JPS59157673A - 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】 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、特別な除電装
置を提供するものである。

従来未定着画像を普通紙面上に定着する画像形成装置用
の定着装置では、定着ロー２と加圧ローラとで普通紙等
の記録材を挟持搬送するものが多用されている。

この種のものでは、普通紙とローン、ロー２対等といっ
た接触による摩擦帯電が生じ、普通紙がローラ表面に巻
付くという問題がめった。

これを解決するために実公昭５７−４１７９３号公報。

特開昭５６−１４３４７４号公報に開示されるように、
単にローラ表面に除電ブラシを接触させるものやこの除
電ブラシを介して交流バイアスを印加するものがある。

しかし、いづれの場合も、除電ブラシ先端がトナーや紙
粉で汚染されると、除電効率が急激に低下してしまう。

即ち経時劣化が大きく耐久性に乏しいものであった。

又、上記除電方法による除電効果は、記録材のローラへ
の巻付きを防止する意味ではある程度の効果が得られる
が、′経時変化が大きく除電効果が急激に低下してしま
うので定着ローラへのトナーのオフセットを防止する効
果は不完全であり、定着ローラのクリーニング手段（ブ
レード又はフェルト等）によってクリーニングできない
オフセットトナーが発生してしまう場合があった。

本発明は上記問題点を解決することを目的とし、除電効
果が長期にわたって高性能に維持でき、オフセット現象
の発生を大幅に防止できる定着装置を提供するものであ
る。

本発明は接触型除電部材が凹状の導電部を多数有してな
る表面層を有し、集中電界点を多数形成し除電効果を向
上するものである。特に本発明の好ましい実施例では、
この表面層に絶縁部と多数の導電性小孔をもたせ次回凸
状にすることで、その耐久性をさらに向上するものであ
る０ 以下、本発明の詳細を、実施例を掲げて説明してゆく。

第１図は、加熱定着装置によって電・子写真法で形成さ
れたトナー像Ｔを普通紙Ｐに定着するものを示している
。

１はハロゲンヒータ等の加熱用のヒータ３を内部に有す
る加熱ローラで、駆動モータ（不図示）からの、駆動力
を受けて矢示方向に回転する。２は低加熱用のヒータ３
′を内蔵する加圧ローラで、加熱ローラｌに圧接して摺
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、銅等
の金属製中空ローラ芯１１の外周面に四弗化エチレン樹
脂等の耐熱離型性樹脂層１．を２０〜８０μ厚に設けた
ものである０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。このローラ２は加熱ローラ１
に公知の加圧手段によって少くとも定着時に圧接し、金
属製ローラ芯の外周面にシリコンゴム、７ツンゴム、７
０ロシリコン°ゴム等の弾性体層を比較的厚く設けたも
のである。加熱ロー２１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２１の外周
面の温度を（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。Ｓ
、　ｔ　Ｓ、は、定着後のコピー紙をローラから確実に
分離するだめの分離爪である。

６は加熱ローラ表面へ付着したオフセットトビメロン９
等の耐熱不織布よシなるクリーニングウェブ６、に、ジ
メチルシリコンオイル等のオフセット防止液を含浸した
ものを用いている。

上記クリーニングウェブ６、はシリコンゴム。

フッソゴム９．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６、によシ加熱ロー
ラに当接している。又、このウェブ６、は、駆動を与え
られる巻取シローラ６．にょシ供給ローラ６４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
ングウェブ６１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２
１側へ導く案内板である。

８は、除電ローラでおシ、接地された芯金８１上に、Ｐ
ＦＡ　、　ＰＴＦＥ等の絶縁性の離型性被覆８．を施し
た後、その表面に、多数の微小な導電孔８１を、設けた
ものである。

第２図は、除電ローラ８の拡大図であり、導電孔の大き
さは、０．０１μ〜１０００μであることが好ましく、
より好ましくはトナー粒径が通常１０〜２０μであるか
ら１０μ以下が好適である。

