JPS59116773A - 熱定着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、紙支持体上のトナー像を赤外線の照射によ
り加熱して紙支持体上に定着させるだめの静電複写機等
における熱定着方法に関する。

（従来技術） この発明の発明者は、先に特願昭５７−４１．０９号お
よび特願昭５７−６５７６２号明純書等において、この
種の熱定着方法の改良を提案した。これら先行発明は、
石英管型赤外線ランプの発熱体フィラメントの色温度を
ハロゲンランプのそれより低くして赤外線の放射エネル
ギー波長を長波長側ヘシフトさせ、これにょジ色おまひ
物質による輻射熱の吸収差が生じないようにした場合、
色温度を下げたことにより結果する放射エネルギーの低
下により定着速度が遅くなることを防止する目的でなさ
れたもので、石英管を不透明にしたり、フィラメントを
石英管の壁面に接触させたり、第２熱源にハロゲンラン
プを併用したり、反射板の形状を変えたシして、その解
決を図っているが、定着速度の点でさらに改良の余地が
ある。

（発明の目的） したがって、この発明の目的は、これら先行発明を改良
して、定着速度をさらに高めた熱定着方法を提供するこ
とにある。

（発明の構成） 第１図には、この発明の一実施例としての熱定着方法を
適用した自動定着機ｌと、この自動定着機１におけるマ
スター２の定着に先立ち、このマスター２を原稿３の画
像で露光し、現像する乾式電子複写製版機４と、マスタ
ー２を用いて多量の印刷物を作製するオフセット印刷機
５とが示されている。自動定着機１には、この発明にお
ける紙支持体であるマスター２の搬送路６が形成され、
マスター２を検知する光検知器７と、近赤外ハロゲンラ
ンプからなる第２熱源８と、赤外線ランプからなる第１
熱源９と、ガイド板１ｏと、ガイドローラ１１およびト
レー１８とがこの順序で搬送路６に沿って配置される。

第１および第２熱源９および８Ｖｉ、それぞれその外側
に反射板９ａ、および８ａ。

を備え、これらは、搬送路６におけるマスター２の搬送
方向と同一でその搬送速度よりも相対的に遅い速度で、
Ａ位置からＢ位置へ移動できるように構成されている。

それぞれの熱源９および８は、スイッチ回路１２を介し
て電源回路１３に接続されており、スイッチ回路１２が
光検知器７の出力信号Ｓでオンした際に電流の供給を受
け、所定時限の後に自動的に電流供給を停止される。こ
の場合、第２熱源８はマスター２の裏面２０１に、第］
熱源９はマスター２のトナー付着面２０２に、それぞれ
赤外線を照射するよう配置される。

ハロゲンランプよシなる第２熱源８は、フッ素、塩素、
臭素、ヨウ素等のハロゲンガスを透明石英管に封入した
周知のものであり、その発熱体としてのタングステンか
らなるフィラメントの発熱体色温度は、約２５０００に
であり、これより発せられる赤外線の極大波長は１２μ
ｍで近赤外線となっている。このような第２熱源８とし
てのハロゲンランプは、色温度が２３００’　Ｋより２
７０００にのものであれば同様に使用可能である。なお
、ハロゲンランプはハロゲンガスを用いており、石英管
内にこのハロゲンガスを封入し、使用するに際しては、
その成分や混合比率等の制約があり、取扱いも比較的離
しいものである。

第１熱源９としての赤外線ランプは、第２図に示したよ
うに、透明な石英管１４とその内室１６に収容される発
熱体としてのタングステンのフィラメント１５とを備え
る。石英管１４ばその両端部１４１が導入線１４２の支
持部として形成されると共に、差込部として外形が形成
される。内室１６には取扱いの比較的容易な不活性ガス
である窒素ガスが封入され、これによりフィラメント１
５の加熱時における蒸発を規制し、耐久性を確保してい
る。

なお、この窒素に代え、他の不活性ガスを用いてもよく
、窒素とアルゴンとの混合ガスを用いてもよい。フィラ
メント１５はコイル状を呈し、石英管１４の中心線」二
に配置され、被加熱物であるマスター２の幅方向の長さ
Ｌを有する。更に、フィラメント１５はその電力密度が
２０Ｗ１０ｎとされ、これより、その色温度（絶対温度
で表わす）が１．６００　Ｋとなるよう設定される。

各熱源８および９は、その外側のそれぞれの反射板８ａ
、および９αによって、第３図に示すように、第２熱源
８から発した赤外線は第１熱源９刊近に集束し、第１熱
源９から発した赤外線は第２熱源８付近に集束するよう
に、その位置および各反射板８ａ、　９ａの形状が設定
される。このような反射板８α、　９ａとしては、例え
ば楕円反射面を２分割してそれぞれの中心に熱源８，９
を配置したものが使用できる。

