JPH0274944A - 熱定着装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複写機の熱定着装置に関するものである。

［従来技術］ 従来、この種の熱定着装置としては、表面精度の良い無
端ベルトに顕色紙の画像面を接触させ、ヒートロールと
加圧ロールの間を通過させる間に加熱するようにしたも
のがあった。このようなものにおいては、加熱された状
態では顕色紙に塗布された顕色剤は粘度が低くベルトの
表面に密着する。この時点で顕色紙をベルトより分離す
れば顕色剤の粘度が低いため画像はベルトに転写してし
まうが、顕色剤の粘度が充分に高くなるまで冷却し、顕
色紙をベルトから分離すれば画像の転写は生じず、顕色
紙の表面はベルト表面精度にならって平滑となり光沢出
しが可能となる。

［発明が解決しようとした課題］ しかしながら、顕色紙に塗布されている顕色剤は、加熱
されて粘度が低い状態では非常に粘着性が高いため、ベ
ルト材質の選定にあたっては離型性に優れ且つ表面精度
の良いものが必要となる。

更に、ベルトの特性としては耐久性、耐熱性及び顕色紙
の冷却を考慮した熱伝導性の良いことが必要である。従
来のベルトの材質としては、シリコンゴム、或いはＰＥ
Ｔにシリコンの離型剤を塗布したもの等が揚げられてい
るが、シリコンゴムはベルトとして耐久性がなく、ＰＥ
Ｔ基材は表面精度は良いが耐熱性がなく、シリコンの離
型剤は耐久性がない等、ベルト材質の必要特性を満足す
るものが容易に得られなかった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、前記感光感圧紙対応の顕色紙に塗布されてい
る顕色剤に対して離型性に優れ、耐久性、耐熱性を有し
、表面精度が良く、冷却特性の優れたベルトを提供する
ことを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明のベルトは、耐熱性、
耐久性等の機械的強度に優れた基材部分と、顕色剤に対
する離型性に優れ、表面精度の良い弗素樹脂の表面部分
の２層から構成される。

［作用コ 上記の構成を有する本発明によれば、基材部分に、ベル
トの回転運動による引っ張りゃ摩擦に対する機械的強度
を備え、耐熱性を備えた材質を選定し、更に前記基材に
対する表面処理として弗素樹脂のコーティング、若しく
はフィルムを貼付して表面に第２の層を形成することに
より、顕色剤に対する優れた離型性を生じさせることが
できる。

また、ベルト表面精度を調節することによって、顕色紙
の光沢の程度も変化させることができる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明す゛る。

第１図はカラー画像記録装置の概略構成である。

モノクロレーザプリンタ１はカラー画像記録装置２０上
に設置されており、モノクロレーザプリンタ１の排紙ト
レイ１２は、通常のモノクｄ印字の場合は１２ａの位置
に、一方、カラー画像記録装置のマスク原版１５Ｒ，１
５Ｇ、１５Ｂ　（以下、単にマスク原版ともいう）を印
字する場合は１２ｂの位置に配置される。

カラー画像記録装置２０は、マスク原版搬送装置２１、
マスク原版の排紙トレイ３０、マスク原版の位置合わせ
装置３１、露光装置４１、未使用の感光記録媒体（以下
、カプセルシートともいう）５０の収納カートリッジ５
１、露光台５２、使用済みカプセルシート５０の巻取部
５４、カラー画像を記録する顕色剤シート６０を収納す
るカセット６１、圧力現像装置７０、熱定着装置８０、
カラー画像の排紙トレイ６３等で構成される。

カラー画像記録装置２０の各部について、更に詳しくそ
の機能等を説明する。

先ず、マスク原版搬送装置２１の主な機能は、前記の一
組のマスク原版１５Ｒ，１５Ｇ、１５Ｂを前記カプセル
シート５０に対して繰り返し露光できるように循環搬送
し、露光の終了したマスク原版を装置外に排出すること
である。また、マスク原版搬送装置２１は、モノクロレ
ーザプリンタ１で印字したマスク原版のほか、他のマス
ク原版作成装置で記録したマスク原版を手差しによって
挿入することもできる。

