JPH052353A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーの定着率を制御することによって、半
定着状態を実現でき、消しゴムモードを実現する。 【構成】 加熱手段１７のトナーに対する加熱能力を調
節する加熱調節手段１８と、所定のトナーの定着程度又
は所定の前記加熱能力を設定する設定手段２０と、その
設定されたトナーの定着程度又は加熱能力に基づき、前
記加熱調節手段１８を制御する制御手段１９とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、用紙にトナーを定着す
る加熱手段を備えた定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機では、露光によって、原稿
の画像が静電潜像として感光面に形成され、その静電潜
像は現像器から供給されたトナーによって現像されトナ
ー顕像となり、そのトナー顕像は転写電極によって画像
形成用紙に転写される。トナーが転写された画像形成用
紙は、搬送ベルトで定着ローラまで送られ、定着ローラ
を通過するときに、その定着ローラが有する熱によって
用紙上のトナーが溶融・合体し、さらに用紙に浸透して
用紙上に安定した画像が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
に、画像形成用紙に転写された段階のトナー像は、トナ
ーが静電力で用紙に付着しているだけなので（未定着状
態）、例えば、手で擦っただけで簡単にトナーが剥がれ
てしまい実用にならない。また、定着の終了したトナー
像は溶融・合体し、用紙に完全に浸透しているので、後
で不要なトナー像を消そうとしても、通常の消しゴムで
は消すことができず、画像を消すためには修正液を使う
か、ナイフや砂消しゴムで用紙の表面を削り取らなけれ
ばならないという課題がある。

【０００４】本発明は、従来の定着装置のこのような課
題は、従来の定着装置が完全な定着を目指していたため
生じたものであると考え、完全な定着状態に至らないト
ナーの半定着状態を実現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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱手段のト
ナーに対する加熱能力を調節する加熱調節手段と、所定
のトナーの定着程度又は所定の加熱能力を設定する設定
手段と、その設定されたトナーの定着程度又は加熱能力
に基づき、加熱調節手段を制御する制御手段とを備えた
定着装置である。

【０００６】

【作用】設定手段で所定のトナーの定着程度又は所定の
加熱能力を設定し、その設定されたトナーの定着程度又
は加熱能力に基づき、制御手段が加熱調節手段を制御し
て、加熱手段がトナーを加熱する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００８】図１は、本発明にかかる定着装置を内蔵し
た画像形成装置の側面図である。すなわち、上部には原
稿の画像を得るためのレンズ１３等を内蔵した光学ユニ
ット１２が設けられ、下部には、光学ユニット１２で撮
像された光画像に感光する感光面を持った光導電性ユニ
ット５と、その感光面の静電潜像を現像するための現像
ユニット１，２と、感光面を撮像前に一様に帯電するた
めの帯電器３と、画像形成用紙を感光面側に供給する給
紙ローラ９，１０と、現像された感光面に付着したトナ
ー像を画像形成用紙に転写し、その転写された用紙を感
光面から引き離すための転写・分離ユニット４と、転写
が終わって感光面に残留した不要のトナーを除去するた
めのクリーニングユニット６と、転写の終わった用紙を
送るための搬送ベルト７と、搬送ベルト７によって送ら
れてきた用紙上のトナーを定着するための定着装置８等
が設けられている。

【０００９】図２は前述の定着装置８付近を拡大した側
面図である。転写の終わった用紙を搬送するための搬送
ベルト７と、加熱手段１７が内蔵された加熱ローラ８ａ
と、その加熱ローラ８ａに近接して配置された加圧ロー
ラ８ｂとが設けられ、加熱手段１７にはその加熱能力を
調節するための加熱調節手段１８が接続され、加熱調節
手段１８にはそれを制御するための制御手段１９が接続
され、制御手段１９にはトナーの定着程度を設定するた
めの設定手段２０が接続されている。

【００１０】前述の設定に必要なトナーの定着程度は、
コスリ定着率の実験結果を示した図３のグラフより導か
れる。すなわち、縦軸はコスリ定着率（％）を示し、横
軸は画像濃度を示している。図において、●は指で擦っ
ても通常の消しゴムで擦ってもトナーが剥がれない状態
を示し、△は指で擦ってもトナーが剥がれないが通常の
消しゴムで消せる状態を示し、■は指で擦るとトナーが
指に付着する状態を示している。この実験結果から、画
像濃度にかかわりなく、ほぼ●の領域は定着率が９５％
以上の部分であって通常定着の領域であり、△の領域は
定着率が８０％から９４％までの部分であって半定着の
領域であり、■の領域は定着率が７９％以下の部分であ
って定着不良の領域であるということができる。

