JPH01187582A

JPH01187582A - 定着装置

Info

Publication number: JPH01187582A
Application number: JP1206988A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Kusaka; 草加　健作; Hiromitsu Hirabayashi; 弘光平林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1989-07-26

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〕本発明は熱を加えることにより未定着トナー像を定着す
る定着装置に関する。特に詳しくは耐熱性シートを介し
て未定着トナー像に熱を加える定着装置に関する。

〔背景技術〕

従来、未定着画像を定着する定着装置としては所定の温
度に維持された加熱ローラと、弾性層を有して該加熱ロ
ーラに圧接する加圧ローラとによって、未定着のトナー
画像が形成された記録材を挟持搬送しつつ加熱するヒー
トローラ定着方式が多用されている。。

しかし、このヒートローラ定着方式では記録材から加熱
ローラにトナーが転移するオフセット現象が生じるとい
う問題がある。

このオフセット現象を防止するために、加熱ローラを最
適な温度に維持する必要があり、加熱ローラあるいは加
熱体の熱容量を大きくしなければならなかった。すなわ
ち、加熱ローラの熱容量が小さい場合には、発熱体によ
る供給熱量との関係により通紙あるいは他の外的要因で
加熱ローラ温度が低温側あるいは高温側に大きく変動し
易くなる。低温側に変動した場合には、トナーの軟化溶
融不足によフて、定着不良や低温オフセットを生じ、高
温側に変動した場合には、トナーが完全に溶融してしま
いトナーの凝集力が低下するために、高温オフセットを
生ずる。

かかる問題を回避するために、加熱ローラの熱容量を大
きくすると、加熱ローラを所定の温度まで昇温するため
の時間か長くなり、装置の使用の際に待機時間か大きく
なるという別の問題か生する。

こ・のようにヒートロール定着方式ではオフセットの防
止のためにローラ表面に潤滑油を塗布したり、また、オ
フセットしたトナーをクリーニングすることが一般的で
ある。

この熱定着におけるオフセットの問題を軽減乃至無くす
るものとして、米国特許明細舎弟３．５７８，７９７号
、特公昭５１−２９８２５号公報、更には出願人が先に
提案した特願昭６２−１４７８８４号では発熱体からシ
ートを介して未定着トナー像に熱を加えトナーが固化し
た後に、シートと記録材を離間させることが提案されて
いる。

（発明が解決する問題点〕この記録材と接するシートには引張り強度、耐熱性が要
求される。

しかし、この要求を満足させても若干トナーがシートに
オフセットすることかあった。

また、シートにゴミが付着し定着性が劣化することがあ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決する本発明は記録材上に形成された未
定着トナー像を、耐熱性シートを介して加熱溶融し、ト
ナー像が固化した後に耐熱性シートと記録材とを離間さ
せる定着装置において、上記耐熱性シートは複数の層か
らなり、少なくとも一層は耐熱層であり、トナー像と接
する層は離型層であることを特徴とするものである。

また、更なる本発明は記録材上に形成された未定着トナ
ー像を、耐熱性シートを介して加熱溶融し、トナー像が
固化した後に耐熱性シートと記録材とを離間させる定着
装置において、上記耐熱シートは複数の層からなり、少
なくとも一層は耐熱層であり、且つ、少なくとも片側表
面層は低抵抗層であることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例を適用した電子写真複写装置の
断面図である。

図において、１はガラス等の透明部材よりなる原稿載置
台で、矢印ａ方向に往復動じて原稿を走査する。原稿載
置台の直下には短焦点小径結像素子アレイ２が配されて
いて、原稿載置台１上に置かれた原稿像Ｇは照明ランプ
７によって照射され、その反射光像は上記アレイ２によ
って感光ドラム３上にスリット露光される。なおこの感
光ドラム３は矢印す方向に回転する。また４は帯電器で
あり、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体感光層
３ａ等を被覆された感光トラム３上に一様に帯電を行う
。この帯電器４により一様に帯電されたドラム３は、素
子アレイ２によって画像露光が行われた静電画像が形成
される。この静電潜像は、現像器５により加熱で軟化溶
融する樹脂等より成るトナーを用いて顕像化される。一
方、カセットＳ内に収納されている記録材Ｐは、給送ロ
ーラ６と感光ドラム３上の画像と同期するようタイミン
グをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ロー
ラ９によって、ドラム３上に送り込まれる。そして、転
写放電器８によって、感光ドラム３上に形成されている
トナー像は、記録材Ｐ上に転写される。その後、公知の
分離手段によってドラム３から分離された記録材Ｐは、
搬送ガイド１０によって定着装置２０に導かれ加熱定着
処理された後にトレイ１１上に排出される。なお、トナ
ー像を転写後、ドラム３上の残留トナーはクリーナ１２
によって除去される。

