JPS59157674A - 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】 本発萌は、電子写真装置、静電記録装置等の記録装置に
峻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記録材に定着するために加熱処理
、加圧処理又は加熱加圧処理するための回転体に生ずる
被定着物のオフ七′ットを□極めて良好に防止する定着
装置に関するものである。

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、定着ローラ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、普通紙とローラ、ローラ対等といっ
た接触による摩擦帯電が生じ、普通紙がローラ表面に巻
付くという問題があった。

これを解決するだめに実公昭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′触させるものやとの
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、いずれの場合も、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、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が得られにくくなシ、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
てしまっていた。

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。

本発萌は、上記目的を達成するために被除電体である回
転体表面に、除電部材の導電性斜状部有効面積を効率的
に作用できる位置に配設することによシ、除電部材の除
電性を向上するものである。

以下、本発明の実施例を詳述する。

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２１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１２の外周面に四弗化エチレン樹
脂等の耐熱離型性樹脂層１１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。このローラ２は加熱ローラ
１に公知の加圧手段によって少なくとも定着時に圧接し
、金属製ローラ芯２２の外周面にシリコンゴム、フッソ
ゴム、フロロシリコンゴム等の弾性体層２１を比較的厚
く設けたものである。この構成は、加熱ローラとの圧接
領域をｉ保することを一目的としている。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。５゜５１は定着後のコピー
紙を夫々の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、ノーメックス、ヒメロン、等の耐熱不織布
よりなるり１ノ−ニングウエプ６１を用いている。

上記クリーニングウェブ６１はシリコンゴム、フッソゴ
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６３ニよシ加熱ローラに当接し
ている。又、このウェブ６１は、駆動を与えられる巻取
りローラ６５によシ供給ローラ６２から微量ずつその当
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１表面に当接するＯＧは普
通紙Ｐを加熱ローラ１と加圧ローラ２との圧接部へ導く
案内部材で、その先端部９は加熱ロー２１側へ近接して
いる。従って、普通紙Ｐは加熱ロー２１の表面に沿って
ロー２１．２の圧接部へ導かれる。

Ｂはローラ表面と非接触型の除電器で、接地された支持
部８と導電性針状部材７とを有し、上記圧接部の普通紙
Ｐの排出側に設けられている。この除電器の除電能力を
有効に活用するためには、 １、　ロー２表面の帯電の発生源であるローラ対の圧接
部に可能な限シ近い位置に配設する。

２、除電器の導電性針状部材の全ての先端部の可能力限
りローラ表面に近接すること７５！望ましい。

３、導電性針状部材の先端部にのみ電界７５；集中する
構成が望ましい。

を実現する必要がある。

そのため、本実施例では上記項目１を満足し、かつ、紙
の搬送通路の妨げとならずに項目２を満足するだめ、第
２図に示す様に導電性針状部材先端の配列をローラ表面
、と略平行な形にカットシ、全ての針状部材先端部がロ
ーラ表面に近接する構成となっている。

これによって、われわれの実験結果では、導電性針状部
材先端部Ｃの位置がθ＝４０°、ロー２表面と先端部Ｃ
の距離がはは一定のｄ＝１．５■の時、先端部のそろっ
ているもの（第１図）では、オフセットトナーが定着前
の転写紙上の全トナー量の０．３％、加圧ローラ表面電
位が−２５００Ｖであったものが、本実施例の形状のも
の（第２図）では、オフセットトナー０．２１％、加圧
ローラ表面電位が一１９００Ｖと半減している。さらに
、上記項目３を実施するため、線径５μのカーボン繊維
の側面に７μ厚のエポキシ樹脂を被覆した針状部材を除
電器として用い、先端部に電界集中を起こしたものでは
、さらに、オフセットトナー０．１５％、　　加圧ロー
ラ表面電位が−１４５０Ｖにまで減少させることができ
た。

上記数値は、第１図に説明したローラ構成を用い、各ロ
ーラ１．２の外径Ｒ，、Ｒ，を共に６０畷とし、ロー２
１．２を全圧６０Ｋｇで圧接させ日本工業規格Ａ３サイ
ズ紙を毎分２３枚（ローラ周速２７０　ｙｍ／ｓｅｅ　
）のスピードで定着を行った。

又、トナーとしてはマイナス帯電のトナー（ネガトナー
）を用い、オフセットトナー量は黄通紙Ｐ上の未定着状
態のトナー量に対する重量比率（＠で示し、加圧ローラ
表面電位Ｍはネガトナーに影響を直接与えるものである
ため、重要な比較要素となるために附記しである。

上述した例は、はぼ除電器Ｂの除電先端がロー２表面と
近似的に略平行状態になっている本発明の実施例である
が、本発明には除電部が幅広の場合、除電先端がロー２
表面と同心円を描くように等距離で設けられた実施例も
含むものである。本発明は圧力定着にも有効である。

