JPH04273275A - 定着方法及び装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真における定着装
置のオフセット転写やよごれ転写の防止手段やセンサー
よごれによる誤動作防止手段とカラー画像の光沢不足を
解消する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真のトナー像の定着プロセスにお
いては、熱ローラ定着が最も一般的である。そして近年
のカラー画像を扱う電子写真のプロセスにおいては、定
着後の画像の色再現性や画像の光沢性を確保したりＯＨ
Ｐ用転写材を使用時の透過性を確保するためにトナーを
十分溶融させることが要求されている。一般に広く使用
されている線状ポリエステルのトナーを用いてその溶融
條件を前述のレベルにすると、高温オフセットの問題か
ら必須条件として離型剤として低粘度のシリコンオイル
を多量に塗布することが必要になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにシリコンオ
イルを多量に使用するとシリコンオイルのこぼれの問題
やシリコンオイルの転写材への付着等の問題が発生する
。特にＯＨＰ使用時にはシリコンオイルの転写材への含
浸がないためシリコンオイルによりユーザーの手を汚し
たり、ＯＨＰ自体の透過性を著るしく低下させたりする
。この問題のために一般のポリエステルを使用したトナ
ー即ちワックス系のトナーが採用されているが十分な溶
融状態を得るのがむずかしいのが現状である。また、カ
ラー画像では前述のように定着後の光沢が要求されるこ
とが多く、その場合の手段としては従来技術の範囲では
、前述のように、多量の離型剤を塗布するか、一般のポ
リエステルトナー、即ち、ワックス系のトナーを使用す
る場合には一度定着した画像をオプションユニットでも
う一度定着させることが行われている。

【０００４】このようなわずらわしさを避けるために一
対の定着ローラの一方と別に設ける搬送ローラとの間に
無端ベルトをかけて、一対の定着ローラの間と無端ベル
トの間に現像済み転写材を通してそれによって溶融状態
にしたトナーが転写紙に凝固させるための冷却のチャン
スを与えるようにするが、一対の定着ローラやベルトの
温度や搬送ローラ部の温度を適性にすることが必要であ
る。そして、それを実現するために要部に正確な温度セ
ンサーを設けて温度を検知しそれに基いて加熱制御をす
ることが必要である。しかし、温度センサーを前記ベル
トに直接当てると画質が損われたり、センサーにむしれ
等によるゴミやトナーが付着し、該センサーが誤動作を
起し、満足な制御ができなくなる欠点がある。

【０００５】本発明はこのような定着の問題点を解決し
て、シリコンオイルなどの離型剤を全く使用しないか、
使用してもわずかの使用で定着後の画像においてトナー
の溶融が十分確保されトナー溶融における色再現性が優
れた定着装置を提供し、更に、カラー画像で要求される
ような光沢性のよい画像ができ、特にＯＨＰ使用時の透
過性、色再現性に優れた定着を達成させることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
ａ又はｂ又はｃによって達成される。

【０００７】（ａ）無端ベルトのベルト面を介して圧着
状態にある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ
離れた位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルト
を巻回させ、前記一対のローラ及び無端ベルトを、加熱
して電子写真の未定着トナー像を有する転写材をこれ等
一対のローラの間と無端ベルトの外周面に沿って通過さ
せることにより該トナーを該転写材上に定着させる方法
であって、前記無端ベルトには基体上に離型剤の層を設
けて剥離を容易ならしむるとともに前記一対のローラの
該ベルトが架けられたローラの該ベルトが接触しない位
置の外周面にセンサーを接触させて該外周面の温度を検
知して、トナー溶融と凝固が適切で画像汚染やセンサー
汚染やオフセット転写のない適性加熱量に制御するよう
にしたことを特徴とする定着方法。

【０００８】（ｂ）無端ベルトのベルト面を介して圧着
状態にある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ
離れた位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルト
が巻回して設けられ、前記一対のローラの少くとも一方
に、加熱用のヒータが設けられ、電子写真の未定着トナ
ー像を有する転写材がこれ等一対のローラと無端ベルト
の一部を通過することにより該トナーを該転写材上に定
着させる定着装置であって、前記無端ベルトには基体上
に離型剤の層を有する構成であり、該ベルトが架けられ
た加熱側のローラの該ベルトが接触しない位置の外周面
に接触して温度検知手段を設けたことを特徴とする定着
装置。

【０００９】（ｃ）前記温度検知手段によって読取った
値によりヒータの加熱制御を行うことを特徴とするｂ項
記載の定着装置。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例１の構成を図１の断面図によ
って説明する。

