JPH0272376A - 定着方法及び定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、転写に＆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化加熱し
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ａ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ｆｔ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°））テラ０％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　３５７８７’
１７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ェブか
ら転写材を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
解放された時、紙等の転写材のコシにより加熱体あるい
は、加熱時、画像に接触するウェ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方法及び定着装置を提供
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方法の要旨とすると
ころは、加熱溶融性のトナー像を担持した画像担持体を
トナーの軟化点温度以上に加熱する加熱工程と、加熱工
程により溶融したトナー像をシート面部材にて密着させ
ながら挟持搬送してトナーの軟化点温度以下まで冷却さ
せる冷却工程と、冷却工程を経たシート面部材を画像担
持体から！ｔｌｌｌ！する剥離工程とからなることを特
徴とするものである。

また、本発明の目的を達成するための定着装置の代表的
構成は、互いに圧接して等速度で回動し、圧接部を通過
する画像担持体上に担持された加熱溶融性のトナー像を
軟化点温度以上に加熱する加熱ローラ及び加圧ローラと
、該トナー像に密着するシート面部材と、該圧接部を通
過した該画像担持体を該シート面部材に密着せしめなが
らトナー像が軟化点温度以下となるまで圧接搬送する圧
接手段と、該圧接手段の搬送端部において該シート面部
材の向きをトナー像面から離れる方向に屈曲させる分離
手段とから構成した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方法及び装置は、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、ＧＬＯ５Ｓ　（６０°）を５％
以上ｌＯ％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
Ｏ５Ｓ　（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とする。

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を掛は回
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掛は回し、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側に向は搬送される。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、定着フィルム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
３０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を外杆８０ｍｍ、定着フィルム３を１００μ
ｍ厚、搬送ベルト６を肉厚３ｍｍ、分離ローラ体２，５
を外形３０＋ｎｍのＳＵＳ製とし、加熱ローラ１を１７
０℃に維持し、加熱ローラ１ど加圧ローラ４とを４　ｋ
ｇ／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０．１０μ口以下として
、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
ＧＬＯ５Ｓ　（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０．３
５　μｍ以上１．００μｍ以下のものを使用したところ
、画像光沢ＧＬＯＳＳ　（６０”　）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１０
４ａ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１
０３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１０９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は不図示の圧仮により
定着ベルトに向は押圧されている。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
穆勤する。加熱ローラ１０４は例えば中空のアルミ管に
３１１１ｍ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ど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１０５と搬送ベルト１０８とにより分離ロ
ーラ１０３に向は圧接領域を挟時搬送され、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１０
１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ＧＬＯ５Ｓ
（６０°）５％以上９５％以下のすべての画像が得れら
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。

実施例４ 第４図は実施例４を示す概略図である。

本実施例は、一対の駆動ローラ４０，４０間にシリコン
ゴム等の耐熱性に優れた無端状の搬送ベルト６を張り渡
して未定着トナー画像を担持した転写材９を一方から他
方に搬送する搬送面を形成すると共に、搬送ベルトの搬
送面中央部の下面に下圧後ローラ１３Ｂを設け、この搬
送ベルト６の搬送面上流側に、ケースＩＩＡ内に遠赤外
線ランプｔｔａ等の加熱源を搬送方向に沿って複数配列
して未定着トナー画像を加熱溶融するヒートチャンバー
１２を設け、またこの搬送ベルト６の搬送面下流側に、
下圧後ローラ１３Ｂと圧接する上圧接ローラ１３Ａと一
方の駆動ローラ４０に圧接する分離ローラ２を設けてそ
の間に無端状の定着フィルム３を張り渡して冷却工程を
行なう加圧領域を形成しており、下圧後ローラ１３八は
ヒートチャンバー１２内に入り込んでいる。

すなわち、未定着トナー画像は無圧状態でヒートチャン
バー１２を通過しながら加熱溶融され、加熱工程の終了
後に定着フィルム３と搬送ベルト６とからなる加圧領域
中を挟時搬送されながら冷却され、分離ローラ２で定着
フィルム３が屈曲することで、冷却固化したトナー画像
から定着フィルム３が剥離して転写材が排紙される。そ
の際、上圧接ローラ１３＾はヒートチャーンバー１２内
に入り込んでいるので、定着フィルム３が加熱工程を得
た転写材に接触する前に加熱されることになり、溶融状
態にあるトナーの急冷を防いで画像への影響を防止して
いる。

〔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、第４図は実施例４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１１Ａ・・
・ケース　　　　　１１Ｂ・・・赤外線ランプ１２・・
・ヒートチャンバー 他４名 第 図 ０７ａ １（Ｊ７ 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　加熱溶融性のトナー像を担持した画像担持体をトナ
   ーの軟化点温度以上に加熱する加熱工程と、加熱工程に
   より溶融したトナー像をシート面部材にて密着させなが
   ら挟持搬送してトナーの軟化点温度以下まで冷却させる
   冷却工程と、冷却工程を経たシート面部材を画像担持体
   から剥離する剥離工程とからなることを特徴とする定着
   方法。 ２　互いに圧接して等速度で回動し、圧接部を通過する
   画像担持体上に担持された加熱溶融性のトナー像を軟化
   点温度以上に加熱する加熱ローラ及び加圧ローラと、該
   トナー像に密着するシート面部材と、該圧接部を通過し
   た該画像担持体を該シート面部材に密着せしめながらト
   ナー像が軟化点温度以下となるまで圧接搬送する圧接手
   段と、該圧接手段の搬送端部において該シート面部材の
   向きをトナー像面から離れる方向に屈曲させる分離手段
   とから構成したことを特徴とする定着装置。 ３　画像担持体を移動させながら該画像担持体に担持さ
   れた加熱溶融性のトナー画像を軟化点温度以上に加熱す
   る加熱手段と、該加熱手段を通過した画像担持体のトナ
   ー像にシート。 面部材を密着せしめながらトナー像が軟化点温度以下と
   なるまで圧接搬送する圧接手段 と、該圧接手段の搬送端部において該シート面部材の向
   きをトナー像面から離れる方向に屈曲させる分離手段と
   から構成したことを特徴とする定着装置。