JPS6314185A - ロ−ラ定着装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は、複写機、ＰＰＣプリンター等の画像形成装置
に使用され、未定着の像を用紙に定着させる加熱加圧ロ
ーラを使用する定着装置に関するものである。

〈発明の背景〉 電子写真方式を用いた画像形成装置においては、記録媒
体上に形成された像（例えばトナー像）を用紙に転写し
、この用紙上の未定着像を定着するだめの装置が必要で
あった。この装置としては、加熱加圧ローラを有する加
熱加圧定着装置が広く知られている。この定着装置は、
ヒータランプ等にて加熱される加熱ローラにテフロンロ
ーラを使用し、加熱ローラに圧接される加圧ローラには
シリコンローラを使用している。そして、両ローラを適
度に加圧してニップを形成している。このローラを回転
駆動させることで、ニップ形成領域にトナー像が転写さ
れた用紙を通し、トナー像を用紙に定着させている。

ところが、上記ローラを互いに圧接回転させると、両ロ
ーラはニップ形成領域で摩擦帯電される。

また、転写後の用紙には転写用帯電器による高圧コロナ
放電電荷が残留する。これら要因による用紙及びローラ
表面電荷が原因となって用紙ジャムが発生することがあ
る。

上記摩擦帯電によるローラ表面の電位は、ローラの表面
材質や表面速変により変化する。ローラ帯電器について
は特開昭６０−１７５０７０号公報等に詳細が述べられ
ている これらローラ表面が帯電した場合用紙はローラに静電吸
着し、ローラ表面に巻き付き易くなるので用紙ジャムの
発生頻度が高くなる。

このような定着ローラ表面の帯電を防止するため、ロー
ラを接地することで帯電電荷を逃がしている。この例と
しては、特開昭５４−２１３７号公報、及び特開昭５９
−１１１６６７号公報等に述べられている。

しかしながら、上述のように定着ローラを接地しただけ
では問題が残る。例えば、定着ローラとアースの間に介
在させている軸受は部の抵抗値が１００Ｍオームセンチ
以下の場合、比較的に高湿度の条件下（例えば、７０％
ＲＨ以上）においては、定着前のトナー像と用紙間の静
電的吸着力が無くなるか、もしくは弱くなるのでトナー
像が乱れ易すくなることを本発明者が、実験により見出
だすことができた。即ち、用紙が高湿度の条件下で導電
性となり、用紙上にトナーを保持している静電荷が定着
ローラを介して逃げるために、トナー像が乱れるものと
思われる。

一方、用紙のローラ巻き付きを防止するには、定着ロー
ラ表面とアース間の抵抗は、低い方が効果的であること
も実験結果により明らかになった。

例えば、０．１Ｍオームセンチ以下にすれば良いこと等
が明確になった。これらの実験による確認は、加熱−ラ
の軸受は部の表面をアルミ素地を露出させ、体積抵抗値
を種々変化させた導電性樹脂軸受けを介してアースし、
この抵抗値をパラメータとして実験確認を行った。

これら両方の実験結果を同時に満足する条件は、定着ロ
ーラを単に接地するだけでは実現することができない。

そのため、従来、高湿度条件下では画質を良好に、且つ
用紙ジャムが発生しない定着装置を得る事ができないの
が現状であった。

〈発明の目的〉 本発明は、各種の環境条件下においても安定な画質が得
られ、用紙ジャムの無い定着装置、特にローラによう定
着装置を提供する事を目的としている。

〈実施例〉 第１図は本発明による定着装置の一具体例をしめず断面
図、第２図は電子写真複写装置の概略側断面図である。

複写装置ｌは、第２図に示すように、はぼ中央部には複
写像を形成するためのドラム状に形成された感光体２を
備えている。この感光体２は、時計方向に図示しない駆
動機構により回転可能に保持されている。感光体２の周
囲には、複写像を形成すために回転方向に沿って帯電装
置３、光集束性光伝送体４、現像装置５、転写装置６、
清掃装置７が配置されている。この複写装置ｌでは、例
えば感光体２と帯電装置３と清掃装置７とが少なくとも
１つの筐体内に保持されており、第一の作像ユニット８
を構成している。この第一の作像ユニット８は、装置本
体側の図示しない案内支持手段によって保持されており
、作像ユニット上の装着用取手により誰にでも簡単に取
り出し、また装着すことが出来るようになっている。