このような自動定着機１を用いた熱定着方法により、マ
スター２の定着処理を行なう。まず、乾式電子複写製版
機４により、原稿画像に対応したトナー像の形成された
マスター２を搬送路６に導ひく。このマスターは光検知
器７に検知され、これによシ第１熱源９と第２熱源８に
電流が供給される。この時点より、約１秒の間に第２熱
源８であるハロゲンランプは発熱体色温度を２５００　
Ｋとし、以後安定発熱状態を保ち、同じく約３秒の立上
り期間の後に、第１熱源９である赤外線ランプは発熱体
色温度を１６００　Ｋとし、以後安定発熱状態を保つ。

一方、光検知器７の出力信号Ｓは、マスター送り移動部
１７にも印加され、このマスター送り移動部１７は、そ
の抑圧部材１７１を出力信号Ｓを受けた時点より約１秒
後に作動させ、マスター２を第２熱源８に対向させる。

これによりマスター２の裏面２０１が、順次赤外線を受
ける。この赤外線は極太波長が１．２μｍの近赤外線で
あり、十分な放射エネルギを有するだめ、十分な加熱を
行なえる。しかも、マスターの裏面２０１は同一色、同
一物質であるため均一に熱吸収する。

続いて、押圧部材１７１によりマスター２は移動し、出
力信号Ｓを受けた時点より約３秒後に、マスター２の先
端は第１熱源９に対向する。これによりマスター２はそ
のトナー像の形成されている面２０２に順次赤外線を受
ける。この赤外線は、極大波長が１．８μｍの遠赤外に
近いものである。このように、第１熱源９からの輻射熱
は非画像部であるマスター２の裏面にも、画像部である
表面にもほぼ均等に吸収され、表面のトナー像はマスタ
ー２に融着する。

続いて、マスター２が抑圧部材１７］によりさらに押圧
されると同時に、第１熱源９および第２熱源８が、その
反射板９ａ、　８ａとともにマスター２と同方向にかつ
これよりも相対的に遅い速度で移動し、融着を継続して
行なう。このときの移動速度は、Ａ位置からＢ位置まで
の移動距離℃とマスター２の搬送速度によって決定され
る。即ち、Ａ位置をホームポジションとし、Ｂ位置を移
動終点とした場合、マスター２の先端部がこの定着部に
搬送されてきたと同時に移動を開始し、マスター２の後
端部が定着部を通過するときに終点Ｂに達するように、
これら熱源の移動速度が定められる。

これはまた、マスター２の移動方向の長さに応じて可変
できるように構成してもよい。

この後、マスター２は抑圧部材１７１によりさらに押圧
され、先端をガイドローラ１１に挾み込まれる。この時
点で抑圧部材１７１は通勤し、ホームポジション（第１
図に実線で示しだ位置）に復帰する。一方、カイトロー
ラ１１は所定速度でマスター２をトレー１８側に搬送し
、移動を終了した熱源９および８等は、ホームポジショ
ンＡに復帰する。

こうして定着処理の行なわれたマスター２は、エツチン
グされ、オフセット印刷機５内に装着され、多数枚の印
刷物の作製に供される。

（発明の効果） このような自動定着機１を用いてこの発明による熱定着
方法を行なったところ、マスター２はそのトナーイτ４
着面２０２を均等にかつ高速で定着処理された。

この発明による顕著な利点の第１は、マスターを検知し
て各熱源ランプが点灯後、マスターが定着部に到達する
までの間は、各熱源８，９が、それぞれの反射板８ｃＬ
、９ａ、によって、その熱線を外に逸散させずに相互利
用しているので、安定発熱に至る立上り時間が短縮され
ることである。定着作業が連続的に行なわれる場合は、
定着装置全体が暖まっているので問題ないが、これが間
欠的、例えば１〜２版が間欠的に行なわれる場合は、ま
ず装置を暖めるだめのエネルギーが必要になるので、定
着速度は、いきおい遅くせざるを得なくなる。

しかしこの発明によれば、各熱源からの熱線が外に逸散
されることなく相互利用されるので、すなわち第１熱源
からの熱線は第２熱源付近に集束され、第２熱源からの
熱線は第１熱源付近に集束されるので、それぞれ集束さ
れた熱線によってそれぞれの熱源が暖められ、それぞれ
をその得ようとする色温度にいち早く到達させる。相手
側の熱源に当たらずそこを通り過き゛た熱線も、相手側
の反肘板によって恰も相手側の熱源から発した熱線であ
るかのように反射されて再び自己の側の熱源付近に集束
され、熱源間をリサイクルして装置の立上シ時間の短縮
に寄与する。第１および第２熱源９および８は、第４図
に示すように第３図とは逆向きに配置すると、なお一層
効果的になる。

すなわち、第２熱源８によってマスター２の裏面がまず
初めに加熱され、支持体全体が均等に温度上昇されるの
で、第１熱源９による加熱が、その本来の目的であるマ
スター上のトナーの溶融に全面的に向けられ、その負荷
を小さくできるとともに、定着強度や定着速度を速くす
ることができる。

