JPS5971073A - 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、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
被定着物のオフセ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
の記録材を挾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。これを解決するために実公昭
５７−４１７９３号公報１％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ご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、上記除電方法忙よる除電効果は、記録制のローラへ
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（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。

本発明は上記目的を達成するために被除電体である回転
体と記録材とが接触する位置の近傍に、該回転体と非接
触に配設された先端部を有する除電部材を備えることを
特徴とする定着装置である。

これによって除電部羽の除電性を向上すると共に従来か
らは得られない格別の除電効果が得られ、定着性も向上
できる。

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６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′
！Ｉを内蔵する加圧ローラで、加熱ローラ１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確保
することを一目的としている。加熱ローラ１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
、加熱ローラ１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１−るための分離爪である。

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
等の異物なローラ表面から除去するためツクリーニング
部材であり、ノーメックス、ヒフロン９等の耐熱不絨布
よりなるクリーニングウェブ６１火用いている。

、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６５により加熱ローラに当接
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により供給ローラ６２から微量づつその
当接位置を髪えるように移動し、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。

Ｇ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は加熱ローラ１側へ近
接している。従って普通紙Ｐは加熱ローラ１の表面に沿
ってローラ１，２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の排出側圧設けられている。この導電性針状部材７は
ローラ１，２の長手方向全体に設けられ、その先端部Ｃ
は圧接部の近傍であって普通紙Ｐが加熱ローラ１の表面
に沿って排出される部分に近接し一〇いる。さらに先端
部Ｃの位置を詳述すれば、案内部材ｑの先端部９とロー
ラ１．２の圧接部の圧接幅中央部を結んだ直線Ａ（又は
これによって形成される面）又は、この直線Ａと加熱ロ
ーラ１の表面とが形成する空間内であって上記圧接部近
傍に導電性針状部材７の先端部Ｃは位置している。又、
この除電器Ｂは前述した分離爪５，５１０間に位置して
いる。

さて、公知の手段によってトナー像ＴをＪｊｌ持した普
通紙Ｐは案内部材Ｇにより加熱ローラ１側へ案内され、
圧接部でトナー像が加熱溶融定着される。圧接部を通過
した後普通紙Ｐはトナー像の粘着性により加熱ローラ１
に密着して図の如く１送されるが、分離爪５が当接する
ローラ表面部分において、加熱ローラ１表面から分離さ
れ分離爪５の下案内面に沿って不図示の搬送ローラや排
出ローラへ送られる。このように普通紙上のトナー像と
接触して定着作用を施す回転体は加熱であれ加圧であれ
、トナーの粘着性により普通紙Ｐが巻付いた状態で圧接
部から排出されるのが通常である。

この現象は加熱定着装置では特に顕著であり又、トナー
と接触する回転体表面よりも弾性率の大きい加圧ローラ
を普通紙裏面から加圧する場合も顕著である。

本実施例では、加熱ローラ１のヒータ３　（２００Ｗ）
による表面温度は加圧ローラ２のヒータ′！１（９０Ｗ
）による表面温度よりも高く設定して定着性を向上する
ようにしである。これによっても普通紙Ｐは加熱ローラ
１表面側に沿うようなカールを形成しながら分離爪５に
至る。又、半径Ｒ１を有する剛体の加熱ローラ１に対し
て、圧接している半径Ｒ２（′：Ｒ１）を有する弾性体
の加圧ローラ２のニップ部排出側近傍の曲率が大きくな
っている（半径ｒ２　＜Ｒ１、Ｒ２）ことにより生ずる
舊通紙Ｐの曲率カールの方向と、普通紙Ｐ上のトナー像
Ｔによるトナー粘着カールの方向とが、共に普通紙Ｐが
加熱ローラ１に沿って進む方向に一致している。

従って上記実施例では数々の重なる要因により、普通紙
Ｐは圧接部通過後も加熱ローラ１表面に沿って確実に搬
送される。本例では安全のために分離爪５１を設けてい
るが、本来必ずしも必要としない。つまり除電器Ｂを圧
接部近傍に極力近づけることが可能である。

