JP2003140375A

JP2003140375A - 電子写真用転写紙

Info

Publication number: JP2003140375A
Application number: JP2001340607A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Inoue; 圭介井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】紙しわ等の画像不良の発生を防ぐことができ
る電子写真用転写紙を提供すること。【構成】少なくとも互いに圧接しながら回転自在に配
設された一対の定着用回転体が形成する圧接部で未定着
画像を有する転写材を挟圧搬送して該転写材上の未定着
画像の加熱定着を行う定着装置でトナーが定着される電
子写真用転写紙の前記定着用回転体との摩擦係数μを
４．５以下に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置でトナー
が定着される電子写真用転写紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像形成装置を形成する従来の電
子写真装置としては図１に示すようなものがある。

【０００３】図１に示されるカラー電子写真装置は、装
置本体１の右側から装置本体の略中央部に亘って設けら
れている記録材搬送系Ｉと、装置本体１の略中央部に、
上記記録材搬送系Ｉを構成している転写ドラム１５に近
接して設けられている潜像形成部IIと、該潜像形成部II
と近接して配設されている回転式現像装置III とに大別
される。

【０００４】上記記録材搬送系Ｉは以下のような構成と
なっている。

【０００５】先ず、装置本体１の右壁に開口部が形成さ
れており、該開口部に着脱自在な記録材供給用トレイ
２，３が一部機外に突出して配設されている。該トレイ
２，３の略直上部には給紙用ローラ４，５が配設され、
これらの給紙用ローラ４，５の左方に配された矢印Ａ方
向に回転自在な転写手段である転写ドラム１５とを連絡
するように、給紙ローラ６及び給紙ガイド７，８が設け
られている。

【０００６】上記転写ドラム１５の外周面近傍には、回
転方向上流側から下流側に向って当接用ローラ９、グリ
ッパ１０、記録材分離用帯電器１１、分離爪１２が順次
配設されている。又、上記転写ドラム１５の内周側には
転写帯電器１３、記録材分離用帯電器１４が配設されて
いる。上記転写ドラム１５の右側上部には、前記分離爪
１２と近接して搬送ベルト手段１６が配設され、該搬送
ベルト手段１６の記録材搬送方向終（右）端には定着装
置３０が配設されている。そして、定着装置３０よりも
更に搬送方向後流には装置本体１外へと延在して装置本
体１に対して着脱自在な排出用トレイ１７が配設されて
いる。

【０００７】次に、前記潜像形成部IIの構成について説
明する。

【０００８】先ず、回転自在な潜像担持体である感光ド
ラムが外周面を前記転写ドラムの外周面と当接して配設
されている。前記感光ドラムの上方でその外周面近傍に
は、該感光ドラムの回転方向上流側から下流側に向かっ
て除電用帯電器、クリーニング手段及び一次帯電器が順
次配設され、更に感光ドラムの外周面上に静電潜像を形
成するためのレーザビームスキャナ等の像露光手段及び
像露光反射手段が配設されている。

【０００９】前記回転式現像装置III の構成は以下の通
りである。

【００１０】感光ドラムの外周面と対向する位置に、回
転自在な筐体（以下、「回転体」と称する）が配設さ
れ、該回転体中には４種類の現像装置が周方向の４位置
に搭載され、感光ドラムの外周面上に形成された静電潜
像を可視化（即ち、現像化）するようになっている。４
種類の現像装置は、それぞれイエロー現像装置Ｙ、マゼ
ンタ現像装置Ｍ、シアン現像装置Ｃ及びブラック現像装
置Ｂとなっている。

【００１１】上述した構成の画像形成装置全体のシーケ
ンスについて、先ず、フルカラーモードの場合を例とし
て簡単に説明する。

【００１２】感光ドラムが回転すると、該感光ドラム上
の感光体は一次帯電器によって均等に帯電される。一次
帯電器による感光体に対する均等な帯電が行われると、
原稿のイエロー画像信号にて変調されたレーザ光Ｅによ
り画像露光が行われ、感光ドラム上に静電潜像が形成さ
れ、回転体の回転により予め現像位置に定置されたイエ
ロー現像装置Ｙによって前記静電潜像の現像が行われ
る。

