JPH034281A - 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】 〔発明の産業上の利用分野〕 本発明は定着用回転体をクリーニングするクリーニング
部材を有する定着装置に関する。

〔従来技術〕

定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置を第２図
に示す。

装置本体１００の一側（第１図右側）から装置本体１０
０の略中央部に亘って設けられている転写材搬送系Ｉと
、装置本体１００の略中央部に、記録材搬送系Ｉを構成
している転写ドラム９に近接して設けられている潜像形
成部■と、前記潜像形成部■と近接して配設されている
現像手段即ち回転式現像装置■及び該回転式現像装置■
と近接して配設されている現像剤補給手段即ち現像剤補
給装置２とに大別される。前述した記録材搬送系Ｉは、
前記装置本体１００の一側（第１図右側）に形成されて
いる開口部に対して着脱自在な記録材供給用トレイ１０
１，１０２と、該トレイ１０１．　１０２の略直上部に
配設された給紙用ローラ１０３，１０４と、これら給紙
用ローラ１０３．　１０４に近接して配設され給紙ロー
ラ６を備えた給紙ガイド５ａ、５ｂと、前記給紙ガイド
５ｂと近接して設けられ、外周面近傍に回転方向上流側
から下流側に向って当接用ローラ８、グリッパ７記録材
分離用帯電器１４、分離爪１５が配設されているととも
に、内周側に転写帯電器１０、記録材分離用帯電器１３
が配設されている第２図矢印方向に回転自在な転写ドラ
ム９と、前記分離爪１５と近接して設けられている搬送
ベルト手段１６と、該搬送ベルト手段１６の搬送方向終
端側に近接して配設され装置本体１００外へと延在する
装置本体１００に対して着脱自在な排出用トレイ１０と
近接している定着器１７とから成る。

前記潜像形成部■は、外周面が前記転写ドラム９の外周
面と当接して配設されているとともに第２図矢印方向に
回転自在な像担持体即ち感光体ドラム３と、該感光体ド
ラム３の外周面近傍に該感光体ドラム３の回転方向上流
側から下流側に向って配設されている除電用帯電器１１
、クリーニング手段１２、−成帯電器４及び前記感光体
ドラム３の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザ
ビームスキャナのごとき像露光手段とポリゴンミラーの
ごとき像露光反射手段を具備している。前記回転式現像
装置ｍは、回転自在な筐体（以下「回転体」という）ｌ
と、該回転体ｌ中に夫々搭載され前記感光体ドラム３の
外周面と対向する位置にて前記感光体ドラム３の外周面
上に形成された静電潜像を可視化（即ち現像化）するよ
うになっているマゼンタ現像器ＩＭ。

シアン現像器ＩＣ，イエロー現像器ＩＹ及びブラック現
像器ＩＢＫとを有している。前記現像剤補給装置２は、
相互に隣接して配設され外部から供給される各色毎の現
像剤を夫々色別に保持するイエローホッパ２Ｙ、マゼン
タホッパ２Ｍ、シアンホッパ２Ｃ。

ブラックホッパ２８にとを具備している。

上述したごとき構成の画像形成装置全体のシーケンスに
ついて、まず、フルカラーモードの場合を例として簡単
に説明する。前述した感光体ドラム３が第１図矢印方向
に回転すると、該感光体ドラム３上の感光体は一次帯電
器４によって均等に帯電される。−成帯電器４による感
光体に対する均等な帯電が行われると、原稿（図示せず
）のマゼンタ画像信号にて変調されたレーザ光Ｅにより
画像露光が行われ、感光体ドラム３上に静電潜像が形成
され、回転体！の回転によりあらかじめ現像位置に定置
されたマゼンタ現像器ＩＭによって前記静電潜像の現像
が行われる。

一方、給紙ガイド５ａ、給紙ローラ６、給紙ガイド５ｂ
を経由して搬送されてきた記録材は、所定のタイミング
にてグリッパ７により保持され、当接用ローラ８と該当
接層ローラ８と対向している電極とによって静電的に転
写ドラム９に巻き付けられる。

転写ドラム９は、感光体ドラム３と同期して第２図矢印
方向に回転しており、マゼンタ現像器Ｍで現像された顕
画像は、前記感光体ドラム３の外周面と前記転写ドラム
９の外周面とが当接している部位にて転写帯電器１０に
よって転写される。転写ドラム９はそのまま、回転を継
続し、次の色（第２図においてはシアン）の転写に備え
る。

