JP3478676B2 - 定着装置 - Google Patents

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
ラー画像形成装置のための定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デスクトップ型のプリンター市場
の発展は目覚ましく、中でも電子写真方式のレーザービ
ームプリンターはその高画質と高速性及び低ランニング
コストのために広く普及している。加えて技術の進歩に
伴い、小型化と低価格化が進み、パーソナルユースの製
品も数多く出ている。また、カラーレーザープリンター
もすでにいくつか製品化がなされており、カラーＤＴＰ
（デスクトップパブリッシング）をはじめとするオフィ
ス、デザイン用途の高級カラー画像出力の本命として広
がりつつある。カラーレーザープリンターにおいてはモ
ノクロに比して構造が複雑化するため、いかに小型化、
低コスト化を図ったシステム構成を設計できるかに製品
化のポイントがあると言える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カラー電子写真プリンターにおいては次のような欠点が
あった。ひとつは、カラートナーには混色性を高めるた
め、軟化点が低く、かつ溶融粘度も低いシャープメルト
な非磁性トナーが使用されており、その結果、定着ロー
ラへの高温オフセットが発生しやすくなる。高温オフセ
ットを防止するためには、離型性を高めるための離型剤
としてシリコーンオイルが必要であった。これは、ユー
ザーメンテナンスを煩雑なものにすると同時に輸送時・
運搬時のオイル漏れのおそれや、オーバーヘッドトラン
スペアレンシー（以下、「ＯＨＴ」又は「トラペン」と
称す）の触手感の悪化があった。逆に溶融粘度の高いト
ナーでは、オイルは不要であるが混色性が低く、ピクチ
ャー画像の鮮明度が悪くなり、かつＯＨＴの光透過性が
悪く、暗いＯＨＴ投影像しか得られなかった。また、別
の問題として熱ローラ定着方式では熱容量が大きい上に
熱伝達が悪くなるため、加熱立ち上がり時間が４〜５分
要していた。

【０００４】また、従来シャープメルトトナーでのカラ
ー画像の特徴である高光沢性は一部ユーザーには、ぎら
つきが強いとして評判が良くない場合があったが、トナ
ーがローラから分離するときにストレスによりトナーの
表面に凹凸が発生して、低光沢な画像となった。しか
し、逆にＯＨＴの画像は透過性が悪くなってしまった。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、定着
ベルトを加熱体に加圧ローラで圧接密着させて搬送駆動
させ、該定着ベルトを挟んで加熱体と加圧ローラとの圧
接で形成される定着ニップ部の定着ベルトと加圧ローラ
との間に、多色多層あるいは単色の未定着トナー像を担
持した記録材を該未定着トナー像担持面側を定着ベルト
側にして導入し、定着ベルトに密着させて、定着ベルト
と一緒に定着ニップ部を搬送通過させることで、加熱体
から定着ベルトを介して記録材に熱を与えて該未定着ト
ナー像を熱溶融定着せしめる定着装置であって、前記未
定着トナー像を形成するトナーが、離型剤としてワック
スもしくはパラフィン又はポリオレフィン類を含有して
おり、定着排紙温度での該離型剤の溶融粘度が、該トナ
ー母体樹脂の溶融粘度より１０^-1〜１０^-2倍であること
を特徴とする定着装置に関する。以下、「本発明１」は
特にこの定着装置を意味する。

【０００６】また、本発明は、定着ベルトを加熱体及び
冷却手段に加圧ローラで圧接密着させて搬送駆動させ、
該定着ベルトを挟んで加熱体及び冷却手段と加圧ローラ
との圧接で形成される定着ニップ部の定着ベルトと加圧
ローラとの間に多色多層あるいは単色の未定着トナー像
を担持した記録材を該未定着トナー像担持面側を定着ベ
ルト側にして導入し、定着ベルトに密着させて、定着ベ
ルトと一緒に定着ニップ部を搬送通過させることで、加
熱体から定着ベルトを介して記録材に熱を与えて該未定
着トナー像を熱溶融定着せしめる定着装置であって、前
記未定着トナー像を形成するトナーが、離型剤としてワ
ックスもしくはパラフィン又はポリオレフィン類を含有
しており、前記加熱体は定着ニップ部上流側近傍に配置
し、前記冷却手段は定着ニップ部下流側近傍に配置し、
該冷却手段は、普通紙モードにおいてはＯＦＦ、ＯＨＴ
モードにおいてはＯＮするものであることを特徴とする
定着装置に関する。以下、「本発明２」は特にこの定着
装置を意味する。

