JPS61205968A - 電子写真用定着装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真用定着装置に関し、特に、トナー画
像に接触しない側のローラに、用紙を静電的に吸着させ
るとともに、剥離爪を用いることなしに、用紙をローラ
から剥離出来るように形成してなる定着装置に関する。

（従来の技術） 従来より用いられている定着装置においては、その用紙
に転写された１−太一画像を加熱して定着する際に、ハ
ロゲンランプや、その他の発熱体より構成される内部加
熱素子を内装した加熱ローラと、その表面に弾〜性体を
被覆した加圧ローラとを対向して形成した定着装置を用
い、２つのローラ間にトナー画像を転写した用紙を通過
させることにより、加熱と、加圧とを行い、トナーを溶
融させ、トナー画像の用紙への定着の動作を行うように
していることが多い。

また、上記したような従来より用いられている定着装置
においては、加熱ローラの表面に、フッソ樹脂等のトナ
ーがＮ［しにくい材料をコーティングした離型層を形成
するとともに、その表面にシリコンオイル等のオフセッ
ト防止用のオイルを塗布し、溶融したトナーが加熱ロー
ラに付着することを防止するように構成し、さらに、こ
の加熱ローラに対向して形成される加圧ローラは、金属
コアの表面に比較的厚い弾性体を被覆し、２つのローラ
間に挟持する用紙に適度な圧力を付加するようにしてい
る。

上記したような従来より用いられている定着装置の例と
しては、第７図に示されるようなものが一般に用いられ
ている。つまり、定着装置１を加熱ローラ１０と、加圧
ロー５１５で形成するとともに、加熱ローラ１０の内部
にハロゲンランプ等の内部加熱素子１３を収容し、その
加熱を行うとともに、その温度を温度センサー３を用い
てホイ制御し、所定の温度でトナーの加熱を行うように
している。さらに、加圧ローラ１５としては、金属コア
１５ａの表面に比較的厚い弾性体１５ｂを被覆し、その
弾性を用いて用紙５と、その表面に転写したトナー画像
６を押圧し、加熱を行うことによって、溶融されたｌ・
ナーを用紙に定着させるようにしている。

ところが、第７図に示したような定着装置１においては
、加熱ローラ１０の表面にオフセット防止用の離型層を
形成し、オフセット防止用のオイルを少しずつ塗布する
ように構成しているものの、溶融されたトナーによって
、ローラ１０の表面に用紙５が付着されやすいものであ
り、コピ一枚数が増加するにしたがって、付着の頻度が
増し、それによって電子複写機のメンテナンスの回数が
増加することになる。

これに加えて、従来より用いられている定着装置におい
ては、２つのローラ１０．１５間に挟持された用紙５が
、その挟持に際して、加熱ローラ１０の表面に沿って湾
曲された状態で挟持されることになるために、用紙が加
熱ローラの表面に付着しやすいという傾向が助長される
。

そこで、従来より一般の電子複写機笠においては、２つ
のローラからの排出部に、その先端がローラ表面に接触
する剥離爪２０を多数設け、その剥離爪によって用紙５
をローラ表面から強制的に剥ｍするようにしていること
が多い。

ところが、剥離爪２０を用いたときには、その爪の先端
部が常時ローラ表面に接触しているために、加熱ローラ
１０のローラ表面に形成した離型層を削り取ったり、ま
たは、加圧ローラ１５の表面に形成した弾性体１５ｂに
傷を付けたりすることがあり、その傷によって、得られ
たコピーにすし状の汚れが発生したり、定着の作用が確
実に行なわれなくなる等の欠点が生じやずいものである
。

そこで、上記したような従来より用いられている定着装
置の欠点を解消するために、特開昭５７−１０４９６５
号公報、特開昭５８−１１１９６３号公報、特開昭５８
−２．１５６７５号公報等に示されているような定着装
置が提案されている。

しかし、これ等の加熱ローラ型定着装置においては、そ
のいずれもが２つのローラ間に挟持した用紙を確実に剥
離するための剥離爪に関するもので、その爪の接触角度
等を設定するための装置、または、オイル供給装置の構
成等について開示しているものであり、第７図に示され
るような従来例の技術を改良し、発展させているものの
、上記した欠点を完全に解決するまでには至っていない
ものである。

