JPH05113732A - 多色画像定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写材の両面にカラー画像を定着する場合で
もオフセットの発生及び画像の光沢むらを防ぐことので
きる多色画像定着装置を提供することを目的としてい
る。 【構成】 定着ローラ５１の弾性体層５３よりも定着ロ
ーラ５４の弾性体層５６の方を厚く形成し、二つのロー
ラの外径及び弾性体層５３，５６の硬度を所定値とする
こと等により、転写材Ｐのローラ端排出位置を略０位置
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像等を形成す
る電子写真装置等の多色画像定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像を形成する従来の電子写真装
置としては図５に示すようなものがある。

【０００３】図５に示されるカラー電子写真装置は、装
置本体１の右側（図５右側）から装置本体の略中央部に
亘って設けられている転写材搬送系Ｉと、装置本体１の
略中央部に、上記転写材搬送系Ｉを構成している転写ド
ラム１５に近接して設けられている潜像形成部IIと、上
記潜像形成部IIと近接して配設されている現像手段、す
なわち回転式現像装置III とに大別される。

【０００４】上記転写材搬送系Ｉは、以下のような構成
となっている。先ず、上記装置本体１の右壁（図５右
側）に開口部が形成されており、該開口部に着脱自在な
転写材供給用トレイ２，３が一部機外に突出して配設さ
れている。該トレイ２，３の略直上部には給紙用ローラ
４，５が配設され、これら給紙用ローラ４，５と左方に
配された矢印Ａ方向に回転自在な転写手段たる転写ドラ
ム１５とを連絡するように、給紙ローラ６及び給紙ガイ
ド７，８が設けられている。上記転写ドラム１５の外周
面近傍には回転方向上流側から下流側に向って当接用ロ
ーラ９、グリッパ１０、転写材分離用帯電器１１、分離
爪１２が順次配設されている。また、上記転写ドラム１
５の内周側には転写帯電器１３、転写材分離用帯電器１
４が配設されている。上記転写ドラム１５の右側上部に
は上記分離爪１２と近接して搬送ベルト手段１６が、そ
して該搬送ベルト手段１６の転写材搬送方向終（右）端
には定着装置１８が配設されている。該定着装置１８よ
りもさらに搬送方向後流には装置本体１外へと延在し、
装置本体１に対して着脱自在な排出用トレイ１７が配設
されている。

【０００５】次に、上記潜像形成部IIの構成を説明す
る。先ず、図５矢印Ｂ方向に回転自在な潜像担持体たる
感光ドラム１９が、外周面を上記転写ドラム１５の外周
面と当接して配設されている。上記感光ドラム１９の上
方でその外周面近傍には、該感光ドラム１９の回転方向
上流側から下流側に向って除電用帯電器２０、クリーニ
ング手段２１及び一次帯電器２３が順次配設され、さら
に上記感光ドラム１９の外周面上に静電潜像を形成する
ためのレーザビームスキャナのごとき像露光手段２４、
及びラーのごとき像露光反射手段２５が配設されてい
る。

【０００６】最後に上記回転式現像装置III の構成は以
下のごとくである。上記感光ドラム１９の外周面と対向
する位置に、回転自在な筐体（以下「回転体」という）
２６が配設され、該回転体２６中には四種類の現像装置
が周方向の四位置に搭載され、上記感光ドラム１９の外
周面上に形成された静電潜像を可視化（すなわち現像
化）するようになっている。上記四種類の現像装置は、
それぞれイエロー現像装置２７Ｙ、マゼンタ現像装置２
７Ｍ、シアン現像装置２７Ｃ及びブラック現像装置２７
ＢＫとなっている。

【０００７】上述したごとき構成の画像形成装置全体の
シーケンスについて、まず、フルカラーモードの場合を
例として簡単に説明する。上述した感光ドラム１９が図
５矢印Ｂ方向に回転すると、該感光ドラム１９上の感光
体は一次帯電器２３によって均等に帯電される。一次帯
電器２３による感光体に対する均等な帯電が行われる
と、原稿２８のイエロー画像信号にて変調されたレーザ
光Ｅにより画像露光が行われ、感光ドラム１９上に静電
潜像が形成され、回転体２６の回転によりあらかじめ現
像位置に定置されたイエロー現像装置２７Ｙによって上
記静電潜像の現像が行われる。

【０００８】一方、給紙ガイド７、給紙ローラ６、給紙
ガイド８を経由して搬送されてきた転写材は、所定のタ
イミングにてグリッパ１０により保持され、当接用ロー
ラ９と該当接用ローラ９と対向している電極とによって
静電的に転写ドラム１５に巻き付けられる。転写ドラム
１５は、感光ドラム１９と同期して図５矢印Ａ方向に回
転しており、イエロー現像装置２７Ｙで現像された顕画
像は、上記感光ドラム１９の外周面と上記転写ドラム１
５の外周面とが当接している部位にて転写帯電器１３に
よって転写される。転写ドラム１５はそのまま、回転を
継続し、次の色（図５においてはマゼンタ）の転写に備
える。