【０００７】本発明者らは、シャープメルトトナーの中
に予め離型剤として溶融粘度と分子量がトナー母体樹脂
より小さいワックス，パラフィン等の離型剤を内添した
重合法によるトナーにより、高い混色性を達成し、かつ
定着時にはトナーから熱によりワックスが滲み出し、熱
ローラ定着装置の離型効果を高めた構成でのオイルレス
化を図るとともに、このトナーに適するベルト定着方式
を提供することで立ち上がり時間の短縮化を図った。

【０００８】さらに、トラペン画像の光透過性を高める
ことについては、ベルト定着の特徴である低熱容量を利
用して、画像の分離時の温度をシャープメルトトナーの
溶融粘度が充分大きくなる低温とする設定により、定着
トナー表面のストレスによる凹凸を防止してトラペン画
像の透過性を向上することが可能となった。これは定着
ベルトと加圧ローラにより形成される定着ニップ部の上
流側で加熱溶融を行い、下流側で冷却分離を行うもの
で、トラペンモードで定着スピードを低速化して放熱冷
却時間を長くとると共に補助手段として送風冷却も行う
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
より詳細に説明する。

【００１０】＜実施例１＞図１は、本発明１の実施例１
を説明するための構成図である。

【００１１】耐熱モールドよりなるシリンダー部２の外
周に定着ベルト（φ３０ｍｍ）１がはめられており、加
圧ローラ（φ３０ｍｍ）５の駆動に伴い、加圧ローラの
摩擦力による摺動回転を行う。定着ニップ部Ｎにはセラ
ミックヒータ３が設置されている。ベルト１は、ポリイ
ミドフィルム（５０μｍ厚）に導電プライマー（１０μ
ｍ厚）とフッ素樹脂（１０μｍ厚）の離型層を形成した
ものである。加圧ローラ５は、シリコーンゴム弾性層
（３ｎｍ厚）にフッ素樹脂離型層（３０μｍ厚）を被覆
したものであり、加圧力は１０ｋｇｆである。ヒータは
８００Ｗ出力で、サーミスタ４によって、定着ベルト１
の表面温度を１９０℃となるようにヒータ３のオン・オ
フ制御を行っていて、立ち上がり時間は５〜１０ｓｅｃ
である。転写後の記録材Ｐ上の未定着トナー６は、ニッ
プ部通過時にヒータの熱と圧力により定着され定着トナ
ー７とされる。普通紙通紙時は１００ｍｍ／ｓ、ＯＨＴ
通紙時は２５ｍｍ／ｓの定着速度である。ニップ上流部
の定着ベルト１の温度は、普通紙通紙時・ＯＨＴ通紙時
共にヒータ温度１９０℃である。ニップ下流部Ａの定着
ベルト１の温度は普通紙通過時は１５０℃である。

【００１２】本発明１によれば、シャープメルトトナー
の中に予め離型剤として溶融粘度と分子量がトナー母体
樹脂より小さいワックス，パラフィン等の離型剤を内添
した重合法によるトナーにより、高い混色性を達成し、
かつ定着時にはトナーから熱によりワックスが滲みだ
し、熱ローラ定着装置の離型効果を高めた構成でのオイ
ルレス化と、これに適したベルト定着方式をカラープリ
ンターに導入することで、立ち上がり時間の短縮化を図
った。以下、本発明に適したトナーについて具体的に述
べる。

【００１３】本発明に使用するトナーを製造する方法と
しては、樹脂，低軟化点物質（ワックス）からなる離型
剤，着色剤，荷電制御剤等を加圧ニーダーやエクストル
ーダー又はメディア分散機を用い均一に分散せしめた
後、機械的又はジェット気流下でターゲットに衝突さ
せ、所望のトナー粒径に微粉砕化せしめた後、更に分級
工程を経て粒度分布をシャープ化せしめトナー化する所
謂粉砕方法によるトナーの製造方法の他に、特公昭５６
−１３９４５号公報等に記載のディスク又は多流体ノズ
ルを用い溶融混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る
方法や、特公昭３６−１０２３１号公報，特開昭５９−
５３８５６号公報，特開昭５９−６１８４２号公報に述
べられている懸濁重合方法を用いて直接トナーを生成す
る方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水
系有機溶剤を用い直接トナーを生成するソープフリー重
合方法に代表される乳化重合方法等を用いトナーを製造
することが可能である。