また、上記したような一般の加熱ローラ型定着装置にお
いては、２つのローラ間から研出される用紙が、その挟
持部から出た直後にローラから剥離されるために、加熱
されて溶融されたトナーが、剥離されると同時に、周囲
の雰囲気によって冷却されてしまい、トナーの流動時間
が非常に短いものとなり、それによって、］・ナー画像
の定着が確実に行われにくいという欠点を持っている。

この欠点は、特に、ｌ・ナーの高い流動性を必要とする
カラーコピーの定着の場合に、非常に不利な条件となる
もので、その定着の作用によって得られたコピーの画質
が不鮮明になる等の、多くの問題を発生させることがあ
った。

そこで、このような欠点を解決するために、従来より用
いられているカラー複写様等においては、定着装置のロ
ーラの回転時間を遅クシ、トナーの溶融加熱時間を長く
するようなことが行われているものの、このような手段
を採用したときには、複写機の複写の動作が全体に遅い
ものとなり、カラーコピーを行わないときにも、複写の
速度が低下し、したがって、複写能率の向上を図ること
が出来ないという欠点が生じているのである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記したような従来より用いられている加熱
ローラ型定若装置の持つ欠点を解ｄ！ｊするもので、用
紙を１−す−画像に接触しない側のローラに静電的に保
持させた状態で、定着の動作を行うとともに、２つのロ
ーラの挟持部からかなり離れた地点で、用紙の剥離を行
うようにし、その剥離の動作を剥離爪を用いずに行い得
るように形成した電子写真用定着装置を提供することを
目的としている。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明の電
子写真用定着装置においては、加熱ローラの内部に内部
加熱ふ子を収容するようにして形成するとともに、その
表面に比較的厚い弾性体の被覆を設けている。また、加
熱ローラに対応して設けられる加圧ローラの表面には、
フッソ樹脂等の離型層を形成し１．両ローラ間に挟持さ
れた用紙が、その挟持部で加圧ローラの表面に沿って湾
曲され、そのままの状態で排出されるように構成される
。

さらに、本発明の加圧ローラの用紙の挟持部の近くに、
ローラの表面を帯電させるためのローラ帯電用コロトロ
ンと、用紙を剥離する部分には、用紙帯電用］ロトロン
とがそれぞれ設けられていて、それぞれの帯電コロトロ
ンが同じ極性の電荷を与えることにより、ローラに対し
て、用紙を静電気的に吸着させるとともに、用紙の剥離
に際しては、静電気的な反発ツノを発揮させ、その力を
利用して行うようにしている。

したがって、本発明の電子写真用・定着装置を用いて、
未定着トナー画像の定着の動作を行う際には、トナー画
像を転写された用紙が、加圧ローラに長時間保持される
ことになるために、溶融されたトナーの流動性が向上さ
れることになり、鮮明なカラーコピーを得ることが可能
になり、さらに、ローラからの用紙の剥離を機械的な部
材を用いて、強制的に行うことがないために、ローラの
表面に傷を付けたりすることも防止され、コピーを汚す
等の事故の発生を確実に防止出来ることになる。

（実施例） 図示された例にもとづいて、本発明の電子写真用定着装
置の構成を説明すると、第１図に示すように、本発明の
定着装置１は、従来より用いられている定着装置と同様
に、加熱ローラ１０と、加圧ローラ１５とから構成され
る。

本発明の加熱ローラ１０は、その内部に内部加熱素子１
３を収容した金属コア１１の表面に、１〜１．５ｍの厚
さのシリコンゴム等の弾性体１２を被覆して構成すると
ともに、表面を鏡面加工を施し、その周囲の所定の位置
に、加熱温度の制御を行うための温度レンサー３と、オ
フセット防止用のオイルを供給するだめの、オイル供給
装置７を設けている。

オイル供給装置７としては、従来より用いられている装
置と同様な構成のものを用いていて、オイルパン８から
、多孔質の柔軟な供給部材８を用い、毛細管現象を利用
して、少しずつシリコンオイルを吸い上げ、ロー５１０
の表面に塗布するようにしている。

