JPH08328412A

JPH08328412A - 定着方法

Info

Publication number: JPH08328412A
Application number: JP7470896A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Kurita; 隆治栗田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力を高めることなく定着速度を高める
ことができる定着方法を提供することを課題とする。【解決手段】加熱手段に送られる定着前の記録材に、
加熱手段から搬出された定着済みの記録材の熱を直接
的、或いは間接的に伝導し、定着前の記録材を予備加熱
すると同時に定着済みの記録材の冷却を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】記録材上のトナーを加熱手段によ
って熱溶解して前記記録材上に定着する定着方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録材上のトナーを熱溶解して前
記記録材上に定着する定着方法として、加熱及び加圧さ
れた加熱手段としてのローラ対に記録材を通過させ、ロ
ーラ対からの伝導熱及び圧力で定着するもの、加熱手段
としての赤外線ランプやオーブンで記録材を輻射加熱し
て定着するもの、加熱手段としてのキセノンランプなど
のフラッシュの熱で定着するもの等が広く実用化されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した様々な定着方
法に共通の問題点として、加熱手段が記録材全体を室温
からトナーの融着温度まで昇温する必要があり、消費電
力が非常に大きいことことが挙げられる。従って、加熱
手段に供給される限られた電力で定着速度（単位時間当
たりの定着枚数）を高めることは困難であった。

【０００４】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、消費電力を高めることなく定着速度を高
めることができる定着方法を提供することをその目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、加熱手段から送り出さ
れる記録材の熱を前記加熱手段に送り込まれる記録材に
伝導する定着方法である。

【０００６】請求項２に記載の発明は、前記熱の伝導が
伝熱部材を介して行われる請求項１に記載の定着方法で
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の定着方法によると、加熱
手段から送り出される記録材の熱を前記加熱手段に送り
込まれる記録材に伝導するので、定着前の記録材は加熱
手段に送り込まれる前に予備的に加熱される。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の定着方法の好
適な実施例を説明する。

【０００９】（第１実施例）図１は、レーザビームプリ
ンタの概略構成を示す正面図である。このプリンタ１０
００は、周知の電子写真方式によって記録材上に画像を
形成するもので、そのほぼ中央にアルミ基体上に感光層
が形成されたドラム形状の感光体１を有している。この
感光体１は時計回り方向に回転可能に設けられており、
その周囲には感光体１の回転方向に沿って、帯電装置
２、レーザ露光装置３、現像装置４、転写チャージャ５
及び、クリーニング装置６が設けられている。

【００１０】又、感光体１の下部には、記録材としての
ロール紙７を搬送する複数のローラ対からなる搬送機構
が設けられている。ロール紙７は、ロール紙収容部８か
らローラ対９によって感光体１の周速に同期して送り出
され、感光体１と転写チャージャ５との間、いわゆる転
写領域に供給される。この転写領域では、感光体１上に
形成されたトナー像がロール紙７上に転写される。トナ
ー像を受けたロール紙７は、定着装置１０に供給されて
トナー像が熱定着された後、ローラ対１１によってシー
トカッタ１２に送られる。記録材カッタ１２によって所
定の長さに切断されたロール紙７はローラ対１３によっ
て排出トレイ１４上に排出される。尚、本図中で定着装
置１０内における通紙経路は、破線にて示している。

【００１１】図２は本発明に係る定着方法を適用した定
着装置１０の第１実施例の構成を示す正面図である。上
記の定着装置１０は、本図から明らかなように、複数の
送りローラ２０ａ〜２０ｆ、加熱ローラ２１、加圧ロー
ラ２２及び、予備加熱ヒータ２３を備えている。それぞ
れのローラ２０ａ〜２０ｆ、２１、２２は、本図中に示
されるそれぞれの矢印方向に回転可能に設けられてい
る。

【００１２】転写領域から送られるロール紙７は、図中
左方向に送られ、まず加熱ローラ２１と加圧ローラ２２
のニップ部ｎに供給される。そして加圧ローラ２２の外
周面に沿ってその進行方向を約１８０度方向を変えら
れ、送りローラ２１ａ〜２１ｆの回転に伴って図中右方
向に設けられたローラ対１１に送られ、その後シートカ
ッタ１２に供給される。ここで、ロール紙７は送りロー
ラ２１ａ〜２１ｆによって右方向に送られる際、その裏
面（トナー像が形成されていない面）が、前記ニップ部
ｎに向かって左方向に送られるロール紙７の裏面と接触
されている。従って、右方向に送られる加熱された定着
済みのロール紙７から左方向に送られる定着前のロール
紙７へ熱が伝導され、定着前のロール紙７の予備加熱が
行われると同時に定着後のロール紙７の冷却が行われ
る。

【００１３】作動中の送りローラ２１ａ〜２１ｆは加熱
ローラ２２に近い左端が最も高温で、右方に行くに従っ
て低温になり、加熱ローラ２１からロール紙７に与えら
れたエネルギーは循環して利用されることになる。

【００１４】尚、本実施例の定着装置１０には、予備加
熱ヒータ２３が設けられているが、これは右方向に送ら
れるロール紙７から左方向に送られるロール紙７へ充分
な熱を伝導出来ない場合、例えばファーストコピー時な
どに点灯するようにする。