【００１４】本実施例においては、比較的容易に粒度分
布がシャープで４〜８μｍの粒径の微粒子トナーが得ら
れる常圧下での又は加圧下での懸濁重合方法を用い、モ
ノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電
制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして
飽和ポリエステル、さらに着色剤を加え、重量平均粒径
７μｍの着色懸濁粒子を製造した。

【００１５】トナー粒度分布制御や粒径の制御は、難水
溶性の無機塩や保護コロイド作用を有する分散剤の種類
や添加量を変える方法や機械的装置条件、例えばローラ
ーの周速・パス回数・撹拌羽根形状等の撹拌条件や容器
形状又は、水溶液中での固形分濃度等を制御することに
より所定の本実施例のトナーを得ることができる。

【００１６】トナーに用いられる結着樹脂としては、一
般的に用いられているスチレン−（メタ）アクリル共重
合体，ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂，スチレン−ブ
タジエン共重合体を利用することができる。重合法によ
る直接トナーを得る方法においては、それらの単量体が
好ましく用いられる。具体的にはスチレン，ｏ（ｍ−，
ｐ−）−メチルスチレン，ｍ（ｐ−）−エチルスチレン
等のスチレン系単量体；（メタ）アクリル酸メチル，
（メタ）アクリル酸エチル，（メタ）アクリル酸プロピ
ル，（メタ）アクリル酸ブチル，（メタ）アクリル酸オ
クチル，（メタ）アクリル酸ドデシル，（メタ）アクリ
ル酸ステアリル，（メタ）アクリル酸ベヘニル，（メ
タ）アクリル酸２−エチルヘキシル，（メタ）アクリル
酸ジメチルアミノエチル，（メタ）アクリル酸ジエチル
アミノエチル等の（メタ）アクリル酸エステル系単量
体；ブタジエン，イソプレン，シクロヘキセン，（メ
タ）アクリロニトリル，アクリル酸アミド等のエン系単
量体が好ましく用いられる。これらは、単独で、または
一般的には出版物ポリマーハンドブック第２版ＩＩＩ−
Ｐ１３９〜１９２（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社
製）に記載の理論ガラス温度（Ｔｇ）が４０〜７５℃を
示すように単量体を適宜混合し用いられる。理論ガラス
転移温度が４０℃未満の場合には、トナーの保存安定性
や現像剤の耐久安定性の面から問題が生じ、一方７５℃
を超える場合は定着温度の上昇をもたらし、特にフルカ
ラートナーの場合においては各色トナーの混色が不十分
となり色再現性に乏しく、更にＯＨＴ画像の透明性を著
しく低下させ高画質の面から好ましくない。

【００１７】トナーに用いられるワックスとしては、ポ
リプロピレン，ポリエチレン，マイクロクリスタリンワ
ックス，カルナバワックス，サゾールワックス，パラフ
ィンワックス等のワックス状物質、及びこれらの酸化物
やグラフト変形物等が挙げられる。

【００１８】トナーに用いられる着色剤は、黒色着色剤
としてカーボンブラック，磁性体，以下に示すイエロー
／マゼンタ／シアン着色剤を用い黒色に調色されたもの
が利用される。

【００１９】イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合
物，イソインドリノン化合物，アンスラキノン化合物，
アゾ金属錯体，メチン化合物，アリルアミド化合物に代
表される化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントイエロー１２、１３、１４、１５、１７、６
２、７４、８３、９３、９４、９５、９７、１０９、１
１０、１１１、１２０、１２７、１２８、１２９、１４
７、１６８、１７４、１７６、１８０、１８１、１９１
等が好適に用いられる。

【００２０】マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合
物，ジケトピロロピロール化合物，アンスラキノン，キ
ナクリドン化合物，塩基染料レーキ化合物，ナフトール
化合物，ベンズイミダゾロン化合物，チオインジゴ化合
物，ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、２３、４
８：２、４８：３、４８：４、５７：１、８１：１、１
４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１８
５、２０２、２２０、２２１、２５４が特に好ましい。

