JPH11202658A - 両面記録装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１５０ｍｍ／秒以上の速度で記録材を搬送する
両面記録装置においても記録材を十分に加熱することが
でき、記録材の両面に良好な定着トナー像を得ることが
可能な両面記録装置の定着装置を提供する。 【解決手段】記録材(7)の表裏各面を加熱する予熱手段
(12)と、予熱手段に対し記録材搬送方向下流側に位置
し、記録材の表裏各面に対し接触可能に対向配置された
加熱ローラ(11a,11b)とを有するとともに、加熱ローラ
を、円筒状の芯金(21)と、この芯金上に設けられ離型性
ゴム層(22)と、芯金の内部に設けられた熱源(23)とから
構成し、離型性ゴム層を、層厚１ｍｍ〜１０ｍｍ、硬度
３０度〜８０度、熱伝導率１×１０-³ｃａｌ／ｃｍ・秒
・℃以上を満足するゴム層として芯金上に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両面記録装置の定
着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の電子写真プロセスを用いて連続紙
等の長尺に連続した記録材に印刷を行うレーザプリンタ
においては、近年、連続紙への両面印刷のニーズが高ま
っている。そこで、表裏両面に未定着状態のトナー像を
保持した連続紙を一対の定着部材で加熱加圧しながら挟
持搬送し、連続紙の両面にトナー像を同時に定着させる
ようにした両面記録装置が、例えば特開平７−７２７５
０号公報や特開平８−２５４９２０号公報により提案さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平７−７
２７５０号公報や特開平８−２５４９２０号公報に示さ
れた定着装置構成では、記録材を３５頁／分（約１２６
ｍｍ／秒）程度の低速領域で搬送する両面記録装置に対
応させるのが精々であり、１５０ｍｍ／秒以上の中速領
域以上で記録材を搬送する両面記録装置においては、定
着時の記録材への熱供給が追いつかず、良好な定着画像
を得る事ができない。

【０００４】本発明の目的は、１５０ｍｍ／秒以上の速
度で記録材を搬送する両面記録装置においても記録材を
十分に加熱することができ、記録材の両面に良好な定着
トナー像を得ることが可能な両面記録装置の定着装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、表裏両面に
未定着状態のトナー像を保持した長尺に連続した記録材
を、熱定着手段に送り込み、この熱定着手段にて前記記
録材の両面に形成された未定着状態のトナー像を同時に
定着させる両面記録装置の定着装置において、前記記録
材の表裏各面を加熱する予熱手段と、前記予熱手段に対
し記録材搬送方向下流側に位置し、前記記録材の表裏各
面に対し接触可能に対向配置された加熱ローラとを有す
るとともに、前記加熱ローラを、円筒状の芯金と、この
芯金上に設けられ離型性ゴム層と、前記芯金の内部に設
けられた熱源とから構成し、前記離型性ゴム層を、層厚
１ｍｍ〜１０ｍｍ、硬度３０度〜８０度、熱伝導率１×
１０-³ｃａｌ／ｃｍ・秒・℃以上を満足するゴム層とし
て前記芯金上に形成することにより達成される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１、図
２および図３を用いて説明する。

【０００７】図において、光導電性を有する感光体１
は、コントローラから印刷動作開始信号が出力されると
印刷速度に対応する速度で回転し、帯電器２により感光
体１表面は均一に帯電される。コントローラからドット
イメージに変換された文字データや図形データはレーザ
光ＯＮ／ＯＦＦ信号として発信され、光学部３からのレ
ーザ光が帯電した感光体１表面を照射し、感光体１に静
電潜像を形成する。感光体１に形成された静電潜像は現
像機４で現像され、感光体１上にトナー像として可視化
される。

【０００８】感光体１上に形成されたトナー像は、トラ
クタ６ａ,６ｂにより搬送される連続紙７上に転写器８
の静電吸引力により転写される。連続紙７へのトナー像
５の転写を完了した感光体１は、表面の電荷が一様に消
失され後、清掃機９により感光体１表面に付着した残留
トナーが除去され、再び次の印刷工程を開始する。な
お、図２に示す両面記録装置においては上記の電子写真
プロセスが連続紙７の表裏で行われた後、定着部に搬送
される。

