JPH09171322A

JPH09171322A - 定着装置

Info

Publication number: JPH09171322A
Application number: JP33221795A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanaka; 博田中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】透明シート上のカラートナー像を高速に定着
し、所望の透明度を確保し、良好な透明画像を得ること
が目的である。【解決手段】ニップ通過時間と定着温度と加圧力とト
ナー融点とを所定の範囲に設定することにより高速定着
で透明画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に電子写真方式
による画像形成装置に適用される熱定着装置に関する。
詳しくは、互いに圧接する加熱部材と加圧部材とを有
し、加熱部材と加圧部材との間の圧接部において未定着
カラートナー像を担持する被加熱体を挟持搬送すること
により、被加熱体上にカラートナー像を定着する定着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラートナー用の定着装置として
は熱ローラやベルトなどによる熱定着装置を用い、被加
熱体として普通紙（厚手紙、ハガキ、薄手の通常紙等）
またはオーバーヘッドプロジェクター（以下ＯＨＰと略
す）に用いる透明シートを用い、透明シートを定着する
際は充分に加熱して透明性を確保するために透明シート
を搬送する搬送速度を普通紙より遅くする方法が一般的
に用いられていた。

【０００３】例えば、特開昭５９−１８８６７３号公報
においては、カラー用定着装置で、透明シートを定着す
る際には普通紙より遅い定着ローラ周速（以下、定着速
度と述べる）で定着する技術が提案されている。

【０００４】また、特開昭６０−７８４６２号公報にお
いては、転写における分離点（感光体または転写中間媒
体と紙との分離）と定着装置間にバッファスペースを設
け、透明シートを定着する際には定着速度を感光ドラム
周速より遅くする技術が提案されている。

【０００５】また、特開昭６０−８６５７４号公報にお
いては、カラー用定着器で、透明シートを定着する際に
は定着温度と定着速度の両方を減少させる技術が提案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、レーザープリ
ンターの高速性を生かして定着装置においても透明シー
トを高速で搬送し、高速で定着を行うと透明シートを充
分に加熱できないため、透明シート上のカラートナー像
は不透明になり、ＯＨＰにより投影した投影像は黒色ま
たはかなり黒色に近い色になってしまう。

【０００７】そこで、透明度を確保するために、特開昭
５９−１８８６７３号公報、特開昭６０−７８４６２号
公報、特開昭６０−８６５７４号公報で提案されている
技術を従来は用いていた。しかし、透明シートの定着時
に定着装置の搬送速度を普通紙の定着時より極端に遅く
すると、レーザープリンターの高速性を生かせず、無駄
な時間を消費することになり望ましくなかった。

【０００８】また、特開昭６０−７８４６２号公報に開
示されている技術ではバッファスペースが必要となるた
め画像形成装置が大型化してしまい、かつ、バッファス
ペースにより長い定着時間を確保する定着装置では単色
または２色モードでも前に画像が形成された透明シート
の定着が終了するのを待ってから、次の透明シートにカ
ラートナー像を転写し、定着装置へと搬送する必要があ
り、４色または３色モードよりも単色または２色モード
の印字速度（単位時間当たりの印字枚数）を速くするこ
とができず、やはり、レーザープリンターの高速性を生
かせず、無駄な時間を消費することになり望ましくなか
った。

【０００９】かかる従来の課題に鑑みて本発明はなされ
たもので、その目的とするところは、透明シートをプロ
セス速度（感光体と同じ速度）とほぼ同等な速度で高速
で定着し、装置を小型化させる構成で、透明シート上の
カラートナー像の透明度を確保することが可能な高速な
定着装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の定着装置は、互いに圧接する加熱部材と
加圧部材を有し、前記加熱部材と前記加圧部材との圧接
部（以下ニップと述べる）において未定着カラートナー
像を担持する被加熱体を挟持搬送して未定着カラートナ
ー像を定着する定着装置であって、ニップ通過時間ｔ
（ｍｓ）が数３をＡ≧−４．６の元に満たすごとく定着
条件を定めることを特徴とする。

【００１１】

【数３】

【００１２】また、本発明の定着装置は、被加熱体は透
明シートまたは普通紙であり、透明シートを定着すると
きの定着装置での第１の搬送速度ｖ１と普通紙を定着す
るときの定着装置での第２の搬送速度ｖ２との比ｖ１／
ｖ２が０．５〜２となるように各々の搬送速度を定める
ことを特徴とする。

