JP2001042672A

JP2001042672A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2001042672A
Application number: JP11214932A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Nakayama; 博文中山; Noriaki Takahashi; 徳明高橋
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】カラートナー画像形成装置をコンパクト化す
る。【解決手段】トナーにより画像形成された未定着の記
録紙を熱定着する方法において、加熱ローラ等９が搬送
ベルト１２と圧接するニップ部と、圧接後にトナー画像
面と接する搬送ベルト１２を冷却する手段１３（例：ペ
ルチェ素子）とを有することを特徴とする画像形成方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のカ
ラー複写機やカラーレーザプリンタなどに用いられる、
トナーによる画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式のカラー複写機やカ
ラーレーザプリンタなどには、そのカラー画像の多重方
法により中間転写方式やタンデム方式などがある。ここ
では、中間転写方式を例に述べるが、画像形成に関する
基本的なプロセスは同じである。複写機のＣＣＤセンサ
により読み込まれた画像信号やコンピュータで生成され
た画像信号が以下に示すプロセスを経て記録紙に記録さ
れる。まず、予め帯電した感光体上に前記画像信号に応
じて半導体レーザ或いはＬＥＤを変調、露光し、静電潜
像が形成される。静電潜像は、画像信号の色に対応した
トナーで現像される。この現像のトナーは感光体から中
間転写ドラムに転写され、同様のプロセスを各色につい
て繰り返した結果、中間転写ドラム上に３色以上、通常
は３原色＋黒の４色のトナーを重ねたトナー画像が形成
されることになる。この後、中間転写ドラムから記録紙
にトナー画像が転写され、定着される。

【０００３】記録紙のトナー画像の定着は、通常、内側
に加熱源を有する円筒状の加熱ローラと、この加熱ロー
ラに圧接される加圧ローラからなり、圧接された定着ニ
ップ部にて加熱加圧することにより行われる。トナーに
よる画像形成方法では、３色以上のトナーを重ねるため
記録紙上のトナー層が厚くなる。このトナーを十分に溶
融し定着性を向上するために大容量の熱量が必要とな
り、一般的には定着温度が高くなる傾向にある。定着温
度が高温化すると、トナーの高温での加熱ローラへのオ
フセットおよび記録紙の巻き付きが発生するため、従
来、これを防止する手段として加熱ローラ表面に離型用
オイルを塗布する機構を設けている。また、記録紙がＯ
ＨＰシートである時は透明性を向上するための手段とし
て、従来、さらに定着温度を上げる或いは定着速度を半
分にする等の手段を講じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例の
定着方法には、以下のような問題点がある。定着温度が
高くなると、加熱ローラに圧接される定着ニップ部で溶
融トナーの凝集力が低下し、加熱ローラへのオフセット
が発生し易くなる。また、加熱ローラ表面に離型用オイ
ルを塗布するためには、塗布機構を必要とし、定期的に
離型用オイルを補給する必要があり、装置の大型化、コ
ストアップや記録紙上への離型用オイルの残留等の問題
が発生する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、トナー溶融後に冷却手段を設
けることにより、オフセットが生じることなく定着でき
る画像形成方法を見出し本発明に到達した。すなわち、
本発明の要旨は、トナーにより画像形成された未定着の
記録紙を熱定着する方法において、加熱ローラもしくは
加熱ベルトが搬送ベルトと圧接するニップ部と、圧接後
にトナー画像面と接する搬送ベルトをオフセットがなく
なるように強制冷却する手段とを有することを特徴とす
る画像形成方法に存する。冷却手段としては、ペルチェ
素子が特に好ましい。

【０００６】定着ニップ部においては、加熱ローラまた
は加熱ベルトにより、記録紙との付着力が強固となり、
また、記録紙がＯＨＰシートである時は透明性が十分上
がるまで、トナーが加熱溶融される。加熱溶融後は、記
録紙上のトナーは搬送ベルト表面に接した状態で搬送さ
れ、搬送ベルト面から冷却される。この間に低下してい
た溶融トナーの凝集力が回復し、記録紙に定着される。
このため、記録紙との付着力、十分なＯＨＰシートの透
明性を保持しつつ、搬送ベルトへのオフセットがなくな
る状態になった後剥離される。したがって、加熱ローラ
表面に離型用オイルなどを塗布するための塗布機構を必
要とせず、装置の小型化が図れる。本発明は、特にカラ
ートナーの画像形成方法として用いた場合に顕著な効果
を奏する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図１お
よび図２を用いて説明する。図１は本発明の画像形成装
置の一形態の概略構成図であり、図２は定着部分の詳細
図である。なお、本発明はその趣旨を越えない限り、こ
の実施形態に限定されるものではない。

【０００８】（装置全体）本発明の画像形成方法により
カラー画像を形成する装置１では、感光体２をスコロト
ロンや帯電ローラなどの手段で予め一様に帯電してお
き、コンピュータなどの外部からの画像信号により露光
ユニット３のレーザ光を変調、露光し、感光体２上に静
電潜像を形成する。現像ユニット４は４色（イエロー、
マゼンタ、シアン、黒）のカラー現像ユニットであり、
まず、前記画像信号に対応する色のトナーにより前記静
電潜像を現像する。この現像像は感光体２から中間転写
ドラム５上に転写される。以上のプロセスを各色につい
て繰り返した結果、中間転写ドラム５上に４色重ねたト
ナー画像が形成される。この後、中間転写ドラム５から
記録紙６にトナー画像がコロトロンや転写ローラなどの
手段で転写され、定着ユニット７で定着される。次に図
２を用いて定着部分の実施形態について説明する。

