JPH0527620A

JPH0527620A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0527620A
Application number: JP3447391A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Miwa; 正三輪; Masato Ueda; 正人上田; Satoru Haneda; 哲羽根田; Yasuhiko Tanaka; 康彦田中
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】シリコンオイル等の離型剤を全く使用しない
か使用してもごく僅かな使用で定着後の画像においてト
ナーの溶融が十分確保され光沢性がすぐれ色再現性の高
い定着装置を提供する。【構成】定着ローラ10と搬送ローラ14に巻回された無
端ベルト15と該ベルト15を介して定着ローラ10に圧着す
る定着ローラ20とを設け、定着ローラ10及び20の少くと
も１つの芯部にヒータを設けた定着装置であって、前記
定着ローラ10,20の外周部に弾性層を設けたことを特色
としている。また、弾性層の厚さは定着ローラ10の方が
定着ローラ20のものより大きくとる方が更に好結果をも
たらす。また弾性層の硬度は逆に前者を後者より小さく
することが好結果をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真における定着装
置のオフセット転写やよごれ転写やカラー画像の光沢不
足を解消する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真のトナー像の定着プロセスにお
いては、熱ローラ定着が最も一般的である。そして近年
のカラー画像を扱う電子写真のプロセスにおいては、定
着後の画像の色再現性や画像の光沢性を確保したりＯＨ
Ｐ用転写材を使用時の透過性を確保するためにトナーを
十分溶融させることが要求されている。一般に広く使用
されている線状ポリエステルのトナーを用いてその溶融
條件を前述のレベルにすると、高温オフセットの問題か
ら必須条件として離型剤として低粘度のシリコンオイル
を多量に塗布することが必要になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにシリコンオ
イルを多量に使用するとシリコンオイルのこぼれの問題
やシリコンオイルの転写材への付着等の問題が発生す
る。特にＯＨＰ使用時にはシリコンオイルの転写材への
含浸がないためシリコンオイルによりユーザーの手を汚
したり、ＯＨＰ自体の透過性を著るしく低下させたりす
る。この問題のために一般のポリエステルを使用したト
ナー即ちワックス系のトナーが採用されているが十分な
溶融状態を得るのがむずかしいのが現状である。また、
カラー画像では前述のように定着後の光沢が要求される
ことが多く、その場合の手段としては従来技術の範囲で
は、前述のように、多量の離型剤を塗布するか、ワック
ス系のトナーを使用する場合には一度定着した画像をオ
プションユニットでもう一度定着させることが行われて
いる。

【０００４】本発明はこのような定着の問題点を解決し
て、シリコンオイルなどの離型剤を全く使用しないか、
使用してもわずかの使用で定着後の画像においてトナー
の溶融が十分確保されトナー溶融における色再現性が優
れた定着装置を提供し、更に、カラー画像で要求される
ような光沢性のよい画像ができ、特にＯＨＰ使用時の透
過性、色再現性に優れた定着を達成させることを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
ａ，ｂ，ｃ又はｄによって達成される。

【０００６】（ａ）無端ベルトのベルト面を介して圧着
状態にある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ
離れた位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルト
が巻回して設けられ、前記一対のローラの少くとも一方
に、加熱用のヒータが設けられ電子写真の未定着トナー
像を有する転写材がこれ等一対のローラと無端ベルトの
一部を通過することにより該トナーを該転写材上に定着
させる定着装置であって、前記無端ベルトは基体上に離
型剤の層を有する構成であり、前記一対のローラの双方
の外周面に弾性層を設けたことを特徴とする定着装置。

【０００７】（ｂ）前記弾性層の厚さが、双方とも0.5
乃至10mmであることを特徴とするａ項記載の定着装置。

【０００８】（ｃ）前記弾性層の厚さはベルト懸架側ロ
ーラの方が圧着側ローラの方より大きいことを特徴とす
るａ項又はｂ項記載の定着装置。

【０００９】（ｄ）前記弾性層の硬度は、ベルト懸架側
ローラの方が圧着側ローラの方より小さいことを特徴と
するａ項，ｂ項，又はｃ項記載の定着装置。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例１の構成を図１、実施例２の
構成を図２、実施例３の構成を図３、実施例４の構成を
図４の各断面図に示し、該断面図と図５，図６に示す無
端ベルトの層構成断面図と図７に示すグラフとによって
本発明を説明する。