【００２１】シアンの着色剤としては、銅フタロシアニ
ン化合物及びその誘導体，アンスラキノン化合物，塩基
染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー１、７、１５、１５：１、１５：
２、１５：３、１５：４、６０、６２、６６等が特に好
適に利用できる。

【００２２】これらの着色剤は、単独又は混合し更には
固溶体の状態で用いることができる。

【００２３】本実施例の着色剤は、色相角，彩度，明
度，耐候性，ＯＨＴの透過性，トナー中への分散性の点
から選択される。該着色剤は、樹脂１００重量部に対し
１〜２０重量部添加して用いられる。

【００２４】黒色着色剤として磁性体を用いた場合に
は、他の着色剤と異なり、樹脂１００重量部に対し４０
〜１５０重量部添加して用いられる。

【００２５】トナー製造法に直接重合法を利用する場合
には、重合開始剤として例えば、２，２’−アゾビス−
（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾ
ビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロ
ヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス
−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、ア
ゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合
開始剤；ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトン
ペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネー
ト、クメンヒドロペルオキシド、２，４−ジクロロベン
ゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド等の過酸
化物系重合開始剤が用いられる。該重合開始剤の添加量
は、目的とする重合度により変化するが一般的には単量
体に対し０．５〜２０重量％添加され用いられる。重合
開始剤の種類は、重合方法により若干異なるが、十時間
半減期温度を参考に、単独又は混合し利用される。

【００２６】重合度を制御するため公知の架橋剤，連鎖
移動剤，重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能で
ある。

【００２７】本発明に用いられるトナーの製造方法とし
て懸濁重合を利用する場合には、用いる分散剤として例
えば無機系酸化物として、リン酸三カルシウム，リン酸
マグネシウム，リン酸アルミニウム，リン酸亜鉛，炭酸
カルシウム，炭酸マグネシウム，水酸化カルシウム，水
酸化マグネシウム，水酸化アルミニウム，メタケイ酸カ
ルシウム，硫酸カルシウム，硫酸バリウム，ベントナイ
ト，シリカ，アルミナ，磁性体，フェライト等があげら
れる。有機系化合物としては例えばポリビニルアルコー
ル，ゼラチン，メチルセルロース，メチルヒドロキシプ
ロピルセルロース，エチルセルロース，カルボキシメチ
ルセルロースのナトリウム塩，デンプン等が水相に分散
させて使用される。これら分散剤は、重合性単量体１０
０重量部に対して０．２〜２．０重量部を使用すること
が好ましい。

【００２８】これらの分散剤は、市販のものをそのまま
用いても良いが、細かい均一な粒度を有する分散粒子を
得るために、分散媒中にて高速撹拌下にて該無機化合物
を生成させることもできる。例えば、リン酸三カルシウ
ムの場合、高速撹拌下において、リン酸ナトリウム水溶
液と塩化カルシウム水溶液を混合することで懸濁重合方
法に好ましい分散剤を得ることができる。また、これら
分散剤の微細化のため０．００１〜０．１重量部の界面
活性剤を併用しても良い。具体的には市販のノニオン，
アニオン，カチオン型の界面活性剤が利用でき、例えば
ドデシル硫酸ナトリウム，オクチル硫酸ナトリウム，オ
レイン酸ナトリウム，ラウリル酸ナトリウム，ステアリ
ン酸カリウム，オレイン酸カルシウム等が好ましく用い
られる。

【００２９】トナー製造方法に直接重合法を利用する場
合には、以下の如き製造方法によって具体的にトナーを
製造することが可能である。単量体中に着色剤，荷電制
御剤，重合開始剤，その他の添加剤を加え、ホモジナイ
ザー・超音波分散機等によって均一に溶解又は分散せし
めた単量体組成物を、分散安定剤を含有する水相中に通
常の攪拌機またはホモミキサー，ホモジナイザー等によ
り分散せしめる。好ましくは単量体組成物からなる液滴
が所望のトナー粒子のサイズを有するように撹拌速度・
時間を調節し、造粒する。その後は分散安定剤の作用に
より、粒子状態が維持され、且つ粒子の沈殿が防止され
る程度の撹拌を行えば良い。重合温度は４０℃以上、一
般的には５０〜９０℃の温度に設定して重合を行う。ま
た、重合反応後半に昇温しても良く、更に、耐久性向上
の目的で、未反応の重合性単量体，副生成物等を除去す
るために反応後半、又は、反応終了後に一部水系媒体を
留去しても良い。反応終了後、生成したトナー粒子を洗
浄・ろ過により回収し、乾燥する。懸濁重合法において
は、通常単量体系１００重量部に対して水３００〜３０
００重量部を分散媒として使用するのが好ましい。