【００１１】この実験結果から定着率が８０％から９４
％までに対応する温度で定着できるように、加熱手段１
７の加熱能力を制御するような定着程度を設定手段２０
に設定できるようにする。つまり、設定手段２０は、ト
ナーの定着率が９５％から１００％までの通常定着モー
ドと、定着率が８０％から９４％までの半定着モード
（以下の実施例中では消しゴム定着モードという）を選
択できるようになっている。

【００１２】次に上記実施例の動作について説明する。

【００１３】図４に示すように、最初、画像形成装置の
電源スィッチを入れ（ステップＳ１）、複写しようとす
る原稿を原稿載置板上にセットする。次に操作パネル
（図示省略）からプリント枚数の設定と、定着モードは
通常定着モードか消しゴム定着モードかを選択する。い
ま通常定着を選択した場合、設定手段２０には通常定着
が設定される（ステップＳ２）。前記設定が終了して、
プリントキーを押すと（ステップＳ３）、設定手段２０
は設定された定着モードを判断し（ステップＳ４）、定
着装置８では、制御手段１９が設定手段２０に設定され
た通常定着の指令に基づき、加熱調節手段１８を制御
し、この加熱調節手段１８は通常定着位相制御を行って
加熱手段１７の加熱能力を制御して加熱ローラ８ａの温
度を１８０±１０℃に調節する（ステップＳ５）（図５
参照）。

【００１４】そして、光学ユニット１２が原稿の光画像
を、前もって一様に帯電された感光面に撮像し、その感
光面上にできた静電潜像は現像ユニット１，２で現像さ
れてトナー像となり、そのトナー像は給紙ローラ９，１
０で送られてきた画像形成用紙に、転写・分離ユニット
４によって転写され、感光面から分離されて、搬送ベル
ト７で定着装置８に送られる（図１参照）。そして送ら
れてきた画像形成用紙のトナーが１８０±１０℃で通常
定着されて、１枚目のコピーが完了する（ステップＳ
７）。

【００１５】次に、最初に設定されたプリント枚数が１
枚であればコピーはこれで終了し、２枚以上であれば残
りの枚数だけコピー動作が繰り返される（ステップＳ
８）。

【００１６】このような通常定着モードで定着された用
紙上のトナーは、定着率９５％以上で定着しているので
指で擦っても剥がれず、消しゴムで擦っても消えない従
来のコピーである。

【００１７】これに対して、上述の定着モードの選択
で、消しゴム定着モードを選択した場合は、設定手段２
０には消しゴム定着モードが設定される（ステップＳ
２）。前記設定が終了して、プリントキーを押すと（ス
テップＳ３）、設定手段２０は設定された定着モードを
判断し（ステップＳ４）、定着装置８では、制御手段１
９が設定手段２０に設定された消しゴム定着モードの指
令に基づき、加熱調節手段１８を制御し、この加熱調節
手段１８は消しゴム定着位相制御を行って加熱手段１７
の加熱能力を制御して加熱ローラ８ａの温度を１６０±
１０℃に調節する（ステップＳ６）（図５参照）。

【００１８】そして、前述の通常定着モードの場合と同
様にして、トナー像の転写された画像形成用紙が搬送ベ
ルト７で定着装置８に送られる（図１参照）。そして送
られてきた画像形成用紙のトナーが１６０±１０℃で消
しゴム定着されて、１枚目のコピーが完了する（ステッ
プＳ７）。

【００１９】前述と同様に、最初に設定されたプリント
枚数が１枚であればコピーはこれで終了し、２枚以上で
あれば残りの枚数だけコピー動作が繰り返される（ステ
ップＳ８）。

【００２０】このように消しゴム定着モードで定着され
た用紙上のトナーは、指で擦っても剥がれないが、通常
の消しゴムで擦ると消すことができ、修正することが可
能なコピーが得られる。

【００２１】なお、上記実施例では、加熱ローラ８ａに
加熱手段１７を内蔵させて加熱能力を調節したが、図
６、図７に示すように、加圧ローラ８ｂはそのままで、
加熱ローラ８ａの代わりに、２個のローラ１０１，１０
２と、それらローラ１０１，１０２に張架されたエンド
レスベルト状の定着フィルム１０３と、その定着フィル
ム１０３が加圧ローラ８ｂに当接する部位の内側に近接
した加熱手段１７とを設け、この加熱手段１７の加熱能
力を調節するようにしてもよい。この構成では、加熱手
段１７の熱時定数を小さくできるので、定着温度の変更
が短時間で可能である。

