JPH07210021A - 加熱加圧フューザ及びトナー画像定着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的に抵抗性のあるフュージングベルトの
内面上にあるシリコンオイルの汚れの存在下での有効な
電気接触を確保する。 【構成】 駆動ローラ６０は、右側にテクスチャー加工
された模様８４と左側にテクスチャー加工された模様８
５を含むように作られている。テクスチャー加工された
模様は、数々の公知の手順のうちあらゆる手順、例えば
ローレット加工により製造される。ロール５６及び５８
の表面もまた、ベルト構造体５２との優れた電気接触を
可能にするために、ローレット加工状の模様が設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉末画像を形成する技術
に関し、さらに詳細には、加熱加圧ベルト定着（フュー
ザ）装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゼログラフィー（電子写真）の技術又は
他の類似する画像複製技術において、静電潜像は電荷保
持面上に形成され、その表面は、一般的に導電バッキン
グ（裏打ち材) に付着された光導電性絶縁物質を含む光
導電体を有する。光導電性を有する画像が光伝導体上に
形成されると光伝導体にはまず均一帯電され、それから
露光されて、複写（複製）される原稿の光画像が形成さ
れる。このように形成された静電潜像は、この目的のた
めに特定にデザインされた、多数の着色樹脂のうちどれ
でも一つを用いることにより可視にされる。

【０００３】本発明の目的のために、静電潜像は、静電
帯電された感光部材が露光されて原稿の光画像を形成す
る方法より他の方法で形成されてもよいことを理解すべ
きである。例えば、静電潜像は電子的に記憶されるまた
は生成する情報から生成されてもよく、デジタル形式の
この情報は画像生成エレクトロニクス及び光学系によっ
て文字数字式の画像に変換されてもよい。しかし、その
ような画像生成電子（エレクトロニクス）及び光学デバ
イスは本発明の部分を形成しない。

【０００４】再使用可能な光導電性表面の場合、より一
般的には可視像を形成するトナーと称されている着色樹
脂は、普通紙のような基体に転写される。転写の後、画
像は定着（フューザ）装置を使用して基体に付着され
る。今日までのところ、トナー画像を定着（フューズ）
させるための熱及び接触圧力の同時の使用が商業上で最
も広く受け入れられており、一対の加圧連動ロールが最
も一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明に従って、接触
ローラはローレット加工（knurling) 、ビードブラステ
ィング（ビード吹き付け）又は他の適切な手段によりテ
クスチャー加工（きめを作ったり等の表面加工）されて
いて、電気的に抵抗性のあるフュージング（定着、融
着）ベルトの内面上にあるシリコンオイルのコンタミネ
ーション（汚れ）の存在下での有効な電気接触を確保す
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段と作用】駆動ロール上のテ
クスチャー加工された模様は、ベルトのしわを最小にす
るためにベルトを幅方向に張るように好適に設計されて
いる。ベルトを張ることは、右側及び左側ローレット加
工を有するローラを使用することにより達成される。ロ
ーレット加工により作られたハイスポット（凸点）もま
た、電気的に抵抗性のあるフュージングベルトの内面上
にあるシリコンオイルのコンタミネーションの存在下で
の有効な電気接触を確保する。

【０００７】本発明の請求項１の態様では、トナー画像
を基体上へ定着するための加熱加圧フューザであって、
電気的に抵抗性のあるベルトと、エンドレス経路での移
動のために前記ベルトを支持する複数のローラと、前記
複数のローラのいくつかと協働してそれとの間に延長フ
ュージングゾーンを形成する加圧ローラと、前記フュー
ジングゾーンにおける前記ベルトの一部分及び複数部分
の内のいづれか一方の加熱を実行するために前記ローラ
を電気的にバイアスする手段と、離型剤物質を前記ベル
トの外面へ付着する手段と、離型剤物質の存在にかかわ
らず、前記ローラ及び前記ベルトの間に良好な電気接触
を実行する手段とを含む。

【０００８】本発明の請求項２の態様は、トナー画像を
基体上へ定着するために熱及び圧力を使用する定着方法
であって、エンドレス経路での移動のために、複数のロ
ーラを使用して電気的に抵抗性のあるベルトを支持する
ステップと、前記複数のローラのいくつかでフュージン
グゾーンを形成するために一つの位置で加圧ロールを支
持するステップと、前記フュージングゾーンにおける前
記ベルトの一部分及び複数部分の内のいづれか一方の加
熱を実行するために前記ローラを電気的にバイアスする
ステップと、離型剤物質を前記ベルトの外面へ付着する
ステップと、離型剤物質の存在にかかわらず、前記ロー
ラ及び前記ベルトの間に良好な電気接触を実行するステ
ップとを含む。