【００１３】一方、給紙ガイド、給紙ローラ及び給紙ガ
イドを経由して搬送されてきた記録材は、所定のタイミ
ングにてグリッパにより保持され、当接用ローラと該当
接用ローラと対向している電極とによって静電的に転写
ドラムに巻き付けられる。転写ドラムは、感光ドラムと
同期して回転しており、イエロー現像装置Ｙで現像され
た顕画像は、感光ドラムの外周面と転写ドラムの外周面
とが当接している部位にて転写帯電器によって転写され
る。転写ドラムは、そのまま回転を継続し、次の色の転
写に備える。

【００１４】一方、感光ドラムは除電用帯電器により除
電され、従来公知のブレード法によるクリーニング手段
によってクリーニングされた後、再び一次帯電器によっ
て帯電され、次のマゼンタ画像信号により上記のような
像露光を受ける。上記回転式現像装置は、感光ドラム上
に上記像露光によってマゼンタ画像信号による静電潜像
が形成される間に回転し、マゼンタ現像装置Ｍを上述し
た所定の現像位置に定置せしめ所定のマゼンタ現像を行
う。

【００１５】引き続いて、上述したようなプロセスをそ
れぞれシアン色及びブラック色に対しても実施し、４色
分の転写が終了すると、記録材上に形成された４色顕画
像は各帯電器２０，１４により除電され、グリッパによ
る記録材の把持が解除されるとともに、該記録材は、分
離爪１２によって転写ドラム１５より分離され、搬送ベ
ルトで定着装置に送られ、熱と圧力により定着されて一
連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所要のフ
ルカラープリント画像が形成されることとなる。

【００１６】次に、以上のようなフルカラーの画像形成
における定着装置について、図２を用いて詳しく説明す
る。

【００１７】図２において、１１は回転自在に配設され
た定着ローラであり、該定着ローラ１１は金属製芯金の
表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムを所定の厚さに被覆
した構造になっており、ハロゲンランプ等のヒータ１１
ｂを内包して矢印方向に回転自在に軸支されている。

【００１８】上記定着ローラ１１の下方には加圧ローラ
１２が圧接するように配設されており、該定着ローラ１
１に従動回転するように軸支されている。該加圧ローラ
１２は、金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴ
ムを所定の厚さに被覆した構造になっており、内部には
定着ローラ１１と同様にハロゲンランプ等のヒータ１２
ｂが配設されている。

【００１９】又、上記定着ローラ１１に接離自在に配設
された離型剤塗布装置１５は、離型剤としてシリコーン
オイルを収納した離型剤容器であるオイルパン１５ａ
と、該オイルパン１５ａから離型剤を汲み上げる汲み上
げローラ１５ｂ，１５ｃと、離型剤を定着ローラ１１に
塗布する塗布用回転体である塗布ローラ１５ｄと、離型
剤の塗布量を制御するための規制部材であるブレード１
５ｅとから構成されている。

【００２０】回転自在に軸支された塗布ローラ１５ｄ
は、スポンジゴムの表面にシリコーンゴムを被覆してあ
り、定着ローラ１１に着脱自在に配設されて離型剤を塗
布している。ブレード１５ｅは、塗布ローラ１５ｄに対
して一定の角度で板金に固定され、塗布ローラ１５ｄに
一定の圧力で押し当てられている。従って、汲み上げロ
ーラ１５ｂ，１５ｃにより汲み上げられてきた離型剤の
塗布量は、該ブレード１５ｅより一定に調整され、記録
材Ｓの先端から後端まで塗布される。

【００２１】更に、前記定着ローラ１１及び加圧ローラ
１２にはクリーニング装置１６，１７が当接されてお
り、定着ローラ１１側にはニッケルウェブ１６ａ、加圧
ローラ１２側にはノーメックスフェルト１７ａが圧接し
てローラのクリーニングを行っている。