【００３０】以上説明した方法により製造したトナーに
ついて前記重合トナー母体樹脂と前記ワックスの溶融粘
度と温度の関係を図２に示す。

【００３１】なお、溶融粘度はフローテスターＣＥＴ５
００型（島津製作所製）を用い、試料は６０ｍｅｓｈパ
ス品を、約１．０〜１．５ｇ秤量する。これを成形器を
使用し、１００ｋｇ／ｃｍ²の加重で１分間加圧する。
この加圧サンプルを以下の条件で、常温常湿下（温度約
２０〜３０℃、湿度３０〜７０％ＲＨ）でフローテスタ
ー測定を行い、温度−溶融粘度曲線を得る。

【００３２】図２に示すように、重合トナー母体樹脂の
溶融粘度が普通紙の定着ベルトからの分離時における温
度にあたる１５０℃では、粘度１．０×１０³ｐｏｉｓ
ｅと低めであるが、ワックスの溶融粘度が普通紙の上記
１５０℃では、粘度１．０×１０ ¹ 〜１．０×１０²ｐｏ
ｉｓｅと重合トナー母体樹脂の溶融粘度より１０^-1〜１
０^-2倍の範囲で低い。ワックスの溶融粘度が上記の範囲
より低い場合には、ワックスがサラサラになりすぎて、
オイルジミや定着ベルトのスリップ等が発生してしま
う。また、ワックスの溶融粘度が上記の範囲より高い場
合には、ワックスが溶けきれず離型剤の効果を果たさな
くなり、オフセットを発生してしまう。従って、ワック
スとトナー母体樹脂の溶融粘度の関係が、上記の範囲で
あるときワックスが離型剤の効果を果たして定着ベルト
とトナーの粘着力による引き剥がしのストレスによるト
ナー表面の変形は小さく、離型剤としてのオイルが無く
てもオフセットが抑えられた。以上のトナーを用い、前
段説明の装置で定着を行うことにより、以下のメリット
がある。１）シャープメルトであるために定着ベルトと
加圧ローラ間の圧力を低く設定しても多色トナーの混合
を良好に行える。従って、定着ベルトや熱源への負担が
軽減できるとともに軽量でコンパクトな定着器にするこ
とができる。２）トナーに低溶融粘度で低分子量のワッ
クスを内包しているため、シャープメルトであるにもか
かわらず、定着ベルトにオイルを塗布する必要がなく、
従って、スリップを生じずに加圧ローラでベルトを駆動
できる。

【００３３】以上の本実施例１のトナーを用いて、実施
例２，３を説明する。

【００３４】＜実施例２＞次に、本発明１の実施例２を
図３に基づいてについて説明する。なお、実施例１との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。本発明
の特徴は、図４に示すように弾性体１３（１’の弾性
層）が、ＯＨＴのトナー像に接触して定着する場合は、
トナー像による高低に、弾性体が追随し変形すること
で、トナー像側部にも熱が加わり溶融し、また、トナー
像を包み込む形となり、トナー像中央部が横に流れるこ
とがない。従って、ＯＨＴの擬似輪郭・画像ボケを防ぐ
ことができる。

【００３５】定着ベルト１’は、ポリイミドフィルム５
０μｍ厚と、離型層のフッ素樹脂１０μｍ厚の中間に、
弾性層としてシリコーンゴム１００μｍ厚を形成したも
のである。その際、フィルムとゴムの接着強度を上げる
ために導電プライマー２５μｍ厚とする。この場合にも
実施例１と同様に高画質のフルカラー画像を得ることが
できる。ＯＨＴに関しては、定着ベルト１’の弾性層の
トナーを包み込む効果により、実施例１よりも擬似輪
郭、画像ボケのない高光透過性が得られた。