【０００９】

【実施例】ここで図５を参照すると、例として、取り外
し可能の処理カートリッジ１２を含む自動静電複写（複
製）機１０が示されている。図５に示されている複写機
は、原稿からコピーを作るために該複写機内で利用され
る種々の構成要素を例示している。本発明は自動静電複
写機における使用のために特によく適応されているが、
プリンターのような他の静電複写システムを含む様々な
種の処理システムにおける使用にも同様に好適であり、
必ずしもここに示される特定の具体例の応用のみに限定
されるわけではないことが以下の記述から明白になるべ
きである。

【００１０】図５に例示された複写機１０は取り外し可
能な処理カートリッジ１２を使用し、該カートリッジ１
２は挿入されたり主要マシンフレームから引き出された
りする。カートリッジ１２はベルト状の画像記録部材１
４を含み、該部材１４の外周面は適切な光導電性物質１
５で覆われている。ベルト即ち電荷保持部材は、カート
リッジ内で駆動搬送ロール１６の周りとアイドラロール
１８の周りを回転するために適切に装着されており、ベ
ルトの内側のラン（run)上の矢印により示された方向へ
進み、該ベルト上の画像支持面が複数のゼログラフィッ
ク（電子写真）処理ステーションを通過して運ばれる。
モーターのような、図示されていないが適切な駆動手段
が動力を供給するために設けられ、種々の協働するマシ
ン構成要素の動きの調子を合わせ、それにより原稿の入
力情景情報の忠実な複製が用紙又はその種のもののよう
な最終支持材料３１のシート上に記録される。

【００１１】まず、ベルト１４が光導電性表面１５を動
かして帯電ステーション１９を通過させ、そこでベルト
は画像形成の準備となる公知の態様で、帯電コロトロン
２０により光導電性表面上に配置され静電電荷で均一に
帯電される。その後、ベルト１４の均一に帯電された部
分は露光ステーション２１へ移動され、そこで、帯電さ
れた光導電性表面１５は露光されて原稿の出力情景情報
の光画像が形成され、それにより電荷は光が露光された
領域において選択的に消散され、静電潜像の形で原稿の
入力情景を記録する。

【００１２】潜像を作り出す光学構成はランプ１７及び
ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３を含む走査光学システム（系）
から成り、該システムは走査キャリッジ（図示せず）に
装着され、画像形成プラテン２３上の原稿Ｄを走査す
る。レンズ２２及びＭ４、Ｍ５、Ｍ６は公知の態様で画
像を光導電性ベルトへ送る。走査キャリッジの速度及び
光導電性ベルトの速度は同期化され、原稿の忠実な複製
を提供する。ベルト１４の露光後、光導電性表面１５に
記録された静電潜像は現像ステーション２４へ搬送さ
れ、そこでベルト１４の静電潜像表面１５にトナーが付
着され潜像を可視にする。現像ステーションは現像剤ロ
ール２５を含む磁気ブラシ現像システムを含み、該シス
テムは、現像剤供給器１１とオーガトランスポート（搬
送装置）３７から供給されるコース（荒い) 磁気キャリ
ヤ粒子とトナー着色粒子を有する磁化可能な現像剤混合
物を利用する。

【００１３】最終支持材料のシート３１は昇降機スタッ
ク支持トレイ２６上に配置されたスタック（束）状に支
持されている。高い位置にあるスタックを用いて、部分
円弧形（セグメント化）送り出し及びシート分離ロール
２７が、個々のシートをそこから位置合わせピンチロー
ルの対２８へ送り出す。シートはそれからベルト上の画
像が適切な位置合わせ（見当合わせ）をされて転写ステ
ーション２９へ送られ、光導電性表面１５上に現像され
た画像が転写ステーション２９内の最終支持材料のシー
ト３１と接触し、トナー画像が転写コロトロン３０によ
って光導電性表面１５から最終支持材料のシート３１の
接触面へ転写される。画像の転写に続き、紙やプラスチ
ック等、要望にかなう最終支持材料は、支持材料３１の
はりの強度のために、アイドラロール１８の周りを通過
する際にベルトから分離される。トナー画像をその上に
含むシートは、継ぎ目のない加熱されたフューザベルト
構造体５２、加圧ロール５４及び複数のフューザロール
構造体５６、５８及び６０を含む定着ステーション４１
へと進められる。定着ステーション４１でトナー画像が
定着された最終支持材料３１は、ローラ３３を介してト
レイ３４へ排出される。

