JPH04350883A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置等に用い
られる定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置の定着装置において
、最も一般的に熱ローラ方式が用いられてきた。基本的
には、加熱ローラとそれに圧接する加圧ローラの一対構
成により、両者間に未定着画像を通過させ、定着を行な
うものであり、現像剤と加熱ローラとの離型性を高める
ために、そのローラ表面にふっ素樹脂の離型層を設けた
り、オイル塗布をする等の、いわゆるオフセット現象の
防止対策が必要である。しかし、前記熱ローラ方式にお
いては、加熱されて溶融状態の現像剤が固体ローラ表面
と分離する過程で、現像剤は凝集破壊を起こしやすく、
ぬれ現象としてのオフセットが発生することは原理的に
必然であった。

【０００３】そこで、最近、新しい方式として、たとえ
ば、特開昭６３−３１３１８２号公報に記載されている
ように、定着フィルムシートまたは定着ベルトを介して
発熱体を用紙に圧接して定着を行なう表面急速加熱方式
が開発されているが、この表面急速加熱方式によれば、
熱容量の小さいシートは発熱体を通過後、直ちに放熱に
よる冷却がなされるため、固体状態の現像剤と固体ベル
ト表面で界面破壊による分離を行なうことにより、原理
的にオフセットを防止することが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
表面急速加熱方式では、現像剤が完全に固体状態となる
まで冷却される以前に溶融もしくは半溶融状態で、定着
ベルトと用紙との密着性が悪くなり、剥がれが起きやす
く、この剥れが起きた場合には、オフセットが発生して
しまうという問題点があった。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決しよ
うとするものである。すなわち、本発明は、通紙時に、
転写材に対して、分離位置より上流側のニップ部までの
間で、定着ベルトからの剥がれを防止することができて
、オフセットを除去することができる定着装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、トナー画像を有する面で転写材に接し、か
つ、該転写材の搬送速度と同一速度で移動する耐熱性の
定着ベルトを備え、その内面に発熱体が接し、外面に圧
接回転する加圧ローラを備えた定着装置において、通紙
時に、該転写材に対して、分離位置より上流側のニップ
部までの間で、定着ベルト側に押付圧を及ぼすような応
力を発生させる手段を備えているものとした。

【０００７】

【作用】本発明においては、前述の表面急速加熱方式で
は、見すごされてきた通紙時の定着ベルトと加圧ローラ
のニップ部における両者の速度差が用紙に剥がれの原因
となる応力を与えることに着目したもので、すなわち、
ニップ部における両者の速度差をなくするか、少なくと
もある範囲内に抑えることにより、転写材に対して、定
着ベルト側に押付圧を及ぼすような応力が発生して、そ
の剥がれが防止され、オフセットが除去される。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示している。　
　図１において、用紙は紙パス１３で示すように、左方
から搬送され、定着ベルト３を介して発熱体１により加
熱される。紙裏面から加圧ローラ４により圧することで
、発熱体１、定着ベルト３、用紙間の熱接触を高めると
ともに、該ローラ４自身の蓄熱により紙背面からの加熱
作用の効果も有している。

【０００９】発熱体１の温度制御はサーミスタ２の抵抗
値変化に基づいて行なわれる。加熱部通過直後には、高
温の状態のままで自然剥離が起こらないように剥がれ防
止ローラ７が軽く紙を定着ベルト３に押し当てるように
なっている。その後、ファン８の作用により外気が紙背
面から吹きつけるようになっており、紙、定着ベルト３
の両者を冷却する。しかも、その風圧により、紙は定着
ベルト３に押しつけられているため、冷却完了直後まで
に紙と定着ベルト３の自然剥離は起きず、オフセットが
発生しないようになっている。

【００１０】このように冷却された後に、紙と定着ベル
ト３は分離爪１２と分離ローラ１１により、曲率分離が
なされて、定着工程が完了する。

【００１１】加圧ローラ４には、用紙の巻付防止のため
の巻付防止シート１５が当接されている。

【００１２】なお図１において、６はクリーニングパッ
ド、９は従動ローラ、１０は駆動ローラである。

【００１３】ところで、従来の構成では、定着ベルトを
駆動ローラにより搬送し、加圧ローラをニップ部の摩擦
力で従動させるようにしていた。

【００１４】しかしながら、通紙時には、定着ベルトと
加圧ローラ間には用紙が介在するため、すべりや紙のこ
しの程度により両者の表面速度は異なってしまい、定着
ベルトに対し、加圧ローラの表面速度は数％ほど遅くな
っていた。

