JPH05181339A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着処理によってカーリングした転写材を、
定着装置内において平坦化した上で排紙することを目的
とする。 【構成】 定着ローラ１後方の転写材ガイド部材５の中
央部に屈曲部５Ａを設けその位置にガイドローラ６を設
置することによって、上ローラ８と下ローラ９によって
先端を挟着された転写材がその張力によりガイドローラ
６の周面に強く圧接される構造とし、さらにその上部に
クロスフローファン７を配してガイドローラ６に圧接す
る部分の転写材を順次急冷することによって上面を凹状
としたカーリングを平坦に矯正することに構成したこと
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等の画
像形成装置に使用される熱ローラ方式の定着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】熱ローラ方式の定着装置においては、ト
ナー画像側が高温に加熱された状態で強く圧着される関
係から、定着直後の転写材は画像面側を凹面にして大き
くカーリングする傾向がある。

【０００３】従ってそのまま排紙すると排紙トレイ上に
整然と積載することが出来ないので、排紙ローラの幅方
向の要所にフランジを設け、排出する転写材に縦方向の
隆起をつけることによってカーリングを矯正する手段が
とられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら転写材と
してオーバーヘッドプロジェクタ用のトランスペアレン
シのシートが使用される場合、前記の手段によると排紙
ローラのフランジによってシート上に縦筋がつき、その
縦筋が投影画面にはっきり写し出されて目障りとなる欠
点がある。

【０００５】また転写材として一般の普通紙が使用され
る場合でも、トナー付着量の多い画像の転写紙は特にカ
ーリングが強いために、前記の手段のみでは充分な矯正
が出来ない現状にある。

【０００６】本発明はこの点を解決して改良した結果、
普通紙からＯＨＰ用シートに至る迄の各種の転写材のカ
ーリングを効果的に矯正し、特にＯＨＰ用シートにあっ
ては透光性にすぐれた定着を行い、また普通紙の転写材
に対しても光沢のあるカラー画像を定着し、排紙トレイ
上に整然と排出することの出来る定着装置の提供を目的
としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、定着ローラ
と該定着ローラに圧接する加圧ローラとから構成される
熱ローラ方式の定着装置において、前記定着ローラ後方
の転写材ガイド部材に屈曲部を設け、該屈曲部の上部に
冷却用ファンを配したことを特徴とする定着装置によ
り、また定着ローラと該定着ローラに圧接する加圧ロー
ラとから構成される熱ローラ方式の定着装置において、
前記定着ローラの転写材への加熱温度（Ｔ１）より前記
加圧ローラの転写材背面への加熱温度（Ｔ２）を高い温
度に設定されていて、前記定着ローラ後方の転写材ガイ
ド部材に屈曲部を設け、該屈曲部の上部に冷却用ファン
を配したことを特徴とする定着装置により達成される。

【０００８】

【実施例】本発明による定着装置の第１の実施例を図１
に示す。本発明による定着装置は独立した容器に収めて
ユニット化した状態で画像形成装置本体内に組込まれ、
装置本体側の駆動部および電源部に接続して作動がなさ
れる。

【０００９】図において、１は定位置において回動自在
に軸受け支持される定着ローラで、その周面は例えば４
弗化エチレン等の弾性体の耐熱ゴムから成り、その外周
はさらにＰＦＡチューブによって被覆されている。

【００１０】２はヒータＨを内蔵する前記定着ローラ１
と同径の金属製の加圧ローラで、その外周にはＰＦＦコ
ーティングが施され、図示しない圧着機構により下側か
らその周面を前記定着ローラ１の周面に圧接させてい
る。

【００１１】前記の定着ローラ１および加圧ローラ２は
それぞれの同軸上に歯車Ｇ１およびＧ２を一体としてい
て、前記歯車Ｇ２は中間歯車Ｇ３を介して駆動系の歯車
Ｇ０に噛合し、一方前記歯車Ｇ１は中間歯車Ｇ５を介し
て前記中間歯車Ｇ３に対し一方クラッチ（図示せず）を
介して接続する歯車Ｇ４に噛合されている。

