JPH032782A - 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、複写機等の画像形成装置において未定着画像
を加熱定着する定着装置に関する。

（従来の技術） 第６図に画像形成装置の構成を示すか、該画像形成装置
は、装置本体ｌＯＯの一側（第６図右側）から同装置本
体１００の略中央部に亘って設けられている転写材搬送
系工と、装置本体１００の略中央部に、前記転写材搬送
系工を構成している転写ドラム９に近接して設けられて
いる潜像形成部■と、該潜像形成部Ｈに近接して配設さ
れている現像手段、即ち回転式現像装置■と、該回転式
現像装置■に近接して配設されている現像剤補給手段、
即ち現像剤補給装置２とで構成されている。

上記転写材搬送系Ｉは、前記装置本体１００の一側（第
６図右側）に形成されている開口部１００ａに対して着
脱自在な転写材補給用トレイ１０１．１０２と、該トレ
イ１０１，１０２の略直上部に配設された給紙用ローラ
１０３，１０４と、これら給紙用ローラ１０３，１０４
に近接して配設され、給紙ローラ６を備えた給紙ガイド
５ａ、５ｂと、給紙ガイド５ｂに近接して設けられ、そ
の外周面近傍に回転方向上流側から下流側に向かって当
接用ローラ８、グリッパ７、転写材分離用帯電器１４、
分離爪１５か配設されているとともに、内周側に転写帯
電器工０、転写材分離用帯電器工３か配設されている第
６図矢印方向に回転自在な転写ドラム９と、前記分離爪
１５に近接して設けられている搬送ベルト１６と、該搬
送ベルト１６の搬送方向終端側に近接して配設され、装
置本体１００外へと延在する装置本体ｌＯＯに対して着
脱自在な排出用トレイ１１０と、該排出用トレイ１１０
に近接して設けられている本発明に係る定着装置１７と
て構成されている。

前記潜像形成部■は、その外周面が前記転写トラム９の
外周面に当接して配設されている第６図矢印方向に回転
自在な像担持体、即ち感光体トラム３と、該感光体ドラ
ム３の外周面近傍に同感光体トラム３の回転方向上流側
から下流側に向かって配設されている除電用帯電器１１
．クリーニンク手段１２及び−次帯電器４と、感光体ド
ラム３の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザビ
ームスキャナの如き像露光手段５０とポリゴンミラーの
如き像露光反射手段６０を具備している。

又、前記回転式現像装置■は、回転自在な回転体ｌと、
該回転体ｌにそれぞれ搭載され、前記感光体トラム３の
外周面と対向する位置にて該感光体ドラム３の外周面上
に形成された静電潜像を可視化（現像化）するためのマ
ゼンタ現像器１Ｍシアン現像器ＩＣ，イエロー現像器Ｉ
Ｙ及びブラック現像器ＩＢＫとを有している。

更に、前記現像剤補給装置２は、相互に隣接して配設さ
れ、外部から供給される各色毎の現像剤３をそれぞれ色
別に保持するイエローホッパ２Ｙマゼンタホウパ２Ｍ、
シアンホッパ２Ｃ、フラッフホッパ２８Ｋを具備してい
る。

上述した構成を有する画像形成装置全体のシーケンスに
ついて、フルカラーモートの場合を例として簡単に説明
する。

前記感光体ドラム３が第６図の矢印方向に回転すると、
該感光体ドラム３の感光体は一次帯電器４によって均等
に帯電される。この−次帯電器４による感光体に対する
均等な帯電が行なわれると、原稿（図示せず）のマゼン
タ画像信号にて変調されたレーザ光Ｅにより画像露光か
行なわれ、感光体ドラム３上に静電潜像か形成され、回
転体ｌの回転により予め現像位置に定置されたマゼンタ
現像器ＩＭによって該静電潜像の現像が行なわれる。

一方、給紙ガイド５ａ、給紙ローラ６、給紙ガイド５ｂ
を経由して搬送されてきた転写材は、所定のタイミング
でグリッパ７により保持され、当接用ローラ８と該当核
用ローラ８に対向している電極とによって静電的に転写
ドラム９に巻き付けられる。転写トラム９は、感光体ド
ラム３と同期して第６図の矢印方向に回転しており、マ
ゼンタ現像器ＩＭで現像された顕画像は、前記感光体ド
ラム３の外周面と前記転写ドラム９の外周面とが当接し
ている部位にて転写帯電器ｌＯによって転写される。転
写トラム９は、そのまま回転を継続し、次の色（第６図
においてはシアン）の転写に備える。