【０００９】一方、感光ドラム１９は上記除電用帯電器
２０により除電され、クリーニング手段２１によってク
リーニングされた後、再び一次帯電器２３によって帯電
され、次のマゼンタ画像信号により上記のような像露光
を受ける。上記回転式現像装置は、感光ドラム１９上に
上記像露光によってマゼンタ画像信号による静電潜像が
形成される間に回転して、マゼンタ現像装置２７Ｍを上
述した所定の現像位置に定置せしめ所定のマゼンタ現像
を行う。引き続いて、上述したごときプロセスをそれぞ
れシアン色及びブラック色に対しても実施し、四色分の
転写が終了すると、転写材上に形成された四色顕画像は
各帯電器２０，１４により除電され、上記グリッパ１０
による転写材の把持が解除されると共に、該転写材は、
分離爪１２によって転写ドラム１５より分離され、搬送
ベルト１６で定着装置１８に送られ、熱と圧力により定
着され一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、
所要のフルカラープリント画像が形成されることとな
る。

【００１０】以上のように、カラー画像は多色のトナー
が二層〜四層の層を形成しているために、カラー画像形
成用電子写真装置においては以下に述べる二つの点で白
黒用の装置と異なった特徴を有している。

【００１１】先ず第一の特徴は、使用されるトナーに関
するものである。

【００１２】このトナーには、熱を印加した際の溶融
性、混色性が良いことが要求されるため、軟化点が低
く、かつ溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーが使
用される。こうしたシャープメルトトナーを使用するこ
とにより、複写物の色再現範囲を広め、原稿の多色また
はフルカラー像に忠実なカラーコピーを得ることができ
るからである。

【００１３】このようなシャープメルトトナーは、例え
ばポリエステル樹脂またはスチレン−アクリルエステル
樹脂のごとき結着樹脂、着色剤（染料、昇華性染料）、
荷電制御剤等のトナー形成用材料を溶融混練、粉砕、分
級することにより製造される。必要とあらば、トナーに
各種外添剤（例えば、疎水性コロイダルシリカ）を添加
する外添工程を付加してもよい。このようなカラートナ
ーとしては定着性、シャープメルト性を考慮すると結着
樹脂としてポリエステル樹脂を使用したものが特に好ま
しい。シャープメルト性ポリエステル樹脂としてはジオ
ール化合物とジカルボン酸とから合成される分子の主鎖
にエステル結合を有する高分子化合物が例示される。

【００１４】特に、次式

【００１５】

【化１】 （式Ｒ中はエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ，ｙ
はそれぞれ１以上の正の整数であり、かつｘ＋ｙの平均
値は２〜１０である。）で代表されるビスフェノール誘
導体もしくはその置換体をジオール成分とし、２価以上
のカルボン酸又はその酸無水物又はその低級アルキルエ
ステルとからなるカルボン酸成分（例えばフマル酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、
トリメリット酸、ピロメリット酸等）とを少なくとも共
縮重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有
するのでより好ましい。

【００１６】ポリエステル樹脂の軟化点は、７５〜１５
０℃、好ましくは８０〜１２０℃が良い。

【００１７】このポリエステル樹脂を結着樹脂として含
有するシャープメルトトナーの軟化特性の例を図６に示
す。測定条件は以下の通りである。

【００１８】フローテスターＣＦＴ−５００Ａ型（島津
製作所製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径０．２mm、
厚み１．０mmとして２０kgの押出荷重を加え初期設定温
度７０℃で、予熱時間３００秒の後、６℃／分の速度で
等速昇温したとき描かれるトナーのプランジャー降下量
−温度曲線（以下軟化Ｓ字曲線という）を求めた。試料
となるトナーは１〜３ｇ精秤した微粉末を用い、プラン
ジャー断面積は１．０cm2 とする。軟化Ｓ字曲線は図６
のようなカーブとなる。等速昇温するに従い、トナーは
徐々に加熱され流出が開始される（プランジャー降下Ａ
→Ｂ）。さらに昇温すると溶融状態となったトナーは大
きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）プランジャー降下が停止し終
了する（Ｄ→Ｅ）。

【００１９】Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／
２のＣ点に対応する温度Ｔ０はトナーの軟化点を示す。

【００２０】トナー及び結着樹脂がシャープメルト性を
有するか否かは、トナーまたは結着樹脂の見掛けの溶融
粘度を測定することにより判定できる。

【００２１】このようなシャープメルト性を有するトナ
ーまたは結着樹脂とは、見掛けの溶融粘度が１０3 ポイ
ズを示すときの温度をＴ１、５×１０2ポイズを示すと
きの温度をＴ２としたとき、 Ｔ１＝９０〜１５０℃ ｜△Ｔ｜＝｜Ｔ１−Ｔ２｜＝５〜２０℃ の条件を満たすものをいう。

【００２２】これらの温度−溶融粘度特性を有するシャ
ープメルト性樹脂は加熱されることにより極めてシャー
プに粘度低下を起こすことが特徴である。このような粘
度低下が最上部トナー層と最下部トナー層との適度な混
合を生じせしめ、さらにトナー層自体の透明性を急激に
増加させ、良好な減色混合を起こすものである。