第２図は本発明実施例の上記定着装置２０の拡大図であ
る。同図において、２１は発熱体で、アルミナ等の耐熱
性でかつ電気絶縁性の基材またはそれを含む複合部材よ
り成る基材の下面に、幅１６０μｍ、長さ（紙面に直角
な方向の長さ）２１ａｍｍで例えば７ａ２Ｎ等より成る
線状もしくは帯状の発熱面２８を有し、さらにその表面
に摺動保護層として例えば、Ｔａ２０５が形成されてい
る。発熱体２１の下面は平滑であり、かつ前後端部は丸
味を帯びていて耐熱シート２３との摺動を可能にしてい
る。該耐熱シート２３は、矢印Ｃ方向へ記録材と同一速
度で送り出し可能にシート送り出し軸２４巻回されてい
る。上記耐熱シート２３は発熱体２１の表面に当接し、
曲率の大きな分離ローラ２６を介してシート巻取り軸２
７に巻き取られる。

次にこのシート２３について説明する。

前述した通りこのシート２３には強度、耐熱性が要求さ
れる。

この強度、耐熱性に優れた材質、例えばポリイミドを使
用した場合、ポリイミドのシートとトナーとの離型性が
悪く若干のオフセットが見られた。

そこで本発明で使用されるシート２３の実施例を以下説
明する。

〔実施例１〕第３図に示される通りシート２３は、複数の層２３１．
２３２で構成されている。

２３１は強度的にも優れた耐熱層でシート２３の基層で
あり、厚さ９μｍのポリイミドフィルムで構成され、こ
のポリイミドフィルムの上面が発熱体２１と接する。

このポリイミドからなる耐熱性基層の下層には厚さ３．
５μｍのＰＴＦＥ　（ポリテトラフルオロエチレン）か
らなる離型層２３２が設けらレテオリ、この離型層２３
２がトナーと接する。

このシート２３は以下のようにして製造される。

耐熱性基層２３１の表面に平均粒径的０．１μｍのＰＴ
ＦＥ粒子と、ＰＴＦＥ粒子の凝集を防止するための界面
活性剤を含む均一に塗付し、６０℃て１時間風乾させた
後、３５０℃で２０分間焼成した。

この焼成の際にＰＴＦＥから成る離型層が熱収縮し、シ
ート２３がカールする。このカールの影響を軽減するた
め基層２３１の厚さを離型層２３２の淳さより大とする
ことが好ましい。

このようにシート２３を単層構成とせずに、少なくとも
強度、耐熱性に優れた基層と、離型性に優れた離型層か
らなる複数層構成とすることで、シート２３は耐久性、
ｍ型性共に優れたものとなる。

離型層としては表面エネルギーの小さなものが使用でき
るが、特にＰＴＦＥ、ＰＦＡ　（パーフロロアルコキシ
）等のフッ素樹脂、シリコン樹脂が好ましい。

また、基層２３１はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥ
ＥＫ）、ポリエーテルサルホン（ＦＥＳ）。

ポリエーテルイミス（ＰＥＩ）等の高耐熱性樹脂やＮｉ
、ＳＵＳ、Ａｆｌ等の金属など、強度、耐熱性に優れた
ものが使用できる。

更に、離型層は静電塗装等により塗布して設けても良い
し、蒸着、ＣＶＤ等の成膜技術により設けても良い。

〔比較例１〕シート２３をポリイミドのみで形成した場合、ポリイミ
ドの表面エネルギーが大きいため、トナーが冷却した後
に記録材をシートから分離したとしても、微量のトナー
が定着フィルムにオフセットすることがあった。

〔比較例２〕シート２３をＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂のみで形
成した場合、シートが発熱体による加熱で熱収縮した。