【００１５】（第２実施例）上記第１実施例の定着方法
は定着済のロール紙７及び未定着ロール紙７の裏面が相
互に直接接触して熱を伝えるので熱の伝達効率は高い
が、ロール紙７の裏面にもトナー画像がある場合には、
接触摩擦によって画像を損傷する虞がある。図３に、両
面複写可能な複写機に適用可能な本発明の定着方法を採
用した定着装置を示す。ここで、上述した図２の定着装
置１０と同じ部材については同符号を付し、ここでの説
明は省略する。本図の定着装置１００は、定着済及び未
定着のロール紙の間に伝熱ブロック１０１を設けた点が
図２の定着装置１０と異なる。この伝熱ブロック１０１
は、銅、アルミなどの伝熱材１０２とガラスウールなど
の断熱材１０３を多層状に重ねたブロックの断面を滑ら
かな曲面に加工し、加工面に非粘着性塗装をしたものか
ら構成される。ここで、ロール紙に適当なテンションが
加わるようにし、伝熱ブロックと良好な接触が保たれる
ようにすればよい。このため、本定着装置１００では、
ローラ２０ｇ及び２０ｈが伝熱ブロック１０１の近傍に
設けられており、定着済みのロール紙７を伝熱ブロック
に圧接している。

【００１６】本実施例の定着装置１００は、上記第１実
施例の定着装置１０に比べ、ロール紙７の搬送にかかる
ローラの数を減らすことが出来るため、駆動機構を簡略
化できる。

【００１７】（第３実施例）図４に本発明に係る定着方
法を採用した定着装置の別の実施例を示す。上述した第
１、第２実施例は、記録材としてロール紙７を利用した
ものを例にとって述べたが、本実施例では、記録材とし
てカット紙７０を用いる方式を示した。定着装置２００
は、転写領域から送られるカット紙７０を加熱ローラ２
１と加圧ローラ２２のニップ部ｎに送り込む複数の送り
ローラ２０１ａ〜２０１ｅと、複数のローラ２０２ａ〜
２０２ｃに巻掛され、その一部が圧接ローラ２２の外周
面に沿って設けられたベルト２０３と、前記複数の送り
ローラ２０１ａ〜２０１ｅの下部に対応する送りローラ
２０１ａ〜２０１ｅとニップを形成して設けられた返送
ローラ２０４ａ〜２０４ｅとを有している点が上記第
１、第２実施例の定着装置１０、１００と異なる。ニッ
プ部ｎを通過して定着が完了したカット紙７０は、ベル
ト２０３と加圧ローラ２２とに挟持され、その進行方向
が略１８０度変更される。進行方向が変更されたカット
紙７０は、送りローラ２０１ａ〜２０１ｅと返送ローラ
２０４ａ〜２０４ｅとで形成されるニップに挟まれて図
中右方向に送られる。この際、定着済みの加熱されたカ
ット紙７０の熱は送りローラ２０１ａ〜２０１ｅ、返送
ローラ２０４ａ〜２０４ｅに伝導され、続いてニップ部
ｎに送られる未定着トナー像を有したカット紙７０に吸
収される。ここで、未定着トナー像を有したカット紙７
０への熱の伝達を効率よく行うために、送りローラ２０
１ａ〜２０１ｅは熱導電率の高い材料で構成し、一方返
送ローラ２０４ａ〜２０４ｅを熱伝導率の低い材質で構
成することが望ましい。

【００１８】送りローラ２０１ａと返送ローラ２０４ａ
のニップを通過したカット紙７０は、２つのローラ１３
１、１３２に巻掛されたベルト１３３とローラ１３４と
によって構成される排出ニップ機構１３’によって再び
その進行方向が約１８０度変更され、排出トレイ１４上
に排出される。上記のように、カット紙７０の進行方向
の変更をスムーズに行うために、本図に示されるように
進行方向に沿ってガイド板を設けることが望ましい。さ
らに、送りローラ２０１ａ〜２０１ｅ同士の間及び返送
ローラ２０４ａ〜２０４ｅ同士の間に、搬送経路の沿っ
てガイド板を設ける構成が望ましい。又、ニップ部ｎに
送り込まれる定着前のカット紙７へ熱の伝達を効率よく
行うために、送りローラ２０１ａ〜２０１ｅ間の空気を
吸引し、空気圧によってカット紙７をローラ２０１ａ〜
２０１ｅに密着させることが望ましい。

【００１９】上記第３実施例において、複数の送りロー
ラ２０１ａ〜２０１ｅを設けた例を述べたが、この送り
ローラ２０１〜２０１にベルトを巻掛した構成を適用し
ても良い。この場合、送りローラ２０１ａ〜２０１ｅ同
士の間にガイド板を設ける必要がない。

【００２０】（第４実施例）図５に本発明に係る定着方
法を採用した定着装置の別の実施例を示す。本実施例で
は、記録材としてカット紙７０を用いる方式を示す。上
述した図４の定着装置２００と同じ部材については同符
号を付し、ここでの説明は省略する。本図の定着装置３
００は、定着済及び未定着のカット紙の間に伝熱ブロッ
ク３０１ａ〜ｄを設けて熱を伝達するように構成したも
のである。

【００２１】定着装置３００は、転写領域から送られる
カット紙７０を加熱ローラ２１と加圧ローラ２２により
定着する。加熱ローラ２１と加圧ローラ２２の用紙搬送
方向の上流側には前部伝熱ローラ３０２ａ〜ｄが、下流
側には後部伝熱ローラ３０３ａ〜ｄがそれぞれ４対設け
られている。前部伝熱ローラ３０２ａ〜ｄと後部伝熱ロ
ーラ３０３ａ〜ｄは、シリコンゴム、フッ素樹脂、フッ
素ゴム等によって形成された一対のローラにより構成さ
れており、そのニップ部にカット紙７０を挟持して、矢
印方向に回転してカット紙７０を搬送する。

