JPH0327073A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は，転写材上に担持した未定着のトナー画像を定
着する定着装置に関する。

［従来の技術］ 従来の定着装置は、内部にハロゲンヒータ等の発熱体を
備えた中空円筒状の定着ローラと、該定着ローラに加圧
接触する加圧ローラとで構成されている。このような定
着装置は、定着ローラ内の発熱体に電圧を印加すること
で発熱させ、該発熱体から中空円筒内の空気中を放射し
定着ローラ表面に伝導した熱を、前記定着ローラと上記
加圧ローラとに挟まれた転写材に伝え、該転写材上に形
或された未定着１〜ナー画像を溶融固化することで転写
材上に定着する。上記発熱体の発熱量の制限は、サーミ
スタ等の温度検知手段を定着ローラ表面に接触させて温
度を検知し、その信号にしたかって温度制御回路により
行なっている。

しかしながら上記従来例では、発熱体から空気中を放射
し定着ローラ表面に伝わる熱によりトナーを定着してい
るため，熱効率か悪く、消費電力が大きく、電気回路の
大規模化による装置の大型化やコストアップを引き起こ
している。また、発熱体と温度検知手段とか近接してい
ないため、応答速度の早い温度制御ができないという問
題もあった。

そこで、上記発熱体かできるだけ定着ローラ表面の近く
に位置するように、上記発熱体を軸の周囲に形成された
一つの層として構威する提案がされている。これは、定
着ローラ表面に離型層を有し、該離型層の内側から中心
部に向けて、耐熱層、発熱層及び基層である断熱層か順
次形成されていて、上記発熱層の軸方向端部には外部か
ら電力供給を受ける電極が接触配設されるように構成さ
れたものであり、発熱層と定着ローラ表面の離型層との
間には空気層はない。したがって、上記電極は表面の離
型層と接触して配設されることとなるので、上記離型層
は高絶縁性のシリコーン樹脂や弗素樹脂が用いられてい
た。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、高絶縁性の離型層は、定着ローラの回転
に伴ないローラ同士やローラと記録媒体との間で摩擦帯
電を起こし易く、摩擦帯電した電荷か徐々に蓄積して数
ＫＶにも達する場合かある。

このように定着ローラが帯電すると記録媒体上のトナー
粒子に対して静電力が作用してしまい，定着ローラか離
型性を宥していても記録媒体上のトナー粒子が定着ロー
ラに付着する不具合を生じてしまう。また，定着ローラ
が高電位に帯電すると、定着ローラに帯電した電荷によ
り記録媒体が定着ローラに静電吸着して紙づまりの原因
にもなるという問題かあった． 本発明は、上記問題を解決し、熱効率か良くかつ応答速
度の早い温度制御が可能な構成でありながら、帯電した
電荷を有効に除電できる定着ローラを提供することを目
的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的は， 互いに圧接して回転自在に配設された定着ローラと加圧
ローラとを有する定着装置てあって、上記定着ローラは
表面に離型層を有し、該離型層の内側には中心部に向け
、耐熱層、発熱層及び基層てある断熱層が順次形成され
、上記発熱層の軸方向端部には外部から電力の供給を受
ける電極が接触配置されている定着ローラを備えた定着
装置において、 上記離型層は導電性物質でなり、上記電極と非接触に形
成されている、 ことにより達成される。

［作用］ 本発明によれば、定着ローラ表面の離型層は導電性物質
から成るので、帯電した電荷は有効に除電される。また
、上記離型層と電極は互いに接触しないように配設され
ていて，電気的短絡の危険性がないので、発熱層を耐熱
層と断熱層とで挟んだ層構造に形成することができ、熱
効率が良く，温度制御に対する応答速度が早い。

［実施例］ 次に本発明の第一実施例について添付図面の第１図を用
いて説明する。

第１図においてｌは定着ローラであり、該定着ローラｌ
は支持部材（図示せず）に慴動可能に支持されており、
駆動系（図示せず）により回転駆動が可能となっている
。上記定着ローラｌには弾性体である導電性の加圧ロー
ラ２かばね等（図示せず）の加圧部材によって押圧接触
してニップ部を形成している。転写材は該加圧ローラ２
の両端部よりも内側のニップ部に、後述する搬送手段に
より転写材上の未定着トナーか定着ローラｌと接するよ
うに搬送される。

上記定着ローラｌは、表面に離型層３を有し，該離型層
３の内側には中心部に向け、耐熱層４、発熱層５及び基
層である断熱層６が順次形成されている。該断熱層６は
、ＰＰＳ等の絶縁性物質が円筒形状に形成されたもので
あり、上記断熱層６の軸方向両端部には外径を該断熱層
６と同一にした電極７が導電性の軸８の周りに該軸８に
対し接触配設されている。該軸８の両端面には導電性の
板ばね（図示せず）が接触しており外部からの電力の供
給を受ける。もしくは、導電性軸受を介して電力の供給
を受けてもよい。上記断熱層６と電極７を一体とした円
筒形状の上の発熱層５は、樹脂に１０川１弱の真珠上の
導電性カーボンを均一分散させたものを塗布したもので
ある。また、該発熱層５の上の絶縁性の耐熱層４はポリ
イミド、ポリエチレンテレフタレート，ポリケトンサル
ファイト等から形成され、さらにその上の導電性の離型
層３はＰＴＦＥ等の弗素系樹脂中に金属粉やカーボン等
の導電性物質を混入させて形成されている。