また、本発明の加圧ローラ１５は、金属コアの表面に耐
熱性フッソ樹脂等から構成される離型層を被覆したもの
で構成される。そして、加圧ローラ１５の金属コアの内
部には、加熱ローラの場合と同様に、内部加熱素子１３
ａを収容していて、加熱を行うとともに、その湿度の制
御を温度センサー３ａによって行うようにしている。

さらに、本発明の加圧ローラ１５の周囲には、一対の帯
電コロ１〜ロンが設けられてい（、ローフの表面と、用
紙とに対して、それぞれ電荷を供給するようになってい
る。この帯電コロ］−ロンは、用紙の挟持部の手前の部
分に設けられたローラ帯電用コロｉ・ロン１６ａと、用
紙の剥離部分に設けられた用紙帯電用コロトロン１６ｂ
とから構成されている。

１記した２つのローラ間に用紙を案内するとともに、剥
離された用紙の案内を行うために、ローラの挟持部の前
後の部分に用紙ガイド部材２．２ａを形成している。そ
して、剥離された用紙を送り出しローラ２１によって搬
送し、排出トレイに排出する。

また、本発明の定着装置においては、定着装置１の面接
の部分に図示を省略した用紙センサーを設け、その検知
情報を制御装置に人力することによって、帯電コロ１〜
ロン等のオン、オフ等の制御を行うようにしている。

本発明の定着装置１の定着の際の作用Ｊ３よび動作は、
第２図、および、第３図によってより明瞭にされる。つ
まり、第３図に示されるように、本発明の加圧ローラ１
５に（・−）の電荷が帯電されると、その表面に接触さ
れた用紙５には、それと逆極性のく＋）の電荷が発生し
、それによって、用紙５をローラ表面に静電気的に確実
に保持出来ることになる。さらに、定着の動作が終了し
て、ローラ表面から用紙を剥離する場合には、用紙帯電
用コロトロン１６ｂによって、用紙５に（−）の電荷を
供給すると、ローラ表面と、用紙とが静電気的に反発し
合い、用紙５を自動的に剥離させるようになっている。

また、本発明の定着装置１を用いて、定着の動作を行う
際には、加熱ローラ１０の表面が柔軟で、加圧ローラ１
５の表面が硬質なもので形成されているために、その間
に挟持された用紙が第２図に示されるような状態で、加
圧ローラ１５の表面の曲面に沿って湾曲される。

したがって、２つのローラ間から排出される用紙５は、
溶融されたトナーによって、加熱ローラに付着される力
が働いたとしても、その挟持部からの初出に際して、用
紙の自然な曲げ力と、腰の強さとによって、自然に加熱
ローラから剥離されるとともに、加圧ローラ１５に静電
気力によって吸着されているために、加熱ローラ１０に
沿って回転することが確実に防止される。そして、その
状態で加圧ローラ１５に吸着されて進行する用紙５は、
第２図に示す挟持の中心点Δから、挟持の終了部Ｃに至
り、剥離を行う点Ｂで、用紙帯電用コロトロン１６ａに
よって（・−）の電荷が供給されることにより、自然な
状態で剥離されることになる。

なお、第２図に示す場合に、加圧ローラ１５の中心点０
と、点Δ、Ｂを結ぶ角度θは、上記した実施例の場合に
は、加熱ローラに形成した弾性体の被覆層が比較的薄い
もの゛であるので、理論的には、θ−５°以上に設定さ
れることが必要となる。

しかし、その角度が非常に小さい場合には、用紙帯電用
コロ１−ロン１６ｂが、２つのローラによる挟持部に非
常に接近して形成されることになり、その作用を確実に
行うことが困難になることと、用紙の剥離を直ぐに行わ
ずに、トナーの加熱時間を長くし、その流動性を向上さ
せることが必要であるために、実際には、その角度θを
２０°〜３０°位に設定することが必要になる。

次に、本発明の定着装置１を用いて、定着の動作を行う
場合について説明する。まず、電子複写はのスタートス
イッチを入れると、加熱ローラ１０と、加圧ローラ１５
とは、それぞれその内部に収容している内部加熱素子１
３．１３ａが通電されて、所定の温度に加熱され、その
加熱温度が温度センサーによってコントロールされ、一
定に維持された状態で保持される。