【００１１】（実施例１）図１に示すように芯金１１を
有し、その上に弾性体層１２として耐熱性合成ゴム層を
同心に設け、それらの中心部にヒータ１６を設けた定着
ローラ１０と該定着ローラ１０に対して特定の距離に設
けた搬送ローラ１４との間に無端ベルト１５が巻回され
ている。無端ベルトはポリイミド基体上にシリコンゴム
からなる離型層を塗布したもので構成する。ポリイミド
基体の厚さは１０〜１００μｍが望ましく、２０〜５０
μｍがより好ましい。また、シリコンゴム層は５０〜３
００μｍにしてある。そして定着ローラ１０に対しては
前記無端ベルト１５を介して定着ローラ２０が圧着して
いる。そして、両定着ローラ１０及び２０で形成する一
対のローラ軸間を結ぶ線の鉛直線に対する傾き角は５〜
４５℃にとってある。定着ローラ２０も中心部にヒータ
２３が配されそれと同心に芯金２１が、更に外側に同芯
に弾性体層２２として耐熱性合成ゴムのライニング層が
施されている。

【００１２】そして、転写材５１上にトナー５２が付着
した現像済みの未定着画像は、入口ガイド１７上に搬送
され、定着ローラ１０，２０及び無端ベルト１５に押圧
されながら矢印方向に送られガイド３３上を通って搬送
ローラ１４の外方に定着を完了して排出回収されるよう
にしてある。

【００１３】そして定着ローラ１０，２０を出て無端ベ
ルト１５から搬送ローラ１４間に設けられたガイドに近
接して下方に空気吸込ダクト３１及び冷却ファン３２よ
りなる冷却装置３０が設けられている。

【００１４】無端ベルト１５の外側には離型剤としてシ
リコンゴムが被覆されていて、弾性体の役目もはたして
いる。

【００１５】また、前記定着ローラ１０及び搬送ローラ
１４の外周面で無端ベルト１５が接触していない位置に
接して温度検知手段としてのセンサー１３が設けられて
いる。このセンサー１３は接触式サーミスター又は熱電
対が適切である。

【００１６】次に、このように構成された定着装置１の
作用について述べる。

【００１７】先ず、図２に示す線状ポリエステル製トナ
ーと一般のポリエステル製トナー即ちワックス系トナー
との粘度−温度特性曲線について説明する。

【００１８】このグラフは縦軸に粘度がポアズの単位の
常用対数値で目盛られ、横軸に温度が目盛られている。 そして線状ポリエステル製トナーは実線で示され、一般
のポリエステル製トナーは鎖線で示されている。両トナ
ーとも１００℃近辺で１００，０００ポアズ程度の高粘
度即ちガラス転位状態になっており、１００℃を越すと
両トナーとも溶融状態になる。そして最適の溶融状態は
粘度が５０００ポアズぐらいのところである。そして、
その粘性状態は、今まで一般的なポリエステル製のトナ
ーでの加熱温度は１５０℃に達するにもかかわらず、線
状ポリエステル製のトナーははるかに低い温度の１２０
℃で済んでいる。

【００１９】更に、２つの定着ローラによるローラ対だ
けのニップによって熱定着を行っていた従来の定着装置
にくらべて、本発明においては、無端ベルト１５を介在
させており、それによって剥離までの降温時間が確保で
きるので、溶融温度を今までよりも高い方に拡げて、加
熱領域をはるかに広くとることができる。この加熱領域
においては、線状ポリエステル樹脂のような、低温度で
溶融状態の得られるトナーによって未定着画像は十分溶
融する。この溶融状態にあるトナー５２と転写材５１の
粘着力及び転写材の裏面から当てられる冷却ファン３２
からのエヤフローにより、転写材５１とトナー５２は無
端ベルト１５に付着したままで搬送されベルト自体の温
度低下とエヤフローによる冷却効果により温度を低下さ
せてゆく。

