JPH0351872A - 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、カラー画像を形成する電子写真装置等の定着
装置に関する。

［従来の技術」 カラー画像を形成する従来の電子写真装置としてはｐＪ
Ｓｌｌに示されるようなものかある。

第４図に冫バされるカラー電子写真装置は、装置本体ｌ
の右側（第４図右側〉から装置本体の略中央部に覆って
設けられている転写材搬送系Ｉと装置本体１の略中央部
に，上記転写材搬送系Ｉを構成している転写トラムｌ５
に近接して設けられている潜像形成部■と、Ｌ記潜像形
威部■と近接して配設されている現像手段、すなわち回
転式現像装置■とに大別される。

上記転写材搬送系工は、以下のような構成となっている
．先ず、上記装置本体ｌの右壁（ｆ５４図右側）に開口
部が形威されており、該開口部に着脱自在な転写材供給
用トレイ２．３が一部機外に突出して配設されている．
該トレイ２，３の略直上部には給紙用ローラ４，５か配
設され、これら給紙用ローラ４，５と左方に配された矢
印八方向に回転自在な転写ドラム１５とを連絡するよう
に、給紙ローラ６及び給紙ガイド７．８が設けられてい
る。上記転写ドラム１５の外周面近傍には回転方向上流
側から下流側に向って当接用ローラ９、グリッパｌＯ、
転写材分離用帯電器１１．分離爪ｌ２か順次配設されて
いる。また、上記転写トラムｌ５の内周側には転写帯電
器１３，転写材分離用帯電器ｌ４が配設されている。上
記転写ドラムｌ５の右側上部には上記分離爪ｌ２と近接
して搬送ベルト千段ｌ６か、そして該搬送ベルト手段１
６の転写材搬送方向終（右）端には定着装置ｌ８が配設
されている。

該定着装１１８よりもざらに搬送方向後流には装置本体
ｌ外へと延在し、装置本体ｌに対して着脱自在な排出用
トレイ１７か配設されている。

次に、上記潜像形成部■の構威を説明する。先ず、第４
図矢印Ｂ方向に回転自在な像担持体たる感光ドラムｌ９
か、外周面を上記転写ドラム１５の外周面と当接して配
設されている．上記感光トラム１９の上方でその外周面
近傍には、該感光ドラムｌ９の回転方向上流側から下流
側に向って除電用帯電器２０、クリーニンク手段２ｌ及
び一次帯電器２３か順次配設され、さらに上記感光トラ
ムｌ９の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザビ
ームスキャナのごとき像露光千段２４、及びポリゴンミ
ラーのごとき像露光反射手段２５か配設されている。

最後に上記回転式現像装置ｍの構成は以下のごとくであ
る。上記感光トラムｌ９の外周面と対向する位置に、回
転自在な筐体（以下「回転体」という）２６が配設され
、該回転体２６中には四種類の現像装置か周方向の四位
置に搭載され、上記感光ドラムｌ９の外周面上に形或さ
れた静電潜像を可視化（すなわち現像化）するようにな
っている。上記四種類の現像装置は、それぞれイエロー
現像装置２７Ｙ、マゼンタ現像装置２７Ｍ、シアン現像
装置２７Ｃ及びブラック現像装置２７８Ｋとなっている
。

上述したごとき構威の画像形或装置全体のシーケンスに
ついて、まず，フルカラーモードの場合を例として簡単
に説明する。上述した感光ドラムｌ９か第１図矢印Ｂ方
向に回転すると、該感光トラムｌ９上の感光体は一次帯
電器２３によって均等に帯電される。一次帯電器２３に
よる感光体に対する均等な帯電か行われると、原稿２８
のイエロー画像信号にて変調されたレーザ光Ｅにより画
像露光が行われ，感光ドラムｌ９上に静電潜像が形威さ
れ、回転体２６の回転によりあらかじめ現像位置に定置
されたイエロー現像装置２７Ｙによって上記静電？ｌｆ
ｆ像の現像か行われる． 一方、給紙ガイト７、給紙ローラ６、給紙ガイド８を経
由して搬送されてきた転写材は、所定のタイくンクにて
グリッパ１０により保持され、当接用ローラ９と該当接
用ローラ９と対向している電極とによって静電的に転写
ドラム１５に巻き付けられる。転写ドラムｌ５は、感光
トラムｌ９と同期して第１図矢印八方向に回転しており
、イエロー現像装置２７Ｙで現像された顕画像は，上記
感光ドラム１９の外周商と上記転写ドラム１５の外周面
とが当接している部位にて転写帯電器ｌ３によって転写
される。転写トラムｌ５はそのまま、回転を継続し、次
の色（第１図においてはマゼンタ）の転写に備える。