【００１３】さらに、本発明の定着装置は、数３におい
てＡ≧０とした式を満たすごとく定着条件を定めること
を特徴とする。

【００１４】さらに、本発明の定着装置は、数３におい
てＡ≧１０．９とした式を満たすごとく定着条件を定め
たことを特徴とする。

【００１５】さらに、本発明の定着装置は、トナー融点
Ｔｍが１０５℃ ≦ Ｔｍ ≦ １２５℃ であるカラー
トナーを用い、数３を満たすごとく定着条件を定めたこ
とを特徴とする。

【００１６】さらに、本発明の定着装置は、数４を満た
すごとく定着条件を定めたことを特徴とする。

【００１７】

【数４】

【００１８】さらに、本発明の定着装置は、加熱部材の
表面温度Ｔｈを１８０℃以下に制御することを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例ならびに図
面に基づき説明する。

【００２０】まず、図１を用いて本発明の定着装置の構
成を説明し、次に、このような定着装置を用いたときの
透明度を確保する構成について説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施例である定着装置
の概略図であってアルミニウムなど熱伝導性の良い金属
円筒と、その外周面上に形成したゴム層からなる加熱ロ
ーラ１及び加熱ローラ１の内部に配置されたハロゲンラ
ンプ等の加熱体７により構成される加熱部材と、金属製
シャフトの外周面にシリコーンゴムなどの弾性体を形成
した加圧ローラ２により構成される加圧部材とからな
り、図示しない加圧手段により加熱ローラ１と加圧ロー
ラ２は互いに圧接され、圧接部１１を構成している。
尚、加熱ローラ１は、透明シート等の被加熱体１２との
接触性を向上させるために金属円筒の上にＨＴＶ、ＲＴ
Ｖ、ＬＴＶ等のシリコーンゴムやフッ素ゴムの層を設
け、さらに剥離性向上のためシリコーンやＰＦＡをコー
ティングまたはチューブにより剥離層として形成しても
良い。加熱ローラ１の表面粗さは透明シート上のトナー
像の透明度に影響するため表面粗さを１μｍＲａ（ＪＩ
ＳＢ０６０１で定義されている中心線平均粗さ）以下
とした。また、金属円筒の肉厚厚さは０．５〜６ｍｍと
した。さらに、加熱ローラ１の外周面に接触するように
あるいは加熱ローラ１の外周面近傍に、サーミスタなど
の温度検知部材８が設置されていて、この温度検知部材
８からの温度検知信号により温度制御手段１３により加
熱体７への通電を制御し、加熱部材を所望の温度に制御
する。尚、加熱ローラ１並びに加圧ローラ２は、図示し
ない駆動装置により回転駆動され、被加熱体１２である
透明シートは矢印の方向から加熱ローラ１と加圧ローラ
２の圧接部（ニップ）に進入し、定着装置のニップにお
いて定着がなされた後、定着装置より排出される。ま
た、定着後の被加熱体１２を加熱ローラ１から剥離する
ための剥離爪９や、定着装置のニップから排出される紙
を定着装置から円滑に排出するための排紙ローラ１０
や、加熱ローラ１表面にシリコーンオイル等の離型剤を
塗布し、かつ、加熱ローラ１の表面に付着したトナーを
除去するためのオイル含浸パッド等のクリーナなどを必
要に応じて定着装置に設けてもよい。また、被加熱体１
２として薄手の通常紙、厚手紙、ハガキ等の普通紙やＯ
ＨＰに用いる透明シートを用いる。

【００２２】前述したようにプロセス速度と定着速度が
同等であり透明シートを高速に定着し透明性を出す構成
について本発明者らが鋭意検討した結果を次に説明す
る。

【００２３】加熱部材として加熱ローラ、加熱体として
加熱ローラ内に配置されたハロゲンランプ、加圧部材と
して加圧ローラを用い、温度検知部材により加熱ローラ
の表面温度（以下定着温度Ｔｈと述べる）を検知し、定
着温度を制御し、バネ加圧により加圧ローラを加熱ロー
ラに押圧して長さＬ（ｍｍ）なるニップを形成し、モー
ターにより加熱ローラと加圧ローラを搬送速度ｖ（ｍｍ
／ｓ）にて回転駆動する定着装置を例に挙げ、透明度を
決定する各パラメータと透明度との関係について説明す
る。