マスク原版搬送装置２１の各部は、前記の一組のマスク
原版１５Ｒ，１５Ｇ、１５Ｂの各々を、モノクロレーザ
プリンタ１の排紙トレイ１２ｂがらカラー画像記録装置
２０に案内するガイド部材２２、マスク原版の進行方向
を前記位置合わせ装置３１か、前記排紙トレイ３ｏかに
振り分けるためのゲート２３、露光の終ったマスク原版
を後述する位置合わせ装置３１から排出し、循環させる
ためのガイド部２５、マスク原版を一時的に待機させる
ための収納部２６．２７、マスク原版の収納部２６か２
７に振り分けるためのゲート２８、マスク原版の手差し
による挿入部２９等がら構成される。

次に、位置合わせ装置３１は、前記−組のマスク原版１
５Ｒ，１５Ｇ、１５Ｂの各々を、カプセルシート５０の
同一の面上に多重露光するための、位置合わせを行う。

位置合わせ装置３１は、透光性の誘電体ベルト（例えば
、ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＴのフィルム）を
エンドレス状に加工し、２本の回転軸の間に張架させた
構造を取る。前記２本の回転輪のうち少なくとも１本の
軸は、図示しない駆動源により駆動され前記ベルトを矢
印の方向に回転させる。また、ベルトと回転軸のユニッ
トは共に、図示しない第二の駆動源により、ベルトの回
転方向と直角方向に回動可能に構成されている。

前シ己ベルトの表面は、図示しない帯電装置（例えばコ
ロトロン）により帯電させられ、前記マスク原版を静電
吸着力により吸着するようになっている。

また、位置合わせ装置３１内の前記ベルトの近傍には、
位置合わせのためのセンサが設けられており、マスク原
版１５の各々の所定の位置に印字された位置合わせマー
クを読み取る。

前記の構成により、位置合わせ装置３１は、マスク原版
搬送装置２１から搬送されてきたマスク原版１５を静電
吸着力により所定の位置に搬送し、マスク原版の位置合
わせマークを読み取り、前記のベルトをマスク原版と共
に移動させることにより、カプセルシート５０の所定の
位置に対応して位置を合わせる。

露光装置４１は、マスク原版１５を介して、カプセルシ
ート５０を露光するものである。線状の白色光源（以下
単にランプともいう）４２、光源の光を反射集光するた
めの反射板４３、マスク原版１５Ｒ，’　１５Ｇ、１５
Ｂの各々に対応した色分解フィルタ４４Ｒ，４４Ｇ、４
４Ｂを主な構成要素とし、図示しない駆動源により、第
１図の矢印Ａ、Ｂの方向に往復する。

感光記録媒体（カプセルシート）５０は、例えば、特開
昭６２−１４３０４４号で公知の光重合開始剤を用いた
光硬化性樹脂を基材とした公知のもので、レッド、グリ
ーン、ブルーの各波長の光に対して硬化する光硬化性樹
脂と、シアン、マゼンタ、イエローの各染料前駆体を内
包したマイクロカプセルが基材となるシートの上に塗布
されたものである。更に、前記カプセルシート５０を収
納し、感光しないようにしたカートリッジ５１は、カプ
セルシート５０と前記のマスク原版１５を密着させるた
めの露光台５２、露光走査の間、露光台５２をマスク原
版１５と位置合わせ装置３１に対して押し上げて、密着
させるためのカム５３、使用済みのカプセルシート５０
を巻き取るための巻取ローラ５４、圧力現像中にカプセ
ルシート５０がたるむのを防ぎ、張力を得るためのたる
み取り装置（以下、バッファーという）５５、露光の終
ったカプセルシート５０を圧力現像装置７０で現像する
間、カプセルシート５０を固定する固定ローラ５６、カ
プセルシート５０を必要に応じて一定の速度で巻き取る
ための駆動ローラ５７を備える。

顕色剤シート６０は、例えば特開昭５８−８８７３９号
等で公知の顕色剤をベース紙上に塗布したもので、カセ
ット６１に顕色剤塗布面を下向きにセットされている。

また、図示しない駆動源により間歇的に駆動される給紙
ローラ６２、顕色剤シート６０の排紙トレイ６３、顕色
剤シート６０を圧力現像装置７０から熱定着装置８０ま
で案内する可動ガイド部材６４を備える。