一方，感光トラム１９は上記除電用帯電器２０により除
電され，クリーニング千段２１によってクリーニングさ
れた後，再び一次帯電器２３によって帯電され、次のマ
ゼンタ画像信号により上記のような像露光を受ける。上
記回転式現像装置は、感光トラムｌ９上に上記像露光に
よってマゼンタ画像信号による静電潜像か形威される間
に回転して、マゼンタ現像装置２７Ｍを上述した所定の
現像位置に定置せしめ所定のマセンタ現像を行う。引き
続いて、上述したごときプロセスをそれぞれシアン色及
びブラック色に対しても実施し、四色分の転写が終ｒす
ると、転写材上に形成された四色顕画像は各帯電器２０
．１４により除電され、上記グリッパ１０による転写材
の把持が解除されると共に、該転写材は，分離爪１２に
よって転写トラムｌ５より分離され、搬送ベルト１６で
定着装置ｌ８に送られ、熱と圧力により定着され一連の
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こととなる。

以上のように、カラー画像は多色のトナーが三層〜四層
の暦を形威しているために、カラー画像形戒用電子写真
装置においては以下に述べる二つの点で白黒用の装置と
異なった特徴を有している。

先ず第一の特徴は、使用されるトナーに関するものであ
る。

カラーの電子写真装置のトナーは、熱を印加した際の溶
融性、混色性か良いことか必要であり、軟化点か低く，
かつ溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーを使用す
ることが好ましい。すなわちこうしたシャープメルトト
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かてきる。

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、スチレンーアクリル樹脂、着色剤（染料、昇華
性染料〉、荷電制御剤等を溶融混練、粉砕、分級してト
ナーを製造する。必要とあらば、トナーに各種外添剤を
添加する外添工程を付加してもよい。

このようなカラートナーとしては定着性、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
用したものが特に好ましい。

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戊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。

ｆ５４図装置で使用するシャープメルト性ポリエステル
樹脂の軟化点は、６０〜１５０°Ｃ、好ましくは８０〜
１２０℃が良い。

このシャープメルトトナーの軟化特性の例を第５図に示
す。測定条件は以下の通りである。

フローテスターＣＦＴ−５００形（島津製作所製）を使
用し、タイ（ノズル）の直径０．５ｍｍ　．厚み１．０
０とじて５０ｋｇの押出荷重を加え初期設定温度８０℃
で、予熱時間３００秒の後、５℃／分の速度で等速昇湿
したとき描かれるトナーのプランジャー降′Ｆ量一温度
曲線（以下軟化Ｓ字曲線という）を求めた．試料となる
トナーは１〜３ｇ精製した微粉末を用い、ブランジャー
断面積はｌ．Ｏｃ１とする。軟化Ｓ字曲線は第５図のよ
うなカーフとなる．等速昇温するに従い、トナーは徐々
に加熱され流出か開始される（プランジャー降丁Ａ→Ｂ
）。さらに昇温すると溶融状態となったトナーは大きく
流出し（Ｂ−＋Ｃ−＋Ｄ）ブランジャーｌ＆ｌ′Ｆか停
止し終了する（Ｄ−Ｅ）。

Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／２のＣ点に対
応する温度Ｔ。はそのトナーの軟化点を示す。

このようなシャープメルト性樹脂とは、溶融粘度がＩＯ
’ｃｐを示すときの温度をＴ．．　５　Ｘ　ＩＯ’ｃｐ
を示すときの温度を丁２としたとき，　Ｔ，＝９ｏ　ヘ
１５０°ＣΔＴｌ　＝　Ｉ　ＴＩ　　Ｔ２１　＝　ｓ〜
３０゜Ｃの条件を満たす樹脂のことをいう。

これらの温度一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か、多層で構威されているカラート
ナー像の最上部トナー層と最下部トナー層との適度な混
合を生じせしめ、さらにトナー層自体の透明性を急激に
増加させ、良好な減色混合を起こすものである。

また，このようなシャープメルト性のカラートナーは、
親和力か大きく、定着ローラにオフセットし易いという
性質も有している。

次に第二の特徴として、カラー画像形成用電子写真装置
の定着装置においては、定着ローラたけでなく加圧ロー
ラも加熱し、両方のローラか熱せられた状態で通紙され
，定着される事が挙げられる。

