JPS59180571A - 画像形成装置 - 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】 未発明は直接方式或は間接（転写）方式の電子’、１７
　Ｊｏｌ、法、静電記録法、荷電粒子流制御法、その他
適宜の作像原理・方式により紙・ポリエステルフィルム
等の画像支持体面にトナー画像を形成し、その画像支持
体を一対の定着ローラ間へ導入してトナー画像を画像支
持体面に熱圧定着又は圧力定着処理する方式の画像形成
装置に関するもので、定着ローラ面への１・す−オフセ
ット量を可及的に減少させることを目的とする。

第１図は上記方式の画像形成装置の一例の極く概略構成
を示すもので、本例はカールソンプロセスを利用した転
写方式電子複写機である。

１は輔２を中心に矢示ａ方向に回転駆動されるドラム型
の電子写真感光体（以下中に１：ラムと記す）である。

この回転ドラム１はその周面にコロナ放電器３により正
又は負の一様な帯電を受け、次いで図に省略した光像露
光装置により光像露光りを受けることによりドラム周面
に順次に露光光像パターンに対応した静電潜像が形成さ
れる。その静電潜像は現像装置４によりトナー画像とし
て順次に現像される。５は転写帯電器で、この帯電器５
とトラムｌとの間に図に省略した給紙機構から紙を−・
般とする画像支持体Ｐを一枚宛導入することにより、そ
の画像支持体Ｐ面にドラム１側面の上記形成されたトナ
ー画像が順次に転写される。像転写を受けた画像支持体
は次いでドラム１面から順次に分離されて搬送装置６に
より一対の定着ローラ７・８間に導入され、像定着処理
がなされて複写物として刊出ローラ９により機外へ研出
される。１０は像転写後のドラム１面から転写残りトナ
ーを除去するクリーナである。

定着ローラ７・８は本例は熱ローラ式のものを例示した
。第２図はその拡大横断面図である。この一対の定着ロ
ーラ７・８のうち上側のローラ７は熱ローラ、下側のロ
ーラ８は加圧ローラである。熱ローラ７は薄肉の金属中
空ローラ、例えばＡｉやＳＵＳ等の剛性中空ローラ７１
の周面に２０〜５０ＡＬｍの厚さに四弗化エチレン樹脂
−ＰＦＡ等の非粘着性・耐熱性コーティング層７２を形
成し、中空内にハロゲンヒータ等の熱源７３を内蔵させ
てなる。加圧ローラ８は剛性芯ローラ８１の外周に比較
的肉厚にＨＴＶシリコーンゴム等の非粘着性で耐熱性の
弾性体層８２を形成した弾性ローラである。

熱ローラ７と加圧ローラ８は互いに適度な力で抑圧接触
して矢示方向に回転駆動される。或は常時は非接触状態
に保持され、画像支持体Ｐ（以下用紙と記す）が導入さ
れるとき互いに接触抑圧状態にされる。熱ローラ７の表
面温度は温調回路（図に省略）で熱源７３をオン・オフ
制御する等により所定の定着温度に管理される。

定着処理すべき未定着トナー画像Ｔを担持した用紙Ｐは
画像面上向きで上記定着ローラ７・８間に導入されて両
ローラ間に咬え込まれ、ローラ７・８の回転力で該ロー
ラ間を通過する。このローラ間通過過程で用紙Ｐは熱ロ
ーラ７により熱を受け、又ローラ間で押圧力を受けるこ
とにより、未定着トナー画像Ｔが加熱溶融・加圧されて
用紙Ｐ面に固着像Ｔａとして定着される。

熱ローラ７の外周面に施したコーティング層７２は上記
定着過程でトナー画像が熱ローラ７面にオフセットする
のを防止する層であるが、このコーティング層７２で完
全にオフセットを防止することは困難で、実際上はトナ
ー画像の一部が粘着性や静電気力等で熱ローラ外面にオ
フセットする。そしてそのオフセットトナーＴｂを除去
処置しないまま定着処理を続行すれば、 １）そのオフセットトナーＴｂが用紙画像面に汚れとし
て再転写されて、画像品位を低下させる。

