JPH0157791B2

JPH0157791B2 -

Info

Publication number: JPH0157791B2
Application number: JP56083668A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Kurotori; Manabu Mochizuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-05-30
Filing date: 1981-05-30
Publication date: 1989-12-07
Also published as: DE3220493C2; DE3220493A1; JPS57198481A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子写真複写機の定着装置に関す
る。電子写真複写機は、現像方式の違いにより、大
別して湿式電子写真複写機と乾式電子写真複写機
の２種に分けることができるが、各々の方式にお
いて、定着に関し、従来、次の如き欠点がある。 (1) 湿式電子写真複写機における欠点湿式現像された像の定着に際しては、被定着
物としての、例えば転写紙上において、現像剤
である溶剤（例えばアイソパー：商品名）が蒸
発すると定着は事実上終了し、トナー中に含ま
れている樹脂が転写紙にカーボンと一緒に付着
して定着される。従つて、溶剤の蒸発、乾燥を
いかに速く処理するかが技術的ポイントとな
る。そこで今迄、様々な検討がなされ、その結
果、定着装置として第１図、第２図に示す様な
構造のものが製品化されている。しかし、図の例で、定着用熱板１の温度の立
上り、コピースピード、溶剤の付着量等々か
ら、熱板温度は190℃±10℃に制御され、ヒー
ターＨは700Wと、複写機全体の消費電力の1/2
に相当する電力が定着に費されているのが現状
であり、更に、それでも定着が完全に行なえず
に未定着でトレイ上に排紙され、排紙ローラの
ローレツトの跡や、未定着の為、排紙等２枚目
以降、転写紙の裏汚れ等の問題が発生してい
る。そこで、それらを防止する為に、熱板１上に
定着ローラ２を設置したが、これを仮に熱板１
に接触させて、その間に転写紙Ｓを通過させる
と、定着ローラ２を介してオフセツト現像が発
生してしまう。この為、図示の如く、定着ロー
ラ２は、転写紙Ｓと非接触にせざるを得ない。しかし、非接触にしても、転写紙Ｓがカール
してたり、或いは、搬送時の僅かなタイミング
のずれ等の変動要因により、定着ローラ２に画
像の一部が擦れて異常画像が発生することがあ
る。そこで、定着ローラ２にローレツト加工を
施し、画像との擦れを最小限にする工夫がなさ
れている。ところが、ローレツト加工を施して
も、第３図に示す如く、巨視的にみるとその表
面は凸部の平担面で350〜400μmもあり、付着
したトナーＴが画像にオフセツトする等、完全
とはいえない。更に定着効率の面からすれば、熱板１に対し
て転写紙Ｓが完全に密着する事が望ましいので
あるが、上記の理由から、定着ローラ２は非接
触でしかも転写紙Ｓが搬送時、熱板１に一時的
に接触したり、浮いて搬送される為、熱伝導効
率が悪く、溶剤の蒸発効率が低下してしまい、
黒べた部の多い原稿、特に先端において黒べた
部の多い原稿や、溶剤の浸み込み難い転写紙
（いわゆる第２原図）或いはオーバーヘツドプ
ロジエクター用の透明フイルムによる転写紙等
では特に未定着になるケースが多発している。そこで、今迄、上述欠点の防止策は様々に試
られ、例えばトナーが付着し難い材質（テフロ
ンやシリコンゴム等）で定着ローラを製作した
例もあるがいずれもオフセツト現像を解決でき
ず、完全な定着手段がないのが現状である。 (2) 乾式電子写真複写機における欠点乾式現像された像の定着方式としては、熱ロ
ーラ、熱板、フラツシユ、オーブン、赤外線ヒ
ーター等種々の手段を用いたものがあり、それ
ぞれに長所と欠点を有しながら主流は熱ローラ
方式が採られている。該方式による定着装置の
概要は第４図に示す通りである。この方式の最大の欠点は、やはりオフセツト
であり、この現像を回避すべく、シリコンオイ
ル３を離型剤として定着ローラ２に塗布し、そ
の離型効果でオフセツト現像を防止している。しかし、上記の如くシリコンオイル３を塗布
することにより、例えば転写紙Ｓにもシリコン
オイル３が均一に塗布されてしまい、複写後に
加筆する際、水性インクやボールペン等による
書き込みが困難となる欠点があつた。又、機械面では、シリコンオイルの特性によ
るクリープ現像の為、機内全体がシリコンオイ
ルでベトベトになり、そこへ飛散したトナーや
キヤリヤー粉体が付着し、機内を著しく汚し
た。更に、シリコンオイルにより定着ローラ２′
によるオフセツト現像は防止できても、特に先
端黒べたの多い原稿では、トナーが定着時、溶
融して、接着効果を有する為に、離型性の悪い
ローラの場合、転写紙が巻き付く、又、定着ロ
ーラ間を通過する際、摩擦により帯電し、巻き
付きが発生してしまう。これを防止する手段として、分離爪４を設け
ているが、この爪機構の為に機械が複雑とな
り、スペースをとることから小型化への障害と
なつたり、分離爪４部に溜まつたトナーによる
異常画像の発生等があつた。本発明は、湿式、乾式の各電子写真複写機にお
ける上述の諸欠点を解消することのできる、電子
写真複写機の定着装置を提供することを目的とす
る。以下、本発明を詳細に説明する。本発明に係る定着装置は、被定着物上の未定着トナー像に接触する面が、
粒径10〜500μ相当の粒を密集状に配列した如き