他方、感光体ドラム３は、前記除電用帯電器１１により
除電され、クリーニンク手段１２によってクリーニング
された後、再び一次帯電器４によって帯電され、次のシ
アン画像信号により前述のような像露光を受ける。前記
回転式現像装置■は、感光ドラム３上に前記像露光によ
ってシアン画像信号による静電潜像か形成される間に回
転してシアン現像器ＩＣを前述した所定の現像位置に定
置せしめ、所定のシアン現像を行なう。引き続いて、上
述したようなプロセスをそれぞれイエロー色及びブラッ
ク色に対しても実施し、４色分の転写が終了すると、転
写材上に形成された４色顕画像は各帯電器１３．１４に
より除電され、ｉｆＩ記クリりパ７による転写材の把持
か解除されるとともに、該転写材は分離爪１５によって
転写トラム９より分離され、搬送ベルト１６に送られる
。

その後、この転写材は、定着装置１７に進入される前に
、定着前帯電器１８ａ、１８ｂによって再帯電され、更
に入口ガイド１９に案内されて定着装置１７の後述する
定着ローラ２１と加圧ローラ２５（第８図参照）間に送
られて加熱定着され、最後に排紙案内部材である排紙コ
ロ２０により装置本体１００外へ排出される。

斯くて、一連のフルカラープリントシーケンスか終了し
、所要のフルカラープリント画像が形成される。

次に、この画像形成装置に使用される現像剤であるトナ
ーについて説明する。

カラーの画像形成装置に使用されるトナーは、これに熱
を印加した際の溶融性及び混色性か良いことが必要であ
り、軟化点が低く、且つ溶融粘度の低いシャープメルト
性の高いトナーを使用することが好ましい。即ち、斯か
るシャープメルトトナーを使用することにより、複写物
の色再現範囲を広め、原稿像に忠実なカラーコピーを得
ることができる。

このようなシャープメルトトナーは、例えばポリエステ
ル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、着色剤（染料、昇華
性染料）、荷電制御剤等を溶融混練、粉砕、分級して製
造される。尚、必要ならば、トナーに各種外添剤を添加
する外添工程をトナー製造工程に付加してもよい。

カラートナーは、定着性、シャープメルト性を考慮する
と、結着樹脂としてポリエステル樹脂を使用したものか
特に好ましい。シャープメルト性ポリエステル樹脂は、
ジオール化合物とジカルボン酸とから合成される分子の
主鎖にエステル結合を有する高分子化合物である。

ところて、第６図に示した画像形成装置に使用されるト
ナーとしては、その軟化点か６０℃〜１５０℃、好まし
くは８０℃〜１２０℃であるシャープメルト性ポリエス
テル樹脂を使用したものか適している。

このシャープメルトトナーの軟化特性を第７図に示す。

軟化特性は、フローテスターＣＦＴ−５００型（島原製
作所製ンを使用し、ダイ（ノズル）の直径０．５ｍｍ、
厚み１．０ｍｍとして５０Ｋｇの押出荷重を加え、所期
設定温度８０℃て、予熱時間３００秒の後、５℃／分の
速度で等速昇湿したときに描かれるトナーのプランジャ
ー降下徽−温度曲線（以下、軟化Ｓ字曲線という）を求
めることによって得られる。尚、試料となるトナーは１
ｇ〜３ｇの精製した微粉末を用い、プランジャー断面積
は１．０ｃｍ２とする。

第７図に示すように等速昇温するに従い、トナーは徐々
に加熱されて流出が開始されるｆプランジャー降下Ａ→
Ｂ）、そして、更に昇温すると、溶融状態となったトナ
ーは大きく流出しくＢ→Ｃ→Ｄ）、プランジャーの降下
が停止する（Ｄ→Ｅ）。尚、第７図において、軟化Ｓ字
曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／２の０点に対応す
る温度Ｔｏはそのトナーの軟化点を示す。

