JPH04109279A - 熱定着器 - 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】 ［概要コ 電子写真記録方式において用いられる熱定着器に関し、 良好な品質の定着画像を安定して得ることができる熱定
着器を提供することを目的とし、管体にゴムをライニン
グし、ゴムの上に樹脂をコーティングしたヒートローラ
と、該ヒートローラとの間で転写媒体を加圧するボトム
ローラを有し、前記転写媒体上に転写されたトナー画像
を加熱および加圧することにより定着する熱定着器にお
いて、前記ヒートローラの表面に対向して、表面の帯電
電荷を除去するコロナ除電手段を設けるように構成する
。

［産業上の利用分野コ 本発明は、電子写真記録方式において用いられる熱定着
器に関する。

電子写真記録方式を用いた複写器およびプリンタにおい
ては、感光ドラム上に形成されたトナー画像は、紙ある
いはＯＨＰシートなどの転写媒体に転写された後、転写
媒体は定着器に搬送され、トナーが加熱および加圧され
ることにより、トナー画像は転写媒体上に定着される。

電子写真記録方式において用いられる定着器としては、
フラッシュ定着、オーブン定着、圧力定着およびヒート
ローラ定着なとのものがあり、その方式によって構造が
異なる。

これらの定着器のうち、ヒートローラ定着器（Ｊ、構造
が簡単で広く用いられており、常に良好な品質の定着画
像を出力することが要望されている。

［従来の技術］ 従来の熱定着器としては、例えば第４図に示すようなも
のがある。

この熱定着器は、一対のローラ１，２、ローラ１を加熱
するランプヒータ３、ローラ１の表面の温度検出を行う
温度センサ４、ローラ１，２を清掃するクリーナ５，６
、用紙を分離する用紙分離爪７、用紙を搬送する用紙ガ
イド板８，９なとを有している。

この定着器においては、一対となっているローラ１，２
のうち、トナーと接する側のローラ］はヒートローラ、
転写媒体の裏面側を加圧するローラ２はボトムローラと
呼称されている。ヒートローラ１には、ランプヒータ３
が内蔵され、その表面はトナーを溶融するために適した
温度（通常１４０〜１８０°Ｃ）に常に保たれている。

トナーには通常ポリエステル系やエポキシ系の樹脂か用
いられる。これらのトナーは粘着性が強いため、ヒート
ローラ１として常温硬化型シリコーンゴムをアルミ素管
にライニングしたソフト口をコーティングしてシリコー
ンゴムのオイル膨潤を低減するようにしていた。

［発明が解決しようとする課題Ｊ しかしながら、このような従来の熱定着器にあっては、
ヒートローラの最上層にテフロン系樹脂をコーティング
しているため、シリコーンゴムのオイル膨潤は低減した
か、テフロン系樹脂の抵抗が非常に高いことから、ヒー
トローラ表面が不必要に帯電してしまい、このような帯
電が起こると、ヒートローラ表面と記録紙、あるいはボ
トムローラとの間で放電が起こり、記録紙上に転写され
た定着前のトナー画像を乱すために、画質品位が著しく
低下してしまうという問題点が生じた。

