JPH0623903B2 - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JPH0623903B2
JPH0623903B2 JP58031989A JP3198983A JPH0623903B2 JP H0623903 B2 JPH0623903 B2 JP H0623903B2 JP 58031989 A JP58031989 A JP 58031989A JP 3198983 A JP3198983 A JP 3198983A JP H0623903 B2 JPH0623903 B2 JP H0623903B2
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roller
toner
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fixing
voltage
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正明 櫻井
弘光 平林
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2064Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat combined with pressure

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真装置,静電記録装置等の記録装置に設
けられる定着装置に関するものであり、詳しくは、未定
着画像等の被定着物を加熱処理,加圧処理又は加熱加圧
処理する際に生ずるオフセツトを極めて良好に防止した
定着装置に関する。
従来コピー紙の巻きつき(ジヤム)を防止するために、
実公昭57−41793号、特開昭56−143474
号に開示されているように定着ローラに除電ブラシを接
触させることや、更に定着ローラに除電ブラシを介して
交流バイアスを印加することが知られている。
しかし、いづれの場合も、除電ブラシがトナーや紙粉で
汚染させると除電効率が急激に低下してしまう。すなわ
ち、経時劣化が大きく、耐久性に乏しいものであつた。
また、定着ローラへのトナーオフセツトを防止するため
に、特開昭55−55374号、特開昭55−9697
0号に開示されているように、コピー紙のトナー画像面
と接触する側のローラにトナーと同極性のバイアス電圧
を印加する。又はコピー紙のトナー画像面と反対側のロ
ーラにトナーと逆極性のバイアス電圧を印加することが
知られている。しかし、コロトロン等のコロナ帯電器で
印加した場合は装置が大型・複雑化し、コスト増大する
ばかりでなく、コロナ帯電器が汚れると火花放電やリー
クが生じ易く、信頼性,安全性,耐久性に乏しいもので
あつた。またバイアスロールで印加した場合は効果の少
いものであつた。
本発明は上記従来の欠点を簡易な構成で改善し、トナー
のオフセツトを極減させ、安定した定着性能を確保する
ことを目的とする。
本発明は従来の技術では所定のバイアスを印加してリー
クや放電を生じさせてしまつていた問題点を解決し、多
くの電圧印加を可能にすると共にオフセツトを効率よく
防止できるものである。
以下本発明の実施例を図面により説明する。第1図は本
発明の実施例で、加熱定着装置を示す縦断面図である。
加熱ヒータ3を内蔵する定着ローラとして設けた加熱ロ
ーラ1は図示しない駆動モータからの駆動力を受けて矢
印方向に回転する。2は低加熱用ヒータ3aを内蔵する
加圧ローラで、加熱ローラ1に圧接し摺擦回転する。
この加熱ローラ1は、アルミニウム,ステンレス,鋼等
の金属製中空ローラ芯金1aの外周面に四弗化エチレン
樹脂等の耐熱離型性樹脂被覆層1bを20〜100μ厚
に設けたものである。加圧ローラ2はベアリング(不図
示)に回転可能に支持されている。この加圧ローラ2は
加熱ローラ1に公知の加圧手段によつて少くとも定着時
に圧接し、金属製ローラ芯2aの外周面にシリコンゴ
ム,フツソゴム,フロロシリコンゴム等の弾性体層2b
を比較的厚く設けたものである。この構成は、加熱ロー
ラ1との圧接領域dを確保することを一目的としてい
る。加熱ローラ1の外周面にはサーミスタ,熱電対等の
感温素子4が接触配設され、それの検出信号を公知の制
御手段(図示せぬ)に導き、加熱ローラ1の外周面の温
度を加熱ヒータ3の出力、又は、その印加電圧等を制御
することで、トナー像溶融温度に保持している。5a,
5bは、定着後のコピー紙Pをローラ1,2から確実に
分離するための分離爪である。
6は加熱ローラ表面へ付着したオフセツトトナーや紙粉
等の異物をローラ表面から除去するためのクリーニング
部材であり、ノーメツクス(登録商標),ヒメロン(登
録商標)等の耐熱不織布よりなるクリーニングウエブ6
aを用いている。
上記クリーニングウエブ6aはシリコンゴム,フツソゴ
ム,フロロシリコンゴム,シリコンゴムスポンジ等の弾
性を有する押当てローラ6cにより加熱ローラ1に当接
している。又、このウエブ6aは、駆動を与えられる巻
取りローラ6dにより供給ローラ6bから微量づつその
当接位置を変えるように移動し、常にクリーニグウエブ
6aの新しい面が加熱ローラに当接する。7はトナー像