一搬忙、上記のように普通紙Ｐがニップ部を通過する際
は、普通紙Ｐ、加圧ローラ２．及び加熱ローラ１は摩擦
及び剥離帯電により帯電し、電荷を有するトナーのオフ
セット及び普通紙のローラへの巻付の大きな原因となる
。ところが本実施例では除電器Ｂを上述のように配設し
であるので、この原因を取り除きこれら３者の表面電位
のバランスを適度な状態忙保持できる。つまり、トナー
のオフセット現象を大幅に防止でき、従来より優れた除
電効果を長期にわたって奏することができる。

次に具体的な数値例を挙げて本発明の効果について詳述
する。第２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を示しており、夫々の
効果を以下の表にまとめて表示した。尚０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り、加圧ロー
ラ２に近接すると共に加熱ローラ１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ｆｌｔ、Ｃ２は位置Ｃ１の近傍であるが、位１１１ｃ
１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よりも加圧ローラ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。

又位置Ｃ４は前述した直線Ａ上に設け、加圧ローラ２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
ラ表面とが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
当接位置よりも加圧ローラ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Ｃ６は位置Ｃ５よりさらに下流域に位置し、位置Ｃ７
は位置Ｃ６よりさらに下流域に位置すると共にヒータ６
１を中心として圧接部と正反灼の位置である。

上記表の数値は、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Ｒ１，Ｒ２を共に６０ｍｍとし、
ローラ１，２を全圧６０に９で圧接させ日本工業規格Ａ
６サイズ紙を毎分２６枚（ロ°−ラ周速２７０　ｍｒｎ
７／ｓｅｃ　）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普通紙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（
ｖ）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表に附記しである。

尚、第１乃至第６図において、Ｄは加熱ローラ１、加圧
ローラ２との普通紙排出部側の共通外接線（面）で、上
記位置Ｃ１乃至位置Ｃ４はこの共通外接線（而）　Ｉ）
と加熱ローラ表面及び加圧ローラ表面とが作る空間内に
位置している。

上記表に基づいて効果を比較するが、導電性針状部材を
有する除電器Ｂを一切用いない場合はオフセットトナー
が０．６０＜１）もあり、加圧ローラ表面電位も＜５０
００（Ｖ）以上といった非常に大きなものである。この
時、多くの問題が生じることは言うまでもない。

さて本発明に従う位置Ｃ１乃至Ｃ４即ち圧接部近傍す に上記先端部Ｃを非接触状態で設けた時は、上８５−切
用いない場合に比較してオフセットトナー−は及び加圧
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
。無論ローラへの普通紙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Ｃ５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、加圧ローラ表面電位も減少できるが、オフセ
ットトナーが０．３チ以上で加圧ローラ表面電位も−２
０００（Ｖ＋より絶灯値で大きくＩＬつてい゛る。この
場合、オフセットトナーカ一時的に増大したりする程の
表面電位であるため、普通紙Ｐ上のトナー像Ｔが乱され
たり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ットト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５に位置Ｃ１乃至位置Ｃ４は位置Ｃ
５乃至位置Ｃ７に比較して１１５〜１／４　　Ｋ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かつローラ長
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ではこ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１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く除電できると思料される。これに
対し１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の有効な効果が説明できる
と共に、上記位置Ｃ１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Ｃ５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ｆりにより＋２００
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。このことにより
、従来多くの複写機において、機外コピー紙排出口罠設
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、加熱ローラ表面電
位はどの場合も−１００〜−１５０■次に本発明の他の
実施例を第３図乃至第７図で説明する。これらの実施例
の特徴は、導電性針状部材の先端部Ｃを圧接部の普通紙
Ｐ排出側近傍に設は且つ導電性針状部材を分離爪と一体
化した点にある。又、別の観点から除電部材を分離爪と
一体化することで除電部材を任意な場所に設置できると
いう技術も開示している。この技術においては除電部材
は接触型でも非接触型でも良い。