【００２２】以上のような定着装置に記録材Ｓが搬送さ
れてくると、定着ローラ１１と加圧ローラ１２は一定速
度で回転し、記録材Ｓは定着ローラ１１と加圧ローラ１
２の間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力と温
度で加圧及び加熱され、表面に担持した未定着トナーが
溶融されて定着が行われる。

【００２３】定着での問題の１つに紙しわの発生があ
る。紙しわは中央帯画像で発生する。発生のメカニズム
は、中央部のトナー部と端部の白紙部でローラ／紙間の
摩擦係数が違うことに起因する。以下、そのメカニズム
について詳細に説明する。

【００２４】カラー複写機における一般的な定着器は、
巻き付き防止のために、上に柔らかいローラを、下に硬
いローラを使っている。従って、Ｎｉｐ部でのゴムの断
面は図３（ａ）に示すようになる筈である。

【００２５】しかし、実際にはゴムの性質のため、図３
（ｂ）のように変形する。この図に示すように、Ｎｉｐ
部では表面積が増加し、当然周長も増加する。

【００２６】一方、角速度ωは一定であるため、一定角
θを回転するのに要する時間も一定となる。その一定内
の時間にＮｉｐ部では、周長増加分だけ長い距離を移動
することになり、その結果、周速は増加する。イメージ
としては、ローラの周速はＮｉｐ部以外では或る一定の
速さを保ってＮｉｐ部で急に増加し、Ｎｉｐ部通過後に
又元の速さに戻ると考えられる。

【００２７】Ｎｉｐ部での速度の増加は、Ｎｉｐ部でゴ
ムが変形してその分だけ周長が増加することによるもの
であるため、ゴム変形の少ない下ローラでは、Ｎｉｐ部
での速度の増加は小さくなる。

【００２８】定着装置の一例では、上ローラが駆動で１
８６ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転し、下ローラは上に従動
する。先に説明したように、Ｎｉｐ部とその他での速度
差は上ローラで大きく、下ローラで小さい。従って、上
下ローラでＮｉｐ部での滑りがなく、上下ローラのＮｉ
ｐ速度が等しいと仮定すると、速度関係は、上Ｎｉｐ速度＝下Ｎｉｐ速度＞下周速＞上周速となる。

【００２９】注）Ｎｉｐ速度：Ｎｉｐでのローラの周速周速：Ｎｉｐ部以外でのローラの周速図４は下ローラのゴム厚に対する上下ローラの周速の測
定結果の一例を示す。下ローラの周速は明らかに上ロー
ラよりも速くなっている。上ローラは、１８６ｍｍ／ｓ
ｅｃで駆動しているため周速は変化しないが、下ローラ
はゴム厚が小さいほど速くなっている。これは下ローラ
のゴム厚が小さく硬くなる程、上ローラのＮｉｐ部での
変形量が増大し、上下のＮｉｐ速度が増大し、下ローラ
の周速が速くなるためである。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】上で、上下ローラでＮ
ｉｐ部での滑りがなく、上下ローラのＮｉｐ速度が等し
いと仮定したが、実際には、下ローラには下ウェブ等の
負荷があるため、下Ｎｉｐ速度は、上Ｎｉｐ速度よりも
遅くなっている。つまり、Ｎｉｐ部では上下ローラで滑
りが生じている。Ｎｉｐ部での速度を高速度ＣＣＤカメ
ラで観測し、上下のＮｉｐ速度を測定した結果の一例を
示すと、上Ｎｉｐ速度２００ｍｍ／ｓｅｃ下Ｎｉｐ速度１９４ｍｍ／ｓｅｃとなった。

【００３１】上Ｎｉｐ速度＞下Ｎｉｐ速度であるとき、
上ローラに搬送される紙は、下ローラからは図５で示す
ような引き戻される力が働く。この引き戻し力は、搬送
される紙の裏面（下ローラに接する側）に働き、上下の
Ｎｉｐ速度の差が大きい程、強く働く。

【００３２】上記引き戻し力は、紙の裏面が白紙のよう
にの下ローラとのμが均一のときは、均一の強さで力が
掛かるが、紙の裏面がμの高い領域と低い領域が混在し
ているような場合、μの高い領域では強い引き戻し力と
なり、低い領域では弱い引き戻し力となる。