一方、感光体ドラム３は、前記除霜用帯電器１１により
除電され、クリーニング手段ｚ２に“よってクリーニン
グされた後、再び一次帯電器４によって帯電され、次の
シアン画像信号により前記のような像露光を受ける。前
記回転式現像装ｆｉｆｆｉｌは、感光体ドラム３上に前
記像露光によつてシアン画像信号による静電潜像が形成
される間に回転して、シアン現像器ＩＣを前述した所定
の現像位置に定着せしめ所定のシアン現像を行う。引続
いて、上述したごときプロセスをそれぞれイエロー色お
よびブラック色に対しても実施し、４色分の転写が終了
すると、記録材上に形成された４色順画像は各帯電器１
３゜１４により除電され、前記グリッパ７による転写材
の把持が解除されると共に、記録材は分離爪１５によっ
て転写ドラム９より分離され、搬送ベルト１６に送られ
る。この後、入口ガイド１９により後述する加熱定着装
置の定着ローラ間へ送られ、加熱定着され、更に排紙案
内部材である排紙コロ２０により本体外へ排出される。

こうして一連のフルカラープリントシーケンスが終了し
、所要のフルカラープリント画像が形成される。

次に、この電子写真装置に使用するトナーについて説明
する。

カラーの電子写真装置のトナーは、熱を印加した際の溶
融性、混色性が良いことが必要であり、軟化点が低（、
且つ溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーを使用す
ることが好ましい。すなわち、こうしたシャープメルト
トナーを使用する事により、複写物の色再現範囲を広め
、原稿像に忠実なカラーコピーを得ることが出来る。

このようなシャープメルトトナーは、例えばポリエステ
ル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、着色剤（染料、昇華
性染料）、荷電制御剤等を溶融混練、粉砕、分級してト
ナーを製造する。必要とあらば、トナーに各種外添剤を
添加する外添工程を付加してもよい。

カラートナーは定着性、シャープメルト性を考慮すると
結着樹脂としてポリエステル樹脂を使用したものが特に
好ましい。

シャープメルト性ポリエステル樹脂はジオール化合物と
ジカルボン酸とから合成される分子の主鎖にエステル結
合を有する高分子化合物である。

第２図実施例で使用するシャープメルト性ポリエステル
樹脂の軟化点は、６０−１５０℃、好ましくは８０〜１
２０℃が良い。

このシャープメルトトナーの軟化特性を第４図に示す。

フローテスターＣＦＴ−５００形（島津製作所製）を使
用し、ダイ（ノズル）の直径０．５ｍｍ、厚み１、Ｏｍ
ｍとして５０ｋｇの押出荷重を加え初期設定温度８０℃
で、予熱時間３００秒の後、５℃／分の速度で等速昇湿
した時描かれるトナーのプランジャー降下量−温度曲線
（以後軟化Ｓ字曲線という）を求める、試料となるトナ
ーは１〜３ｇ精製した微粉末を用い、プランジャー断面
積は１．０ｃｔｄとする。

軟化Ｓ字曲線は第２図のようなカーブとなる。等速昇温
するに従い、トナーは徐々に加熱され流出が開始される
（プランジャー降下Ａ４Ｂ）。さらに昇温すると溶融状
態となったトナーは大きく流出しくＢ−４Ｃ−＋Ｄ）プ
ランジャー降下が停止し終了する（Ｄ−４Ｅ）。

Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／２の０点に対
応する温度Ｔ０はそのトナーの軟化点を示す。

このようなシャープメルト性樹脂とは、溶融粘度が１０
’ｃｐを示す時の温度Ｔ　Ｈ、５Ｘ１０’ｃｐを示す時
の温度をＴ２とした時、Ｔ　、　＝９０〜１５０℃ΔＴ
ｌ＝ｌＴ＋　−Ｔ２１＝５〜３０℃の条件を満たす樹脂
のことをいう。

これらの温度−溶融粘度特性を有するシャープメルト性
樹脂は加熱されることにより極めてシャープに粘度低下
を起こすことが特徴である。このような粘度低下が最上
部トナー層と最下部トナー層との適度な混合を生じせし
め、さらにトナー層自体の透明性を急激に増加させ、良
好な減色混合を起こすものである。

