JPH10222002A

JPH10222002A - トナーの定着装置

Info

Publication number: JPH10222002A
Application number: JP3299797A
Authority: JP
Inventors: Kaneo Yoda; 兼雄依田; Hiroshi Tanaka; 博田中; Kazutoshi Fujisawa; 和利藤沢; Kenjiro Yoshioka; 研二郎吉岡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイデューティな定着処理をより効率的に行
なわせること。【解決手段】ヒートローラ２４の記録紙と接触する部
分に第１、第２の加圧ローラ２６、３８を配設し、さら
に、第１の加圧ローラ２６については、その外径やニッ
プ部２６ａの巾を第２の加圧ローラ３８のそれよりも大
きくし、第２の加圧ローラ３８については、その曲率や
接触圧力を第１の加圧ローラ２６のそれよりも大きくす
ることにより、トナーの加熱と、記録紙Ｓへのトナーの
固着を、これらの加圧ローラ２６、３８に役割り分担さ
せて、ハイデューティな定着をより迅速にかつ効率的に
行わせるようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を用い
た、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の装置に用いる
トナーの定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体上に各色成分に応じた潜像を形
成して、この潜像を各色成分に応じたトナーにより現像
し、さらに、重ね合わされて形成されたこれらのトナー
よりなるカラー画像を実用的な速度で記録媒体上に定着
するには、モノトーンの定着装置よりもはるかに大きな
熱源が必要になって、常に発火の危険性を伴うことにも
なる。

【０００３】このような問題に対して、特開昭５８−２
１２６２号公報あるいは特開昭５５−２９８２２号公報
で提案された装置は、下流側の周速をより大きくした２
つの加圧ローラ、もしくは、２つのローラ間に張り渡し
た加圧ベルトにより、加熱ローラ上に送り込んだ記録媒
体をその周上に広い面で接触させて、より低い温度でト
ナーを効率よく軟化させるようにしたものであるが、こ
れらは、トナーを軟化させる上で効果があるとしても、
重ね合わされた多量のトナーを記録媒体上に強固に定着
させるといった面で問題があるばかりでなく、加熱ロー
ラと加圧ローラ等との間の僅かな速度差によっても面接
触するトナー像に乱れを生じさせかねない問題を有して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
２つの加圧ローラのそれぞれに、トナーの溶融と、記録
媒体へのトナーの固着という機能をそれぞれ別個に担持
させることにより、トナー像の定着をより迅速に、かつ
より確実に行うことのできる新たな定着装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はこの
ような課題を達成するためのトナーの定着装置として、
記録媒体と接触する領域における加熱ローラの回転方向
上手側と下手側に２つの加圧ローラを配設して、上手側
に位置する加圧ローラには主としてトナーの溶融機能
を、下手側に位置する加圧ローラには主として記録媒体
へのトナーの固着機能を付与させるようにしたものであ
る。

【０００６】

【作用】このように構成したことにより、上手側の加圧
ローラにはトナーを加熱する役割を、下手側の加圧ロー
ラには記録媒体へトナーを熱と圧力の作用で強固に固着
させる役割を担わせることにより、ハイデューティな定着処
理を、より迅速に、かつより確実に行わせるようにした
ものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の実施例につ
いて説明する。図は、いずれも本発明の一実施例をなす
定着装置を示したものである。はじめに、図２をもと
に、本発明に係る定着装置を備えたカラー画像形成装置
の概要について説明する。

【０００８】図において符号１で示した感光体ドラムに
は、その周囲に、回転方向上手側から順に、帯電ローラ
２、レーザ光走査型の潜像形成ユニット３、イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの各現像ユニット４、５、
６、７及び、転写部８を挟んでクリーニングユニット９
が配設されていて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの各作像プロセスを中間転写ベルト１０の回転毎に
反復することによって、記録情報に応じたトナー像を形
成するように構成されている。