【００３３】ローラとのμの測定結果が図６である。白
紙の方がトナーの載っているべたよりもμの高いことが
分かる。例えば、紙の中央部分だけにトナーが定着して
いるような中央帯画像は、端部でμが高く、中央部で低
い。この差は、トナー部と白紙部のオイル吸油度の差に
起因する。白紙部はトナー部よりもオイル吸油度が高い
ためにオイルを吸い込んでしまい、μが高くなる。逆に
トナー部はオイル吸油度が低いため、オイルが紙上に浮
いてしまい、μが低くなる。

【００３４】このため、中央帯画像が裏面で搬送される
とき、μの高い白紙部分（端部）は、μの低いトナー定
着部分（中央）よりも強い引き戻し力が働く。その結
果、図７に示すように、中央部は端部よりも速く進み、
紙の後半部分では紙の端部が中央に寄っていき、しわを
発生する。

【００３５】このため、両面コピー時で１面目（裏面）
が中央帯画像のとき、しわが良く発生する。しわを解決
するための従来の手段としては、１）離型剤として定着ローラに塗布するオイルの量を増
やして紙／ローラのμを低くして下ローラが紙を引き戻
す力を弱く平均化する。

【００３６】２）上下ローラのゴム厚を多くして、ロー
ラの紙への圧力を低くすることによって下ローラが紙を
引き戻す力を弱くする。

【００３７】３）定着、加圧ローラの形状を逆クラウン
等に変える。の３つの手段がある。

【００３８】しかし、オイル量を増やすと定着画像のオ
イルによるぬめり感が増加したり、ＯＨＰにオイルすじ
が目立つようになってしまう。又、ローラのゴムを厚く
すると、ローラ内に設置されているヒータの熱がローラ
表面まで伝わるまでにそれだけ時間が掛かってしまい、
連続複写時の熱応答性が悪くなるとともに、その分のエ
ネルギーがそれだけ多く必要となるために省エネルギー
の観点からも良くない。

【００３９】又、定着、加圧ローラの形状を逆クラウン
等に変えた場合、画像上にそれによる弊害が起こること
がある。従って、少量オイル、薄肉高圧力定着、通常の
ローラ形状のままで、しわを無くす方法が必要となる。

【００４０】本発明者の検討の結果、紙／定着ローラ間
の摩擦係数μは転写紙に含まれるカオリンの平均粒径に
左右される。現状の紙（キヤノン製フルカラー転写紙：
ＣＬＣ１０５ｇ紙）では、顔料として使用されるカオリ
ンの平均粒径が５μｍで、定着ローラとの摩擦係数μは
５．０であった。この組み合わせで紙しわの検討を行っ
た。検討に用いた画像は、表面がハーフトーンの中央帯
画像で、裏面がべたの中央帯画像である。帯の幅は１５
ｃｍである。結果、紙しわが発生した。

【００４１】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、紙しわ等の画像不良の発生を
防ぐことができる電子写真用転写紙を提供することにあ
る。

【００４２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも互いに圧接しながら回転自在
に配設された一対の定着用回転体が形成する圧接部で未
定着画像を有する転写材を挟圧搬送して該転写材上の未
定着画像の加熱定着を行う定着装置でトナーが定着され
る電子写真用転写紙の前記定着用回転体との摩擦係数μ
を４．５以下に設定したことを特徴とする。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００４４】＜実施の形態１＞公知の方法で作製された
広葉樹パルプを主体とする上質紙表面に顔料として平均
粒径２．０μｍの軽質炭酸カルシウム（白石工業製）を
１０重量部、平均粒径２．５μｍのカオリンを９０重量
部分散した。カチオン化澱粉を６０部、水３５部を混合
し、塗液としたものを乾燥時片面１ｇ／ｍ² の割合にな
るように塗工してカラー用電子写真用紙Ａを得た。顔料
の平均粒径（体積平均粒径）は、コールターカウンター
を用いて測定した。
バインダーは重量比で市販の酸化澱粉、スチレン
ブタジエンラテックス（ＳＢＲ）の重量比で３０：７０
を混合し、塗料を調製した。この塗料をバーコーターに
より片面当たり固形分量１ｇ／ｍ² とし、顔料：接着剤
の重量比が２０：８０となるよう、基材の両面に塗工
し、カレンダー処理を行い転写紙を得た。この紙のＣＬ
Ｃ１１００の定着ローラとの摩擦係数を策定したとこ
ろ、４．０であった。