２）用紙Ｐの通過のないときは上記オフセットトナーＴ
ｂが加圧ローラ８の外周面に付着し、そのため用紙裏面
にも汚れを生じさせる。

３）長期的には熱ローラ７及び加圧ローラ８の外周面が
オフセットトナーＴｂの蓄積で汚れて粘着化し、そのた
め導入された用紙が熱ローラ７又加圧ローラ８の周面に
巻付いて用紙のジャムトラブルを生じる。

等の結果をまねく。

そこで熱ローラ７にブレードやウェブ等のクリーニング
部材１１を接触させて設け、そのクリーニング部材１１
で熱ローラ面のオフセットトナーＴｂを除去して用紙Ｐ
面や加圧ローラ８面には常にトナー汚れのない熱ローラ
面が接するような処置が取られている。

しかし、オフセットトナーＴｂの量が多いものであった
り、又長期的にはクリーニング残りトナーのため矢張り
熱ローラ７及び加圧ローラ８の周面にトナー汚れを生じ
、前記ｌ）〜３）のようなトラブルがみられる。

クリーニング部材１１によるクリーニング性能を向上さ
せてオフセットトナーの除去を完全なものにする試みも
なされているが、クリーニング機構の構成が複雑なもの
となったり、大型なものとなる等の問題が多い。

又熱ローラ７に付着するオフセットトナーＴｂの量を低
減させるために熱ローラ７の外周面にオイル等の離形剤
を塗布するようにしたものもある。例えば第２図のクリ
ーニング部材１１を合成樹脂＊Ｖ＝ポーラス体（商品名
フロロポア等）に陣形剤オイルを含浸保有させたものに
しクリーニング兼屋形剤塗布部材とするもので、この部
材１１により熱ローラ７の周面からオフセットトナーや
紙粉等が除去され、且つ離形剤オイルが塗布され、その
熱ローラの離形剤オイル塗布処理面が用紙Ｐ面に対して
回動接触する。

しかし、トナーのオフセットはトナーの粘着性に依る他
にも静電気的原因によっても生じるものであり、上記の
定着ローラ自体の非粘着化や離形側塗布はトナーの粘着
性によるオフセットを押えるものであって、静電気的原
因によるオフセットを押える効果はない。従って敲形剤
塗布を行っても静電気的原因によるオフセットは生し得
て離形側塗布によるオフセットトナー量低減効果も自ず
とある限界を有するものである。

トナーの静電気的オフセットは第３図示のようなメカニ
ズムで生じる。

用紙Ｐを紙とする。その紙面に正電荷トナーによる未定
着トナー画像Ｔが紙Ｐ側の対応負電荷と引き合って保持
されているものとする。前記例の熱ローラ７および加圧
ローラ８は紙Ｐに対していずれもその摩擦帯電タリは負
に位置している。従って紙Ｐが両ローラ７・８間を通過
するときに相互の摩擦により熱ローラ７の面には一散百
Ｖ程度の帯ＴＬＡを生じ、加圧ローラ８の面は一敗千■
以上の帯電Ｂを生じ、また紙Ｐには正電荷Ｃが生じる。

この紙Ｐに生じる正電荷は転写帯電時の負電荷を減少さ
せる方向に働き紙Ｐのローラ対７・８通過後の電位は不
安定になり、一般的には十数百Ｖから一数百■まで変動
する。