このようなシャープメルト性のカラートナーは親和力が
大きく、定着ローラにオフセットし易い。

第３図に於て、１７の定着器について詳しく説明する。

２１は定着ローラで、これはアルミ製の芯金２２の外層
にＨＴＶシリコーンゴム（高温加硫タイプシリコーンゴ
ム）２３を所定の厚さに被膜して成る。

更にその外層にＬＴＶシリコーンゴム（低温加硫タイプ
シリコーンゴム）２４を２００μｍの厚すに被膜して成
る。そして、この定着ローラ２１の下側には加圧ローラ
２５が設けられており、これはアルミ製の芯金２６の外
層にＨＴＶシリコーンゴム２７を所定の厚さに被膜し、
更にその表面層に樹脂被膜２７′　　を施して成る。

また、これらの定着ローラ２１及び加圧ローラ２５内に
は加熱源であるハロゲンヒータ２８が配設されている。

そして、加圧ローラ２５にはサーミスタ２９が当接され
、このサーミスタ２９によりハロゲンヒータ２８への電
流の供給のオン又はオフが制御される。

このようにして、定着ローラ２１の温度及び加圧ローラ
２５の温度が記録材３０上の未定着トナー像３１を記録
材３０上に定着させるのに適切な所定温度（例えば１７
０℃）に保たれるようになっている。そして、これらの
定着ローラ２１及び加圧ローラ２５は不図示の駆動装置
により図中の矢印すの方向に回転される。

一方、定着ローラ２１からのトナーの離型性を向上させ
るため、定着装置の所定箇所には離型剤塗布装置３２が
設けられている。この離型剤塗布装置３２はオイルタン
ク内のシリコーンオイル３３をローラー群３４．　３５
により定着ローラ２１に塗布するように構成されている
。

更に、定着ローラ２１上にオフセットしたトナーをクリ
ーニング装置３６が定着装置の所定箇所に設けられてい
る。このクリーニング装置１１３６は押圧ローラ３７に
より定着ローラ２１に接触されるノーメックス（商品名
）よりなる繊維状のクリーニングウェブより成り定着ロ
ーラ２１のクリーニングを行なうものである。

第２図により説明した動作を更に詳解すると、トナー像
３１が転写された記録材３０は搬送ベルト１６上を運ば
れ、人口ガイド１９をへて、定着ローラ２１゜加圧ロー
ラ２５のニップ間に進入し、かかる熱と圧力によりトナ
ー像３１は記録材３０に定着される。

この後、記録材３０は排紙ガイド３８に案内され、排紙
案内部材である排紙コロ２０により機外へ送り出される
。

〔発明が解決する問題点〕

以上の様な複写動作により、従来では以下の様な問題点
が生じていた。

すなわち、定着装置の各ローラに前述の様な材質を使用
したローラを回転させる事より、シリコーンゴムを表面
に使用した定着ローラは強プラスに、フッソ樹脂を表面
に使用した加圧ローラは強マイナスに帯電する。

ここで記録材上に転写された負帯電のトナーが各色積層
されて定着ローラが加圧ローラ間に侵入する時、その帯
電特性によりトナー像が乱れるという問題が発生する。

これはトナーが積層されている事により、表層のトナー
は電気的に不安定な状態となり、加熱定着される前に電
気的に定着ローラ側へ飛び、画像として飛びちった様な
画像又はにじんだ様な画像となり、転写された直後の状
態より乱れた状態となって定着されてしまう。

又、この静電気的な力が強いと定着後も定着ローラ上に
付着し、いわゆるオフセットした状態となってしまう。

〔問題点を解決する手段〕

上記問題点を解決する本発明は、表面がシリコンゴム系
で未定着トナー像と接触する定着用回転体と、表面がフ
ッ素樹脂系でこの定着用回転体と圧接する加圧用回転体
と、を有し、この回転体対で負帯電性の未定着トナー像
を支持する支持体を挟持搬送することにより未定着トナ
ー像の定着を行う定着装置において、上記定着用回転体
をクリーニングするクリーニング部材を有し、このクリ
ーニング部材は導電性を有し、この導電性のクリーニン
グ部材は接地されていることを特徴とするもの、及び、
トナー像を定着するための定着用回転体と、この定着用
回転体をクリーニングするウェブと、を有する定着装置
において、上記ウェブは少なくとも定着用回転体と接触
する側表面が導電性で構成され、このウェブが接地され
ていることを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例の定着装置の構成図である。

