JPH05181383A

JPH05181383A - 定着装置

Info

Publication number: JPH05181383A
Application number: JP4066171A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hata; 昌幸畑
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】オーバーヘッドプロジェクタに使用されるト
ランスペアレンシのシートにカラーのトナー像を転写
し、これを熱ローラ方式の定着装置によって定着する場
合に、シートの熱ローラ周面よりの分離性を向上させ透
光性に優れたカラー画像を定着させることを目的とす
る。【構成】定着ローラ１の搬送下流50mm以内の位置に、
定着速度を上回る搬送速度をもつ引張りローラ対６を設
置し、定着ローラ１の周面より分離した前記シートの先
端を挾着してシートをやや下向きの方向に引張ることに
よってシートの定着ローラ１よりの分離性を向上させる
よう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】オーバーヘッドプロジェクタに使用され
るトランスペアレンシのシートの画像は従来主として印
刷や手書きによって作成されていたが、電子写真複写機
の普及により画像の転写プロセスによって形成される割
合いが多くなって来ている。

【０００３】しかもその画像は従来は白黒画像であった
が、カラー画像形成装置の開発に伴いカラー画像が主流
を占めるようになり、それによって図形やグラフ、写真
等をより高い映写効果をもって投影出来るようになっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしトランスペアレ
ンシのシートに転写したカラーのトナー画像を熱ローラ
方式の定着装置に定着する場合、シートの先端部分は熱
ローラより比較的容易に分離するが、それ以降の部分は
熱ローラの周面に密着する性質があって分離するタイミ
ングが遅れ、その結果定着された画像が透光性を失って
マット状を呈する傾向がある。この傾向はシートの全面
に画像が転写されている場合に特に強い。

【０００５】従ってシートに形成されたカラー画像は透
光性が低下しているので、映写された画像は色の彩度が
悪く、またその鮮明度も白黒画像に比して著しく劣る結
果となる。

【０００６】このようなトランスペアレンシのシートの
熱ローラよりの局部的な分離性の低下を補うため、熱ロ
ーラの搬送下流の直後にシートの搬送方向を下向きに転
ずるためのガイド部材を設けることが考えられるが、結
果的にガイド部材が定着直後の画像面に摺接することと
なって画質を損うおそれがあるため使用されていない。

【０００７】本発明はこの点を解決して改良した結果、
トランスペアレンシのシートの熱ローラよりの分離を促
進し、それによって透光性の優れたカラー画像を定着す
ることの出来る定着装置で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の出来る定着装置の
提供を目的としたものである。

【０００８】

【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、前記定着ローラの搬
送下流の位置に該定着ローラより早い周速をもって回転
される引張りローラ対を設置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、前記定着ローラの搬送下
流の位置に該定着ローラより早い周速をもって回転され
る引張りローラ対を設置したことを特徴とする定着装置
によって達成される。

【０００９】

【実施例】本発明による定着装置の第１の実施例を図１
および図２に示す。図１は前記定着装置の断面構成を、
また図２はその要部の平面構成を示したものである。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。

【００１０】１は定位置において回動自在に軸受支持さ
れる定着ローラで、その周面は弾性体の耐熱ゴムによっ
て形成されている。

【００１１】２はヒータＨを内蔵する金属製の加圧ロー
ラで、上側に位置した前記定着ローラ１に下側から圧接
した状態で、画像形成装置の駆動系により反時計方向に
回転され、同時に前記定着ローラ１を時計方向に従動回
転させる。

【００１２】前記の定着ローラ１および加圧ローラ２の
各周面温度は温度センサＴＳ１およびＴＳ２によってそ
れぞれ検出されて画像形成装置の制御系により規定の温
度に管理される。

【００１３】３は前記定着ローラ１の周面に圧接される
転写材の分離爪で、定着ローラ１の軸心に並列して複数
個配設される。

【００１４】４は前記定着ローラ１のクリーニングロー
ラで、外周のブラシの先端を定着ローラ１の周面に接触
させ、その回転に従動して同方向に回転される。

【００１５】５はオイル供給装置で、そのオイル含浸部
５Ａが常時定着ローラ１の周面に接してシリコンオイル
を塗布し、定着ローラ１の離型性すなわち転写材の分離
性を向上させる。

【００１６】６は本発明にかかわる引張りローラ対であ
って、該引張りローラ対６は、外周面をEPDM等の耐熱ゴ
ム材によって形成した駆動ローラ６Ａと、該駆動ローラ
６Ａに圧接する金属もしくは硬質プラスチックの外周面
をもつ従動ローラ６Ｂによって構成されている。