複写装置ｌの上部には、原稿をセットして露光用光源Ｉ
Ｏにて露光するための原稿載置台９が移動可能に配置さ
れている。この原稿載置台９は、図示しない駆動装置に
より左右に走査される。露光用光源１０により照射され
て得られた光像は、光集束性光伝送体４によって感光体
ドラム表面上の光導電層に投影される。これによって感
光体２の表面には原稿像に応じた静電潜像が形成され、
この潜像は第二の作像ユニットである現像装置５によっ
て可視化される。

次に、上記現像装置５によって可視像（現像剤の像）化
された像は、転写装置６によって、給紙装置からタイミ
ングを取って搬送されてきた転写紙上に転写される。転
写紙は、像の転写後、剥離装置１１により感光体ドラム
２の表面から引き剥がされ、搬送ガイド１２に沿って本
発明における加熱定着装置１３に送られる。定着装置１
３では転写紙上の現像剤粉像を熱と圧力により定着して
おり、定着後の転写紙は排紙部１４へと排出される。

第３図は本発明を適用しｔこ複写装置の開放状態をしめ
す全体斜視図であり、前カバー１７を開放し、上ユニッ
ト！５を開放して、定着装置Ｉ３が見えるようにしてい
る。　用紙が装置内部でジャムした場合は、複写装置ｌ
を第３図のように開放し、給紙部１８、剥離装置１１、
定着装置１３等からジャムしている用紙を取り除くこと
になるが、このジャム（紙詰まり）用紙の除去が、複写
装置ｌを開放することで簡単になる。

次に、第４図を参照に本発明の定着装置１３及びその周
辺部の説明を行う。

定着装置１３は、テフロンコーティングされた加熱ロー
ラ２０と、この加熱ローラ２０に圧接される表面がシリ
コンゴムようなる加圧ローラ２１とから構成されており
、少なくともトナー像と対接側のローラ２０内にヒータ
ランプが設けられている。このローラ２０，２１の接触
部に搬送ガイド１２上を案内されてくる用紙が送り込ま
れてくることで、トナー像が用紙上に定着される。つま
り、トナー像が転写された用紙は、装置本体ｌの搬送ガ
イド１２の上部を、搬送搬送ガイド１２から排紙トレー
１４ａの方向に向けて搬送される。

この時、用紙先端部は、搬送搬送ガイド１２を過ぎると
、ペーパーガイド２４の上を進み、両ローラの回転駆動
に従い、加熱ローラ２０に当接の後、加熱ローラ２０の
周面に沿って両ローラの接線部に誘導される。

上述のように加熱ローラ２０内には、ヒータランプ２２
が配置されており、加熱ローラ２０を内部から加熱して
いる。加熱ローラ２０の排紙側の接線近傍には剥離爪２
５が摺接し、用紙が加熱ローラ２０に巻き付くのを防止
している。

また、圧接ローラ２１には排紙側の側面にステンレス製
の剥離板２６が摺接されている。この剥離板２６には部
分的に切り欠きが設けられ、切り欠き間の凸部の先端部
のみ圧接ローラ２Ｉに接触する構成で、用紙が圧接ロー
ラ２１に巻き付いた時の剥離爪として機能している。

続いて本発明の定着装置を、第１図を参照して詳細に構
成を説明する。図に示すように加熱ローラ２０は、定着
装置のフレーム３０に軸受け２８を介して回転可能に保
持されている。この加熱ローラ２０は、円筒形状のアル
ミ管２０ａを素材とし、用紙が通る部分には表面に約７
μｌ厚のプライマ一層上に、　厚さ約１３μ鴎のテフロ
ンコーティング層２０ｃが形成されている。また、軸受
け２８の部分には、アルミ管表面に約３０ｕａ＋厚のア
ルマイト処理がされている。このアルマイト処理された
部分には、軸受け２８が設けられており、この軸受け２
８は、加熱ローラ２０を保持するためのフレーム３１に
固定されている。この軸受け２８は導電性樹脂の材質か
らなり、含有する導電材料の種類や量によって体積抵抗
を可変することができる。本実施例では０，１Ｍオーム
センチ以下の範囲で適当な値を選択し、１００オームセ
ンチのものを使用した。軸受け２８の外側には上ヒート
ローラ２０を駆動する歯車３２が固定されている。

また、加熱ローラ２０内部には、ヒータランプ２２が電
極ホルダー３３、電極３４により弾性保持されており、
加熱ローラ２０を内部より加熱している。３５は電極３
４を保護しヒータランプ２２の光や熱が定着装置の外部
に漏れにくいように設けられたヒーターカバーである。

以上のごとくヒートローラ２０の表面をアルマイト処理
のように、絶縁性で多孔性の物質を通して加熱ローラ２
０表面をアースすることにより、用紙の電荷保持特性と
用紙のローラ巻き付き防止特性の両方を満足する加熱加
圧定着装置を実現することができる。