第１図に於てクリーニング装置３６以外は第３図とほぼ
同じであるので説明を省く。このクリーニング装置３６
は押圧ローラ３７により定着ローラ２１に接触されるク
リーニング部材である、繊維状のクリーニングウェブの
少なくともローラ当接面側にニッケルメッキを施したウ
ェブ３８により定着ローラ２１をクリーニングするもの
である。このニッケルメッキウェブ３８は従来の耐熱性
不織布ノーメックス（商品名）に無電解メッキ法により
ノーメックスより表面エネルギーの高い物質であるニッ
ケルをメッキしたもので、ウェブの繊維の表面はμ程度
の厚さでウェブｌｒｒ？あたり３ｇになる様にニッケル
がコートされている。

更に本ニッケルメッキウェブは金属製の巻き取りローラ
を接地することで電気的に接地されている。

このように構成されたニッケルメッキウェブ３８は送り
ローラ１１４により図中の矢印Ｃの方向に送られるとと
もに巻き取りローラ１１７に巻き取られるようになって
いる。

ここでニッケルメッキウェブの作り方について説明する
。

従来のノーメックス（商品名）より成る不織布繊維を溶
剤により脱脂し、更に化学エツチングを行う。この脱脂
、化学エツチングは従来公知の方法で行われ、繊維表面
を清掃し且つ粗す。

更に還元剤としての白金を塗布し、この後、かかる繊維
を無電解メッキ用のニッケルメッキ層温の中を一定スピ
ードで浸種通過させる事により、繊維上にニッケル金属
が無電解メッキされる。ニッケルの繊維上の付着量は、
上記工程中、全ての条件で作用されるものであるが、特
に無電解ニッケルメッキ浴の浴濃度とノーメックス繊維
の浴中の通過スピードに大きく依存する。

当然、浴濃度が高い程ノーメックス繊維１ｒｒｒあたり
のニッケル金属の付着量が多くなり、又、洛中の繊維の
通過スピードが速くなるほどニッケル金属の付着量は少
なくなる。

こうしてノーメックス繊維上にニッケルが無電解メッキ
された繊維は、この後、水洗いされ、乾燥され、クリー
ニングウェブとして完成される。

本発明実施例に於ては、この浴濃度と繊維の浴中通過ス
ピードを適度に調整する事により１ｄあたり３ｇのニッ
ケルが付着する様なされている。

次に、定着装置の作用について説明する。

未定着トナー像３１を担持した記録材３０は第１図中の
矢印ａの方向へ不図示の装置により搬送され、不図示の
駆動装置により同図中央印す方向に回転される定着ロー
ラ２１と加圧ローラ２５との間に通され、ハロゲンヒー
タ２８から定着ローラ２１及び加圧ローラ２５をそれぞ
れ介して供給される所定の温度に制御された熱により記
録材３０上に担持された未定着トナー像３１が記録材３
０上に定着される。この時、ニッケルメッキウェブによ
り定着ローラは定着ローラの表面を除電され、電気的に
帯電がほぼ０の状態となる。こうした定着ローラに負帯
電のトナーが定着の為に進入しても、静電気的な定着ロ
ーラへの力はなく、トナーは飛び散ったり乱れたりしな
い。更には、オフセットする等の現象が起りにくい。

又、更に、長期に定着ローラを使用して、表面の離型性
が低下し、トナーがわずかづつオフセットを始めても、
今度はニッケルメッキウェブがクリーニングの機能が働
き定着ローラの表面をクリーニングする。

ニッケルメッキウェブ３８は押圧ローラ３７により押圧
されながら巻き取りローラ３６に所定の速度（例えば、
記録材１００枚につき５　ｍ　ｍ　）で巻き取られてい
く。そして、ニッケルメッキウェブ３８は定着ローラ２
！の回転に伴って定着ローラ２１の表面に摺擦され、定
着ローラの表面のクリーニングが行われる。

この場合、ニッケルメッキウェブ３８は繊維状になって
いるため、金属ローラのような平滑で固いクリーニング
部材と違って定着ローラ２１との接触状態が良い。即ち
、第２図に示すように定着ローラ２１の表面の所々にオ
フセットされたトナー３１はウェブ３８の繊維１２２間
に吸着されるため、部分的にトナーの堆積が多くなるこ
とがなく、定着ローラ２１とニッケルメッキウェブ３８
との接触状態は良好となる。そして、ウェブ３８は繊維
状であるので、ローラからのトナーの拭き取りの効果が
高い。

