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技術 定着装置及びそれに使用する分離爪

出願人 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社
発明者 伊藤哲朗
出願日 2001年8月2日 (19年4ヶ月経過) 出願番号 2001-234415
公開日 2003年2月14日 (17年10ヶ月経過) 公開番号 2003-043847
状態 未査定
技術分野 電子写真における定着 高分子組成物
主要キーワード 表面被覆膜 PTFEパウダー 弾性材層 ショアー硬度 被覆チューブ 加熱回転体表面 混入率 表面被覆層
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年2月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

加熱回転体分離爪を備えた定着装置において、分離爪が加熱回転体の表面を傷つけて記録画像品質を低下させることがない定着装置、及び定着装置に使用する分離爪を提供する。

解決手段

加熱回転体11は、芯金11aの上に弾性材層11bを介してパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)の被覆層11cを形成する。硬度ショアー硬度64程度である。分離爪12はPFAを基材12aとし、ポリテトラフルオロエチレンPTFE)のパウダー12bを混入した複合材で作成する。複合材料の硬度はPTFEのパウダーの混入率により変動し、混入率が高いほど硬度が低下するから、混入率を調整して加熱回転体11の被覆層11cの硬度よりもショアー硬度2程度低い材料で分離爪12を作成する。分離爪が加熱回転体よりも軟らかく、加熱回転体表面を傷つけるおそれがない。

概要

背景

プリンタ複写機等、電子写真方式画像形成装置では、まず、感光体上に形成された画像潜像トナー現像して顕像化する。次に、感光体上のトナー像記録媒体転写し、トナー像が転写された記録媒体を加熱ローラを備えた定着装置を通過させて定着処理する工程を経て、画像の記録が完了する。

定着装置は、一般的には、所定の圧力で相互に接触して回転する加熱ローラと加圧ローラを備え、トナー像が表面に形成された記録媒体を加熱ローラと加圧ローラとの接触面の間を通過させ、加熱ローラ、即ち加熱回転体により記録媒体上のトナー像を溶融すると共に溶融トナーを記録媒体に圧着して定着処理するように構成されている。

この定着処理の工程では、溶融したトナーにより記録媒体が加熱回転体に付着してしまいジャムの原因となるので、加熱回転体の表面に離型剤を塗布する等の手段が講ぜられているほか、加熱回転体の表面に分離爪を当接させておき、加熱回転体とその表面に付着した記録媒体との間に分離爪を進入させ、記録媒体を加熱回転体から剥離するように構成されているものがある。

概要

加熱回転体と分離爪を備えた定着装置において、分離爪が加熱回転体の表面を傷つけて記録画像品質を低下させることがない定着装置、及び定着装置に使用する分離爪を提供する。

加熱回転体11は、芯金11aの上に弾性材層11bを介してパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)の被覆層11cを形成する。硬度ショアー硬度64程度である。分離爪12はPFAを基材12aとし、ポリテトラフルオロエチレンPTFE)のパウダー12bを混入した複合材で作成する。複合材料の硬度はPTFEのパウダーの混入率により変動し、混入率が高いほど硬度が低下するから、混入率を調整して加熱回転体11の被覆層11cの硬度よりもショアー硬度2程度低い材料で分離爪12を作成する。分離爪が加熱回転体よりも軟らかく、加熱回転体表面を傷つけるおそれがない。

目的

分離爪表面の被覆膜が削れて、分離爪の基体が加熱回転体に直接接触すると、分離爪の基体を構成するポリイミドポリアミドイミド、PEEK等の樹脂の硬度は、加熱回転体の表面被覆膜を構成するPTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂等の硬度よりも硬いため、更に加速的に分離爪の基体が加熱回転体の表面を削って傷をつけてしまい、この傷が定着処理された記録画像の上に筋となって現れ、画像品質が低下するという不都合があった。この発明は、上記課題を解決することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

加熱回転体と、該加熱回転体の表面に接触して配置された分離爪とを備え、記録媒体上に形成された未定着のトナー像を前記加熱回転体により加熱溶融して記録媒体に圧着する定着処理において加熱回転体に付着した記録媒体を前記分離爪により引き剥がすように構成された定着装置において、前記分離爪は、前記加熱回転体の表面被覆層よりも硬度の低い材料で構成されていることを特徴とする定着装置。

請求項2

前記加熱回転体は、その表面被覆層が、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと言う)、又はテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(以下、PFAと言う)、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂材料で形成され、前記分離爪は、PTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂に粒状のPTFEを混合した合成樹脂複合材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の定着装置。

請求項3

前記分離爪の硬度は、前記加熱回転体の表面被覆層の硬度よりもショアー硬度で2以上低いことを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。

請求項4

前記分離爪は、PTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂に、粒状のPTFEを20%以上混合した合成樹脂複合材料で形成されていることを特徴とする請求項2記載の定着装置。