圧力現像装置７０は、露光の終ったカプセルシート５０
と前記顕色剤シート６０を重ね合わせて圧力によりマイ
クロカプセルを破壊し、顕色剤シートの上にカラー画像
を得るためのものである。

熱定着装置８０は、前記顕色剤シート６０上のカラー画
像の発色を促進し、光沢を出すもので、ヒータ８１を内
蔵し回転する熱ローラ８２、熱ローラ８２と共に、顕色
剤シート６０に適当な圧力を与えるための押えローラ８
３、前記顕色剤シート上の顕色媒体を融着させて搬送す
るためのエンドレスベルト８４等から構成される。

次にかかる構成のカラー画像記録装置によって、カラー
画像を得るための作用を説明する。

前記のような発色の原理に基いて、モノクロレーザプリ
ンタ１により、先ずマスク原版１５Ｒが作成される。マ
スク原版１５Ｒは、カプセルシート５０に塗布されたマ
イクロカプセルの中で、シアン色の染料前駆物質を持つ
マイクロカプセルを硬化させるべ（、これ以外の部分に
遮光像であるトナーをのせたマスク原版である。

この時、モノクロレーザプリンタ１の排紙トレイ１２は
１２ｂの位置になっており、マスク原版１２Ｒはガイド
部材２２により、カラー画像記録装置２０のマスク原版
搬送装置２１の中に案内される。

この時、位置合わせ装置３１に他のマスク原版がないこ
とが、前記の位置合わせ装置３１のセンサによって確認
された場合、ゲート２３によりマスク原版１５Ｒが位置
合わせ装置３１まで搬送される。

次に、位置合わせ装置３１は、マスク原版１５Ｒを静電
吸着力により前記の透光性エンドレスベルトに吸着して
しかるべき露光位置まで搬送した後、マスク原版１５Ｒ
に印字された位置合わせマークをセンサが読み取りなが
ら、図示しない駆動源により正確な位置に位置を合わせ
る。

次に、カプセルシート５０を固定ローラ５６が押え込み
、図示しない駆動源により、カム５３が所定角度だけ回
転して、露光台５２を上方へ押し上げることにより、カ
プセルシート５０がマスク原版１５Ｒを挾み込みながら
位置合わせ装置３１に密着する。

露光台５２が位置合わせ装置３１に密着すると、ランプ
４２が点灯し、色分解フィルタ４４Ｒを介して、レッド
光がマスク原版１５Ｈの透過光をカプセルシート５０に
露光すべく、露光装置が４１ａから４１ｂまて矢印Ａ方
向に走査露光を行う。

露光操作が終了すると、ランプ４２が消灯し、露光装置
４１は矢印Ｂの方向に復動する。この時、露光装置４２
のフィルタシリンダ４４が、図示しない駆動源により回
転し、ランプ４２の直下には色分解フィルタ４４Ｇが位
置するようになっている。

ここで、マスク原版には、位置合わせマークの他にその
マスク原版が何色の色分解マスク原版であるかを示す色
別マークも印字されており、位置合わせ動作と同時にセ
ンサで読み取る。また、フィルタシリンダ４４には、３
種類の各色分解フィルタの原点を検知するセンサが備え
られていて、読み取った色別マークと、露光装置４２の
色分解フィルタ４３が対応しない場合は、フィルタシリ
ンダ４４が回転して、所定の色分解フィルタに対応する
ようになっている。

露光装置４１が復動する間、露光台５２がカム５３の回
転により下降し、カプセルシート５０が位置合わせ装置
３１及びマスク原版１５Ｒから離間する。

この時、カプセルシート５０には、カートリッジ５１の
中でカプセルシートのロール回転中心でパックテンショ
ンがかけられており、露光台が上昇する時には露光台５
２の上昇量に相当する長さが収納カートリッジ５１の中
から引き出され、露光操作が終り、露光台５２が下降し
た時には、カプセルシート５０のたるみを取る方向に巻
き戻されるようになっている。