【００３６】＜実施例３＞次に、本発明１の実施例３を
図５に基づいてについて説明する。なお、実施例１との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００３７】セラミックヒータの代わりとして加熱部に
磁気コイルを配置し、定着ベルト１”の基材をポリイミ
ド樹脂に代え、ニッケル電鋳ベルト（５０μｍ厚）とし
たものであり、磁気コイル８の交番磁界により、ニッケ
ルベルト内に渦電流に伴う発熱を利用して定着を行う。
また、図６のようにニップ部のベルト内面側にＮｉ又は
鉄板などの磁性体板９を配置し、加圧ローラとの間で加
圧可能とし、その磁性体板に磁束を集中させても良い。
このとき、ベルト基材はＮｉ材のような高磁性率のもの
でなく、ポリイミド樹脂のような低磁性率のものであっ
ても良い。この場合も実施例１と同様に高画質のフルカ
ラー画像を得ることができる。その他に以下のメリット
がある。 １）前者では、磁気コイルの交番磁界により、ベルトを
直接加熱するのでセラミックヒータに比べ、より一層立
ち上がりを早くすることができる。 ２）前者、後者とも割れやすいセラミックヒータを用い
ていないため、加圧力を上げることが可能であり、ベル
ト表面に弾性層を設けなくてもＯＨＴの擬似輪郭を防止
することが可能である。

【００３８】＜実施例４＞図７に本発明２の一実施例を
示す。耐熱モールドよりなるシリンダー部２２の外周に
定着ベルト（φ３０ｍｍ）２１がはめられており、加圧
ローラ（φ３０ｍｍ）２５の駆動に伴い、摺動回転を行
う。定着ニップ部Ｎにはセラミックヒータ２３が、下流
部には放熱板２４が配置されている。ベルト２１は、ポ
リイミドフィルム（５０μｍ厚）にシリコーンゴム（１
００μｍ厚）弾性層とフッ素樹脂（２０μｍ厚）離型層
を形成したものである。加圧ローラ２５は、シリコーン
ゴム弾性層（３ｍｍ厚）にフッ素樹脂離型層（３０μｍ
厚）を被覆したものよりなり、加圧力は１０ｋｇｆであ
る。

【００３９】トナーはスチレン−アクリル系等のガラス
転移点６５℃以下の低融点の樹脂を母体とする。またワ
ックスは母体樹脂１００重量部に対して５〜４０重量部
内添されている。トナーは懸濁重合法により形成され
る。

【００４０】ヒータ２３は８００Ｗ出力で、設定温度は
１９０℃である。普通紙モードの場合は１００ｍｍ／
ｓ、ＯＨＴモードの場合は２５ｍｍ／ｓの定着速度であ
る。ニップ上流部の温度は、普通紙通過時の場合はヒー
タ温度１９０℃、ＯＨＴ通過時の場合は１７０℃であ
る。ニップ下流部の温度は、普通紙通過時の場合は１７
０℃、ＯＨＴ通過時の場合は１１０℃である。ＯＨＴ通
過時は、放熱板２４にシリンダー内部の通風路より冷却
ファンからの送風を行なう。冷却は水冷，ペルティエ素
子等の補助手段を用いても良い。

【００４１】トナー母体樹脂の溶融粘度と温度の関係は
図１０のようであり、普通紙の分離温度にあたる１７０
℃では粘度１×１０²ｐｏｉｓｅ、ＯＨＴの分離温度に
あたる１１０℃では５×１０³ｐｏｉｓｅである。な
お、溶融粘度はフローテスターＣＥＴ５００型島津製作
所製により測定した。

【００４２】普通紙の分離状態は、図８のごとく、トナ
ーの粘性が低めであることにより、定着ベルト２１とト
ナー２７の粘着力による引き剥がしのストレスから定着
後のトナー２８表面は凹凸が発生し、低光沢の画像を得
る。

【００４３】ＯＨＴの分離状態は、図９のごとく、トナ
ーの粘性が高めで硬くなっていることにより引き剥がし
のストレスによるトナー表面の変形は小さく、高光沢の
画像を得る。実験によればＯＨＴ排紙温度におけるトナ
ー母体樹脂の溶融粘度が１×１０³ｐｏｉｓｅ以上であ
るように設定したとき表面の凹凸が抑えられ、光透過性
の良好なＯＨＴ画像を得た。

