JP2650863B2 - トナー画像定着方法及び加熱加圧フューザ - Google Patents

トナー画像定着方法及び加熱加圧フューザ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粉末画像を形成する技術
に関し、さらに詳細には、ストリッピング（剥離）の直
前に画像の温度を変えることにより画像の光沢が変えら
れる加熱及び加圧ベルト定着（フューザ）装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ゼログラフィー（電子写真）の技術又は
他の類似する画像複製技術において、静電潜像は電荷保
持面上に形成され、その表面は一般的に、導電バッキン
グ（裏打ち材) に付着された光導電性絶縁物質を含む光
導電体を有する。画像が光導電体上に形成されると光導
電体にはまず均一帯電され、それから露光されて、複写
（複製）される原稿の光画像が形成される。このように
形成された静電潜像は、この目的のために特定にデザイ
ンされた、多数の着色樹脂のうちどれでも一つを用いる
ことにより可視にされる。
【０００３】本発明の目的のために、静電潜像は、静電
帯電された感光部材が露光されて原稿の光画像を形成す
る方法より他の方法で形成されてもよいことを理解すべ
きである。例えば、静電潜像は電子的に記憶されるまた
は生成する情報から生成されてもよく、デジタル形式の
この情報は画像生成エレクトロニクス及び光学系によっ
て文字数字式の画像に変換されてもよい。しかし、その
ような画像生成電子（エレクトロニクス）及び光学デバ
イスは本発明の部分を形成しない。
【０００４】再使用可能な光導電性表面の場合、より一
般的には可視像を形成するトナーと称されている着色樹
脂は、普通紙のような基体に転写される。転写の後、画
像は定着（フューザ）装置を使用して基体に付着され
る。今日までのところ、トナー画像を定着（フューズ）
させるための熱及び接触圧力の同時の使用が商業上で最
も広く受け入れられており、一対の加圧連動ロールが最
も一般的である。
【０００５】従来のロールフューザは、狭い温度範囲内
で作用する。画像光沢は、ロール表面のテクスチャー
（きめ）、トナー樹脂ガラス転移温度及び分子量により
制限される。フューザ寛容度（許容範囲）は、画像定着
低下によりロウエンド（low end:下限）（即ち低速処理
マシン）について及びホットオフセット（hot offset)
によりハイエンド（high end：上限）（即ち高速処理マ
シン）について制限される。フューザロール温度の大き
な変化が、変化する画像光沢にかなりの影響を及ぼすた
めに必要とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明のベルトフュー
ジングシステム及びその加熱方法は、フュージング及び
ストリッピング温度の制御を個々に可能にする。ベルト
フュージング部分のフュージング温度は、トナー画像を
粘着性のあるものにする前もって決定された値で作用さ
せられる一方、ストリッピングローラでのベルトの温度
は変えられ、最終（仕上げ）プリントの画像光沢を多様
化する。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】フューザベルト
が三つのローラの周りに搭載され（巻き掛けられ）てお
り、三つのローラに印加された電圧により、ベルトの異
なる部分が所望の作用温度へそれぞれ加熱されることを
可能にするような様態になっている。
【０００８】ベルトの一部分又は区分は加圧ローラと協
働してフュージングゾーン（定着領域）を形成し、フュ
ージングベルト及びトナー画像を運ぶ基体が該ゾーンを
通過する。基体はフュージングゾーンを通過し、それに
よってその上のトナー画像が表面の滑らかなベルトに接
触する。
【０００９】ベルトのもう一つの部分又は区分はプリス
トリッピングエリア（剥離前区域）を構成し、所望のス
トリッピング温度を生じさせるためにストリッピングロ
ーラを協働する。
【００１０】ベルトの別々の各部分又は区分は、意図さ
れた目的を達成するために加熱される。ベルトのフュー
ジング部分の温度は、普通一つの作用温度に加熱される
一方、ストリッピング温度は所望の光沢度に従って変え
られる。
【００１１】本発明の請求項１の態様では、基体へトナ
ー画像を定着する方法であって、電気的に抵抗性のある
フュージングベルトを動かし、前記ベルトの第一の部分
が加圧ロールに接触し、前記第一の部分の後に第二の部
分が接触し、前記加圧ローラを介してトナー画像を載せ
た基体が、トナー画像が前記ベルトの一表面に接触しな
がら通過されるステップと、トナー画像を定着するため
に前記ベルトの前記第一の部分へ電力を印加し、定着さ
れているトナー画像の光沢を変えるために前記ベルトの
