JPH10221990A

JPH10221990A - トナーの定着装置

Info

Publication number: JPH10221990A
Application number: JP3299897A
Authority: JP
Inventors: Kaneo Yoda; 兼雄依田; Hiroshi Tanaka; 博田中; Kazutoshi Fujisawa; 和利藤沢; Kenjiro Yoshioka; 研二郎吉岡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイデューティな転写処理をより効率的に行
うようにすること。【解決手段】ヒートローラ２４の記録紙Ｓと接触する
部分に第１、第２の加圧ローラ２６、３８を配設すると
ともに、これらのローラ２６、３８の間に記録紙Ｓの案
内と、ヒートローラ２４からの放熱を抑えるガイドコロ
ユニット３２を介在させて、ヒートローラ２４の温度低
下をいち早く回復させることにより、ハイデューティな
定着処理をより迅速に行わせるようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を用い
た、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の装置に用いる
トナーの定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体上に各色成分に応じた潜像を形
成して、この潜像を各色成分に応じたトナーにより現像
し、さらに、重ね合わされて形成されたこれらのトナー
よりなるカラー画像を実用的な速度で記録媒体上に定着
するには、モノトーンの定着装置よりもはるかに大きな
熱源が必要になって、常に発火の危険性を伴うことにも
なる。

【０００３】このような問題に対して、特開昭５８−２
１２６２号公報あるいは特開昭５５−２９８２２号公報
で提案された装置は、下流側の周速をより大きくした２
つの加圧ローラ、もしくは、２つのローラ間に張り渡し
た加圧ベルトにより、加熱ローラ上に送り込んだ記録媒
体をその周上に広い面で接触させて、より低い温度でト
ナーを軟化させるようにしたものであるが、これらは、
記録媒体を加熱ローラに広い面で接触させている間に表
面の温度が低下して、期待通りの加熱定着がもたらし得
ないといった問題を有しているばかりでなく、加熱ロー
ラと加圧ローラ等との間の僅かな速度差によっても、面
接触するトナー像に乱れを生じさせかねない問題を有し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
２つの加圧ローラの間に保熱手段を介在させることによ
り、加熱ローラの回復を早めて、ハイデューティな定着
処理をより高速に、かつより確実に行なわすことのでき
る新たな定着装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はこの
ような課題を達成するためのトナーの定着装置として、
記録媒体と接触する部分の加熱ローラの回転方向上手側
と下手側に２つの加圧ローラを接触配置するとともに、
これらの加圧ローラの間に、加熱ローラの周面を覆うよ
うにして加熱ローラからの放熱を抑える機能を備えた記
録媒体案内手段を配設するようにしたものである。

【０００６】

【作用】このように構成したことにより、２つの加圧ロ
ーラの間に介在させた保熱手段により、記録媒体と接触
することにより生じた加熱ローラの温度低下を逸早く回
復させて、ハイデューティな定着処理を迅速に行うよう
にしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の実施例につ
いて説明する。図１は、本発明の一実施例をなす定着装
置を示したものである。はじめに、図２をもとに、本発
明に係る定着装置を備えたカラー画像形成装置の概要に
ついて説明する。

【０００８】図において符号１で示した感光体ドラムに
は、その周囲に、回転方向上手側から順に、帯電ローラ
２、レーザ光走査型の潜像形成ユニット３、イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの各現像ユニット４、５、
６、７及び、転写部８を挟んでクリーニングユニット９
が配設されていて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの各作像プロセスを中間転写ベルト１０の回転毎に
反復することによって、記録情報に応じたトナー像を形
成するように構成されている。