而して、シャープメルト性樹脂とは、溶融粘度が１０’
ｃｐを示すときの温度をＴｌ、５Ｘ１０’ｃｐを示すと
きの温度をＴ２としたとき、Ｔ＋＝９０℃〜１５０℃で
あって、且つ１ΔＴコｌ　Ｔｌ　−Ｔｔ　　ｌ　＝５℃
〜３０℃の条件を満たす樹脂のことをいう。

これらの温度−溶融粘度特性を有するシャープメルト性
樹脂は、加熱されることにより極めてシャープに粘度低
下を起こすことか特徴である。このような粘度低下が最
上部トナー層と最下部トナー層との適度な混合を生せし
めるとともに、トナー層自体の透明性を急激に増加させ
、良好な減色混合を可能とする。

ところで、このようなシャープメルト性の高いカラート
ナーは、親和力か大きく、定着ローラにオフセットし易
い。

ここで、前記定着装置１７の詳細を第８図に基づいて説
明する。

第８図において、２１は定着ローラであってこれはアル
ミニウム製の芯金２２の外層にＨＴＶシリコーンゴム（
高温加硫タイプシリコーンゴム）２３を所定の厚さに被
覆し、更にその外層にＬＴＶシリコーンゴム（低温加硫
タイプシリコーンゴム）２４を２０ｐｍの厚さに被覆し
て構成される。そして、この定着ローラ２１の下側には
加圧ローラ２５が設けられており、該加圧口−ラ２５は
アルミニウム酸の芯金２６の外層にＨＴＶシリコーンゴ
ム２７を所定の厚さに被覆し、更にその表面層に樹脂皮
Ｍ２７′を被覆して構成される。上記定着ローラ２１及
び加圧ローラ２５内には加熱源であるハロゲンヒータ２
Ｂか各々配設されている。そして、加圧ローラ２５には
サーミスタ２９が当接され、このサーミスタ２９により
ハロゲンヒータへの電流の供給のＯＮ１０　Ｆ　Ｆか制
御される。このようにして、定着ローラ２工と加圧ロー
ラ２５の表面温度か転写材３０上の未定着トナー像３１
を転写材３０上に定着させるに好適な所定値（例えば、
１７０°Ｃ）に保たれるようになっている。尚、これら
の定着ローラ２１及び加圧ローラ２５は不図示の駆動装
置によって図示の矢印す方向に回転駆動される。

一方、定着ローラ２１からのトナーの離型性を向上させ
るため、定着装置１７の所定箇所には離型剤塗布装置３
２か設けられている。この離型剤塗布装置３２は、オイ
ルタンク３２ａ内のシリコーンオイル３３をローラ群３
４，３５によって定着ローラ２１に塗布するように構成
されている。

更に、定着装置１７の所定箇所には、定着ローラ２１上
にオフセットしたトナーを除去するクリニンク装置３６
か設けられている。このクリーニンク装置３６は、押圧
ローラ３７により定着ローラ２１に接触せしめられるク
リーニングウェブ３７ａより成り１このクリーニングウ
ェブ３７ａによって定着ローラ２１のクリーニングか行
なわれる。

而して、トナー像３１か転写された転写材３０は、搬送
ベルト１６上を運ばれ、定着前帯電器１８ａ、１８ｂの
中を通過する。これらの定着前帯電器１８ａ、１８ｂて
は、帯電器１８ａによって前記転写帯電器１０（第６図
参照）によるものと同極性（正極性）の帯電かなされ、
帯電器１８ｂによって帯電器１８ａとは逆極性（負極性
）の帯電かなされ、これによって転写材３０とトナー像
３１か再帯電される。

その後、転写材３０は入口ガイド１９を経て定着ローラ
２１と加圧ローラ２５のニップ３８間に進入し、これら
定着ローラ２１と加圧ローラ２５によって加えられる熱
と圧力によってトナー像３１は転写材３０上に定着され
る。