マスク原版１５Ｒによる露光が終了し、露光台５２の下
降が確認されると、位置合わせ装置３１のエンドレスベ
ルトが回転しマスク原版１５Ｒは、循環ガイド部２５を
通って、収納部２６に収納される。

次に、モノクロレーザプリンタ１により作成されたマス
ク原版１５Ｇが、ガイド部材２２、ゲート２３により位
置合わせ装置３１まで案内される。

そして、マスク原版１５Ｒの場合と同様に、カプセルシ
ート５０に対して位置合わせが行われた後、露光台５２
が上昇し、カプセルシート５ｏとマスク原版１５Ｇ１位
置合わせ装置３１が密着して、ランプ４２が点灯し、グ
リーン光による露光が行われる。露光終了後は、露光台
５２が下降すると共に、マスク原版１５Ｇは循環ガイド
部２５を通って上方に案内され、ゲート２８が回転して
マスク原版１５Ｇが収納部２７に収納される。露光装置
４１は、４１ｂから４１ａの位置に復動すると共に、フ
ィルタシリンダ４４が回転して、ランプ直下に色分解フ
ィルタ４４Ｂが位置する。

以下同様に、モノクロレーザプリンタによって作成され
たマスク原版１５Ｂが、マスク原版搬送装置２１と位置
合わせ装置３１により所定の位置に位置合わせされ、露
光装置４２によりカプセルシート５０にブルー光が露光
される（ここまでの一連の色分解露光をく露光処理〉と
した）。

以上の操作によって、カプセルシート５ｏには、所望の
カラー画像の潜像が記録されたことになる。

次に、露光台５２が下降すると共に、固定ローラ５６が
離間し、駆動ローラ５７が回転して、カプセルシート５
０を矢印Ｃ方向に巻き取る。この時、前記カプセルシー
ト５０のたるみを取るためのバッファー５５は５５ａの
位置に、前記可動ガイド部材６４は６４ｂの位置にある
。また、圧力現像装置７０の加圧ローラ対７１は互いに
離間している。従って、巻き取り操作の間カプセルシー
ト５０のマイクロカプセルに傷がついたり破壊されるこ
とがないようになっている。

駆動ローラ５７は、カプセルシート５０の上の潜像の後
端が圧力現像装置７０の加圧ローラ対７１の位置に来た
時に停止する。

前記カプセルシート５０の動きと同期して、顕色剤シー
ト６０が給紙コロ６２によりカセット６１から送り出さ
れ、前記のカプセルシート５０の後端に顕色剤シートの
先端が対応する位置で停止する。

次に図示しない駆動装置により、圧力現像装置７０の加
圧ローラ対７１が矢印の方向に回転しながら圧接される
。これによって、カプセルシート５０が顕色剤シート６
０と共に加圧されながら矢印り方向に送られ、カプセル
シート５０の上の未硬化のマイクロカプセルが圧力で破
壊されて、カプセルシート５０の上の潜像に対応したカ
ラー画像か顕色剤シート６０の上に現像される（この行
程をく現像処理〉とした）。

圧力現像装置７０が矢印の方向に回転するに従って、前
記バッファー５５が矢印Ｆ方向に移動し、カプセルシー
ト５０のたるみを吸収する。前記バッファー５５が矢印
Ｆ方向に移動する際、可動ガイド部材６４は、図示しな
い機構により６４ｂから６４ａの位置に移動し、顕色剤
シート６０の先端をカプセルシート５０が剥離すると共
に、熱定着装置８０の方向に案内する。

熱定着装置８０において、顕色剤シート６０は、回転す
る熱ローラ８２と、エンドレスベルト８４を介してヒー
タ８コからの熱エネルギーを受け、カラー画像の発色が
促進される。これと共に、顕色媒体を顕色剤シート６０
のベース紙に固定するためのバインダポリマー（結着樹
脂）が熱溶融され、前記のエンドレスベルトの表面の平
滑度に応じた平滑性を持つことで、顕色剤シート６０の
表面は適度な光沢を得る（この行程をく発色光沢処理〉
とした）。