その状態でコピーを開始し、感光体ドラムに形成された
トナー画像を用紙等の支持体に転写し、その像担持体が
定着装置１の手性の部分の所定の位置に到達すると、図
示を省略した用紙センサーによって検知されるとともに
、その検知情報によって定着装置の２つのローラが回転
を開始し、それとともに、ローラ帯電用コロトロン１６
ａが放電を始め、（−）の電荷がローラの表面に帯電さ
れる。

用紙５が用紙ガイド部材２を通って、ローラにより形成
された挟持部に案内されると、用紙５には、加圧ローラ
１５に接触すると同時に（＋）の静電気が発生し、用紙
が加圧ローラに吸着される。

そして、そのままの状態で両ローラによって、加熱と、
加圧の作用が行われ、さらに、両方ローラによる挟持が
終了しても、８点に至るまでの間、用紙が加圧ローラに
接触しているために、用紙の表面に形成されているトナ
ー画像の加熱が続けられ、その間、トナー画像６のトナ
ーは、溶融状態が保持される。

その後で、８点において用紙帯電用コロトロン１６ｂか
ら、（−）の放電を行うと、用紙５が゛加圧ローラ１５
の表面と同極性に帯電されることになり、その反発力に
よって、加圧ローラ１５から剥離され、その剥離された
用紙が用紙ガイド部材２ａを通り、送り出しローラ２１
によって、排出トレイに排出されることになる。

また、上記した本発明の実施例は、両ローラにそれぞれ
内部加熱素子３．３ａを形成したちのを示しているが、
本発明の電子写真用定着装置においては、第４〜６図に
それぞれ示すような他の構成の装置としても適用され得
ることになる。なお、以下に示す他の実施例の場合にも
、加熱ローラ１０と、加圧ローラ１５の構造は、第１図
に説明してものと同一のものを用い、両方ローラ間に挟
持される用紙が加圧ローラ１５の表面に沿って湾曲され
ること、および、加圧ローラ１５に用紙５を吸＠する点
は、上記した実施例と同じにしている。

つまり、第４図に示す実施例においては、トナー画１６
に接触する側のローラ１０には、加熱手段を形成せずに
、加圧ローラ１５の内部にのみ、ハロゲンランプ等の内
部加熱素子３ａを設けている。そして、加圧ローラ１５
の用紙導入部に設けたローラ帯電用コロトロン１６ａに
よって、ローラ１５の表面に帯電させ、用紙５を吸着す
るとともに、加熱ロー５１０との間に挟持してトナー画
像６の定着を行い、その挟持が終了しても、用紙の保持
を続けている間は、加圧ローラ１５により用紙の加熱を
続けるために、トナーの流動性を保持し続けることが可
能になっている。

また、第５図に示す他の実施例の場合には、加圧ローラ
１５の内部に、内部加熱素子３ａを収容させるとともに
、両ローラの排出部に面して、ハロゲンランプ等の外部
加熱素子１８と、リフレクタ１９とを形成し、その２つ
の加熱素子によって加熱ローラ１０、加圧ローラ１５お
よび、用紙５の加熱を行うようにしている。

そして、この実施例においては、２つの加熱素子１３ａ
、１８の温度の制御を温度セン＋Ｊ−３，３ａを用いて
行うが、加圧ローラ１５への用紙５の吸着は、ローラ帯
電用コロトロン１６ａを用いて行い、０−ラ１５からの
用紙の剥離を、剥離爪２０を用いて行うようにしている
。

これは、外部加熱素子１８の熱によって、帯電コロＩ゛
ロンが影響を受けることを避けるためであるが、その場
合に、用紙の剥離の位ｎを適当に設定することにより、
用紙帯電用コロトロンを用いることも当然可能である。

さらに、第６図に示す他の実施例においては、加熱ロー
ラ１０と、加圧ローラ１ｂとの両方のローラの内部に、
ハロゲンランプ等の内部加熱素子１３．１３ａをそれぞ
れ形成し、各々の加熱温度の制御を温度センサー３．３
ａを用いて行うようにしている。また、帯電コロトロン
１６を１個だけ設けておき、用紙を吸着する前に加圧ロ
ー５１５の表面に帯電させ、その後で、用紙の剥離を行
う際に、再び帯電コロトロン１６によって、同じ極性の
電荷を供給し、用紙に帯電させることにより、静電気的
な反発力によって、用紙を剥離し、用紙ガイド部材２ａ
を介して、送り出しローラ２１に送り込み、排出トレイ
に排出するようにする。