又、導電孔の開口率は、２０％〜８０％であることが好
ましい。

上記除電ローラ８を、定着ロー２又は／及び加圧ローラ
の長手方向に亘って当接させることによシ、長期に亘っ
て、オフセットの非常に少ない安定した定着装置を得る
ことができた。すなわち、定着ローラ又は／及び加圧ロ
ーラを除電して、コピー紙上のトナーとの静電付力を減
少させることによって、オフセットを極減させることが
できた。

また、除電ローラ８のローラへの当接位置は、ニップ部
下流近傍がコピー紙とローラとの接触摩擦剥離帯電荷を
除電するための除電効率が最も良好であシ、最適であっ
た０以下に本発明に係る定着装置を適用可能とする電子
写真装置の−例を示す。

第３図に示した静電潜像形成のための感光材並びに形成
プロセスは、特公昭４２−２３９１０号公報に記載のも
のに基づいているが、これらに限定されるものではなく
、特公昭４４−２０４０号公報、同４２−１９７４８号
公報、同４３−２４７４８号公報、同４５−３７９５７
号公報、同４９−２７０４８号公報、同４４−１３４３
７号公報、同４５−２４０７７号公報〜、同４３−１７
９４７号公報、同４５−２５２３６号公報、その他、周
知のものが適用できる。図示の装置について説明を加え
る。

金属円筒上に感光層を設けた感光ドラム９は、−次帯電
器１０によって一様′に正帯電され、次いで一次帯電器
１０と逆極性の帯電を与える二次帯電器１１によυ再帯
電されると同時に、ランプ１２で原画像を照射し、この
光像を光学系１３を介して感光層に与える。この事によ
って感光ドラム９０表面絶縁層上に光像の明暗のパター
ンに応じて表面電荷密度の差による静電潜像を形成し、
次いで、全面露光ラング１４によシ感光層の全面を一様
に露光する事により、原画像の明暗に応じて表面電位に
差を生ぜしめコントラストの高い静電潜像を形成し、次
いで、現像器１５内の現像スリーブ１５．との摩擦帯電
により、負極性に帯電されたトナーにより前記潜像は現
像され、可視化される。酌記現像プロセスは、特開昭５
５−１８６５６号、特開昭５５−１８６５７号、特開昭
５５−１８６７８号、特開昭５５−１８６７９号夫々に
記載の現像方法又は装置に基づくものを用いた。

次いでトナー像をカセット１６から供給された紙等の支
持材１７の裏面に、転写帯電器１８により正帯電を与え
、その静電的吸引力により前記感光ドラム上の可視像を
支持材上に転写し、その転写トナー像をローラ１，２に
よシ熱定着する。

ドラム９は、ブレードクリーニング手段１９によシフリ
ーニングされ再使用される。

支持材１７（普通紙）はロー２１，２間で熱定着される
際、加圧ローラ２（熱加硫型シリコンゴムロー２）との
摩擦帯電によシ正極性に、加圧ロー２２は負極性に帯電
されるが、これと同時に加圧ローラの帯電電荷は除電ロ
ーラ８によってほとんど除電される０ 依って、加圧ローラは低電位となシコピー紙表面のトナ
ー像との静電的斥力が無くなシ、かつ加圧ロー２との摩
擦帯電によシ転写材裏面の正電荷が増える。

従って、支持材へ９トナー像の静電的引力が増大するた
めトナー像が加熱ローラ側にオフセットするのを、極め
て高度に防止できる。

定着装置では後述する理由から、長期にわたって良好な
除電効果が得られる。従って、長期にわたシ、オフセッ
トトナーによるコピー紙上の汚れや、定着不良等の問題
点を解決し、良好な定着性を保持できる。さらに、本発
明の除電手段を定着装置に適用したものは加圧ローラと
、トナーとの静電的斥力が減少するため、トビチリ等９
画像乱れも全くない高画質のコピーが得られる。上記実
施例は回転体として除電部材を示した好ましい例である
が、本発明には回転体ではなく固定型のものでも含まれ
、少なくとも従来より耐久性が向上される。

