JPS59214870A - 複写装置におけるトナ−像定着用熱定着ステ−シヨン - 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】 発明の目的 産業上の利用分野： 本発明は、曲り加熱板、定着ステーションに配置された
がイドローラによって前記加熱板に沿って案内される、
液体現像剤で現像されたトナー像を有する複写シート及
び加熱板を加熱するだめの発熱装置を包含する複写装置
における、前記トナー像を熱によって定着するための熱
定着ステーションに関する。

熱定着ステーションは、電子写真複写装置で使用される
。該装置では光導電体層上に帯電像が形成され、液体現
像剤で現像され、それにより分離されたトナー顔料によ
ってトナー像が形成される。トナー像は複写支持体、例
えば紙に転写される。トナー像を有しかつ現像剤で湿潤
している複写支持体は、トナー像が熱作用によってそこ
で紙上に定着されうる熱定着装置中を通過されてトナー
像は耐擦性になる。

従来の技術： 西独国特許出願公開第２５３９６４２号（米国特許第４
０５９３９４号）明細書には、液体現像剤を用いる電子
写真複写装置における、熱によってトナー像を定着する
ための装置が開示されている。この定着装置には加熱装
置が配置されていて、それに沿って液体現像剤で現像さ
れかつその上面にトナー像を有する複写シートが移動さ
れる。加熱装置は曲り加熱面を有する。

複写シートの裏面は、熱によってトナー像を定着するた
めに前記向り加熱面と滑り接触している。加熱面の一部
分が曲っている。加熱面から少し離れた位置にガイドロ
ーラが設けられていて、同ローラはトナー像な有するシ
ート面と接触されて前記シート面を加熱面の曲り部分の
方に動かし、その部分の中に導入する。ガイドローラは
刻み何円周面を有し、加熱面の曲り部分からこの円周面
までの距離は、複写シートの厚さよりも大きい。

液体トナーは通常、誘電性液体、例えば約１６４°Ｃの
沸点を有し、帯電顔料、好ましくはカーボンブラック顔
料がその中に分散されたイソパラフィン系炭化水素であ
るインパールＧ（ＩＳＯｐａｒ　Ｇ　）から成る。更に
液体トナーは、顔料の電荷を調節する混合物、バインダ
ー及び適当な場合には約８０℃の融解温度を有する可融
性ロウも含、有する。トナー像が複写支持体、例えば紙
又はフィルムに転写されると、同支持体もまた分散液に
よって湿潤される。この転写された分散液は定着装置で
熱作用によって蒸発され、ロウを含有するトナーの場合
には分離されたロウ粒子の融着が所望される。この目的
のために、トナーで処理された複写支持体は公知法（西
独国特許出願公開第２５３９６４２号明剛書）で、通常
１８０’Ｃ〜２１００Ｃの温度を有する加熱板上を移動
される。ロウを含有するトナーの場合には好ましくは更
に高い温度が選択される。

上記の値を越える定着温度は用いられない、それという
のも複写材料の不測の事故の場合には、紙が黄変するか
又はトナーの剥れ又はフィルムの場合には溶融が起こる
がらである。

複写装置の操作の際には、公知加熱板の一様な加熱温度
にも拘らず、単一シート上に存在する若干のトナーが圧
力又はガイドローラに付漬し、そこから該トナーが通過
しつつある複写シートの部分々々に転写される、つまり
圧力ローラがオフセット効果を示す。長い試験によって
、定着中の望ましくない前記のトナー転写を加熱板と圧
力ローラとの間の定着ギャップの間隔を変えることによ
って防止することは、例えば０．３朋の極めて狭い間隔
の場合にも、また約６朋の比較的広い間隔の場合にも不
可能であることが判った。特にロウを含有するトナーを
使用する場合には不利である、それというのも該トナー
が極めて高い密度を有するトナー像を生じる、つまり黒
化（ｂｌａｃｋｅｎｉｎｇ　）を起こす結果、オフセッ
ト印刷現像への極めて強い傾向を示すがらである。