【００２０】この領域において十分冷却され粘度が大き
くなりガラス転位状態になったトナー５２と転写材５１
は、搬送ローラ１４に支持された前記無端ベルト１５の
端部で該ベルト１５から剥離される。このときトナー５
２は殆んど凝固したガラス転位状態にあるので、該ベル
ト１５の表面性をそのまま保持して鏡面に近い光沢のあ
る表面が得られる。このようにトナー５２は十分溶融し
た状態になってから凝固するので複数のカラートナーの
溶融混合による色再現性が確保されると共に、ＯＨＰな
どに定着した場合の透過性も安定して確保できる。ここ
で前述のように無端ベルト１５を構成する表面材料は離
型剤であるシリコンゴム等の材料であるので離型性とと
もに離型層自体が弾性を有するため、トナーへの均一な
加熱と加圧が実現できるとともにトナー５２と無端ベル
ト１５の基体との間のダンパー的効果もあって、線状ポ
リエステルトナーのような比較的低温度において溶融し
やすいトナーを用いてもオフセットの状態が全く起らな
いか、起っても極く僅かであってクリーニングできる範
囲のレベルにとどめることができる。

【００２１】また、無端ベルト１５が架けられた側の定
着ローラ１０及び搬送ローラ１４のベルト搬送路に該当
しない外周面に沿って設けた温度検知手段としてのセン
サー１３の接触により温度制御を行うのであるが、見落
すことのできない利点として無端ベルト１５の表面はセ
ンサー１３によって全く傷つけられることがない。逆に
また、無端ベルト１５の表面でのみ該ベルトとトナー５
２との接触がありトナーが裏面にまわりこむことがない
ので、トナー５２やごみ等がセンサー１３に付着して検
知不良になることもない。従って、図３の比較例に示す
ように無端ベルト上にセンサー１３を直接接触させて温
度検知をし、該ベルトを傷つけて画像品質を損ったりセ
ンサー面をトナーや削られたごみによってよごして検知
温度測定に誤動作を起していた方式にくらべて大きな効
果を発揮する。

【００２２】また、無端ベルト１５を用いた定着装置の
場合には、冷却装置３０の状態によって定着部分の温度
に影響が出やすいが、圧着する定着ローラ２０につけた
温度検知手段としてのセンサーの読み取り値を前記セン
サー１３の読み取り値と合わせてヒーターの加熱を制御
することにより、定着部分の温度を安定範囲に保持する
ことが可能になる。

【００２３】

【発明の効果】本発明により、シリコンオイル等の離型
剤を全く使用しないか使用しても極く僅かの使用によっ
て該オイルの転写（オフセット）の問題が発生すること
なく低温溶融型のトナーを使用することにより該トナー
を十分溶解して透過性及び色再現性に優れしかも画像面
に傷などのない定着画像が得られるようになった。

【００２４】そしてこのときの転写材はシリコンオイル
等により汚されることはない。また、カラー画像におい
て要求される光沢画像も十分なレベルのものが得られる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の実施例の断面図。 図２はトナーの粘度−温度特性曲線。 図３は比較例の断面図。

【符号の説明】

１０，２０…定着ローラ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１１，２１…芯金１２，２２…弾性体層
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３
…温度検知センサー １４…搬送ローラ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１５…無端ベルト １７…入口ガイド　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　３０…冷却装置３１…空気吸収ダクト　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３２…冷却フ
ァン ３３…ガイド　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　５１…転写材５２…トナー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無端ベルトのベルト面を介して圧着状態に
   ある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ離れた
   位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルトを巻回
   させ、前記一対のローラ及び無端ベルトを、加熱して電
   子写真の未定着トナー像を有する転写材をこれ等一対の
   ローラの間と無端ベルトの外周面に沿って通過させるこ
   とにより該トナーを該転写材上に定着させる方法であっ
   て、前記無端ベルトには基体上に離型剤の層を設けて剥
   離を容易ならしむるとともに前記一対のローラの該ベル
   トが架けられたローラの該ベルトが接触しない位置の外
   周面にセンサーを接触させて該外周面の温度を検知して
   、トナー溶融と凝固が適切で画像汚染やセンサー汚染や
   オフセット転写のない適性加熱量に制御するようにした
   ことを特徴とする定着方法。
2. 【請求項２】無端ベルトのベルト面を介して圧着状態に
   ある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ離れた
   位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルトが巻回
   して設けられ、前記一対のローラの少くとも一方に、加
   熱用のヒータが設けられ電子写真の未定着トナー像を有
   する転写材がこれ等一対のローラと無端ベルトの一部を
   通過することにより該トナーを該転写材上に定着させる
   定着装置であって、前記無端ベルトは基体上に離型剤の
   層を有する構成であり、該ベルトが架けられた加熱側の
   ローラの該ベルトが接触しない位置の外周面に接触して
   温度検知手段を設けたことを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】前記温度検知手段によって読取った値によ
   りヒータの加熱制御を行うことを特徴とする請求項２記
   載の定着装置。