【００１４】大部分のトナー粉末が最終支持材料３１に
転写されるが、トナー粉末画像の最後の支持材への転写
後、必ずある量の残留トナーが光導電性表面１５上に残
る。転写操作後の光導電性表面上に残る残留トナー粒子
は、ベルト１４の外周面とこすりながら接触するクリー
ニングブレード３６を含むクリーニングステーション３
５においてベルト１４から除去される。そのように除去
された粒子は、クリーニングハウジング（図示せず）内
に収容され、該ハウジングはクリーニングハウジングの
下流オープニング（開口）と結合されたクリーニングシ
ール５０を有する。あるいは、当該技術において公知の
ように、トナー粒子はクリーニングブラシによって光導
電性表面から機械的に除去されてもよい。

【００１５】前述の概説は、本発明の目的のために、本
発明に従って装置を具体化することが可能な自動ゼログ
ラフィック複写機１０の概括的操作を例示するのに十分
であると信じられている。

【００１６】図１（Ａ）で開示されるように、本発明に
従った定着装置は、抵抗性のあるポリイミド層６４及び
リリース（解放）層６６を有する継ぎ目のない（シーム
レス）ベルト構造体５２を含む。ベルトは、フューザロ
ーラ５６、５８、６０及びストリッピング（剥離）ロー
ラ６８及びアイドラローラ７０の周りに搭載され（巻き
掛けられ）ている。ローラ５６、５８及び６０は電気的
に導電性の接触ローラで、これらのローラに物理的に接
触するベルト構造体５２の一部分にわたって電圧を印加
するために、電気的にバイアスされている。接触すると
いうことは、これらのローラが電気的に抵抗性のあるポ
リイミド層６４に接触する、という意味である。継ぎ目
のないベルト構造体の使用は、継ぎ目のあるベルトが継
ぎ目の接触ローラとの各接触及び離間点でのアーキング
（アーク発生) や摩耗を受けるという点で本発明の重要
な態様である。継ぎ目のないベルト構造体が使用される
とき、ベルトへの電気的接触の中断がないため、アーキ
ング及び摩耗を除去する。

【００１７】加圧ローラ５４はローラ５６、５８及び６
０と協働し、その間に配置されたベルトの一部分と共に
フュージングゾーン７２を形成し、トナー画像７４を上
に載せた基体即ちシート３１は、該ゾーン７２を通過し
てトナー画像７４を基体に融着させる。ローラ７０はア
イドラ又はベルトステアリング（ベルト操作）ローラと
して役立ち、ローラ６８がストリッピング（剥離）ロー
ラとして役立つ。その目的のために使用される従来の構
造によって、全部で約５０ポンド（lbs.) のニップ圧力
がフューザロール６０と加圧ロール５４の間に加えられ
る。

【００１８】あるいは、図２に示されるように、フュー
ジングローラ５８と５６は必ずしも加圧ローラ５４と共
にニップを形成する必要はない。そこに例示されるよう
に、フライイン(fly-in)ゾーン（ニップに入る前のゾー
ン）５１が、図２に示されるようなローラ５６と５８の
配置によって設けられている。後に言及されるように、
図１の構成要素の多くは、参照番号５１により示される
ようなフライイン特性（機能）を例示するために必要で
ないため省略されている。

【００１９】図３に開示されるように、加熱ゾーン６２
及び６１にパワー（電力）を印加する電気回路７５は、
三つの導電性フューザローラ５６、５８及び６０に電気
的に接続されているＡＣ電源７８を含む。図２に示され
るように、電圧は、フュージングゾーン入口ローラ５６
とセンターローラ５８の間及びフュージングゾーン出口
ローラ６０とセンターローラ５８の間に印加されてい
る。入口及び出口ローラは同電位で互いに接続されてい
るので、ローラ５６、５８及び６０のどれとも接触しな
い非フュージングゾーン部分または区分８０は加熱され
ない。

【００２０】シリコンオイルのような適切な離型剤物質
を含むパッド８２は、ベルト５２の表面に塗布しながら
（wiping) 接触して支持されている。従って、ベルト表
面はシリコンオイルで薄く被覆されていて、ベルトにト
ナー粉末粒子が付着するのを防ぐ。

【００２１】上記に述べられたフューザの操作は、約１
７０オーム／平方の抵抗を有するカーボンと黒鉛を搭載
した４０ミクロンのフッ素樹脂層で被覆された５０ミク
ロンのポリイミド基体を使用して実行される。互いに
２．２５ｃｍ隔てられ、１２０ＶＡＣの電圧差を伴った
ローラを介するこのベルトの通過は、処理幅をわたって
３７ｗ／ｃｍのパワーを発生した。高密度（濃度）
（２．０＋ｍｇ／ｃｍ² ）カラー画像は、一分間に４０
コピーに相当する一秒に１５ｃｍの処理速度でよく定着
された。