【００２２】伝熱ブロック３０１ａ〜ｄは、銅、アル
ミ、真鍮などの金属などの熱が伝達しやすい部材により
構成されている。伝熱ブロック３０１ａ〜ｄの両端部
は、それぞれ、対応する前部伝熱ローラ３０２ａ〜ｄと
後部伝熱ローラ３０３ａ〜ｄの下ローラに接触、もしく
は近接している。後部伝熱ローラ３０３ａ〜ｄは、加熱
ローラ２１を通過したカット紙７０の熱によって加熱さ
れる。後部伝熱ローラ３０３ａ〜ｄの熱は、伝熱ブロッ
ク３０１ａを介して前部伝熱ローラ３０２ａ〜ｄに伝達
され、前部伝熱ローラ３０２ａ〜ｄは昇温する。このよ
うにして昇温した前部伝熱ローラ３０２ａ〜ｄは、次に
搬送されるカット紙７０をその定着前に加熱する。

【００２３】本実施例の定着装置３００は、カット紙７
０を屈曲することなく用紙の熱交換を行うことができる
ので、速紙詰まりなどの用紙搬送時のトラブルを低減
し、用紙の搬送速度をより一層高速にすることができ
る。

【００２４】尚、本実施例の定着装置３００には、前部
伝熱と後部伝熱ローラ、伝熱ブロックが４組設けられて
いるが、これに限らず必要に応じて何組設けても良い。
前部伝熱と後部伝熱ローラ、伝熱ブロックの数は、多い
ほど段階的に用紙を冷却、加熱できるので熱エネルギー
のロスを少なくすることができる。又、本実施例では、
用紙としてカット紙７０を用いたが、これに限らず、ロ
ール紙を用いても良い。

【００２５】（第５実施例）図６に本発明に係る定着方
法を採用した定着装置の別の実施例を示す。本実施例で
は、第４実施例の伝熱ブロック３０１の代わりに伝熱媒
体として伝熱板を用いる方式を示す。尚、図５の定着装
置３００と同じ部材については同符号を付し、ここでの
説明は省略する。

【００２６】伝熱板は、下伝熱板４０１ａ、ｂと上伝熱
板４０１ａ、ｂより成る。下伝熱板４０１ａ、ｂと上伝
熱板４０１ａ、ｂの両端部には、それぞれ、前部下伝熱
スライダ４０５ａ、ｂ、前部上伝熱スライダ４０７ａ、
ｂと後部部下伝熱スライダ４０６ａ、ｂ、後部上伝熱ス
ライダ４０８ａ、ｂが設けられている。各伝熱板と伝熱
スライダは、アルミ、銅、真鍮などの高熱伝導性金属に
よって形成されている。前部下伝熱スライダ４０５ａ、
ｂは、前部伝熱ローラ３０２ａ、ｂの下ローラに、前部
上伝熱スライダ４０７ａ、ｂは、前部伝熱ローラ３０２
ａ、ｂの上ローラに、後部部下伝熱スライダ４０６ａ、
ｂは、後部伝熱ローラ３０３ａ、ｂの下ローラに、後部
上伝熱スライダ４０８ａ、ｂは、後部伝熱ローラ３０２
ａ、ｂの上ローラに、それぞれ、接触、もしくは近接し
ている。

【００２７】後部伝熱ローラ３０３の上下ローラは、そ
れぞれ、定着後のカット紙７０の熱を後部部下伝熱スラ
イダ４０６ａ、ｂ、後部部上伝熱スライダ４０８ａ、ｂ
に伝達する。後部部下伝熱スライダ４０６ａ、ｂ、後部
部上伝熱スライダ４０８ａ、ｂは、下伝熱板４０１ａ、
ｂと上伝熱板４０１ａ、ｂを介して前部部下伝熱スライ
ダ４０５ａ、ｂ、前部部上伝熱スライダ４０７ａ、ｂに
伝達する。前部部下伝熱スライダ４０５ａ、ｂ、前部部
上伝熱スライダ４０７ａ、ｂは、前部伝熱ローラ３０２
ａ、ｂを加熱、昇温する。このようにして昇温した前部
伝熱ローラ３０２ａ、ｂは、次に搬送されるカット紙７
０をその定着前に加熱する。

【００２８】本実施例は、後部伝熱ローラの熱を上と下
の２つの伝達経路で伝えるので、熱伝達を効率良く行う
ことができる。

【００２９】（第６実施例）図７に本発明に係る定着方
法を採用した定着装置の別の実施例を示す。本実施例で
は、第４実施例の伝熱ブロック３０１の代わりに伝熱媒
体としてヒートパイプ５０１を用いる方式を示す。尚、
図５の定着装置３００と同じ部材については同符号を付
し、ここでの説明は省略する。

【００３０】ヒートパイプ５０１は、低沸点液体を封印
したパイプ部５０１ａと、パイプ部５０１ａの両端部に
設けられた前部伝熱スライダ５０１ａと後部伝熱スライ
ダ５０１ｃより成る。パイプ部５０１ａに封印する低沸
点液体をとしては、フッ化炭化水素、シリコン、エーテ
ル、ブタン、プロパンなどの溶媒が用いられる。前部伝
熱スライダ５０１ｂと後部伝熱スライダ５０１ｃは、ア
ルミ、銅、真鍮などの高熱伝導性金属によって形成さ
れ、それぞれ、前部伝熱ローラ３０２と後部伝熱ローラ
３０３の下ローラに接触、もしくは近接している。

