JPS61122667A - 画像形成装置用定着装置 - 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】 （発明が属する分野） 本発明は、印刷機、複写機、プリンター、ファクシミリ
等のような画像形成装置の定着装置に関する。

本発明は、この定着装置の内、未定着画像を定着画像と
して出力するもので、その画像の画質を大幅に向上でき
る定着装置に特に有効なものであるｉ （従来技術の問題点） 従来から実用化されている複写機、プリンター、印刷機
等の画像形成装置では、画像を粉体現像剤で構成し、紙
や樹脂等の記録材に加熱加圧、加熱又は圧力の夫々で定
着する定着装置が用いられている。

これらは、一般家庭にまで普及し、記録画像の形成速度
が毎分１２０枚〜毎分２０枚（Ａ４サイズ）といった範
囲のものまでもある。

又、画像を構成する色についても各種の色が形成されて
おり、使用される現像剤には黒糸、赤系、青系、緑系の
各トナーが必要に応じて用いられている。さらに、画像
が形成される記録材には、事務用普通紙１図面用第２゛
原図、樹脂フィルム等のものまでが用いられており、名
札９葉書等の小サイズのものも使用されている。

しかしながら、各種のトナーや各種の記録材を用いるよ
うになってくると、画像の定着性に変動が生じるため各
種の提案がなされ、実行されているものがある。

ところが、記録材に対して画像を固定して定着効果の優
れた定着装置でも、その出力によって得られた画質は美
的さや豪華さに欠け、原稿等のオリジナルのもつ美観や
鮮明さ或いは画質の点からみた画像濃度の優れた高濃度
を備えるものでなかった。

′ｈ　　　　　特に記録材の中でも年賀状、案内状、礼
状、クリスマスカード等のシートや飲食店のメニュー。

チケット、賞状等のシートでは、より鮮明で濃度の高く
適度の光沢のある高画質な画像が望まれているにもかか
わらず、満足のいく定着画像は得られていない。

（本発明の目的） 本発明の目的は上述の欠点を解決し安価でしかも容易に
高画質の画像を出力できる画像形成装置用定着装置を提
供するものである。

本発明の他の目的は、出力画像に適度な光沢と高濃度で
優れた鮮明さを与えることのできる画像形成装置用定着
装置を提供するものである。

（本発明の概要） 従来の定着装置で得られるコピー画像は、本来の画像部
と非画像部との境界が不鮮明で、しかも光沢という豪華
さはほとんどないか、圧力定着画像のように画像が押し
つぶされ過ぎて光沢が多すぎるといったものである。

そこで本発明者らは、従来の画像が後述するように第２
図の如きものであることを確かめ、これらの問題を解決
するものとして本発明に至った。

上記目的を達成する本発明の第１発明は、「未定着の画
像を記録材に定着する手段と、該定着手段を通過した記
録材上の定着画像に当接する処理用シートを備え、該処
理用シートを該定着画像に加圧密着する手段と、該処理
用シートと該定着画像とが加圧密着している際に定着画
像表面を軟化又は融解するために該定着画像を加熱する
手段と、該加熱手段によって加熱された固定画像が再度
固化した後、該処理用シートを定着画像面から剥離する
手段と、を有することを特徴とする画像形成装置用定着
装置」であり、本発明の第２発明は、 「未定着の画像に対して処理用シートを被覆した状態で
該処理用シートと該画像とを加圧密着及び加熱定着する
手段と、該画像が固化した記録材上に固定された後該処
理用シートを該画像から剥離する手段と、を有すること
を特徴とする画像形成装置用定着装置」である。

（本発明の実施例及び技術説明） まず、前項に触れたように、従来の画像を第２図に示し
であるのでその説明を行なう。

しかし高速で定着されるために第３図の如く熱容量、加
圧不足のときは特に顕著で、十分な・加熱が行われると
きもわずかに残っているが、いずれもトナー粒子５ａ間
が充分に結合されずにトナー粒子空間５Ｃが残ってしま
う、この空間５Ｃがあると、トナー画像濃度は空間５０
部に対応する記録材の反射濃度も加わるため十分濃度と
はならない。

