JP2895844B2 - 湿式複写機の定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は湿式複写機の定着装置に関するものであ
る。

従来の技術 この種の定着装置として所定のトナーを用いて現像を
行ない、得られたトナー像を転写紙に転写し、この転写
された後の転写紙をトナー像転写面側に直接接触させて
配置した加熱手段により加熱してトナー像の定着を行な
うようになっているものが知られている。これは、例え
ば第７図のような構成となっており、未定着トナー像を
担持した転写紙Ｐの通紙経路を挾んで加熱ローラ１と加
圧ローラ２とが互いに圧接するように配置され、加熱ロ
ーラ１には加熱用のヒータ３が内蔵されている。また、
加圧ローラ２の軸部には加圧カム５のカム面がばね６の
付勢力によって圧接されており、これによって加圧ロー
ラ２に所定の加圧作用力が付与されるようになってい
る。加熱ローラ１の周囲にはサーミスタ７及び温度ヒュ
ーズ８が設置され、これらによって温度制御が行なわれ
る。また、分離爪10およびシリコーン塗布フェルト11が
加熱ローラ１の表面に接触して配置されている。

発明が解決しようとする課題 ところで、前記の定着装置においては、転写紙ＰがOH
P用フィルムや第２原図用紙、またはアート紙など現像
液がしみ込みにくい特殊紙の場合にはトナー中の溶剤残
存率が高くなるため、定着によって画像流れが生じ、判
読不能な画像となるという問題点があった。

表−１はトナー中の溶剤残存率から、トナー中に溶剤
がどの程度残存していると、画像の流れが生ずるかを示
すもので、この表−１において１〜５の数字は画像の流
れの程度（ランク）を示す。１は画像が完全に流れ、文
字が読みにくい、２は画像がやや流れ、ベタ濃度が低
い、３は画像流れは少ないが、ベタ中の文字がにじんで
いる、４は画像流れはほとんどなく、ベタ中の文字がや
やにじむ、５は画像流れは全くなく、ベタ中の文字もし
っかりしていることを表している。尚、OHP用フィルム
としてはリコー製TYPE PPC−DX、第２原図用紙としては
リコー製TYPE TA、アート紙としては両面コート紙を用
いた。また定着温度は140±10℃に設定し、かつ通紙線
速は350mm/secにした。

表−１から明らかなように、溶剤残存率が65％以上だ
と特殊紙の中でもOHP用フィルムや第２原図用紙では少
ないものの画像の流れがあり、良好な画像が得られな
い。前記に挙げたすべての特殊紙について画像流れのな
い良好な画像を得るには溶剤残存率が60％以下、好まし
くは55％以下であることが必要であり、この結果、良好
な画像を得るためには溶剤残存率の低減を図る必要があ
ることが判明した。

そこで、この発明は前記のような従来の問題点を解決
し、現像液のしみ込みにくい特殊紙でも画像流れのない
良好なコピー画像が得られる定着装置を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段 前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は所
定のトナーを用いて現像を行ない、この現像により得ら
れたトナー像を転写紙に転写し、この転写された後の転
写紙をトナー像が担持される転写面側と直接接触するよ
うに配置された第１加熱手段により加熱して未定着トナ
ーの定着をな行う湿式複写機の定着装置において、第１
加熱手段とは別にトナー像が担持される転写面の反対側
と接触するように配置され、その加熱温度が第１加熱手
段よりも高く設定されたトナー像定着用の第２加熱手段
と、この第２加熱手段に一定のギャップを有して対向す
ると共に、その表面に尖鋭な凹凸状の突起が形成された
押圧ローラとを設け、第１加熱手段による加熱と第２加
熱手段による加熱が転写紙の種類により切り換え可能と
なっていることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は請求項１に記載の発明
において、所定の転写紙を定着するとき、第１加熱手段
又は第２加熱手段が転写紙から離れた位置となるように
構成されていることを特徴とするものである。

作用 第１加熱手段とは別に転写面の反対側と接触する位置
に第２加熱手段を設けているため、転写紙が特殊紙のと
きには第１加熱手段による加熱温度を第２加熱手段によ
る高い加熱温度に切り換えた加熱定着が行なわれる。し
かも、この第２加熱手段による加熱はトナー像が担持さ
れている転写面と反対側から行なわれると共に、第２加
熱手段と一定のギャップを有する押圧ローラとの間で加
熱定着されるため溶剤残存率が低減し画像流れが生じる
ことが防止される。また、第１加熱手段又は第２加熱手
段が定着時には転写紙から離れるように構成した場合に
は、ホット・オフセットの防止を図ることが可能とな
る。

