JPH05249853A

JPH05249853A - 定着装置

Info

Publication number: JPH05249853A
Application number: JP4984892A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yasuda; 和夫安田; Tetsuko Oomoto; 大本　　哲子; Akihiko Tamura; 明彦田村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1993-09-28
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JP3094252B2

Abstract

(57)【要約】【目的】シリコンオイル等の離型剤を全く使用しない
か使用してもごく僅かな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光沢性がすぐれ色再現性が高
く、低濃度から高濃度までのトナー画像がオフセットを
起こすことのない定着装置を提供する。【構成】無端ベルト15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10と一定距離だけ離れ
た位置にある搬送用ローラ14との間に前記無端ベルト15
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52を有する転写材51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52を該転写材51
上に定着させる定着装置であって、該無端ベルトを金属
基体ベルトにするか、入口ガイド17近傍に帯電器62又は
63をおいて転写紙高圧印加帯電を行う構成とする。

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
条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】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オフセットが
低濃度の画像のときも、高濃度の画像のときと同様に完
全に防止され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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
ａ，ｂ，ｃおよびｄのいずれかによって達成される。

【０００６】（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
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、該無端ベルトは金属基体にシ
リコンゴム又はフッ素化合物を被覆するか、金属基体に
ポリイミドを被覆し、更にその上にシリコンゴム又はフ
ッ素化合物を被覆したものであることを特徴とする定着
装置。

【０００７】（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、該一対のローラへの入口近傍
を通過する転写材を帯電させる紙帯電手段を設けたこと
を特徴とする定着装置。

【０００８】（ｃ）前記紙帯電手段は、コロナ電極を用
いたことを特徴とするｂ項記載の定着装置。

【０００９】（ｄ）前記紙帯電手段は、導電性ブラシに
バイアス電圧を印加させるようにしたことを特徴とする
ｂ項記載の定着装置。

【００１０】

【実施例】本発明を第１の実施例の構成を示す図１、第
２の実施例の構成を示す図２、第３の実施例の構成を示
す図３の各断面図と図４に示すグラフと図５、図６に示
す無端ベルトの層構成断面図とによって説明する。

【００１１】先ず第１の実施例を図１を用いて説明す
る。

【００１２】図１に示すように外径40mm、肉厚７mmのア
ルミニウム合金の金属素管11を有し、それらの中心部に
600Ｗのヒータ16を設けた定着ローラ10と該定着ローラ1
0に対して特定の距離に設けた搬送用ローラ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
図５に示すように金属基体15Ａ上にシリコンゴム又はフ
ッ素化合物からなる離型層15Ｃを被覆したものか、図６
に示すように中間にポリイミド層15Ｂをはさんだもので
構成する。金属基体の厚さは20〜1000μmが望ましく、
より好ましくは50〜100μmであり、シームレスのニッケ
ル電鋳ベルトが材質として良い。またシリコンゴム層は
100μmにしてある。そして肉厚７mmのアルミニウム合金
の金属素管で作られ中心部に前述のように600Ｗ程度の
ヒータ16を有する定着ローラ10に対しては前記無端ベル
ト15を介して定着ローラ20が圧着している。定着ローラ
20は中心部に400Ｗ程度の弱いヒータ23を設けそれと同
心に外径40mm肉厚７mmのアルミニウム合金の金属素管21
が、更に外側に同芯に弾性体層22として厚さ５mmの耐熱
性合成シリコンゴムの被覆層が施されている。

【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に約50kgで押圧され
ながら矢印方向に送られガイド33上を通って搬送用ロー
ラ14の外方の出口ガイド56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から搬送用ローラ14間に設けられたガイド33に近接し
て下方に空気吸込ダクト31、冷却ファン32よりなる冷却
装置30が設けられている。

【００１５】しかし、ここにトナー52の少ない画像をの
せた転写材51は一対の加圧加熱ローラである定着ローラ
10，20から搬送用ローラ14まで、そのトナー画像面を該
無端ベルト15に溶着されて搬送される途中、該無端ベル
ト基体が金属でなくポリイミド基体であるときは、熱の
伝達が悪くトナーの溶融が不十分であったり、十分溶融
していてもトナーが少ない場合はベルトと紙が剥がれて
密着度が悪くなると共に該無端ベルト15にトナー52のオ
フセットがおこって汚される。これを防止するために本
実施例では、ベルト基体15Ａを金属にし、熱伝導をよく
することによりトナーの溶融が十分になるようにし、か
つ、分離時十分に冷却される。この結果オフセットの少
ない定着像が得られるようになった。本実施例のオフセ
ット防止効果及び光沢画像形成の安定効果は大きい。

【００１６】また、第２の実施例では、定着装置の入口
ガイド17へ転写紙51が進入してくるときその入口ガイド
17近辺の所へ図２の断面図に示すように印加電圧６ｋＶ
の高圧電源61及び８mm角の帯電器62を定着ローラ10に対
向させて配設しておき、その他の構成は第１の実施例と
同じにしてある。そして、進入する転写紙51にコロナ放
電を行いプラスの帯電をさせる。その結果、静電気によ
る該無端ベルト15と転写紙51の密着度が非常によくな
る。従ってトナーの低濃度のときとか、片寄ったトナー
画像をもった転写紙の場合でも途中で剥がれて不完全定
着になったりすることがなく良好な光沢をもった定着画
像が得られる。また無端ベルト15に密着したまま冷却装
置30によって冷やされて行くので、剥離時の無端ベルト
へのオフセットの発生が殆どなく画像仕上がり光沢も良
好である。ただ転写紙は帯電されているので幾分搬送用
ローラ14での剥離に心配は残るが、該ローラ14の径が小
さく転写紙の腰も強いので巻きこまれて行くことはなく
円滑な排紙が行われる。

