JPH043873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真用定着装置に関し、特に、
トナー画像に接触しない側のローラに、用紙を静
電的に吸着させるとともに、剥離爪を用いること
なしに、用紙をローラから剥離出来るように形成
してなる定着装置に関する。

（従来の技術） 従来より用いられている定着装置においては、
その用紙に転写されたトナー画像を加熱して定着
する際に、ハロゲンランプや、その他の発熱体よ
り構成される内部加熱素子を内装した加熱ローラ
と、その表面に弾性体を被覆した加圧ローラとを
対向して形成した定着装置を用い、２つのローラ
間にトナー画像を転写した用紙を通過させること
により、加熱と、加圧とを行い、トナーを溶融さ
せ、トナー画像の用紙への定着の動作を行うよう
にしていることが多い。

また、上記したような従来より用いられている
定着装置においては、加熱ローラの表面に、フツ
ソ樹脂等のトナーが付着しにくい材料をコーテイ
ングした離型層を形成するとともに、その表面に
シリコンオイル等のオフセツト防止用のオイルを
塗布し、溶融したトナーが加熱ローラに付着する
ことを防止するように構成し、さらに、この加熱
ローラに対向して形成される加圧ローラは、金属
コアの表面に比較的厚い弾性体を被覆し、２つの
ローラ間に挟持する用紙に適度な圧力を付加する
ようにしている。

上記したような従来より用いられている定着装
置の例としては、第７図に示されるようなものが
一般に用いられている。つまり、定着装置１を加
熱ローラ１０と、加圧ローラ１５で形成するとと
もに、加熱ローラ１０の内部にハロゲンランプ等
の内部加熱素子１３を収容し、その加熱を行うと
ともに、その温度を温度センサー３を用いて制御
し、所定の温度でトナーの加熱を行うようにして
いる。さらに、加圧ローラ１５としては、金属コ
ア１５ａの表面に比較的厚い弾性体１５ｂを被覆
し、その弾性を用いて用紙５と、その表面に転写
したトナー画像６を押圧し、加熱を行うことによ
つて、溶融されたトナーを用紙に定着させるよう
にしている。

ところが、第７図に示したような定着装置１に
おいては、加熱ローラ１０の表面にオフセツト防
止用の離型層を形成し、オフセツト防止用のオイ
ルを少しずつ塗布するように構成しているもの
の、溶融されたトナーによつて、ローラ１０の表
面に用紙５が付着されやすいものであり、コピー
放数が増加するにしたがつて、付着の頻度が増
し、それによつて電子複写機のメンテナンスの回
数が増加することになる。

これに加えて、従来より用いられている定着装
置においては、２つのローラ１０，１５間に挟持
された用紙５が、その挟持に際して、加熱ローラ
１０の表面に沿つて湾曲された状態で挟持される
ことになるために、用紙が加熱ローラの表面に付
着しやすいという傾向が助長される。

そこで、従来より一般の電子複写機等において
は、２つのローラからの排出部に、その先端がロ
ーラ表面に接触する剥離爪２０を多数設け、その
剥離爪によつて用紙５をローラ表面から強制的に
剥離するようにしていることが多い。

ところが、剥離爪２０を用いたときには、その
爪の先端部が常時ローラ表面に接触しているため
に、加熱ローラ１０のローラ表面に形成した離型
層を削り取つたり、または、加圧ローラ１５の表
面に形成した弾性体１５ｂに傷を付けたりするこ
とがあり、その傷によつて、得られたコピーにす
じ状の汚れが発生したり、定着の作用が確実に行
なわれなくなる等の欠点が生じやすいものであ
る。

そこで、上記したような従来より用いられてい
る定着装置の欠点を解消するために、特開昭57−
104965号公報、特開昭58−111963号公報、特開昭
58−215675号公報等に示されているような定着装
置が提案されている。しかし、これ等の加熱ロー
ラ型定着装置においては、そのいずれもが２つの
ローラ間に挟持した用紙を確実に剥離するための
剥離爪に関するもので、その爪の接触角度等を設
定するための装置、または、オイル供給装置の構
成等について開示しているものであり、第７図に
示されるような従来例の技術を改良し、発展させ
ているものの、上記した欠点を完全に解決するま
でには至つていないものである。