【００１２】なお、前述した歯車Ｇ１とＧ２あるいは歯
車Ｇ３，Ｇ４およびＧ５はそれぞれ等しい歯数をもつ歯
車とされている。

【００１３】３は前記定着ローラ１の周面に接するクリ
ーニング用のブラシ状をしたクリーニングローラ、また
４は前記定着ローラ１の周面にオイル含浸部４Ａを摺接
するオイル供給装置である。

【００１４】ＴＳ１およびＴＳ２は、前記の定着ローラ
１および加圧ローラ２の各周面温度を検出する温度セン
サで、それぞれの周面に対し圧接されている。

【００１５】５は定着ローラ１を通過した転写材の搬送
方向を規制する転写材ガイド部材であって、転写材の幅
方向に並列した複数本の線材によって形成され、その中
央部は山型の屈曲部５Ａとされている。転写材ガイド部
材５は多数の孔部を設けた板状部材であっても差支えな
い。

【００１６】６は前記ガイド部材５の下方の位置におい
て回動自在に軸受け支持されたガイドローラで、その周
面は前記ガイド部材５の屈曲部５Ａの転写材搬送面に突
出されている。

【００１７】７はクロスフローファンで、その吸入孔は
定着装置の外部に開口し、送風口は前記ガイド部材５を
隔てて前記ガイドローラ６の周面に向けられている。

【００１８】また８および９は排紙ローラ対を構成する
軽度に圧接された上ローラおよび下ローラであって、互
いに噛合する歯車Ｇ８および歯車Ｇ９をそれぞれ同軸上
に一体としていて、中間歯車Ｇ６を介して前記歯車Ｇ２
により加圧ローラ２の1.5倍程度の周速をもって同方向
に等速で駆動回転される。

【００１９】画像形成装置の電源スイッチをＯＮに操作
することにより、駆動系の歯車Ｇ０が作動を開始して前
記歯車Ｇ３を介し、加圧ローラ２を反時計方向に回転
し、同時に前記ヒータＨに通電が開始される。

【００２０】また、定着ローラ１は加圧ローラ２に従動
もしくは一方向クラッチを介した前記歯車Ｇ４の駆動に
より時計方向へと等しい周速をもって回転される。

【００２１】一方、前記ヒータＨへの通電により先ず加
圧ローラ２の周面温度が、次いで定着ローラ１の周面温
度が上昇し、温度センサＴＳ２による検出により加圧ロ
ーラ２の周面温度は190℃程度に定着ローラ１の周面温
度は150℃ないし160℃に維持される。

【００２２】上面にトナー画像を転写した転写材が前記
定着装置に搬入されると、転写材上のトナーは定着ロー
ラ１により加熱と圧着を受けて転写材に溶着される。

【００２３】トナー画像の定着を終えた転写材は、定着
ローラ１と加圧ローラ２とによる搬送作用により、その
先端部が前記ガイド部材５を経由して前記の上ローラ８
と下ローラ９とによって挟着され、定着ローラ１との周
速差により適度の引張り力を受ける。

【００２４】従って転写材は前記ガイドローラ６の周面
に強く圧接されて山型すなわちカーリングを矯正する方
向に屈曲された状態とされ、さらに前記クロスフローフ
ァン７によって急速に冷却される。

【００２５】すなわち、転写材は未だ温度の高い状態
で、カーリングの逆方向に順次折曲げられつつ急冷され
るため、定着作用によって生じたカーリングが効率良く
解消されて、その結果転写材は平面性を回復して定着装
置の外部へと排出される。

【００２６】図２には第２の実施例の定着装置の断面構
成図を示したもので、図１に示した実施例と極めて近似
した構成となっているので、相違箇所以外は同一部品番
号をもって示し、相違箇所のみにつき説明する。第２の
実施例では定着ローラ101と加圧ローラはそれぞれほぼ
等しい発熱量の例えば400Ｗ程度のヒータＨ１とＨ２と
を内蔵し、外周面はシリコンゴム層を耐熱性合成ゴム層
として有していて、その外周面の温度はそれぞれの温度
センサＴＳ１およびＴＳ２の温度検出によって制御し管
理される。

【００２７】上面にトナー像を転写した転写材が矢示Ａ
方向から定着装置内に搬送されると、転写材は定着ロー
ラ101と加圧ローラ102とによって圧接点Ｑで上面と下面
とから同時に加熱されてトナーが溶融状態となり、特に
転写材背面から加熱を受けるので、溶融状態となったト
ナーは転写材に充分しみ込み、強固に接着してオフセッ
トのおそれのない光沢の豊かなトナー画像が得られる。