【００１７】次に第３の実施例について図３の断面図に
よって説明する。

【００１８】この実施例においては、無端ベルトは金属
基体ではなく、厚さ50μｍのポリイミド基体の上に厚さ
50μｍのシリコンゴムを被覆したものを用いてある。ま
た、上下の定着ローラ10，20にはそれぞれ肉厚５mmで外
径40mmのアルミニウム素管が用いられ、更に下定着ロー
ラには厚さ５mmのシリコンゴムが被覆されている。そし
て、上下の定着ローラにはそれぞれ実施例１と同様のヒ
ータが内装されてるし、上下の定着ローラ間には50kgの
総圧荷重がかけられている。

【００１９】また、定着装置への転写紙の進入部には高
圧を印加した導電性ブラシ63を上部定着ローラ10に対向
して配置してある。そして、高圧電源61からブラシへの
印加電圧は＋２ｋＶにしてある。

【００２０】本実施例では無端ベルト15が金属基体ベル
トでないにもかかわらず、ブラシからの電荷注入により
転写紙51が帯電し、該無端ベルト15と転写紙51との密着
度が良好であり、低トナー濃度のものや、一部トナー画
像の片寄り等のある場合にも良好な光沢画像が得られ、
また、転写紙を該無端ベルトから剥離して回収する際に
も無端ベルト15上にオフセットが起こる懸念もなくなっ
ている。

【００２１】本発明においては、トナーとしては、軟化
点が95℃の線状ポリエステル樹脂が使われている。

【００２２】尚、第１、第２の実施例に示した無端ベル
ト15は金属基体のベルトを用いたが、該基体の無端ベル
トは耐久力が大きく、ベルトの蛇行規正がやり易く、例
えば、ベルトのサイドにパーフォレーション加工を行
い、これをスプロケットで駆動させる方法をとらせた
り、基準側のベルトエッジを他方のエッジから基準ガイ
ドに押圧するような規正方法をとらせたりすることが簡
単に実現できて便利である。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】先ず、図４に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−温度特性曲線を示
す。

【００２６】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。

【００２７】近年、カラー画像に対しては光沢化の要請
も多く、そのため軟化時、トナーの凝集性の弱いトナー
即ち、線状ポリエステル製のトナーが、カラー複写機で
は、多く使われている。

【００２８】このトナーの場合、トナーの凝集力が弱
く、オフセットしやすくなっており、従来はオイル多重
塗布により対応している。

【００２９】本ベルト定着方式では、軟化時点での急激
な定着部からの離脱がなく、十分な冷却時間を設け、ト
ナーの凝集力を高めた状態での転写材の剥離が可能なた
めオフセットは大きく軽減できるのが特色である。そし
てオイルを殆ど使用しないのでＯＨＰ等がオイルの付着
で透明性を欠くようになる懸念もなくなる。

【００３０】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15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。

【００３１】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。

【００３２】尚、前述の実施例１，２，３においては図
１，２，３に示すように上下の定着ローラ10，20の両方
にヒータ16，23をそれぞれ配設しているが定着ローラ10
からヒータ16を除去し、該ローラ10を金属素管11だけで
構成し、ヒータ23のみを定着ローラ20の中心部に配置し
てもよいしまた、逆にヒータ16のみを残しヒータ23を除
去してもよい。

【００３３】ヒータをどのように配設しても前記温度セ
ンサー13，24によって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。

【００３４】

【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低濃度の画像でも高濃度
の画像でも該トナーを十分溶融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。

【００３５】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、溶融トナーのオフ
セットの発生がなく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し、無端ベルトが
オフセットによって汚されてしまうこともなくなった。
また、無端ベルトの表面の被覆にフッ素のコーティング
が使えるので、従来、耐久性のなかったカラー定着器の
耐久性も飛躍的に向上させられるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の断面図。

【図２】本発明の第２の実施例の断面図。

【図３】本発明の第３の実施例の断面図。

【図４】トナーの粘度−温度特性曲線。

【図５】無端ベルトの層構成断面図。

【図６】無端ベルトの層構成断面図。

【符号の説明】

10，20 定着ローラ 11，21 金属素管 12，22 弾性体層 13，24 温度検知センサー 14 搬送用ローラ 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 52 トナー 56 出口ガイド 61 高圧電源 62 コロナ帯電器 63 導電性ブラシ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、該無端ベルトは、金属基体にシリ
コンゴム又はフッ素化合物を被覆するか金属基体にポリ
イミドを被覆し更にその上にシリコンゴム又はフッ素化
合物を被覆したものであることを特徴とする定着装置。
【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、該一対のローラへの入口近傍を通
過する転写材を帯電させる紙帯電手段を設けたことを特
徴とする定着装置。
【請求項３】前記紙帯電手段はコロナ電極を用いたこ
とを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】前記紙帯電手段は、導電性ブラシにバイ
アス電圧を印加させるようにしたことを特徴とする請求
項２記載の定着装置。