【００１１】（実施例１）図１に示すように芯金11を有
し、その上に弾性層12として耐熱性合成ゴム層を同心に
設け、それらの中心部にヒータ16を設けた定着ローラ10
と該定着ローラ10に対して特定の距離に設けた搬送ロー
ラ14との間に無端ベルト15が巻回されている。そして、
無端ベルトは図５で示すようにポリイミド基体上15Ａに
シリコンゴムからなる離型層15Ｃを塗布したものか、図
６に示すように中間に弾性層15Ｂをはさんだもので構成
する。ポリイミド基体15Ａの厚さは10〜100μmが望まし
く、より好ましくは25〜75μmである。またシリコンゴ
ム層は50〜300μmにしてある。そして定着ローラ10に対
しては前記無端ベルト15を介して定着ローラ20が圧着し
ている。定着ローラ20も中心部にヒータ23が配されそれ
と同心に芯金21が、更に外側に同芯に弾性層22として耐
熱性合成ゴムの層が設けられている。

【００１２】そして、転写材51上にトナー52が付着した
現像済みの未定着画像は、入口ガイド17上に搬送され、
定着ローラ10，20及び無端ベルト15に押圧されながら矢
印方向に送られガイド33上を通って搬送ローラ14の外方
に定着を完了して排出回収されるようにしてある。

【００１３】無端ベルト15の外側には離型剤層15Ｃとし
てシリコンゴムが被覆されていて、弾性体の役目もはた
している。

【００１４】また、前記定着ローラ10の外周面で無端ベ
ルト15が接触していない位置に接して温度検知手段とし
てのセンサー13が設けられ、更にもう一つの定着ローラ
20の外周面に接して温度検知手段としてのセンサー24が
設けられている。

【００１５】次に、このように構成された定着装置１の
作用について述べる。

【００１６】先ず、図７のグラフに示す線状ポリエステ
ル製トナーと一般のポリエステル製トナーの粘度−温度
特性曲線について説明する。

【００１７】このグラフは、縦軸に粘度がポアズの単位
の常用対数値で目盛られ、横軸に温度が目盛られてい
る。そして線状ポリエステル製トナーは実線で示され一
般のポリエステル製トナーは鎖線で示されている。両ト
ナーとも100℃近辺で100,000ポアズ程度の高粘度即ちガ
ラス転位状態になっており、100℃を越すと両トナーと
も溶融状態になる。そして最適の溶融状態は粘度が5000
ポアズぐらいのところである。そして、その粘性状態
は、今まで一般的なポリエステル製のトナーでの加熱温
度は150℃に達するにもかかわらず、線状ポリエステル
製のトナーははるかに低い温度の120℃で済んでいる。

【００１８】更に、２つの定着ローラによるローラ対だ
けのニップによって熱定着を行っていた従来の定着装置
にくらべて、本発明においては、無端ベルト15を介在さ
せており、それによって剥離までの降温時間が確保でき
るので、溶融温度を今までよりも高い方に拡げて、加熱
領域をはるかに広くとることができる。この加熱領域に
おいては、線状ポリエステル樹脂のような、低温度で溶
融状態の得られるトナーによって未定着画像は十分溶融
する。この溶融状態にあるトナー52と転写材51の粘着力
及び自然冷却又は図３に示す実施例３のように転写材の
裏面から当てられる冷却ファン32からのエヤフローによ
り、転写材51とトナー52は無端ベルト15に付着したまま
で搬送され温度を低下させてゆく。

【００１９】この領域において十分冷却され粘度が大き
くなりガラス転位状態になったトナー52と転写材51は、
搬送ローラ14に支持された前記無端ベルト15の端部で該
ベルト15から剥離される。このときトナー52は殆んど凝
固したガラス転位状態にあるので、該ベルト15の表面性
をそのまま保持して鏡面に近い光沢のある表面が得られ
る。このようにトナー52は十分溶融した状態になってか
ら凝固するので複数のカラートナーの溶融混合による色
再現性が確保されると共に、ＯＨＰなどに定着した場合
の透過性も安定して確保できる。ここで前述のように無
端ベルトを構成する表面材料は離型剤であるシリコンゴ
ム等の材料であるので離型性とともに離型層自体が弾性
を有するため、トナーへの均一な加熱と加圧が実現でき
るとともにトナー52と無端ベルト15との間のダンパー的
効果もあって、線状ポリエステルトナーのような比較的
低温度において溶融しやすいトナーを用いてもオフセッ
トの状態が全く起らないか、起っても極く僅かであって
クリーニングできる範囲のレベルにとどめることができ
る。

【００２０】この時、一対のローラの双方に弾性層が設
けられていることにより、ニップ部から出る溶融状態に
なったトナーおよび、それを支持する転写剤に対し、弾
性層の緩衝効果が働き、溶融トナー層内部で凝集破壊が
起こることによるオフセット状態が発生することを防止
している。ローラーの弾性層の厚さは、ベルトが架けら
れたローラ側の厚さt₁を、もう一方の厚さt₂よりも厚く
するとトナー層に対するオフセット防止効果は更に大き
い。また、前者と後者のローラのゴム硬度を夫々h₁,h₂
としたとき、h₁＜h₂とすることによりオフセット防止効
果は更に大きく好ましい。