微小凹凸形状をなす定着用回転体と、被定着物を定着用回転体と一定の関係位置に保
持させつつ、且つ、両者間に滑りを生じさせない
様にして被定着物を排出方向に搬送補助する補助
送り手段と、上記未定着トナー像を加熱するための熱源等を
有することを特徴とする。本発明は、次のような事実を基本にしている。転写紙（フイルム等表面が平滑なものは除く）
は、かなり平滑度が高いものでも必ず繊維の凹凸
があり、トナーはその凸部の先端に付着し、この
凹凸のギヤツプ（段差）が大きければ大きい程、
トナーの付着量は少なくなり、感光体から転写紙
へのトナーの転写効率は低下する。更に、実験で
確認したところによれば、凹凸のギヤツプが平均
10〜50μm以上であると極端に少なくなる。又、
転写紙の種類により、黒べたの均一性の良好なも
のと不良なものとがあり、各々の表面を顕微鏡や
表面粗さ計等で観察、測定してにると、黒べた均
一性の不良なもの程、転写紙の表面の凹凸が大き
い事が伴つた。すなわち、転写紙の凹凸が大きい
と転写率が低下し、少ないと転写率は良い。以上の事から、上記の表面の凹凸が大きい転写
紙を、前記の定着ローラにおき代えて、例えば凹
凸が10μm以上で、耐熱性のある材料、且つ更に
好ましいのは低表面エネルギー材料で定着ローラ
を構成すれば、前記の従来技術における欠点を解
消し得るとの着想を得、これを実施したところ所
期の成果を得ることができたのである。以下、実施例を記す。実施例１（第５図乃至第７図参照）。湿式電子写真複写機の定着装置に適する実施例
である。第５図において、符号５は定着用回転体として
の定着ローラを示し、表面部は拡大すると第６図
に示される如き構成になつている。第６図を参照するに、表面部は、ガラスビーズ
層５０_B、結着層５０_K、支持体層５０_Sの３層構
造となつている。具体的には、ガラスビーズ層５０_Bは粒径10〜
500μm程度の大きさのガラスビーズ５０_Gから成
る。形状は必ずしも球状である事を要しないが露
出面積（凸部）を最小にすることを考えると球状
が好ましい。又、図では１層に均一に並んでいる
ように示されているが、実際にはある分布を有し
２〜３層になり易い。しかし、熱を使用した定着
ローラの熱伝導の点から考えると理想的には１層
で構成するのが良い。材料料としてはガラスの
他、熱的に安定（例えば300℃で溶融しない程度）
で低表面エネルギーを有する材料から選定するの
が良い。弗素系の樹脂で被覆された球を用いても
良い。次に、結着層５０_Kは、円筒状に構成された支
持体層５０_Sとガラスビーズ５０_Gとを結着する機
能を果している。従つて、例えば、支持体層５０
_Ｓに直接、ガラスビーズ５０_Gを埋め込んだ場合に
は不要である。この結着層５０_Kを構成する材料に求められる
特性としては、200℃以上で変化を生じない等の
熱的安定性、耐衝撃性、耐溶剤性（化学的安定
性）等である。具体的にはフエノール樹脂溶液
（エタノール中に２％固形分を加えたもの）を用
いた。キユア温度は150℃、３時間を要した。な
お、材料としては上記の他、エポキシ樹脂、変性
シリコン樹脂、その他200℃以上の耐熱性を有し
且つ化学的安定性のある樹脂は全て使用できる。次に、支持体層５０_Sを構成する材料としては、
一般には、熱電導性の良い、金属が適切である。
装置の構成により、比熱に大小等目的に応じて決
定するが、実験ではコスト面からAlを使用した。次に、定着ローラ５の製法であるが、先ず、支
持体層５０_SとしてのAlの筒を用意し、これに上
記のフエノール樹脂溶液をデツピング法により塗
布し、次いで上記のガラスビーズ５０_Gを振りか
け、予備乾燥の後、150℃で３時間キユアリング
を施してから自然放冷して製作した。なお、上記において、デツピング法の他、スプ
レーガンを使用しても良いし、溶剤も、エタノー
ル以外に、もつと揮発性の高いものを使用しても
良い。又、同じく上記において、ガラスビーズ５
０_Gは帯電特性があるので、これを利用して電着
法を用いることもできる。さて、第５図に戻つて、定着ローラ５の下半部
はローラの曲率に合わせて湾曲した熱板６で囲ま
れている。これは、熱伝導効率を高めるため、で
きるだけ定着ローラ５を覆うようにした為であ
る。熱板６の内部には、未定着トナー像を加熱す
るためのヒーターＨが設けられている。この熱板６と定着ローラ５の外周部とのギヤツ
プは0.05〜0.2mm程度に設定されており、両者間
の接触はない。定着時において、転写紙Ｓは熱板６と定着ロー
ラ５との間を通過するが、その際、転写紙Ｓと定
着ローラ５との間に滑りが生じてはならず、逆
に、転写紙Ｓと熱６との間には滑りが生じなけれ
ばならない。このようなことから、熱板６は熱を
供給すると同時に、被定着物たる転写紙Ｓを矢印
で示される排出方向へ搬送する補助送り手段とし
ての機能も備えている。第１図、第２図に示される従来技術による定着
性能と、第５図に示される実施例による定着性能
を比較したところ、次の（表―１）結果を得た。
なお、従来技術における、熱板１と定着ローラ２
とのギヤツプは1.5±0.2mm、ヒーターは700Wに
設定してある。

【表】〓◎……定着性極めて良好〓

Claims

【特許請求の範囲】１被定着物上の未定着トナー像に接触する面
が、粒径10〜500μ相当の粒を密集状に配列した
如き微小凹凸形状をなす定着用回転体と、被定着物を定着用回転体と一定の関係位置に保
持させつつ、且つ、両者間に滑りを生じさせない
様にして被定着物を排出方向に搬送補助する補助
送り手段と、上記未定着トナー像を加熱するための熱源等を
有することを特徴とする、電子写真複写機の定着
装置。