発明が解決しようとする問題点： 本発明の目的は、冒頭に記載した型の定着ステーション
を、ガイド又は圧力ローラと定着ステーションにおける
加熱板との相互作用による複写シート上のオフセット効
果が防止されるように改善することである。

この目的は、加熱板長さ上の２つの異なる温度範囲な示
す温度分布を有する加熱板によって達成される。

本発明の一実施態様では、加熱板の第１端から加熱板と
圧力又はガイドローラとの間の定着ギャップまで延びる
加熱板のシート入口帯域の温度Ｔ１は、定着ギャップか
ら加熱板の第２端まで延びる加熱板のシート出口帯域の
温度Ｔ２よりも、低い。シート入口帯域の温度Ｔ１は、
シート出口帯域の温度Ｔ２よりも少なくとも６５°Ｃ低
い。

本発明の他の実施態様では、シート出口帯域で測定した
温度Ｔ２とシート入口帯域で測定した温度Ｔ１との間の
差は１６０℃以下である。

本発明の他の有利な実施態様は吹下の記載より明らかに
なる。

本発明によって、トナー転写にょる圧力又はガイドロー
ラのオフセット印刷を、比較的簡素な手段をとることに
よって、すなわち加熱装置の発熱要素への異なる電力の
適用又は孔、エアギャップ、断熱層等の設置によって防
止することができるという利点が得られる。

実施例： 第１図は定着ステーションの機械的構造の典型的実施態
様を示す。鋳造アルミニウムの加熱板４は曲った形状を
有しがっ加熱装置として２個の発熱バー５，５′を包含
し、この際一方の発熱バー５は定着ギャップ２の前方に
配置され、他方の発熱バー５′は定着ギャップ２の後方
に配置されている。ギャップ２を通過されている複写シ
ート３はその上面に液体現像剤で現像されたトナー像を
有しかつ構造化表面を有する圧力ローラ６によって加熱
板４の方へ運搬される。

加熱装置の発熱要素５，５′はまた板吠であってもよい
し又は他の適当な形状を有していてもよい。

第１図で図示したような加熱板及び加熱装置ハ、例えば
カレ・ニーダーラスング・デル・ヘキスト−Ａ　Ｇ　（
ＫＡＬＬＥ　Ｎｉｅｄｅｒｌａｓｓｕｎｇ　ｄｅｒＨｏ
ｅｃｕｓｔ　ＡＧ　）製インフオテツク（Ｉｎｆｏｔｅ
ａ　）複写機で使用されている。このような加熱板の変
形型を同様な加熱装置の組立のために使用してもよい。

第１図による実施態様の場合、加熱板４はシート入口帯
域ＡＣ及びシート出口帯域ＯＢに分れている。Ａは加熱
板４の第一の端を示し、Ｂは加熱板４の第二の端を表わ
す。点Ｃは、定着ギャップ２の領域の、加熱板４の凹状
に曲った部分に在る。シート入口帯域ＡＣの発熱バー５
の動作電力は、シート出口帯域ＯＢに在る発熱バー５よ
りも低い。

第２図は、加熱板に沿った温度分布の理想化された様子
を示す。加熱板４の第一の端から定着ギャップ２まで延
びる加熱板４のシート入口帯域ＡＣにおける温度Ｔ１は
、定着ギャップ２かも加熱板４の第二の端まで延びる同
板のシート出口帯域ＯＢにおける温度Ｔ２よりも低い。

このような温度分布の作用のモードはまだ正確に知られ
ていないので、発見された効果の絶対的に正しい説明は
不可能である。しかし観察から、大部分のトナー像は、
加熱板のシート入口帯域ＡＣをトナーが通過される際に
トナーに添加されたロウ又はその他の成分の融解温度ま
でまだ加熱されず、従って前記物質は圧力ローラに付着
することができない、と結論されうる。

温度Ｔ１は周囲温度に一致してもよいが、Ｔ□が周囲温
度よりも高いのが有利であって、複写紙は、定着ギャッ
プ２を出て、より高い温度Ｔ２を有する加熱板４のシー
ト出口帯域ＣＥに入ると可及的に迅速に、連行された分
散液が蒸発しかつ液体トナーに含有された成分例えばロ
ウが溶融する温度に加熱される。