また、上記したような一般の加熱ローラ型定着
装置においては、２つのローラ間から排出される
用紙が、その挟持部から出た直後にローラから剥
離されるために、加熱されて溶融されたトナー
が、剥離されると同時に、周囲の雰囲気によつて
冷却されてしまい、トナーの流動時間が非常に短
いものとなり、それによつて、トナー画像の定着
が確実に行われにくいという欠点を持つている。

この欠点は、特に、トナーの高い流動性を必要
とするカラーコピーの定着の場合に、非常に不利
な条件となるもので、その定着の作用によつて得
られたコピーの画質が不鮮明になる等の、多くの
問題を発生させることがあつた。

そこで、このような欠点を解決するためには、
従来より用いられているカラー複写機等において
は、定着装置のローラの回転時間を遅くし、トナ
ーの溶融加熱時間を長くするようなことが行われ
ているものの、このような手段を採用したときに
は、複写機の複写の動作が全体に遅いものとな
り、カラーコピーを行わないときにも、複写の速
度が低下し、したがつて、複写能率の向上を図る
ことが出来ないという欠点が生じているのであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記したような従来より用いられて
いる加熱ローラ型定着装置の持つ欠点を解消する
もので、用紙をトナー画像に接触しない側のロー
ラに静電的に保持させた状態で、定着の動作を行
うとともに、２つのローラの挟持部からかなり離
れた地点で、用紙の剥離を行うようにし、その剥
離の動作を剥離爪を用いずに行い得るように形成
した電子写真用定着装置を提供することを目的と
している。

（問題点を解決するための手段および作用） 本発明の電子写真用定着装置においては、加熱
ローラの内部に内部加熱素子を収容するようにし
て形成するとともに、その表面に比較的厚い弾性
体の被覆を設けている。また、加熱ローラに対応
して設けられる加圧ローラの表面には、フツソ樹
脂等の離型層を形成し、両ローラ間に挟持された
用紙が、その挟持部で加圧ローラの表面に沿つて
湾曲され、そのままの状態で排出されるように構
成される。

さらに、本発明の加圧ローラの用紙の挟持部の
近くに、ローラの表面を帯電させるためのローラ
帯電用コロトロンと、表面を剥離する部分には、
用紙帯電用コロトロンとがそれぞれ設けられてい
て、それぞれの帯電コロトロンが同じ極性の電荷
を与えることにより、ローラに対して、表面を静
電気的に吸着させるとともに、用紙の剥離に際し
ては、静電気的な反発力を発揮させ、その力を利
用して行うようにしている。

したがつて、本発明の電子写真用定着装置を用
いて、未定着トナー画像の定着の動作を行う際に
は、トナー画像を転写された用紙が、加圧ローラ
に長時間保持されることになるために、溶融され
たトナーの流動性が向上されることになり、鮮明
なカラーコピーを得ることが可能になり、さら
に、ローラからの用紙の剥離を機械的な部材を用
いて、強制的に行うことがないために、ローラの
表面に傷を付けたりすることも防止され、コピー
を汚す等の事故の発生を確実に防止出来ることに
なる。

（実施例） 図示された例にもとづいて、本発明の電子写真
用定着装置の構成を説明すると、第１図に示すよ
うに、本発明の定着装置１は、従来より用いられ
ている定着装置と同様に、加熱ローラ１０と、加
圧ローラ１５とから構成される。

本発明の加熱ローラ１０は、その内部に内部加
熱素子１３を収容した金属コア１１の表面に、１
〜1.5mmの厚さのシリコンゴム等の弾性体１２を
被覆して構成するととももに、表面を鏡面加工を
施し、その周囲の所定の位置に、加熱温度の制御
を行うための温度センサー３と、オフセツト防止
用のオイルを供給するための、オイル供給装置７
を設けている。

オイル供給装置７としては、従来より用いられ
ている装置と同様な構成のものを用いていて、オ
イルパン８から、多孔質の柔軟な供給部材８を用
い、毛細管現象を利用して、少しずつシリコンオ
イルを吸い上げ、ローラ１０の表面に塗布するよ
うにしている。