（第５図） また、ニッケルメッキウェブ３８の定着ローラ２１に接
触する側に含有されたニッケルは、ニッケル等の金属が
表面エネルギーが高くトナーとの親和力が高いため、定
着ローラ２１上のトナーを良（吸着する。この結果、ク
リーニング装置３６による定着ローラ２１からトナーを
離脱するクリーニング能力は従来のウェブに比較して格
段に向上される。

従って、定着ローラ２１が表面の離型性が低下すること
により、トナーは定着ローラ２１の表面に強く固着する
ようになるが、このようなトナーもよく取り除ける様に
なる。

従って、本発明実施のニッケルメッキウェブ３８の巻き
取り速度は、従来、ノーメックス繊維のみのウェブの場
合、記録材１０枚につき７５ｍｍ巻いて、常にウェブの
新しい面でクリーニングする様に速くまいていたのに対
し、ニッケルメッキウェブ、送り速度をｌ／１５に遅く
している。この様にしても、前述の通り、トナーのクリ
ーニング能力が高い為、ニッケルメッキウェブは定着ロ
ーラのオフセットする迄の寿命を長（する事が出来る。

以上の様な構成により、ニッケルメッキウェブによる定
着ローラ表面の除電による効果により、負帯電のトナー
が定着ローラ側に引きよせられ、飛び散ったり乱れたす
せず、又、静電気的なローラ方向への力も少ない為にオ
フセットも起りにくい。

又、ニッケルウェブがクリーニング部材でもある為に、
定着ローラの耐久により、表面の離型性が劣化して、ト
ナーがオフセットを起しても、ニッケルメッキウェブの
り一リーニング効果によりローラ上にオフセットしたト
ナーをクリーニングし、長期間定着ローラを使用する事
が出来る。

本実施例により、従来、記録材上のトナー層厚の厚い時
、そのトナーが飛び散ったり乱れたりしていた現象は全
く起らず、又、従来、２万枚にてオフセットが発生して
しまっていたのに対し、ｌＯ万枚までオフセットによる
ローラ寿命を持続させる事が可能となった。

ここで従来、静電気力によるトナーのオフセットの対策
として、定着ローラの芯金を除電ブラシ等の方法で接地
したり、ローラの芯金を接地したりして定着ローラの表
面の状態を電気的に０にする方法が知られているが、本
発明に於ては、表面を直接除電する為その除電効果は大
きい。

又、実開昭５９−４８５５５にある様なウェブのローラ
に対して、反対側の面を金属により導電性にしてアース
に落とし、ローラ表面の除電を行うものに比べてもはる
かに除電効果が大きい。特開昭６２−２７３５９２にあ
る様なオイル塗布部材に導電性の繊維を一部混入してロ
ーラ表面を除電するものでは除電が非常に不安定である
のに対し、本発明は非常に安定した除電が行える。特に
本発明はクリーニング部材全面に金属を有し、かかるク
リーニング部材表面により直接ローラ表面の除電及びク
リーニングを行うもので、特に効果が大きい。

〔効果〕

以上本発明によれば、安定して高い除電効果を得ること
ができ、定着用回転体へのトナーのオフセットを非常に
減少させることができると共に、高いクリーニング効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の定着装置を示す断面図、第２
図は従来の画像形成装置を示す断面図、第３図は従来の
定着装置を示す断面図、第４図はカラートナーの軟化特
性を説明する図、第５図は本発明の実施例のクリーニン
グ効果を示す図である。 図において、 １７・・・定着装置 ２１・・・定着ローラ ２５・・・加圧ローラ ３６・・・クリーニング装置 ３８・・・ウエブ 畝イヒ、セ、 鷹

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面がシリコンゴム系で未定着トナー像と接触す
   る定着用回転体と、表面がフッ素樹脂系でこの定着用回
   転体と圧接する加圧用回転体と、を有し、この回転体対
   で負帯電性の未定着トナー像を支持する支持材を挟持搬
   送することにより未定着トナー像の定着を行う定着装置
   において、上記定着用回転体をクリーニングするクリー
   ニング部材を有し、このクリーニング部材は導電性を有
   し、この導電性のクリーニング部材は接地されているこ
   とを特徴とする定着装置。
2. （２）トナー像を定着するための定着用回転体と、この
   定着用回転体をクリーニングするウェブと、を有する定
   着装置において、 上記ウェブは少なくとも定着用回転体と接触する側表面
   が導電性で構成され、このウェブが接地されていること
   を特徴とする定着装置。
3. （３）上記ウェブは絶縁材に金属がメッキされているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の定着装置。