そして、最後に転写材３０は排紙ガイド３９に案内され
、排紙案内部材である排紙コロ２０によって機外へ排出
される。

（発明が解決しようとする課題） ところか、従来の定着装置１７にあっては、第８図及び
第９図に示すように、定着ローラ２１の中心と加圧ロー
ラ２５の中心を結ぶ直線Ａに両ローラ２１，２５間のニ
ップ３８において直交する直線Ｂに対して、排紙コロ２
０の接点（転写材３０を通過させる点）Ｃか上方（定着
巻付き方向）に位置していたため、転写材３０か定着ロ
ーラ２１に巻き付くようにして排出される。この結果、
転写材３０上の未定着トナー像３１はニップ３８のみで
加熱されるばかりか、該ニップ３８を通過した後も定着
ローラ２１によって余剰加熱され、定着ローラ２１にト
ナーのホットオフセットが発生してしまう。つまり、定
着装置１７での加熱温度は、各トナーの構成材料及び転
写材３０のニップ３８を通過する時間に基づいて決定さ
れるか、上記のような転写材３０が定着ローラ２１に巻
き付くように排出されると、転写材３０上のトナー像３
１かその温度で所定時間を超えて余剰加熱されることと
なり、トナーか定着ローラ２１に転移するホットオフセ
ットか発生してしまう。

又、定着ローラ２１を長時間使用した後においては、該
定着ローラ２１の表層の離型性が低下するためにトナー
か定着ローラ２１に付着し易くなり、このために転写剤
３０とトナー像３１はニップ３８を通過した後に定着ロ
ーラ２１に巻き付こうとし、このことが前記ホットオフ
セットの発生を助長する。

特に、シャープメルト性の高いカラートナーは相手物質
への付着力か強いため、該トナーの加熱時間が不安定で
あると、その混色性か害されるのみならず、直ちにホッ
トオフセットか発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
する処は、未定着現像剤の加熱時間を−定に保って現像
剤のホットオフセットの発生を防ぐとともに、常に安定
した加熱定着と転写材の排出を可能とする定着装置を提
供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、互いに接触して回転す
る定着ローラと加圧ローラ間のニップに、未定着画像を
担持した転写材を通過せしめた後、該転写材を排紙案内
部材によって排出するようにした定着装置において、前
記排紙案内部材の転写材通過点Ｃを、前記定着ローラと
加圧ローラの各中心を結ぶ直線Ａに前記ニップにおいて
直交する直線Ｂ上又は該直線Ｂよりも加圧ローラ側に配
したことをその特徴とする。

（作用） 本発明によれば、定着ローラと加圧ローラ間のニップを
通過した転写材は定着ローラから剥される方向（定着剥
離方向）に排出されるため、該転写材上に担持された未
定着画像に対する加熱時間が一定に保たれ、該未定着画
像が定着ローラによって余剰加熱されることかなく、現
像剤のホットオフセットの発生か防がれるとともに、常
に安定した加熱定着及び転写材の排出か可能となる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る定着装置を示す断面図てあり、本
図にふいては第８図及び第９図にて示したと同一要素に
は同一符号を付しており、以下、それらについての説明
は省略する。

本実施例においては、排紙コロ２０の転写材通過点Ｃを
、定着ローラ２１の中心と加圧ローラ２５の中心を結ふ
直線Ａにニップ３８において直交する直線Ｂよりも下方
（定着剥離方向）に位置せしめている。

上記のように構成することにより、定着ローラ２工と加
圧ローラ２５間のニップ３８を通過した転写材３０は、
第２図に示すように排紙ガイド３９に沿って定着ローラ
２■から瀾されるように送られ、排紙コロ２０によって
機外へ排出される。この結果、転写材３０の定着ローラ
２１への巻き付きか確実に防止され、該転写材３０上の
トナー像３１の加熱時間は該トナー像３１かニップ３８
を通過する時間のみによって決定され、且つ一定に保た
れる。従って、トナー像３１はニップ３８のみて加熱さ
れることとなり、転写材３０がニップ３８を通過した後
に定着ローラ２１に巻き付こうとする挙動に起因して従
来生していた加熱時間の不安定、長時間化が榊消されて
トナー像３１の余剰加熱か防がれ、トナーのホットオフ
セットの発生が防がれるとともに、常に安定したトナー
像３１の加熱定着及び転写材３０の排出か可能となる。

次に、本発明の変更実施例を第３図乃至第５図にそれぞ
れ示す。尚、第３図乃至第５図は変更実施例に係る定着
装置を示す断面図であり、これらの図においては第１図
及び第２図において示したと同一要素には同一符号を付
している。

第３図に示す実施例では、排紙コロ２０の転写材通過点
Ｃを、定着ローラ２１の中心と加圧ローラ２５の中心を
結ぶ直線Ａにニップ３８において直交する直線Ｂ上に位
置せしめている。