また、加熱状態でシートが発熱体と摺動するため、シー
トの摩耗が大きく、耐久性が得られなかった。

〔実施例２〕シート２３を複数層で構成する場合、層と層の密着性が
悪いと、浮きやはがれが生じることがある。

そこで、第４図実施例では基層２３１と離型層２３２の
間にフッ素樹脂系の接着層２３３を設け・ている。

このように接着層を設けることにより基層と離型層との
密着性が向上し、シートの耐久性が更に向上する。

〔実施例３〕前述した様に、接着層を設けることで層同士の密着性を
高めることができるが、シート２３は熱応答性が良い方
が好ましく、熱容量をあまり大きくしたくない。これは
特願昭６２−１４７８８４に示される発熱体をパルス状
に通電発熱させる場合は特に必要なことである。

第５図実施例は接着層を設けることなく基層２３１と離
型層２３２との密着性を向上させている。

即ち、基層２３１の表面を粗面化し、この粗面に離型層
２３２をコーティングしている。

このように接着層を設けていないためシート２３の熱容
量を増大することがなく、発熱体をパルス状に通電発熱
させる場合、特に有効である。

〔実施例４〕離型層５２としては基層のポリイミドフィルム上にラミ
ネート加工したフッ素樹脂フィルムな設置１けることも可能である。その際ポリイミドフィルムとフ
ッ素樹脂フィルムの界面には、第５図に示すような接着
層２３３をもうければ良い。

フッ素樹脂フィルムは表面の平滑性に優れるためオフセ
ット防止効果を更に高めることができると共に、離型層
の強度も大きくなり、定着スピードの遅いものや、発熱
体の発熱量の大きなものには有効である。

〔実施例５〕第６図では基層２３１の発熱体側にすべり性の良い摺動
層２３４を設けている。

この構成によりシートと発熱体の摩擦抵抗が軽減でき、
シートの駆動力低減、シートの走行安定性が実現で参る
ため発熱体とシートが摺動する場合、特に有効である。

（実施例６）前述した様に、シートの熱容量を大きくせずに、シート
と発熱体との摩擦力を低減させる実施例を第７図に示す
。

即ち、シートの発熱体と摺動する面を粗面とし、シート
と発熱体の実際の接触面積を減らしている。

〔実施例７〕離型層２３２や摺動層２３４が更に硬度を必要とする場
合、この層に酸化チタン、チツ化チタン等の高硬度物質
を混入しても良い。

以上説明した実施例によれば、シート全体の強度耐熱性
は基層２３１によって確保され、かつ、トナーとの離型
性は離型層２３２で保障されるため、耐久性、高いオフ
セット防止効果が得られる。

また、強度、耐熱性に優れた基層としてポリイミド等の
高耐熱性樹脂を使用した場合、シートが帯電してしまい
定着時に未定着のトナー像が静電気力により乱されたり
、トナーとシートが静電気力により吸着し、前述した高
いオフセット防止効果を損ねることがあった。

このシートの帯電をも防止できる実施例を次に説明する
。

即ち、基層以外の表面層、特に少なくとも離型層２３２
を低抵抗化する。

〔実施例８　〕離型層２３２をカーボンブラックを分散したＰＴＦＥ層
とし、このＰＴＦＥ層の体積抵抗率を１０６Ωｃｍに低
抵抗化する。

この低抵抗化によりシートの帯電が防止されるため、静
電気力による未定着画像が乱されるのを防止できると共
に、シートがごみを吸着し、このごみによる離型性の低
下、加圧ローラ２２の損傷などを防止できる。

また、シート２３がエンドレスタイプでなく第２図実施
例に示される巻取りタイプでは、シートが重なることに
よりシートの低抵抗化されてない側の表面が低抵抗層と
接触することにより帯電電荷が消散する。即ち、シート
２３の一方の表面層を低抵抗化することにより、シート
のトナー側の表面の帯電防止効果はある程度得られる。

しかし、トナー側の表面層を低抵抗層とすることが好ま
しいことはもちろんである。

更に、第２図に示されるシートと発熱体が摺動層された
発熱体２１との間にゴミが介在して発熱体とシートを損
傷することがある。

本実施例によればこの問題をも解決できる。

更に、シートの両側表面の帯電防止を確実にするために
シートの両側の表面層を低抵抗層とすることが好ましい
。即ち、第６図実施例のようにシートの基層の発熱体側
に層を設け、この層を低抵抗層とすれば良い。