【００３１】後部伝熱ローラ３０３の下ローラは、定着
後のカット紙７０の熱を後部伝熱スライダ５０１ｃに伝
達する。後部伝熱スライダ５０１ｃは、パイプ部５０１
ａに封印された低沸点液体を加熱する。加熱された低沸
点液体は、パイプ部５０１ａ内部において、蒸発して熱
を吸収する。熱を吸収して蒸発した低沸点液体は、パイ
プ部５０１ａを上昇して、前部伝熱スライダ５０１ｂに
到達すると凝集して熱を発生する。低沸点液体の凝集に
より発生した熱は、前部伝熱スライダ５０１ｂを介して
前部伝熱ローラ３０２を加熱、昇温する。このようにし
て昇温した前部伝熱ローラ３０２は、次に搬送されるカ
ット紙７０をその定着前に加熱する。

【００３２】本実施例は、前部伝熱ローラと後部伝熱ロ
ーラをヒートパイプによって接続して熱を伝達している
ので、前部伝熱ローラと後部伝熱ローラの間隔が離れて
いても熱伝達を効率よく行うことができる。

【００３３】尚、第４〜第６実施例における前部伝熱と
後部伝熱ローラ、伝熱媒体の数は、必要に応じて何組設
けても良い。前部伝熱と後部伝熱ローラ、伝熱媒体の数
は、多いほど段階的に用紙を冷却、加熱できるので熱エ
ネルギーのロスを少なくすることができる。又、これら
の実施例では、用紙としてカット紙７０を用いたが、こ
れに限らず、ロール紙を用いても良い。

【００３４】（第７実施例）図８に本発明に係る定着方
法を採用した定着装置の別の実施例を示す。本実施例で
は、第４実施例の伝熱ブロック３０１の代わりに伝熱媒
体として伝熱ベルト６０１を用いる方式を示す。尚、図
５の定着装置３００と同じ部材については同符号を付
し、ここでの説明は省略する。

【００３５】伝熱ベルト６０１は、伝熱ベルト搬送ロー
ラ６０２ａ〜ｆにより懸架され、前部伝熱ローラ３０２
ａ、ｂと後部伝熱ローラ３０３ａ、ｂの上ローラに接
触、もしくは近接して設けられている。又、伝熱ベルト
６０１は、伝熱ベルト搬送ローラ６０２ａ〜ｆにより矢
印の方向に移動する。伝熱ベルト６０１は、耐熱性プラ
スチック、ゴム、布、金属等の耐久性の有るものならば
何でもよい。

【００３６】後部伝熱ローラ３０３ａ、ｂの上ローラ
は、定着後のカット紙７０の熱を伝熱ベルト６０１に伝
達する。伝熱ベルト６０１は、伝熱ベルト搬送ローラ６
０２ａ〜ｆにより矢印の方向に移動し、前部伝熱ローラ
３０２を加熱、昇温する。このようにして昇温した前部
伝熱ローラ３０２ａ、ｂは、次に搬送されるカット紙７
０をその定着前に加熱する。

【００３７】尚、伝熱ベルト６０１を伝熱ローラの面速
度に同期して搬送される用紙と同じ速度で駆動する場合
は、用紙の平均面積当たりの熱容量にほぼ等しいことが
必要なので、かなり薄いものになる。耐久性を確保する
ために伝熱ベルト６０１の厚さを厚くすると伝熱ローラ
間に必要な温度差が得られず熱の損失が増大するので、
伝熱ベルト６０１の移動速度を伝熱ローラの回転速度よ
り遅くして滑らせる必要がある。

【００３８】本実施例は、前部伝熱ローラの熱を伝熱ベ
ルトよって後部伝熱ローラに伝達しているので、熱伝達
を効率良く行うことができる。又、本実施例では、用紙
としてカット紙７０を用いたが、これに限らず、ロール
紙を用いても良い。

【００３９】（第８実施例）図９に本発明に係る定着方
法を採用した定着装置の別の実施例を示す。本実施例で
は、ベルト定着方式に本件発明を適用した例を示す。
尚、図５の定着装置３００と同じ部材については同符号
を付し、ここでの説明は省略する。

【００４０】上定着ベルト７０１と下定着ベルト７０２
は、それぞれ上懸架ローラ７０３ａ、７０３ｂと下懸架
ローラ７０４ａ、７０４ｂにより懸架され、矢印の方向
に同速度で移動する。定着装置７００に搬送されたカッ
ト紙７０は、上定着ベルト７０１と下定着ベルト７０２
に挟持され搬送される。熱源ヒータ７１０は、下定着ベ
ルト７０２の内側に圧接して設けられており、下定着ベ
ルト７０２を加熱して、その熱によってカット紙７０上
のトナー像を定着する。熱源ヒータ７１０の熱源は、セ
ラミックヒーター、電熱線、誘導加熱装置、ハロゲンラ
ンプ等従来の定着装置に用いられているものから適当な
ものを選択して用いる。又、定着ベルトは、オフセット
を防止する為にシリコン、フッ素樹脂等の表面層を設け
たポリイミド、ニッケル、ステンレス等の２０μｍ〜５
０μｍの耐熱性フィルムより構成される。