一般的説明の範囲では、温度Ｔ１及びＴ２に関して一定
の範囲しか与えられえない。それぞれ特定の場合に要求
される温度は就中各加熱板の形状及び大きさに依存する
。第１図で図示せる典型的実施態様の場合には、約８ｃ
ｍの長さを有する加熱板が使用され、この際、低温範囲
の長さと高温範囲の長さとの関係は約１：２である。

低温範囲、つまりシート入口帯域ＡＣが比較的短い場合
には、Ｔ工は、比較的長い低温範囲の場合よりも高い。

更に各特定の場合の最適温度は、加熱板から複写支持体
への熱伝達及び複写支持体を通ってその上面のトナー像
への熱伝導によって決定される。例えば厚さ１２０μｍ
の粗細の場合の最適温度は、厚さ８０μｍの平滑紙の場
合よりも１５°Ｃまで高い。作業速度もまた重要な基準
である。７〜１９　ｃｍ　／　ｓｅｃ　（７）　作業速
度で本発明の定着ステーションに関する試験を実施した
が、原則的には前記速度に限定されなかった。最後に、
それぞれの理想的温度は使用された液体温度の組成によ
って決定される。

例えば、分散液として平均沸点１８ｏ０ｃを有するイソ
パールＨ（ｌ５ｏｐａｒ　Ｈ）を、平均沸点１６４°Ｃ
を有するイソパールＧ（工５ｏｐａｒ　Ｇ　）の代りに
使用する場合には、温度Ｔ２は両肌点間のおおよその差
だけ、つまり１６℃だけ高められねばならない。更によ
り高い融点を有するロウはそれだけ高い最終温度Ｔ２を
要求する。

これらの影響因子に対する最適適合を達成するためには
、場合によっては２５０’Ｃまでの極めて高い温度が要
求される。しがし、複写物の運搬が妨害され、定着ステ
ーションの効果に障害を生じる場合には、これらの高い
温度による紙複写物のトナーの剥落又はフィルム複写物
の融解の危険が起こる。従って温度Ｔ２は、実際的理由
から約２２０°Ｃよりも高くはなく、有利な温度範囲は
１９５°Ｃ〜２１５℃である。温度Ｔ１は、周囲温度よ
りも高くがっＴ２よりも低いが又はＴ２に等しいように
選択されろ。他の場合には第２図に示すような定着ステ
ーションにおける著しいオフセット現象を示す液体トナ
ーを使用する場合には、１５ｏ〜１６．０’Ｃの間の温
度Ｔ１によって良好な成果が得られる。この場合には圧
力ローラ６は約８０’Ｃの温度を有する。

第２図に示すような、加熱板４に沿う理想的温度分布を
実現する種々の可能性がある。就中、シート入口帯域の
温度Ｔ１はシート出口帯域の温度Ｔ２よりも少なくとも
６５°Ｃ低いことが守られねばならない。シート出口帯
域の温度Ｔ２とシート入口帯域の温度Ｔ１との間の差は
最高１６０°Ｃまで可能である。

第１図に関して上に説明したように、顕著な温度分布は
発熱バー５及び５′の非対称的配置によって得られる。

第６図による定着ステーションの実施態様の場合には、
両売熱バー５，５′は定着ギャップ２の後方のシート出
口帯域ＯＢに配置されていて、定着ギャップ２０近くに
ある発熱バー５は定着ギャップ２かも遠い距離に在る発
熱バー５′よりも低い電力で動作される。

第２図による温度分布における極めて顕著な温度変化は
、シート出口帯域ＯＢ及びシート入口帯域７７間の熱伝
導が減少されるか又は部分的に中断される場合に観察さ
れる。これは、定着ギャップ２の範囲では加熱板４の製
造材料の熱伝導と比べて減少された熱伝導の帯域を有す
る加熱板によって達成されうる。