また、本発明の加圧ローラ１５は、金属コアの
表面に耐熱性フツソ樹脂等から構成される離型層
を被覆したもので構成される。そして、加圧ロー
ラ１５の金属コアの内部には、加熱ローラの場合
と同様に、内部加熱素子１３ａを収容していて、
加熱を行うとともに、その温度の制御を温度セン
サー３ａによつて行うようにしている。

さらに、本発明の加圧ローラ１５の周囲には、
一対の帯電コロトロンが設けられていて、ローラ
の表面と、用紙とに対して、それぞれ電荷を供給
するようになつている。この帯電コロトロンは、
用紙の挟持部の手前の部分に設けられたローラ帯
電用コロトロン１６ａと、用紙の剥離部分に設け
られた用紙帯電用コロトロン１６ｂとから構成さ
れている。

上記した２つのローラ間に用紙を案内するとと
もに、剥離された用紙の案内を行うために、ロー
ラの挟持部の前後の部分に用紙ガイド部材２，２
ａを形成している。そして、剥離された用紙を送
り出しローラ２１によつて搬送し、排出トレイに
排出する。

また、本発明の定着装置においては、定着装置
１の前後の部分に図示を省略した用紙センサーを
設け、その検知情報を制御装置に入力することに
よつて、帯電コロトロン等のオン、オフ等の制御
を行うようにしている。

本発明の定着装置１の定着の際の作用および動
作は、第２図、および第３図によつてより明瞭に
される。つまり、第３図に示されるように、本発
明の加圧ローラ１５に（−）の電荷が帯電される
と、その表面に接触された用紙５には、それと逆
極性の（＋）の電荷が発生し、それによつて、用
紙５をローラ表面に静電気的に確実に保持出来る
ことになる。さらに、定着の動作が終了して、ロ
ーラ表面から用紙を剥離する場合には、用紙帯電
用コロトロン１６ｂによつて、用紙５に（−）の
電荷を供給すると、ローラ表面と、用紙とが静電
気的に反発し合い、用紙５を自動的に剥離させる
ようになつている。

また、本発明の定着装置１を用いて、定着の動
作を行う際には、加圧ローラ１０の表面が柔軟
で、加圧ローラ１５の表面が硬質なもので形成さ
れているために、その間に挟持された用紙が第２
図に示されるような状態で、加圧ローラ１５の表
面の曲面に沿つて湾曲される。

したがつて、２つのローラ間から排出される用
紙５は、溶融されたトナーによつて、加熱ローラ
に付着される力が働いたとしても、その挟持部か
らの排出に際して、用紙の自然な曲げ力と、腰の
強さとによつて、自然に加熱ローラから剥離され
るとともに、加圧ローラ１５に静電気力によつて
吸着されているために、加熱ローラ１０に沿つて
回転することが確実に防止される。そして、その
状態で加圧ローラ１５に吸着されて進行する用紙
５は、第２図に示す挟持の中心点Ａから、挟持の
終了部Ｃに至り、剥離を行う点Ｂで、用紙帯電用
コロトロン１６ａによつて（−）の電荷が供給さ
れることにより、自然な状態で剥離されることに
なる。

なお、第２図に示す場合に、加圧ローラ１５の
中心点Ｏと、点Ａ、Ｂを結ぶ角度θは、上記した
実施例の場合には、加熱ローラに形成した弾性体
の被覆層が比較的薄いものであるので、理論的に
は、θ＝5゜以上に設定されることが必要となる。
しかし、その角度が非常に小さい場合には、用紙
帯電用コロトロン１６ｂが、２つのローラによる
挟持部に非常に接近して形成されることになり、
その作用を確実に行うことが困難になることと、
用紙の剥離を直ぐに行わずに、トナーの加熱時間
を長くし、その流動性を向上させることが必要で
あるために、実際には、その角度θを20゜〜30゜位
に設定することが必要になる。

次に、本発明の定着装置１を用いて、定着の動
作を行う場合について説明する。まず、電子複写
機のスタートスイツチを入れると、加熱ローラ１
０と、加圧ローラ１５とは、それぞれその内部に
収容している内部加熱素子１３，１３ａが通電さ
れて、所定の温度に加熱され、その加熱温度が温
度センサーによつてコントロールされ、一定に維
持された状態で保持される。