以上のような本実施例装置において、上記定着ローラエ
の表面の離型層３は導電性なので、定着ローラ１に帯電
した電荷を有効に除電することができる。したがって，
転写材上のトナー粒子の定着ローラ１への付着、オフセ
ット現象や画像乱れの発生、転写材の定着ローラへの静
電吸着により発生する紙づまり等を防ぐ。また、本実施
例においては、加圧ローラ２も導電性の表層を有してい
るので，定着ローラｌに帯電した電荷を除電できる。

さらに、本実施例装置においては、発熱層５を発熱させ
るための電極７が、該発熱層５よりも中心部側で該発熱
層５と接触しており、絶縁性の耐熱層４の上に形成され
た導電性の離型層３と上記電極７とか電気的に導通する
ことかない。また、加圧ローラ２も電極と接触すること
がない。したがって，″Ｗｔ気的な短絡等の不具合を引
き起こすことがなく、上記のように除電の効果を有しな
がら、熱効率の良い発熱機構を備えた定着ローラを提供
することができる。

次に上記発熱機構について説明する。

上述したように断熱層６両端部に設けた電極７には導電
性の板ばね（図示せず）が接触しており、該板ばねを介
して電極間に電圧を印加すると、発熱層５は発熱する。

発熱層５からの熱は２その下の層に断熱層６があるため
，中心部方向へは伝わらず、ほとんどは発熱層５の上の
層である絶縁性の耐熱層４、導電性のＳ型層３を介して
、転写材上の未定着トナーに伝導する。したがって、発
熱層５の発熱温度は、絶縁性の耐熱層４，導電性の離型
層３を介して、未定着トナーに熱が伝導したときにその
温度がトナーの溶融温度以上になっている必要があり、
発熱層５の上記樹脂と上記カーボンとの混合比率を調整
して設定する。

この発熱温度は．トナーの溶融温度が低いほど、また、
絶縁性の耐熱層４及び導電性の離型層３の厚さか薄いほ
ど、また、絶縁性の断熱層６の断熱効果か大きいほど、
低い温度に設定できる。

絶縁性の耐熱層４及び導電性の離型層３としては発熱体
の発熱温度以上の耐熱性のある材料を用いれば良い。例
えば，トナーの溶融温度が１５０℃、絶縁性の断熱層６
にｐｐｓ、絶縁性の耐熱層４に厚さ３０ＩＬｍのポリイ
ミド、導電性の離型層３に厚さ１０ル鵬のカーボン分散
ＰＴＦＥを用い、発熱層５の設定温度を２００゜Ｃ程度
とすれば、転写材上の未定着トナーを効率良く加熱溶融
して定着することができる。

また、本実施例装置における発熱層５を自己温度制御機
能を膚するもの、すなわち、設定温度を超えると急激に
電気抵抗か増加して設定温度を保つものにすれば、温度
検知手段や温度制御手段を必要とせず、低コスト化、装
置の小型化か可能となる。そして、自己温度制御機能を
有するものにすることによって、発熱層自体にスイッチ
ング機能をもたせることかできるので過熱による絶縁性
の断熱層６，絶縁性の耐熱層４の融解の心配かない。

また、定着ローラｌ、加圧ローラ２の径を小さくすれば
、分離爪を設けなくても、転写材の静電吸着が抑止され
ているので、転写材は定着装置より簡単に曲率分離する
し、発熱部の表面積か小さくなるので消費電力も小さく
なり、電気回路の低コスト化、装置の小型化か可能にな
る。

なお、加圧ローラ２は導電性の剛体であっても良い。

上記発熱層は、セラミック層等、電圧を印加することに
よって発熱するものであれば特に制限はなく、同じく基
層である断熱層に関しても断熱体であることが望ましい
か、そのうえに発熱層を形成できる絶縁体であればその
材質に限定されない。また、基層は中空状であっても良
い。また、発熱層か自己温度制御機能を有していない場
合は、サーミスタ等の温度検知手段を定着ローラｌの表
面に接触させて、温度制御回路によって温度を調整する
。この場合、発熱部と温度検知手段とはきわめて近接し
ているため、敏感な温度制御が行なえる。

次に本発明の第二実施例について第２図を用いて説明す
る。なお、第一実施例と共通の箇所には同一の符号を付
して説明を省略する。

本実施例は、電極７が発熱層５の両端部であって該発熱
層５の上に形成されており、導電性の板ばねと接して、
外部電源からの電力の供給を受けているところか異なる
ものである。上記電極７は、転写材の通過領域外に配置
されており、かつ導電性の離型層３とは間隔を有してい
るので、離型層３及び加圧ローラ２との電気的短絡を起
こすことかなく、第一実施例と同様な効果を生ずる。