【００１５】また従来の加圧ローラ側に単純に駆動をと
ったとしても、従来は駆動ギアピッチの精度の関係ある
いは介在する用紙とローラ間のすべり等に加えて、ベル
トとローラ間のすべりの問題があったため、なかなか表
面速度をきっちりと抑えることができていなかった。そ
のため、ベルトとローラ両者の速度をほぼ等しくしよう
としても、実際は用紙には、以上のローラとベルトの各
々の速度むらにより、しばしば剥がれの原因となる応力
が発生していた。

【００１６】実験においては、この点を留意して、ベル
ト内面の摩擦抵抗を従来より高めて駆動ローラとのすべ
りを極力抑えるとともに、ギアピッチを従来に比して細
かいものとする等の工夫をした。

【００１７】たとえば、すべりがない状態のときでも、
こしの弱い用紙では、ベルト周速度Ｖ１と加圧ローラ周
速度Ｖ２が、Ｖ１＞Ｖ２のように、一致せず、図２（Ｂ
）のように、用紙５の表裏の送り速度が異なるため、用
紙５は加圧ローラ４側へと剥がれを起こしてしまう。用
紙５が加圧ローラ４の表面に完全に追随したとき、

【０
０１８】

【数１】

【００１９】であるため、加圧ローラ周速は少なくとも
これより速い必要がある。

【００２０】実験では、通常、Ｖ１＝５０〜６０ｍｍ／
ｓｅｃで定着を行なったが、直径２０φのローラで１０
０μ厚の用紙を送る場合、すべりも加わり、１％程度ま
でローラ速度が送れる可能性がある。

【００２１】本実施例においては、加圧ローラ４側にも
駆動を行ない、定着ベルト３側の速度より僅かに加圧ロ
ーラ４側を速めることにより、用紙５に剥がれの原因と
なる応力を与えず、図２（Ａ）のように、定着ベルト３
と用紙５間の剥がれをなくし、オフセットを防止するこ
とが可能である。

【００２２】逆に、加圧ローラ４側のみに駆動をかけて
、定着ベルト３側の搬送ローラ群を全て従動とした場合
には、Ｖ２≧Ｖ１となってもＶ２＜Ｖ１となる恐れはな
いが、あまり速度差がつきすぎると、こんどは、発熱体
１と分離ローラ１１間の定着ベルト３にたるみが生じや
すくなるので、剥がれに対しては好ましいものではない
。 以上のことから、剥がれに対して最も好ましいのは、僅
かにＶ２＞Ｖ１の状態である。定着ベルト３と加圧ロー
ラ４は同一周速であると、ニップ部では、用紙５に剥が
れの原因である応力が生じなく、定着ベルト３側に対し
、押付圧を及ぼす。さもなくば、両者の周速度差が、定
着ベルト３側を基準として、１％以内であるのがよい。

【００２３】図３は周速差と剥がれによるオフセット発
生の度合の関係を示している。

【００２４】同図の横軸は（Ｖ２−Ｖ１）／Ｖ１の周速
差を百分率で表わし、縦軸は画像面積比率５％の文字画
像をサンプルとしてオフセット発生の面積比率をとって
いる。実験によれば、剥がれは定着ベルト３と用紙５間
に存在するトナー量が少ないほど、両者の付着力が弱く
なり、発生しやすかった。したがって、剥がれの度合を
見るには、細線パターンや文字パターンあるいはハーフ
トーンパターンのほうが、べた画像や写真パターンより
顕著であり、適している。

【００２５】トナーについては、ノンマグシャープメル
トトナーのように、溶融粘度の低いものにおいても、本
構成では、剥がれることがない。実験では、ノンマグシ
ャープメルトトナーとして、キャノン販売株式会社のＣ
ＬＣ２００用トナーを主として使用した。

【００２６】前記発熱体１は装置に固定支持された低熱
容量線状のものからなり、一例として、厚み１．０　ｍ
ｍ　、幅１０ｍｍ、長手長２４０ｍｍのアルミナ基板に
抵抗材料を幅１．０ｍｍ　に塗工したもので、長手方向
両端から通電される。通電は直流１００Ｖの周期２０ｍ
ｓｅｃのパルス状波形で、サーミスタ２によりコントロ
ールされた所望の温度とエネルギー放出量に応じたパル
スを、そのパルス幅を変化させて与える。ほぼパルス幅
は０．５〜５ｍｓｅｃとなる。