【０００９】一方、転写部８で感光体ドラム１と接離す
る無端状の中間転写ベルト１０は、一次転写ローラ１１
により感光体ドラム１の周面に形成されたカラーのトナ
ー像をバックアップローラ１２により記録媒体Ｓ上に二
次転写するように構成されており、また、給紙カセット
１４にスタックされた記録紙Ｓは、給紙ローラ１５、紙
搬送ローラ１６、１６を経て二次転写部１７に達し、こ
こでトナーによるカラー画像の転写処理を受け、さらに
定着ユニット２０により定着処理を受けた上、排紙ロー
ラ対１９を介して排紙スタッカ１８へと排出されるよう
に構成されている。

【００１０】ところで、図１は上記した定着ユニット２
０の詳細を示したもので、つぎにこのユニットの細部の
構成について説明すると、この定着ユニット２０を覆う
図示しないケーシングは、装置本体の内方下端部に設け
た支点ピン２１に装着することによって、寿命が尽きた
場合等に容易に交換できるように構成され、かつ、装置
の手前側に回動させることによって、現像ユニット４、
５、６、７の交換等に際して支障をきたさないように構
成されている。

【００１１】この定着ユニット２０には、軸心部分に熱
源としてのハロゲンランプ２３を備えたヒートローラ２
４が図示しない駆動モータに駆動され回転するよう配設
されていて、転写部１７からぼほ水平に導かれてきた記
録媒体Ｓをこの周面に添わせてその面にトナーを定着さ
せた上、排紙スタッカ１８へ向けてほぼ真上へ送り出す
ように構成されている。

【００１２】このヒートローラ２４は、硬度が１５乃至
９０、表面の粗さが０．２μｍ程度をなすような素材を
用いて、定着速度を１００乃至３００mm／secとして設
定した場合には、外径が２０乃至８０mmのローラとして
形成され、さらにその周面には、回転方向上手側から順
に、第１の加圧ローラ２６、ガイドコロユニット３２、
第２の加圧ローラ３８、剥離爪４１、クリーニングロー
ラユニット４４、オイル塗布ローラユニット４８及びサ
ーミスタ５２が配設されていて、さらに、ガイドコロユ
ニット３２と第２の加圧ローラ３８及びクリーニングロ
ーラユニット４４とオイル塗布ローラユニット４８がそ
れぞれ別個のフレームに支持されていて、寿命が尽きた
ような場合に適宜新しいものと交換し得るように構成さ
れている。

【００１３】上記した第１の加圧ローラ２６は、記録媒
体Ｓをヒートローラ２４に圧接させることによってその
上に付着したトナーを加熱して軟化させる機能を持たせ
るように、ヒートローラ２４と可能な限り大きな面で接
触するよう大径のローラとして形成され、かつ、支持さ
れたフレーム２８に作用する加圧ローラバネ２９によっ
て下手側の第２の加圧ローラ３８よりも大きな押圧力を
受けてヒートローラ２４の周面に圧接するように構成さ
れている。なお図中符号３０は、このフレーム２８の上
縁に設けた紙ガイドを示している。

【００１４】これに対して、ヒートローラ２４及び記録
媒体Ｓの保温と記録媒体の案内とを兼ねた、保熱覆い３
３とガイドコロ３４、３５とからなるガイドコロユニッ
ト３２の下手側に配設される第２の加圧ローラ３８に
は、記録媒体Ｓをヒートローラ２４に押圧してその面に
トナーを固着させる機能を持たせるように、このローラ
３８は、第１の加圧ローラ２６よりもニップ部での曲率
が大きく、言い換えれば、第１の加圧ローラ２６よりも
小径に形成された上、加圧ローラバネ３９によってヒー
トローラ２４の周面に圧接されいる。

【００１５】つぎに、このように構成された装置による
記録紙Ｓ上へのカラーのトナー像を定着する動作につい
て説明する。感光体ドラム１の各回転毎の作像プロセス
を経てその表面に形成したイエロー、シアン、マゼン
タ、ブラックの各トナーよりなるカラーのベタ画像は、
一次転写部８で中間転写ベルト１０上に順次転写され、
さらに、第２転写部１７で記録紙Ｓ上に転写される。