【００２３】このようなシャープメルト性のカラートナ
ーは、親和力が大きく、定着ローラにオフセットし易い
という性質も有している。

【００２４】したがって、以上のようなカラートナーを
用いる画像形成装置の定着装置においては、長期間に亘
って高い離型性を示すことが必要となる。以下に、カラ
ー画像形成用電子写真装置における第二の特徴である定
着装置１８について図７を用いて説明する。

【００２５】図７において、定着手段たる定着ローラ２
９はアルミ製の芯金３１上にＨＴＶ（高温加硫型）シリ
コーンゴム層３２、この外側にＲＴＶ( 室温加硫型）シ
リコーンゴム層３３を有し、厚さ３mm、直径４０mmに形
成されている。

【００２６】一方、加圧手段たる加圧ローラ３０はアル
ミの芯金３４の上に１mm厚のＨＴＶと、さらにその表面
にシリコーンゴム層３５を設け、直径が４０mmとなって
いる。

【００２７】上記定着ローラ２９には発熱手段である４
００Ｗのハロゲンヒータ３６が配設され、加圧ローラ３
０には同じく４００Ｗのヒータ３７が芯金内に配設され
て両面からの加熱を行っている。加圧ローラ３０に当接
されたサーミスタ３８により加圧ローラの温度が検知さ
れ、この検知温度に基づき制御装置３９によりハロゲン
ヒータ３６，３７が制御され、定着ローラ２９の温度及
び加圧ローラ３０の温度が共に約１７０℃の一定に保つ
ように制御される。

【００２８】また、図７においてＯは離型剤塗布手段た
るオイル塗布装置、Ｃはクリーニング装置であり定着ロ
ーラ２９表面の高い離型性を維持するようになってい
る。

【００２９】このような構成をとることにより、定着ロ
ーラ２９と加圧ローラ３０の圧接部は加圧ローラ３０が
定着ローラ２９にくい込んだ形状となるため、転写材は
両ローラ間で加熱された後加圧ローラ３０に沿うように
排出される。これにより、転写材表面のトナー画像が定
着ローラ２９から即座に離間され、余剰加熱も行われな
いため、ホットオフセット等の問題を発生させることな
く安定した転写材排出並びに離型定着が行われる。

【００３０】また、加圧ローラ３０にもハロゲンヒータ
３７を備えているため、転写材は表面及び裏面の両面よ
り強く加熱される。その結果、表層のトナーがよく溶け
ると共に、裏面からの加熱により転写材とトナーの界面
付近もよく溶け、トナーの転写材へのアンカー効果が高
まる。したがって、多色の定着画像においても光沢や混
色性のよい良好な定着画像が得られる。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば カラー画像を転写材の表面と裏面の両方
に形成するいわゆる両面コピーにおいて定着を行った場
合、以下のような問題点が発生した。

【００３２】ここで、まず、両面コピーの手法について
説明する。

【００３３】図８の装置は、図５に示した従来装置と同
様にカラー画像形成用電子写真装置であるが、転写材の
両面に画像を形成可能としているところが異なってい
る。以下に両面画像形成の機構を説明するが、上記装置
と共通な箇所には同一の符号を付して説明を省略するこ
ととする。

【００３４】本装置は、両面画像形成のための搬送機構
たる再給紙ローラ４０と搬送通路４１を備えている。

【００３５】排紙ローラ４２の下方において排紙トレイ
１７に一度載せた転写材を再び潜像形成部IIへと送り込
む再給紙ローラ４０が配設され、該再給紙ローラ４０の
後方には転写材を搬送する搬送通路４１が配設されてい
る。

【００３６】次に以上のような本装置においてカラー画
像の両面コピーを行うときの動作について説明する。

【００３７】現像装置III において現像され、未定着ト
ナー像を表面に担持した転写材は搬送ベルト手段１６に
より搬送され定着ローラ２９及び加圧ローラ３０により
定着された後、排紙ローラ４２によって排紙トレイ１７
にもたらされる。この後、再給紙ローラ４０により再び
給紙されて搬送通路４１を通り、再び潜像形成部IIへ搬
送されて表面と同様にして裏面にカラー画像を形成す
る。こうして、表面にすでに定着されたカラー画像をも
ち、裏面に転写された未定着カラートナー像を担持した
転写材は搬送ベルト手段１６により定着ローラ２９及び
加圧ローラ３０まで運ばれて定着が行われ、最終的に排
紙トレイ１７へ運ばれて両面カラーコピーが終了する。

【００３８】しかしながら、上述した図７の定着装置で
両面定着を行うと、両面定着時における転写材の表面
（加圧ローラ３０と接する面）にトナー像の多いいわゆ
るべた画像が形成されていた場合等に、オフセットある
いは光沢むらもしくは光沢性の増加が発生するという問
題点があった。

