JPH0361948B2 - - Google Patents

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、または加熱加圧処理す
るための回転体に生ずる被定着物のオフセツトを
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
等といつた接触による摩擦帯電が、普通紙面上の
電荷を有する未定着画像（トナー像）に有害な静
電気力を及ぼし、トナーの粘着力と相俟つて定着
ローラへのトナーのオフセツトを生ずるという問
題点があつた。これを解決するために、特開昭55
−55374、特開昭55−96970に開示されているよう
に、普通紙面上のトナー像と接触する側の定着ロ
ーラにトナーと同極性のバイアス電圧を印加す
る、またはトナー像と接触しない側のローラにト
ナーと逆極性のバイアス電圧を印加することが知
られている。

しかし、コロトロン等のコロナ帯電器で印加し
た場合は装置が大型・複雑化・コストアツプする
ばかりでなく、コロナ帯電器が汚れると火花放電
やリークが生じ易く、信頼性、安全性に乏しいも
のであつた。また、バイアスロールで引火した場
合では、実際は効果が少く、かつ、バイアスロー
ルが汚れ易く、実用的でなかつた。

又、特開昭49−66142には、ローラに帯電防止
材を付与して、ローラを除電し普通紙等の記録材
のローラへの巻きつきを防止する方法が示されて
いる。しかし、オフセツトを防止するには、ロー
ラを除電するよりはむしろ、電荷を有するトナー
像に対して、前述のごとく静電気力を利用する方
が好ましい。

そこで本発明者らは、普通紙等の記録材とこれ
に接触するベルトローラ等の回転体及び定着ロー
ラと加圧ローラ等といつた第１，第２回転体間の
摩擦帯電により生ずるローラまたは記録材と電荷
を有するトナー像の間の静電気力に着目し、上記
従来の欠点を簡易な構成により良好に改善するも
のである。

本発明の主目的は、ローラへのオフセツトを良
好に防止することであり、他の目的は長期に亘り
安定した定着性能を有する定着装置を提供するこ
とである。上記目的を達成する本発明は、未定着
トナー像と接触する第１回転体と、この第１回転
体に圧接する第２回転体とを有し、この第１，第
２回転体間でマイナス帯電した未定着トナーを支
持した記録材を挟持搬送することにより未定着ト
ナー像を定着する定着装置において、上記第２回
転体は摩擦帯電量の大きな回転体であり、この第
２回転体にプラス帯電性の帯電剤を付与する手段
を有することを特徴とするもの、及び未定着トナ
ー像と接触する第１回転体と、この第１回転体に
圧接する第２回転体とを有し、この第１、第２回
転体間でプラス帯電した未定着トナーを支持した
記録材を挟持搬送することにより未定着トナー像
を定着する定着装置において、上記第２回転体は
摩擦帯電量の小さな回転体であり、この第２回転
体にプラス帯電性の帯電剤を付与する手段を有す
ることを特徴とするものである。

第１図は、加熱定着装置によつて電子写真法で
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、アルニミウム、ステンレ
ス、銅等の金属製中空ローラ新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
段によつて少くとも定着時に圧接し、金属性ロー
ラ芯２₃の外周面にシリコンゴム、フツソゴム、
フロロシリコンゴム等の絶縁性弾性体層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が接触配置され、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。

５₁，５₂は定着後の記録材をローラから確実に
分離するための分離爪である。７は帯電性を含浸
させた耐熱性不繊布であり、６はそのための支持
部材である。コピースイツチを投入すると加熱ロ
ーラ１が回転を開始し、加圧ローラ２が圧接回転
を始めるが、回転するのに伴なつて、加圧ローラ
の絶縁性弾性体層が加熱ローラから熱を得て膨張
し、第電剤を含浸させた耐熱不織布に当接し、帯
電剤をその表面に付与される。コピー終了後は、
加圧ローラ２が自然放熱することにより再び収縮
し、耐熱不織布より離れる。これにより帯電剤の
熱的劣化を非常に小さくできた。

本発明で用いる帯電剤の化学式を示す。

脂肪酸モノエタノールアミド Ｒ−CO−NH−CH₂CH₂OH 例えばＲとしてC₁₁〜C₁₇のラウリル酸等 脂肪酸ジエタノールアミド 例えばＲとしてC₁₁〜C₁₇のラウリル酸等 上記の帯電剤の効果で加圧ローラは、普通紙及
び定着ローラとの摩擦により正に帯電することが
分つた。

以上のように示した構成の定着装置において、
外径60mmの１対のローラを全圧60Kgで圧接させ、
A3サイズ紙23枚／分（ローラ周速270mm／sec）
のスピードでコピーを行なつた。トナーはマイナ
ス帯電のトナー（ネガトナー）を用いて、A3普
通紙上に１枚当り300mgのトナーを定着させたと
ころ、帯電剤を付与しない場合に較べて、の帯
電剤では1/15以下に、又、の帯電剤では1/20以
下に減少した。

又、通紙語の加圧ローラ電位は、の帯電剤で
＋4000V、の帯電剤では＋4500Vであり、帯電
剤を付与していない場合の−6000V以上に対して
帯電剤の効果は明らかである。この現象は次のよ
うに考えられる。ポジ潜像をネガトナーで現像後
に普通紙に転写する際、普通紙はプラス電荷を与
えられ、ネガトナーとの静電吸引力で転写され
る。すなわちこの時点では普通紙はプラスに帯電
していることが重要である。しかるに、定着過程
において加圧ローラと普通紙が摩擦剥離帯電をし
て、加圧ローラがプラスに高く帯電することは、
普通紙は保持するべき電荷と逆の帯電をすること
になる。