【００２１】また、無端ベルト15を用いた定着装置の場
合には、圧着する定着ローラ20につけた温度検知手段と
してのセンサー24の読み取り値を前記センサー13の読み
取り値と合わせてヒーターの加熱を制御することによ
り、定着部分の温度を安定範囲に保持することが可能に
なる。

【００２２】（実施例２）図２に示すように実施例１の
定着ローラ10からヒータ16を除去し、該ローラ10を中心
部の芯金11Ａと周辺部の弾性層12Ａとで構成したもので
ある。

【００２３】このような状態でも、前記温度センサー13
と24によってヒータ23の加熱状態を制御することによ
り、定着部分の温度を安定範囲に保持することが可能で
ある。そして一対のローラの双方に弾性層が設けられて
いるので溶融トナー層内部で凝集破壊が起りにくくな
り、無端ベルト15上へのオフセットが防止されるように
なる。

【００２４】（実施例３）実施例３は図３に示すように
実施例１に対して、空気吸込ガイド31及び冷却ファン32
よりなる冷却装置30を無端ベルト15に沿ったガイド33の
下部に近接して設けたものである。これも、実施例１と
同様に溶融トナー層内部での凝集破壊が起こりにくくな
っている。そして無端ベルト上へのオフセット防止効果
が達成される。また、前記温度検知手段としてのセンサ
ー13と24の読取値によりヒータ16，23の加熱状態を制御
することにより定着部分の温度を安定範囲に保持するこ
とが可能にしてある。

【００２５】（実施例４）実施例４は図４に示すように
実施例２に対して更に冷却装置30を無端ベルト下部に近
接して設けたものである。これも実施例３と同様な効果
をもつ。即ち、溶融トナー層の凝集破壊が起こりにく
く、オフセットが防止され定着品質の著しい向上がはか
られている。

【００２６】尚、冷却装置がない実施例２，３において
も、前述の温度センサー13，24によるヒータの加熱制御
により転写材51及びトナー52は、無端ベルト15の表面に
密着した状態で運ばれ無端ベルト15の表面にオフセット
することなく端部でごく自然に剥離回収される。

【００２７】

【発明の効果】本発明により、シリコンオイル等の離型
剤を全く使用しないか使用しても極く僅かの使用によっ
て該オイルの転写（オフセット）の問題が発生すること
なく低温溶融型のトナーを使用することにより該トナー
を十分溶解して透過性及び色再現性に優れた定着画像が
得られるようになった。

【００２８】そしてこのときの転写材はシリコンオイル
等により汚されることはない。また、カラー画像におい
て要求される光沢画像も十分なレベルのものが得られる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の実施例１の断面図。図２は本発明の実施例２の断面図。図３は本発明の実施例３の断面図。図４は本発明の実施例４の断面図。図５及び図６は無端ベルトの層構成断面図。図７はトナーの粘度−温度特性曲線。

【符号の説明】

10,20…定着ローラ 11,21…芯金 12,22…弾性層 13,24…温度検
知センサー 14…搬送ローラ 15…無端ベルト 17…入口ガイド 30…冷却装置 31…空気吸込ダクト 32…冷却ファン 33…ガイド 51…転写材 52…トナー

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【手続補正書】

【提出日】平成４年８月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の断面図。

【図２】本発明の実施例２の断面図。

【図３】本発明の実施例３の断面図。

【図４】本発明の実施例４の断面図。

【図５】無端ベルトの層構成断面図。

【図６】無端ベルトの層構成断面図。

【図７】トナーの粘度−温度特性曲線。

【符号の説明】 10,20 定着ローラ 11,21 芯金 12,22 弾性層 13,24 温度検知センサー 14 搬送ローラ 15 無端ベルト 17 入口ガイド 30 冷却装置 31 空気吸込ダクト 32 冷却ファン 33 ガイド 51 転写材 52 トナー

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中康彦東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無端ベルトのベルト面を介して圧着状態
にある一対のローラの一方のローラと一定距離だけ離れ
た位置にある搬送用ローラとの間に前記無端ベルトが巻
回して設けられ、前記一対のローラの少くとも一方に、
加熱用のヒータが設けられ電子写真の未定着トナー像を
有する転写材がこれ等一対のローラと無端ベルトの一部
を通過することにより該トナーを該転写材上に定着させ
る定着装置であって、前記無端ベルトは基体上に離型剤
の層を有する構成であり、前記一対のローラの双方の外
周面に弾性層を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記弾性層の厚さが、双方とも0.5乃至1
0mmであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】前記弾性層の厚さはベルト懸架側ローラ
の方が圧着側ローラの方より大きいことを特徴とする請
求項１又は請求項２記載の定着装置。
【請求項４】前記弾性層の硬度は、ベルト懸架側ロー
ラの方が圧着側ローラの方より小さいことを特徴とする
請求項１、請求項２又は請求項３記載の定着装置。