JP2705805B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、転写紙等の記録材上に形成された未定着ト
ナー像を加熱定着させる電子写真装置、静電記録装置等
の画像形成装置に装備される定着装置に係り、特にフル
カラー、マルチカラー画像を得る多色画像定着に適した
定着装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の定着装置は、互いに圧接する一対のロ
ーラの一方にヒータを設け、転写紙上に転写した未定着
トナー像を該一方のローラに接するようにしてローラ間
を通過させ、該ヒータによりローラに加えられる熱及び
一対のローラの接圧によって、未定着トナー像を転写紙
に定着させるようにしている。

ところで、この定着装置によれば、一対のローラ間に
おいて熱及び圧力によりトナー像を軟化温度以上迄加熱
して定着を行うが、高温オフセットという溶融トナーの
ローラーへの付着を防ぐために熱圧力ともに限定されて
おり、そのためローラ間から排出されたトナーは、トナ
ー自身の粘弾性によって、元の形状に回復しようとする
応力が働き、画像表面は粗れる傾向にある。

このため、２色以上のトナーを用いた減法混色による
カラー画像形成には、前述のトナー面の粗れは反射光の
散乱を招き、白色成分の混入による色再現を悪くする可
能性がある。又、トナーの流動性が悪いため他色トナー
との混りが悪くなる。

これを解決する為に、カラー画像のローラー定着で
は、シリコーンゴムローラーに低粘度シリコーンオイル
を塗布したものを定着用ローラーとして用い、また溶融
時に流動性が高く粘性特性の強いトナーを用い、十分な
熱を加えて定着を行っている。これにより、定着工程を
経て得られたトナー画像の表面は最大、光沢度〔JIS Z
−8741方式（60゜）〕で50％迄は可能である。しかし、
これ以上の光沢度を得ることは高温オフセットを発生す
ることから難しく、さらに定着ローラー自体の離型寿命
を縮めてしまうという問題点がある。

また、このような系においては10％以下の光沢度で十
分な混色をさせることも困難である。

かかる問題を解決する方法としてUSP 3578797号があ
る。

これは、トナー像を加熱体で、その融点まで加熱・溶
融し、溶融後、そのトナーを冷却し、比較的高い粘性と
し、トナーの付着する傾向を弱めた状態で加熱体ウエブ
から転写材に剥すことによって定着する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この方法では、カラー画像の如く転写材上の
トナー層厚が白黒画像に比べ２倍以上の部分をもつもの
を定着させた場合、初期にトナーを溶融させた時の圧力
が開放された時、紙等の転写材のコシにより加熱体ある
いは、加熱時、画像に接触するウエッブから転写材が部
分的に剥れ、画像の均一性が損なわれる。あるいは、全
面的に剥れ所望の光沢度が得られなくなるという問題点
がある。

本発明の目的は、転写材の種類に関係なく定着トナー
画像の剥れを防ぎ、しかも定着トナー画像に対して所望
の光沢度を得ることができる定着装置を提供するもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的を達成するための定着装置の要旨とする
ところは、記録材上に担持された未定着トナー像を軟化
点温度以上に加熱する加熱手段と、この加熱手段により
加熱されたトナー像と接し共に移動するシート部材とを
有し、トナー像が軟化点温度以下である時、記録材を前
記シート部材から分離する定着装置において、前記加熱
手段と前記シート部材に対する記録材の分離位置との間
のトナー像の冷却中に記録材を前記シート部材に押圧す
る弾性部材により付勢された圧板を有することを特徴と
するものである。

〔作用〕

上記の如く構成した本発明による装置は、トナー画像
を加熱溶融した後、トナー画像は冷却固化するまでシー
ト面部材に密着され、シート面部材の表面粗さに応じて
得たい画像表面粗さを設定できる。

結果として、画像光沢、GLOSS（60゜）を５％以上10
％以下、又は50％以上95％以下の画像の作成ができる。

すなわち、カラー画像を形成する場合、画像光沢、GL
CSS（60゜）が５％以上95％以下の均一で且つ混色性の
良い画像を得ることができるものである。

〔実 施 例〕

以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

実施例１ 第１図は本発明による定着装置の実施例１を示す概略
図で、この定着装置はイエロー、マゼンダ、シアン、こ
れにブラックの各色のトナーを収容した現像器を備えて
フルカラー画像を作成できる電子写真複写機に装備さ
れ、フルカラー画像を定着するものである。