カラ一画像の未定着トナー像は、上述したように多色の
三層あるいは四層の多層で構成されているため、定着ロ
ーラ側からの熱だけではシャープメルト性トナーを使用
しても最下層のトナーか溶け難くく、最下層トナーと紙
との溶融定着か十分に行なわれない。したがって、トナ
ーの紙への十分なアンカーリング効果か得られずトナー
層が紙より剥れてしまうという問題を生ずる。そこで加
圧ローラ側からも積極的に加熱を行ない（背面加熱）転
写材を加熱し，この熱で最下層のトナーを溶かし，トナ
ー層全体を溶融定着をする事が必要となる。

第４図に示す従来装置においても、定着ローラ２９と加
圧ローラ３０は第６図に示されるように両ローラによる
加熱を行っている． 第６図において、定着ローラ２９はアルミ製の芯金３１
上にＩＩＴＶ（高温加硫型）シリコーンゴム層３２、こ
の外側にＲＴＶ（室温加硫型）シリコーンゴム層３３を
有し、直径４０ｍｍに形成されている。

一方、加圧ローラ３０はアルミの芯金３４の上に１ｍｍ
厚のＨＴＶと、さらにその表面にフッ素樹脂層３５を設
け、直径が４０ｍｓとなっている。

上記定着ローラ２９には加熱源であるハロゲンヒータ３
６か配設され、加圧ローラ３０には同じくヒータ３７か
芯金内に配設されて両面からの加熱を行っている。加圧
ローラ３０に当接されたサーミスタ３８により加圧ロー
ラの温度が検知され、この検知温度に基づき制御装置３
９によりハロゲンヒータ：１６，３７か制御され、定着
ローラ２９の温度及び加圧ローラ３ロの温度が共に約１
７０℃の一定に保つように制御される。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のカラー複写装置におい
ては、そのカラー画像を転写材の表面、裏面両方に形成
し、定着を行なうことか困難であった。その理由は、カ
ラートナーは先に述べたようにシャープメルト性のトナ
ーを使用していることと、さらに先に述べたような定着
ローラ及び加圧ローラ両ローラ内にヒータを配した定着
装置を使用して転写材上に積層されたトナーを定着ロー
ラ側の１〜ナー面側と加圧ローラ側の転写材の裏面から
の両方から同じ温度で加熱して、全体に熱を良く与え、
多層のトナー全体を溶かし混色させようとしている定着
装置構成のためである。

つまり、両面コピーをする際表面のカラー画像を定着後
に、裏面にカラー画像をのせて定着を行なうわけである
か定着ローラ側で加熱される裏面のトナー画像は通常通
り定着か行なわれるか、その際加圧ローラ側で加熱され
ている表面の先に定着されたカラー画像すなわち、シャ
ープメルト性カラートナーによる像が過剰加熱により加
圧ローラにオフセットを発生してしまうという問題かあ
った。また仮りにこのようなオフセットか発生しなくと
も加圧ローラ側で加熱される表面のシャープメルト性の
トナーは、過剰な加熱により画像の光沢性か極端に高ま
り好ましい画像でなくなってしまうという問題点を有し
ていた。

本発明は、上記問題を解決し、カラー画像の両面コピー
時でもオフセットを生ずることなく，高品質なカラー画
像が得られる定着装置を提供することを目的としている
． ［課題を解決するための手段］ 本発明によれば上記目的は、 互いの内部にヒータを有しかつ互いに圧接して回転自在
に配設された定着ローラと加圧ローラとを備え．未定着
画像を担持した転写材を上記二つのローラで挟持搬送し
ながら加熱及び加圧して定着を行う定着装置において、 上記定着装置は、上記転写材の表面の未定着画像を定着
せしめる表面定着と、定着画像を表面に有した上記転写
材の裏面の未定着画像を定着せしめる裏面定着との二種
類の定着を一枚の転写材に対して行なう際、上記裏面定
着時には、既定着画像を有する表面に接するローラの温
度を裏面に接するローラの温度よりも低い温度に上記ヒ
ータを制御するヒータ制御手段を有している、ことによ
って達成される。

