JPH04273279A - 定着方法及び装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真における定着装
置のオフセット転写やよごれ転写やカラー画像の光沢不
足を解消する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真のトナー像の定着プロセスにお
いては、熱ローラ定着が最も一般的である。そして近年
のカラー画像を扱う電子写真のプロセスにおいては、定
着後の画像の色再現性や画像の光沢性を確保したりＯＨ
Ｐ用転写材を使用時の透過性を確保するためにトナーを
十分溶融させることが要求されている。一般に広く使用
されている線状ポリエステルのトナーを用いてその溶融
條件を前述のレベルにすると、高温オフセットの問題か
ら必須条件として離型剤として低粘度のシリコンオイル
を多量に塗布することが必要になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにシリコンオ
イルを多量に使用するとシリコンオイルのこぼれの問題
やシリコンオイルの転写材への付着等の問題が発生する
。特にＯＨＰ使用時にはシリコンオイルの転写材への含
浸がないためシリコンオイルによりユーザーの手を汚し
たり、ＯＨＰ自体の透過性を著るしく低下させたりする
。この問題のために一般のポリエステルを使用したトナ
ー即ちワックス系のトナーが採用されているが十分な溶
融状態を得るのがむずかしいのが現状である。また、カ
ラー画像では前述のように定着後の光沢が要求されるこ
とが多く、その場合の手段としては従来技術の範囲では
、前述のように、多量の離型剤を塗布するか、ワックス
系のトナーを使用する場合には一度定着した画像をオプ
ションユニットでもう一度定着させることが行われてい
る。

【０００４】また、ウォームアップ直後と通常のランニ
ング時で、定着性能に差があるようでは困る。

【０００５】本発明はこのような定着の問題点を解決し
て、シリコンオイルなどの離型剤を全く使用しないか、
使用してもわずかの使用で定着後の画像においてトナー
の溶融が十分確保されトナー溶融における色再現性が優
れた定着装置を提供し、更に、カラー画像で要求される
ような光沢性のよい画像ができ、特にＯＨＰ使用時の透
過性、色再現性に優れた定着を達成させることを目的と
する。

【０００６】そして、ウォームアップ直後とランニング
時の定着性能に差が起らないようにし、環境条件にも左
右されない定着装置を提供することも目的とするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
ａ又はｂ又はｃによって達成される。

【０００８】（ａ）無端ベルトのベルト面を介して圧着
状態にある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ
離れた位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルト
を巻回させ、前記一対のローラ及び無端ベルトを、加熱
して電子写真の未定着トナー像を有する転写材をこれ等
一対のローラの間と無端ベルトの外周面に沿って通過さ
せることにより該トナーを該転写材上に定着させる方法
であって、前記無端ベルトには基体上に離型剤の層を設
けて剥離を容易ならしむるとともに、前記一対のローラ
の該ベルトが接触しない位置の外周面の温度を検知して
、トナー溶融と凝固が適切でオフセット転写のない適性
加熱量に制御するようにしたことを特徴とする定着方法
。

【０００９】（ｂ）無端ベルトのベルト面を介して圧着
状態にある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ
離れた位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルト
が巻回して設けられ、前記一対のローラの少くとも一方
に、加熱用のヒータが設けられ電子写真の未定着トナー
像を有する転写材がこれ等一対のローラと無端ベルトの
一部を通過することにより該トナーを該転写材上に定着
させる定着装置であって、前記無端ベルトは基体上に離
型剤の層を有する構成であり、該ベルトが架けられた加
熱側のローラの該ベルトが接触しない位置の外周面と、
該ローラにベルトを介して圧着する他のローラの外周面
とに対向して温度検知手段を設けたことを特徴とする定
着装置。

【００１０】（ｃ）前記２つの温度検知手段によって読
取った値によりヒータの加熱制御を行うことを特徴とす
るｂ項記載の定着装置。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例１の構成を図１、実施例２の
構成を図２、実施例３の構成を図３の各断面図によって
説明する。

【００１２】（実施例１）図１に示すように芯金１１を
有し、その上に弾性体層１２として耐熱性合成ゴム層を
同心に設け、それらの中心部にヒータ１６を設けた定着
ローラ１０と該定着ローラ１０に対して特定の距離に設
けた搬送ローラ１４との間に無端ベルト１５が巻回され
ている。そして、無端ベルトはポリイミド基体上にシリ
コンゴムからなる離型層を塗布したもので構成する。ポ
リイミド基体の厚さは１０〜１００μｍが望ましく、よ
り好ましくは２０〜５０μｍである。またシリコンゴム
層は５０〜３００μｍにしてある。そして定着ローラ１
０に対しては前記無端ベルト１５を介して定着ローラ２
０が圧着している。ここで、両定着ローラ１０及び２０
で形成する一対のローラ軸間を結ぶ線の鉛直線に対する
傾き角は５〜４５°にとってある。定着ローラ２０も中
心部にヒータ２３が配されそれと同心に芯金２１が、更
に外側に同芯に弾性体層２２として耐熱性合成ゴムの表
面コーティング層が施されている。