【００２４】数５の様に、トナー温度Ｔｔは定着温度Ｔ
ｈとニップ通過時間ｔ（ｍｓ）の関数で表される。

【００２５】

【数５】

【００２６】また、数６の様にトナー粘度はトナー温度
の関数で表される。

【００２７】

【数６】

【００２８】さらに、数７の様に、トナー変形量はトナ
ー粘度と圧力Ｐと圧力をかけた時間（即ち、ニップ通過
時間ｔ）の関数で表される。

【００２９】

【数７】

【００３０】ところで、未定着カラートナーは熱と圧力
を加えるとトナー粒子が変形し、やがてトナー粒子同士
がつながり、トナー粒子間の界面（以下粒界と述べる）
が無くなり、トナー層中の泡が無くなり、トナー層表面
が平坦になる。この過程に従いトナー層の透明度は向上
していく。従って、数８のように透明度はトナー変形量
と粒界の量との関数で表される。

【００３１】

【数８】

【００３２】トナー変形量と粒界量の減少はほぼ同時に
進むので数８は数９の様に書ける。

【００３３】

【数９】

【００３４】数５〜９から、透明度は数１０で表すこと
ができる。

【００３５】

【数１０】

【００３６】数１０から、透明度が一定の時は数１１が
成り立つ。

【００３７】

【数１１】

【００３８】尚、数５〜９が表すように、圧力が大きく
なるとトナー変形量は大きくなり、また、トナー温度が
高くなるとトナー粘度が低くなりトナー変形量は大きく
なる。即ち、圧力が大きくなるとあたかもトナー温度が
高くなったようにトナーは変形する。従って、透明度に
対する圧力の効果は温度補正項として式化できる。本発
明では定着温度の補正項として圧力の効果を式化した。
具体式は後に数１４で示す。

【００３９】ところで、周知のように、ニップ通過時間
ｔ後のトナー温度Ｔｔは定性的には数１２で表される。
但し、初期条件としてｔ＝０におけるトナー温度Ｔｔを
室温Ｔｒ（Ｔｔ＝Ｔｒ）とした。

【００４０】

【数１２】

【００４１】数１２を変形すると数１３になる。

【００４２】

【数１３】

【００４３】我々は透明シート上に形成されたカラート
ナー像の透明度の尺度としてＨＡＺＥを用いた。ＨＡＺ
Ｅはヘイズメーター（ＮＤＨ−１００１ＤＰ、日本電色
工業株式会社製）により測定した。鋭意検討した結果、
ＨＡＺＥは透明シート上に形成されたカラートナー像の
透明度を定量化するのに適していることを我々は見出し
た。

【００４４】そこで、我々はＨＡＺＥにどのパラメータ
がどのように関与しているか実験検証し、鋭意検討した
結果次のことが判明した。尚、ＨＡＺＥが小さくなると
透明度は高くなる。

【００４５】基本形として数１３を用いてＨＡＺＥで５
０となる定着条件に近似すると、時定数τ＝１１５ｍ
ｓ、トナー融点をＴｍ（℃）とするとトナー温度Ｔｔ＝
Ｔｍ−4.6（℃）を得、また、圧力の補正項として定着
温度から（25.7/P-6.43）を引けば良いことが判り、数
１４で定着条件を定めるとＨＡＺＥで５０の透明度を得
られる。

【００４６】

【数１４】

【００４７】尚、トナー融点Ｔｍはフローテスター法に
より測定した。

【００４８】次に、数１５で定着条件を定めるとＨＡＺ
Ｅで３５の透明度を得られる。

【００４９】

【数１５】

【００５０】また、数１６で定着条件を定めるとＨＡＺ
Ｅで１５の透明度を得られる。

【００５１】

【数１６】

【００５２】これらの数１４〜１６に定着温度Ｔｈ、ト
ナー融点Ｔｍ、圧力Ｐを代入すればそれぞれのＨＡＺＥ
値となるニップ通過時間ｔが得られ、そのニップ通過時
間ｔより長いニップ通過時間となるようにニップ幅Ｌや
搬送速度ｖを制御すれば、所望以上の透明度を確保でき
ることを我々は見出した。