実施例 第１図は本発明の第１実施例を示している。本発明の
特徴は、転写紙の種類に応じて第１加熱手段とは別に設
けた第２加熱手段により加熱温度の切り換えを可能と
し、これによってトナー中に占める溶剤残存率の低減を
図ることにある。このため、本発明では第７図に示した
定着装置とほぼ同様な構造の定着装置の通紙経路の前段
に、これとは異なる定着装置を隣接して設けている。す
なわち、第１図に示すように、この定着装置では通紙経
路を挾んで未定着トナー像を担持する転写紙Ｐの転写面
の反対側と接触するように加熱ローラ55（第２加熱手
段）が配置されている。この加熱ローラ55の内部には加
熱用のヒータ57が内蔵されている。この加熱ローラ55の
表面には付着したトナーをクリーニングするためのクリ
ーニングパッド58が接触して配置されている。また、転
写紙のトナー像担持面側であって、加熱ローラ55と一定
のギャップを有して対向する位置には、転写紙を加熱ロ
ーラ55に押し付けて密接させる複数の押圧ローラ56が配
置されている。この、押圧ローラ56の表面には尖鋭な凹
凸状の突起が形成されているため、この突起の先端にト
ナーが付着しても、クリーニングローラ59によって付着
トナーをクリーニングすることができる。

そして前述したように、この第１実施例では転写紙Ｐ
が普通紙の場合と特殊紙の場合とでは、いずれか一方の
定着装置に切り換えて定着を行うこと可能である。これ
を、以下に説明する。

（１）転写紙Ｐが普通紙の場合 例えば操作部に設けた選択キーの押下により、ヒータ
３をON、ヒータ57をOFFとする。これで定着温度はONさ
れるヒータ３からのみとなり、普通紙はヒータ３を内蔵
した加熱ローラ１′（第１加熱手段）と加圧ローラ２と
のニップを通過することによって定着される。このとき
ヒータ57がOFFされた加熱ローラ55（第２加熱手段）と
押圧ローラ56は単なる普通紙のガイドローラとなる（第
１図Ａ）。ここで、ヒータ３からの定着温度を100℃〜1
80℃まで10℃ずつ変化させて定着したときの画像品質を
示したのが表−２である。この表−２において１〜５の
数字はそれぞれ定着性（スミアー）、ホット・オフセッ
トの程度（ランク）を示す。定着性における１は手で軽
くこすると、画像がとれる。２は手で軽くこすると、ス
ミアーが発生、３は手で普通にこすると、若干スミアー
が発生、４は手で普通にこすると、スミアーは発生しな
い、５は手で強くこすっても画像にスミアーは発生しな
い。ことを表わし、ホット・オフセットにおける１はベ
タ以外1mm以下のラインでも発生、２は目視でベタの後
端に発生、３は目視でベタの後端にわずかに発生、４は
オフセットがルーペで見て判読、５はオフセットが全く
ないことを表わしている。尚、普通紙としてはリコー製
Type6200を用いた。また通紙線速は350mm/secにした。

この表−２から明らかなように、好ましくは定着温度
は140±10℃に認定するとよい転写が得られる。

（２）転写紙Ｐが特殊紙の場合 選択キーの押下により、ヒータ３をOFF、ヒータ57をO
Nとする。これで定着温度はONされるヒータ57からのみ
となり、特殊紙はヒータ57を内蔵した加熱ローラ55（第
２加熱手段）と押圧ローラ56のニップを通過することに
よって定着される。前述したように、このニップによる
定着は押圧ローラ56と加熱ローラ55との間で一定のギャ
ップを有するニップであるため、押圧ローラ56による画
像流れが発生することはない。また、ここでヒータ３が
OFFされた加熱ローラ１′（第１加熱手段）に圧接した
加圧ローラ２の加圧作用力を解除し、加熱ローラ１と所
望の隙間（0.3〜5mm）を形成して下方の離れた位置とな
るようにしたほうがホット・オフセットを防止するうえ
で好ましい（第１図Ｂ）。ヒータ57からの定着温度を10
0℃〜220℃まで20℃ずつ変化させて定着したときの画像
品質を示したのが表−３である。この表−３において定
着性のランクを示す粒子の１〜５は表−２での定着性の
ランクを示す数字の１〜５と同じ意味を表わしている。
尚、OHP用フィルムとしては表−１で挙げたものと同じ
ものを用いた。

また、通過線速は350mm/secにした。

表−３から明らかなように、定着温度は160℃〜180℃
以上、好ましくは消費電力を考慮するとできるだけ低い
ワット（Ｗ）で性能を満足する160℃（450W）に設定す
るとよい結果が得られることがわかる。