【００３９】オフセットと光沢むらに関しては、定着ロ
ーラ２９のゴム厚を加圧ローラ３０のゴム厚よりも厚く
する構成をとっているため、転写材の排出方向が加圧ロ
ーラ３０に沿った下方排紙となり、上記転写材の表面
（加圧ローラ３０と接する側の面）の加熱時間が長くな
って上記問題点を引き起こしたものと考えられる。

【００４０】また、光沢性の増加に関しては、定着ロー
ラ２９と加圧ローラ３０に同じ発熱量のハロゲンヒータ
３６，３７を用いたことが挙げられる。これは、定着ロ
ーラ２９と加圧ローラ３０のローラ温度が両者共ほぼ同
じ温度（上記従来例では約１７０℃）になっていたため
に、既に定着を終えた上記転写材の表面を再度両面定着
時に加圧ローラ３０により加熱すると、過剰な加熱定着
となり、光沢性を増加させたものと考えられる。

【００４１】本発明は、上記問題点を解決し、転写材の
両面にカラー画像を定着する場合であってもオフセット
あるいは光沢むらを発生させることなく、また、光沢性
を増加させることのない多色画像定着装置を提供するこ
とを目的としている。

【００４２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、内部に加熱手段を備えた芯金上に弾性体層を有す
る定着用回転体と、該定着用回転体に圧接して配設され
内部に加熱手段を備えた芯金上に弾性体層を有する加圧
用回転体との二つの回転体を有し、該二つの回転体によ
り転写材の表面及び裏面上の未定着像を加熱及び加圧す
ることによって定着を行う多色画像定着装置において、
転写材の回転体端排出位置を略０位置に設定することに
より達成される。

【００４３】

【作用】本発明によれば、転写材の回転体端排出位置を
略０位置としたので、転写材の裏面定着時において定着
用回転体と加圧用回転体の圧接部から排出される転写材
は両回転体と略等しい距離を有することとなる。したが
って、既に定着が行われた転写材の表面の画像は上記加
圧用回転体から必要以上に加熱されることがなく、オフ
セットあるいは光沢むらの発生が防止される。

【００４４】さらに、上記加圧用回転体内部の加熱手段
の熱量を上記定着用回転体内部の加熱手段の熱量よりも
小さくしたので、転写材の裏面定着時において、既に定
着された転写材の表面の画像に与えられる熱量が少なく
なり表面の画像の光沢性を増加させない。

【００４５】

【実施例】本発明の第一実施例ないし第六実施例を図面
に基づいて説明する。

【００４６】〈第一実施例〉先ず、本発明の第一実施例
を図１ないし図３を用いて説明する。

【００４７】本実施例の多色画像定着装置を図１に示
す。図１において、５１は外径４０mmで形成された定着
用回転体たる定着ローラでアルミニウムより成る芯金５
２上に１mm厚のゴム弾性体層５３が被膜されている。該
ゴム弾性体層５３は図２に示すように二層より構成さ
れ、下層にフェニルＨＴＶシリコーンゴム層５３−１が
８００μｍ厚で、その上にオフセット防止層として一液
性ＲＴＶ（室温加硫タイプ）シリコーンゴム層５３−２
が２００μｍ厚で形成されて成っている。

【００４８】さらに、該ローラの実効硬度が８０°（Ａ
ｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重）となるようなゴムで構成され、
下層のフェニルＨＴＶシリコーンゴムのピースゴム硬度
が約３４°（ＪＩＳ−Ａ１kg加重）上層の一液性ＲＴＶ
シリコーンゴムのピースゴム硬度が約５０°（ＪＩＳ−
Ａ１kg加重）のゴムを使用し定着ローラを構成してい
る。

【００４９】定着ローラの実効硬度が８０°（Ａｓｋｅ
ｒ−Ｃ１kg加重）とは、芯金に巻かれた状態のゴム層を
そのまま芯金を含んだ状態で測定したときの表面硬度を
言い、各層の各ゴム硬度がＪＩＳ規格通りにゴム単体で
測定したゴム硬度と違い芯金のアルミニウムの硬度も共
に測定しているため、本定着ローラのようにゴム厚が薄
いときは、ゴムのＪＩＳ規格硬度より高い値となって出
る。

【００５０】なお、ゴム硬度においては、ピースゴム硬
度はＪＩＳ規格通りのＪＩＳ−Ａ測定法により行なった
が、ローラの実効硬度は、ローラのダメージを避けるた
めＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計１kg加重にて測定を行なった。

【００５１】次に、５４は、外径４０mmで形成された加
圧用回転体たる加圧ローラで、アルミニウムより成る芯
金５５上にフェニルＨＴＶシリコーンゴム５６を約２mm
厚で形成し、表面は５０μｍ厚の一液性ＲＴＶシリコー
ンゴムを被膜している。

【００５２】さらに、該ローラは実効硬度が８６°（Ａ
ｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重）となるようなゴムで構成され、
下層フェニルＨＴＶシリコーンゴムの硬度が約７０°
（ＪＩＳ−Ａ１kg加重）のゴムを使用している。