【００４４】以上の本実施例４のトナーを用いて、実施
例５，６を説明する。

【００４５】＜実施例５＞図１１に本発明２の他の実施
例を示す。セラミックヒータの代わりに加熱部に磁気コ
イルを配置し、定着ベルト２１’の基材をポリイミド樹
脂に代え、ニッケル電鋳ベルト（５０μｍ厚）としたも
のであり、磁気コイル２９の交番磁界により、ニッケル
ベルト内に渦電流に伴う発熱を利用して定着を行なう。
この場合も実施例４と同様にシリンダー内部よりの送風
冷却を行ない、冷却分離でＯＨＴの高光透過性を得る。

【００４６】また、図１２のようにニップ部のベルト内
面側にＮｉ又は鉄板等の磁性体板３０を配置し、加圧ロ
ーラとの間で加圧可能とし、ニップ上流側近傍に磁束を
集中させるようにして上流側加熱を行なうものであって
も良い。このとき、ベルト基材はＮｉ材のような高透磁
率のものでなくポリイミド樹脂のような低透磁率のもの
であっても良い。この場合、磁性体板の下流部でシリン
ダー内部より送風冷却を行なうことで、ＯＨＴモードで
の画像の光透過性を高める効果をもたらす。

【００４７】＜実施例６＞図１３に本発明２の他の実施
例を示す。定着ベルト３１を上部加圧ローラ４０とシリ
ンダー３２間にわたして、上部加圧ローラ部にも駆動を
かける。下部加圧ローラ３５と３５’にもベルト４１を
張架する。

【００４８】この実施例では、冷却部位をさらに長くと
ることにより、ＯＨＴ排紙温度をより低くとることが可
能であり、光透過性をより高めるものである。両ベルト
の内面よりＯＨＴ排紙時には送風等で冷却を行なう。普
通紙時にも送風冷却を行なえば高光沢画像を得ることも
でき、送風ＯＮ・ＯＦＦで高光沢モードと低光沢モード
を切り換えても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、シ
ャープメルトトナーの中に予め離型剤として溶融粘度と
分子量がトナー母体樹脂より小さいワックス，パラフィ
ン等の離型剤を内添した重合法によるトナーにより、高
い混色性を達成し、かつ定着時にはトナーから熱により
ワックスが滲みだし、熱ローラ定着装置の離型効果を高
めた構成でのオイルレス化により、ユーザメンテナンス
が簡易化される。また、ベルト定着方式をカラープリン
ターにおいても導入することで立ち上がり時間の短縮化
を図れる。さらに、弾性層を備えた定着ベルトを使用す
ることにより、ＯＨＴでは擬似輪郭・画像ボケのない高
透過性のＯＨＴ投影像を得ることができる。

【００５０】また、普通紙では低光沢のカラー画像、ト
ラペンでは高透過性のＯＨＴ投影像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明１の実施例１に係る装置の概略構成を示
す図である。

