(57)【要約】【課題】定着ローラからの紙分離を確実にし、ジャムを防止することにより、トラブルからの復旧作業を低減するとともに定着ローラのオイルスジ等による出力画像劣化を防止し、さらに定着ローラおよび加圧ローラの長寿命化を図ることができる定着装置を提供する。【解決手段】弾性体１２が芯金１１上に形成されている導電性の定着ローラ１と、弾性体２２が芯金２１上に形成されている絶縁性の加圧ローラ２とを圧接させた定着装置において、加圧ローラ２表面に凹部２−１を形成するために、絶縁性の当接ローラ３０を加圧ローラ２に当接させた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体が芯金上に形成されている導電性の定着ローラと、弾性体が芯金上に形成されている絶縁性の加圧ローラとを圧接させた定着装置において、加圧ローラ表面に凹部を形成するために、絶縁性の当接ローラを加圧ローラに当接させたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、各ローラの体積抵抗率の関係は、定着ローラ＜加圧ローラ＜当接ローラとしたことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１記載の定着装置において、当接ローラは、芯金上にフッ素系樹脂あるいはシリコーン系ゴムを表層材料とした被膜層を形成していることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを利用したカラー複写機、カラープリンタ等の定着装置に関し、特に、弾性体が芯金外周面上に被覆形成されている導電性の定着ローラと、弾性体が芯金上に形成されている絶縁性の加圧ローラとを圧接させた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式の画像形成装置においては、感光体上に形成したトナー像を転写紙上に転写してから、定着装置によって加熱しながら加圧することによって定着する。定着装置は、ヒータを備えた定着ローラと加圧ローラとからなり、両ローラ間に通紙する際にトナー像を転写紙上に定着する。
内部にヒータを有する導電性の定着ローラと絶縁性の加圧ローラとを圧接させた定着装置においては、加熱して溶融したトナーや静電気等により転写紙が定着ローラから剥離せずに巻き付いてしまう現象がある。
これら巻き付き発生の要因としては、前記の溶融したトナーの粘着力の他、特に定着ローラと加圧ローラが両方ともゴムローラの場合、転写紙がニップ部に入って出る際の摩擦帯電により発生する静電気が考えられる。従って、ゴムローラを導電性ゴムにすることで巻き付きが低減する。
またさらに、この巻き付き現象を防止するために、構成が簡単である分離爪方式が採用されることが多い。この方式は、定着ローラ表面に分離爪を当接させる強制的な分離方式であるが、長時間分離爪を当てるため、定着ローラ表面の劣化は避けがたい。
また特に、カラー電子写真方式では複数のトナーをオフセットなく定着させるために、定着ローラ表面に、離型性をよくする目的で塗布ローラや塗布パッドなどによりシリコーンオイルを供給している。よって分離爪方式ではこの爪先端によるローラ表面の磨耗部にオイルが溜まってしまい、オイルの転写紙への付着（オイルスジ）や、傷の拡大による表面劣化の問題がある。
これらの問題を改善するために、定着ローラゴム層のうち少なくとも一種類に導電性を持たせ、加圧ローラゴム層には導電性を持たせないようにし、図５に示すように定着ローラ１側ではなく加圧ローラ２側に強制分離手段である分離爪３を取り付けている従来技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この構成により転写紙Ｐはニップ部通過後、静電気により加圧ローラ２側に貼り付き、分離爪３で分離されるようになるため、巻き付きを解消しかつ、定着ローラ１に分離爪３が当たらないのでローラ表面劣化を避けることができ、転写紙の定着面側のオイルスジの発生も防止できる。
【特許文献１】特開平９−２９７４９１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記特開平９−２９７４９１号記載の構成では、加圧ローラ側へは分離爪３が当接されるため、加圧ローラ表面の劣化は避けられず、分離爪によって削られたゴム層部分に定着ローラ表面に供給されているシリコーンオイルが流れ込み、慢性的に溜まり込むと、転写紙の裏面側にオイルスジを発生させる他、定着ジワが発生するなどの原因にもなる。
本発明は、定着ローラからの紙分離を確実にし、ジャムを防止することにより、トラブルからの復旧作業量を低減するとともに定着ローラのオイルスジ等による出力画像劣化を防止し、さらに定着ローラおよび加圧ローラの長寿命化を図ることができる定着装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、弾性体が芯金上に形成されている導電性の定着ローラと、弾性体が芯金上に形成されている絶縁性の加圧ローラとを圧接させた定着装置において、加圧ローラ表面に凹部を形成するために、絶縁性の当接ローラを加圧ローラに当接させた定着装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、各ローラの体積抵抗率の関係は、定着ローラ＜加圧ローラ＜当接ローラとした定着装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、当接ローラは、芯金上にフッ素系樹脂あるいはシリコーン系ゴムを表層材料とした被膜層を形成している定着装置を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明の実施の形態に係る定着装置の構成図、図２は図１のＡ部の拡大図、図３は図１のＢ部の拡大図、図４は図１のＢ部を転写紙が通過する状態を示す図である。