【００５３】従来例におけるフルカラー電子写真画像形
成装置によって、多色画像Ｔを担持した転写材Ｐは加熱
回転駆動されているローラ間に進入する。

【００５４】ニップＮで加熱加圧定着された転写材Ｐは
ニップより排出されるが、本実施例の定着装置において
は、回転体端排出位置（以下、ローラ端排出位置とす
る）が略０位置で排出される。ここで該ローラ端排出位
置とは、次のように定義される。

【００５５】図３に示すように定着ローラ５１の中心Ａ
と加圧ローラ５４の中心Ｂを結ぶ線ｌに対し、Ａ，Ｂの
中点に垂線ｈを引く。また、排出側の定着ローラ５１と
加圧ローラ５４とに接する線ｍを引き、該線ｍをローラ
端排出位置基準線とし、垂線ｈと交わる点を０（ゼロ）
位置とする。該０位置より定着ローラ５１側を＋（プラ
ス）位置とし、加圧ローラ５４側を−（マイナス）位置
とする。このような条件において、転写材がニップＮを
通過し、線ｍを越える位置を０位置よりmm単位で表し、
ローラ端排出位置とする。

【００５６】図４に示すようにローラ端排出位置が０位
置で転写材が排出されるのは本構成定着装置の各ローラ
のローラ径、ゴム厚と実効ゴム硬度による。すなわち、
本実施例のような定着装置ローラ構成をとることにより
ニップＮが先に述べた線ｈと同じ方向を示すこと、及び
ニップ通過後の転写材の重力方向撓みの作用によりロー
ラ端排出位置０として排出される。

【００５７】該ローラ端排出位置は転写材の種類には多
くは依存しない。本発明においては８４ｇのＡ４サイズ
の紙を使用しているが、ニップよりローラ端排出位置ま
でが近いことにより、各種転写材のコシの差はさほど影
響されないが、好ましくは４０〜１２０ｇ紙における室
温でのローラ端排出位置の測定が好ましい。

【００５８】以上のような、ローラ端排出位置略０mmの
定着装置を用いれば、転写材の両面に形成されたカラー
画像を定着する場合であっても、従来のような光沢むら
あるいはホットオフセットを発生させることなく良好な
両面定着を行うことができる。

【００５９】なお、定着ローラ５１及び加圧ローラ５４
のゴム厚は、定着ローラのゴム厚ｔ１よりも加圧ローラ
５４のゴム厚ｔ２の方が厚くなるように構成することが
好ましい。これは、定着ローラ５１のゴム厚ｔ１が薄い
と内部の熱源からの表面への熱応答性が良くなるため
で、これにより定着時の定着ローラ５１の温度降下も少
なくなり、連続定着をした場合においても安定して良好
な定着を行うことができる。

【００６０】これに対し、従来、定着ローラ５１のゴム
厚と加圧ローラ５４のゴム厚を同一にして転写材を水平
に排出する構成の白黒用定着装置が提案されているが、
かかる構成ではニップを多くとる等の理由により両者の
ゴム厚を比較的厚めにする必要があり、内部の熱源から
の熱応答性が悪くなるという問題点がある。

【００６１】しかしながら、本発明によれば、定着ロー
ラ５１の熱応答性が良く、また、転写材の排出方法も好
ましい定着装置を提供することができる。

【００６２】また、特開昭５５−１７１０８において
は、弾性体層の表面実効硬度が定着ローラよりも加圧ロ
ーラの方で大きくなるように選定することにより、紙の
分離性の良い加熱定着装置が得られると説明されてい
る。

【００６３】確かに、上記表面実効硬度の関係によるロ
ーラ構成によれば紙の分離性は良くなり、一般的な白黒
トナーのような高融点トナーを使用した、転写材上に一
層のみしか画像形成されていないものに対しては、その
分離性は良好である。

【００６４】しかし、カラートナーなどを使用した多色
画像の加熱定着装置においては表面実効硬度の関係だけ
では不十分であることが判明した。すなわち、弾性体の
表面実効硬度が定着ローラよりも加圧ローラの方が大で
あってもローラ端排出位置が０を越える場合、多色画像
の加熱定着においては、画像の光沢むらやオフセットが
発生することが判明した。

【００６５】以下に、この比較例について説明する。比
較のために使用する定着ローラ及び加圧ローラのゴム層
は本実施例と同じ厚さとした。

【００６６】 本実施例 比較例 定着ローラ 外径 ４０mm ４０mm ゴム厚 １mm １mm 下層弾性体層 ８００μｍ ８００μｍ 上層離型層 ２００μｍ ２００μｍ 表面実効硬度 ８０° ８０° （Ａｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重） ピースゴム硬度 ５０° ３４° （ＪＩＳ−Ａ１kg加重） 加圧ローラ 外径 ４０mm ４０mm ゴム厚 ２mm ２mm 一液性ＲＴＶシリコーンゴム ５０μｍ ５０μｍ 表面実効硬度 ８６° ８３° （Ａｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重） ピースゴム硬度 ７０° ６０° （ＪＩＳ−Ａ１kg加重） ローラ端排出位置 ０mm ＋２mm 以上のように表面実効硬度は定着ローラよりも加圧ロー
ラの方が大きくなるように構成した。