【００２７】このようにエネルギーおよび温度制御され
た発熱体１に当接して、図中、矢印の方向に定着ベルト
３は移動する。この定着ベルト３の一例として、厚み２
０μの耐熱フイルム、たとえばポリイミド、ポリエーテ
ルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡに少なくとも画像当接面側に
ＰＴＦＦ、ＰＡＦ等のふっ素樹脂に導電材を添加した離
型層を１０μコートしたエンドレスフィルムである。一
般的には総圧１００μ、より好ましくは４０μ未満であ
る。定着ベルト３の駆動は駆動ローラ１０と従動ローラ
（テンションローラ）９による駆動力とテンションによ
り、矢印の方向に皺なく移動する。

【００２８】前記加圧ローラ４はシリコンゴム等の離型
性のよいゴム弾性層を有するものからなり、総圧４〜７
ｋｇで定着ベルト３を介して発熱体１を加圧し、定着ベ
ルト３と圧接回転する。形状はクラウン、逆クラウン、
その他であってもよい。

【００２９】図４は本発明の第２実施例を示している。

【００３０】この第２実施例では、剥がれ防止の手段と
して、圧接ベルト１４により、加熱後、冷却分離時まで
、用紙を定着ベルト３に対して抑えつけて、オフセット
を防止したものである。

【００３１】この第２実施例の構成においても、通紙時
に、定着ベルト３と圧接ベルト１４は直接接することが
なく、すべりにより速度差を生じやすいため、両者に対
して駆動をとり、同一周速にて送るのがよい。

【００３２】図５は本発明の第３実施例を示している。

【００３３】この第３実施例では、転写部より直接また
はファンベルトを介して転写面を下にして上面搬送され
た用紙を定着するようようにしたもので、ちょうど、図
１に対して装置構成は天地逆となっている。

【００３４】すなわち、定着ベルト３と加圧ローラ４の
周速差がなく、剥がれ力が働かない状態で、用紙は重力
作用により、定着ベルト３に押しつけられるため、剥が
れの心配は全くない。また重力は加圧ローラ４への巻つ
きがなくなる方向に働くため、図１の巻付防止シート１
５は必要がなくなった。

【００３５】なお従来の構成では天地を逆にしても、周
速差により剥がれが発生していたが、この第３実施例に
よれば、剥がれは発生しなくなる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面急速加熱方式の定着装置において、通紙時に、転写
材に対して、分離位置より上流側のニップ部までの間で
、定着ベルト側に押付圧を及ぼすような応力を発生させ
る手段を備えているので、定着ベルトと転写材の冷却分
離前の剥がれがなくなって、オフセットがなくなり、こ
れによって、高画質で安定した画像を、写真、文字画像
、細線パターン、ハーフトーンパターンの、全般にわた
り、得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示した立面図。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）は用紙剥がれについての説明図
。

【図３】周速差とオフセットの関係を示した説明図。

【図４】第２実施例を示した立面図。

【図５】第３実施例を示した立面図。

【符号の説明】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナー画像を有する面で転写材に接し
   、かつ、該転写材の搬送速度と同一速度で移動する耐熱
   性の定着ベルトを備え、その内面に発熱体が接し、外面
   に圧接回転する加圧ローラを備えた定着装置において、
   通紙時に、該転写材に対して、分離位置より上流側のニ
   ップ部までの間で、定着ベルト側に押付圧を及ぼすよう
   な応力を発生させる手段を備えていることを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】　　通紙時に、ニップ部における加圧ロー
   ラの周速度が、定着ベルトの周速度に等しくなるように
   、両者に対して駆動制御を行なうようにしている請求項
   １記載の定着装置。
3. 【請求項３】　　通紙時に、ニップ部における加圧ロー
   ラの周速度が、定着ベルトの周速度より僅かに大きくな
   るように、両者に対して駆動制御を行なうようにしてい
   る請求項１記載の定着装置。
4. 【請求項４】　　通紙時に、ニップ部における定着ベル
   トの周速度をＶ１とし、加圧ローラの周速度をＶ２とし
   たとき、両速度の関係が、０＜（Ｖ２−Ｖ１）／Ｖ１≦
   ０．０１になるように、両者に対して駆動制御を行なう
   ようにしている請求項３記載の定着装置。