なお、上記した本発明の電子写真用定着装置の実施例に
おいては、加熱ローラ１０の表面は、鏡面加工が施され
ていて、特にカラーコピーの場合に効果そ発揮させるこ
とが出来るようになっているもので、それに加えて、ト
ナー画像の加熱時間を延長することが可能であるために
、定着の動作が行なわれたカラーコピーを発色性を良好
にするとともに、しかも、光沢のある鮮明なものとして
仕上げることが可能になるのである。

また、本発明のローラ表面の温度センサーとしては、熱
雷対、サーミスタ等の他に、他の温度検知部材を用いる
ことが可能であり゛、ローラの加熱部材としても、内部
加熱素子に限定されるものではなく、セラミックコアの
表面に発熱体を被覆して形成した加熱ローラ等を用いる
ことも当然可能であり、その他に、内部加熱素子を設け
たローラの場合にも、金属コアの厚さを比較的薄いもの
で形成することにより、加熱ローラの加熱時間を短縮し
、電子複写機のウオームアツプタイムを短縮させる笠の
処理を行うことが可能にな゛るのである。

（発明の効果） 本発明の電子写真用定着装置は、上記したような構成を
有するものであるから、特にカラーコピーを行う際に、
その処理スピードを低下させることなく、発色性の良好
なコピー画像を形成することが可能になる。

また、加熱ローラの表面に剥離爪等が接触することがな
いので、１・す−画像に接触する部分に傷等が発生され
ることがなく、ローラの寿命を延長することが可能にな
るとともに、鮮明なコピーを得ることが出来ることにな
る。

さらに、本発明の電子写真用定着装置においては、加熱
ローラからの用紙の剥離を、用紙の湾曲による紙内層の
腰の強さを利用して行うようにしているために、？ｌ￥
　ａ！　ｃれたトナーによって、ローラの表面に用紙が
吸着されたままで回転することがなく、電子複写機にジ
ャム等の事故が発生することを確実に防止出来ることに
なる。

４　図面のｎｔｉｉな説明 第１図は、本発明の電子写真用定着装置の構成を示す側
面図、第２図は、第１図の要部を拡大して示す説明図、
第３図は、加圧ローラと、用紙の帯電の状態を示す説明
図、第４図ないし第６図は、それぞれ、本発明の伯の実
施例の構成を示す側面図であり、第７図は、従来より用
いられている定着装置の構成を示す側面図である。

図中の符号 １・・・・・・定着装置、２・・・・・・用紙ガイド部
材、３・・・・・・温度センサー、５・・・・・・用紙
、６・・・・・・トナー画像、７・・・・・・オイル供
給装置、１０・・・・・・加熱ローラ、１１・・・・・
・金属コア、１゛２・・・・・・弾性体、１３・・・・
・・内部加熱素子、１５・・・・・・加圧ローラ、１６
・・・・・・帯電コロトロン、１８・・・・・・外部加
熱素子、１９・・・・・・リフレクタ−１２０・・・・
・・剥離爪、２１・・・・・・送り出し口第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対のローラで構成され、少なくともその一方に
   加熱手段を有する定着装置において、２つのローラ間を
   用紙が通過する際に、その用紙をトナー画像に接触しな
   い側のローラに静電的に吸着させ、その表面に沿って湾
   曲させるように構成するとともに、定着の動作の後で用
   紙をローラから剥離するように構成したことを特徴とす
   る電子写真用定着装置。
2. （２）トナー画像に接触しない側のローラに、用紙を静
   電吸着するために、ローラの帯電手段を設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲１項記載の電子写真用定着装置
   。
3. （３）ローラに静電吸着した用紙を剥離するために、用
   紙に帯電させるための第２の帯電手段を設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第２項のいずれか
   に記載の電子写真用定着装置。
4. （４）用紙のトナー画像に接触するローラを、金属コア
   の表面に比較的厚い弾性体を被覆して形成するとともに
   、他のローラの表面を硬質の部材で形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の電子写真用定着装置。