【０００９】一方、転写部８で感光体ドラム１と接離す
る無端状の中間転写ベルト１０は、一次転写ローラ１１
により感光体ドラム１の周面に形成されたカラーのトナ
ー像をバックアップローラ１２により記録媒体Ｓ上に二
次転写するように構成されており、また、給紙カセット
１４にスタックされた記録紙Ｓは、給紙ローラ１５、紙
搬送ローラ１６、１６を経て二次転写部１７に達し、こ
こでトナーによるカラー画像の転写処理を受け、さらに
定着ユニット２０により定着処理を受けて排紙スタッカ
１８へと排出されるように構成されている。

【００１０】ところで、図１は上記した定着ユニット２
０の詳細を示したもので、つぎにこのユニットの細部の
構成について説明すると、この定着ユニット２０を覆う
図示しないケーシングは、装置本体の内方下端部に設け
た支点ピン２１に装着することによって、寿命が尽きた
ような場合に容易に交換できるように構成され、かつ、
装置の手前側に回動させることによって、現像ユニット
４、５、６、７の交換等に際して支障をきたさないよう
に構成されている。

【００１１】この定着ユニット２０には、軸心部分に熱
源としてのハロゲンランプ２３を備えたヒートローラ２
４が図示しない駆動モータに駆動されて回転するよう配
設されていて、転写部１７からぼほ水平に導かれてきた
記録媒体Ｓをこの周面に添わせてその面にトナーを定着
させた上、排紙ローラ１９を介して排紙スタッカ１８へ
とほぼ真上に送り出すように構成されている。

【００１２】このヒートローラ２４には、その周面に、
回転方向上手側から第１の加圧ローラ２６、ガイドコロ
ユニット３２、第２の加圧ローラ３８、剥離爪４１、ク
リーニングローラユニット４４、オイル塗布ローラユニ
ット４８及びサーミスタ５２が配設されており、さら
に、上記したガイドコロユニット３２と第２の加圧ロー
ラ３８及び、クリーニングローラユニット４４とオイル
塗布ローラユニット４８とはそれぞれ別個のフレームに
支持されていて、寿命が尽きた時点で適宜新しいものと
交換し得るように構成されている。

【００１３】第１の加圧ローラ２６は、記録媒体Ｓをヒ
ートローラ２４に圧接することにより、その上に付着し
たトナーを加熱して軟化される機能を持つもので、この
ために、この加圧ローラ２６は、ヒートローラ２４と可
能な限り大きな面で接触することができるよう大径のロ
ーラとして形成され、かつ、支持されたフレーム２８に
作用する加圧ローラバネ２９の強い押圧力を受けて、そ
のニップ部２６ａをヒートローラ２４の周面に圧接して
いる。なお図中符号３０は、このフレーム２８の上縁に
設けた紙ガイドを示している。

【００１４】これに対して回転方向下手側に配設された
第２の加圧ローラ３８は、記録媒体Ｓをヒートローラ２
４に押圧してその面にトナーを固着させる機能を有する
もので、この第２の加圧ローラ３８は、第１の加圧ロー
ラ２６よりも摩擦係数の小さな素材により形成され、か
つ、第１の加圧ローラ２６よりも曲率が大きく、言い換
えれば、第１の加圧ローラ２６よりも外径が小さく形成
された上、加圧ローラバネ３９の比較的弱い押圧力を受
けてヒートローラ２４の周面に圧接している。

【００１５】一方、上記したガイドコロユニット３２
は、第１の加圧ローラ２６からつぎの第２の加圧ローラ
３８へ記録媒体Ｓを導く機能と、この間のヒートローラ
２４の周面からの放熱を抑える機能とを有するもので、
このガイドコロユニット３２は、耐熱プラスチック製の
保熱覆い３３と、この保熱覆い３３をヒートローラ２４
上に近接させて支持するための断熱材よりなる前後２本
の小径のガイドコロ３４、３５とによって構成されてい
る。