【００２２】また、図８、図９、図１０に示すように、
加熱ローラ８ａ及び加圧ローラ８ｂの対を加圧ローラ２
本の対にして、搬送ベルト７の上側に近接して加熱手段
である直接通電式遠赤外線セラミックスヒーター１７
ａ，１７ｂを２個、用紙の搬送方向に並列配置し、加熱
能力を調節してもよい。この場合の動作は、図１１のよ
うに、画像形成装置の電源スィッチを入れて（ステップ
Ｓ１０）、プリント枚数の設定と、定着モードを選択し
て（ステップＳ１１）、プリントキーを押す（ステップ
Ｓ１２）ところまでは前述の実施例と同様である。

【００２３】そして、設定された定着モードを判断し
（ステップＳ１３）、通常定着モードが設定されている
場合は、２個のセラミックスヒーター１７ａ，１７ｂが
両方とも通電されて（ステップＳ１４）、トナーの定着
率が９５％以上になるように加熱制御される。また消し
ゴム定着モードが選択された場合は、図面上右側のセラ
ミックスヒーター１７ａ（第１ヒータ）が通電され、左
側のセラミックスヒーター１７ｂ（第２ヒータ）は通電
されず加熱能力が調節され（ステップＳ１５）、トナー
の定着率が８０％から９４％までになるように加熱制御
される。図面上左側のセラミックスヒータ１７ｂをＯＦ
Ｆ或は供給電力をダウンすることによって、セラミック
スヒータ１７ａによるトナー溶融から加圧までの間少し
冷却する時間ができるので、右側のセラミックスヒータ
１７ａをＯＦＦする場合にくらべ、半定着性が向上す
る。又、通常定着から半定着へのモード切り換え時間が
大幅に短縮される。

【００２４】そして、トナー像が転写された画像形成用
紙が、搬送ベルト７で搬送される途中でトナーは加熱さ
れ、その状態で次に加圧ローラ８で定着が完了する（ス
テップＳ１６）。その後前述と同様に、最初に設定され
たプリント枚数が１枚であればコピーはこれで終了し、
２枚以上であれば残りの枚数だけコピー動作が繰り返さ
れる（ステップＳ１７）。

【００２５】また、図１２に示すように、２本の加圧ロ
ーラ８と、搬送ベルト７の上側に近接して加熱手段１７
を配置してもよい。この加熱手段１７には、ソレノイド
等で搬送ベルト７に近づいたり遠のいたりできるように
構成された加熱調節手段１８が連結され、その加熱調節
手段１８に制御手段１９が接続され、制御手段１９に設
定手段２０が接続されている。同実施例では、定着モー
ドを通常定着モードに設定した場合、トナーの定着率が
９５％以上になるような下方位置（実線参照）に加熱手
段１７を搬送ベルト７に近接させる。これに対し、定着
モードを消しゴム定着モードに設定した場合は、制御手
段１９がその設定に基づいて加熱調節手段１８のソレノ
イドを動作させ、トナーの定着率が８０％から９４％ま
でになるように、加熱手段１７を搬送ベルト７から遠ざ
ける。

【００２６】また、図１３に示すように、２本の加圧ロ
ーラ８と、搬送ベルト７の上側に近接して加熱手段１７
を配置し、この加熱手段１７と搬送ベルト７の間に、２
個の巻取りローラ２２，２３で両方向に巻取り可能なベ
ルト状の開口部を有するシャッター２１等で構成された
加熱調節手段１８を設け、例えば、巻取りローラ２２が
巻取ったときシャッター２１が開き、巻取りローラ２３
が巻取ったときシャッター２１が閉じるように構成して
もよい。

【００２７】その場合は図１４に示すように、設定手段
２０が設定された定着モードを判断して（ステップＳ２
３）、定着モードが通常定着モードに設定されている場
合、シャッター２１が開放して（ステップＳ２４）、加
熱手段１７はトナーの定着率を９５％以上にする加熱能
力となり、定着モードが消しゴム定着モードに設定され
ている場合は、シャッター２１が閉鎖して（ステップＳ
２５）、加熱手段１７のトナーへの加熱能力を、トナー
の定着率が８０％から９４％までになるように制限する
ものである。