【００１７】前記駆動ローラ６Ａは、軸端部にトルクリ
ミッタＴＬを備え、該トルクリミッタＴＬの歯車Ｇ１が
中間歯車Ｇ２を介して加圧ローラ２の歯車Ｇ３に接続さ
れていて、画像形成装置の動力系の駆動歯車Ｇ０によ
り、加圧ローラ２と共に同方向すなわち反時計方向に加
圧ローラ２の７倍前後の周速をもって回転される。

【００１８】また前記駆動ローラ６Ａは、従動ローラ６
Ｂとの圧接点Ｐが定着ローラ１と加圧ローラ２との圧接
点Ｑを通る接線ＸＸの下方にあって、さらに圧接点Ｑか
らの距離が50mmを越えない搬送下流側の位置に設置され
ている。

【００１９】上面にカラーのトナー像の転写を受けた上
面にトナー像を有しトランスペアレンシのシート（以
下、単にシートと称す）が前記の定着装置内に搬入され
ると、シートは定着ローラ１と加圧ローラ２との挾着に
よって搬送される過程において、トナー像は加熱と圧着
を受けてシートに溶着される。

【００２０】トナー像を溶着して画像の定着を終えたシ
ートは、その先端より少くとも50mmは定着ローラ１の周
面より容易に分離して直進し、分離爪３の下方を通過し
て前記の引張りローラ対６に定常的な定着速度をもって
搬送される。

【００２１】引張りローラ対６に搬送されたシートは、
前記の駆動ローラ６Ａと従動ローラ６Ｂとの挾着により
７倍の搬送速度に切替えられるので引張り力を受けて緊
張状態となり、前記の圧接点Ｑを通過するシートを順次
定着ローラ１の周面より離れる方向に付勢する。

【００２２】その結果シートの定着ローラ１の周面より
の分離性はシート全域にわたり良好となり、定着された
カラー画像は光沢が豊かで透光性が高く、色調の優れた
カラー画像を得ることが可能となる。

【００２３】なおシートに加えられる引張り力が必要以
上に増大すると、前記のトルクリミッタＴＬの作用によ
って歯車Ｇ１から駆動ローラ６Ａに対する動力の伝達が
中断され、引張りローラ対６によるシートの搬送作用が
断続的に作動してシートを変形や破損から保護する。

【００２４】シートに対する引張りローラ対６の引張り
力の許容荷重は、一般に使用される転写紙にシワや変形
を生じない程度とし、それによってＯＨＰ用のシートに
併せ普通紙に転写したカラーのトナー像の定着処理も可
能となる。

【００２５】かくして定着ローラ１より分離したシート
は、搬送ガイド７を経たのち排紙ローラ８を介し、さら
に除電ブラシ９により帯電を除去されて装置外部に排出
される。

【００２６】図３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。また搬送ガイド７のガイド板には複数個のスリ
ット穴が設けられていて、搬送ガイド７の近傍に設けた
ファンＦは装置外部より吸入した空気をスリット穴を通
して吹付け、転写材の上面を冷却するようになってい
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４および図５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Ｆ、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Ｆ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Ｆ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Ｆ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６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７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。

【００４５】原稿Ｄがモノクロ画像の場合は、現像器36
BK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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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８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。

【００４９】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。

【００５０】それにより図９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。

【００５１】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
温度制御がなされる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
より引張りローラの圧着・解除機能（図示せず）を働か
せ光沢時圧着状態で非光沢時離間状態を採るようにロー
ラ６Ａ，６Ｂを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。

【００５２】

【発明の効果】本発明の定着装置によるときは、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】前記装置の要部を示す平面図である。

【図３】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４】本発明による加熱温度の制御回路である。

【図５】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６】転写材の材質別の適正な定着温度の図表であ
る。

【図７】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８】図７の画像形成装置の操作部を示す平面図であ
る。

【図９】図７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分離爪４クリーニングローラ５オイル供給装置６引張りローラ対６Ａ駆動ローラ６Ｂ従動ローラ７搬送ガイド８排紙ローラ９除電ブラシＰ，Ｑ圧接点ＴＳ１，ＴＳ２温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記定着ローラの搬送下流の位置に、該定着ロー
ラより早い周速をもって回転される引張りローラ対を設
置したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記引張りローラは、駆動ローラと該駆
動ローラに圧接する従動ローラとから成り、前記駆動ロ
ーラと前記従動ローラの圧接点が、前記定着ローラと前
記加圧ローラの圧接点を通る接線より下方に位置するこ
とを特徴とする請求項１の定着装置。
【請求項３】前記定着ローラの搬送下流の位置は、該
定着ローラより50mm以内であることを特徴とする請求項
１の定着装置。
【請求項４】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、前記定着ローラの搬送下流
の位置に該定着ローラより早い周速をもって回転される
引張りローラ対を設置したことを特徴とする定着装置。
【請求項５】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℃以下の範囲内にある
ことを特徴とする請求項４の定着装置。