前記第二の部分へ電力を印加するステップとを含む。
【００１２】本発明の請求項２の態様は、トナー画像を
基体上へ定着するための加熱加圧フューザであって、第
一及び第二の部分を有する、電気的に抵抗性のあるフュ
ージングベルトと、前記第一及び第二のベルト部分の温
度を、一つはトナー画像を定着させるため、もう一つは
画像光沢度を変えるために、異なる温度に上げるための
手段と、エンドレス経路での移動のために前記ベルトを
支持する複数のローラと、前記複数のローラのいくつか
と協働してそれとの間に延長フュージングゾーンを形成
する加圧ローラとを含む。
【００１３】
【実施例】ここで図４を参照すると、例として、取り外
し可能の処理カートリッジ１２を含む自動静電複写（複
製）機１０が示されている。図４に示されている複写機
は、原稿からコピーを作るために該複写機内で利用され
る種々の構成要素を例示している。本発明は自動静電複
写機における使用のために特によく適応されているが、
プリンターのような他の静電複写システムを含む様々な
種の処理システムにおける使用にも同様に好適であり、
必ずしもここに示される特定の具体例の応用のみに限定
されるわけではないことが以下の記述から明白になるべ
きである。
【００１４】図４に例示された複写機１０は取り外し可
能な処理カートリッジ１２を使用し、該カートリッジ１
２は挿入されたり主要マシンフレームから引き出された
りする。カートリッジ１２はベルト状の画像記録部材１
４を含み、該部材１４の外周面は適切な光導電性物質１
５で覆われている。ベルト即ち電荷保持部材は、カート
リッジ内で駆動搬送ロール１６の周りとアイドラロール
１８の周りを回転するために適切に装着されており、ベ
ルトの内側のラン（run)上の矢印により示された方向へ
進み、該ベルト上の画像支持面が複数のゼログラフィッ
ク（電子写真）処理ステーションを通過して運ばれる。
モーターのような、図示されていないが適切な駆動手段
が動力を供給するために設けられ、種々の協働するマシ
ン構成要素の動きの調子を合わせ、それにより原稿の入
力情景情報の忠実な複製が用紙又はその種のもののよう
な最終支持材料３１のシート上に記録される。
【００１５】まず、ベルト１４が光導電性表面１５を動
かして帯電ステーション１９を通過させ、そこでベルト
は、画像形成の準備となる公知の態様で、帯電コロトロ
ン２０により光導電性表面上に配置され静電電荷で均一
に帯電される。その後、ベルト１４の均一に帯電された
部分は露光ステーション２１へ移動され、そこで、帯電
された光導電性表面１５は露光されて原稿の出力情景情
報の光画像が形成され、それにより電荷は光が露光され
た領域において選択的に消散され、静電潜像の形で原稿
の入力情景を記録する。
【００１６】潜像を作り出す光学構成はランプ１７及び
ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３を含む走査光学システム（系）
から成り、該システムは走査キャリッジ（図示せず）に
装着され、画像形成プラテン２３上の原稿Ｄを走査す
る。レンズ２２及びＭ４、Ｍ５、Ｍ６は公知の態様で画
像を光導電性ベルトへ送る。走査キャリッジの速度及び
光導電性ベルトの速度は同期化され、原稿の忠実な複製
を提供する。ベルト１４の露光後、光導電性表面１５に
記録された静電潜像は現像ステーション２４へ搬送さ
れ、そこでベルト１４の静電潜像表面１５にトナーが付
着され潜像を可視にする。現像ステーションは現像剤ロ
ール２５を含む磁気ブラシ現像システムを含み、該シス
テムは、現像剤供給器１１とオーガトランスポート（搬
送装置）３７から供給されるコース（荒い) 磁気キャリ
ヤ粒子とトナー染料粒子を有する、磁化可能な現像剤混
合物を利用する。
【００１７】最終支持材料のシート３１は昇降機スタッ
ク支持トレイ２６上に配置されたスタック（束）状に支
持されている。高い位置にあるスタックを用いて、部分
円弧形（セグメント化）送り出し及びシート分離ロール
２７が、個々のシートをそこから位置合わせ（見当合わ
せ）ピンチロールの対２８へ送り出す。シートはそれか
らベルト上の画像が適切な位置合わせをされて転写ステ
ーション２９へ送られ、光導電性表面１５上に現像され
た画像が転写ステーション２９内の最終支持材料のシー
ト３１と接触し、トナー画像が転写コロトロン３０によ
って光導電性表面１５から最終支持材料のシート３１の
接触面へ転写される。画像の転写に続き、紙やプラスチ
ック等、要望にかなう最終支持材料は、支持材料３１の
はりの強度のために、アイドラロール１８の周りを通過
する際にベルトから分離される。トナー画像をその上に
含むシートは、継ぎ目のない加熱されたフューザベルト
構造体５２、加圧ロール５４及び複数の導電性ロール構