請求項5

定着装置に使用する分離爪であって、PTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂に、粒状のPTFEを20%以上混合した合成樹脂複合材料で形成されていることを特徴とする定着装置に使用する分離爪。

技術分野

0001

この発明は、プリンタ複写機等の定着装置、及びそれに使用する分離爪に関するものである。

背景技術

0002

プリンタ、複写機等、電子写真方式画像形成装置では、まず、感光体上に形成された画像潜像トナー現像して顕像化する。次に、感光体上のトナー像記録媒体転写し、トナー像が転写された記録媒体を加熱ローラを備えた定着装置を通過させて定着処理する工程を経て、画像の記録が完了する。

0003

定着装置は、一般的には、所定の圧力で相互に接触して回転する加熱ローラと加圧ローラを備え、トナー像が表面に形成された記録媒体を加熱ローラと加圧ローラとの接触面の間を通過させ、加熱ローラ、即ち加熱回転体により記録媒体上のトナー像を溶融すると共に溶融トナーを記録媒体に圧着して定着処理するように構成されている。

0004

この定着処理の工程では、溶融したトナーにより記録媒体が加熱回転体に付着してしまいジャムの原因となるので、加熱回転体の表面に離型剤を塗布する等の手段が講ぜられているほか、加熱回転体の表面に分離爪を当接させておき、加熱回転体とその表面に付着した記録媒体との間に分離爪を進入させ、記録媒体を加熱回転体から剥離するように構成されているものがある。

発明が解決しようとする課題

0005

このような従来の定着装置では、加熱回転体は、アルミニウム合金等からなる芯金の上に、ポリテトラフルオロエチレンPTFE)、又はテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂を塗布し、更に焼成して被覆膜を形成し、又はそれ等の材料からなるチューブ被覆して構成されている。

0006

一方、分離爪は、ポリイミドポリアミドイミド、PEEK等の300℃以上の耐熱性樹脂基体を構成し、この基体の上に加熱回転体の被覆膜と同じ材料であるPTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂からなる被覆膜が形成されている。

0007

分離爪の基体を構成するポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK等の耐熱性樹脂は、分離爪の表面の被覆膜を構成するPTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂よりも硬い。

0008

加熱回転体に分離爪が接触した状態で加熱回転体が長時間回転を続けると、加熱回転体の表面に被覆膜或いは被覆チューブ等が存在し、且つ分離爪にも表面に被覆膜が存在する間は、加熱回転体の表面被覆膜も分離爪の表面被覆膜も少しづつ削れていく。

0009

分離爪表面の被覆膜が削れて、分離爪の基体が加熱回転体に直接接触すると、分離爪の基体を構成するポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK等の樹脂硬度は、加熱回転体の表面被覆膜を構成するPTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂等の硬度よりも硬いため、更に加速的に分離爪の基体が加熱回転体の表面を削って傷をつけてしまい、この傷が定着処理された記録画像の上に筋となって現れ、画像品質が低下するという不都合があった。この発明は、上記課題を解決することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0010

この発明は上記目的を達成するもので、請求項1の発明は、加熱回転体と、該加熱回転体の表面に接触して配置された分離爪とを備え、記録媒体上に形成された未定着のトナー像を前記加熱回転体により加熱溶融して記録媒体に圧着する定着処理において加熱回転体に付着した記録媒体を前記分離爪により引き剥がすように構成された定着装置において、前記分離爪は、前記加熱回転体の表面被覆層よりも硬度の低い材料で構成されていることを特徴とする定着装置である。

0011

そして、前記加熱回転体は、その表面被覆層が、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと言う)、又はテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(以下、PFAと言う)、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂材料で形成され、前記分離爪は、PTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂に粒状のPTFEを混合した合成樹脂複合材料で形成されている。

0012

また、前記分離爪の硬度は、前記加熱回転体の表面被覆層の硬度よりもショアー硬度で2以上低くするとよい。

0013

さらに、前記分離爪は、PTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂に、粒状のPTFEを20%以上混合した合成樹脂複合材料で形成するとよい。

0014

請求項5の発明は、定着装置に使用する分離爪であって、PTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂に、粒状のPTFEを20%以上混合した合成樹脂複合材料で形成されていることを特徴とする定着装置に使用する分離爪である。

発明を実施するための最良の形態

0015

以下、この発明の実施の形態を説明する。以下の説明では、電子写真方式の画像形成装置も、それに使用される定着装置も周知のものであるから、それ等についての説明は省略し、定着装置の加熱回転体と分離爪について説明する。

0016

図1はこの発明の実施の形態の定着装置の要部の構成を説明する断面図で、11は加熱回転体、12は分離爪、13は加熱回転体12に所定の圧力で圧接している加圧回転体である。また、加熱回転体11の中心部には加熱用ヒータ15が配置されている。なお、符号Pは記録媒体を示す。