本発明者らは、オフセツトが電荷量ではなく、
電位に関係すると考えて、この現象を解明した。
すなわち、同一の電荷量の受授が行なわれた場
合、紙に比して静電容量の小さい加圧ローラは、
その表面紙に較べて非常に大きい電位となり、普
通紙上のネガトナーに対して大きく力を及ぼすこ
とになるからである。

次に、上記効果の持続性について検討するため
に、巾10mm厚さ２mmの耐熱性不繊布を加圧ローラ
の全長（320mm）に亘つて設けて、帯電剤を３
％含有するメチルシリコンオイル10c.c.を該耐熱性
不繊布に含浸させて、上記条件において、１分間
に１枚の間歇コピーを10000枚行なつたところ、
10000枚後でも上記結果と同等の効果があること
が確認出来た。

又、帯電剤を３％含有するメチルシリコンオ
イル0.5c.c.を加圧ローラ表面に一様に塗布し、第
１図に示す帯電剤塗布部材６，７を除去して、上
記と同様な間歇コピーを2000枚行なつた後も効果
は若干低下したが、従来の1/12と良好にオフセツ
トが減少することを確認した。

他の実施例として、各種のＮ型ネガ潜像をポジ
トナーにより現像して可視化する画像形成装置に
用いられる本発明の定着装置を第２図に示す。

第２図で、定着ローラとして外径24mm、肉厚
0.5mmのステンレス芯金１₂上に30μｍ厚のPFA被
覆１₁を施したローラ、加圧ローラ９として外径
１４mmのアルミ芯金上に肉厚４mm、スポンジ硬度
（ASKER Ｃ）25度のシリコンゴムスポンジ９₁
を被覆し、その外周に肉厚１mmの熱加熱硫型シリ
コンゴム被覆９₂を施した外径24mmのローラを用
い、全圧５Kgで圧接させ、A4サイズ紙をローラ
周速60mm／secのスピードでコピーを行なつた。

また、３はヒーター、４はサーミスタ、１２は
ノーメツクス（登録商標）等のクリーニング部
材、５₁，５₂は分離爪であり、支持材６と耐熱性
不繊布に本発明に適用しうる帯電剤を含浸したも
のである。

この実施例では、帯電剤の塗布方法等は前述の
実施例と同様である。この実施例では帯電剤（上
記，）の塗布により従来のオフセツト量の1/
３以下にオフセツトを減少させることができた。
この場合の加圧ローラ表面電位、コピー紙電位及
び定着ローラ電位はそれぞれ＋800V，−400V，−
20Vであつた。この実施例では静電気力を受ける
トナーがプラスの電荷を持つているにもかかわら
ず前述の実施例と同様のオフセツト防止効果が得
られるのは、加圧ローラの電位が低い場合はトナ
ーとの距離が紙よりも離れているために、紙の電
位が絶対値においてたとえ加圧ローラの電位より
も小さくても倍程度の違いであれば、トナーに近
い紙の電位の影響を受けることになる。

この実施例における帯電剤の効果は、加圧ロー
ラが紙との摩擦によりプラスに帯電する。すなわ
ち、逆から考えると紙がマイナスに帯電するの
で、ポジトナーに対して紙自身の静電吸引力が増
大することに依る。

以上述べたように、本発明は回転体表面に脂肪
酸モノエタノールアミド或いは脂肪酸ジエタノー
ルアミドを有する帯電剤を付与することといつた
簡単な方法で回転体表面や紙等の記録材又被定着
物の安定した状態を保つことができオフセツト現
像を確実に防止できるものである。又本発明は、
絶縁性被覆を有する回転体を有する定着装置に有
効であり、特にニツプ部での摩擦帯電量が大き
く、かつネガトナーを使用する定着装置、あるい
は摩擦帯電量が比較的小さくかつポジトナーを使
用する定着装置に有効である。

尚本発明は絶縁性被覆を有するローラやベルト
等の回転体を備えた定着装置に限定されるもので
はないが、好ましくは、厚い絶縁性被覆層表面に
適応されるものである。

又、本発明は特に加熱定着装置に有効であるが
圧力定着装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は夫々本発明の実施例の説明図
である。 １は加熱ローラ、２は加圧ローラ、７は耐熱性
不繊布。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 未定着トナー像と接触する第１回転体と、こ
   の第１回転体に圧接する第２回転体とを有し、こ
   の第１，第２回転体間でマイナス帯電した未定着
   トナーを支持した記録材を挟持搬送することによ
   り未定着トナー像を定着する定着装置において、 上記第２回転体は摩擦帯電量の大きな回転体で
   あり、この第２回転体にプラス帯電性の帯電剤を
   付与する手段を有することを特徴とする定着装
   置。 ２ 未定着トナー像と接触する第１回転体と、こ
   の第１回転体に圧接する第２回転体とを有し、こ
   の第１、第２回転体間でプラス帯電した未定着ト
   ナーを支持した記録材を挟持搬送することにより
   未定着トナー像を定着する定着装置において、 上記第２回転体は摩擦帯電量の小さな回転体で
   あり、この第２回転体にプラス帯電性の帯電材を
   付与する手段を有することを特徴とする定着装
   置。