［作用］ 本発明によれば、表面に定着画像を有しかつ裏面に未定
着画像を有した転写材を定着する際，表面に接する側の
ローラの温度を裏面に接する側のローラの温度よりも低
く制御されるので、表而の既定着画像が過剰加熱されず
オフセット及び画質の低下が生じない。また、裏而の未
定着画像は二つのローラによって両側から加熱されるの
で十分な定着か行なわれる。

［実施例］ 次に本発明の第一実施例を添付図面の第１図ないし第３
図を用いて説明する。

本実施例装置は、第４図に示した従来装置と同様にカラ
ー画像形戒用電子写真装置であるか、転写材の両面に画
像を形成可能としているところが上記従来装置と異なっ
ている．以下に両面画像形威の機構を説明するが、上記
従来装置と共通な箇所には同一の符号を付して説明を省
略することとする． 本実施例装置は、両面画像形成のための再給紙ローラ４
０と搬送通路４ｌを備えている。

排紙ローラ４２の下方において排紙トレイｌ７に一度載
せた転写材を再び潜像形成部■へと送り込む再給紙ロー
ラ４０が配設され、該再給紙ローラ４ロの後方には転写
材を搬送する搬送通路４ｌが配設されている。

次に以上のような本実施例装置においてカラー画像の両
面コピーを行なうときの動作について説明する． 現像装置■において現像され，未定着トナー像を表面に
担持した転写材は搬送ベルト千段ｌ６により搬送され定
着ローラ２９及び加圧ローラ３０により定着された後：
排紙ローラ４２によって排紙トレイｌ７にもたらされる
．この後、再給紙ローラ４０により再び給紙されて搬送
通路４ｌを通り、再び潜像形成部ｆ■へ搬送されて表面
と同様にして裏面にカラー画像を形成する．こうして、
表面にすでに定着されたカラー画像をもち、裏面に転写
された未定着カラートナー像を担持した転写材は搬送ベ
ルト千段ｌ６により定着ローラ２９及び加圧ローラ３ロ
まで運ばれて定着が行なわれ、最終的に排紙トレイ１７
へ運ばれて両面カラーコピーか終了する。

次に，裏面定着時における温度制御について説明する。

なお、本実施例装置に用いられるカラートナーは，従来
装置に用いたものと同様なシャープメルト性のカラート
ナーである。

加圧ローラ３０側のヒータ３７は、表面コピーの定着後
、制御装置（図示せず）によりオフの状態にされる。す
なわち、転写材か排紙ローラ４２を通過後再給紙ローラ
４０により再給紙され搬送通路４ｌを通るシーケンスに
入ったとき、加圧ローラ３０側のヒータ３７かオフの状
態にされ，加圧ローラ３０＠の温度を下げる。次に表面
には既定着画像を有し裏面には未定着画像を担持した転
写材か衷而を定着ローラ２９側に向け、表面を加圧ロー
ラ３０側に向けて両ローラ間を通ることにより，裏面画
像の定着が行なわれるが、加圧ローラ３０の温度は一度
下げられているので表面のすでに一度定着されているシ
ャープメルト性カラートナーによる画像は熱量の過剰供
給を受けず，加圧ローラ３０側にオフセットしたり、画
像の光沢か増したりすることはない。また、上記加圧ロ
ーラ３０の温度はヒータ３７がオフの状態にされても加
圧ローラ３０自体が有する熱により裏面の定着に必要な
程度の温度は確保されており、良好な両面カラー画像の
定着を行なうことができる。

表面定着時と裏面定着時の定着ローラ及び加圧ローラの
温度の様子を第２図を用いて説明する。

表面定着時は、定着ローラ、加圧ローラともほぼ同じ温
度に加熱されている状態で定着が行なわれているのに対
し、裏面定着時は、第２図に示すように加圧ローラの温
度が下かり、裏面へ供給する熱量を維持しながらも表面
への熱量の供給を減らしている． また、４；実施例において上記手法に加え、加圧ローラ
の温度を下げるために裏面定着時は、両ローラの回転を
転写材か定着ローラ及び加圧ローラに進入する寸前まで
止めておくこととすればより好ましい。このとき、本実
施例装置の駆動用モータ（図示せず）は、定着部のロー
ラを動かす定着用モータとそれ以外の部分を動かす本体
駆動用モータと別々に有し、それぞれのモータの駆動シ
ーケンスを調整することにより可能である。

第３図にそのシーケンスを示す． 第３図に示すように表面コピー中は本体駆動用モータと
定着用モータを両方ともオンの状態にして常に定着ロー
ラは回しているか表面定着か終了し、裏面コピーが始ま
ったところで定着用モータを止める。