次に本発明をさらに効果的に実施するため、除電器８の
配置について第３．４図を用いながら説明する。

除電器８の先端は、ローラ対の圧接部近傍に設けること
が好ましい。

次に具体的な数値例を挙げて配置の効果について詳述す
る。第３図には上記除電器Ｂの導電性針状部材７の先端
部Ｃの位置を従来の第１図に示した構成の定着装置につ
いて種々変えた際の位置Ｃ１乃至Ｃ７を示しておシ、夫
々の効果を以下の表にまとめて表示した０尚、θは圧接
部の非定着時の終端Ｆと加圧ローラの中心を結ぶ直線を
基準として加圧ローラの回転方向に向った正の角度を示
し、ｄは加圧ローラ表面からの距離を示す。

上記位置Ｃ１はほぼ圧接部の延長方向にあシ、加圧ロー
ラ２に近接すると共に加熱ロー２１の表面に普通紙Ｐ通
過域を介して近、接する位置である。位置Ｃ２は位置Ｃ
１の近傍であるが、位置Ｃ１よりも加熱ローラ１表面か
られずかに大きく離間しているが、加圧ローラ２との距
離は位置Ｃ１と同じである。位置Ｃ３は位置Ｃ２よシも
加圧ローラ２、加熱ローラ１夫々かられずかに大きく離
間した位置である。又、位ｆｉ＃、Ｃ４は前述した直線
Ａ上に設け、加圧ロー２２の表面に対し位置Ｃ１、Ｃ２
と同等の距離を介して近接している。これらの位置Ｃ１
乃至Ｃ４は直線Ａと加熱ロー２表面と力！作る空間内に
位置する。

又、位置Ｃ５は、前述した分離爪５１（本図では省略）
の当接位置よシも加圧ローラ２の回転方向に関して下流
域に位置し、接触型の除電器（実公昭５７−４１７９３
号公報に開示されている）を通常設ける位置である。位
置ＣＧは位置Ｃ！１よシさらに下流域に位置し、位置Ｃ
７は位置Ｃ６よりさらに下流域に位置すると共にヒータ
３１を中心として圧接部と正反対の位置である。

上記位置Ｃ１乃至Ｃ４即ち圧接部近傍に上記先端部Ｃを
非接ｉ状態で設けた時は、上記を一切用いない場合に比
較してオフセットトナー量及び加圧ローラ表面電位を約
４分の１以下に減じることができた。熱論、・四−ラへ
の普通紙Ｐの巻付きは見られなかった。

これに対し、圧接部近傍外に位置する位置Ｃ６乃至位置
Ｃ７に設けた場合は、確かにオフセットトナーもわずか
減少でき、加圧ロー２表面電位も減少できるが、オフセ
ットトナーが０．３チ以上で加圧ロー２表面電位も−２
０００（Ｖ）よシ絶対値で大きくなっている。この場合
、オフセットトナーが一時的に増大したシする程の表面
電位であるため、普通紙Ｐ上のトナー像Ｔが乱されたシ
することがしばしば見られ、信頼性に欠けていた。また
、この場合のオフセラ））ナーは通常の簡単なりリーニ
ング手段では除去しきれず、普通紙面上に再オフセット
してしまうことも多く見られた。

表からも明らかなように位置ｃｌ乃至位置ｃ４は位置Ｃ
５乃至位置Ｃ７に比較して１１５〜１／４にオフセット
トナーを減少でき、加圧ローラ表面電位も約１／２以下
に低減することができた。さらにこれらを比較してみる
と、ローラ１．２の帯電や普通紙Ｐとの摩擦はすべてロ
ーラ１．２の圧接部において発生するが、発生した帯電
荷がロー２表面において表面電位を形成するまではその
表面に対し・て比較的不安定がっローラ長手方向に関し
て不均一な状態にあると推定できる。

上記位置Ｃ１乃至位置Ｃ４では仁の不安定かつ不均一な
状態下にある摩擦帯電荷や剥離帯電荷の除電を行うこと
ができるために、表面電位を確固たるものに形成する前
でこれらの電荷を効率よ〈除電できると思料される。こ
れに対し、位置Ｃ５乃至位置Ｃ７では表面電位が比較的
安定したものとなってしまうために除電効率が低下し、
結局表面電位が負の方向に増加するのを許してしまうも
のと考えられる。

このような観点からも本発明に上記配置による有効な効
果が加えることができると共に、上記本発明の第２図実
施例にこの配置を加えればより効果が向上される。即ち
、上記位置ｃｌ乃至位置Ｃ４でも特に位置ＣＩ、Ｃ２で
は特に除電効果が高いという理由が理解される。