【００６７】このような条件の下、比較例装置において
先に説明したフルカラー電子写真画像形成装置で得られ
たカラー画像の定着を行なったところ定着ローラ側へ転
写材が巻き付くように排出され光沢むらやオフセットが
発生してしまった。これは、この定着装置における表面
実効硬度は定着ローラよりも加圧ローラの方が大きくな
っているものの、ローラ端排出位置が＋５mmとプラス側
になってしまっているため、カラートナーのような離型
に不利なトナーを使用した場合、また、転写材上に複数
のトナー層がある場合などにおいて早期にオフセットが
発生してしまうのである。これは、転写材が依然定着ロ
ーラ側に巻き付き気味に排出されているためである。つ
まり、単に定着ローラ硬度と加圧ローラ硬度を設定した
だけでは、例えば転写材排出位置が＋方向にずれた場合
には、一面目の定着から既に転写材上のトナーのオフセ
ットや光沢変化が現れ、逆に転写材排出位置が一方向に
ずれた場合には、二面目の定着の際に転写材の表面（加
圧ローラと接する側）が加圧ローラに沿うように排出さ
れるため、上述した従来例と同様の問題点が発生する。

【００６８】しかしながら、本発明によれば、上記問題
点が無く、カラー画像の両面定着において、特開昭５５
−１７１０８に記載された従来例よりも優れた効果を発
揮する。

【００６９】以上のように、近年の多様な複写ニーズに
おける多色画像の定着装置においては従来の加熱定着装
置以上にローラ端排出位置を適正になるように構成しな
ければ、短寿命において光沢むらやオフセット等の不具
合が発生してしまうことが判る。

【００７０】本発明においてローラ端排出位置は「略０
位置」に設定されているが、この「略０位置」とは、一
面目の定着時に転写材が定着ローラ側に巻き付かず、二
面目の両面定着時に転写材が加圧ローラ側に巻き付かな
い位置を言い、上述した線ｈより±１０°以内の位置で
ある。±１０°以内の位置であれば、定着ローラあるい
は加圧ローラのいずれにも転写材が巻き付くことがな
く、ホットオフセットや光沢の変化を発生させずにカラ
ー画像の両面定着を良好に行う。

【００７１】〈第二実施例〉次に、本発明の第二実施例
について説明する。なお、第一実施例との共通箇所につ
いては説明を省略する。

【００７２】定着ローラ５１は第一実施例と同じローラ
を使用し、加圧ローラに 外径 ４０mm ゴム厚 ３mm 表層弗素樹脂チューブ５０μｍ厚被膜 表面実効硬度８７°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重） ゴムピース硬度（８０°ＪＩＳ−Ａ１kg加重） なる構成にて、同様にカラー画像の定着を行なったとこ
ろローラ端排出位置が＋２mm、線ｈより＋５．７°の位
置であった。定着された画像は転写材の表面及び裏面共
に光沢変化がなく、また、ホットオフセットも発生せず
に良好な定着を行うことができた。

【００７３】〈第三実施例〉次に、本発明の第三実施例
について説明する。なお、第一実施例との共通箇所につ
いては説明を省略する。

【００７４】 定着ローラを 外径 ４０mm ゴム厚 １．５mm 下層 １．３mm フェニルＨＴＶシリコーンゴム 上層 ２００μｍ ＲＴＶシリコーンゴム 表面実効硬度 ７６°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重） ゴムピース ３４°（ＪＩＳ−Ａ１kg加重） 加圧ローラを 外径 ４０mm ゴム厚 ２mm 表面弗素樹脂チューブ５０μｍ厚被膜 表面実効硬度 ７７°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重） ピースゴム硬度 ４０°（ＪＩＳ−Ａ１kg加重） 上記構成としたところローラ端排出位置は−２mm、線ｈ
より−５．７°となり第一実施例と同様なカラー画像定
着を行なったところ転写材の表面及び裏面共に良好な定
着を行うことができた。

【００７５】〈第四実施例〉次に、本発明の第四実施例
について説明する。なお、第一実施例との共通箇所には
同一符号を付して説明を省略する。

【００７６】本実施例は、定着ローラ５１内のハロゲン
ヒータを８００Ｗとし、加圧ローラ内のハロゲンヒータ
を２００Ｗとしたところが第一実施例と異なる。本実施
例においては、定着ローラの表面に当接させたサーミス
タによりローラ回転時１９０℃となるように温度調節さ
れており、これによって定着時の加圧ローラの温度は約
１２０℃となる。

【００７７】本実施例によれば、一面目の定着が良好に
行われた後に二面目の定着を行う際、上記一面目の表面
が加圧ローラ側で再加熱されても、加圧ローラ温度が約
１２０℃と低く設定されているので、光沢性が上昇する
ことなく、表面、裏面共良好な光沢性で多色画像定着を
行うことができた。

【００７８】なお、本定着装置によれば加圧ローラ温度
が従来例における１７０℃より低くなるため、定着ロー
ラ温度を１９０℃と高目に設定している。これにより転
写材の裏面より供給されていた熱量が減った分を表面よ
り補完している。定着ローラは離型性の塗布と相俟って
離型性が高いため、この程度の温度上昇によってはホッ
トオフセット等の弊害を発生させない。