【００１６】上記した保熱覆い３３は、その先端縁３３
ａが、記録媒体Ｓの非印字領域の巾よりも近接するよう
にして第１の加圧ローラ２６のニップ部２６ａ側に配設
されており、かつ、リブ状をなす底縁３３ｂが、ヒート
ローラ２４の周面に沿う円弧状の案内面をなすように、
３mm以下、好ましくは１mm以下の間隔をおいてヒートロ
ーラ２４に対向して配設され、また、前後２つのガイド
コロ３４、３５は、そのニップ部と、保熱覆い３３とに
よってヒートローラ２４からの放熱を抑えるべく、保熱
覆い３３に作用する比較的弱い加圧バネ３６によりヒー
トローラ２４の周面に圧接して転動するように構成され
ている。なお、この保熱覆い３３はリブ状に形成されて
いるため、空気の断熱性が保熱性に作用するから金属等
の素材を以って成形することもできる。

【００１７】また、これらのガイドコロ３４、３５のう
ち、上手側に位置するガイドローラ３４は、記録媒体Ｓ
の非印字領域の巾よりも狭い間隔をおいて第１の加圧ロ
ーラ２６のニップ部２６ａ側に位置していて、第１の加
圧ローラ２６のニップ部２６ａを通った記録媒体Ｓの先
端がヒートローラ２４の表面から浮上るのを抑えるよう
に構成されている。

【００１８】これらのガイドコロ３４、３５は、アルミ
や耐熱プラスチックのような硬質の素材や、硬質素材の
上に弾性層を有し、硬度が１５乃至９０で、0.2乃至１
０μm程度の表面粗さを呈する素材を用いて、定着速度
を１００乃至３００mm／secに設定した場合に、外径が
２乃至１０mm、好ましくは６mm径のローラとして形成さ
れ、かつ、ニップ巾が0.2乃至１０mm、接触圧が0.005乃
至33Kgf／cm2となるように、バネ３６により0.1乃至３
５Kgfの押圧力をもってヒートローラ２４上に圧接して
いる。

【００１９】まお、この定着ユニット２０の下手側に配
設される剥離爪４１は、第２の加圧ローラ３８を通過し
た記録媒体Ｓをヒートローラ２４の周面から剥離するた
めのもので、この剥離爪４１は、耐熱プラスチックの表
面にＰＦＡをコーティングしたものとして構成され、さ
らにここには、各加圧ローラ２６、３８及びガイドコロ
３４によって癖付けられたカールを直すために、これら
と反対の曲率を加える耐熱プラスチックよりなるデカー
ルコロ４２が回転自在に取り付けられている。

【００２０】また、ヒートローラ２４に付着したオフセ
ットトナーを除去するためのクリーニングローラユニッ
ト４４は、アルミの中空パイプよりなるローラ４５をバ
ネ４６の付勢力によってヒートローラ２４の表面に圧接
する構成が採られおり、さらに、この下手側のオイル塗
布ローラユニット４８は、スチールの芯金にオイル保持
層としてスポンジゴムを被覆したローラをバネ４９によ
りヒートローラ２４の表面に圧接して、粘度が100乃至1
00000のジメチルシリコンオイルをヒートローラ２４に
塗布するように構成されている。

【００２１】なお、図中符号５２は、オイル塗布ローラ
ユニット４８の下手側に配設したサーミスタ５２で、ヒ
ートローラ２４の表面温度を検出してハロゲンランプ２
３への通電量を制御するように構成されいる。

【００２２】つぎに、このように構成された装置によっ
て記録紙上にカラーのトナー像を定着する動作について
説明する。感光体ドラム１の各回転毎の作像プロセスを
経てその表面に形成したイエロー、シアン、マゼンタ、
ブラックの各トナーよりなるカラーのベタ画像は、一次
転写部８で中間転写ベルト１０上に転写され、さらに、
第２転写部１７で記録紙Ｓ上に転写される。

【００２３】このようにしてカラーのベタ画像が転写さ
れた記録紙Ｓは、定着ユニット２０内に送り込まれ、紙
ガイド３０に案内されてヒートローラ２４のもとに達
し、ここで第１の加圧ローラ２６のニップ部２６ａによ
りヒートローラ２４上に強く押圧されつつ加熱作用を受
ける。