【００４１】熱源ヒータ７１０の用紙搬送方向上流側に
は、前部伝熱ブロック７０７ａ、用紙搬送方向下流側に
は、後部伝熱ブロック７０７ｂが、下定着ベルト７０２
の内側に圧接して設けられている。前部伝熱ブロック７
０７ａと後部伝熱ブロック７０７ｂは、アルミ、銅、真
鍮などの高熱伝導性金属によって形成された複数個の中
空ブロックから構成されている。前部伝熱ブロック７０
７ａと後部伝熱ブロック７０７ｂは、相互に送液パイプ
７０５で連結されている。

【００４２】送液パイプ７０５の内部には、水、各種塩
類水溶液、エチレングリコールなどの高級アルコール、
シリコンオイル、石油系液体、油脂類等の耐熱性の液体
から成る熱媒体が封入されている。熱媒体は、圧力をか
けなければ比較的低沸点の液体を用いても差し支えな
い。

【００４３】送液パイプ７０５は、前部伝熱ブロック７
０７ａと後部伝熱ブロック７０７ｂを構成する複数個の
中空ブロックの中空部を貫通し、その内部に封入された
熱媒体が循環可能に構成されている。又、送液パイプ７
０５には、ポンプ７０６が設けられており、送液パイプ
７０５内部の熱媒体を矢印の方向に循環させる。

【００４４】熱源ヒータ７１０によって下定着ベルト７
０２に加えられた熱は、下定着ベルト７０２のベルト搬
送方向下流側に設けられた後部伝熱ブロック７０７ｂに
伝達される。後部伝熱ブロック７０７ｂに埋設された送
液パイプ７０５の内部の熱媒体は、後部伝熱ブロック７
０７ｂの複数の中空ブロックを通過する過程で徐々に加
熱され、昇温する。昇温した熱媒体は、前部伝熱ブロッ
ク７０７ａに到達し、前部伝熱ブロック７０７ａの中空
ブロックの内部に埋設された送液パイプ７０５の内部を
移動する。送液パイプ７０５内部の熱媒体は、前部伝熱
ブロック７０７ａの内部を移動する過程で前部伝熱ブロ
ック７０７を加熱するとともに、熱媒体自体は冷却され
る。熱媒体によって加熱された前部伝熱ブロック７０７
は、下定着ベルト７０２の熱源ヒータ７１０よりベルト
搬送方向上流側の部分を加熱する。前部伝熱ブロック７
０７ａと後部伝熱ブロック７０７ｂを複数個のブロック
に分割して設けてあることにより、伝熱ブロックの温度
の低い部分は定着ベルトの温度の低い部分と、伝熱ブロ
ックの温度の高い部分は定着ベルトの温度の高い部分と
熱交換が行われるので、近似的に等温熱交換に近いプロ
セスが成り立ち、熱エネルギーのロスが少ない。伝熱ブ
ロックが仮に、熱源の上流側と下流側に各１個しかなけ
れば、理想的に熱を循環させてもエネルギーの節約は原
理的に５０％以上にはなり得ない。さらに、伝熱ブロッ
クの各中空ブロックの間に断熱材を設けて中空ブロック
間の熱移動を防ぎ、中空ブロックの端部間の温度差を大
きくすることにより熱交換の効率を一層上げることがで
きる。

【００４５】このように、本実施例においては、用紙の
昇温に使われたエネルギーを熱媒体液によって逆循環さ
せることができるので、極めて効率良く定着を行うこと
が出来る。

【００４６】尚、本実施例の定着装置は、転写ベルト上
に形成したトナー像を加熱して用紙上に熱転写と定着を
同時に行う、転写定着作像装置に適用しても良い。又、
本実施例では、用紙としてカット紙７０を用いたが、こ
れに限らず、ロール紙を用いても良い。

【００４７】（第９実施例）図１０に本発明に係る定着
方法を採用した定着装置の別の実施例を示す。本実施例
では、ベルト定着方式に本件発明を適用した例を示す。
尚、図５の定着装置３００と同じ部材については同符号
を付し、ここでの説明は省略する。

【００４８】上定着ベルト８０１と下定着ベルト８０２
は、それぞれ上懸架ローラ８０３ａ〜８０３ｃと下懸架
ローラ８０４ａ〜８０４ｄにより懸架され、上懸架ロー
ラ８０３ａ〜８０３ｃと下懸架ローラ８０４ｃ、８０４
ｄの駆動により矢印の方向に共に速度ｖで移動する。

【００４９】加熱ローラ２１は、上定着ベルト８０１の
内側に圧接して設けられており、上定着ベルト８０１を
加熱して、その熱によってカット紙７０上のトナー像を
定着する。又、上定着ベルト８０１と下定着ベルト８０
２は、オフセットを防止する為にシリコン、フッ素樹脂
等の表面層を設けたポリイミド、ニッケル、ステンレス
等の２０μｍ〜５０μｍの耐熱性フィルムより構成され
る。

【００５０】下定着ベルト８０２の内部には、伝熱ベル
ト８０５が設けられている。伝熱ベルト８０５は、下懸
架ローラ８０４ａ、８０４ｂにより懸架され、下定着ベ
ルト８０２の用紙搬送路に対向する部分に内側から当接
するように設けられている。下定着ベルト８０２と伝熱
ベルト８０５は、ともに圧接板８０６によって支持さ
れ、加熱ローラ２１に圧接されている。伝熱ベルト８０
５は、下懸架ローラ８０４ａ、８０４ｂの駆動により下
定着ベルト８０２の移動方向とは逆方向に速度ｖrで移
動する。

