JPH06110349A - 定着用ローラ及び定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明の目的は、剥離帯電によるオフセット
現象を防止することのできる定着用ローラ及び定着装置
を提供することにある。 【構成】 加圧ローラ２の芯金２１上に、導電性の弾性
層２２及び絶縁性ＰＦＡチューブ２３を被覆し、さらに
最上層として導電性ＰＦＡチューブを被覆する。そし
て、該最上層を電気的にフロート状態にして上記芯金２
１をダイオード８を介して接地させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を応用した
複写機やプリンタなど画像形成装置における定着ローラ
及び定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来の定着装置の縦断面図を示
す。定着ローラ１は芯金１１上にＰＦＡやＰＴＦＥ等の
フッ素樹脂などより成る離型層１２を設けたもので矢印
方向に回転する。加圧ローラ２は芯金２１上にシリコー
ンゴム等の弾性層２２及びＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素
樹脂などより成る離型層２３を設けたもので、定着ロー
ラ１に従動して矢印方向に回転する。定着ローラ１の芯
金１１内にはヒータ３が配設され、内部より定着ローラ
１を加熱する。定着ローラ１の表面温度は温度センサ４
により測定され、温度調節回路（図示せず）に入力され
る。ヒータ３は温度調節回路により、オン・オフされて
定着ローラ１の表面温度は一定値に制御される。加圧ロ
ーラ２は付勢手段（図示せず）により定着ローラ１に押
圧され、定着ニップＮが形成される。紙葉体５上に周知
の電子写真プロセスにより静電転写された未定着トナー
６はガイド手段（図示せず）を経て定着ニップＮに挿通
され、加熱・加圧されて紙葉体５に永久固定される。

【０００３】芯金１１にはバイアス電源７が接続されて
おり、トナー６の固有電荷と同極性の電圧が芯金１１に
付与され、トナー６を定着ローラ１の表面から静電的に
反発するようにして、定着ローラ１の表面にトナー６が
転移して後続の画像を汚すオフセット現象を防いでい
る。定着ニップＮ中の反発電界を大きくするには、弾性
層２２は導電性であることが好ましく、一例としてカー
ボンを分散したシリコーンゴムより成る弾性層２２を用
いることができる。離型層１２及び離型層２３はＰＦＡ
チューブより成り、電気的には絶縁性であり、抵抗率は
１０¹²Ω・ｃｍ以上のものとしてバイアス電源７の電流
漏洩を防止している。離型層１２及び離型層２３の電気
的ブレイクダウンを生じさせない目的には、チューブを
被覆する方法の方がＰＦＡ粉末を焼成する方法よりも局
所的なリークを少なくできるので、より適している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、定着ニップＮから紙葉体５が排出される
ときに紙葉体５と離型層１２あるいは離型層２３の間で
剥離帯電を生じ、電源７により生起される定着ニップＮ
内の反発電界を弱めるように作用することが判かった。
その結果、オフセット防止効果が滅殺され、特に紙葉体
５が高抵抗となる低湿環境下でオフセットが生じること
があった。剥離帯電は、紙葉体５の後端部が定着ニップ
Ｎを出るときに特に強く生じ、離型層１２及び離型層２
３が新品状態のときにとりわけ強い後端の剥離帯電が観
察され、後端相当部の表面電位が局所的にバイアス電源
７とは逆の極性すなわちトナー６と逆極性となり、その
部分に当接した未定着トナー像が剥ぎ取られ、後続の画
像上にオフセットすることがある。

【０００５】図７（Ａ）、（Ｂ）には先行する紙葉体５
１の後端部で生じた強い剥離帯電により、後続の紙葉体
５２上でこの剥ぎ取りオフセットが生じる様子を示し
た。図８は紙葉体５２上のオフセット画像を示すもの
で、Ｘ部で剥ぎ取られたトナー６が定着ローラ１の周長
Ｌだけ後の画像上にオフセットしている様子を示す。剥
ぎ取りオフセットは（１）のようなハーフトーン画像で
最も明瞭に発生し、（２）のような文字画像の場合には
剥ぎ取りによる文字欠けは生じないが、後続部分のオフ
セットが生じる。