【００２４】このため、記録紙Ｓ上のトナーはヒートロ
ーラ２４の熱により軟化され、つづく、ガイドコロユニ
ット３２の各ガイドコロ３４、３５と、保熱覆い３３の
底縁３３ｂに案内されて第２の加圧ローラ３８にのもと
に送られ、ここで、さらに押圧力とヒートローラ２４の
熱を受けて、多層に積層されたトナーは、フィルム状に
混合されつつ記録紙内に混り込んで固着される。

【００２５】一方、ヒートローラ２４は、第１の加圧ロ
ーラ２６と協同して記録紙Ｓに付着したトナーを軟化す
る過程でその表面温度を部分的に低下させるが、この部
分は、つぎにガイドコロユニット３２の保熱覆い３３と
前後のコロ３４、３５によって被覆される結果、ここか
らの放熱が抑えられて短時間のうちにもとの温度に復帰
するとともに、コロ３４、３５の各ニップでトナーはさ
らに加熱、加圧作用を受けることで、第１の加圧ローラ
２６と第２の加圧ローラ３８との間でトナーをさらに軟
化させ、つつく第２の加圧ローラ３８のニップ部で再び
加圧、加熱作用を受け、トナーを記録紙内に潜り込ま
せ、さらに、フィルム状に変形させて記録紙に固着させ
る。

【００２６】ところで、このガイドコロユニット３２の
保熱覆い３３は、第１の加圧ローラ２６を通過した記録
媒体をヒートローラ２４に沿わせて第２の加圧ローラ３
８のもとへ確実に導びく機能をも有するもので、このた
め、このガイドコロユニット３２の保熱覆い３３には、
第１の加圧ローラ２６と対向する面にこのローラ２６に
接して転動する第３のガイドコロを設けて、この保持覆
い３３と第１の加圧ローラ２６との間に、記録媒体の非
印字領域の巾よりも狭い間隔が形成されるように管理す
るように構成することもでき、これにより、記録媒体先
端がヒートローラ２４から離間することを軽減するとと
もに、その範囲を印字領域外にすることができる。

【００２７】また、これらのガイドコロ３４、３５に
は、放熱を抑える点から、たわむことなくヒートローラ
２４の周面に接触して転動することが要請され、このた
め、これらのガイドコロ３４、３４を軸方向に幾つかの
コロとして分割形成することにより、これらをヒートロ
ーラ２４の周面に密接して転動させることができる。

【００２８】また、図３、図４に示した実施例は、はが
きや封筒のような小巾で厚手の記録媒体に対しても良好
な定着処理を行い得るようにしたもので、このガイドコ
ロユニット３２は、紙搬送方向上手側のコロ３５のう
ち、はがきや封筒の通過する部分のガイドコロ３５を保
熱覆い３３の一部とともに除去して、これらの記録媒体
がこのガイドコロユニット３２内に送り込まれてきた際
には、図４に２点鎖線で示したように、これらを第１の
加圧ローラ２６から直接外部に排出させることにより、
この種の厚手の記録媒体や二重の記録媒体Ｓに強い曲げ
作用が加わるのを抑えて、しわ等の発生を未然に防ぐよ
うに構成されている。