【００２２】図４に表されるように、駆動ローラ６０
は、参照番号８４により示されたような右側にテクスチ
ャー加工された模様と、参照番号８５により示されたよ
うな左側にテクスチャー加工された模様を含むように作
られている。テクスチャー加工された模様は、数々の公
知の手順のうちあらゆる手順、例えばローレット加工に
より製造される。ロール５６及び５８の表面もまた、ベ
ルト構造体５２との優れた電気接触を可能にするため
に、ローレット加工状の模様が設けられている。

【００２３】接触ローラは、ローレット加工、ビードブ
ラスティング又は他の適切な手段によりテクスチャー加
工され、シリコンオイルの汚れの存在下で電気的に抵抗
性のあるフュージングベルトの内面との良好な電気接触
を確保する。そのような処理は高い表面領域と低い表面
領域とを作り出し、前者はローラとベルトの間に良好な
電気接触を提供する。

【００２４】駆動ロール６０上のテクスチャー加工され
た模様は、ベルトのしわを最小にするためにベルトの動
きに平行に即ち幅方向に張りを実行するように好適に設
計されている。

【００２５】ローレット加工により作られたハイスポッ
トは、電気的に抵抗性のあるフュージングベルトの内面
上にあるシリコンオイルの汚れの存在下での良好な電気
接触を確保する。

【００２６】現在本発明の好適な具体例とされるものが
例示され、述べられてきたが、数々の変更及び修正が当
業者に起こる可能性があり、本発明の真の精神及び範囲
内に及ぶ全ての変更及び修正を請求の範囲に含む意図で
あることを理解されたい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、接触ローラがローレッ
ト加工、ビードブラスティング又は他の適切な手段によ
りテクスチャー加工されていることにより、電気的に抵
抗性のあるフュージングベルトの内面上にあるシリコン
オイルの汚れの存在下での有効な電気接触が確保でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に従ったフュージング装置の略
図である。（Ｂ）はベルトの多層構造を表す拡大された
フューザベルトの部分を示している。

【図２】図１（Ａ）に例示された本発明の変更された具
体例の略図である。

【図３】本発明に従った図１（Ａ）のフューザ装置が作
用するのを可能にする回路の略図である。

【図４】本発明に従った駆動ローラを示している。

【図５】画像形成装置の略図であり、該装置内で図１の
フューザ装置が利用される。

【符号の説明】

１０ 自動静電複写機 ３１ 最終支持材料 ５１ フライインゾーン ５２ フューザベルト ５４ 加圧ロール ５６、５８、６０ フューザローラ ６１、６２ ベルトの部分 ６４ ポリイミド層 ６６ リリース層 ６８ ストリッピングローラ ７０ アイドラローラ ７２ フュージングゾーン ７４ トナー画像 ７８ ＡＣ電源 ８０ 非フュージングゾーン部分 ８２ パッド ８４ 右側にテクスチャー加工された模様 ８６ 左側にテクスチャー加工された模様

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー画像を基体上へ定着するための加
   熱加圧フューザであって、 電気的に抵抗性のあるベルトと、 エンドレス経路での移動のために前記ベルトを支持する
   複数のローラと、 前記複数のローラのいくつかと協働してそれとの間に延
   長フュージングゾーンを形成する加圧ローラと、 前記フュージングゾーンにおける前記ベルトの一部分及
   び複数部分の内のいづれか一方の加熱を実行するために
   前記ローラを電気的にバイアスする手段と、 離型剤物質を前記ベルトの外面へ付着する手段と、 離型剤物質の存在にかかわらず、前記ローラ及び前記ベ
   ルトの間に良好な電気接触を実行する手段と、 を含む加熱加圧フューザ。
2. 【請求項２】 トナー画像を基体上へ定着するために熱
   及び圧力を使用する定着方法であって、 エンドレス経路での移動のために、複数のローラを使用
   して電気的に抵抗性のあるベルトを支持するステップ
   と、 前記複数のローラのいくつかでフュージングゾーンを形
   成するために一つの位置で加圧ロールを支持するステッ
   プと、 前記フュージングゾーンにおける前記ベルトの一部分及
   び複数部分の内のいづれか一方の加熱を実行するために
   前記ローラを電気的にバイアスするステップと、 離型剤物質を前記ベルトの外面へ付着するステップと、 離型剤物質の存在にかかわらず、前記ローラ及び前記ベ
   ルトの間に良好な電気接触を実行するステップと、 を含むトナー画像定着方法。