またこのとき、同時に加圧ローラのヒータをオフの状態
にする。裏面コピーが行なわれ，転写材が定着ローラ及
び加圧ローラに進入する直前に定着モータをオンの状態
にし定着ローラな回す。この後，裏面の定着を行ない，
両面のコピー及び定着のシーケンスが終了する。

以上のようにすることにより、加圧ローラの温度を下げ
表面の熱量を減らして定着を行なう。この方法により裏
面コピー時も常に定着ローラを回しているシーケンスよ
りも確実に加圧ローラの温度を下げられ、裏面に必要な
熱量を供給しつつ転写材表面へ過剰に熱量か供給される
のを効果的に防ぐことかできる． 次に本発明の第二実施例について説明する。

本実施例は加圧ローラの温度制御として、表面の定着終
了後、再給紙ローラ４０により再給紙され搬送通路４１
に入るときに加圧ローラ側のヒータの電力を半分に減ら
すという手法を用いるものである。これは、ヒータへの
電源交流波を位相制御によって半分に削減するいわゆる
半波制御を行なうものである。こうすることによっても
，加圧ローラ側の温度を下げて良好な両面定着を行なう
ことかできる． このように、裏面定着時に加圧ローラ側からの熱の供給
量を減らして定着を行なっても、転写材の裏側からの熱
により、多層トナーの最下層な十分溶かして転写材と溶
融定着させるいわゆる背面加熱の効果は低下することは
ない。これは裏面定着時の転写材は、表面定着時に転写
材の水分かほとんど蒸発除去されており、裏面定着時に
は、それほどの背面加熱をしなくとも裏面最下層のシャ
ープメルト性カラートナーは十分溶け、転写材と溶融定
着することができるためである。

方２表面定着時は，その転写材中の水分を熱する熱量が
必要なため，多層トナーの最下層のトナーを溶かすには
高温での背面加熱か必要である。

以上説明した実施例中においては、加圧ローラ側のヒー
タをオフの状態にするかまたは，半波制御を行なうタイ
くングを搬送通路４ｌに転写材か通る両面定着時のシー
ケンスに入ったときとしたか他に表面の定着装置後すぐ
、または両面コピー時転写ドラムにまきつくとき、両面
コピー時転写ドラムより分離されるとき等でも良く、表
面の定着後であれば良い。

また、加圧ローラ側の熱量を減らすのに半波制御を用い
る方法を示したか他にヒータを二木加圧ローラ内に有し
大きい熱酸のヒータは表面定着時に用い、また、小さい
熱陽のヒータは裏面定着時に用いて加圧ローラの熱量を
減らしても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、定着ローラと加圧ローラの両方に
ヒータを有し，表面定着時においては両方のヒータによ
り加熱するので、多層のカラートナーか十分に定着され
るし、また裏面定着時においてはすでに定着された画像
を有する表面と接する加圧ローラ側のヒータの温度を下
げるので、定着ざれた表面の画像を過剰に加熱してオフ
セットを生ずることかなく、良質な両面カラー画像を形
成できる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置の概略構成を示す断面
図、第２図は第１図装置の裏面定着時の温度制御を示す
図、第３図は第１図装置の温度制御の一手法を示す図、
第４図は従来のカラー電子写真装置の概略構成を示す縦
断面図、第５図は第４図装置に用いられるトナーの特性
を示す図、第６図は第４図装置の定着装置の概略構或を
示す縦断面図である． ２９・・・・・・・・・・・・定着ローラ３０−−−−
−・・・・・・・加圧ローラ３６．３７・・・・・・ヒ
ータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いの内部にヒータを有しかつ互いに圧接して回転自在
   に配設された定着ローラと加圧ローラとを備え、未定着
   画像を担持した転写材を上記二つのローラで挟持搬送し
   ながら加熱及び加圧して定着を行う定着装置において、 上記定着装置は、上記転写材の表面の未定着画像を定着
   せしめる表面定着と、定着画像を表面に有した上記転写
   材の裏面の未定着画像を定着せしめる裏面定着との二種
   類の定着を一枚の転写材に対して行なう際、上記裏面定
   着時には、既定着画像を有する表面に接するローラの温
   度を裏面に接するローラの温度よりも低い温度に上記ヒ
   ータを制御するヒータ制御手段を有している、 ことを特徴とする定着装置。