【００５３】即ち、数１４〜１６は所望透明度を確保す
るための最小ニップ通過時間を示し、更に高い透明度を
得るためにはニップ通過時間を長くする、または、定着
温度を高くする等して透明シートに加える熱量を増加さ
せれば良い。または、透明シートをセンサにより検知し
て、特開昭６１−２９４４７５号公報で提案されている
総荷重変更装置を用いて総加重を増大させ、ニップ幅Ｌ
を増加させる、または圧力Ｐを増加させる構成をとって
も良い。

【００５４】しかし、加える熱量が大きすぎると、トナ
ー層内の分子間結合力が小さくなり、いわゆるオフセッ
トが発生し、印字物を汚してしまう。

【００５５】次にオフセットの発生機構について述べ
る。未定着トナーを定着装置のニップ内で加熱するとト
ナー温度は上昇する。トナー温度が上昇するとトナー粒
子同士が結合する。このとき、トナーと加熱ローラとの
付着力よりトナー同士の結合力の方が大きいため、トナ
ーと加熱ローラとの界面で剥離が生じ、オフセットは発
生しない。しかし、更にトナー温度を上昇させるとトナ
ー粘度が低下し、トナー同士の結合力が小さくなり、ト
ナーと加熱ローラとの付着力がトナー同士の結合力を上
回ってしまい、トナー層内で分離が起き、トナー上層部
分が加熱ローラ表面に付着し、オフセットが発生する。
従って、オフセットを発生させないためにはトナー温度
をある温度より低く保つ必要がある。

【００５６】ニップ通過時間と定着温度とトナー温度と
の関係は数１３で示したとおりである。この式を基本形
としてオフセットが発生した定着条件（定着温度、ニッ
プ通過時間、トナー融点）を近似させたところ数１７を
得た。

【００５７】

【数１７】

【００５８】従って、数１８で定着条件を定めるとオフ
セットが発生しない。

【００５９】

【数１８】

【００６０】尚、数１８は請求項７に記載の数２と同じ
式である。

【００６１】

【実施例】以下、実験例１〜５を用いて本発明のより詳
細な実施例を述べる。

【００６２】＜実験例１＞本実験例では請求項１と請求
項７に対応した実験例を述べる。

【００６３】また、本実験例で用いた定着装置は、図１
に示すように互いに押し圧当接する一対の加熱ローラと
加圧ローラとのニップで被加熱体である透明シートを挟
持搬送し、紙の画像形成面は加熱ローラに接触し、加熱
ローラの内部に加熱体（ヒータ）としてハロゲンランプ
を配置し、定着を行った。

【００６４】加熱ローラとしてアルミニウム製円筒（外
径φ１７ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ）の外周面にＲＴＶゴム
（外径φ１８ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ）を形成し、更に剥
離層としてＰＦＡチューブを巻き、研磨後の表面粗さを
０．３μｍＲａとした。

【００６５】カラー用の定着装置はソフト加熱ローラを
用いるので表層ゴムの熱抵抗が大きく、定着温度を１８
０℃以下にしないと小幅紙の連続通紙時に内部の金属部
の温度が接着部の耐熱温度である２３０℃を超え、金属
部とゴム部との接着部分が融け、剥離する。従って、定
着温度Ｔｈは１８０℃以下が良く、本実施例では定着温
度を１４０℃〜１８０℃とした。

【００６６】加圧ローラとして鋼製シャフト外周面に射
出成型によりＪＩＳ−Ａ硬度２４度のシリコーンゴム層
を形成したローラ（外径φ１８ｍｍ、肉厚４ｍｍ）を用
いた。加熱ローラと加圧ローラを図示しない加圧手段に
より総加重５ｋｇｆで圧接した。ニップ幅は２．２ｍｍ
となり、加圧ローラの軸方向におけるニップ長は２２５
ｍｍとした。従って、圧力ＰはＰ＝５／（０．２２×２
２．５）＝１．０ｋｇｆ／ｃｍ²とした。

【００６７】また、図示しない駆動装置により加熱ロー
ラを回転駆動し、搬送速度を３３．０ｍｍ／秒〜１０
１．５ｍｍ／秒とした。尚、環境温度は２５℃、環境湿
度は５０％とした。