Tを担持したコピー紙Pを加熱ローラ1側へ導く案内板
である。8はオフセツト防止部材で、導電性基体8aに
多数本導電性針状部材8bを埋設したもので、バイアス
電源9は導電性基体8aに直流電圧を印加している。導
電性針状部材8bは金属繊維,炭素繊維等のフレキシブ
ルな導電性繊維から成つている。
第1図で、加熱ローラ1として外径60mm,肉厚7m
mのアルミ芯金1a上に30μm厚のPFAの耐熱離型
性樹脂被覆層1bを施したローラ,加圧ローラ2とし
て、ステンレスのローラ芯2a上に肉厚5mmの熱加硫
型シリコンゴムの弾性体層2bを施した外径60mmの
ローラを用いた全圧60kgで圧接させ、A3型紙23
枚/分(ローラ周速270mm/sec)のスピードで
コピーを行つた。
負極性のトナーを用い、バイアス電源9の電圧をV
−2KV、V=−1KV、V=−0.5KV、V
=0、V=1KV、V(オフセツト防止装置なし)
に変化してテストすると、夫々に対応する加熱ローラ1
の耐熱離型性樹脂被覆層1b表面の電位はV=−30
0V、V=−120V、V=+10V、V=+6
0V、V=+400V、V=+100Vで、更にこ
れに対応する加熱ローラ1の耐熱離型性樹脂被覆層1b
の表面へオフセツトトナー量をコピー紙P上の全トナー
量に対する重量比率(%)で示すとT=0.15、T
=0.20、T=0.40、T=0.40、T
=0.90、T=0.60となる。
上記数値から見ると負極性のトナーを用い導電性針状部
材8に負のバイアス電圧を印加するとオフセツトトナー
量が減少することが判る。逆にプラスの電圧を印加する
とオフセツトトナー量は増大する。例えば−2KVのバ
イアス電圧を印加するとオフセツトトナー量はオフセツ
ト防止装置がない場合の1/4に減少する。
即ちコピー紙Pのトナー像Tが対向している側にトナー
の極性と同極性の直流バイアス電圧を印加すると、オフ
セツトは極減する。また、−2KVのバイアス電圧印加
状態で、コピー紙上に約300mg/A3・1枚のトナ
ー画像を付着させて10万枚コピーを行つた後も、オフ
セツトトナー量はほとんど変らず良好な結果が得られ
た。
第2図は本発明の他の実施例で、加熱装置を示す縦断面
図である。10はアルミ芯金10a上に肉厚6mmの室
温加硫型シリコンゴム被覆層10bを有する外径φ30
の定着ローラである。11は500Wのハロゲンヒータ
12を内装し、アルミ芯金11a上に30μm厚のPF
A被覆層11bを施した外径φ30の加圧ローラ11で
あり、定着ローラ10に全圧30kgで圧接回転する。
13は300Wのハロゲンヒータ12aを内装し、アル
ミ芯金13a上にハードクロムメツキ13bを施した外
径15φの加熱ローラである。8は導電性基体8aに導
電性針状部材8bを植え込んだオフセツト防止部材、9
はバイアス電源であり、加圧ローラ11のアルミ芯金1
1aは電気的にフロートさせている。このフロートとは
電気的に接地されていないこと又は電気的にほぼ絶縁さ
れていること、好ましくは電気表現上絶縁されているこ
とを意味する。
トナーTはマイナス帯電のトナーを使用し、上記バイア
ス電源9により導電性針状部材8bに+2KVのバイア
スを印加したところ、オフセツトトナーは約1/3に減
少した。
即ちコピー紙Pのトナー像Tの反対側の加圧ローラ11
にはトナーTの負極性と反対の正極性のバイアスを印加
したらオフセツトトナーは極減した。
また、上記状態で、コピー紙上に、約300mg/A
3、1枚のトナー画像Tを付着させて5万枚(13枚/
分)コピーを行つた後もオフセツトトナー量はほとんど
変らず良好な結果が得られた。5万枚通紙後の導電性針
状部材8bを観察すると先端部8cな続く側面8dには
トナー,紙粉,ゴミ等の付着が見られ、汚染されていた
が先端部8cは非常にきれいであつた。
第3図(a)は更に他の実施例を示す側面図であり、第
3図(b)は斜視図であり、圧力定着装置に本発明を適
用した場合を示す。14は鋼材の芯金14a上に60μ
厚のPFA被覆層14bを施した外径40φの定着ロー
ラで、電気的にフロートされている。15は鋼材上にハ
ードクロムメツキを施した外径40φの定着ローラ、1
5は鋼材上にハードクロムメツキを施した外径40φの
加圧ローラであり、両者は定着ローラ14の両端部に設
けたポリイミドフイルムよりなるスペーサ16a,16
bにより30μmのギヤツプ17により対向配置されて
いる。トナーはポリエチレンを主成分としたマイナス帯
電した圧力定着用のトナーを用い、オフセツト防止部材
8にバイアス電源9より−2KVを印加し乍ら未定着ト
ナー像Tが定着ローラ14側にあるコピー紙を定着した
ら非常に良好な結果が得られた。
本実施例では定着ローラ14表面にPFA被覆すること
により、鋼ローラにハードクロムメツキを施したローラ
と比較して、オフセツトトナー量を1/5以下に減少さ
せることができ、かつ、PFA被覆表面に導電性針状部
材8bで出来たオフセツト防止部材8により−2KVの
バイアス電圧を印加することにより、更に、オフセツト
トナー量を1/3に減少させることが可能となつた。
次に比較例として、第1図,第2図,第3図のPFA薄
膜を被覆した夫々の加熱ローラ1,加圧ローラ11,定
着ローラ14の芯金1a,11a,14aを電気的にフ
ロートさせずアースして、導電性針状部材8bによりバ
イアス電圧を印加した場合は印加電圧の絶対値が300