【００１３】そして、転写材５１上にトナー５２が付着
した現像済みの未定着画像は、入口ガイド１７上に搬送
され、定着ローラ１０，２０及び無端ベルト１５に押圧
されながら矢印方向に送られガイド３３上を通って搬送
ローラ１４の外方に定着を完了して排出回収されるよう
にしてある。

【００１４】そして定着ローラ１０，２０を出て無端ベ
ルト１５から搬送ローラ１４間に設けられたガイドに近
接して下方に空気吸込ダクト３１及び冷却ファン３２よ
りなる冷却装置３０が設けられている。

【００１５】無端ベルトの外側には離型剤としてシリコ
ンゴムが被覆されていて、弾性体の役目もはたしている
。

【００１６】また、前記定着ローラ１０の外周面で無端
ベルト１５が接触していない位置に接して温度検知手段
としてのセンサー１３が設けられ、更にもう一つの定着
ローラ２０の外周面に接して温度検知手段としてのセン
サー２４が設けられている。

【００１７】次に、このように構成された定着装置１の
作用について述べる。

【００１８】先ず、図４に示す線状ポリエステル製トナ
ーと一般のポリエステル製トナーの粘度−温度特性曲線
について説明する。

【００１９】このグラフは、縦軸に粘度がポアズの単位
の常用対数値で目盛られ、横軸に温度が目盛られている
。そして線状ポリエステル製トナーは実線で示され一般
のポリエステル製トナーは鎖線で示されている。両トナ
ーとも１００℃近辺で１００，０００ポアズ程度の高粘
度即ちガラス転位状態になっており、１００℃を越すと
両トナーとも溶融状態になる。そして最適の溶融状態は
粘度が５０００ポアズぐらいのところである。そして、
その粘性状態は、今まで一般的なポリエステル製のトナ
ーでの加熱温度は１５０℃に達するにもかかわらず、線
状ポリエステル製のトナーははるかに低い温度の１２０
℃で済んでいる。

【００２０】更に、２つの定着ローラによるローラ対だ
けのニップによって熱定着を行っていた従来の定着装置
にくらべて、本発明においては、無端ベルト１５を介在
させており、それによって剥離までの降温時間が確保で
きるので、溶融温度を今までよりも高い方に拡げて、加
熱領域をはるかに広くとることができる。この加熱領域
においては、線状ポリエステル樹脂のような、低温度で
溶融状態の得られるトナーによって未定着画像は十分溶
融する。この溶融状態にあるトナー５２と転写材５１の
粘着力及び転写材の裏面から当てられる冷却ファン３２
からのエヤフローにより、転写材５１とトナー５２は無
端ベルト１５に付着したままで搬送されベルト自体の温
度低下とエヤフローによる冷却効果により温度を低下さ
せてゆく。

【００２１】この領域において十分冷却され粘度が大き
くなりガラス転位状態になったトナー５２と転写材５１
は、搬送ローラ１４に支持された前記無端ベルト１５の
端部で該ベルト１５から剥離される。このときトナー５
２は殆んど凝固したガラス転位状態にあるので、該ベル
ト１５の表面性をそのまま保持して鏡面に近い光沢のあ
る表面が得られる。このようにトナー５２は十分溶融し
た状態になってから凝固するので複数のカラートナーの
溶融混合による色再現性が確保されると共に、ＯＨＰな
どに定着した場合の透過性も安定して確保できる。ここ
で前述のように無端ベルトを構成する表面材料は離型剤
であるシリコンゴム等の材料であるので離型性とともに
離型層自体が弾性を有するため、トナーへの均一な加熱
と加圧が実現できるとともにトナー５２と無端ベルト１
５の基体との間のダンパー的効果もあって、線状ポリエ
ステルトナーのような比較的低温度において溶融しやす
いトナーを用いてもオフセットの状態が全く起らないか
、起っても極く僅かであってクリーニングできる範囲の
レベルにとどめることができる。