定着ローラ１は、中空の芯金１１の表面上にゴム層１２が設けられ、内部にはヒータ１３が設けられたゴムローラである。ゴム層１２は一層とは限らず離型性をよくした表層、オイルによる膨潤を防ぐための中間層、ニップ幅を得るためのベース層等から構成してもよい。該ゴム層１２は複数層のうち少なくとも一層に導電性を持たせてある。ゴムは全ての層において導電性を有することが望ましいが、表層、中間層が薄い場合にはベース層のみを導電性としても効果が得られる。
定着ローラ１に対して水平位置に対向して設置された加圧ローラ２は、中空の芯金２１の表面にゴム層２２が設けられ、内部にはヒータ２３がある。定着ローラ１と同様にゴム層２２は一層とは限らない。ゴム層２２には全て導電性を持たないゴムを用いる。
両ローラ１、２は図示しない手段により加圧された状態で接触し、両ローラ１、２の接触部に１次ニップ部が形成される（図１中にＡにて示す部分）。加圧ローラ２の長手方向と平行な向きに配置された絶縁性の当接ローラ３０を、図示しない装置にて加圧ローラ２に圧接している。
また図３に示すように、加圧ローラ２に対して垂直位置に対向して設置された当接ローラ３０には、軸状の芯金３１の表面上に絶縁性の被膜層３２が設けられている。当接ローラ３０の被膜層３２には絶縁性に優れたＰＦＡやテフロン（登録商標）などを用いる。当接ローラ３０と加圧ローラ２の接触部にも２次ニップ部が形成される（図３中にＢにて示す部分）。
【０００６】
図２に示すように、定着、加圧両ローラ１、２のゴム層１２、２２の厚さ、硬度を定着ローラ１側が凹になるように設定する（例えば、定着ローラ１側を柔らかく、加圧ローラ２側を硬くする）。これにより、図１中の下からきた転写紙Ｐが１次ニップ部（図１のＡ部）を抜けるとき加圧ローラ２側に押し付けられ気味となり、また摩擦帯電により転写紙Ｐは絶縁性の表面を持っている加圧ローラ２側に吸い付き、加圧ローラ２の表面に沿って搬送されることが確実となる。
１次ニップ部の通過の際、定着、加圧ローラ１、２内のヒータ１３、２３の熱によって未定着トナーを固着化された転写紙Ｐは、加圧ローラ２により吸い付けられたまま加圧ローラ２の垂直位置に対向している当接ローラ３０との間に形成される２次ニップ部に向かう。
図３に示すように、当接ローラ３０は加圧ローラ２の表面に凹部２−１が形成されるように配置する。また加圧ローラ２、当接ローラ３０はともに絶縁性の材料により表層を形成しているが、当接ローラ３０の表層が高抵抗になればより望ましい（例えば、加圧ローラ２側を１×１０−８Ω・ｃｍ、当接ローラ３０側を高抵抗の１×１０−９Ω・ｃｍにする。またそれぞれのローラ表面は、転写紙Ｐ上の電荷とは逆極性になることがさらに望ましい）。
こうすることで、加圧ローラ２に吸い付いてきた転写紙Ｐは、２次ニップ部を抜けるとき加圧ローラ２側に押し付けられ、摩擦帯電により生じた加圧ローラ２、当接ローラ３０間に生じた電位差により、転写紙Ｐは図４に示す矢印αの方向に浮き上がり、図示しない排紙ユニット内の搬送コロへとジャムを起こさずに誘導される。ここで本発明では、各ローラの体積抵抗率の関係は、定着ローラ１＜加圧ローラ２＜当接ローラ３０としている。
なお、定着ローラ１側にではなく、加圧ローラ２側にし当接ローラ３０を当てているのは、ヒータ１３により加熱された定着ローラ１の表面温度の低下を防ぐこととオイル溜まりを解消することに加え、定着ローラ１自身の押圧による劣化を防止するためである。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、加圧ローラ表面に凹部を形成するために、絶縁性の当接ローラを加圧ローラに当接させたことで、加圧ローラ外周面に沿うように巻き付いた転写紙が、当接ローラの外周面側方向側に浮き上がり、そのまま送り出されるため、加圧ローラ側紙巻き込みジャムの発生を防止できる。
請求項２記載の発明によれば、各ローラの体積抵抗率の関係は、定着ローラ＜加圧ローラ＜当接ローラとしたことで、各ローラ中、当接ローラの表面上が静電気による帯電量が最も大きくなり、加圧ローラ側に巻き付いた転写紙を電位差により当接ローラ側に引き寄せることが可能になり、加圧ローラ側紙巻き込みジャムの発生を防止できる。
請求項３記載の発明によれば、当接ローラの被膜層の材料にフッ素系樹脂あるいはシリコーン系ゴムなどの材料を選定することで、請求項２の各種ローラ体積抵抗率の関係を成立させることが可能となり、紙との離型性が向上しかつ、耐久性にも優れる構成になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着装置の構成図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】図１のＢ部の拡大図である。
【図４】図１のＢ部を転写紙が通過する状態を示す図である。
【図５】従来例に係る定着装置の構成図である。
【符号の説明】
１      定着ローラ
１１      芯金
１２      ゴム層（弾性体）
２      加圧ローラ
２−１  凹部
２１      芯金
２２      ゴム層（弾性体）
３０      当接ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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