【００５１】図１１は、加熱ローラ２１が上定着ベルト
８０１に当接する部分の拡大断面図である。

【００５２】定着装置８００に搬送されたカット紙７０
は、上定着ベルト８０１と下定着ベルト８０２に挟持さ
れ搬送される。カット紙７０は、搬送されながら、加熱
ローラ２１によって加熱されて次第に昇温する。カット
紙７０の温度は、加熱ローラ２１との対向部で最高温度
になり、カット紙７０上のトナー像は融着する。加熱ロ
ーラ２１との対向部を通過した高温の状態のカット紙７
０は、伝熱ベルト８０５の作用により冷却される。伝熱
ベルト８０５は、逆にカット紙７０の熱により加熱され
た状態でカット紙７０の搬送方向とは逆の方向に移動す
る。加熱ローラ２１との対向部の用紙搬送方向上流側に
移動した伝熱ベルト８０５は、カット紙７０を加熱す
る。又、各ベルトと転写紙が接触する部分の距離は、ベ
ルト、転写紙の面に垂直方向への限りなく等温に近い熱
移動が生じ、熱エネルギーの損失最小となるように設け
られている。

【００５３】このようにして、伝熱ベルト８０５の作用
により、上定着ベルト８０１と下定着ベルト８０２の作
動中は、常時一種の熱平衡の状態が成立し、熱エネルギ
ーの損失は最小となる。

【００５４】このように、本実施例においては、用紙の
昇温に使われたエネルギーを伝熱ベルトによって逆循環
させることができるので、極めて効率良く定着を行うこ
とが出来る。

【００５５】尚、本実施例においては、定着装置８００
内部の用紙搬送の中央加熱部と両端部との熱勾配維持す
る必要があるので、圧接板８０６は伝熱性の小さい断熱
材を用いることが望ましい。さらに、与えられた熱が効
率よく循環するためには、上定着ベルト８０１と下定着
ベルト８０２の単位面積当たりの熱容量をそれぞれ、Ｃ
1（Ｊ／Ｔ・ｍ²）、Ｃ2（Ｊ／Ｔ・ｍ²）、カット紙７０
の搬送間隔も含めた平均面積当たりの熱容量をＣ0（Ｊ
／Ｔ・ｍ²）、伝熱ベルト８０５の単位面積当たりの熱
容量をＣ3（Ｊ／Ｔ・ｍ²）とすると、（Ｃ0＋Ｃ1＋Ｃ2）ｖ＝Ｃ3ｖr の関係が成り立つように設定すると、熱の循環を定常化
することができる。又、伝熱ベルト８０５の単位面積当
たりの熱容量をＣ3を上定着ベルト８０１と下定着ベル
ト８０２の単位面積当たりの熱容量Ｃ1、Ｃ2より大きく
することにより、伝熱ベルト８０５の搬送速度ｖrを小
さくすることが出来る。さらに、用紙が搬送されていな
い休止時は、定着ベルトの間に用紙が無いのでＣ0＝０
となるので、（Ｃ1＋Ｃ2）ｖ＝Ｃ3ｖr の関係となる。従って、休止時は、この式を満足するよ
うに伝熱ベルトの速度ｖrを若干減速することが望まし
い。

【００５６】本実施例では、用紙としてカット紙７０を
用いたが、これに限らず、ロール紙を用いても良い。

【００５７】（第１０実施例）図１２に本発明に係る定
着方法を採用した定着装置の別の実施例を示す。本実施
例は、第９実施例の加熱装置と伝熱ベルトの構成を変え
た変形例であるので、第９実施例と異なる部分を中心に
説明する。

【００５８】上定着ベルト９０１と下定着ベルト９０２
は、それぞれ上懸架ローラ９０３ａ、９０３ｂと下懸架
ローラ９０４ａ、９０４ｂにより懸架され矢印の方向に
移動する。

【００５９】熱源ヒータ９１０は、上定着ベルト９０１
の内側に圧接して設けられており、上定着ベルト９０１
を加熱して、その熱によってカット紙７０上のトナー像
を定着する。熱源ヒータ９１０の熱源は、セラミックヒ
ーター、電熱線、誘導加熱装置、ハロゲンランプ等従来
の定着装置に用いられているものから適当なものを選択
して用いる。又、上定着ベルト９０１と下定着ベルト９
０２は、オフセットを防止する為にシリコン、フッ素樹
脂等の表面層を設けたポリイミド、ニッケル、ステンレ
ス等の２０μｍ〜５０μｍの耐熱性フィルムより構成さ
れる。又、上定着ベルト９０１は、圧接板９０７によっ
て支持され、下定着ベルト９０２に圧接されている。

【００６０】下定着ベルト９０２の内部には伝熱ベルト
９０５が設けられている。伝熱ベルト９０５は、伝熱ベ
ルト懸架ローラ９０６ａ、９０６ｂにより懸架され、下
定着ベルト９０２の用紙搬送路に対向する部分に内側か
ら当接するように設けられている。下定着ベルト８０９
と伝熱ベルト９０５は、伝熱ベルト懸架ローラ９０６
ａ、９０６ｂの駆動により下定着ベルト９０２の移動方
向とは逆方向に移動する。

【００６１】伝熱ベルト９０５の表面には、スライダー
９０８が設けられている。スライダー９０８は、幅数mm
の短冊状の小片で、金属、カーボン等の熱伝導性の高い
部材より形成されており、特に、熱伝導性、潤滑性の高
い焼結金属や金属カーボン複合体が好適である。スライ
ダー９０８は、下定着ベルト８０９と接触して熱エネル
ギーの授受と搬送を行う。