【００２８】前記定着装置における定着温度の制御・管
理は次の如くして行われる。

【００２９】図３および図４は前記温度センサＴＳ１と
ＴＳ２による温度制御の回路およびプロセスを示したも
ので、装置が「ウォームアップ」の段階ではヒータＨ１
およびＨ２はONの状態を持続し、ファン７、定着ローラ
101および加圧ローラ102は何れも停止状態（OFF）にあ
り、従って加圧ローラ102の圧着作用も解除（OFF）され
ている。

【００３０】「ウォームアップ」を終了して定着ローラ
101と加圧ローラ102がそれぞれ所定の周面温度に達し、
定着可能の状態すなわち「レディ」の段階になると転写
材の定着温度を一定に維持するためヒータＨ１およびＨ
２はON／OFFを繰り返す状態に転じ、同時に定着ローラ1
01と加圧ローラ102がそれぞれ搬送、回転を開始する。

【００３１】「レディ」の段階で画像形成装置において
「プリント」が行われると加圧ローラ102が圧着状態（O
N）、ファン７が回転状態（ON）となって搬入される転
写材の搬送とトナー像の定着作用が実行される。

【００３２】定着を終えた転写材の排出から後続する転
写材の搬入迄の間すなわち「プリントインターバル」の
段階ではファン７の回転は停止（OFF）されて定着装置
内の無用の冷却が中断される。

【００３３】本発明の定着装置においては、転写材の下
面すなわち背面に対する加熱温度を転写材のトナー像面
に対する加熱温度より若干高い温度に設定することによ
って解像性が高くかついわゆるオフセット現象を伴わず
光沢に富む良質の定着画像を得ることを実現している。

【００３４】トナー像面に対する加熱温度すなわち定着
ローラ101の周面温度（Ｔ１）はトナーを溶融するに必
要な温度130℃に限定されていて、それによりトナーの
過度の溶融が避けられてにじみがなく解像性の高い良質
の定着画像が得られている。

【００３５】一方背面に対する加熱温度すなわち加圧ロ
ーラ102の周面温度（Ｔ２）は、転写材の材質に応じて
前記の定着ローラ101の周面温度（Ｔ１）より高い温度
に設定されていて、それにより溶融したトナーが転写材
に充分にとけ込み吸着されて画像の定着をより強固なも
のとする。このトナーの転写材への吸着作用は、前述し
た定着ローラ101に対する加圧ローラ102のニップ幅を大
きくとることによりまた転写材の搬送速度を遅くするこ
とにより促進される。

【００３６】トナーを溶融し吸着した転写材は、搬送過
程においてファン７により急速に冷却されてトナーを半
溶融状態から固着状態とし、トナーを定着ローラ101に
転移することなく従って光沢画像として分離される。

【００３７】定着ローラ101の周面温度（Ｔ１）に対す
る加圧ローラ102の周面温度（Ｔ２）の温度差は、薄手
の普通紙を除いて10℃ないし60℃の範囲に設定されるよ
う前記の温度センサＴＳ１およびＴＳ２の温度検出によ
り制御・管理される。

【００３８】図５は適当とする前記の周面温度Ｔ１およ
びＴ２の例を光沢モードと非光沢モードでの定着時の周
面温度を転写材の材質別に示したものである。

【００３９】図６は本発明の定着装置を備えるカラー画
像形成装置の一例を示す断面図である。この画像形成装
置は画像読取り系Ａ、レーザ書き込み系Ｂ、画像形成部
Ｃ等よりなっている。