【００６８】カラートナーの融点（Ｔｍ）は各色とも１
０２℃のトナーを用いた。尚、トナーの融点はフローテ
スター法により測定した。また、透明シート上のトナー
付着量は０．６ｍｇ／ｃｍ²とし、透明シート上に４ｃ
ｍ×４ｃｍの色バッチを形成し、所定の定着温度と搬送
速度で定着した。上述したように定着後の透明度はＨＡ
ＺＥを尺度とし、ＨＡＺＥはヘイズメーター（ＮＤＨ−
１００１ＤＰ、日本電色工業株式会社製）により測定し
た。また、透明シートはＦＵＪＩＸＥＲＯＸ製のＸＥ
ＲＯＸＦＩＬＭ（ＲＥＯＲＤＥＲＮｏ．Ｖ５１５）を
用いた。

【００６９】ＨＡＺＥが５０となった定着温度と搬送速
度の組み合わせを表１に示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】表１の組み合わせはいずれも請求項１に記
載の式１を満たした。このように定着条件を設定すれば
良い。また、表１に示した以上のニップ通過時間とすれ
ば更に透明度は良くなった。

【００７２】また、封筒などの小幅紙を連続通紙しても
金属円筒内壁の温度は接着部耐熱温度２３０℃を超え
ず、金属部とゴム部との接着部分が融けず、剥離しなか
った。

【００７３】＜実験例２＞本実験例では請求項３に対応
した実験例を述べる。

【００７４】定着装置の寸法や搬送速度範囲、所望ＨＡ
ＺＥ値は実験例１と異なるが、定着装置の基本構造、用
いている材質、定着温度範囲、トナー融点Ｔｍ、透明度
（ＨＡＺＥ）の測定方法等、特に断らない限り実験例１
と同様である。

【００７５】また、実験例１ではＨＡＺＥで５０となる
定着条件の設定について述べたが、ＨＡＺＥで３５の方
が更に透明であり良い。そこで、本実験例ではＨＡＺＥ
で３５となる定着条件の設定について述べる。

【００７６】本実験例では加熱ローラとしてアルミニウ
ム製円筒（外径φ３９ｍｍ、肉厚３ｍｍ）の上にＲＴＶ
ゴム（外径φ４０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ）を形成し、更
に剥離層としてＰＦＡチューブを巻いた。

【００７７】また、加圧ローラとして高圧力用と低圧力
用に２種類用意した。高圧用としてアルミニウム製円筒
（外径φ３９ｍｍ、肉厚３ｍｍ）の外周面に射出成型に
よりＡＳＫ−Ｃ硬度８３度のシリコーンゴム層（外径φ
４０ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を形成したローラを用いた。ま
た、加熱ローラと加圧ローラを総加重５６．７ｋｇｆで
圧接した。ニップ幅は４．５ｍｍとなり、加圧ローラの
軸方向におけるニップ長は３１５ｍｍとした。従って、
圧力ＰはＰ＝５６．７／（０．４５×３１．５）＝４．
０ｋｇｆ／ｃｍ²とした。

【００７８】低圧用加圧ローラとして鋼製シャフト（外
径φ１０ｍｍ）外周面に射出成型によりＡＳＫ−Ｃ硬度
５５度のシリコーンゴム層を形成したローラ（外径φ４
０ｍｍ、肉厚１５ｍｍ）を用いた。また、加熱ローラと
加圧ローラを総加重１７．０ｋｇｆで圧接した。ニップ
幅は４．５ｍｍとなり、加圧ローラの軸方向におけるニ
ップ長は３１５ｍｍとし、圧力Ｐは１．２ｋｇｆ／ｃｍ
²とした。

【００７９】また、図示しない駆動装置により加熱ロー
ラを回転駆動し、搬送速度を４３．７ｍｍ／秒〜３４
７．０ｍｍ／秒とした。

【００８０】ＨＡＺＥが３５となった定着温度と搬送速
度の組み合わせを表２に示す。

【００８１】

【表２】

【００８２】表２の組み合わせはいずれも請求項３を満
たした。このように定着条件を設定すれば良い。また、
表２に示した以上のニップ通過時間とすれば更に透明度
は良くなった。