また、基層にカーボンブラック等の低抵抗充填材を混入
することも考えられるが、基層の耐熱性１強度が低下す
るため基層には混入しないことが好ましい。

更には、低抵抗層としては体積抵抗率を１０１１Ωｃｍ
以下とすることで帯電防止効果が十分達成された。特に
は１０９Ωｃｍ以下とすることで帯電防止効果は更に確
実であった。

また、低抵抗充填材としてカーボンブラックに限るもの
ではなく、チッ化チタン、チタン酸カリウム、銅、ベン
ガラ等が使用可能である。

〔比較例〕

シートの離型層２３２及び摺動層２３４をカーボンブラ
ック等の低抵抗物質を充填しない、体積抵抗率１０１５
Ωｃｍ以上のＰＴＦＥコーティング層で形成した。

このシートを用い定着動作を縁り返したところ以下の理
由によりシートが帯電し、シートにゴミが付着したり、
記録材上の未定着画像が乱れることがあった。

■シート２３が分離搬送ローラ２６により記録材と剥離
する際の剥離放電により帯電。

■軸２４に巻き取られたシートを引き出す際に、シート
２３同志の間で剥離放電。

■シート２３が、発熱体２１との摺動により摩擦帯電。

〔実施例９　〕低抵抗充填材をカーボンブラックから導電性（体積抵抗
率１０４Ωｃｍ）の単結晶繊維である酸化チタンウィス
カーを混入した。

この導電性ウィスカーの混入により帯電防止に加えてウ
ィスカーは硬度的に優れているため、更に摩耗が低減し
、シートの耐久性が更に向上した。

（実施例１０）実施例１において、第８図に示すように、シートを除電
する除電手段５０．５１　（例えばカーボンファイバー
製の除電ブラシ）を当接させた。

定着フィルムの帯電防止効果が、さらに向上するととも
に、低抵抗充填材の充填量を少なくしても高い帯電防止
効果が得られた。

この除電手段はシートの両側である必要はなく片側であ
っても良い。

またシート送り出し、巻き取り軸２４．２７を金属等の
導電体で形成することによっても除電効果は向上する。

（発明の効果）以上、説明した通り本発明によればシートの強度、耐久
性、離型性ともに優れ、長期にわたり良好な定着が得ら
れる。

更には、シートの帯電による悪影響をも防止できる。

【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適用した電子写真
装置の断面図、第２図は本発明の実施例の定着装置の断面図、第３図乃
至第７図は夫々本発明の実施例の定着装置に適用できる
耐熱シートの実施例の断面図、第８図は本発明の他の実
施例の断面図である。図において２１は発熱体、２２は加圧ローラ、２３は耐
熱性シート、２３１は耐熱性基層、２３２は離型層であ
る。（官己ヅ屹ロ乍１」り（発熱４奎→遺り）（１チーづげＵワＴ、イロリン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録材上に形成された未定着トナー像を、耐熱性
シートを介して加熱溶融し、トナー像が固化した後に耐
熱性シートと記録材と、を離間させる定着装置において
、上記耐熱性シートは複数の層からなり、少なくとも一層
は耐熱層であり、トナー像と接する層は離型層であるこ
とを特徴とする定着装置。
（２）上記離型層はフッ素樹脂層であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の定着装置。
（３）上記耐熱シートは耐熱層と離型層の２層構成であ
り、耐熱層の離型層側の面は粗面加工されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項に記載
の定着装置。
（４）記録材上に形成された未定着トナー像を、耐熱性
シートを介して加熱溶融し、トナー像が固化した後に耐
熱性シートと記録材と、を離間させる定着装置において
、上記耐熱シートは複数の層からなり、少なくとも一層は
耐熱層であり、且つ、少なくとも片側表面層は低抵抗層
であることを特徴とする定着装置。
（５）上記低抵抗層の体積抵抗率は１０＾１＾１Ωｃｍ
以下である特許請求の範囲第４項に記載の定着装置。
（６）上記低抵抗層はフッ素樹脂層に１０＾１＾０Ωｃ
ｍ以下の低抵抗体を混入したものである特許請求の範囲
第４項もしくは第５項に記載の定着装置。
（７）上記低抵抗層はトナーと接する層である特許請求
の範囲第４項乃至第６項記載の定着装置。
（８）上記定着装置は耐熱性シートと接する発熱体を有
し、上記低抵抗層は、発熱体と接する層である特許請求
の範囲第４項乃至第７項に記載の定着装置。