【００２２】また、無端ベルト１５が架けられた側の定
着ローラ１０のベルト搬送路に該当しない外周面に沿っ
て設けた温度検知手段としてのセンサー１３の接触によ
り温度制御を行うのであるが、見落すことのできない利
点として無端ベルト１５の表面はセンサー１３によって
全く傷つけられることがない。逆にまた、無端ベルト１
５の表面でのみ該ベルトとトナー５２との接触がありト
ナーが裏面にまわりこむことがないので、トナー５２が
センサー１３に付着して検知不良になることもない。

【００２３】また、無端ベルト１５を用いた定着装置の
場合には、冷却装置３０の状態によって定着部分の温度
に影響が出やすいが、圧着する定着ローラ２０につけた
温度検知手段としてのセンサー２４の読み取り値を前記
センサー１３の読み取り値と合わせてヒーターの加熱を
制御することにより、定着部分の温度を安定範囲に保持
することが可能になる。

【００２４】（実施例２）図２に示すように実施例１の
定着ローラ１０からヒータ１６を除去し、該ローラ１０
を中心部の芯金１１Ａと周辺部の弾性層１２Ａとで構成
したものである。そして冷却装置３０は除去してある。

【００２５】このような状態でも、前記温度センサー１
３と２４によってヒータ２３の加熱状態を制御すること
により、定着部分の温度を安定範囲に保持することが可
能である。 （実施例３）図３に示すように実施例１における定着ロ
ーラ２０の芯金２１の外周層であるコーティング層２１
を厚めの弾性層２５にかえたものであり更に冷却装置３
０を実施例２と同様に除去してある。これも、前記温度
検知手段としてのセンサー１３と２４の読取値によりヒ
ータ１６，２３の加熱状態を制御することにより定着部
分の温度を安定範囲に保持することが可能にしてある。

【００２６】尚、冷却装置がない実施例２，３において
も、前述の温度センサー１３，２４によるヒータの加熱
制御により転写材５１及びトナー５２は、無端ベルト１
５の表面に密着した状態で運ばれ無端ベルト１５の表面
にオフセットすることなく端部でごく自然に剥離回収さ
れる。

【００２７】

【発明の効果】本発明により、シリコンオイル等の離型
剤を全く使用しないか使用しても極く僅かの使用によっ
て該オイルの転写（オフセット）の問題が発生すること
なく低温溶融型のトナーを使用することにより該トナー
を十分溶解して透過性及び色再現性に優れた定着画像が
得られるようになった。

【００２８】そしてこのときの転写材はシリコンオイル
等により汚されることはない。また、カラー画像におい
て要求される光沢画像も十分なレベルのものが得られる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の実施例１の断面図。図２は本発明の実施
例２の断面図。図３は本発明の実施例３の断面図。図４
はトナーの粘度−温度特性曲線。

【符号の説明】

１０，２０…定着ローラ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１１，２１…芯金１２，２２…弾性体層　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３，２４…
温度検知センサー １４…搬送ローラ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１５…無端ベルト１７…入口ガイド　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０…冷却装置
３１…空気吸込ダクト　　　　　　　　　　　　　　　
　　　３２…冷却ファン３３…ガイド　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５１…転写材５
２…トナー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　無端ベルトのベルト面を介して圧着状
   態にある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ離
   れた位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルトを
   巻回させ、前記一対のローラ及び無端ベルトを、加熱し
   て電子写真の未定着トナー像を有する転写材をこれ等一
   対のローラの間と無端ベルトの外周面に沿って通過させ
   ることにより該トナーを該転写材上に定着させる方法で
   あって、前記無端ベルトには基体上に離型剤の層を設け
   て剥離を容易ならしむるとともに、前記一対のローラの
   該ベルトが接触しない位置の外周面の温度を検知して、
   トナー溶融と凝固が適切でオフセット転写のない適性加
   熱量に制御するようにしたことを特徴とする定着方法。
2. 【請求項２】　　無端ベルトのベルト面を介して圧着状
   態にある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ離
   れた位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルトが
   巻回して設けられ、前記一対のローラの少くとも一方に
   、加熱用のヒータが設けられ電子写真の未定着トナー像
   を有する転写材がこれ等一対のローラと無端ベルトの一
   部を通過することにより該トナーを該転写材上に定着さ
   せる定着装置であって、前記無端ベルトは基体上に離型
   剤の層を有する構成であり、該ベルトが架けられた加熱
   側のローラの該ベルトが接触しない位置の外周面と、該
   ローラにベルトを介して圧着する他のローラの外周面と
   に対向して温度検知手段を設けたことを特徴とする定着
   装置。
3. 【請求項３】　　前記２つの温度検知手段によって読取
   った値によりヒータの加熱制御を行うことを特徴とする
   請求項２記載の定着装置。