造体５６、５８及び６０を含む定着ステーション４１へ
と進められる。定着ステーション４１で画像が定着され
た最終支持材料３１は、ローラ３３を介してトレイ３４
へ排出される。
【００１８】大部分のトナー粉末が最終支持材料３１に
転写されるが、トナー粉末画像の最後の支持材への転写
後、必ずある量の残留トナーが光導電性表面１５上に残
る。転写操作後の光導電性表面上に残る残留トナー粒子
は、ベルト１４の外周面とこすりながら接触するクリー
ニングブレード３６を含むクリーニングステーション３
５においてベルト１４から除去される。そのように除去
された粒子は、クリーニングハウジング（図示せず）内
に収容され、該ハウジングはクリーニングハウジングの
下流オープニング（開口）と結合されたクリーニングシ
ール５０を有する。あるいは、当該技術において公知の
ように、トナー粒子はクリーニングブラシによって光導
電性表面から機械的に除去されてもよい。
【００１９】前述の概説は、本発明の目的のために、本
発明に従って装置を具体化することが可能な自動ゼログ
ラフィック複写機１０の概括的操作を例示するのに十分
であると信じられている。
【００２０】図１（Ａ）で開示されるように、本発明に
従った定着装置は、抵抗層６４、ポリイミド層６６及び
リリース（解放）層６５を有する継ぎ目のない（シーム
レス）ベルト構造体５２を含む。リリース層は高温のフ
ュージングベルトへのトナーオフセット（転着）を除去
するために使用される。一般的なリリース層は、ヴァイ
トン（Viton)、テフロン（Teflon) 、シリコン及び他の
低表面エネルギー物質を含む。
【００２１】ベルトは、フューザローラ５６、５８及び
ストリッピング（剥離）ローラ６０及びアイドラローラ
６９の周りに搭載され（巻き掛けられ）ている。ローラ
５６、５８及びストリッピングローラ６０は電気的に導
電性の接触ローラで、トナー画像を融着するために利用
されるフュージングベルト部分７０と、可変画像光沢を
実施するために利用されるプリストリッピングエリア７
２に電圧を印加するために、電気的にバイアスされてい
る。接触するということは、フュージングローラが抵抗
層６４に接触する、という意味である。
【００２２】加圧ローラ５４はローラ５６、５８及びそ
の間に配置されたベルトフュージング部分７０と協働し
てフュージングゾーン７３を形成し、トナー画像７４を
上に載せた基体即ちシート３１は、該ゾーン７２を通過
してトナー画像７４を基体に定着させる。その目的のた
めに使用される従来の構造によって、全部で約５０ポン
ド（lbs.) のニップ圧力がフューザロール５８と加圧ロ
ール５４の間に加えられる。
【００２３】あるいは、図２に示されるように、フュー
ジングローラ５６は必ずしも加圧ローラ５４と共にニッ
プを形成する必要はない。そこに例示されるように、フ
ライイン（fly-in) ゾーン（ニップに入る前のゾーン）
５１が、図２に示されるようなローラ５６の配置によっ
て設けられている。後に言及されるように、図１の構成
要素の多くは、参照番号５１により示されるようなフラ
イイン特性（機能）を例示するために必要でないため省
略されている。
【００２４】図１（Ａ）に示されているように、フュー
ジングベルト部分７０の温度を上げるための電力がＡＣ
電源７６により提供されている一方、ストリッピング温
度を制御するベルト部分７２を上げるための電力は電源
７８を介して提供される。電源７６は、図１（Ａ）に表
されているように、フュージングゾーン入口ローラ５６
とフュージングゾーン出口ローラ５８の間に適用されて
いる。電源７８からの電力はフュージングゾーン出口ロ
ーラ５８とストリッピングローラ６０の間に適用されて
いる。継ぎ目のないベルト構造体の使用は、継ぎ目のあ
るベルトが継ぎ目の接触ローラとの各接触及び離間点で
のアーキング（アーク発生）や摩耗を受けるという点で
本発明の重要な態様である。継ぎ目のないベルト構造体
が使用されるとき、ベルトはの電気的接触の中断がない
ため、アーキング及び摩耗を除去する。
【００２５】作用としては、電源７６を介してフュージ
ングベルトの部分７０に供給される電力の大きさは、一
つの設定温度で作用して、画像を形成するトナーを基体
３１に定着させるようにデザインされている。他方、電
源７８はコントローラ８０の制御下で可変電力をプリス
トリッピング部分７２に供給し、それにより、最終（仕
上げ）プリントの画像光沢を変える目的でトナー画像が
種々のストリッピング温度を受けるようにデザインされ
ている。
【００２６】ベルトプリストリッピング部分７２へ電力
を印加することは、選択可能な温度でストリップする能
力を提供し、従って可変光沢を可能にする。ゼロボルト
で定着された画像と８０ボルトで定着された画像は、画
像光沢において重要な違いを示した。
【００２７】画像は、１２ミクロンのＰＦＡリリース層