例えば第４図で図示した実施態様の場合には、加熱板４
の減少熱伝導の帯域に孔８が設けられており、これらの
孔は加熱板４の長手方向に対して垂直に１列に並んで配
置されている。もちろんまた、これらの孔を連続する数
列にすることもできる。減少熱伝導の範囲で加熱板の横
断面がその初めの大きさの半分に減少される場合には、
例えば加熱板のシート入口帯域では１５０〜１６０℃の
温度Ｔｌが測定され、これに対してシート出口帯域の温
度Ｔ２は約２１０°Ｃ〜２１５°Ｃに達する。

シート入口帯域及び出口帯域間の熱伝導に影響を及ぼす
他の可能性は、定着ギャップ２の範囲の減少熱伝導帯域
で加熱板４にテーパな付けることである。この実施態様
は図示してない。

また同様なことは、定着ギャップの範囲で加熱板４に埋
込まれて、やはり加熱板のシート入口帯域及び出口帯域
間の熱伝導の減少を惹起する断熱板についてもいえる。

第４図で示すような孔８の代りに、加熱板のシート入口
帯域とシート出口帯域との間にエアギャップを設けても
よい。

正確に定着ギャップ２においてではなく、むしろ板の端
Ｂの方向に移動された点で熱伝導を減少又は中断するの
が有利である。それというのもこのようにすると圧力ロ
ーラ６が比較的低湿である。最適移動距離は大体圧力ロ
ーラ６の直径に相応する。

第５図で図示した実施態様の場合には、所望の温度分布
は、２個の発熱バ〜５，５′を定着ギャップ２の後方の
シート出口帯域ＯＢに配置しかつ加熱板４のシート入口
帯域ＡＣを耐熱性フィルム７によって遮断することによ
って得られる。フィルム７によって加熱板４かも複写シ
ート３への熱伝達が所望のように低減される。他の可能
な手段は、シート人口帯域ＡＣの加熱板４上に設けられ
たリプ（図示してない）の上を複写シートを運搬するこ
とであり、これによって加熱板から複写シートへの熱伝
達が、複写シート下のリプ同士の間に存在する空気層に
よって適当に低減される。

第６図による本発明の実施態様の場合には、加熱板４の
Ｂ端に高い熱伝導率を有する材料がち成る部材１１が隣
接している。部材１１の下側には冷却リプ１０が設けら
れていて、これらのリプに向って空気流９が注がれる。

部材１１は実際には加熱板４のシート出ロ帯域三下ノ延
長部である。部材１１の領域では周囲温度に近い温度Ｔ
３が調整される。加熱板４に沿った所望の温度分布は加
圧ローンのオフセット印刷を有効に防止する。複写物は
加熱板の第二の端Ｂから加熱板４を出る。複写物の排出
時には複写物の温度はなお高いので、特にロウ部分の多
い場合には、溶融トナー像はまだ耐擦性ではない。