本実施例の定着装置は、ハロゲンランプ等の加熱源1a
を内蔵した加熱ローラ１と加熱ローラ１よりも小径の分
離ローラ２との間に、シート状のニッケル板を基材とし
外周面にPFA、フッソ樹脂等により離型化処理した無端
状フィルム（以下定着フィルムと称す）３を掛け回すと
共に、該加熱ローラ１に圧接し、ハロゲンランプ等の熱
源4aを内蔵した加圧ローラ４と該分離ローラ２と圧接す
る下ローラ５との間に無端状の金属性搬送フィルム６掛
け回し、双方のフィルム３、６を夫々図中矢印方向に不
図示の駆動手段を介して同一速度で回動させ、双方のフ
ィルム３、６が圧接する一定幅の加圧領域中に未定着ト
ナー画像が転写された紙、プラスチックフィルム等の転
写材９を挟持搬送させるようにしており、該加圧領域中
における搬送フィルム６の下面側には、バネ部材10aに
より上向きに付勢される圧板10が略該加圧領域に渡り設
けられ、この圧板10により搬送フィルム６を上向きに押
圧することで、双方のフィルム３、６の圧着性を充分に
保持するようにしている。

すなわち、加熱ローラ１と加圧ローラ４とのニップ部
が未定着トナー画像を溶融する加熱領域であり、転写材
９上の未定着トナー画像は、定着フィルム３を介して加
熱ローラ１により混色を行なうために充分流動可能な軟
化点温度以上に加熱されて溶融される。加熱領域を通過
した転写材９は上下を定着フィルム３と搬送フィルム６
とにより、画像両側を定着フィルム３に密着した挟持状
態で分離ローラ２側に向け搬送される。ここで、この加
圧領域は加熱源がないため、溶融されたトナーは冷却さ
れて固体状態に変化し、冷却が終了した後、転写材９は
分離ローラ２に達し、写真フィルム３と転写材９とが分
離する。定着フィルム３が転写材３から剥離するのは、
トナーが冷却固化した時点であるから、高温オフセット
の虞れは少ないが、分離時における定着フィルム３の転
写材９に対する剥離角度（転写材９と定着フィルム３と
の接触面を母線とし、この母線に対する角度）を充分大
きい角度、例えば30゜〜180゜とすることで、定着フィ
ルム３を屈曲させながら急激に剥離を行なって、定着フ
ィルム３へのオフセットを防止することができる。

また、加圧領域中における冷却工程において、トナー
画像は定着フィルム３に密着状態で圧接されているの
で、定着フィルム３の表面粗さを選択することにより、
定着トナー像の光沢度を選択することができ、定着フィ
ルム３の表面粗さ、光沢度と略同じ値を示す表面性状の
定着トナー像を得ることができる。

実施例 加熱ローラ１をアルミニュウムにより外形80mm、加圧
ローラ４を外径80mm、定着フィルム３を100μｍ厚，搬
送ベルト６を肉厚3mm,分離ローラ体2,5を外径30mmのSUS
製とし、加熱ローラ１を170℃に維持し、加熱ローラ１
と加圧ローラ４とを4kg/cmの圧力で圧接し、定着フィル
ム３と搬送ベルト６とを圧板10により総圧1kgで密着
し、また定着フィルム３の表面粗さ（Ra）を0.10μｍ以
下として、転写材上にイエロー，マゼンタ，シアン，こ
れにブラックの各色のトナーを原稿画像により忠実な画
像となるように組み合わせてフルカラー画像を得るよう
にし、淡い色の部分と黒色再現部分ではトナー層厚が３
倍以上の開きがあるものを公知の画像形成手段で形成し
たものを上記の定着装置により定着した。

その結果、定着されたトナー画像の光沢度は、画像光
沢GLOSS（60゜）を80％以上とすることができた。ま
た、定着フィルム３の表面粗さ（Ra）を0.35μｍ以上1.
00μｍ以下のものを使用したところ、画像光沢GLOSS（6
0゜）が10％以下のものを作成できた。そして、定着フ
ィルム３にはトナーのオフセットがなく、得られた多色
トナー画像は定着性、混色性共に良好であった。

一方、同一の定着装置から圧板10を取り除き、同様に
定着を行なったところ、圧板10がある場合に比べ、光沢
度がRaが0.10μｍ以下の定着フィルムの場合で若干低下
した。さらに、搬送ベルト６の張りを低下させたとこ
ろ、定着画像上にムラが発生すると共に、部分的に定着
フィルムへのオフセットが発生した。