このように、この第１実施例では普通紙の場合の加熱
温度よりも特殊紙の場合には、その切り換えにより加熱
温度が高くなることから、特殊紙上のトナー中の溶剤残
存率が低減され、これに伴って画像流れを防止すること
ができる。また、転写紙Ｐの種類によっていずれか一方
の定着装置を選択し、選択しない方の定着装置のヒータ
はOFFとするから、定着温度のムダを省くことができ
て、消費電力を約1/2低減できるなどの省エネ化も可能
となる。

また、加熱ローラ１′と加圧ローラ２′は第２図に示
すような層構造となっている。加熱ローラ１′はヒータ
３を内蔵する芯金60の表面に順次所望の厚さの、ゴム層
61、耐油性のＦ層（フッ化シリコーンゴム層）62、RTV
シリコーンゴム層（室温加硫型シリコーンゴム）63が積
層されている。加圧ローラ２′はシリコーンゴムにテフ
ロンコートされた外層65を有している。加熱ローラ１′
の層構造としては前記したもののほか、芯金60の表面に
RTVシリコーンゴム層63のみを設けたものでもよい。

第３図は第１図の加熱ローラ１′及び加熱ローラ55の
周囲に冷却ファン67,68を付設した変形例を示す。転写
紙Ｐとして例えばそれまで使用していた普通紙から特殊
紙に変え、この転写紙の変更に伴ない選択キーの押下に
より定着温度を140±10℃から160℃に切り換えると、加
熱ローラ１′の表面の温度はヒータ３がOFFとなるため
低下する。このようなとき、ホット・オフセットを考慮
して冷却ファン67を作動し、冷風を加熱ローラ１′の表
面に送風し、自然冷却をまたず積極的に温度を低下させ
るようになっている。

また、前記のような特殊紙での定着を終えた後、再び
普通紙に変更するためノーマル状態に復帰させたときは
冷却ファン68を作動し、冷風を加熱ローラ55の表面にあ
て、その温度を直ちに低下させる必要がある。このよう
な場合、前記のように普通紙と同類に属するラグ紙が加
熱ローラ55の表面から熱を受けると、熱延展効果が小さ
くなり、画像濃度やベタ均一性の品質不良が生ずるから
である。しかしながら、ラグ紙もベタのみで、ライン画
像は影響を受けにくいことから、定着温度を切り換えて
から長時間常温になるまでコピーが不可能なくらい品質
が劣るわけではない。そのため、ヒータ3,57の立上り時
間、冷却ファン67,68の作動を考慮しても、最大60秒以
内で切り換え作業は終了し、コピー可能な状態に入れ
る。

第４〜５図は前記変形例のさらに別の例を示す、第４
図には第５図の定着装置を組み込んだ湿式複写機の全体
が示されている。この変形例で第３図と大きく異なる点
は、１個のローラ70で加圧ローラ２′の機能と加熱ロー
ラ55の機能を兼ね備えた点、および加熱ローラ１′にお
けるシリコーンの塗布部を上方位置から下方位置にした
点である。この変形例では加熱ローラ１′とローラ70で
普通紙の定着を行ない、ローラ70と押圧ローラ56′で特
殊紙の定着を行なう。すなわち、転写紙Ｐが普通紙の場
合、ヒータ57がOFF状態であり、かつローラ70と押圧ロ
ーラ56′がガイドローラの役目をする。定着温度はONさ
れるヒータ３からのみとなり、普通紙はヒータ３を内蔵
した加熱ローラ１′と加圧機能を有するローラ70のニッ
プを通過することによって定着される（第５図Ａ）。転
写紙Ｐが特殊紙の場合、逆にヒータ３がOFF状態であ
り、かつローラ70と加熱ローラ１′がガイドローラの役
目をする。定着温度はONされるヒータ57からのみとな
り、特殊紙はヒータ57を内蔵した加熱機能を有するロー
ラ70と押圧ローラ56のニップを通過することによって定
着される（第５図Ｂ）。

この際、ホットオフセットを考慮してローラ70と加熱
ローラ１との加圧を解除するのが好ましい。そのため、
この変形例ではローラ70、およびこの周囲に配設した押
圧ローラ56′などの部材がユニットとなっていて、加熱
ローラ１と接離可能となっており、前記に際し離間する
ようになっている。71は定着された転写紙Ｐがローラ70
に巻き付かないようにする分離爪である。一方、シリコ
ーンの塗布部を皿72と、皿72内のシリコーンに浸漬され
た塗布ローラ73と、スクレーパ74および掻き取りブレー
ド75で構成し、加熱ローラ１′の下方位置に設置する
と、第1,3図のようなシリコーン塗布フェルトからなる
塗布部を上方位置に設置したものに比べ、液だれ防止が
確実にでき、しかもこの場合には転写紙Ｐの向きを逆に
する必要もない。