発色と光沢処理の終了した顕色剤シート６０は、エンド
レスベルト８４から曲率分離して、排紙トレイ６３に排
出される。

゛上記の一連の現像及び発色光沢処理の間、カプセルシ
ート５０は前記のように固定ローラ５６によって固定さ
れているので、露光台５２より前行程については、後行
程の現像によるカプセルシート５０の張力の変化等の影
響を受けない。

従って、一画面分の現像処理を行っている間に、露光台
５２の上では、別のカラー画像の潜像の露光処理を行う
ことができる。

尚、同じマスク原版１５から、複数のカラー画像を得た
い場合は、前記のマスク原版搬送装置２１において、収
納部２６に待機していたマスク原版１５Ｒをゲート２３
から、再び位置合わせ装置３１に案内し、１枚目の露光
処理と同様の行程を行う。マスク原版１５Ｇ、１５Ｂに
ついても、収納部２６及び２７を利用して前のマスク原
版の露光が終了次第、次々と位置合わせ装置３１に案内
する。マスク原版搬送装置２１はこのようにマスク原版
１５を必要な回数だけ繰り返し循環させることができる
。

同一マスク原版からのカラー画像を、必要なだけ得た後
は、ゲート２３が回転し、マスク原版搬送装置２１の中
の各マスク原版を排紙トレイ３゜に案内する。

また、一連のカラー画像を露光処理している間に、万一
、次の組み合わせのマスク原版がモノクロレーザプリン
タ１から進入してきた場合は、ゲート２３がこれらのマ
スク原版を排紙トレイ３０に案内する。

また、前記のマスク原版搬送装置２１には、前述のよう
に他の手段で作成したマスク原版搬送装置を、手差しに
よって取り込むための手差しトレイ２９が備えられてい
る。但し、マスク原版搬送装置２１の中に既に別のマス
ク原版がある場合には、手差しが行えないように手差し
ゲート２４が備えられている。

第２図は第１図に示すカラー画像記録装置の熱定着装置
の詳細構造図である。圧力現像装置により現像された顕
色紙は熱定着装置の入口シュート９１に導かれて熱ロー
ラ８２と押えローラ８３の当接部に接近する。熱ローラ
８２はハロゲンランプヒータ８１によって加熱されてお
り、温度検知センサ８５により常に熱ロール温度を検知
して図示しない温度制御回路により温度を一定に調節し
ている。ヒータはハロゲンランプに限らずシーズヒータ
でも良い。押えローラ８３は加圧バネ８６により熱ロー
ラ８２に一定の圧力で押し当てられており、エンドレス
ベルト８４と顕色剤シートを密着するように構成してい
る。エンドレスベルト８４は、熱ローラ８２とテンショ
ナー８７の間で周回するように張り巡らせてあり、テン
ショナー８７はエンドレスベルト８４の張力を一定に保
つためにテンショナーバネ８８で熱ローラ８２と反対方
向に押圧されている。

顕色剤シートが熱定着装置の一定位置まで搬送されてく
ると、カラー画像記録装置の制御回路が、顕色剤シート
の移動量を読み取り、熱定着装置のベルトを図示しない
駆動源によって回転を始める。

顕色剤シートは熱ロール８２と押えロール８３によって
加圧・加熱され、顕色剤シートの像面側に塗布されてい
る顕色剤の粘度が低下しベルト表面に粘着する。

ベルトが熱い状態のまま顕色紙をベルトからひきはがす
と、顕色剤の粘度が充分高くなっていないため、画像が
ベルト側に転写して画像に欠陥を生じさせる。これを防
止するため充分な冷却区間を置き、図示しない空冷ファ
ンでベルトと顕色紙を強制冷却する。冷却された後の顕
色剤は粘度が充分に高くなるため、ベルトからひきはが
すことが可能となる。顕色剤シートがテンショナー８７
の部分に到達すると顕色剤シートは紙白体の弾性によっ
てエンドレスベルト８４から曲率分離する。