【図２】図１の装置におけるトナー母体樹脂とワックス
の溶融粘度と温度の関係を示す図である。

【図３】本発明１の実施例２に係る装置の概略構成を示
す図である。

【図４】図３に係る装置におけるＯＨＴ断面図である。

【図５】本発明１の実施例３に係る装置の概略構成を示
す図である。

【図６】本発明１の実施例３に係る装置の概略構成を示
す図である。

【図７】本発明２の一実施例に係る装置の概略構成を示
す図である。

【図８】記録材が普通紙の場合の定着状態を示す説明図
である。

【図９】記録材がトランスペアレンシーの場合の定着状
態を示す説明図である。

【図１０】実施例４におけるトナー母体樹脂の溶融粘度
と温度の関係を示す図である。

【図１１】本発明２の他の実施例に係る装置の概略構成
を示す図である。

【図１２】本発明２の他の実施例に係る装置の概略構成
を示す図である。

【図１３】本発明２のさらに他の実施例に係る装置の概
略構成を示す図である。

【符号の説明】

１，１’，１” 定着ベルト ２ シリンダー ３ ヒータ ４ サーミスタ ５ 加圧ローラ ６ 未定着トナー ７ 定着トナー ８ コイル ９ 磁性体板 ２１ 定着ベルト ２２ シリンダー ２３ セラミックヒータ ２４ 放熱板 ２５ 加圧ローラ ２６ サーミスタ ２７ 未定着トナー ２８ 定着トナー ２９ コイル ３０ 磁性体板 Ｎ ニップ部 Ｐ 記録材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 落合 俊彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 竹内 昭彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−63017（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−44226（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−22206（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−210019（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−194979（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−273876（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107960（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−326362（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−240660（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−122661（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11856（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−44652（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−224776（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ベルトを加熱体に加圧ローラで圧接
   密着させて搬送駆動させ、該定着ベルトを挟んで加熱体
   と加圧ローラとの圧接で形成される定着ニップ部の定着
   ベルトと加圧ローラとの間に、多色多層あるいは単色の
   未定着トナー像を担持した記録材を該未定着トナー像担
   持面側を定着ベルト側にして導入し、定着ベルトに密着
   させて、定着ベルトと一緒に定着ニップ部を搬送通過さ
   せることで、加熱体から定着ベルトを介して記録材に熱
   を与えて該未定着トナー像を熱溶融定着せしめる定着装
   置であって、 前記未定着トナー像を形成するトナーが、離型剤として
   ワックスもしくはパラフィン又はポリオレフィン類を含
   有しており、 定着排紙温度での該離型剤の溶融粘度が、該トナー母体
   樹脂の溶融粘度より１０^-1〜１０^-2倍であることを特徴
   とする定着装置。
2. 【請求項２】 定着ベルトと加圧ローラの表面に、弾性
   体層と離型層を備えたことを特徴とする請求項１に記載
   の定着装置。
3. 【請求項３】 定着ベルトを加熱体である磁性体に加圧
   ローラで圧接密着させて搬送駆動させ、該定着ベルトを
   挟んで定着ニップ部の上流側近傍に磁界集中して磁気誘
   導加熱をおこなうことを特徴とする請求項１又は２に記
   載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記未定着トナー像を形成するトナー
   が、重合法により得られたトナーであることを特徴とす
   る請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 【請求項５】 定着ベルトを加熱体及び冷却手段に加圧
   ローラで圧接密着させて搬送駆動させ、該定着ベルトを
   挟んで加熱体及び冷却手段と加圧ローラとの圧接で形成
   される定着ニップ部の定着ベルトと加圧ローラとの間
   に、多色多層あるいは単色の未定着トナー像を担持した
   記録材を、該未定着トナー像担持面側を定着ベルト側に
   して導入し、定着ベルトに密着させて、定着ベルトと一
   緒に定着ニップ部を搬送通過させることで、加熱体から
   定着ベルトを介して記録材に熱を与えて該未定着トナー
   像を熱溶融定着せしめる定着装置であって、 前記未定着トナー像を形成するトナーが、離型剤として
   ワックスもしくはパラフィン又はポリオレフィン類を含
   有しており、 前記加熱体は定着ニップ部上流側近傍に配置し、前記冷
   却手段は定着ニップ部下流側近傍に配置し、 該冷却手段は、普通紙モードにおいてはＯＦＦ、オーバ
   ーヘッドトランスペアレンシー（ＯＨＴ）モードにおい
   てはＯＮするものであることを特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】 定着ベルトと加圧ローラの表面に、弾性
   体層と離型層を備えたことを特徴とする請求項５に記載
   の定着装置。
7. 【請求項７】 普通紙モードにおいて冷却手段をＯＦＦ
   とする低光沢モードに加え、冷却手段をＯＮとする高光
   沢モードをさらに加え、両者を切替可能としたことを特
   徴とする請求項５又は６に記載の定着装置。
8. 【請求項８】 ＯＨＴモードにおける定着排紙温度で該
   トナー母体樹脂の溶融粘度が、少なくとも１×１０³ｐ
   ｏｉｓｅであることを特徴とする請求項５乃至７のいず
   れかに記載の定着装置。
9. 【請求項９】 定着ベルト内部のシリンダー内部の冷却
   板あるいは定着ベルト内面に直接送風手段を設けたこと
   を特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の定着装
   置。
10. 【請求項１０】 定着ベルトを加熱体である磁性体に加
    圧ローラで圧接密着させて搬送駆動させ、該定着ベルト
    を挟んで定着ニップ部の上流側近傍に磁界集中して磁気
    誘導加熱をおこなうことを特徴とする請求項５乃至９に
    記載の定着装置。
11. 【請求項１１】 前記未定着トナー像を形成するトナー
    が、重合法により得られたトナーであることを特徴とす
    る請求項５乃至１０のいずれかに記載の定着装置。