【０００９】定着部への搬入に先立ち連続紙７は、用紙
ガイド１０により搬送経路を変更される。なお、用紙ガ
イド１０としては、例えばエアーを用いたガイドを構成
し、未定着状態のトナー像５と用紙ガイドとの接触によ
る画像乱れを防いでいる。また、用紙ガイド１０は揺動
可能に設けられており、加熱ローラ１１ａ,１１ｂによ
る連続紙７の搬送速度変動を吸収するバッファ機能をも
有する。

【００１０】未定着状態のトナー像５を保持した連続紙
７は、用紙ガイド１０を通過後、垂直方向に搬送され、
熱ベルト予熱装置１２を通過する。熱ベルト予熱装置１
２は、例えばハロゲンランプ等の熱源１３を内装した駆
動ローラ１４と、従動ローラ１５と、駆動ローラ１４お
よび従動ローラ１５に掛け渡された無端ベルト１６と、
ベルト張力バネ１７とから構成され、連続紙７の紙面に
対し非接触の状態で配置されている。無端ベルト１６は
連続紙７の搬送方向と同方向あるいは逆方向のいずれか
に駆動されるとともに、無端ベルト１６と連続紙７との
搬送方向が同方向の場合は無端ベルト１６は連続紙７の
搬送速度と等速（搬送速度よりも低速または高速であっ
てもよい）で移動し、逆方向の場合は絶対値がほぼ同じ
値となる様に無端ベルト１６を移動差せ、連続紙７を少
ない電力にて効率よく予熱する。なお、本実施例におい
ては、熱源１３を駆動ローラ１４に設けたが、加熱ロー
ラ１１ａ,１１ｂに近い側の従動ローラ１５に設けても
よい。

【００１１】熱ベルト予熱装置１２で予熱された後、連
続紙７は加熱ローラ１１ａ,１１ｂのニップ部で加熱加
圧されながら挟持搬送され、連続紙７の両面にトナー像
５が同時に定着され、プラー２０によって送り出され
る。なお、１９は加熱ローラ１１ａ,１１ｂを圧接／離
間させる開閉アームである（詳細は後に述べる）。

【００１２】連続紙７の各面に接触する加熱ローラ１１
ａ,１１ｂは、図３に示す様に円筒状のアルミニウム製
の芯金２１と、芯金２１の外周面に設けられた離型性ゴ
ム層２２と、芯金２１の内部に設けられた熱源２３とか
ら構成されている。ここで、離型性ゴム層２２は、シリ
コーンゴムまたはフッ素ゴム等の離型性に優れたゴムを
用いて形成されている。

【００１３】上述の開閉アーム１９は、加熱ローラ１１
ａ,１１ｂが連続紙７を搬送している時は、加熱ローラ
１１ａ,１１ｂを圧接させ、非印刷時にはカム１８の回
転により加熱ローラ１１ａ,１１ｂを紙面から離間させ
る様に動作する。なお、２４は開閉アーム１９を加圧す
るバネである。

【００１４】上記の構成において、本実施例では加熱ロ
ーラ１１ａ,１１ｂを表１の条件Dに示す加熱ローラ対と
して構成しており、ゴム硬度７０度、熱伝導率６×１０
-³ｃａｌ／ｃｍ・秒・℃のシリコーンゴムを５ｍｍの層
厚で芯金２１上に設けて離型性ゴム層２２を得、加熱ロ
ーラ１１ａ,１１ｂの外径を１００ｍｍとし、加熱ロー
ラ１１ａ,１１ｂをニップ幅６ｍｍを確保する荷重で圧
接させ、離型性ゴム層２２の表面温度を１６０℃に設定
している。

【００１５】上記仕様の加熱ローラ対およびいくつかの
比較のための加熱ローラ対について、連続紙７を搬送速
度２２９頁／分（８２６ｍｍ／秒）で搬送するレーザプ
リンタ（日立工機製LB16型連続紙レーザプリンタの改造
機）を用いて定着強度と加熱ローラの寿命について評価
を行った。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１において、条件Aおよび条件Bに示す加
熱ローラ対を用いて搬送速度２２９頁／分の下、定着を
行った場合は、離型性ゴム層２２の硬度が柔らかいため
摩耗しやすく長持ちせず、実用的許容範囲に至らなかっ
た。また、条件Cに示す加熱ローラ対を用いて搬送速度
２２９頁／分の下、定着を行った場合は、寿命の点では
改善の傾向が見られたが、連続紙の表面側に接触する加
熱ローラの表面層材質と、連続紙の裏面側に接触する加
熱ローラの表面層材質とが異なるため、定着されたトナ
ー像の画質が表裏で異なり、定着強度の不均一化を招く
という問題が生じた。これに対し、条件Dに示す加熱ロ
ーラ対を用いて搬送速度２２９頁／分の下、定着を行っ
た場合は、定着強度および寿命ともに実用上問題のない
良好な定着トナー像が得られた。