また、前記においては掻き取りブレード75を加熱ロー
ラ１″の回転方向に対し逃げるトレーリング方向に配置
しているため、加熱ローラ１″の回転方向に喰い込むカ
ウンター方向に配置するものに比し、機械的負荷を弱め
ることができる。つまり、シリコーンが加熱ローラ１″
の表面に十分に塗布されていればブレード75をカウンタ
ー方向に配置しても大きな問題とはなりにくいが、液切
れでシリコーンが十分に塗布されないと、ブレード75が
加熱ローラ１″の表面をけずってしまう危険性がある。
この危険をブレード75をトレーリング方向に配置し、ロ
ーラの負荷がにげる構造にすることによって防止するの
である。

この変形例は前記のように加圧ローラ２′か加熱ロー
ラ１′のいずれか一方のローラを設置するスペースがい
らなくなるまで、極めてコンパクトで、コストも安価と
なる。また、定着に要する転写紙Ｐの搬送距離が短くな
るため、ジャムなどが発生しにくく、しかも仮にジャム
したとしてもその処理が簡単である。第５図で77,78は
サーミスタ、79はクリーニングローラである。

尚、第1,2図に示した実施例、第３図および第4,5図に
示した変形例においては、転写紙Ｐの種類により、さら
に湿式複写機のCPM（１分当りのコピー可能枚数）と定
着装置の線速を同時に可変できるようにするのが好まし
く、このような構成とすることにより転写紙の種類に応
じ、より予め溶剤残存率の低減を効果的に図ることが可
能となる。

第６図は第２実施例を示す。この第２実施例ではシリ
コーンゴムの離型層を表面に有する表面加熱ローラ（RT
Vローラ）81とシリコーンゴム層を有する加圧ローラ8
2、表面加熱ローラ81とヒータ83が内蔵された加熱ロー
ラ兼シリコーン塗布ローラ85、加熱ローラ兼シリコーン
塗布ローラ85と複数の押圧ローラ86、がそれぞれ上下方
向に直列状に回転可能に圧接されていて、表面加熱ロー
ラ81と加圧ローラ82とで普通紙の定着を行ない、加熱ロ
ーラ兼シリコーン塗布ローラ85と押圧ローラ86で特殊紙
の定着を行なうようになっている。表面加熱ローラ81
（第１加熱手段）は加熱ローラ兼シリコーン塗布ローラ
85からの熱伝導により昇温される。具体的には加熱ロー
ラ兼シリコーン塗布ローラ85（第２加熱手段）を140〜1
50℃に設定すると、ローラ81の表面温度は短時間に130
〜150℃に達する。この時間をより短時間に均一化させ
るためには、加熱ローラ兼シリコーン塗布ローラ85を回
転させることが望ましく、これは複写前のアイドリング
で十分可能である。加熱ローラ兼シリコーン塗布ローラ
85にはシリコーンオイル塗布ローラ88が当接され、フェ
ルト89により付着したシリコーンオイル90を均一に、か
つ自動間欠補給して塗布するようになっている。表面加
熱ローラ81にはクリーニング兼シリコーンオイル回収ロ
ーラ91が当接され、該ローラ81に付着したトナーや紙
粉、その他クレイ等の汚れ、残存シリコーンなどを当接
しているスクレーパブレード92により回収するようにな
っている。95は定着入口切り換えガイド板で、図示しな
いソレノイド等で転写紙Ｐの種類によりその通紙経路を
切り換えられるようになっている。すなわち、ガイド板
95は図示していないが、プリント操作盤上のキー操作に
よる方法、手差し選択と連動させる方法、光センサによ
る転写紙の種類の検知方法などにより自動的に切り換え
られる構成となっている。96は温度センサ、97は搬送ガ
イド板、98は搬送ガイドを兼ねる箱板、99は排紙ロー
ラ、100はクリーニングローラである。

前記において、転写紙Ｐが普通紙の場合、ガイド板95
が実線位置に切り換わり、普通紙は表面加熱ローラ81と
加圧ローラ82のニップを通過することによって定着され
た後、搬送ガイド板97を経て排紙ローラ99より機外へ排
出される。