第６図は第１図で説明した実施例の除電器Ｂを端部外を
有する除電器Ｂの導電性針状部材７の上端部にこの部材
７を補助するための分離爪５ｃを一体化した実施例であ
る。この分離爪５ｏは導電性針状部材７の先端部０に電
界を集中させ、除電効果を高くするために耐熱性・絶縁
性の材料で構成されている。この材料としては、ポリイ
ミドシート、ポリアミド、ポリアミドイミド或いはテフ
ロン等があり、これをシート状のもの又は金属に上記の
耐熱性・絶縁性物質を表面コートしたものが好適である
。この目的をもたない場合は分離爪５Ｃは導電性のもの
としても除電効果は上記圧接部近傍であるから充分なも
のとして得られる。

ところで除電器Ｂ１と分離部材とを一体化した点に着目
して上記技術について得られるものは以下のようなこと
がある。従来一般的に加圧ローラ側の分離爪は普通紙Ｐ
の巻付きを防止するために設けられておシ、除電部材を
設ける場合、分離爪の存在によってその配設域を限定せ
ざるを得なかった。具体的には分離爪はある程度の強度
を必要とされ、ローラ周面部における空間を比較的大き
く使用していたため、除電部材を分離爪から離間して設
けなければならなかった。このことは除電部材が適切な
除電効果を奏するのに適した位置に設けることを困難に
していた。従って、除電部材は圧接部から大きく離間し
て配置されるので十分な除電効果が得られるものが少な
かった。また、シート状の分離爪を使用し、その直後に
導電性針状部材を配設しようとした場合には、そのシー
ト状分離爪の支持方法が難しく実現されていない。

本実施例においては、シート状分離爪と導電性針状部材
とを一体化することによシ容易に分離爪の支持が可能と
なり、且つ、分離爪先端と導電性針状部材７との距離を
著しく近接することが可能となる。依って、分離爪及び
部材７の先端部Ｃをニップ部に近接配置できるので、安
定した転写紙の分離と加圧ロー２２の有効な除電を実現
させることができる。

本実施例では、導電性針状部材７の支持部８の材料とし
て例えば、アルミニウム、銅等の金属板を用い、部材７
及び分離爪５ｏとを第４図の如く挾持する構成としてい
る。第４図では曲折可能な金属板５ｅの一方の面には長
手方向に数ケ所の打ち出し凸部５０′が設けてあシ、他
面のこの打ち出し凸部５０′の対抗位置には対応する穴
５０′が設けられている。また、分離爪５ｏにも金属板
５ｅ　Ｋ対応する位置に穴が設けてあシ、この穴に打ち
出し凸部５０′が嵌合するので、金属板５ｅに第４図で
は不図示の導電性針状部材７と共に接続された状態で完
全に固定することができる。

又、この支持部８を構成する金属板５ｅの表面部を電気
的絶縁材料でコーティングすることで前述したように先
端部Ｃに電界をより集中でき、除電効果をよシ一層向上
できる。尚、第５図は第６図の加圧ローラ２を上側から
みた上面図を示し２ｍは分離爪５０の先端と加圧ロー２
２との接触点を示している。

他の実施例として、分離爪上部に導電性針状部材を一体
的に設けたものを第６図に示す。分離爪形状は加圧ロー
２２に当接して普通紙Ｐを分離する鋭利な先端部８＆と
、分離した紙Ｐをガイドするための斜面８ｂとを有して
いる。その分離爪８上に載置されその先端部が斜面８ｂ
の最上部よりも下部になるような位置に導電性針状部材
７が配設されている。紙Ｐが加圧ｐ−２２に′巻付くよ
うに定着ロー２対よシ排出された場合、紙Ｐは分離爪５
ｏの先端部８ａにより分離され、斜面８ｂにょシガイド
されて搬送される。導電性針状部材先端部Ｏはガイド８
ｂの最上部よシも下部に配設されているので、紙Ｐが導
電性針状部材７に当接してジャムすることはない。この
ような構成とするこ　゛とにより導電性針状部材７の先
端部Ｃは分離爪５０の先端部８ａよシも上部に位置する
ことが可能となるため、先端部８ａを定着四−２対のニ
ップ郡部の終端近傍に配設することが可能となる。