【００１８】図４は本発明の応用例を示す両面記録装置
の全体構成図である。図２の両面記録装置と異なる点
は、連続紙７の表面側の印刷に関与する感光体および裏
面側の印刷に関与する感光体を複数個ずつ設けている点
である。片側４個の感光体の内、１つの感光体にシアン
トナー像を、他の１つの感光体にマゼンタトナー像を、
また他の１つの感光体にイエロートナー像を、さらに他
の１つの感光体にブラックトナー像を記録形成する様に
し、連続紙７上に各色を量ね合わせて行くことにより、
高速フルカラー両面印刷を実現することが可能になる。

【００１９】ここで、上述の様にフルカラー印刷を行う
場合には、各色トナーを重ね合わせて種々のカラー表現
がなされるので、単色印刷時に比べてトナー像の層厚が
増すことになる。従って、フルカラー印刷を行う場合
は、図４に示す様に熱ベルト予熱装置１２を増設した
り、あるいは熱ベルト予熱装置１２のベルト長を延長さ
せるなどして予熱領域を増加させることが好ましい。な
お、上記実施例においては、予熱手段を、連続紙７の紙
面に対し非接触状態で配置された熱ベルト予熱装置とし
て例示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば熱ベルト予熱装置を紙面に接触させて設けて
もよい。また、熱ベルト方式に限らず、フラッシュラン
プ対あるいは加熱ローラ対を設ける等、周知の加熱手段
を予熱手段として適用することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、高速で
記録材を搬送する両面記録装置においても記録材を十分
に加熱することができ、記録材の両面に良好な定着トナ
ー像を得ることが可能な両面記録装置の定着装置を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の概略構成図。

【図２】本発明の定着装置を搭載した両面記録装置の全
体構成図。

【図３】本発明の定着装置に適用される加熱ローラの構
成図。

【図４】本発明の応用例を示す全体構成図。

【符号の説明】

５…トナー像、７…連続紙（記録材）、１２…熱ベルト
予熱装置（予熱手段）、１１ａ，１１ｂ…加熱ローラ、
２１…芯金、２２…離型性ゴム層、２３…熱源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 勇夫 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 赤井 宗喜 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 桑原 章友 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 福田 裕光 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏両面に未定着状態のトナー像を保持
   した長尺に連続した記録材を、熱定着手段に送り込み、
   この熱定着手段にて前記記録材の両面に形成された未定
   着状態のトナー像を同時に定着させる両面記録装置の定
   着装置において、 前記記録材の表裏各面を加熱する予熱手段と、 前記予熱手段に対し記録材搬送方向下流側に位置し、前
   記記録材の表裏各面に対し接触可能に対向配置された加
   熱ローラとを有するとともに、 前記加熱ローラを、円筒状の芯金と、この芯金上に設け
   られ離型性ゴム層と、前記芯金の内部に設けられた熱源
   とから構成し、前記離型性ゴム層を、層厚１ｍｍ〜１０
   ｍｍ、硬度３０度〜８０度、熱伝導率１×１０-³ｃａｌ
   ／ｃｍ・秒・℃以上を満足するゴム層として前記芯金上
   に形成することを特徴とする両面記録装置の定着装置。
2. 【請求項２】 前記加熱ローラにおいて、前記記録材の
   表面に接触する加熱ローラと前記記録材の裏面に接触す
   る加熱ローラが同一構成であることを特徴とする請求項
   １記載の両面記録装置の定着装置。
3. 【請求項３】 前記記録材の搬送速度が１５０ｍｍ／秒
   以上であることを特徴とする請求項１または２記載の両
   面記録装置の定着装置。
4. 【請求項４】 前記予熱手段は、前記記録材の表裏各面
   に対し所定間隔離して設置されていることを特徴とする
   請求項１記載の両面記録装置の定着装置。