又、トナー画像周辺５ｄもまばらでダしていて画質が荒
い、更に支配的なのはトナー画像５と密着ロールｌとの
分離点Ａにおいてトナー画像５の全体が軟化された内で
も特に最も高い温度で熱を受けて溶融している表面部分
が分離後５ｂの如き細かい凹凸が生じてしまうことであ
る。これによって定着画像表面は光を乱反射して光沢が
少なくなってしまう、この表面の凹凸はトナー画像バイ
ンダーが瞬時に冷えるときの凝集力によるものと推定さ
れる０例に、充分な熱と圧力で充・分にトナー画像粒子
を溶融一体化しても表面の凹凸５ｂを生じてしまうのが
従来のものである。

第２図の従来画像を第８図の如き画像にするものが未発
明であり、その詳細は第１図、第３図乃至第９図の説明
から理解されよう。

第１図には本発明の第１発明実施例の概要を示しである
。

図において、ｌは原稿を載置して往復移動する原稿台、
２は原稿照明用の照明系、３は結像のための結像系、４
４は感光体、５５は感光体の帯電用のコロナ帯電器、６
は可視化するための粉体現像剤を有する現像器、７は記
録材に像転写する転写用コロナ帯電器、８は感光体上を
クリーニングするクリーナー、９は搬送ローラである。

原稿１の画像に対応した現像像は、記録材４の表面に静
電的に転写せしめられた状態で、後述の定着装置ｌＯＯ
に送られる。定着装置１００の拡大図を第３図に示しで
ある。第１図中に示しである定着ローラー１３の分離爪
１９は第３図では省へ　　　略しである。

１１は定着ローラーで、未定着の粉体像に接して粉体像
を加熱定着するための加熱源１３を備え、不図示の温度
制御手段によって所定温度にｆｔＪＩ御されている。こ
の所定温度は、粉体像を完全に定着できる温度又は仮定
着、半定着できる温度のいずれでも良いが、好ましくは
画質向上度合を比較すると前者の方が適する。１２は不
図示の加圧手段によって定着ローラー１１に圧接する加
圧ローラーで、定着ローラー１１と定着を行う圧接部を
形成する。定着ローラー１１．加圧ロー′ラー１２の詳
細構成には公知の構成のものすべてや種々の組合わせの
ものが適用できる。又、本例′では加熱定着方式を採用
しているが圧力定着用のローラー構成にしても良く、熱
板定着でも良い。

２１は内部にトナー軟化点以上の温度に設定された、加
熱源２３を内部に有する（表面が金属又はゴム）加熱ロ
ーラー、２２は任意の加圧手段によって加熱ローラー側
へ押圧された（表面がゴム又は金属）加圧ローラーであ
る。

第６図は第３，９図の要部上面図を示しており、第３，
９図、第６図を参照°するとわかるように、２４ａは分
離ローラーで、加熱ローラーｌの所定位置で加熱処理を
受けた画＠５が軟化又は融解した状態から固化状態に復
帰するのに十分な距離だけ、加熱ローラー１から離間し
ている。本例ではこの距離を短縮するために、分離ロー
ラー２４ａと加熱ローラー１との間の記録材搬送路に冷
気又は空冷を供給できる冷却ファン３３を設けである。

２９は記録材４及びその固定画像５に密着する平滑処理
シートで、加熱ローラー２１の表面、分離ローラー２４
ａの表面、テンションローラー２５及び支持ローラー２
６にわたって掛は渡されてエンドレス回転を行う。この
シート２９は薄く熱によってわずかに変形するものであ
る。３４は加熱ローラー２１の表面温度を、加圧ローラ
ー２２の加圧力とで画像５の表面が軟化又は溶融できる
ような温度に加熱ｍ制御するための温度センサーで、不
図示の制御手段とにより、加熱源２３への通電を制御す
る。

２４ｂは分離コロで、記録材４の端部に当接して分離ロ
ーラーの分離効果を高めるものである。

２８ｂは排紙コロで、分離コロ２４ｂと共に分離ベルト
３０が掛は渡されており、記録材４を排紙側へ導び（，
２８ａは排紙ロールで、排紙コロ２８ｂと同軸上に回転
駆動されている。尚、３１は分離ローラー２４ａと共同
する搬送ローラー、３２は排紙コロ２８ｂ、排紙ロール
２８ａと共同する排出補助ローラー、３５は入口ガイド
、３７はシートに当接し、支持ローラー２６にシート２
９を押圧しながら、シートを平滑化すると共に清掃を行
う部材である。

