動の間隔を短縮することによって向上させる
   こととする請求項１ないし請求項３のうちの一に記載の
   定着装置。