【００６２】図１３は、熱源ヒータ９１０が上定着ベル
ト９０１に当接する部分の拡大断面図である。

【００６３】定着装置９００に搬送されたカット紙７０
は、上定着ベルト９０１と下定着ベルト９０２に挟持さ
れ搬送される。カット紙７０は、搬送されながら、熱源
ヒータ９１０によって加熱されて次第に昇温する。カッ
ト紙７０の温度は、熱源ヒータ９１０との対向部で最高
温度になり、カット紙７０上のトナー像は融着する。熱
源ヒータ９１０との対向部を通過した高温の状態のカッ
ト紙７０は、伝熱ベルト９０５の表面に設けられたスラ
イダー９０８の作用により冷却される。スライダー９０
８は、逆にカット紙７０の熱により加熱された状態でカ
ット紙７０の搬送方向とは逆の方向に移動する。熱源ヒ
ータ９１０との対向部の用紙搬送方向上流側に移動した
スライダー９０８は、カット紙７０を加熱する。

【００６４】このようにして、伝熱ベルト９０５の表面
に設けられたスライダー９０８の作用により、上定着ベ
ルト８０１と下定着ベルト８０２の作動中は、常時一種
の熱平衡の状態が成立し、熱エネルギーの損失は最小と
なる。

【００６５】このように、本実施例においては、用紙の
昇温に使われたエネルギーをスライダーによって逆循環
させることにより、さらに効率良く定着を行うことが出
来る。

【００６６】又、本実施例では、用紙としてカット紙７
０を用いたが、これに限らず、ロール紙を用いても良
い。

【００６７】（第１１実施例）第９実施例の定着装置
は、転写ベルト上に形成したトナー像を加熱して用紙上
に熱転写と定着を同時に行う転写定着作像装置に適用し
ても良い。図１４に第９実施例の定着装置を転写定着作
像装置に適用した実施例を示す。尚、本実施例は、第９
実施例の変形例であるので、第９実施例と異なる部分を
中心に説明する。

【００６８】図１４は、第１１実施例のレーザビームプ
リンタの概略構成を示す正面図である。このプリンタ２
０００は、作像装置を４個備えている。作像装置１１０
０ａ〜１１００ｄは、全て図１に示した第１実施例のレ
ーザビームプリンタ１００と同様の周知の電子写真方式
によって記録材上に画像を形成するものであり、感光体
１とその周囲に感光体１の回転方向に沿って、帯電装置
２、レーザ露光装置３、現像装置４、クリーニング装置
６が設けられている。又、作像装置１１００ａ〜１１０
０ｄの各現像装置４には、それぞれイエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の
フルカラー用現像剤が収納されている。作像装置１１０
０ａ〜１１００ｄの構成は、各現像装置４に収納されて
いる現像剤の種類を除いてほぼ同一である。作像装置１
１００ａ〜１１００ｄは、お互いに作像タイミングを同
期させながら、各々イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、
シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を感光
体１上に作像する。

【００６９】作像装置１１００ａ〜１１００ｄによって
感光体１上に作像されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー
像は、転写ローラ１５によって転写ベルト１００１上に
転写される。

【００７０】図１５は、図１４のレーザビームプリンタ
２０００の転写ベルト１００１と用紙搬送ベルト１００
２の構成を示す拡大説明図である。

【００７１】プリンタ２０００の転写ベルト１００１
は、懸架ローラ１００３ａと１００３ｂにより懸架さ
れ、懸架ローラ１００３ａと１００３ｂの回転により矢
印の方向に移動する。転写ベルト１００１の内部には、
転写ベルト１００１を加熱する為に熱源ヒータ１０１０
が圧接して設けられている。転写ベルト１００１の下面
の外側には、用紙搬送ベルト１００２が設けられてい
る。転写ベルト１００１は、転写ベルト１００１の内部
に設けられた圧接板１００７によって、熱源ヒータ１０
１０に対向する部分を中心に用紙搬送ベルト１００２に
圧接されている。用紙搬送ベルト１００２は、懸架ロー
ラ１００４ａ〜１００４ｄにより懸架され矢印の方向に
移動する。転写ベルト１００１と用紙搬送ベルト１００
２は、搬送されてきたカット紙７０を挟持して搬送す
る。又、転写ベルト１００１と用紙搬送ベルト１００２
２は、オフセットを防止する為にシリコン、フッ素樹脂
等の表面層を設けた厚さ１００μｍ前後の耐熱性フィル
ムより構成される。

【００７２】熱源ヒータ１０１０は、セラミックヒータ
ー、電熱線、誘導加熱装置、ハロゲンランプ等を熱源と
して有しており、その熱によって転写ベルト１００１を
加熱している。

【００７３】用紙搬送ベルト１００２２の内部には伝熱
ベルト１００５が設けられている。伝熱ベルト１００５
は、伝熱ベルト懸架ローラ１００６ａ、１００６ｂによ
り懸架され、用紙搬送ベルト１００２の用紙搬送路に対
向する部分に内側から当接するように設けられている。
用紙搬送ベルト１００２と伝熱ベルト１００５は、伝熱
ベルト懸架ローラ１００６ａ、１００６ｂの駆動により
下定着ベルト１００２の移動方向とは逆方向に移動す
る。

【００７４】転写ベルト１００１上に重ねられた４色の
トナー像は、転写ベルト１００１の移動により熱源ヒー
タ１０１０との対向部まで移動し、搬送されてきたカッ
ト紙７０に転写されると同時に定着される。