さて、第１図の装置で原稿に応じた粉体像が形成された
記録材４が定着装置１００内に進入すると、トナー画像
５は未定着の状態から定着状態（又は仮定着）にされる
べく定着ローラー１１゜加圧ローラー１２との間で定着
処理される。従ってローラー１１．１２の間を通過した
画像５は記録材４に定着された状態となっており、この
状態で加熱ローラー２１と加圧ローラー２２との間に達
する。このローラー２１．２２間では画像５の少なくと
も表面を溶融又は軟化できるような加熱加圧条件が満た
されているため、矢印の方向に挟持搬送させると記録材
４及びこれに固定されている画像５は平滑処理シート２
９で覆われると共に加熱及び加圧される。この時シート
２９は薄く柔軟であるので記録材４及び画像５に均一に
定着し、第５図のようにトナー画像５の斜線部はシート
２９によってバッキングされた如き状態になり、トナー
粒子５ａは溶融結合し一体化する。

この状態で更に搬送され冷却ファン３３のエアー送風に
より記録材４及びトナー画像５はトナー軟化点以下に冷
却され続いて記録材４の一端部が分りベル）３０により
シート２９から分離される。即ち第６図の如く、記録材
４の一端４ａはシート２９かられずかに任意の巾でずら
して挿入されることにより分離ベルト３０により分離さ
れる。

、　トナーが冷えた後のシート２９の剥離は第７図の如
く、記録材４上の画像５と、シート２９の剥τ） 離点Ｐでシート２９の曲率が記録材４よりも太きくなる
ことでより確実に行われる。トナー画像５とシート２９
の剥離点（Ｐ）にこの角度ＱＩは、支持体４とトナー画
像５の剥離点（Ｑ）での角度Ｑ２より大きくすれば、夫
々の剥離点で両者を剥離するための剥離応力はＰ点が大
となるため１画像５はシート２９側から簡単でしかも表
面の乱れがなく安定して剥離される。

画質向上処理が施されることよって得られた画像５は、
第８図で示されるように再生され形が整っており、トナ
ー画像正面５ｂが一様ななめらかさを有し、平滑処理シ
ートの平滑面にならって均一となり、ヒ営−周辺５ｄも
きれのよい、なめらかな面となる他、入射光Ｉが矢印の
如くほとんど反射される。従って装置２０によると、鮮
明で濃度の高い光沢のある高品質の画質が確実に得るこ
とができた。

第９図は、第３固定着装置の変形例で第１図の画像形成
装置に第３図同様組込まれているものであるが、周辺説
明及び図は省略して示してある。

第３固定着装置１００の定着ローラー１１と加熱ローラ
ー２１とを合体して加熱定着ローラー１１１とし、同図
の加圧ローラー１２．２２とをローラー１１１．加圧ロ
ーラー１１２に設けられた条件は、未定着のトナー画像
５に対して直接接するシート２９を離型性特性を有する
材質で構成せしめ、未定着画像を十分な定着性で記録材
に定着せしめるだけの温度条件と加圧条件である。即ち
一般的に設定されているように、トナーの融点以上の加
熱を与えられるものである。

このように、画像定着と画質向上の処理を同時に行うよ
うにしても、画質は従来よりもはるかに向上されたもの
となることは説明するまでもあるまい。

次に具体的な数値例示す。

本発明の効果を示すに当たり、比較データとして第３図
に示した定着ローラー１．加圧ローラー２のみと、これ
らを２組設け、２回加熱定着を行った画像を採用した０
本発明の上記実施例に基づいた定着装置１００，２００
の出力画像を求めてみたところ下記の表に示すようにな
った。

尚、記録材の搬送速度を１００　ｍｍ／ｓｅａ、定着ロ
ーラー、加熱ローラー、加熱定着ローラーを共に１８５
℃設定、各ローラ一対（１１，１２）。

（２１，２２）、（１１１，１１２）の加圧力を３０ｇ
／ａｍローラー１１，２１，１１１の表面を四弗化エチ
レン被覆層とし、加圧ローラーの表面をシリコーンゴム
被覆層とし、さらに平滑処理シートを１２１Ｌｍ厚のポ
リイミドフィルムとした。濃度はＭａｃｂｅｔｈ　ＲＤ
　５１４濃度計を使用した。