0017

分離爪12はピン12pの回りに回転自在に支持されており、図示しない定着装置のフレームに設けたピン12tと分離爪12のフックとの間にはスプリング12sが架設されている。この構成により、分離爪12は、ピン12pの回りに回転し、分離爪12の先端12cが、予め設定された所定の圧力で加熱回転体11の表面に接触している。

0018

加熱回転体11は、アルミニウム合金からなる芯金11aの上に、シリコンゴム等の弾性材層11bを介在させ、その上にパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)の被覆層11cが形成されている。その硬度は、ショアー硬度64程度である。

0019

なお、被覆層11cの材料としては、上記合成樹脂(PFA)の他、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂等も使用することができる。

0020

一方、分離爪12は、図2にその構成の概念を示したように、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)を基材12aとし、これにポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のパウダー12bを混入した複合材料を、分離爪の形状に射出成形して作成する。なお、図2では、説明のためにPTFEのパウダーの粒子を著しく拡大して示したが、実際は微小粒子である。

0021

なお、分離爪12の材料としては、基材12aとして上記合成樹脂(PFA)の他、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂等を使用し、これにポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のパウダー12bを混入した複合材料も使用することができる。

0022

この複合材料の硬度は、PTFEのパウダーの混入率により変動し、混入率が高くなるほど硬度が低下する。図3は、PFAにPTFEのパウダーを混入した場合の混入率とショアー硬度との関係を示す図で、横軸PTFEパウダーの混入率をとり、縦軸にショアー硬度をとっている。図から明らかなように、PTFEパウダーの混入率20%ではショアー硬度61〜62、混入率50%ではショアー硬度56〜57程度になることが分かる。

0023

また、図4は、FEPにPTFEのパウダーを混入した場合の混入率とショアー硬度との関係を示す図で、横軸にPTFEパウダーの混入率をとり、縦軸にショアー硬度をとっている。図から明らかなように、混入率20%ではショアー硬度62、混入率50%ではショアー硬度57〜58程度になることが分かる。

0024

加熱回転体の表面被覆層11cの硬度はショアー硬度64程度であり、一方、分離爪12の硬度は、図3或いは図4から明らかなように、PTFEのパウダーを混入することによりショアー硬度64以下となることから、分離爪が加熱回転体の表面を削るなど傷つけるおそれはない。

0025

実験によれば、加熱回転体と分離爪との間の硬度の差がショアー硬度で2以上、即ち分離爪の硬度が加熱回転体の表面被覆層の硬度よりもショアー硬度で2以上低いと、確実に分離爪により加熱回転体の表面を傷つけるおそれがなくなり、良好な結果が得られた。

0026

また、上記した加熱回転体と分離爪との間のショアー硬度2以上の差を得るには、図3及び図4を参照すると明らかなように、分離爪の基材を構成する材料(PTFE、PFA、或いはPTFEとPFAとの混合樹脂のいずれかの合成樹脂)に、粒状のPTFEを20%以上混入すればよい。混入率を調整することで分離爪の硬度を所望の値に調整することができる。

0027

以上説明したこの発明の実施の形態は、加熱回転体、即ち熱定着ローラと分離爪を使用する定着装置に適用した例である。しかしながら、この発明はこのような構成の定着装置に適用されるばかりでなく、定着ベルトと分離爪を使用する定着装置にも適用できることは言うまでもない。

発明の効果

0028

以上詳細に説明したとおり、この発明は、加熱回転体と、加熱回転体の表面に接触して配置された分離爪とを備え、記録媒体上に形成された未定着のトナー像を前記加熱回転体により加熱溶融して記録媒体に圧着する定着処理において加熱回転体に付着した記録媒体を分離爪により引き剥がすように構成された定着装置において、分離爪を加熱回転体の表面被覆層よりも硬度の低い材料で構成したものである。

0029

これにより、分離爪の基体が加熱回転体に直接接触すると加熱回転体の表面を削って傷をつけてしまい、この傷が定着処理された記録画像の上に筋となって現れるという不都合が発生するおそれがなくなり、定着処理において画像品質を低下させることがない定着装置、及び定着装置に使用する分離爪を提供することができる。

図面の簡単な説明

0030

図1この発明の実施の形態の定着装置の構成を説明する断面図。
図2分離爪の構成の概念を説明する図。
図3PFAにPTFEのパウダーを混入した場合の混入率とショアー硬度との関係を示す図。
図4FEPにPTFEのパウダーを混入した場合の混入率とショアー硬度との関係を示す図。

--

0031

11加熱回転体
11a芯金
11b弾性材層
11c被覆層(PFA、FEP、PTFE、PTFEとPFAの混合物
12分離爪
12a基材(PFA、FEP、PTFE、PTFEとPFAの混合物)
12bパウダー(PTFEのパウダー)
12pピン
12sスプリング
12t ピン
13 加圧回転体

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