【０００６】本発明の目的は、上記問題点を解決し、剥
離帯電によるオフセット現象を防止することのできる定
着用ローラ及び定着装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決する手段】本発明によれば、上記目的は、
先ず定着用ローラについては、芯金上に表層を有し、被
定着画像を支持した支持体を挟持搬送して定着するため
の定着用ローラにおいて、上記表層は、導電性チューブ
の最上層と、少なくとも一層が絶縁性チューブの下層と
から形成されており、上記最上層の導電性チューブは電
気的にフロート状態とされていることにより達成され
る。次に、定着装置については定着装置に上記定着用ロ
ーラを備えることにより達成される。

【０００８】

【作用】本発明によれば、定着用ローラの最上層を導電
性チューブで形成したので、該ローラと定着用回転体を
用いて定着装置を構成すれば、支持体たる紙葉体の後端
部が定着ニップ部から排出される際に、該後端部及び定
着用回転体表面と上記最上層とが接触して、剥離帯電を
緩和する。また、下層には絶縁性チューブを有してお
り、しかも上記最上層は電気的にフロートされているの
で、上記ニップ内に形成されるオフセット防止の反発電
界が維持され、多数枚の紙葉体を通紙するうちにセンサ
等の当接部により定着用回転体の離型層が摩耗し、遂に
は芯金が露出して、定着用ローラに直接当接するように
なるときでも、漏洩電流の発生を防ぐ。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１０】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１及び図２に基づいて説明する。なお、従来例との共通
箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００１１】図１に示す帯電防止層２４は、カーボンを
分散した導電性ＰＦＡチューブを絶縁性のＰＦＡチュー
ブ２３上に被覆したもので、ＰＦＡチューブ２３の厚さ
は２０〜１００μｍ、抵抗率１０¹²〜１０¹⁸Ω・ｃｍで
あり、導電性ＰＦＡチューブの厚さは１０〜３０μｍ、
抵抗率１０³〜１０⁶Ω・ｃｍである。導電性ＰＦＡチュ
ーブ２４の幅Ｌ₁は、絶縁性ＰＦＡチューブ２３の幅Ｌ₂
よりも両端部でそれぞれΔＬだけ短く設定してあり、導
電性の弾性層２２と電気的には絶縁状態とされている。
幅Ｌ は用いられる紙葉体５の幅よりも大きな寸法とし、
２〜１０ｍｍとすれば良い。

【００１２】絶縁性ＰＦＡチューブ２３上に導電性ＰＦ
Ａチューブ２４を形成する方法としては、弾性層２２上
に一旦絶縁性ＰＦＡチューブ２３を接着、焼成した後
に、導電性ＰＦＡチューブ２４を接着、焼成するものが
ある。また、チューブ自体で絶縁性ＰＦＡチューブ２３
上に導電性ＰＦＡチューブ２４を二層に成形したものを
用い、これを弾性層２２上に接着、焼成した上で、導電
性ＰＦＡチューブ２４の端部ΔＬを剥離する方法でも所
望の加圧ローラ２を得ることができる。

【００１３】図２に示すように、導電性ＰＦＡチューブ
２４は紙葉体５の裏面に接触し、紙葉体５の後端部が定
着ニップＮから排出される際に後端部と定着ローラ１の
表面に接触して、剥離帯電を緩和するために、局所的な
強い剥離帯電を防ぐことができ、離型層１２が新品状態
であっても剥離オフセットが発生することはない。ここ
で、加圧ローラ２の絶縁性ＰＦＡチューブ２３の役割
は、電源７及びダイオード８により定着ニップＮ内に形
成されるオフセット防止の反発電界を維持するものであ
り、剥ぎ取りオフセットのみに注目すれば絶縁性ＰＦＡ
チューブ２３は不要であるが、多数枚の紙葉体５を通紙
するうちにセンサ４等の当接部により定着ローラ１の離
型層１２が摩耗し、遂には芯金１１が露出して、加圧ロ
ーラ２に直接当接するようになるときでも、漏洩電流が
発生しないようにするには、絶縁性ＰＦＡチューブ２３
が必須である。

【００１４】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
３に基づいて説明する。なお、実施例１との共通箇所に
は同一符号を付して説明を省略する。