この発明の第２の利点は、定着部が固定されておらず、
紙支持体であるマスターと同一方向に移動させることに
より、熱エネルギーの照射時間を永くすることができ、
７−シたがって定着速度をより速くすることができ本こ
とである。即ち、移動速度τで距離２だけ定着部が移動
した場合、移動時間ｔはｔ　＝＝　ｖ／ｎとなり、を時
間だけ余分に放射エネルギーが紙支持体に与えられるか
らである。したがって、その分だけ紙支持体の移動速度
を速くしても、定着部を移動させない場合と同一の定着
効果が得られることになる。

上述の熱定着方法に用いた第１熱源９は発熱体色温度が
１６００°にであったが、これに限定されるものではな
く、下記する表−１に示すような＆４゜Ａ６．　届、７
　　の各赤外線ランプを第１熱源９に代え同様に用いて
もよい。即ち、高５には第１熱源９の使用時における測
定値を示しており、Ａｉ、　４　、　届６　、７１；、
　７の各赤外線ランプはその電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ
、　　２５Ｗ／ｃｒｎ、　　３０Ｖ／／ｃｒｎ　　にそ
れぞれ設定され、これにより、表−１に示す各値を示し
た。

表−１ なお、ｌ（ｙ、１には第２熱源８であるハロゲンランプ
（７）、Ａ　２　、４６３には定格の異なるニクロム線
ヒータのそれぞれの測定値を参考として示した。

表−１より明らかのように、＆　４　、　／Ｐｉ；、　
６　、　Ａ　７の各赤外線ランプはいずれも極大波長が
従来のハｏ　ケン７７　フ（ｊ％、　ｌ　）の値より長
波長側にシフトしている。このため、これら赤外線ラン
プを第１熱源として用いれば、これらはＡ５で示した第
１熱源９に順じた効果を得ることができる。

上述しだ熱定着方法は第１熱源９として透明石英管を用
いていたが、これに代え不透明石６英管を用いてもよい
。この場合、発熱体色温度が透明石英管を用いた場合と
同一であっても、紙支持体であるマスターのトナー付着
面２０２に達する赤外線はその極太波長が、透明石英管
を使用した場合より、遠派外線側によりシフトされる（
通常０１乃至０２μｍ程度）。このため、この分だけ発
熱体色温度を高め、発熱体の安定状態への立上りを早め
、放射エネルギを高めることができる。

更に、上述した熱定着方法はオフセット印刷におけるマ
スターの定着処理に用いられていたが、この他、カラー
複写や、２色複写における多色トナー像の定着処理にも
使用可能である。このような場合も、画像部と非画像部
との色、物質の相異があっても、立上り時間の速い均等
定着を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としての熱定着方法を用い
た自動定着機とその関連機器の概略図、第２図は同」二
自動定着機に使用される赤外線ランプの断面図、第３図
および第４図は、この発明における熱源と反射板の異な
る組み合わせをそれぞれ示している。 ２　マスター、　　２０１　　マスターの裏面、２０２
−１−ナー付着面、　　８・・・第２熱源、　　９　第
１熱源、　　８α、　９ａ・・・反射板、１４　　石英
管、１５・フィラメント。 第　ｚ　図 ％Ｄ図　　　第４図 ４９３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　紙支持体のトナーを付着した面が第１熱源と、゛
   　上記トナー付着面と反対側の裏面が第２熱源とそれぞ
   れ対向する間に、第２熱源が紙支持体の裏面を加熱する
   と共に、第１熱源が発する赤外線をトナー付着面に照射
   して、トナー像を紙支持体上に融着させる熱定着方法に
   おいて、上記第１熱源として、不活性ガスを封入した石
   英管型赤外線ランプを用い、この石英管型赤外線ランプ
   の発熱体の色温度を１２００　Ｋよ、？　２０００　Ｋ
   の範囲内に設定するとともに、上記第１および第２熱源
   のそれぞれの外側に設けられた反射板によって、第１熱
   源から発する赤外線を第２熱源付近に、また第２熱源か
   ら発する熱線を第１熱源付近にそれぞれ集束させ、かつ
   上記第１および第２熱源とこれらに付属する反射板とを
   、上記紙支持体の搬送方向と同一方向でその搬送速度よ
   りも相対的に遅い速度で移動させることを特徴とする熱
   定着方法。 ２、上記発熱体はタングステンフィラメントであり、そ
   の電力密度をＩＯＷ／ｌｒｎ　　より３０　Ｗ／ｃｍの
   範囲内に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の熱定着方法。 ３　上記第２熱源はノ・ロゲンガスを封入した石英管型
   赤外線ランプであり、この石英管型赤外線ランプのタン
   グステンフィラメントの色温度がことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項まだは第２項記載の熱定着方法。