一方、他の実施例としては、定着ローラの用紙通紙部に
施されているテフロンコーティングを軸受は部２８まで
延長させ、加熱ローラ２０全体を約２５μＩのテフロン
コーティングした。テフロンコーティング表面には、ア
ルマイト処理の場合と同様に通常サブミクロンオーダー
のピンホールが多数ある。第１図で示したアルマイト処
理の実施例と同様に画像乱れのない、しかも、用紙ジャ
ムの無い、定着装置が得られた。

第５図は本発明による定着装置の表面処理部分の特性説
明の為に示した推定等価回路である。アルミ管導電部１
０２と表面１０１　　（アース部分）の間には、例えば
アルマイト処理による多孔性絶縫コーティング１０４が
施されている。コーティング１０４の厚さは約１０から
！００μｍ程度あれば十分使用可能である。コーティン
グ部分は、所定の値より高い電圧が印加されたときに、
双方向性ツェナーダイオド１０３の抵抗が極端に低下し
実質的に直列抵抗Ｒ２（０，１Ｍオーム以下）と等価に
なる。また逆に、所定電圧以下では双方向性ツェナーダ
イオド１０３の等価抵抗は、無限大となり、表面１０１
と、アルミ管１０２間の等価抵抗は並列抵抗Ｒ１（１０
０Ｍオーム以上）となる。なお、Ｃはコーチング層の表
面間の等価容量である。

以上のように、高湿度の条件下では、双方向性ツェナー
ダイオード１０３の等価抵抗が無限大として作用し、並
列抵抗Ｒ１により、用紙の静電荷が保持される。この場
合、並列抵抗Ｒ１は、高湿度の条件下でその抵抗値が多
少低下することも考えられるため、用紙上の電荷を保持
でき得る抵抗値を設定（１００Ｍオウム以上）すればよ
く、例えばコーティング層の厚さ等を考慮すればよい。

また、低湿時には、ローラの電荷保持性が良くなるが、
双方向性ツェナーダイオード１０３を介してローラ２０
の電荷が逃げる。そのため、用紙のローラ２０への巻き
付きが防止されることになる。

つまり、ローラ２０，２１との摩擦等により生じる摩擦
電荷が、所定の電圧以上になれば、その電圧が放電され
ることになり、特に用紙を巻き付ける電荷が溜まること
がなくなる。

第６図は、本発明による第５図で示す等価回路のｖ−■
特性を示している。この図で実線は低湿度の場合、破線
は高湿度の場合を示しており、ここで、高湿度と低湿度
との相違は、高湿度の時には第５図の並列抵抗Ｒ１の抵
抗値が多少低下することによる。また、図においてロー
ラ２０の電圧がＶｌ以下になれば、用紙上のトナーを静
電吸着する電荷を保持できなくる領域で、７３以上にな
れば用紙がローラ２０に巻き付く領域を示している。図
に示すように用紙を巻き付ける電荷がローラ２０に帯電
され、帯電電圧■が所定以上（Ｖ２以上）になれば、そ
の電圧が放電されローラ２０への用紙の巻き付きを防止
しており、また、用紙上にトナーを吸着するための静電
荷も所定電圧内で保たれることになる。

〈効　果〉 ローラ表面を多孔性の絶縁層を通して接地することによ
り、比較的高湿度の環境下でも用紙ジャムや用紙の巻き
付きによる紙詰まりがなくなり、画像乱れのない高品質
の定着性が得られる定着装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による定着装置の一興体例を示す断面図
、第２図は本発明の定着装置を備えた電子写真複写装置
の概略側断面図、第３図は本定着装置を備えた電子写真
複写装置の開放状部における全体斜視図、第４図は定着
装置の排紙部分における要部説明図、第５図は本発明の
よるローラ部分の電気的な等価回、第６図は第５図に示
す等価回路の特性を示す図である。 ｌ：複写装置本体　２：感光体　５：現像装置！２：搬
送ガイド　１３：定着装置 ２０：加熱ローラ　２Ｍ＝加圧ローラ ２０ａニアルミ管　２０ｂ＝アルマイト処理層２０ｃ：
テフロンコーティング　２８：軸受け３０：定着ローラ
のフレーム 代理人　弁理士　移出毅至（他１名） 第５図　　− 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、用紙上に保持された未定着像を定着するための装置
   であって、加圧された１対のローラからなる定着装置に
   おいて、前記いずれか一方のローラの表面を多孔性の絶
   縁性部材で覆い、該絶縁性部材を介して前記ローラを接
   地したことを特徴とするローラ定着装置。