紙Ｐ上の１電荷トナーＴは紙Ｐに負電荷があれば紙Ｐに
引きつけられるが、前述したように熱ローラ７および加
圧ローラ８との間で発生する摩擦帯電により、紙Ｐに正
電荷Ｃが生じ、紙Ｐにトナーをひきつけるべき負電荷の
量は減じられ、あるときには正電荷の量が優位を占めて
正極性のトナーを反発せしめる方向へ力が働く。さらに
熱ローラ７は負に帯電するためにここでも正のトナーを
熱ローラ７に引きつける方向へ電界が加わる。とくに１
成分系のトナーのようにトナーのトリポが低いトナーは
トナー同士の結合力が弱く電界によってトナーの付着力
を強く束縛されていないとファンデルワルス力およびク
ーロン力により簡単に他の部材に転移してしまう。その
ため紙Ｐのローラ７・８間通過時上述したような電界関
係でトナ＝の紙Ｐ側への束縛力が弱くなり、そのトナー
の一部が静電気的に熱ローラ７面にオフセットしてしま
う。

このような静電気的原因によるトナーのオフセットは圧
力定着装置、その他一対のローラ間（こ未定着トナー画
像を担持した画像支持体を導入通過させて定着処理をす
る定着装置に於ても同様（こ生じる。

本発明は」１記に鑑みてなされたもので、定着ローラ自
体の非粘着化や離形側塗布だけでζ±押え得ない］；記
の静電気的原因によるトナーオフセ・ントを効果的に押
えるようにして定着ローラ番こ文４するトナーオフセッ
ト量を更に大幅１こ可及的番こ低減させ、これによりク
リーナ１１の負担を軽減させ、簡単なりリーナ構成で、
しかも長期重音こも１ｔｉｊ記１）〜３）のようなトラ
ブルを生じないよう番こしたものを提供することを目的
とする。

即ち本発明は適宜の手段で未定着トナ一層を形成した画
像支持体を導入・通過させて該支持体上にトナー像を熱
圧又は圧力定着させる一対の定着ローラを有する画像形
成装置において、画像支持体の定着ローラ対通過前もし
くは通過後の電位、又は通過前と通過後の電位を検知す
る手段と、該検知電位に応じて定着ローラ対の少なくと
も一方のローラにバイアス電圧を印加する手段とを具備
させたことを特徴とする画像形成装置を要旨とする。

第２図に於て、１２は定着ローラ対７・８を通過した画
像支持体たる用紙部分の電位を検知すべく、定着ローラ
対の用紙出【コ側近傍に配設した電位センサ、１３はそ
の電位センサの検知電圧が入力する測定回路、１４は定
着ローラ対７・８のうち熱ローラたる上側ローラ７に７
曳イアス電圧を印加するバイアス電源、１５はその／（
イアスミ源の制御回路である。而して電位センサによる
検知電位に辺じて測定回路１３・制御回路１４を介して
）・、イアスミ源１４を制御して定着ローラ７に対する
バイアス電圧を適正に制御させるようになっている。

即ち定着ローラ対７・８を通過した用紙Ｐの電位■ｐと
定着ローラ７の電位■７の差ΔＶ（＝Ｖ７ＶＰ）と、定
着ローラ７に対するオフセット量との間には第４図グラ
ブのような相関関係があることが実験により認められた
。尚この実験では定着ローラ７はその周面を非粘着性・
耐熱性コーティング層７２を形成したものを用い、又ク
リーニング部材１１はクリーニング兼離形剤オイル塗布
部材とした。

第４図グラフがらゎがるように△Ｖが正方向に大きけれ
ばオフセット量が減少している。そこで本例ではこの相
関関係に着目して、画像支持体たる用紙Ｐの種類・環境
状態等により変化する用紙Ｐの定着ローラ対７・８通過
時の電位Ｖｐをセンサ１２により検知し、その検知電位
に応して定着ローラ７に対するノヘイアス電圧をオフセ
ント与の実用レベルと考えられる電位差△Ｖａ以上にな
るように電源１４を制御して常にＶｐ＋△Ｖａ以上の電
圧に管理するようにしたものもこれにより定着ローラ７
に対する用紙Ｐ側のトナーの静電気的オフセントが良好
に押えられるものである。