一方、転写紙Ｐが特殊紙の場合、ガイド板95が鎖線位
置に切り換わり、特殊紙は加熱ローラ兼シリコーン塗布
ローラ85と押圧ローラ86のニップを通過することによっ
て定着された後、箱板98を経て排紙ローラ99より機外へ
排出される。この実施例においても、特殊紙の場合に
は、その切り換えにより普通紙の場合よりもその加熱温
度が高くなることから、特殊紙上のトナー中の溶剤残存
率が低減され、これに伴って画像流れを防止することが
できる。また、押圧ローラ86は表面が尖鋭な凹凸で50〜
500μの突起を有するエメリーローラとなっており、加
熱ローラ兼シリコーン塗布ローラ85に対して0.2〜0.5mm
のギャップを有して配置されているため、仮にこの突起
の先端にトナーが付着しても、クリーニングローラ100
によってクリーニングされる。

また、この実施例の場合、ヒータが１つで済むことか
ら省エネが図れる。また、シリコーンオイルの塗布ロー
ラ88′とクリーニング兼シリコーンオイル回収ローラ91
によるシリコーンオイル溜めが兼用されているため、シ
ンプルな構造となっている。さらに、第５図の実施例の
ようなローラ圧を解除することが不用となるとともに、
温度制御も２つ必要なく、１つでよくなるという利点が
ある。

発明の効果 この発明は前記のようであって、請求項１に記載の発
明は所定のトナーを用いて現像を行ない、この現像によ
り得られたトナー像を転写紙に転写し、この転写された
後の転写紙をトナー像が担持される転写面側と直接接触
するように配置された第１加熱手段により加熱して未定
着トナーの定着を行なう湿式複写機の定着装置におい
て、第１加熱手段とは別にトナー像が担持される転写面
の反対側と接触するように配置され、その加熱温度が第
１加熱手段によりも高く設定されたトナー像定着用の第
２加熱手段と、この第２加熱手段に一定のギャップを有
して対向すると共に、その表面に尖鋭な凹凸状の突起が
形成された押圧ローラとを設け、第１加熱手段による加
熱と第２加熱手段による加熱が転写紙の種類により切り
換え可能となっているので、現像液のしみ込みにくい特
殊紙を定着する場合には、その切り換えにより加熱温度
が高くなることから、特殊紙の溶剤残存率を低減させて
画像流れのない、良好な画像を得ることができるという
優れた効果がある。また、請求項２に記載の発明は請求
項１に記載の発明において、所定の転写紙を定着すると
き、第１加熱手段又は第２加熱手段が転写紙から離れた
位置となるように構成されているので、ホット・オフセ
ットの防止を図ることが可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例で、（Ａ）は転写紙が普通紙の場合
の定着作動状態、（Ｂ）は転写紙が特殊紙の場合の定着
作動状態をそれぞれ示す。第２図は同上の加熱ローラと
加圧ローラの拡大正面図、第３図は第１実施例の変形例
を示す正面図、第４図は第３図の変形例のさらに別の変
形例を示す全体正面図、第５図はその要部正面図で、
（Ａ）は転写紙が普通紙の場合の定着作動状態、（Ｂ）
は転写紙が特殊紙の場合の定着作動状態をそれぞれ示
す、第６図は第２実施例を示す正面図、第７図は従来例
を示す正面図である。 1,55…加熱ローラ、2,82…加圧ローラ 3,57…ヒータ、５…加圧カム ６…ばね、56,56′,86…押圧ローラ 81…表面加熱ローラ（シリコーンローラ） 85…加熱ローラ（シリコーン塗布ローラ） 95…切り換えガイド板

フロントページの続き (72)発明者 鶴岡 一郎 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 越後 勝博 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭49−53053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−98036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−50741（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−60158（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−13561（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/20 G03G 13/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のトナーを用いて現像を行ない、この
   現像により得られたトナー像を転写紙に転写し、この転
   写された後の転写紙をトナー像が担持される転写面側と
   直接接触するように配置された第１加熱手段により加熱
   して未定着トナーの定着を行なう湿式複写機の定着装置
   において、第１加熱手段とは別にトナー像が担持される
   転写面の反対側と接触するように配置され、その加熱温
   度が第１加熱手段よりも高く設定されたトナー像定着用
   の第２加熱手段と、この第２加熱手段に一定のギャップ
   を有して対向すると共に、その表面に尖鋭な凹凸状の突
   起が形成された押出ローラとを設け、第１加熱手段によ
   る加熱と第２加熱手段による加熱が転写紙の種類により
   切り換え可能となっていることを特徴とする湿式複写機
   の定着装置。
2. 【請求項２】所定の転写紙を定着するとき、第１加熱手
   段又は第２加熱手段が転写紙から離れた位置となるよう
   に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の湿
   式複写機の定着装置。