【００２９】また一方、このガイドコロユニット３２の
保熱覆い３３は、第１の加圧ローラ２６を通過した記録
媒体をヒートローラ２４に沿わせて第２の加圧ローラ３
８のもとへ確実に導びく機能をも有するもので、このた
め、このガイドコロユニット３２の保熱覆い３３には、
第１の加圧ローラ２６と対向する面に、このローラ２６
に接して転動する第３のガイドコロを設けて、この保持
覆い３３と第１の加圧ローラ２６との間に、記録媒体の
非印字領域の巾よりも狭い間隔が形成されるように管理
して、加熱された記録媒体がカールして、第１の加圧ロ
ーラ２６に沿って外部に排出されないように構成するこ
ともできる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、加熱
ローラの周上に配設した２つの加圧ローラの間に、加熱
ローラからの放熱を抑える機能と記録媒体の案内を兼ね
た記録媒体案内手段を配設したので、上手側の加圧ロー
ラとの間でトナーを溶融処理をする間に生じた一時的な
温度低下を、この案内手段によりいち早く回復させて、
下手側の加圧ローラとの間でのトナーの固着をさらに効
率よく行わせることを可能となして、カラーのベタ画像
を定着するようなハイデューティーな定着処理をより短
い時間に行わせることができるばかりでなく、この部材
を用いて記録媒体を下手側の加圧ローラへ確実に導くこ
とができる。

【００３１】またさらに、この記録媒体案内手段のうち
の、小巾の記録媒体が通過する部分を削除するようにす
れば、小巾でしかも厚手の記録媒体を上手段の加圧ロー
ラから直接外部に排出することにより定着処理の過程で
生じるしわ等の発生を未然に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す定着装置の概要構成図
である。

【図２】同上装置を備えた画像形成装置の一例を示した
図である。

【図３】本発明の他の実施例をなすガイドローラユニッ
トの一部を下方から示した斜視図である。

【図４】同上ガイドローラユニットによる普通紙と小巾
記録紙の搬送経路を示した図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム１０転写ベルト２０定着ユニット２４ヒートローラ２６第１の加圧ローラ３２ガイドコロユニット３３保熱覆い３４、３５コロ３８第２の加圧ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉岡研二郎長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体と接触する部分の加熱ローラの
回転方向上手側と下手側に２つの加圧ローラを接触配置
するとともに、該両加圧ローラの間に、上記加熱ローラ
の周面を覆うようにして該加熱ローラからの放熱を抑え
る機能を備えた記録媒体案内手段を配設したことを特徴
とするトナーの定着装置。
【請求項２】上記案内手段を、上記加熱ローラの覆い
と記録媒体の案内を兼ねた保熱覆いと、該保熱覆いの支
持と記録媒体の案内を兼ねたコロ部材とによって構成し
たことを特徴とする請求項１記載のトナーの定着装置。
【請求項３】上記保熱覆いを、耐熱性の素材を用いて
枠状に形成したことを特徴とする請求項１または２記載
のトナーの定着装置。
【請求項４】上記保熱覆いの上記加熱ローラの回転方
向上手側の端部を、記録媒体の非印字領域よりも近づけ
るようにして、上記上手側の加圧ローラのニップ部側に
位置させたことを特徴とする請求項１または２記載のト
ナーの定着装置。
【請求項５】上記保熱覆いに、上記上手側の加圧ロー
ラに接して転動する間隔規制用のコロを配設したことを
を特徴とする請求項１または２記載のトナーの定着装
置。
【請求項６】上記コロ部材を、耐熱性の素材を用いて
形成したことを特徴とする請求項１または２記載のトナ
ーの定着装置。
【請求項７】上記コロ部材を、上記加熱ローラの回転
方向上手側と下手側に少なくとも２本配設したことを特
徴とする請求項１または２記載のトナーの定着装置。
【請求項８】上記コロ部材を、軸方向に数分割して個
々に独立して回転するように構成したことを特徴とする
請求項１または２記載のトナーの定着装置。
【請求項９】上記コロ部材のうち、上記加熱ローラの
回転方向上手側のコロ部材を、記録媒体の非印字領域よ
りも近づけるようにして、上記上手側の加圧ローラのニ
ップ部側に位置させたことを特徴とする請求項１または
２記載のトナーの定着装置。
【請求項１０】小巾の記録媒体が通過する領域の上記
保熱覆いの一部と上記コロ部材の一部を除去したことを
特徴とする請求項１または２記載のトナーの定着装置。