【００７５】転写ベルト１００１と用紙搬送ベルト１０
０２に挟持されたカット紙７０は、搬送されながら、熱
源ヒータ９１０１０によって加熱されて次第に昇温す
る。カット紙７０の温度は、熱源ヒータ１０１０との対
向部で最高温度になり、転写ベルト１００１上のトナー
像はカット紙７０に融着する。熱源ヒータ１０１０との
対向部を通過した高温の状態のカット紙７０は、伝熱ベ
ルト１００５の作用により冷却される。伝熱ベルト１０
０５は、逆にカット紙７０の熱により加熱された状態で
カット紙７０の搬送方向とは逆の方向に移動する。熱源
ヒータ１０１０との対向部の用紙搬送方向上流側に移動
した伝熱ベルト１００５は、カット紙７０を加熱する。

【００７６】このようにして、伝熱ベルト１００５の作
用により、転写ベルト１００１と用紙搬送ベルト１００
２の作動中は、常時一種の熱平衡の状態が成立し、熱エ
ネルギーの損失は最小となる。

【００７７】このように、本実施例においては、用紙の
昇温に使われたエネルギーを逆循環させることにより、
効率良く転写定着を行うことが出来る。

【００７８】又、本実施例では、用紙としてカット紙７
０を用いたが、これに限らず、ロール紙を用いても良
い。

【００７９】以上の説明で明らかなように、上記第１乃
至第１１実施例に記載の定着装置では、定着前の記録材
は加熱手段に搬入される前に予め加熱されているので、
記録材をトナー融着温度まで昇温するのに要する消費電
力を低減することができる。従って、従来の定着方法と
同じ電力で定着高速（単位時間当たりの定着処理枚数）
を高めることが可能となる。又、消費電力が小さいた
め、ランニングコストを低減することができるだけでな
く、加熱手段に電力を供給する回路として容量の小さい
ものを採用でき、回路のコストダウンを行うことができ
る。

【００８０】更に、定着後の記録材は、新しく加熱手段
に送られる室温の記録材によって冷却されるので、排出
トレイに入ったときには既に十分冷えており（即ち、ト
ナーが充分に固形化しており）、トナー画像が他の記録
材の裏面に転写する虞がない。

【００８１】上記第１乃至第１１実施例においては、加
熱手段として加熱ローラ及び加圧ローラを用いたローラ
対等を例にとって説明したが、加熱手段はこれに限られ
るものではなく、例えば赤外線ランプやオーブン、キセ
ノンランプを用いたフラッシュ等であっても良い。

【００８２】

【発明の効果】本発明の定着方法によれば、加熱手段か
ら送り出される記録材の熱を前記加熱手段に送り込まれ
る記録材に伝導するので、定着前の記録材が加熱手段に
送り込まれる前に予備的に加熱される。従って、加熱手
段に供給する電力を高めることなく定着速度を高めるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真方式のレーザビームプリンタの概略
構成を示す正面図である。

【図２】本発明の定着方法を適用した定着装置の第１
実施例の構成を示す図である。

【図３】本発明の定着方法を適用した定着装置の第２
実施例の構成を示す図である。

【図４】本発明の定着方法を適用した定着装置の第３
実施例の構成を示す図である。

【図５】本発明の定着方法を適用した定着装置の第４
実施例の構成を示す図である。

【図６】本発明の定着方法を適用した定着装置の第５
実施例の構成を示す図である。

【図７】本発明の定着方法を適用した定着装置の第６
実施例の構成を示す図である。

【図８】本発明の定着方法を適用した定着装置の第７
実施例の構成を示す図である。

【図９】本発明の定着方法を適用した定着装置の第８
実施例の構成を示す図である。

【図１０】本発明の定着方法を適用した定着装置の第
９実施例の構成を示す図である。

【図１１】第９実施例の原理を説明する要部拡大図で
ある。

【図１２】本発明の定着方法を適用した定着装置の第
１０実施例の構成を示す図である。

【図１３】第１０実施例の原理を説明する要部拡大図
である。

【図１４】本発明の定着方法を適用したレーザビーム
プリンタの第１１実施例の構成を示す図である。

【図１５】第１１実施例の要部構成を示す拡大図であ
る。

【符号の説明】

１０００、２０００：レーザービームプリンタ１０、１００、２００、３００、４００、５００、６０
０、７００、８００、９００：定着装置２０ａ〜２０ｆ、２０１ａ〜２０１ｅ：送りローラ２１：加熱ローラ２２：加圧ローラ７０１、８０１、９０１：上定着ベルト７０２、８０２、９０２：下定着ベルト７１０、９１０、１０１０：熱源ヒータ１０１、３０１ａ〜３０１ｃ、４０１ａ〜４０１ｃ、４
０４ａ〜４０４ｃ、７０７ａ、７０７ｂ：伝熱ブロック３０２ａ〜３０２ｄ：伝熱ローラ８０５、９０５、１００５：伝熱ベルト２０４ａ〜２０４ｅ：返送ローラ１００１：転写ベルト１００２：用紙搬送ベルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録材上のトナーを加熱手段によって熱
溶解して前記記録材上に定着する定着方法において、前
記加熱手段から送り出される記録材の熱を前記加熱手段
に送り込まれる記録材に伝導することを特徴とする定着
方法。
【請求項２】前記熱の伝導は伝熱部材を介して行われ
ることを特徴とする請求項１に記載の定着方法。