【００８３】＜実験例３＞本実験例では請求項５に対応
した実験例を述べる。

【００８４】また、本実験例ではトナー融点Ｔｍ以外は
実験例２と同様である。

【００８５】本実験例ではトナー融点Ｔｍが１０５℃≦
Ｔｍ≦１２５℃のトナーを用いた。

【００８６】トナー融点Ｔｍが１０５℃未満になるとト
ナー分子量が小さいためトナー層内の分子間結合力が小
さくなりいわゆるオフセットが発生し、印字物を汚して
しまう。これを防ぐために多量のシリコンオイルなどの
剥離剤を加熱ローラに塗布する必要が発生し、紙頭がオ
イル汚損したり、塗布したオイルが蒸発し、感光体や帯
電装置に付着し画像乱れを発生し、オイル消費量が多く
ランニングコストが高くなってしまっていた。従って、
トナー融点Ｔｍが１０５℃以上のトナーを使用すること
がより好ましい。

【００８７】また、トナー融点Ｔｍが１２５℃より大き
いトナーを用いると所望の透明度を得るのにかなり大き
い熱量を透明シートに加える必要があり、そのためより
高い定着温度またはより長いニップ通過時間をかけて定
着する必要があった。しかし、トナー融点Ｔｍが１２５
℃より大きいトナーを用い、所望の透明度を得る程大き
い熱量を透明シートに加えると、透明シートの延伸歪み
が緩和され、透明シートが収縮し、画像乱れが発生し、
更に透明度を向上させるために大きい熱量を加えると透
明シートが変形し、紙詰まりが発生する、または透明シ
ートが溶融し、定着装置内で分離してしまっていた。従
って、トナー融点Ｔｍが１２５℃以下のトナーがより好
ましい。

【００８８】尚、加圧ローラは実験例２の高圧用を用
い、総加重は５６．７ｋｇｆとした。

【００８９】ＨＡＺＥが３５となった定着温度と搬送速
度の組み合わせを表３に示す。

【００９０】

【表３】

【００９１】表３の組み合わせはいずれも請求項５を満
たし、このように定着条件を設定すれば良い。また、表
３に示した以上のニップ通過時間とすれば更に透明度は
良くなった。

【００９２】また、オイル消費量は少なく、ランニング
コストは安く、感光体や帯電器へのオイル付着は少な
く、オフセットも無く、画像乱れは発生しなかった。

【００９３】また、透明シートの収縮、変形、溶融のい
ずれも発生せず、画像乱れは発生しなかった。

【００９４】＜実験例４＞本実験例では請求項２、４に
対応した実験例を述べる。

【００９５】定着装置において透明シートを高速搬送
し、定着し、高速印字を行えばレーザープリンターの高
速性を生かせ、ユーザーの待ち時間が無く、無駄な時間
を消費せずに済む。また、透明シートの定着時も高速搬
送とすれば、普通紙の定着時の搬送速度と同等の搬送速
度とすることができる。前述したように、普通紙時と透
明シート時とで搬送速度を異速にするとオイル供給量を
変える必要があった。このため制御装置が大型化してい
た。

【００９６】しかし、透明シートを定着するときの搬送
速度ｖ１と普通紙を定着するときの搬送速度ｖ２との比
ｖ１／ｖ２が０．５〜２ならば同一のオイル供給量でも
オフセットは発生せず、オイル消費量も少なかった。

【００９７】また、実験例２ではＨＡＺＥで３５となる
定着条件について述べたが、ＨＡＺＥで３５は安定性に
乏しく、条件によっては連続印字時に初期の透明シート
と末期の透明シートとで透明性が異なった。また、更に
悪化すると１枚中で、透明シートの先端と後端とで透明
度が異なり、画質を悪化させていた。これは、ＨＡＺＥ
で３５付近の定着条件では透明度の定着温度依存性、ニ
ップ通過時間依存性、環境依存性が極めて大きく、これ
らの変動により透明度が大きく変わることに起因する。

【００９８】一方、ＨＡＺＥで１５付近ではほぼ透明度
は飽和しており、上述した変動要因により透明度はほと
んど変化せず、連続印字中や、１枚中での透明度の変化
は無視できる程度となる。そこで、本実験例ではＨＡＺ
Ｅで１５となる定着条件の設定について述べる。

【００９９】本実験例では定着装置の寸法や搬送速度範
囲、所望ＨＡＺＥ値は実験例２と異なるが、定着装置の
基本構造、用いている材質、定着温度範囲、トナー融点
Ｔｍ、透明度（ＨＡＺＥ）の測定方法等、特に断らない
限り実験例２と同様である。