【００１６】このようにしてカラーのベタ画像が転写さ
れた記録紙Ｓは、定着ユニット２０内に送り込まれ、さ
らに、紙ガイド３０に案内されてヒートローラ２４のも
とに達し、ここで第１の加圧ローラ２６のニップ部２６
ａによりヒートローラ２４上に強く押圧されつつ加熱作
用を受ける。

【００１７】このため、記録紙Ｓ上のトナーはヒートロ
ーラ２４の熱により軟化され、つづく、ガイドコロユニ
ット３２の各ガイドコロ３４、３５と、保熱覆い３３の
底縁により第２の加圧ローラ３８にのもとに送られ、こ
こで、さらに押圧力を受け、ヒートローラ２４による再
度の加熱作用を受けて、多層に積層されたトナーはフィ
ルム状に混合されつつ記録紙内に混り込んで固着され
る。

【００１８】以上述べたように、トナーの溶融を主たる
役割とする第１の加圧ローラ２６は、定着を主とする第
２の加圧ローラ３８とともに、硬度が１５乃至９０、表
面粗さが０．２乃至１０μｍ程度の素材により形成さ
れ、かつ駆動モータに駆動されて回動するように構成さ
れるが、これらの加圧ローラ２６、３８は、それぞれの
機能を発揮すべく、以下に述べるような条件のもとに成
形され、配設される。

【００１９】すなわち、第１の加圧ローラ２６に作用す
る押圧荷重Ｆ1については、これを0.4乃至100Kgf、好ま
しくは12Kgfとなして、第２の加圧ローラ３８の押圧荷
重Ｆ2の0.3乃至70kgf、好ましくは6Kgfよりも大きくす
ることにより、第１の加圧ローラ２６によるニップ巾を
大きくし、記録媒体Ｓ上のトナーを広い面でヒートロー
ラ２４に接触させて、トナーの加熱溶融を効果的に行
う。第２の加圧ローラ３８のニップ部２８ａの接触圧力
Ｐ2を、第１の加圧ローラ２６のそれの0.004乃至28Kgf
／cm2よりも大きな0.006乃至40Kgf／cm2にして、第２の
加圧ローラ３８により記録媒体をヒートローラ２４の表
面に強く圧接させて、その面に付着して既に軟化したト
ナーを高い押圧力で記録媒体Ｓの繊維間にうめ込み固着
し、このアンカー効果によって強い定着強度を得るとと
もに、多層に積層されたトナーは圧縮変形し、フィルム
状に混合され、十分な発色性を得ることができる。

【００２０】また、第１の加熱ローラ２６のニップ部２
６ａの巾Ｎ1については、これを１乃至２５mm、好まし
くは８mmとなして、第２の加圧ローラ３８のニップ部３
８ａの巾Ｎ2を0.5乃至１５mm、好ましくは2.5mmよりも
大きくすること、つまり、第１の加圧ローラ２６の外径
を第２の加圧ローラ３８のそれよりも大きくするか、あ
るいは第１の加圧ローラ２６の材質を第２の加圧ローラ
３８のそれよりも軟らかいものとすることにより、記録
媒体Ｓを可能な限り広い面でヒートローラ２４に接触さ
せて、トナーの加熱溶融を効果的に行う。

【００２１】またさらに、第１の加圧ローラ２６の押圧
荷重を第２の加圧ローラ３８のそれよりも大きくするこ
とや、第１の加圧ローラ２６表面の摩擦係数を、第２の
加圧ローラ３８のそれよりも大きな素材を用いることに
より、第１の加圧ローラ２６のニップ部の摩擦力を第２
の加圧ローラ３８のそれよりも大きく設定し、第１の加
圧ローラ２６のニップ部で記録媒体を強く保持して、第
２の加圧ローラ３８をこの記録媒体上でスリップさせる
ことにより、トナー像の乱れを生じさせることなく溶融
すると同時に、記録媒体が封筒のような二重のもので
も、これにしわやカールを生じさせることなく定着処理
することができる。