【００４５】次に、この紙を用いて両面画像を紙の中央
部分に紙の進入方向に平行に帯状の画像を形成し、定着
装置に進入させてみたところ、中央部と端部における紙
の速度差が発生せず、紙しわの発生が抑えられた。

【００４６】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２について説明する。

【００４７】実施の形態と同様であるが、カオリンの平
均粒径を２．０μｍとし、バインダーとして酸化澱粉：
スチレンアクリル系エマルジョン：スチレンブタジエン
ラテックス（ＳＢＲ）の重量比で３０：３０：４０で配
合して混合し、塗料を調製した。この塗料をバーコータ
ーにより片面当たり固形分量１０ｇ／ｍ² とし、顔料：
接着剤の重量比が８０：２０となるよう、基材の両面に
塗工し、カレンダー処理を行って転写紙を得た。この紙
のＣＬＣ１１００の定着ローラとの摩擦係数を測定した
ところ、３．５であった。

【００４８】そして、この紙に対して実施の形態１と同
様の試験を実施したところ、良好な結果を得た。

【００４９】［比較例１］カオリンの平均粒径を６．０
μｍとした以外は、実施の形態１と同様な方法で比較例
１の紙を得た。この紙のＣＬＣ１１００の定着ローラと
の摩擦係数を測定したところ、５．５であった。この紙
に対して実施の形態１と同様の試験を実施したところ、
紙中央部に形成するべた帯画像の幅が紙の進行方向直角
の値の２０％医になって初めて紙しわが発生しなくなっ
た。

【００５０】［比較例２］カオリンの平均粒径を７．０
μｍとした以外は、実施の形態２と同様な方法で紙を得
た。この紙のＣＬＣ１１００の定着ローラとの摩擦係数
を測定したところ、６．０であった。この紙に対して実
施の形態１と同様の試験を実施したところ、紙中央部に
形成するべた帯画像の幅が紙の進行方向直角の値の２０
％以下になって初めて紙しわが発生しなくなった。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、少なくとも互いに圧接しながら回転自在に配設
された一対の定着用回転体が形成する圧接部で未定着画
像を有する転写材を挟圧搬送して該転写材上の未定着画
像の加熱処理を行う定着装置でトナーが定着される電子
写真用転写紙の前記定着用回転体との摩擦係数μを４．
５以下に設定したため、紙しわ等の画像不良の発生を防
ぐことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の断面図である。

【図２】定着装置の断面図である。

【図３】紙しわの発生メカニズムを説明する図である。

【図４】加圧ローラゴム厚と定着・加圧ローラ周速との
関係を示す図である。

【図５】定着装置において紙に作用する力を示す図であ
る。

【図６】紙とローラとのμの測定結果を示す図である。

【図７】定着装置において紙搬送速度と紙に作用する力
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１定着ローラ１１ｂヒータ１２加圧ローラ１２ｂヒータ１５離型剤塗布装置Ｓ記録材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも互いに圧接しながら回転自在
に配設された一対の定着用回転体が形成する圧接部で未
定着画像を有する転写材を挟圧搬送して該転写材上の未
定着画像の加熱定着を行う定着装置でトナーが定着され
る電子写真用転写紙において、前記定着用回転体との摩擦係数μを４．５以下に設定し
たことを特徴とする電子写真用転写紙。
【請求項２】顔料として使用するカオリンの平均粒径
が３μｍ以下とすることを特徴とする請求項１記載の電
子写真用転写紙。
【請求項３】前記定着用回転体の表層がＬＴＶ又はＲ
ＴＶシリコーンゴムから成っていることを特徴とする請
求項１記載の電子写真用転写紙。