【００７９】また、加圧ローラ温度は転写材が定着され
る時点での温度を指す。すなわち、ローラの回転や、停
止と共に加圧ローラの表面温度は変化するが停止時にあ
る程度冷えていた加圧ローラも、回転と共に温度上昇
し、転写材が作像工程を経て定着装置に到達するまでに
温度上昇する。

【００８０】本実施例の場合は、加圧ローラに２００Ｗ
のヒータを内蔵しているため、スタンバイ中に約１００
℃に温度調節しておけば、回転と共に温度上昇し、転写
材が定着装置に到達する頃に１２０℃に上昇するように
なっている。

【００８１】しかし、この加圧ローラの温度自体は厳密
には正確である必要はなく、カラー定着においては、６
０℃以上で定着ローラより低い温度に設定されれば良
い。

【００８２】また、定着ローラ内のハロゲンヒータの発
熱量を加圧ローラ内のハロゲンヒータよりも大きくする
と言っても、従来の技術で説明したような従来の定着装
置にこれを適用するのは好ましくない。これは、該従来
の定着装置の構成では定着ローラのゴム厚が厚いために
定着ローラ表面への熱応答性が悪く、連続定着が行えな
くなるためである。

【００８３】ここで、特開平１−２４４４８８にあるよ
うに定着ローラ温度を加圧ローラ温度より３０℃以上高
い温度に設定し、フルカラーの自動両面定着を行う提案
がなされているが、該提案と本発明との比較について説
明する。

【００８４】該提案では、定着ローラ及び加圧ローラ共
に同じヒータを内蔵し、温度調節により３０℃以上の温
度差を設けようとするものであるが、この方式では両ロ
ーラに温度検知素子としてのサーミスタ等を配置しなけ
ればならず、コストアップとなると共に構成が複雑とな
り制御も難しいものとなる。また、ゴム厚が厚い加圧ロ
ーラの方にも大きい発熱量のヒータを入れることにより
芯金とゴム界面の温度が上昇し、ゴムの耐熱限界を超
え、ゴム破壊が起こる虞れがあった。

【００８５】これに対し本発明は、加圧ローラ側のヒー
タの発熱量を低く抑えることにより、定着ローラ側だけ
に温度検知素子としてのサーミスタを配設すれば良く、
加圧ローラ側のヒータは上記サーミスタの信号に応じて
点滅するか、または、常に点灯させることができる。

【００８６】このように加圧ローラ内のヒータの発熱量
を低く抑えることにより、常に加圧ローラの温度を定着
ローラの温度より低い温度に設定することができ、コス
トアップ等の要因は全くない。

【００８７】また、ゴム厚が厚い加圧ローラの方に発熱
量の低いヒータを内蔵することにより、芯金とゴム界面
の温度過昇温も防ぐことができ、ゴム破壊等も全く起き
ない。

【００８８】以上のように、本発明の構成は従来提案さ
れている装置とは大きく違い、また、より優れた効果を
発揮するものである。

【００８９】なお、第一実施例と同様にローラ端排出位
置を略０位置とする構成を併用すれば、より一層良質な
カラーの両面定着画像を提供することができる。

【００９０】〈第五実施例〉次に、本発明の第五実施例
について説明する。なお、第一実施例との共通箇所につ
いては説明を省略する。

【００９１】定着ローラ５１は第一実施例と同じローラ
を使用し、加圧ローラに 外径 ４０mm ゴム厚 ３mm 表層弗素樹脂チューブ５０μｍ厚被膜 表面実効硬度８７°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重） ゴムピース硬度（８０°ＪＩＳ−Ａ１kg加重） なる構成にて、ローラ端排出位置が＋２mm、線ｈより＋
５．７°であった。そして、定着ローラに８００Ｗのハ
ロゲンヒータ、加圧ローラに１００Ｗのヒータをそれぞ
れ内蔵した。

【００９２】本実施例では、定着ローラ温度を１９０℃
に設定したところ、加圧ローラ温度は約１００℃になっ
た。

【００９３】かかる定着装置構成で両面定着を行ったと
ころ一面目の定着が良好に行われ、かつ、二面目の定着
の際にも一面目の表面（加圧ローラに接する側）の光沢
が増すことなく、転写材の表面及び裏面共に光沢差のな
い良好な両面定着を行うことができた。

【００９４】〈第六実施例〉次に、本発明の第六実施例
について説明する。なお、第一実施例との共通箇所につ
いては説明を省略する。

【００９５】 定着ローラを 外径 ４０mm ゴム厚 １．５mm 下層 １．３mm フェニルＨＴＶシリコーンゴム 上層 ２００μｍ ＲＴＶシリコーンゴム 表面実効硬度 ７６°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重） ゴムピース ３４°（ＪＩＳ−Ａ１kg加重） 加圧ローラを 外径 ４０mm ゴム厚 ２mm 表面弗素樹脂チューブ５０μｍ厚被膜 表面実効硬度 ７７°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ１kg加重） ピースゴム硬度 ４０°（ＪＩＳ−Ａ１kg加重） 上記構成としたところローラ端排出位置は−２mm、線ｈ
より−５．７°となった。