【００４０】画像形成装置上部には、透明なガラス板な
どからなる原稿台と、さらに原稿台上に載置した原稿Ｄ
を覆う原稿カバー等からなる原稿載置部11があり、原稿
台の下方であって、装置本体内には第１ミラーユニット
12、第２ミラーユニット13、主レンズ20、カラーCCD23
等からなる画像読取り系Ａが設けられている。第１ミラ
ーユニット12は露光ランプ14、第１ミラー15を備え、前
記原稿台と平行に、かつ図面左右方向へ直線移動可能に
取り付けられていて、原稿Ｄの全面を光学走査する。第
２ミラーユニット13は第２ミラー16及び第３ミラー17を
一体化して備え、常に所定の光路長を保つように第１ミ
ラーユニット12の1／2の速度で左右同方向に直線移動す
る。勿論この第２ミラーユニット13の移動は前記第１ミ
ラーユニット12と同様に原稿台に対して平行である。前
記露光ランプ14によって照明される原稿台上の原稿Ｄの
像は、主レンズ20により第１ミラー15、第２ミラー16、
第３ミラー17を経てカラーCCD23の上へ結像されるよう
になっている。走査が終わると第１ミラーユニット12及
び第２ミラーユニット13は元の位置に戻り、次のコピー
まで待機する。

【００４１】前記カラーCCD23によって得られた各色の
画像データは画像処理され、画像信号としてレーザ書込
み系Ｂから出力される。

【００４２】画像形成部Ｃは、像形成体である感光体ド
ラム30の周縁に配設された帯電器35、像露光部55、現像
器36Ｙ，36Ｍ，36Ｃ，36BK、転写器37、分離器38、クリ
ーニング装置39及び感光体ドラム30の近傍に配設された
給紙カセット40、搬送ベルト44と本発明による定着装置
45からなっている。

【００４３】上記現像器36Ｙ，36Ｍ，36Ｃ，36BKは感光
体ドラム30周縁の最上流部に現像器36Ｙが、最下流部に
は黒色トナーBKを収容した現像器36BKが配設されてい
る。現像器36Ｙ，36Ｍ，36Ｃ，36BKに収容されるカラー
トナー及び黒色トナーBKについては周知のものが使用さ
れるので説明は省略する。

【００４４】コピー釦の押圧により前述した画像読取り
系Ａ、レーザ書込み系Ｂ及び画像形成部Ｃの各プロセス
が作動してカラーのコピー画像を形成する。即ち、制御
部のCPUの制御によって画像読取り系Ａからの画像信号
が、駆動モータ31、ポリゴンミラー32、及び図示しない
半導体レーザ、ｆθレンズ、補正レンズ等からなる書込
み系Ｂに入力されるとコピー動作を開始する。即ち、感
光体ドラム30は矢示のように時計方向に回転し、帯電器
35により一様に電荷を与えられ、像露光部55において原
稿Ｄの画像に対応したイエロー（Ｙ）像の書き込みがレ
ーザ書き込み系Ｂによるレーザビームによって行われ、
Ｙ像の静電潜像が形成される。この感光体ドラム30上の
上記静電的な潜像は、現像器36ＹによってＹトナーによ
る反転現像が行われ可視のＹトナー像となる。即ち現像
器36Ｙのマグネットロールを内蔵した現像スリーブに
は、直流或はさらに交流のバイアス電圧が印加され、顕
像手段である２成分現像剤による非接触現像が行われＹ
トナー像が形成される。このＹトナー像を形成した感光
体ドラム30は退避しているクリーニング装置39の下を通
過し、続いて帯電器35による帯電とレーザ書き込み系Ｂ
によるマゼンタ（Ｍ）像のレーザビーム書込みが行わ
れ、前記Ｙトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）像の静電潜像
が形成される。この潜像はマゼンタのトナーを収容した
現像器36Ｍによって反転現像されＭトナー像となる。続
いて同様にシアン（Ｃ）トナー像、黒色（BK）トナー像
が重ね合せて形成される。原稿Ｄがモノクロ画像の場合
は、現像器36BKのみが作動して黒色トナーBKのみのトナ
ー像が形成される。

【００４５】次に転写材である転写紙Ｐの収容された給
紙カセット40より１枚ずつ給紙ローラ41によって繰り出
された転写紙Ｐは、感光体ドラム30上の前記トナー像と
同期して作動するタイミングローラ42によって感光体ド
ラム30上に送出される。この転写紙Ｐには、転写器37の
作用により、感光体ドラム30上のトナー像が転写され、
分離器38によって感光体ドラム30上から分離されたの
ち、トナー像を上向きにした状態で搬送ベルト44を経て
定着装置45へ送られる。