【０００９】（構成）ベルト１２はローラ８と加圧ロー
ラ９により駆動され、加熱ローラ１１は内部に熱源ヒー
タ９が組み込まれており、ベルト１２を挟んで加圧ロー
ラ９と圧接している。ベルト１２の搬送側の内面には冷
却ユニット１３が、搬送側と反対側の内面には冷却ユニ
ット１３の放熱ユニット１４が組み込まれている。ベル
ト１２は、トナー離型性に優れたフッ素系樹脂やフッ素
系ゴムでシームレス状に加工されたベルト、または、ニ
ッケル電鋳法で製作されたシームレス金属ベルト表面に
フッ素樹脂などで離型処理加工されたベルトを用いる。
加熱ローラ１１および加圧ローラ９は、芯金にアルミニ
ウム、鉄やステンレスの金属を円筒状に加工したものを
用い、この芯金の周囲に設けられる弾性体は、ゴム部材
により形成され、熱伝導性のよいものを使用する。加熱
ローラ１１および加圧ローラ９内部には加熱源として熱
源ヒータ１０を内蔵している。熱源ヒータはハロゲンラ
ンプなどが用いられる。冷却ユニット１３は、ベルト１
２の搬送側の内面に接しており、電流を流すことにより
冷却が可能となるペルチエ効果を使用したペルチエ素子
を用いる。ペルチエ素子はベルト１２搬送側内面全面に
配置できるよう複数個配列したものとできる。放熱ユニ
ット１４は、冷却ユニット１３の放熱を目的とするもの
でヒートシンクやファンなどを用いている。

【００１０】（動作）加熱ローラ１１の表面温度および
ベルト１２の定着ニップ部の表面温度は、温度センサで
検知され、１００℃〜２００℃の範囲内で設定された温
度になるよう外部の制御装置にて熱源ヒータ１０が点灯
制御される。ベルト１２の搬送面内部には冷却ユニット
１３が接触しており、ベルト１２の表面温度が加熱ロー
ラ１１の表面温度に対して、２０℃〜８０℃の範囲内で
低くなるように外部の制御装置にて点灯制御されてい
る。搬送面内部から吸熱した熱は搬送面と反対側のベル
ト内面に接している放熱ユニット１４を介して放熱され
る。加熱ローラ１１の表面温度およびベルト１２の定着
ニップ部の表面温度およびベルト搬送面の表面温度が所
定の温度になると、トナー画像が形成された記録紙６が
加熱ローラ１１の圧接部分に矢印方向に挿入される。加
熱ローラ１１は、ベルト１２を挟んで加圧ローラ９と圧
接している。記録紙６は裏面とトナー画像面の両面から
効率良く加熱溶融されるだけではなく、その定着ニップ
部で加圧されるため、記録紙６との付着力がさらに強固
となり定着性が向上する。

【００１１】次に加熱ローラ１１から排紙された記録紙
６はベルト１２の表面に接した状態で搬送されるが、こ
のとき、ベルト１２は搬送面内部からから冷却されてい
るため、この間にトナーから熱を吸収し、低下していた
溶融トナーの凝集力が回復する。このため、記録紙とト
ナー間の付着力が大きくなり、ベルト１２にオフセット
することなくに剥離される。また、放熱ユニット１４か
ら放熱される熱は、ベルト１２の搬送面と反対側に放熱
するため、熱の有効利用が可能となる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、トナー溶融後に冷却手
段を設けることにより、離型用オイルなどを塗布せずと
も、オフセットが生じることなく定着できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略
構成図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の定着
部分の詳細図である。

【符号の説明】

１装置筐体２感光体３露光ユニット４現像ユニット（４色）５中間転写ドラム６記録紙７定着ユニット８ローラ９加圧ローラ１０熱源ヒータ１１加熱ローラ１２ベルト１３冷却ユニット１４放熱ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AA21 FB02 2H030 AD04 BB02 BB24 BB42 2H033 AA09 AA32 BA10 BA12 BA29 BA30 BB12 BB33 CA04 CA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーにより画像形成された未定着の記
録紙を熱定着する方法において、加熱ローラもしくは加
熱ベルトが搬送ベルトと圧接するニップ部と、圧接後に
トナー画像面と接する搬送ベルトを強制冷却する手段と
を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】前記冷却手段は、ペルチエ素子により形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成方法。
【請求項３】前記搬送ベルトの表面に離型剤としてオ
イルを塗布しないことを特徴とする請求項１又は２に記
載の画像形成方法。
【請求項４】３色以上のトナーを重ねてカラー画像を
形成する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方
法。
【請求項５】光により静電荷像を形成させる感光体、
感光体上の静電荷像を現像してトナー像を得るための現
像ユニット、感光体上のトナー像を記録紙に転写する転
写機構、記録紙上の未定着トナーを定着させるための定
着機構からなる画像形成装置において、定着機構が、加
熱ローラもしくは加熱ベルトとニップ部と搬送ベルトと
を有し、搬送ベルトのトナー画像面と接触する領域の少
なくとも一部を強制冷却する手段とを有する画像形成装
置。
【請求項６】搬送ベルトを冷却する手段がペルチェ素
子である請求項５に記載の画像形成装置。