又、第４図に示す実施例では、前記実施例の排紙コロ２
０に代えて排紙案内板４ｏを転写材３０の搬送方向く図
中、右方）に向かって下向きに設けており、該排紙案内
板４０の転写材通過点Ｃは図示の直線Ｂよりも下方（定
着剥離方向）に位置している。

而して、以上の実施例においても、定着ローラ２１と加
圧ローラ２５間のニップ３８を通過した転写材３０の定
着ローラ２１への巻き付きか確実に防がれるため、前記
実施例にて得られたと同様の効果か得られる。

一方、第５図に示す実施例においては、定着ローラ２１
の上下の位置関係か以上に述べた実施例とは逆になって
おり、定着ローラ２１か下方に加圧ローラ２５か上方に
それぞれ配置されているか、排紙コロ２０の転写材通過
点Ｃは図示の直線Ｂに対して加圧ローラ２５（定着剥離
方向）側に位置している。

而して、トナー像３１を担持した転写材３ｏは搬送ベル
ト１６に吸着されて定着装置１７側へ搬送されるか、上
述のように排紙コロ２０の転写材通過点Ｃか直線Ｂより
も加圧ローラ２５側（図中、上方）にあるために該転写
材３０は定着ローラ２１に巻き付くことかなく、本実施
例においても前記実施例にて得られたと同様の効果が得
られる。

尚、以上説明した実施例においては、排紙コロ２０の周
速は定着ローラ２１の周速よりも大きい必要がある。こ
れは排紙コロ２０と定着ローラ２１との間で転写材３０
を引張って伸ばした状態て搬送するためであって、排紙
コロ２０の周速か定着ローラ２１のそれよりも小さいと
、これら排紙コロ２０と定着ローラ２１間で転写材３０
に弛みか生じ、たとえ排紙コロ２０の転写材通過点Ｃか
例えば第１図に示すように直ｆｆ１Ｂの下方に位置して
いても、転写材３０か定着ローラ２１に巻き付くように
排出されて本発明の効果が期待できない。

（発明の効果） 以上の説明て明らかな如く本発明によれば、互いに接触
して回転する定石ローラと加圧ローラ間のニップに、未
定着画像を担持した転写材を通過せしめた後、該転写材
を排紙案内部材によって排出するようにした定着装置に
おいて、前記排紙案内部材の転写材通過点Ｃを、前記定
着ローラと加圧ローラの各中心を結ぶ直線Ａに前記ニッ
プにおいて直交する直線Ｂ上又は該直線Ｂよりも加圧ロ
ーラ側に配したため、未定着画像の加熱時間を一定に保
って現像剤のホットオフセットの発生を防ぐことかでき
るとともに、常に安定した加熱定着及び転写材の排出か
可能となるという効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係る定着装置
を示す断面図、第３図は本発明の第２実施例に係る定着
装置を示す断面図、第４図は本発明の第３実施例に係る
定着装置を示す断面図、第５図は本発明の第４実施例に
係る定着装置を示す断面図、第６図は画像形成装置の縦
断面図、第７図はトナーの軟化特性図、第８図及び第９
図は従来例に係る定着装置を示す断面図である。 １７・・・定着装置、２０・・・排紙コロ（排紙案内部
材）、２１・・・定着ローラ、　　２５・・・加圧ロー
ラ、３０・・・転写材、３１・・・未定着トナー像（未
定着画像）、３８・・・ニップ、４０・・・排紙案内板
（排紙案内部材）、Ａ・・・定着ローラと加圧ローラの
各中心を結ぶ直線、Ｂ・・・直ｊ！Ａにニップ辷おいて
直交する直線、Ｃ・・・排紙案内部材の転写材通過点。 特許出願人　　　　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに接触して回転する定着ローラと加圧ローラ
   間のニップに、未定着画像を担持した転写材を通過せし
   めた後、該転写材を排紙案内部材によって排出するよう
   にした定着装置において、前記排紙案内部材の転写材通
   過点Ｃを、前記定着ローラと加圧ローラの各中心を結ぶ
   直線Ａに前記ニップにおいて直交する直線Ｂ上又は該直
   線Ｂよりも加圧ローラ側に配したことを特徴とする定着
   装置。
2. （２）前記排紙案内部材の転写材搬送速度は、前記定着
   ローラのそれよりも大きく設定されていることを特徴と
   する請求項１記載の定着装置。