又、この分離爪５ｃやこれを一体的に構成する支持部８
のいずれが少なくとも一方を絶縁性にすれは除電効果は
向上されるが、上記のようにたとえ分離爪５ｏの部分で
導電性針状部材７の先端部Ｃがかくれようとも、分離爪
５ｃの両側にある針状部材によυ分離爪５ｏの当接位置
の部分も確実に除電され加圧ローラ２の軸方向に関して
均一な除電な行うことができる。尚、第７図は第６図の
加圧ローラ２をその上側からみた上面図を示している。

いずれにしても分離爪と除電部材とを一体化することで
、除電部材を任意で且つ適切な場所に位置させることが
でき、除電性も安定化できるので特に好ましいものであ
る。

次に第８図を説明しながら本発明の実施例の補足を行う
。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は第１．
第２回転体の「圧接部の近傍」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８図をみた場合で以下説明する
）Ｄと第１゜第２回転体の夫々の周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
線この定翰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通入により変化する。つまり
圧接部の記録材排出方向の終端Ｆが数ミリ程度広がシ、
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
の離間時の剥要 離帯電は特にオフセット発生の鳳因となっている。

従って特にこの剥離帯電圧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ｉ１ｒ工（一本例では５
　ｍｍ乃至２薗）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Ｄλ、馬を夫々引き、共通外接線りと接線Ｄ工、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
は剥離帯電を起こす部分（終端Ｆの近傍）を除電部材の
先端部Ｃ環外接線りと接１！Ｊ　Ｄｓ、　Ｄｉとの夫々
の交点で、点工は第２０−２２′の接線Ｄ１の接点、点
工ｌは第１０−２１′の接線り、の接点である。この範
囲にすることて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０虐
を結ぶ半径を基準として回転方向に関し角度θ（−６０
°）以内の円周角内にあれば良いことが判明した。角度
θ（−６０°）の境界線Ｍが共通外接、がＤと交わる点
Ｓと接線Ｄ１と交わる点Ｎと第２回転体の外周と交わる
点りとを定めた時、これよシ囲まれる領域或いはこれに
ＩＮ、　ＮＬ、　ＬＩの領域を含むものを意味する。

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シ、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ものである。

りまシ、長期に亘ってオフセットの非常に少ない、且つ
、また、コピー憩紙の巻付き等についても非常に良好な
定着装置を得ることが可能となった。

また、実施例ではすべてネガトナーを用いたが、ポジト
ナーを用いる場合にも有効である。

本発明は加熱定着装置に特に有効であるが、圧力定着装
置にも有効であシ、トナー像といった被定着物の処理に
特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は本発明の
詳細な説明するための説明図、第５図は本発明の他の一
実施例の説明図、第４図は本発明に係わる除電器の説明
図、第５図は第６図の加圧−−２２の上面図、第６図は
本発明の別の実施例の説明図、第７図は第６図の加圧ロ
ーラ２の上面図、第８図は本発明に係わる位置範囲を説
明するための説明図である。 １は加熱ロー２．２は加圧ロー２％５１５＋は分離爪、
７は導電性針状部材、８は支持部、Ｂは除電器、Ｃは先
端部、Ｄは共通外接線、Ｇは案内部材、Ｆは（圧接部の
）終端、θは角度。 出願人　キャノン株式余社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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挟持搬送するこ
   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回転体の圧接部の上記記録材排出側近傍
   であって該第１．第２回転体のいずれかの表面に近接配
   置された先端部を有する除電部材を有することを特徴と
   する定着装置。