複写物を積重ねると、ある複写物の裏面がその下の複写
物からの少量のトナーによって汚れることもある。複写
物裏面のこのような汚れ又は送出ローラ（図示してない
）によるオフセット印刷は、第６図で示すように定着ス
テーションで複写物を冷却することによって大体におい
て防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は加熱板の下面に埋込まれた２個の発熱バーから
成る加熱装置を包含する熱定着ステーションの略示側面
図、第２図は本発明による定着ステーションの加熱板の
長さ上の理想的湿度分布を示すグラフ、第６図は前記発
熱バーが加熱板のシート出口帯域のみに設けられた定着
ステーションの略示側面図、第４図は定着ギャップの近
くの加熱板に孔の設けられた第６図と同様な定着ステー
ションの略示側面図、第５図は加熱板のシート入口帯域
に断熱性フィルムの設けられた第６図と同様な定着ステ
ーションの略示側面図、第６図は加熱板のシート出口帯
域に付加的冷却帯域が隣接する第６図と同様な定着ステ
ーションの略示側面図である： １・・・定着ステーション、２・・・定着ギャップ、３
・・・複写シート、４・・・加熱板、５．５’・・・発
熱バー、６・・・圧力がイドローラ、Ｉ・・・耐熱性フ
ィルム、８・・・孔、９・・・空気流、１０・・・冷却
リプ、１１・・・高い熱伝導率を有する材料の部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　曲り加熱板、定着ステーションに配置されたがイ
   ド四−ラによって前記加熱板に沿って案内される、液体
   現像剤で現像されたトナー像を有する複写シート及び加
   熱板を加熱するための発熱装置を包含する複写装置にお
   ける、前記トナー像を熱によって定着するための熱定着
   ステーションにおいて、加熱板（４）が、その板長さ上
   の２つの異なる温度範囲を有する温度分布を示すことを
   特徴とする前記熱定着ステーション。 ２、第１板端Ａから、加熱板（４）と圧力又はガイドロ
   ーラ（６）との間の定着ギャップ（２）まで延びる加熱
   板（４）のシート入口帯域ＡＣにおける温度が、定着ギ
   ャップ（２）から第２板端Ｂまで延びる加熱板（４）の
   シート出口帯域ＣＢにおける温度Ｔ２よりも低い特許請
   求の範囲第１項記載のステーション。 ６、　シート入口帯域の温度Ｔ１が、シート出口帯域の
   温度Ｔ２よりも少なくとも６５°Ｃ低い特許請求の範囲
   第２項記載のステーション。 ４、　シート出口帯域の温度Ｔ２とシート入口帯域の温
   度Ｔ１との間の差が１６０’Ｃ以下である特許請求の範
   囲第２項記載のステーション。 ５．２個の発熱要素（５，５’）から成り、その一方の
   発熱要素（５）は定着ギャップの前方に配置されている
   が他方の発熱要素（５′）は定着ギャップ（２）の後方
   に配置されている発熱装置の温度が、シート入口帯域Ａ
   Ｃにおける発熱要素（５）の動作電力がシート出口帯域
   ＯＢにおける発熱要素（５′）の動作電力よりも低くな
   るように調整される特許請求の範囲第１項から第４項ま
   でのいづれか１項に記載のステーション。 ６．２個の発熱要素（５，５’）が定着ギャップ（２）
   の後方のシート出口帯域ＯＢに配置されておりかつ定着
   ギャップ（２）の近くに配置された発熱要素（５）に供
   給される電力が、定着ギャップ（２）から遠い距離に配
   置された発熱要素（５′）に供給される電力よりも低い
   特許請求の範囲第１項から第４項までのいづれか１項に
   記載のステーション。 ７、　　定着ギャップ（２）の領域で加熱板（４）に、
   加熱板（４）の材料と比べて減少された熱伝導の帯域が
   設けられている特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いづれか１項に記載のステーション。 ８、減少熱伝導帯域が、加熱板（４）の板端Ｂの方向に
   定着ギャップ（２）に対して相対的に移動されている特
   許請求の範囲第７項記載のステーション。 ９　加熱板（４）の減少熱伝導帯域に、加熱板（４）の
   長手方向に対して垂直に配置された１列の孔（８）が設
   けられている特許請求の範囲第７項又は第８項記載のス
   テーション。 １０、減少熱伝導帯域で加熱板（４）にテーパーが付け
   られている特許請求の範囲第７項又は第８項記載のステ
   ーション。 １１、　　減少熱伝導帯域で加熱板（４）に断熱層が埋
   込まれている特許請求の範囲第７項又は第８項記載のス
   テーション。 １２、減少熱伝導帯域が加熱板（４）のシート入口帯域
   とシート出口帯域との間のエアギャップによって形成さ
   れている特許請求の範囲第７項又は第８項記載のステー
   ション。 １６、両発熱要素（５，５’）が定着ギャップ（２）の
   後のシート出口帯域ＣＢに配置されておりかつ加熱板（
   ４）がシート入口帯域ＡＣで耐熱フィルム（７）によっ
   て遮断されている特許請求の範囲第１項から第７項まで
   のいづれか１項に記載のステーション。 １４、高い熱伝導性を有する材料の部材（１１）が加熱
   板（４）の板端Ｂに隣接しかつ空気流がそこに向って注
   がれる冷却リプ（１０）を有する特許請求の範囲第６項
   記載のステーション。