【００２２】なお、以上の条件付与と同時に、第１の加
圧ローラ２６の紙送り速度を、第２の加圧ローラ３８あ
るいは排紙ローラ１９の紙送り速度よりも小さくするこ
とにより、記録媒体を常にヒートローラ２４の周面に密
着させた状態でトナー像の乱れを抑えつつ、トナーの溶
融と固着処理を行なわせることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、記録
媒体との接触する領域での加熱ローラの周面に２つの加
圧ローラを設けるとともに、上手側に位置する加圧ロー
ラについては、その外径やそのニップ部の巾や押圧荷重
を大きくしてトナーの溶融機能を付与する一方、下手側
に位置する加圧ローラについては、その曲率や接触圧力
を大きくしてトナーの固着機能を付与させるようにした
ので、上手側と下手側の各加圧ローラに、トナーの加熱
作用と記録媒体へのトナーの固着作用を分担させること
によって、特に多色のトナーを用いてベタ画像を形成す
るようなハイデューティーな定着を、より短い時間で、
より効率的に行わせることができる。

【００２４】しかも、これらの加圧ローラの間で、トナ
ーの溶融処理により生じた一時的な温度の低下を回復さ
せることができるため、その後に続くトナーの固着をさ
らに効率よく行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す定着装置の概要構成図
である。

【図２】同上装置を備えた画像形成装置の一例を示した
構成図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム１０転写ベルト２０定着ユニット２４ヒートローラ２６第１の加圧ローラ３２ガイドコロユニット３８第２の加圧ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉岡研二郎長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体と接触する領域での加熱ローラ
の回転方向上手側と下手側に、２つの加圧ローラを接触
配置するとともに、上手側に位置する上記加圧ローラ
に、トナーの溶融を主たる機能とさせるべく、該加圧ロ
ーラのニップ部の接触圧力を、下手側に位置する上記加
圧ローラのそれよりも小さく設定したことを特徴とする
トナーの定着装置。
【請求項２】記録媒体と接触する領域での加熱ローラ
の回転方向上手側と下手側に、２つの加圧ローラを接触
配置するとともに、上手側に位置する上記加圧ローラ
に、トナーの溶融を主たる機能とさせるべく、該加圧ロ
ーラのニップ部の巾を、下手側に位置する上記加圧ロー
ラのそれよりも大きく設定したことを特徴とするトナー
の定着装置。
【請求項３】記録媒体と接触する領域での加熱ローラ
の回転方向上手側と下手側に、２つの加圧ローラを接触
配置するとともに、上手側に位置する上記加圧ローラ
に、トナーの溶融を主たる機能とさせるべく、該加圧ロ
ーラの外径を、下手側に位置する上記加圧ローラのそれ
よりも大きくしたことを特徴とするトナーの定着装置。
【請求項４】記録媒体と接触する領域での加熱ローラ
の回転方向上手側と下手側に、２つの加圧ローラを接触
配置するとともに、上手側に位置する上記加圧ローラ
に、トナーの溶融を主たる機能とさせるべく、記録媒体
及び上記加熱ローラに対する該加圧ローラのニップ部の
摩擦力を、下手側に位置する上記加圧ローラのそれより
も大きく設定したことを特徴とするトナーの定着装置。
【請求項５】記録媒体と接触する領域での加熱ローラ
の回転方向上手側と下手側に、２つの加圧ローラを接触
配置するとともに、上手側に位置する上記加圧ローラ
に、トナーの溶融を主たる機能とさせるべく、該加圧ロ
ーラ表面の摩擦係数を、下手側に位置する上記加圧ロー
ラのそれよりも大きくしたことを特徴とするトナーの定
着装置。
【請求項６】記録媒体と接触する領域での加熱ローラ
の回転方向上手側と下手側に、２つの加圧ローラを接触
配置するとともに、上手側に位置する上記加圧ローラ
に、トナーの溶融を主たる機能とさせるべく、該加圧ロ
ーラの押圧荷重を、下手側に位置する上記加圧ローラの
それよりも大きくしたことを特徴とするトナーの定着装
置。