一般に、ヒートローラ表面は、記録紙等との摩擦帯電あ
るいは、記録紙上に転写されたトナー画像が保持してい
るトナー電荷（電圧）がヒートローラ表面へ電荷転移す
ることにより帯電すると考えられる。ここで、トナー電
荷（電圧）は記録紙上に転写したトナー量により変動し
、例えばトナー比電荷１５〜２０μＣ／ｇのトナーが記
録紙上に厚さ３０μｍ転写された場合のトナー層電圧実
測値は約５０Ｖ程になる。さらに、イエロー・マゼンタ
・シアン色の３色トナーを用いて、これらのトナーの重
ね合わせによる減法混色でフルカラー出力を行う場合で
は、色の異なるトナーが２層・３層と重なり合うために
、トナー電荷（電圧）も大きくなる。例えば２種類（２
色）のトナーが重なり合いトナー厚さが６０μｍとなっ
た時には約１７０Ｖ（実測値）、３種類（３色）のトナ
ーが重なり合いトナー厚さが９０μｍとなった時には約
３８０Ｖ（実測値）にもなる。第５図は、転写トナーの
厚みが大きくなるにつれトナー電圧が大きくなる様子を
シュミレートした結果である。厚みが大きくなるほどト
ナー電圧は増加してゆくことが明らかである。特に、カ
ラー出力を行う場合には、トナー厚みは必然的に厚くな
るため、トナー電圧が非常に大きくなり、ヒートローラ
を帯電させやすい。このため、ヒートローラの帯電によ
る画質劣化は、カラー出力を行う場合に顕著となる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みでなされたも
のであって、良好な品質の定着画像を安定して得ること
ができる熱定着器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］ 第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において、１は管体にゴムをライニングし、ゴム
の上に樹脂をコーティングしたヒートローラ、２は該ヒ
ートローラ］との間で転写媒体を加圧するボトムローラ
、１３は前記ヒートローラ１の表面に対向して設けられ
、ヒートローラ表面の帯電電荷を除去するコロナ除電手
段である。

［作用］ 本発明においては、ヒートローラの表面に対向して設け
たコロナ除電手段を駆動して、コロナシャワーを発生さ
せ、ヒートローラの表面に吹きつける。

コロナシャワーが吹きつけられると、ヒートローラの表
面上の帯電電荷は、コロナシャワーにより中和され除去
される。

このように、ヒートローラの表面の帯電を防止すること
ができるので、ヒートローラの表面と記録紙あるいはボ
トムローラとの間で放電が起こることがなく、記録紙上
に転写された定着前のトナー画像を乱すことがない。

したかって、良好な品質の画像を安定して得ることがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図および第３図は本発明の一実施例を示す図である
。

まず、構成を説明すると、第２図において、１はトナー
と接する側のヒートローラであり、ヒートローラ１には
ランプヒータ３か内蔵され、その表面はトナーを溶融す
るために適した温度に保持される。ヒートローラ１の表
面温度は、温度センサ４により検出され、所定の温度と
なるように温度管理が行われる。また、ヒートローラ１
の表面はクリーナ５により清掃される。

２は転写媒体の裏面側を加圧するボトムローラであり、
ボトムローラ２とヒートローラ１で加熱および加圧する
ことにより転写媒体にトナー画像を定着させる。転写媒
体は一方の用紙搬送ガイド板８から両ローラ１，２の間
を通って他方の用紙搬送ガイド板９に搬送され、また、
用紙分離爪７により分離される。なお、６はボトムロー
ラ２の清掃を行うクリーナである。

次にヒートローラ」の断面を第３図に基づいて説明する
。

ヒートローラ１は、アルミニウム素管１０の表面に、例
えば常温硬化型のシリコーンゴム１１をライニングし、
トナーと直接接触する最上層にテフロン系樹脂１２をコ
ーティングした構造となっている。従来のヒートローラ
では、シリコーンゴムがトナーと直接接触し、テフロン
系樹脂はコーティングされていなかった。しかしこの構
造では、トナーの粘着性が強いために、多量に塗布する
シリコーンオイルが、シリコーンゴムの中に含浸し、そ
の結果、シリコーンゴムが膨潤してしまう欠点があった
。シリコーンゴムが膨潤してしまうと、ヒートローラの
外径が変化してしまい、記録紙の送り速度ムラや、最悪
の場合紙シワの原因となる。

実際にこの影響を調査すると、シリコーンゴムへのオイ
ルの含浸量が１．、ｖｔ％増加するごとにシリコーンゴ
ムは５０μｍはど膨潤し、例えば外径３９゜２ｍｍであ
ったヒートローラは、オイルが１３゜５％含浸してしま
ったことにより３９．８ｍｍへと膨潤してしまった。

このオイル含浸による障害を防止するため、このヒート
ローラ１ではシリコーンゴム１１の表面にテフロン系樹
脂１２をコーティングし、シリコーンゴム１１とオイル
との接触を遮断している。