さらに、排出後の普通紙Ｐの電位は位置Ｃ６乃至Ｃ７で
＋１０００　Ｖ以上であったものが、導電性針状部材の
先端部Ｃの位置Ｃ１乃至ｃ４の如き設置によｐ＋２０９
Ｖ以下に減少させることが出来、電撃やコピー紙調合等
の面においても良好な効果が得られた。このと七によシ
、従来多くの複写機において、機外コピー紙排出口に設
置されていたコピー紙除、電部材は不要とすることが出
来る。

また、特に進入ガイドＧを設けない場合、コピー紙搬送
部の終端を進入ガイドの先端と仮定して、コピー紙の進
入線を考えることも可能である。尚、加熱ローラー面電
位は、どの場合も−１００〜−１５０Ｖ程度であった。

次に第４図を説明しながら本発明の実施例の補足を行う
ｇ具体的には本発明における用語の説明を行うものであ
る。

本発明でいう除電部材の先端部の位置する領域の好まし
い位置は第１、第２回転体の［圧接部の近傍−ｊなる言
葉で説明しである。この圧接部近傍とは、記録材の排出
側であって上記第１、第２回転体１．２の共通外接線（
実際は共通外接面であるが断面図として第４図をみた場
合で以下説明する）Ｄと第１、°第２回転体の夫々の局
面とが形成する空間、即ち、通常（非定着時）の圧接部
の終端Ｆと共通外接線りと第１、第２回転体１′、２′
の接点Ｉｔ　１．　Ｌとが作る境界Ｉｔ　Ｉｓ、ＬＦｌ
ＦＩ、で囲まれた範囲を意味する。この定義に従う圧接
部近傍であって回転体表面に近接する先端又は先端部を
有する除電部材を設ければ上述した効果が得られ好適で
良い。

さらに、この圧接部近傍内においては、圧接部自体が定
着時記録材の回転体間への進入により変化する。らまり
圧接部の記録材排出方向の終端Ｆが数ミリ程度広がり、
記録材通過後はもとの状態にもどる。又、回転体や記録
材の摩擦帯電は圧接部において生じ、第１、第２回転体
の離間時の剥離帯電は特にオフセット発生の要因となっ
ている。従って、特にこの剥離帯電による影響を防止で
きる範囲として剥離領域内に上記除電部材を設ければ良
い。この剥離領域なる言葉は、終端Ｆの変位量が数ミリ
程度とみなし、通常の圧接部終端Ｆから距離ｒ１（２本
例では３ｍ乃至２ｍ）の第１回転体１′周面部Ｈ１第２
回転体２′周面部Ｈ１の夫々を通って、相対する回転体
の接線り、　、　Ｄ、を夫々引き、共通外接線りと接線
り３、Ｄ、によって囲まれた空間領域を意味する。つま
シ剥離領域は剥離帯電を起ζす部分（終端Ｆの近傍）を
除電部材の先端部Ｃが臨め通性接線りと接線Ｄｔ１ＤＩ
との夫々の交点で、点工は第２０−２２′の接線Ｄ１の
接点、点工、は第１０−ラ１′の接線庚の接点である。

この範囲にすることで一層効率よい除電ができる。

又、さらにこの剥離領域内又は圧接部近傍内においては
上述した先端部Ｃの位置Ｃ１乃至位置Ｃ４を満たし、特
に除電効果が高くオフセットトナーの発生率もさらに一
ランク減少できる範囲がある。これは通常の圧接部終端
Ｆと第２回転体２′の中心Ｏ７を結ぶ半径を基準として
回転方向に関し角度θ（＝３０°）以内の円周角内にあ
れば良いことが判明した。角度θ（＝３０°）の境界線
Ｍが共通外接線りと交わる点Ｓと接線Ｄ＋と交わる点Ｎ
と第２回転体の外周と交わる点りとを味する。

又、この範囲又は領域内でも除電部材は、第１、第２回
転体のうち帯電し易い方に・設けることが好ましく、上
記説明では第２回転体が帯電し易いものとして説明して
いる。

いずれにしても、本発明は、従来の接触型除電部材から
得られない長期で安定した除電作用により、オフセット
の発生を防止でき、従来の非接触型除電部材から得られ
ない優れた除電効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の除電装置の説明図、第２図は本発明の詳
細な説明図、第３図は本発明の他の実施例に加えられる
配置限定による効果の説明図、第４図は本発明の他の実
施例に関する第２図構成の除電器８の先端の配置説明図
である。 １は加熱ローラ、２は加圧ローラ、８は除電器０ 出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１回転体と該第１回転体に圧接する第２回転体とを有
   し、該第１・、第２回転体間で記録材を挾持搬送するこ
   とによって、被定着物を該記録材に定着する定着装置に
   おいて、上記第１、第２の回転体の少なくともどちらか
   の表面に近接配置された除電部材であって、該除電部材
   の先端針状部形状が上記回転体表面に対して略千行にな
   るようにしたことを特徴とする定着装置。