【００４６】前記定着装置45において定着作用を受けた
転写紙Ｐは排紙ローラ46を介して装置外部に排出され、
一方前記感光体ドラム30は回転を続け、その表面に転写
されずに残留したトナーは、退避を解除されたクリーニ
ングブレード39Ａ等を有するクリーニング装置39により
回収清掃されて、次回のコピーに待機する。

【００４７】以下説明したカラー画像形成装置では、光
沢モード、非光沢モードの何れかの選択が可能となって
いて、コピー動作の開始に先立ち、図７に示す操作盤20
0によって希望するコピー画像の光沢度に対応したモー
ドが選択される。

【００４８】即ちコピー画像を光沢画像とする場合には
光沢用釦201を、非光沢画像とする場合には非光沢用釦2
02を選択して押圧する。

【００４９】それにより図８に示すように制御部に光沢
モード選択の情報が入力されCPUは続く画像形成のプロ
セスに応じて定着されるコピー画像が予め設定した光沢
モード、非光沢モードの何れかのモードで処理される。

【００５０】即ち、非光沢用釦202が押されて非光沢モ
ードが設定された場合は定着ローラ101の外周部の温度
Ｔ１は130℃、加圧ローラ102の外周部温度Ｔ２も130℃
になるよう温度センサＴＳ１，ＴＳ２からの情報により
温度制御がなされ、マットな画像が定着されることとな
る。また光沢用釦201が押されて光沢モードが設定され
た場合は、既に説明したようにＴ１は130℃、Ｔ２は180
℃の温度によって転写材の表裏が加熱されるよう温度セ
ンサＴＳ１，ＴＳ２からの情報により温度制御がなさ
れ、必要に応じては定着速度を減速することを併せ行う
ことによって更に、光沢モードと非光沢モードの選択に
よりクロスフローファン７の作動・非作動を行なわせ光
沢時には作動状態で非光沢時には非作動状態を採るよう
に作用させることを併せて行うことによってトランスペ
アレンシのシートの場合は透光性に優れた画像が定着さ
れ、普通紙の場合は光沢のある画像が定着されることと
なった。

【００５１】

【発明の効果】本発明の定着装置によるときは、転写材
はカーリングは矯正されて平坦化された形で排紙され、
排紙トレイ上に多数枚の転写材を整然と排出し積載する
ことが可能となり、トランスペアレンシのシートについ
ては透光性の優れたカラー画像を定着し、また普通紙の
転写材に対しても光沢のあるカラー画像を定着すること
ができることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施例の定着装置の断面構
成図である。

【図２】本発明の第２の実施例の定着装置の断面構成図
である。

【図３】本発明による加熱温度の制御回路である。

【図４】本発明による装置各部材の作動状況を示した説
明図である。

【図５】転写材の材質別の適正な定着温度の図表であ
る。

【図６】本発明の定着装置を備えるカラー画像形成装置
の断面構成図である。

【図７】図６の画像形成装置の操作部を示す平面図であ
る。

【図８】図６の画像形成装置の制御回路を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１，101 定着ローラ ２，102 加圧ローラ ３ クリーニングローラ ４ オイル供給装置 ５ ガイド部材 ５Ａ 屈曲部 ６ ガイドローラ ７ クロスフローファン ８ 上ローラ ９ 下ローラ Ｐ，Ｑ 圧接点 ＴＳ１，ＴＳ２ 温度センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ローラと該定着ローラに圧接する加
   圧ローラとから構成される熱ローラ方式の定着装置にお
   いて、前記定着ローラ後方の転写材ガイド部材に屈曲部
   を設け、該屈曲部の上部に冷却用ファンを配したことを
   特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 定着ローラと該定着ローラに圧接する加
   圧ローラとから構成される熱ローラ方式の定着装置にお
   いて、前記定着ローラの転写材への加熱温度（Ｔ１）よ
   り前記加圧ローラの転写材背面への加熱温度（Ｔ２）を
   高い温度に設定されていて、前記定着ローラ後方の転写
   材ガイド部材に屈曲部を設け、該屈曲部の上部に冷却用
   ファンを配したことを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 前記加熱温度（Ｔ１）と前記加熱温度
   （Ｔ２）との温度差が10℃以上60℃以下の範囲にあるこ
   とを特徴とする請求項２の定着装置。