く具体例〉 肉厚７朋のアルミ芯金上に３０μｍ厚のＰＦＡ被覆を施
した外径５０＋ｍの加熱ロー９とステンレスの中空芯金
上に肉厚５Ｂの熱加硫型シリコンゴム被覆を施した外径
６０１ｍの加圧ローラとを用い、両ローラを全圧６０ｋ
ｇで圧接させた定着装置を、第１図の如く組み以下の条
件のもとて実験を行なった。尚クリーニングウェブの送
シを、０，５朋／分の微速とした０ また、除電ローラとしては第１図、第３図に示すように
接地された外径１５１１１の芯金８．上に、５０μｍ厚
のＰＦＡ被覆８．を施した後、１μｍの導電孔８．を、
ローラ全体に、開口率３０％で開けたものを用い、加圧
ローラ２に全圧５峠で当接させて使用した。

比較例として、従来から知られている導電性針状部材の
先端部を当接させた場合く導電性針状部材の先端を加圧
ロー２表面から３間離間配置した場合及び、接地された
外径１５ａｍのアルミローラを全圧５ｋｇで当接させた
場合（単に非接触と称す）も合せて実験を行なった。

トナーを支持するコピー紙として、Ａ３サイズの普通紙
を用い、トナー画像部が紙面積の２８％を占める（比較
的多めのトナー量；３００ｍ　ｆ　／Ａ　３サイズ紙）
ものとし毎分２３枚処理スピード（ローラ周速２７０　
ａｘ／秒）で定着を行なった。又除電部材の当接又は作
用する点をローラ対のニップ部から加圧ローラ回転方向
に円周角５５°下流の地点とした。

上記実験結果は、まず９９枚連続通紙後の加圧ローラの
表面電位（ボルト）と、以下の式によるオフセットトナ
ーｆｉｔ（発生したオフセットトナーの量）を表１にま
とめた。尚、加圧ローラ表面電位の大きさはオフセット
発生に大きく影響するものである。

オフセットトナー量（至） 表１゜ 表１から、当接部材が無い場合と比較して、本発明では
、オフセットトナーが、１／３に、除電ブラシを接触さ
せた場合は、１／４に減少していることが判る。

まだ、接地されたアルミローラを加圧ローラへ当接させ
ても、全く除電効果は無かった。これは、電界集中が無
いためと、考えられる。また、除電ブラシ非接触は効果
は見られるが、充分とは言えず、ウェブスピードがｏ、
　５ｍａ　７分では、クリーニングしきれない程のオフ
セットトナーがウェブにｉつていき、ウェブのスピード
を２〜３倍に増してやる必要が生じた。

次に本実施例のものと、除電ブラシ接触のものとを、更
に比較するため、続けて連続通紙して行くと、本実施例
の場合は、５０，０００枚定着の後でも、ウェブ送達を
早めることなくクリーニングができる程、オフセットト
ナー量は微量なものであった。

加えて記録材の紙は、オフセットトナーによって汚れる
ことは全くなく、画像自体も鮮明で良好なものであった
。

これに対し、従来の除電ブラシ接触型では、約６．００
０枚で定着ローラへのトナーオフセットが急増し、クリ
ーニングウェブ６ｍの送９スピードが０．５　ｍｍ　７
分では、クリーニングしきれない程のトナーがオフセッ
トしてしまいウェブ上に大量に掴まるばかりでなく、ウ
ェブがらこほれヤ 落ちたトナー叉、ウェブをすυ抜けたトナーがコピー紙
上に付着し、コピー品質を著しく低下させてしまった。

つまシ経時変化が太きい。

上記理由は除電ブラシの先端部を、加圧ローラ２に当接
させた先端接触の場合、初期は良好な除電効果が得られ
るものの、定着枚数が増すに従って導電性針状部材の先
端部がトナー微粉。