６５及び一平方につき８５オームの抵抗率を有する１５
ミクロンの内側抵抗被覆６４を伴った５０ミクロンのポ
リイミドベルト基体６６を使用して定着された。長さ２
インチのプリストリッピング部分に対する出力電圧の関
数としての光沢が、図３に表されている。
【００２８】図３でみられるように、画像光沢は入力電
圧により変化する。例えば、５５から８０単位の大きさ
の入力電圧は、９０から６０のガードナー光沢単位（Ga
rdner gloss units)（光沢測定の商業基準）に相当す
る。
【００２９】シリコンオイルのような適切な離型剤物質
を含むパッド８４は、ベルト５２の表面６５に塗布しな
がら（wiping) 接触して支持されている。従って、ベル
ト表面はシリコンオイルで薄く被覆されていて、ベルト
にトナー粉末粒子が付着するのを防ぐ。
【００３０】現在本発明の好適な具体例とされるものが
例示され、述べられてきたが、数々の変更及び修正が当
業者に起こる可能性があり、本発明の真の精神及び範囲
内に及ぶ全ての変更及び修正を請求の範囲に含む意向で
あることを理解されたい。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、フュージング及びスト
リッピング温度の制御を個々に可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明に従ったフュージング装置の略
図である。（Ｂ）はベルトの多層構造を表す拡大された
フューザベルトの部分を示している。
【図２】図１に例示された本発明の変更された具体例の
略図である。
【図３】画像光沢対フュージングベルトのプリストリッ
ピングエリアへの出力の表である。
【図４】画像形成装置の略図であり、該装置内で図１の
フューザ装置が利用される。
【符号の説明】
３１ 最終支持材料 ５１ フライインゾーン ５２ フューザベルト ５４ 加圧ロール ５６、５８ フューザローラ ６０ ストリッピングローラ ６４ 内側抵抗被覆 ６５ リリース層 ６６ ポリイミド層 ６９ アイドラローラ ７０ フュージングベルトの部分 ７２ プリストリッピングエリア ７３ フュージングゾーン ７４ トナー画像 ７６、７８ ＡＣ電源 ８０ コントローラ ８４ パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−25476（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−19660（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173438（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基体へトナー画像を定着する方法であっ
    て、 電気的に抵抗性のあるフュージングベルトを動かし、前
    記ベルトの第一の部分が加圧ロールに接触し、前記第一
    の部分の後に第二の部分が接触し、前記加圧ローラを介
    してトナー画像を載せた基体が、トナー画像が前記ベル
    トの一表面に接触しながら通過されるステップと、 トナー画像を定着するために前記ベルトの前記第一の部
    分へ電力を印加し、定着されているトナー画像の光沢を
    変えるために前記ベルトの前記第二の部分へ電力を印加
    するステップと、 を含むトナー画像定着方法。
  2. 【請求項２】 トナー画像を基体上へ定着するための加
    熱加圧フューザであって、 第一及び第二の部分を有する、電気的に抵抗性のあるフ
    ュージングベルトと、 前記第一及び第二のベルト部分の温度を、一つはトナー
    画像を定着させるため、もう一つは画像光沢度を変える
    ために、異なる温度に上げるための手段と、 エンドレス経路での移動のために前記ベルトを支持する
    複数のローラと、 前記複数のローラのいくつかと協働してそれとの間に延
    長フュージングゾーンを形成する加圧ローラと、 を含む加熱加圧フューザ。
JP6305237A 1993-12-16 1994-12-08 トナー画像定着方法及び加熱加圧フューザ Expired - Fee Related JP2650863B2 (ja)

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US169836 1993-12-16

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JPH07210022A JPH07210022A (ja) 1995-08-11
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