【００９６】そして、定着ローラに発熱量１０００Ｗの
ヒータを内蔵し、加圧ローラ側にはヒータを内蔵しない
構成とした。このとき、加圧ローラは定着ローラ側から
の熱の流入により昇温し、定着時の加圧ローラの温度は
約８０℃であった。

【００９７】かかる構成においても、一面目、二面目共
に良好な定着を行うことができ、光沢差のない良好な両
面定着を行うことができた。

【００９８】以上に説明した実施例においては、定着ロ
ーラに二層構成のゴムを採用しているが、単層あるいは
三層以上の構成をとっても良い。

【００９９】離型剤のオイルを多量に塗布する場合は、
中間層を弗素ゴム層などのオイルバリヤー層を有した三
層以上の構層を採るのが好ましい。

【０１００】また、熱伝導率には言及しなかったが、定
着ローラ内部ヒータの熱を効率良く表層に伝達させるた
めに熱伝導率は１．０ ×１０^-3ｃａｌ／cm・sec・ ℃
以上とするのが好ましい。

【０１０１】さらに、加圧ローラの表層としてシリコー
ンゴム層を用いた例を示したが、これに限られるもので
はなく、定着ローラに使用されるものと同等な高離型性
ゴムであれば良い。

【０１０２】なお、定着ローラ及び加圧ローラの外径も
４０mmの例を示したが、これに限るものではない。ま
た、ゴム厚に関しても、定着ローラのゴム厚が１mm、
１．５mm、加圧ローラのゴム厚が２mm、３mmの例を示し
たがこれに限られるものではない。

【０１０３】従来、白黒複写装置または赤や青の単色を
転写材上に並置し、定着を行う装置では、定着用回転体
加熱源の熱量Ｗ１と加圧用回転体加熱源の熱量Ｗ２がＷ
１＞Ｗ２なる関係は一般的であるが、上記装置では転写
材のローラ端輩出位置が＋方向に大きくずれている。し
たがって、転写材は定着ローラに沿うように排出されて
光沢変化や、オフセット等が発生するように考えられ
る。しかし、白黒トナーはカラートナーより融点が高い
ために、耐オフセット性が高く、光沢変化が起きにく
い。また、白黒画像は線画が多いため、かかる光沢変化
が識別し難い。

【０１０４】こうしたことにより、白黒定着装置では転
写材のローラ端排出位置は全く考慮しなくても良かっ
た。

【０１０５】しかし、本発明のようにいわゆるべた画像
が多く、オフセットの発生し易いカラー画像の定着にお
いて、本発明のように転写材のローラ端排出位置を略０
にし、かつ、ヒータの発熱量をＷ１＞Ｗ２とすること
は、転写材がどちらのローラにも巻き付くように排出さ
れず、光沢変化やホットオフセットの発生を防止できる
と共に、表面、裏面の光沢差を無くせるという点で多色
画像定着装置として両面定着を行う際、本発明は有効で
あり、従来とその構成、効果とも大きく異なる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
両面画像形成可能な多色画像定着装置において、転写材
のローラ端排出位置を略０位置としたので、転写材裏面
上のトナーが必要以上の輻射熱を受けることがない。し
たがって、シャープメルトトナーを使用する多色画像形
成装置に使用しても、画像の光沢度が極端に上がること
がなく、良好な画像を得ることができる。また、オフセ
ットを発生させることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の概略構成を示す断面図で
ある。

【図２】図１装置の定着ローラの弾性体層の構成を示す
断面図である。

【図３】ローラ端排出位置の定義を説明する図である。

【図４】図１装置における転写材のローラ端排出位置を
示す断面図である。

【図５】従来のフルカラー電子写真画像形成装置の概略
構成を示す断面図である。

【図６】図５装置に用いられるシャープメルトトナーの
軟化Ｓ字曲線を示す図である。

【図７】図５装置に備えられる多色画像定着装置の概略
構成を示す断面図である。

【図８】両面コピーが可能な従来のフルカラー電子写真
画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【符号の説明】

５１ 定着ローラ（定着用回転体） ５４ 加圧ローラ（加圧用回転体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に加熱手段を備えた芯金上に弾性体
   層を有する定着用回転体と、該定着用回転体に圧接して
   配設され内部に加熱手段を備えた芯金上に弾性体層を有
   する加圧用回転体との二つの回転体を有し、該二つの回
   転体により転写材の表面及び裏面上の未定着像を加熱及
   び加圧することによって定着を行う多色画像定着装置に
   おいて、転写材の回転体端排出位置を略０位置に設定す
   ることを特徴とする多色画像定着装置。
2. 【請求項２】 加圧用回転体内部の加熱手段の熱量が定
   着用回転体内部の加熱手段の熱量よりも小となるように
   設定されていることとする請求項１に記載の多色画像定
   着装置。