【０１００】本実験例では加熱ローラとしてアルミニウ
ム製円筒（外径φ７８ｍｍ、肉厚６ｍｍ）の上にＲＴＶ
ゴム（外径φ８０、肉厚１ｍｍ）を形成し、更に剥離層
としてＰＦＡチューブを巻いた。

【０１０１】また、加圧ローラとしてアルミニウム製円
筒（外径φ７２ｍｍ、肉厚６ｍｍ）の外周面に射出成型
によりＡＳＫ−Ｃ硬度８３度のシリコーンゴム層（外径
φ８０ｍｍ、肉厚４ｍｍ）を形成したローラを用いた。
また、加熱ローラと加圧ローラを総加重１１３．４ｋｇ
ｆで圧接した。ニップ幅は９．０ｍｍとなり、加圧ロー
ラの軸方向におけるニップ長は３１５ｍｍとした。従っ
て、圧力ＰはＰ＝１１３．４／（０．９０×３１．５）
＝４．０ｋｇｆ／ｃｍ²とした。また、搬送速度を８
９．８ｍｍ／秒〜２９７ｍｍ／秒とした。

【０１０２】ＨＡＺＥが１５となった定着温度と搬送速
度の組み合わせを表４に示す。

【０１０３】

【表４】

【０１０４】表４の組み合わせはいずれも請求項４を満
たし、このように定着条件を設定すれば、定着温度、ニ
ップ通過時間、環境温度の変動に対し、透明度が変化し
にくく、連続通紙の初期の透明シートと末期の透明シー
トとで透明度はほぼ同一であり、１枚中の透明度の変動
も無視できる程度であり、良かった。

【０１０５】また、高搬送速度でも所望の透明度が得ら
れ、普通紙の定着時と同様に高速にカラー印字物を得ら
れ、待ち時間などの無駄な時間を少なくできた。

【０１０６】また、オイル供給量を切り替えなくてもオ
フセットは無く、画像汚れは発生せず、オイル消費量は
少なかった。

【０１０７】また、オイル供給量切り替え装置が不要の
ためコストを安くできた。特に、普通紙と透明シートと
で定着装置での搬送速度が同じ場合は、オイル供給量切
り替え作業が不要のためユーザーのプリンター操作の煩
雑さを軽減できた。

【０１０８】＜実験例５＞実験例１〜４では所望透明度
を確保するための最小ニップ通過時間を示し、更に高い
透明度を得るためにはニップ通過時間を長くする、また
は、定着温度を高くする等して透明シートに加える熱量
を増加させれば良いと述べた。しかし、加える熱量が大
きすぎると、トナー温度が高すぎ、トナー層内の分子間
結合力が小さくなり、いわゆるオフセットが発生し、印
字物を汚してしまう。

【０１０９】そこで、本実験例では請求項６の数２に基
づき、トナー温度を所定温度以下に制御し、オフセット
を防止した。

【０１１０】尚、本実験例では搬送速度範囲は実験例４
と異なるが、定着装置の基本構造、寸法、用いている材
質、定着温度範囲、トナー融点Ｔｍ、透明度（ＨＡＺ
Ｅ）の測定方法等は実験例４と同様である。搬送速度は
３８．０ｍｍ／秒〜１５２．５ｍｍ／秒とした。

【０１１１】まず、各定着温度においてオフセットが発
生するニップ通過時間および搬送速度を調べたところ表
５に示すようになった。

【０１１２】そこで、各定着温度において搬送速度を速
くし、ニップ通過時間を短くしたところオフセットは発
生しなくなった。搬送速度の具体例を表６に示す。これ
らの組み合わせは請求項４を満たしてい、ＨＡＺＥで１
５より透明度が良かった。

【０１１３】

【表５】

【０１１４】

【表６】

【０１１５】以上のように、請求項４を満たし、かつ、
請求項６の数２を満たす定着条件に設定すれば、所望の
透明度を確保でき、かつ、オフセットは発生せず、良好
な透明画像を得ることができた。

【０１１６】以上、本発明の詳細な実施例を述べてきた
が、本発明の定着装置は前記実施例に限定されず、例え
ば、被加熱体をフィルムと加圧ローラで狭持し搬送し、
セラミック発熱体などの加熱体によりフィルムを通して
被加熱体を加熱する形態の定着装置でも実施が可能であ
る。