実施例２ 第２図は実施例２の概略図である。

本実施例は、有端の定着フィルム105を、加熱源104a
を内蔵した加熱ローラ104と加熱源107aを内蔵した加圧
ローラ107の圧接部を通し、さらに上分離ローラ103を介
して送り出しローラ102から巻き取りローラ101に送り出
しすると共に、上分離ローラ103と圧接する下分離ロー
ラ106と加圧ローラ107との間に無端状バックアップ用の
搬送ベルト108を張り渡して、一対の分離ローラ103,106
と加熱、加圧ローラ104,107との間に定着フィルム105と
搬送ベルト108とにより転写材1099を挟持搬送する加圧
領域を形成しており、前記した実施例１と同様に加圧領
域において搬送ベルト108は不図示の圧板により定着ベ
ルトに向け押圧されている。定着フィルム105はポリイ
ミドを基材とし、表面に離型化処理を施したもので、定
着工程時に巻き取りローラ101が不図示の駆動機構によ
り時計方向に回転駆動することで矢印方向に移動する。
加熱ローラ104は例えば中空のアルミニウム管に3mm厚の
RTVシリコンゴム層を設けている。搬送ベルト108は定着
工程時に矢印方向に回動し、定着フィルム105も等速度
で矢印方向に回動するように不図示の方法で制御され
る。また、定着工程の終了後、送り出しローラ102は定
着フィルム105を巻き戻す巻き戻しローラとして機能す
るために反時計方向に回動し、定着フィルムを逆方向に
移動させて定着フィルムの巻き戻しを行なうようになっ
ており、再び定着する時には上記の動作を行なう。

このように構成した本実施例の定着装置は、定着フィ
ルム105と搬送ベルト108とを介して未定着トナー画像を
担持した転写材109が加熱ローラ104と加圧ローラ107と
の間の圧接部に入り、定着フィルム105を介して未定着
トナー画像が加熱溶融される。そして、定着フィルム10
5と搬送ベルト108とにより分離ローラ103に向け圧接領
域を挟持搬送され、その間に冷却固化される。この搬送
工程において充分に冷却固化したトナー画像に密着する
定着フィルム105は分離ローラ103により屈曲されること
でトナー画像から剥離され、転写材109を排出する。転
写材109の排出直後に、送り出しローラ102によって巻き
取りローラ101に巻き取られた定着フィルム105が巻き戻
され、再び同様の工程が繰り返される。

このように構成した定着装置により、実施例１の場合
と同様に定着実験を行なったところ、画像光沢GLOSS（6
0゜）５％以上95％以上のすべての画像が得られた。ま
た多色トナー画像の定着性、混色性も良好で、定着フィ
ルムへのオフセットも生じなかった。

実施例３ 第３図は実施例３の概略図を示す。

本実施例は、実施例１における搬送ベルト６を廃止
し、圧板10を直接定着フィルム３に圧接させて冷却工程
をなす加圧領域を形成したもので、圧板10の定着フィル
ム３に接触する面は、フッソ樹脂等の低摩擦係数の材料
により被覆し、転写材９の良好な搬送性を得るようにし
ている。また、定着フィルム３の表面は、転写材９の搬
送を行なう点から、表面粗さ（Ra）を0.2μｍ以上の粗
さのものを用いることが好ましく、より好ましくは、Ra
0.3μｍ以上である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、加熱溶融
されたトナー画像は、冷却固化するまでその表面をシー
ト面部材で密着させているので、シート面部材の表面粗
さに応じて定着トナー画像の光沢を設定でき、カラー画
像の場合には、従来では得られなかった質感の均一な定
着画像を形成することができる。

また、トナー像を溶融状態で剥離しないために、高温
オフセットの発生を防止でき、併せてシリコーンオイル
等の離型剤を必要としなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の概略図、第２図は実施例２の概略
図、第３図は実施例３の概略図である。 １……加熱ローラ、２……分離ローラ ３……定着フィルム、４……加圧ローラ ５……分離ローラ ６……搬送フィルム（ベルト） ９……転写材、10……圧板

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−134436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−122665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−70633（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−29825（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録材上に担持された未定着トナー像を軟
   化点温度以上に加熱する加熱手段と、この加熱手段によ
   り加熱されたトナー像と接し共に移動するシート部材と
   を有し、トナー像が軟化点温度以下である時、記録材を
   前記シート部材から分離する定着装置において、 前記加熱手段と前記シート部材に対する記録材の分離位
   置との間のトナー像の冷却中に記録材を前記シート部材
   に押圧する弾性部材により付勢された圧板を有すること
   を特徴とする定着装置。