Vを越えると表面のPFA被覆と芯金間でリークが生じ
トナーのオフセツトを減少させるに充分な電圧を夫々の
ローラ表面に印加することが出来なかつた。
また、導電性針状部材8bの先端部をローラ1,11,
14に接触させた場合は第1実施例では約3万枚、第2
実施例では約1万枚,第3実施例では約5000枚で各
ローラ1,11,14へのトナーのオフセツトが急激に
増大した。これは例えば第2図の導電性針状部材8bの
先端部8cを表面11bに当接させると紙粉、トナー、
シリコンオイルで汚れて有効な電荷を加圧ローラ11の
表面PFA被覆層11bに付与出来ないためであり、導
電性針状部材8bの8d面(側面)を当接させると、こ
の部分で汚れが止まり、先端部8cはクリーンな状態が
保持されていてバイアスによる電荷をローラ表面の被覆
層11bに永く供給出来るということである。
尚、第3実施例ではローラに帯電をせしめるための薄い
絶縁性被覆としてPFA被覆を用いたが、外にPTFE
(ポリテトラフルオロエチレン)、熱加硫型シリコンゴ
ム,室温加硫型シリコンゴム,低温加硫型シリコンゴ
ム,フツソゴム,フルオロシリコンゴム,ポリイミド,
ポリアミド等が適用可能である。
更に導電性針状部材でバイアスを印加する方法はコロナ
帯電器のような高電圧を要せず、低電圧で処理出来る。
また、実施例ではマイナス帯電のトナーを用いたが、プ
ラス帯電のトナーを用いる場合はバイアスの極性を逆に
すればよい。
以上数値をあげた効果も交え乍ら説明したように、定着
ローラ対の少くとも一方が金属製芯金上に薄い絶縁性被
覆を有するもので、そのローラの芯金を電気的にフロー
トさせ、フレキシブルな導電性針状部材の先端と先端に
続く側面とをそのローラの長手方向にわたつて当接さ
せ、その導電性針状部材を介して低電圧源から直流低圧
をローラ表面に印加するという簡易な構成により、静電
気力の作用を利用してオフセツトトナー量を極減し、長
期にわたり安定したコピー可能な電子写真装置の定着装
置を提供出来た。
以上のように本発明はローラ芯金等の導電性芯材を電気
的にフロートさせ、そのローラ表面に対し導電部材を介
してバイアス電圧を印加するものであるから、バイアス
電圧が印加される導電部材から導電性芯材へのリークを
防止し絶縁層に対して所望の電圧を印加できるので安定
して静電的にオフセツトを効率よく防止できる。
本発明の実施例では、上記導電部材の先端と先端に続く
側面をローラ表面に当接させているので、効果は長期的
に維持できる。
又、本発明は、従来所定の電圧例えば20KV/mi
n、以下の8000Vを印加した際にアースされた薄い
絶縁層のローラが放電リークしてしまい所定の状態にで
きなかつたという問題点を解決できる。このような従来
の問題は絶縁層が500μ以下又は上記リーク放電が発
生していた薄い絶縁層のローラに多く生じていたが、本
発明はこれらの問題点を解決できる。
本発明は、このような薄い絶縁層のローラに特に有効で
200μ以下のものでは特に優れた効果を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す縦断面図、第2図は本発
明の他の実施例を示す縦断面図、第3図(a)は本発明
の更に他の実施例を示す側面図、第3図(b)は第3図
(a)の斜視図である。 1……加熱ローラ、1b……耐熱離型性樹脂被覆層、8
……オフセツト防止部材、8b……導電性針状部材、9
……バイアス電源、11……加圧ローラ、14……定着
ローラ、11b,14b……PFA被覆層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−55374(JP,A) 特開 昭56−143474(JP,A) 特開 昭55−96970(JP,A) 特開 昭59−109077(JP,A) 実開 昭55−84650(JP,U) 実開 昭58−23356(JP,U) 実開 昭57−164770(JP,U) 実開 昭57−60161(JP,U) 実公 昭61−4920(JP,Y2) 実公 昭58−19564(JP,Y2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定極性に帯電したトナーからなる像を定
    着するめために記録材を挟持搬送する導電性芯材と、こ
    の導電性芯材上に設けられた層厚が500μm以下の絶
    縁性表面層と、を有する定着ローラと、この定着ローラ
    表面に当接する導電部材と、この導電部材にバイアス電
    圧を印加するバイアス電源と、を有する定着装置におい
    て、 上記導電性芯材は電気的にフロート状態にあることを特
    徴とする定着装置。
JP58031989A 1983-02-28 1983-02-28 定着装置 Expired - Lifetime JPH0623903B2 (ja)

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JPS59157671A JPS59157671A (ja) 1984-09-07
JPH0623903B2 true JPH0623903B2 (ja) 1994-03-30

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