【００１５】図３は実施例２の定着装置の縦断面図であ
る。本実施例の加圧ローラ２は実施例１と同様の構成の
ローラである。

【００１６】本実施例の特徴は、トナー６に接触する回
転体が薄肉の定着ベルト１’である点で、熱容量の小さ
な板状ヒータ３’を温度センサ４の出力に基づいてオン
・オフすることにより瞬時に定着可能状態を実現できる
省エネルギータイプの定着装置とした点である。定着ベ
ルト１’は厚さ３０〜１００μｍのポリイミド等の樹脂
フィルム１１’をベースとし、その上に厚さ５〜１０μ
ｍの接着層でもある導電層１２’及び厚さ５〜３０μｍ
のＰＴＦＥあるいはＰＦＡ等のフッ素樹脂より成る離型
層１３を有しており、駆動ローラ９，９’により回動さ
れる。導電層１２’はダイオード８’を介して接地され
ており、加圧ローラ２の芯金２１に接続されたダイオー
ド８と協働して定着ニップＮ内にトナー６を静電的に離
型層１３から反発する電界を形成してオフセットを防止
する。本構成においても、紙葉体５の後端が定着ニップ
Ｎより排出されるときに、導電性チューブ２４が離型層
１３と接触することにより、後端部の剥離帯電が防止さ
れ、剥ぎ取りオフセットは生じない。

【００１７】なお、本構成の装置のように省エネルギー
を目的とするものにおいては、加圧ローラ２の弾性層２
２は導電性スポンジとして熱の逃げを少なくするのが好
ましい。

【００１８】〈実施例３〉次に、本発明の実施例３を図
４及び図５に基づいて説明する。なお、実施例１との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００１９】図４及び図５は本発明の実施例３の定着ロ
ーラ１の要部斜視図及び定着装置の縦断面図を示すもの
である。

【００２０】定着ローラ１は芯金１１上に実施例１にお
いて加圧ローラ２について説明したのと同様の方法で絶
縁性チューブ１２の上に導電性チューブ１３’を焼成し
て形成したもので、導電性チューブ１３’の端部には絶
縁性チューブ１２がΔＬの長さに亘って露出するように
して、導電性チューブ１３’が芯金１１と導通すること
なく電気的にフロート状態に保たれるようになされてい
る。

【００２１】本実施例の場合、定着ローラ１の表面に導
電層があるので、表面電位が局所的に異なる値をとるこ
とはなく、紙葉体５が定着ニップＮから排出されるとき
もその後端相当部に強い剥離帯電が生じることもないの
で、剥離オフセットが発生しない。さらに、定着ニップ
Ｎ内で導電チューブ１３’はフロート電極として作用し
て、そこにトナー６付着部と非画像部の中間の電位が誘
起される結果、トナー６を導電チューブ１３’から反発
する電界が生じて静電オフセットが防げる効果もある。

【００２２】なお、上述した紙葉体５の後端の剥離帯電
は定着ローラ１あるいは、特に新品状態で顕著に発生す
るけれども、バイアス電源７やダイオード８，８’を用
いず、各々のローラを接地した場合においても、本発明
の効果が発揮されることは明らかである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、定着ローラあるい
は加圧ローラの表面離型層として絶縁性チューブ上に電
気的にフロート状態に保った導電性チューブを配設する
ことにより、定着された画像上に生じる静電的オフセッ
ト像を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の加圧ローラの斜視図であ
る。

【図２】本発明の実施例１の定着装置の縦断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例２の定着装置の縦断面図であ
る。

【図４】本発明の実施例３の定着ローラの要部斜視図で
ある。

【図５】本発明の実施例３の定着装置の縦断面図であ
る。

【図６】従来の定着装置の縦断面図である。

【図７】紙葉体の後端部の剥離帯電と剥離オフセットの
発生を示す概要説明図である。

【図８】剥離帯電に起因するオフセット画像を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ２３ 絶縁性チューブ ２４ 導電性チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 宏明 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 七瀧 秀夫 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯金上に表層を有し、被定着画像を支持
   した支持体を挟持搬送して定着するための定着用ローラ
   において、上記表層は、導電性チューブの最上層と、少
   なくとも一層が絶縁性チューブの下層とから形成されて
   おり、上記最上層の導電性チューブは電気的にフロート
   状態とされていることを特徴とする定着用ローラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の定着用ローラを備えた
   こととする定着装置。
3. 【請求項３】 定着装置を構成する定着用ローラ間にバ
   イアス電圧を発生させることとする請求項２に記載の定
   着装置。