その状態でコピーを開始し、感光体ドラムに形
成されたトナー画像を用紙等の支持体に転写し、
その像担持体が定着装置１の手前の部分の所定の
位置に到達すると、図示を省略した用紙センサー
によつて検知されるとともに、その検知情報によ
つて定着装置の２つのローラが回転を開始し、そ
れとともに、ローラ帯電用コロトロン１６ａが放
電を始め、（−）の電荷がローラの表面に帯電さ
れる。

用紙５が用紙ガイド部材２を通つて、ローラに
より形成された挟持部に案内されると、用紙５に
は、加圧ローラ１５に接触すると同時に（＋）の
静電気が発生し、用紙が加圧ローラに吸着され
る。そして、そのままの状態で両ローラによつ
て、加熱と、加圧の作用が行われ、さらに、両方
ローラによる挟持が終了しても、Ｂ点に至るまで
間、用紙が加圧ローラに接触しているために、用
紙の表面に形成されているトナー画像の加熱が続
けられ、その間、トナー画像６のトナーは、溶融
状態が保持される。

その後で、Ｂ点において用紙帯電用コロトロン
１６ｂから、（−）の放電を行うと、用紙５が加
圧ローラ１５の表面と同極性に帯電されることに
なり、その反発力によつて、加圧ローラ１５から
剥離され、その剥離された用紙が用紙ガイド部材
２ａを通り、送り出しローラ２１によつて、排出
トレイに排出されることになる。

また、上記した本発明の実施例は、両ローラに
それぞれ内部加熱素子３，３ａを形成したものを
示しているが、本発明の電子写真用定着装置にお
いては、第４〜６図にそれぞれ示すような他の構
成の装置としても適用され得ることになる。な
お、以下に示す他の実施例の場合にも、加熱ロー
ラ１０と、加圧ローラ１５の構造は、第１図に説
明してものと同一のものを用い、両ローラ間に挟
持される用紙が加圧ローラ１５の表面に沿つて湾
曲されること、および、加圧ローラ１５に用紙５
を吸着する点は、上記した実施例と同じにしてい
る。

つまり、第４図に示す実施例においては、トナ
ー画像６に接触する側のローラ１０には、加熱手
段を形成せずに、加圧ローラ１５の内部にのみ、
ハロゲンランプ等の内部加熱素子３ａを設けてい
る。そして、加圧ローラ１５の用紙導入部に設け
たローラ帯電用コロトロン１６ａによつて、ロー
ラ１５の表面に帯電させ、用紙５を吸着するとと
もに、加熱ローラ１０との間に挟持してトナー画
像６の定着を行い、その挟持が終了しても、用紙
の保持を続けている間は、加圧ローラ１５により
用紙の加熱を続けるために、トナーの流動性を保
持し続けることが可能になつている。

また、第５図に示す他の実施例の場合には、加
圧ローラ１５の内部に、内部加熱素子３ａを収容
させるとともに、両ローラの排出部に面して、ハ
ロゲンランプ等の外部加熱素子１８と、リフレク
タ１９とを形成し、その２つの加熱素子によつて
加熱ローラ１０、加圧ローラ１５および、用紙５
の加熱を行うようにしている。

そして、この実施例においては、２つの加熱素
子１３ａ，１８の温度の制御を温度センサー３，
３ａを用いて行うが、加圧ローラ１５への用紙５
の吸着は、ローラ帯電用コロトロン１６ａを用い
て行い、ローラ１５からの用紙の剥離を、剥離爪
２０を用いて行うようにしている。

これは、外部加熱素子１８の熱によつて、帯電
コロトロンが影響を受けることを避けるためであ
るが、その場合に、用紙の剥離の位置を適当に設
定することにより、用紙帯電用コロトロンを用い
ることも当然可能である。