用紙Ｐの電位検知は用紙Ｐの定着ローラ対７・８通過前
に行ってその検知電位に応して定着ローラ７に対するバ
イアス電圧を制御してもよいし、又定着ローラ対７・８
の通過前と通過後の用紙電位を検知して制御を行うよう
にしてもよく、これ等の場合も上記第２図例の場合と同
様の良好なオフセット防止効果が得られる。

第５図例は定着ローラ７に対するバイアス電圧印加手段
としてクリーニング部材を兼用する耐熱性・導電性繊維
部材１１ａをローラ７面に常時抑圧接触させ、その部材
１１ａに／ヘイアス電圧を印加（帯電）するようにした
例、第６図例は第２図例に於けるクリーニング部材１１
（耐熱性フェルト）を導電処理体ｔｉｂとし、これにバ
イアス電圧を印加（帯％ｌｔ）するようにした例である
。

第７図例は定着ローラ対７・８たる上側の熱ローラ７と
下側の加圧ローラ８の両方に夫々第５図例のようなりリ
ーニング兼用の耐熱性・導電性繊維部材１１　ａ　ａ　
ｌ　１　ａ’を押圧接触させてバイアス電圧を印加する
ようにした例である。１４′・１５′は加圧ローラ８側
の部材１１ａ′に対するバイアス電源と制御回路である
。第８図グラフは定着ローラ対７・８を通過した用紙Ｐ
の電位Ｖｐと加圧ローラ８の電位Ｖ、ｌの差ΔＶ　（＝
Ｖｏ−Ｖ　ｐ）と、オフセントトナー量との関係を示す
もので、△Ｖが負方向に大きければオフセット量が減少
している。従って第７図例に於ける加圧ローラ８には実
用レベルと考えられる電イ☆差△ｖｂ以ドになるように
バイアス電圧（Ｖｐ＋Δｖｂ以下）を印加すれば良い。

以−ヒ説明したように、本発明に依れば定着ローラに対
するトナーの静電気的オフセントを効果的に防１にする
ことができ、定着ローラ周面の非粘着性コーティング層
や離形剤オイル４４５層の効果とも相まって定着ローラ
に対するオフセットトナーの絶対量を大幅に低減させる
ことが可能となる。

従ってオフセントトナーによる画像汚れを防止できると
ともに１紙がトナーを引きつける方向に強く電界が働く
ためオフセラ）ｔが減少しさらには定着部での画像乱れ
（とびちり、尾引き）も少なくなるという効果もある。

さらに常時用紙電位を検知しているために、環境による
用紙電位の変化および用紙材質の差による電位変化を補
正してバイアス印加ができるためにオールラウンドなオ
フセット防ＩＦが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成装置の一例の極〈概略の構成図、第２
図は定着ローラ対部分の拡大断面図、第３図は静電気的
トナーオフセット現象の説明図、第４図は用紙電位と熱
ローラ電位との差電圧とオフセント率の相関グラフ、第
５図・第６図は夫々バイアス電圧印加手段の変形例を示
す断面図、第７図は熱ローラと加圧ローラの両方にバイ
アス電圧を印加するようにした例の断面図、第８図は用
紙電位と加圧ローラ電位との差電圧とオフセント率の相
関グラフ。 ７愉８は定着ローラ対、１２は電位センサ、１３は測定
回路、１４−１４’はバイアス電源、１５拳１５は制御
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）適宜の手段で未定着トナーを形成した画像支持体
   を導入・通過させて該支持体上にトナー像を熱圧又は圧
   力定着させる一対の定着ローラを有する画像形成装置に
   おいて、 画像支持体の定着ローラ対通過前もしくは通過後の゛電
   位、又は通過前と通過後の電位を検知する１段と、該検
   知電位に応じて定着ローラ対の少なくとも一力のローラ
   にバイアス電圧を印加する手段を其備させたことを特徴
   とする画像形成装置。