【００２８】なお、本発明の半定着とは、上記実施例で
は、トナー定着率が８０％〜９４％であることであった
が、それに限らず、トナー定着率が例えば、手の指や布
等で画像を擦るような摩擦力でトナーを剥すことができ
る値よりも大きく、例えば、セロハンテープで画像を剥
すような粘着力でトナーを剥すことができない値より小
さいこととしてもよい。あるいはトナー定着率が、例え
ば、手の指や布等で画像を擦るような摩擦力でトナーを
剥がすことができる値よりも大きく、例えば、消しゴム
で画像を擦るような粘着力と摩擦力を併用してトナーを
剥すことができない値より小さいことでもよい。要する
に、広義の意味では、未定着と従来の定着装置のような
完全定着の中間の定着程度の任意の程度を意味する。

【００２９】また、上記実施例では、定着モードの選択
は、通常定着と半定着の２段階としたが、それら定着率
の範囲内で多段階または無段階に連続して選択できるよ
うにしてもよい。

【００３０】また、上記実施例では、通常定着と半定着
の２段階に定着モードを選択可能としたが、半定着専用
の定着装置であってもよい。

【００３１】また、設定手段は、直接加熱能力を設定す
る、例えば１８０℃又は１６０℃の温度設定をできるも
のであってもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、トナーの定着の程度として、半定着状態を実現
できるので、例えば定着の終わった画像を消しゴムで簡
単に消すことができ、且つ手で擦ってもトナーが剥がれ
ない安定した画像が得られる定着装置を提供することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の定着装置を備えた画
像形成装置の側面図である。

【図２】同実施例の側面図である。

【図３】トナーのコスリ定着率の実験結果を示すプロッ
ト図である。

【図４】同実施例の制御の流れ図である。

【図５】同実施例の温度制御の動作を説明した図であ
る。

【図６】第２の実施例の定着装置を備えた画像形成装置
の側面図である。

【図７】第２の実施例の側面図である。

【図８】第３の実施例の定着装置を備えた画像形成装置
の側面図である。

【図９】第３の実施例の斜視図である。

【図１０】第３の実施例の側面図である。

【図１１】第３の実施例の制御の流れ図である。

【図１２】第４の実施例の側面図である。

【図１３】第５の実施例の側面図である。

【図１４】第５の実施例の制御の流れ図である。

【符号の説明】

１７ 加熱手段 １８ 加熱調節手段 １９ 制御手段 ２０ 設定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 敦司 大阪府大阪市中央区玉造一丁目２番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 石谷 優典 大阪府大阪市中央区玉造一丁目２番28号 三田工業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段を備え、トナーを用紙に定着す
   る定着装置において、前記加熱手段のトナーに対する加
   熱能力を調節する加熱調節手段と、所定のトナーの定着
   程度又は所定の前記加熱能力を設定する設定手段と、そ
   の設定されたトナーの定着程度又は加熱能力に基づき、
   前記加熱調節手段を制御する制御手段とを備えたことを
   特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記設定手段は、通常定着と半定着のモ
   ードを選択でき、前記半定着とは、トナーの定着率が８
   ０％以上且つ９４％以下であることを特徴とする請求項
   １記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記設定手段は、通常定着と半定着のモ
   ードを選択でき、前記半定着とは、トナーの定着率が、
   摩擦力でトナーを剥がすことができる値よりも大きく、
   粘着力でトナーを剥すことができない値より小さいこと
   を特徴とする請求項１記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記設定手段は、通常定着と半定着のモ
   ードを選択でき、前記半定着とは、トナーの定着率が、
   摩擦力でトナーを剥がすことができる値よりも大きく、
   粘着力と摩擦力を併用してトナーを剥すことができない
   値より小さいことを特徴とする請求項１記載の定着装
   置。
5. 【請求項５】 加熱手段を備え、トナーを定着する定着
   装置において、前記加熱手段の加熱能力は、トナーの定
   着率が８０％以上且つ９４％以下であることを実現する
   ものであることを特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】 加熱手段を備え、トナーを定着する定着
   装置において、前記加熱手段の加熱能力は、トナーの定
   着率が、摩擦力でトナーを剥がすことができる値よりも
   大きく、粘着力でトナーを剥すことができない値より小
   さいことを実現するものであることを特徴とする定着装
   置。
7. 【請求項７】 加熱手段を備え、トナーを定着する定着
   装置において、前記加熱手段の加熱能力は、トナーの定
   着率が、摩擦力でトナーを剥がすことができる値よりも
   大きく、粘着力と摩擦力を併用してトナーを剥すことが
   できない値より小さいことを実現するものであることを
   特徴とする定着装置。
8. 【請求項８】 加熱手段を備え、トナーを定着する定着
   装置において、前記加熱手段の加熱能力は、トナーの定
   着の程度が、完全な定着の状態と、未定着の状態の中間
   の所定の定着状態であることを実現するものであること
   を特徴とする定着装置。