さらに、第６図に示す他の実施例においては、
加熱ローラ１０と、加圧ローラ１５との両方のロ
ーラの内部に、ハロゲンランプ等の内部加熱素子
１３，１３ａをそれぞれ形成し、各々の加熱温度
の制御を温度センサー３，３ａを用いて行うよう
にしている。また、帯電コロトロン１６を１個だ
け設けておき、用紙を吸着する前に加圧ローラ１
５の表面に帯電させ、その後で、用紙の剥離を行
う際に、再び帯電コロトロン１６によつて、同じ
極性の電荷を供給し、用紙に帯電させることによ
り、静電気的な反発力によつて、用紙を剥離し、
用紙ガイド部材２ａを介して、送り出しローラ２
１に送り込み、排出トレイに排出するようにす
る。

なお、上記した本発明の電子写真用定着装置の
実施例においては、加熱ローラ１０の表面は、鏡
面加工が施されていて、特にカラーコピーの場合
に効果を発揮させることが出来るようになつてい
るもので、それに加えて、トナー画像の加熱時間
を延長することが可能であるために、定着の動作
が行なわれたカラーコピーを発色性を良好にする
とともに、しかも、光択のある鮮明なものとして
仕上げることが可能になるのである。

また、本発明のローラ表面の温度センサーとし
ては、熱電対、サーミスタ等の他に、他の温度検
知部材を用いることが可能であり、ローラの加熱
部材としても、内部加熱素子に限定されるもので
はなく、セラミツクコアの表面に発熱体を被覆し
て形成した加熱ローラ等を用いることも当然可能
であり、その他に、内部加熱素子を設けたローラ
の場合にも、金属コアの厚さを比較的薄いもので
形成することにより、加熱ローラの加熱時間を短
縮し、電子複写機のウオームアツプタイムを短縮
させる等の処理を行うことが可能になるのであ
る。

（発明の効果） 本発明の電子写真用定着装置は、上記したよう
な構成を有するものであるから、特にカラーコピ
ーを行う際に、その処理スピードを低下させるこ
となく、発色性の良好なコピー画像を形成するこ
とが可能になる。

また、加熱ローラの表面に剥離爪等が接触する
ことがないので、トナー画像に接触する部分に傷
等が発生されることがなく、ローラの寿命を延長
することが可能になるとともに、鮮明なコピーを
得ることが出来ることになる。

さらに、本発明の電子写真用定着装置において
は、加熱ローラからの用紙の剥離を、用紙の湾曲
による紙自身の腰の強さを利用して行うようにし
ているために、溶融されたトナーによつて、ロー
ラの表面に用紙が吸着されままで回転することが
なく、電子複写機にジヤム等の事故が発生するこ
とを確実に防止出来ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子写真用定着装置の構成
を示す側面図、第２図は、第１図の要部を拡大し
て示す説明図、第３図は、加圧ローラと、用紙の
帯電の状態を示す説明図、第４図ないし第６図
は、それぞれ、本発明の他の実施例の構成を示す
側面図であり、第７図は、従来より用いられてい
る定着装置の構成を示す側面図である。 図中の符号、１……定着装置、２……用紙ガイ
ド部材、３……温度センサー、５……用紙、６…
…トナー画像、７……オイル供給装置、１０……
加熱ローラ、１１……金属コア、１２……弾性
体、１３……内部加熱素子、１５……加圧ロー
ラ、１６……帯電コロトロン、１８……外部加熱
素子、１９……リフレクター、２０……剥離爪、
２１……送り出しローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対のローラで構成され、少なくともその一
   方に加熱手段を有する定着装置において、２つの
   ローラ間を用紙が通過する際に、その用紙をトナ
   ー画像に接触しない側のローラに静電的に吸着さ
   せ、その表面に沿つて湾曲させるように構成する
   とともに、定着の動作の後で用紙をローラから剥
   離するように構成したことを特徴とする電子写真
   用定着装置。 ２ トナー画像に接触しない側のローラに、用紙
   を静電吸着するために、ローラの帯電手段を設け
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電子写真用定着装置。 ３ ローラに静電吸着した用紙を剥離するため
   に、用紙に帯電させるための第２の帯電手段を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第２項のいずれかに記載の電子写真用定着装
   置。 ４ 用紙のトナー画像に接触するローラを、金属
   コアの表面に比較的厚い弾性体を被覆して形成す
   るとともに、他のローラの表面を硬質の部材で形
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載の電子写真用定着装
   置。