顕色剤シートがベルトに強く貼りついてはがれにくい場
合は剥離爪８９で強制的にひきはがす構成となっている
。

顕色剤シートがひきはがされた後、エンドレスベルト８
４はシリコンオイルを含浸したフェルト９０でベルト表
面のクリーニングを兼ねて、シリコンオイルをベルト表
面に塗布する。シリコンオイルは顕色剤シートがベルト
から剥離する際の補助作用を有する。

第３図にエンドレスベルト８４の°断面を示す。

ベルトは大きくわけて２層構造になっており、機械的強
度を有し、耐久性、耐熱性を確保する基材部分１０１と
、顕色剤に対する優れた離型性を有し、表面精度の良い
表層部分１０２とからなる。

基材部分で要求される特性としては、ベルトが熱ロール
とテンショナー間を周回するため引っ張り摩擦に対する
機械的強度、熱ロールがヒータにより１１０℃〜１７０
℃程度に加熱されるため耐熱性、更に、加熱後短時間の
内に冷却するため良好な熱伝導性が掲げられる。これら
の諸特性を満足するためには、金属では小さい曲げ半径
でも加工硬化の生じない薄板を形成できるものが良くス
テンレスの薄板が最も望ましい。板厚が厚いと曲げ半径
を小さく取ることが難しく、ベルトの回転駆動トルクも
大きくなるため、基材厚さｔ２は５０μｍ以上１００μ
ｍ以下が適切である。

また、樹脂で基材を形成する場合は、ポリイミド樹脂若
しくはポリアミドイミド樹脂等の耐熱性を有する樹脂が
良く、ヒートロール温度が１２０℃以下ではポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムを使用しても良
いが、ヒータの温度制御不良による過熱を考慮すると、
耐熱樹脂が適切である。また、樹脂フィルムの厚さは熱
伝導性を考慮してできるだけ薄いものを選定することが
良いが、機械的強度を考えてｔｌは２５μｍ以上１２５
μｍ以下が適切である。

表層部分の処理としては基材が金属の場合、コーティン
グと樹脂フィルムの被膜が考えられ、基材が樹脂の場合
は樹脂フィルムの被膜となる。表層材質は四弗化エチレ
ン樹脂（ＰＴＦＥ）　、六弗化プロピレン・四弗化エチ
レン共重合体（Ｆ　Ｅ　Ｐ）、パーフルオロアルコキシ
樹脂（ＰＦＡ）等の弗素樹脂が離型性に優れ、表面精度
も良い。

表層膜厚は耐久性と熱伝導性を考えて、１０μｍ以上１
００μｍ以下の範囲にすることが良い。

ベルトの表面精度は顕色剤の像面光沢度に直接関係があ
り、平滑性が良いほど光沢度は上がる。また、弗素樹脂
のコーティングを行う場合は、表面研磨の程度によって
画像面の光沢を調節でき、ベルトの表面粗さは中心線平
均粗さ（Ｒａ）で０゜０１ａ以上０．４ａ以下の範囲で
選定することにより、画像面の光沢度は４０〜９０程度
まで変化させることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明の構成に
よるベルトを使用することで、粘着力の高い顕色剤シー
トに対して、離型性に優れ耐久性、耐熱性に優れ、表面
精度も任意に調節できるため任意の光沢度が得られる熱
定着装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図はカラープリンタの全体構成図、第２
図は熱定着装置の詳細図、第３図はベルトの断面図であ
る。 図中、８］はヒータ、８２は熱パイプ、８３は押えロー
ラ、８４はエンドレスベルトである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心部に熱源を有する熱ローラと、熱ローラの周囲
   を回転する無端ベルトと、無端ベルトの張力を一定に保
   持するためのテンショナーと、熱ローラに対向してベル
   トを挾み加圧する押えローラとを備えた熱定着装置にお
   いて、前記ベルトを耐熱性・耐久性を備えた基材部分と
   、弗素樹脂からなる表層部分との２層から構成したこと
   を特徴とした熱定着装置。 ２、前記ベルトの表層部分の表面粗さが中心線平均粗さ
   （Ｒａ）で０．０１ａ以上０．４ａ以下の範囲にあるこ
   とを特徴とした請求の範囲１に記載の熱定着装置。