紙粉、オイル、その他の異物で汚れてしまうことによる
。

つまり除電能力が低下することにより急激にトナーオフ
セットが増大し、それによって導電性除電針の先端部が
益々汚れまもなく除電効果は全くなくなってしまうから
である。従って、このタイプでは、５，０００枚に１回
導電性除電針を交換しなければ満足な結果が得られなか
った０これに対し、本実施例ではこのような頻繁な交換
を必要とせず長期にわたって良好な効果が得られた０ 本実施例では、除電ロー２８の表層が、ＰＦＡ被覆され
ており更に、ウェブ６、から定着ローラ１へ常時微量塗
布されるシリコンオイル等の離を剤の一部が、除電ロー
ラのＰＦＡ被覆層へ塗布されるために、離型性が非常に
良好であり、長期にわたって、除電ロー２表面が全く汚
れることが無いため、除電効率の低下が無く、オフセッ
トが少ない。

また、除電ロー２８は、絶縁表面内に、多数の導電小孔
を持つため、コピー紙との摩擦帯電によシ、負の高電位
に帯電した加圧ローラと、導電孔との間に、不平等電界
が形成され、その結果電界強度が高くなる導電孔の近傍
で気体の電離現象が起シ、そこに正負のイオン対が発生
し、これらのイオン対のうち加圧ローラと逆極性の正イ
オンが加圧ローラに引き寄られ、そこの静電荷と結合、
中和して除電が行なわれる。

また、絶縁部の厚さが薄く、導電小孔と、加圧ローラと
が非常に近接しているため、除電能力が、非常に良好で
ある。

第４図に他の実施例を示す。

第１図と略同等の部材は、同一番号で示した。

第４図で、除電ロー２８は、アルミ製の芯金８４上に、
アルマイト処理させる際、過電圧を印加して、陽極酸化
させたものでちゃ、その結果、製造時に各所で、絶縁破
壊が生じ、多数の小孔８６が生じたものを用いた。

第５図は、上記ローラの横断面拡大図であシ、アルミ製
の芯金８．上に、絶縁膜（ＡＩ！ｚＯｓ　）　Ｓｌｌが
形成されておシ、かつ、多数の導電小孔８６が開いてい
るものである。

この場合、表面絶縁層を形成する酸化アルミニウム８Ｍ
は、離型性が悪いため、除電ローラが、クリーニングロ
ーラをも兼ねることができる。

また、絶縁層８．は、非常に硬いため、リン背銅や、ス
テンレス等よシ成る金属スクレーパ８゜で、クリーニン
グされたトナー、紙粉等を、かき落とすことが可能であ
り、除電ロー２８表面は、常に、きれいに保持すること
が可能であシ、良好な除電効率を長期に亘って保つこと
ができる０ ８８は、スクレープされた、トナー、紙粉等を入れる収
納容器である。上記絶縁部としては耐熱性樹脂が好まし
いが、熱に無関係な場合、樹脂であれば良い。

以上述べたように、本発明では凹状の電導部とを設けて
集中電界形成を行なう除電部材を有しているので除電効
果を向上させると共に当接される回転体表面の劣化を防
止できる。又、本発゛明の実施例で述べたものは、優れ
た効果を長期にわたって奏することができる。

本発明は、圧力定着装置や加熱定着装置に特に有効であ
り、被除電部材が帯電によって不都合を発生させてしま
うような装置に対して有効な除電手段を提供でき名。

本発明は、画像形成装置に対して有効であり、搬送ロー
ラや定着済の紙の除電１紙や原稿を送る搬送ベルトの除
電等に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は第１図の除電
ロー２８の説明図、第３図は本発明が適用できる画像形
成装置の説明図、第４図は本発明の他の実施例の説明図
、第５図は第４図の除電ローラ８の説明図である。 １は加熱ローラ、２は加圧ロー２，８は除電ローラ、８
Ｉ、８４は芯金、８．は離■性被覆、８．は導電孔、８
．は絶縁膜、８６は小孔。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　記録材上に被定着物を定着することに関与す
   る回転体と、該回転体の表面を除電する手段とを有する
   定着装置において、 上記除電手段は凹状の導電部を多数有する表面層を持つ
   除電部材を備え、該表面層を上記回転体表面に当接させ
   ることを特徴とする定着装置。
2. （２）　　上記表面層は多数の凹凸を形成しており、該
   凹部が上記導電部で、該凸部が絶縁部であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の定着装置。