【０１１７】

【発明の効果】請求項１に記載の定着装置によれば、透
明シート上のカラートナー像を高速に定着し印字し、か
つ、透明シート上のカラートナー像に所望の透明度を確
保することが可能であり、良好な透明画像を得ることが
でき、転写器と定着装置との間のバッファスペースが不
要のため画像形成装置を小型化でき、また単色や２色モ
ードでは４色または３色モードよりも印字速度（単位時
間当たりの印字枚数）をさらに速くすることができ、レ
ーザープリンターの高速性を生かし、無駄な時間の消費
を防止することができる。

【０１１８】また、請求項２に記載の定着装置によれ
ば、プロセス速度と定着速度がほぼ同等であり、かつ、
普通紙と同程度の速度で透明シートを定着可能であるた
め、定着装置へのオイル供給量を切り替える必要が無
く、オイル供給量切り替え装置が不要で画像形成装置の
小型化と低コスト化が可能で、ユーザーによる装置の操
作の煩雑さを軽減することができる。また、透明シート
でも普通紙の定着時と同様に高速にカラー印字物を得ら
れ、待ち時間などの無駄な時間を少なくできる。

【０１１９】また、請求項３に記載の定着装置によれば
さらに良い透明度を確保できる。

【０１２０】また、請求項４に記載の定着装置によれ
ば、さらに良い透明度を確保でき、かつ、定着温度、ニ
ップ通過時間、環境温度の変動に対し、透明度を変化し
にくくすることができ、連続通紙の初期の透明シートと
末期の透明シートとで透明度をほぼ同一とすることがで
き、１枚中の透明度の変動も無視できる程度に減少でき
る。

【０１２１】また、請求項５に記載の定着装置によれ
ば、オイル消費量を少なくでき、ランニングコストを安
くでき、感光体や帯電器へのオイル付着を少なくでき、
オフセットを防止することができ、画像乱れを防止する
ことができ、また、透明シートの収縮、変形、溶融のい
ずれも防止することができ、画像乱れを防止することが
できる。

【０１２２】また、請求項６に記載の定着装置によれ
ば、オフセットを防止でき、定着装置の長寿命化が可能
であり、良好な透明画像を得ることができる。

【０１２３】また、請求項７に記載の定着装置によれ
ば、封筒などの小幅紙を連続通紙しても金属円筒内壁の
温度は接着部耐熱温度２３０℃を超えないため、金属部
とゴム部との接着部分の溶融を防止でき、剥離を防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である定着装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１加熱ローラ２加圧ローラ７加熱体８温度検知部材１１圧接部１２被加熱体１３温度制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに圧接する加熱部材と加圧部材を有
し、前記加熱部材と前記加圧部材との圧接部（以下ニッ
プと述べる）において未定着カラートナー像を担持する
被加熱体を挟持搬送して未定着カラートナー像を定着す
る定着装置であって、ニップ通過時間ｔ（ｍｓ）が数１
をＡ≧−４．６の元に満たすごとく定着条件を定めるこ
とを特徴とする定着装置。【数１】
【請求項２】前記被加熱体は透明シートまたは普通紙
であり、透明シートを定着するときの定着装置での第１
の搬送速度ｖ１と普通紙を定着するときの定着装置での
第２の搬送速度ｖ２との比ｖ１／ｖ２が０．５〜２とな
るように各々の搬送速度を定めることを特徴とする請求
項１に記載の定着装置。
【請求項３】数１においてＡ≧０とした式を満たすご
とく定着条件を定めることを特徴とする請求項１または
２に記載の定着装置。
【請求項４】数１においてＡ≧１０．９とした式を満
たすごとく定着条件を定めたことを特徴とする請求項３
に記載の定着装置。
【請求項５】トナー融点Ｔｍが１０５℃ ≦ Ｔｍ
≦ １２５℃ であるカラートナーを用い、数１を満た
すごとく定着条件を定めたことを特徴とする請求項１か
ら４に記載の定着装置。
【請求項６】数２を満たすごとく定着条件を定めたこ
とを特徴とする請求項１から５に記載の定着装置。【数２】
【請求項７】前記加熱部材の表面温度Ｔｈを１８０℃
以下に制御することを特徴とする請求項１から６に記載
の定着装置。