明らかに、本発明の定着装置は、従来では得られなかっ
た、高画質で豪華さにあふれる画像を出力できるもので
ある。

尚、シート２９を画像５に対して押圧し、加熱処理を行
うための構成は他の平板等を用いても良いが、ローラー
構成が好ましく、上記ローラー２１．２２は２本ロール
でなく３本でもよい。

記録材４は事務用普通紙、第二原図、フィルム、アラガ
ミ等の種々のものが適用でき、画像５を構成している材
料としてはモノクロトナー、カラートナー、単色カラー
の複合重ね合せでも良い０分離ロール２４はゴム、又は
金属で構成されても良く、各ローラーは樹脂表面でも良
い、平滑処理シート２９は耐熱性があり、トナーとは加
熱又は加圧による相溶的接着を起こさないもので、記録
材４及びトナー画像５に密着するもので、しへ　　　か
も画像表面の凹凸をより平滑に付着するために薄くて平
滑性の高いものが望ましい。

具体的にはポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム
等の材質が良く、厚さは５０ｇ、ｍ以下、好ましくは２
５４ｍが表面粗さは平均して１０ＩＬｍ以下好ましくは
０．１ＪＬｍ以下が用いられる。第１図の如く、平滑処
理シート２９はテンションロール２５により張設された
エンドレスベルト状のときクリーニングパッドの部材３
７で表面をきれいにしている。このようなシートは耐久
使用に劣るので第４図の如くシート２９は平滑処理シー
トロール２８ａかちまきとりロール２６ｂに巻き取るよ
うにして、一度の画像処理にのみ用いるように構成して
も良い。

シート２９には紙面上の定着トナー画像を全面的に覆う
もので画像への熱が与えられる際の熱に対して耐熱性が
あり、トナー画像の融点より高い融点のものが適する。

定着トナー画像の凹凸にならうシート２９の被覆性を別
に定義すれば、張力が作用していす、熱によって容易に
凹凸に対してラミネートする熱変形自在なシートである
ことでへ あろう。

このシート２９に樹脂フィルムを用いる場合は、形成さ
れた定着トナー画像のトナーを形成する樹脂成分とは異
なる樹脂フィルムとすることが１画像に対するシート６
の離型性を向上する効果をもたらすので好ましい。

また加熱源はトナー画像面側のローラー、あるいは複数
のローラーに設けてもよく、加熱源としてはローラー内
部のヒーター３に限らず外部加熱やヒートパイプ、ＰＴ
Ｃセラミックヒータ−等の他の手段によってもかまわな
い、また、ローラーにかえて、ベルトやプレス板で行っ
ても良いが、トナー像とシート６とを密着できるような
弾性を持った挟圧手段を用いることがより好ましい。

（本発明の効果） 本発明は定着装置からの出力画像の画質を大幅に向上で
き、鮮明で適度な光沢がありしかも高濃度の画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の装置概略説明図、第２図は従
来の画像の説明図、 第３図は第１回定着装置１００の拡大説明図、第４図は
シート２９の他の実施例説明図。 第５図、第８図は夫々第１図装置に基づく効果説明図。 第６図はｗ４を図、第９図装置の要部上面図、第７図は
第１図装置におけるシート２９と画像５との剥離状態を
示す説明図、第９図は第３図実施例の変形実施例の説明
図である。 ２１は加熱ローラー、２２は加圧ローラー、２９は平滑
処理シート、３０は分離ベルト、４は記録材、５は画像
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）未定着の画像を記録材に定着する手段と、該定着
   手段を通過した記録材上の定着画像に当接する処理用シ
   ートを備え、該処理用シートを該定着画像に加圧密着す
   る手段と、該処理用シートと該定着画像とが加圧密着し
   ている際に定着画像表面を軟化又は融解するために該定
   着画像を加熱する手段と、該加熱手段によって加熱され
   た固定画像が再度固化した後、該処理用シートを定着画
   像面から剥離する手段と、を有することを特徴とする画
   像形成装置用定着装置。
2. （２）未定着の画像に対して処理用シートを被覆した状
   態で該処理用シートと該画像とを加圧密着及び加熱定着
   する手段と、該画像が固化した記録材上に固定された後
   該処理用シートを該画像から剥離する手段と、を有する
   ことを特徴とする画像形成装置用定着装置。