第３図は、本発明の第一実施例装置及び第二実施例装置
を用いた第三実施例としての画像形或装置である。本実
施例では、ネガトナー、イメージ露光，反転現像を行な
う。以下に本実施例の構成を説明する。先ず、コントロ
ーラ（図示せず）から送られるビデオ信号はレーザ走査
光学系ユニット９に入力される。このユニットは、半導
体レーザ、コリメータレンズ，ポリゴンミラー、ｆ一θ
レンズ、倒れ補正レンズなどからなっている。そしてビ
デオ信号は半導体レーザに印加され、その発散するレー
ザ光をコリメータレンズで千行光とし、高速で回転する
ポリゴンジラーに照射され、レーザ光を反射ミラー１ロ
を介して感光ドラム１１の露光部ｌ２を走査する。この
とき、半導体レーザが感光ドラム１１の感光面を走査す
るタイミング、すなわち，ビデオ信号を送出するタイく
ングを検知するため、レーザ光による感光ドラムｌ１の
感光面走査位置前の所定位置にレーザ光を検出するビー
ムディテクタ（図示せず）が配設されており、生威され
たＢＤ信号に同期してビデオ信号を送る。

感光ドラムｌ１の周囲には、帯電ローラ１３、露光部１
２、現像器ｌ４及び転写ローラ１５、クリーナ１６か回
転方向に沿って順番に設けられている。プロセスカート
リッジには、感光ドラム１１，帯電ローラ１３、現像器
１４、クリーナｌ６とトナーが内包されていて、装置本
体に対して着脱自在である．次に本実施例装置の動作に
ついて説明する．先ず、帯電ローラ１３に一次高圧とし
て−７００ｖの電圧を印加し、感光ドラムｌｌ上に暗電
位（ｖ０）を形戊する。次にレーザ走査光学系ユニット
９により露光して感光ドラム１１表面上に静電潜像を形
成し、現像器ｌ４によりネガトナーを反転現像する。

また、カセット１７に積載された転写材はＣＰＵ（図示
せず）からの信号により、給紙ローラｌ８により給紙さ
れ、レジストローラ１９により転写部への搬送のタイミ
ンクを制御して感光トラム１１上のトナー画像を転写し
、搬送ガイド２０を介して定着ローラｌ及び加圧ローラ
２により定着され、搬送ガイド２１，排紙ローラ２２を
介して排紙部２３に排紙される。

以上のような本実施例装置においても、定着ローラ１の
表面に形成された導電性の離型層３と加圧ローラの導電
性の表層によって、定着ローラ１に帯電した電荷を有効
に除電できる。したがって、転写材の静電吸着による紙
づまりを起こさず，搬送ガイド２１へ滑らかに転写材を
搬送する。

しかも本実施例装置のように、定着ローラｌを小径にす
ることによって発熱層５を小さくして消費電力を少なく
することかできる。

［発明の効果コ 以上説明したように、定着ローラの表面に導電性の離型
層を有しているため、定着ローラに帯電した電荷を有効
に除電できるので、記録媒体上のトナー粒子が定着ロー
ラに付着せず、オフセット現象や画像乱れが発生せず、
定着ローラに帯電した電荷により記録媒体か定着ローラ
に静電吸着することにより発生する紙づまりも起きない
。また、加圧ローラを導電性とすることで、ざらに除電
効果を高めることができる。

しかも、上記離型層及び加圧ローラは、定着ローラの電
極と接触しないように配設されており、発熱層を形成す
ることによる利点も併わせで有している。つまり、熱効
率か高い定着装置を提供できるので、低消費電力で、電
気回路の小規模化か可能であり、温度検知手段と発熱層
とが近接しているので応答速度の早い温度制御が可能で
ある。また、発熱層に、自己温度制御機能を備えた発熱
体を用いることで温度検知手段や、温度制御回路を必要
としない定着装置を提供できるので電気回路の簡略化か
可能で、総じて装置の小型化やコストダウン、低消費電
力化か可能である。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の第一実施例装置の一部破断斜視図、第
２図は本発明の第二実施例装置の一部破断斜視図、第３
図は本発明の第三実施例装置の概略構威を示す断面図で
ある。 ｌ・・・・・・・・・・・・定着ローラ２・・・・・・
・・・・・・加圧ローラ３・・・・・・・・・・・・離
型層 ４・・・・・・・・・・・・耐熱層 ５・・・・・・・・・・・・発熱層 ６・・・・・・・・・・・・Ｆｒ熱層 ７・・・・・・・・・・・・電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに圧接して回転自在に配設された定着ローラ
   と加圧ローラとを有する定着装置であって、上記定着ロ
   ーラは表面に離型層を有し、該離型層の内側には中心部
   に向け、耐熱層、発熱層及び基層である断熱層が順次形
   成され、上記発熱層の軸方向端部には外部から電力の供
   給を受ける電極が接触配置されている定着ローラを備え
   た定着装置において、上記離型層は導電性物質でなり、
   上記電極と非接触に形成されている、 ことを特徴とする定着装置。
2. （２）加圧ローラは導電性の表層を有しており、定着ロ
   ーラの電極と非接触に配設されていることとする請求項
   （１）に記載の定着装置。