コーティング材料としては種々のものを検討したが、化
学的に安定しており、かつ非接着性や撥水性の高いテフ
ロン系樹脂が最適である。

このテフロン系樹脂１２をコーティングすることにより
、シリコーンゴム１１のオイル膨潤は低減したが、テフ
ロン系樹脂１２の抵抗が非常に高いことから、ヒートロ
ーラ１の表面が不必要に帯電してしまうことが明らかと
なった。

このようなヒートローラ１の表面の帯電電荷を除去する
ために、第２図に示すように、ヒートローラ１の表面に
対向してＡＣコロナ除電器（コロナ除電手段）１３が設
けられている。

１４は電子写真記録装置全体をコントロールするコント
ローラであり、コントローラ１４はＡＣコロナ除電器１
３をオン、オフ制御する。すなわち、コントローラ１４
は熱定着器が駆動時のみＡＣコロン除電器１３をオンと
し、熱定着器が休止している間はＡＣコロナ除電器１３
をオフとする。

ＡＣコロナ除電器１３は、ケース１５と、２本のコロナ
ワイヤー１６と、放電制御用グリッド１７より構成され
ている。ケース１５は導電性金属で形成され、ケース１
５内には８０ミクロン程度のタングステンに金をコート
したコロナワイヤー１６が収納される。ケース１５は所
定の抵抗を介してアースに接続されており、コロナワイ
ヤー１６は図示しないＡＣ高圧電源に接続されている。

放電制御用グリッド１７はスリット状のタングステンワ
イヤーよりなり、コロナシャワーがヒートローラ１の表
面に向かうように制御する。放電制御用グリッド１７と
しては、これに限らず、例えばステンレス薄板に多数の
スリット孔を形成したものでも良い。

次に、動作を説明する。

熱定着器が駆動時であるときは、コントローラ１４によ
りＡＣコロナ除電器１３をオンにする。

そして、コロナワイヤー１６に、例えばＡＣ高圧電源か
ら周波数４００Ｈｚ、１１Ｋｖのコロナワイヤー電圧を
印加すると、発生したコロナシャワーが放電制御用グリ
ッド１７を介してヒートローラ１の表面に吹きつけられ
る。

このコロナシャワーによりヒートローラ１の表面の電荷
は中和され、除電が完了する。

熱定着器が休止している間は、トナー電荷を持つトナー
画像とヒートローラ１は接触しないので、ＡＣコロナ除
電器１３をオフとする。

このように、ＡＣコロナ除電器１３によりヒートローラ
１の表面の帯電電荷を除去するので、ヒートローラ１の
表面と記録紙、あるいはボトムローラ２との間で放電が
生じることがなく、トナー画像が乱されないので、良好
な品質の定着画像を安定して得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、ヒートロー
ラの表面に対向してＡＣコロナ除電器を配置し、ヒート
ローラの表面の帯電電荷を除去するようにしたため、記
録紙上に転写された定着前のトナー画像を乱すことがな
く、良好な品質の定着画像を安定して得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例を示す図、 第３図はヒートローラの部分断面図、 第４図は従来例を示す図、 第５図はトナー層厚さとトナー層電圧の関係を示すグラ
フである。 図中、 １・・・ヒートローラ、 ２・・・ボトムローラ、 ３・・・ランプヒータ、 ４・・・温度センサ、 ５．６・・・クリーナ、 ７・・・用紙分離爪、 ８．９・・・用紙搬送ガイド板、 １０・・・アルミニウム素管、 １１・・・シリコーンゴム、 １２・・・テフロン系樹脂、 １３・・・ＡＣコロナ除電器（コロナ除電手段）、１４
・・・コントローラ、 １５・・・ケース、 １６・・・コロナワイヤー １７・・・放電制御用グリッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管体にゴムをライニングし、ゴムの上に樹脂をコーティ
   ングしたヒートローラ（１）と、該ヒートローラ（１）
   との間で転写媒体を加圧するボトムローラ（２）を有し
   、前記転写媒体上に転写されたトナー画像を加熱および
   加圧することにより定着する熱定着器において、前記ヒ
   ートローラ（１）の表面に対向して、表面の帯電電荷を
   除去するコロナ除電手段（１３）を設けたことを特徴と
   する熱定着器。