(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を保持した長尺の連続状記録材の裏面を吸引する吸引装置と、前記吸引装置の吸引力により前記記録材を密着させながら該記録材を予備加熱するプレヒータと、互いに圧接した加熱ロールと加圧ロールからなる一対の定着ロールとを有し、前記加熱ロールと加圧ロールの圧接部にて記録材に加熱加圧作用を付与しながら狭持搬送し、記録材表面にトナー像を定着させる電子写真装置の定着装置において、
前記プレヒータ表面に対し相対的に変位可能なピン状の突出部材を有する記録材持ち上げ装置を有することを特徴とする電子写真装置の定着装置。
【請求項２】
前記記録材持ち上げ装置のピン状の突出部材は、所定位置に固定されたベース部の上面に設けられ、該記録材持ち上げ装置に対し前記プレヒータを下降させることにより、該プレヒータ部に設けられた開口部を介して前記ピン状の突出部材をプレヒータ表面から突出させることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置の定着装置。
【請求項３】
トナー像を保持した長尺の連続状記録材の裏面を吸引する吸引装置と、前記吸引装置の吸引力により前記記録材を密着させながら該記録材を予備加熱するプレヒータと、互いに圧接した加熱ロールと加圧ロールからなる一対の定着ロールとを有し、前記加熱ロールと加圧ロールの圧接部にて記録材に加熱加圧作用を付与しながら狭持搬送し、記録材表面にトナー像を定着させる電子写真装置の定着装置において、
前記加熱ロールと加圧ロールの圧接部に対し記録材搬送方向上流側に設けられ、高温に設定されたプレヒータと、前記高温プレヒータに対し記録材搬送方向上流側に設けられ、低温に設定されたプレヒータ領域に設けられ、該低温プレヒータ表面に記録材を密着させる吸引装置と、前記高温プレヒータの表面に対し相対的に変位可能なピン状の突出部材を有する記録材持ち上げ装置とを有することを特徴とする電子写真装置の定着装置。
【請求項４】
前記記録材持ち上げ装置のピン状の突出部材は、所定位置に固定されたベース部の上面に設けられ、該記録材持ち上げ装置に対し前記プレヒータを下降させることにより、該プレヒータ部に設けられた開口部を介して前記ピン状の突出部材をプレヒータ表面から突出させることを特徴とする請求項３記載の電子写真装置の定着装置。
【請求項５】
トナー像を保持した長尺の連続状記録材の裏面を吸引する吸引装置と、前記吸引装置の吸引力により前記記録材を密着させながら該記録材を予備加熱するプレヒータと、互いに圧接した加熱ロールと加圧ロールからなる一対の定着ロールとを有し、前記加熱ロールと加圧ロールの圧接部にて記録材に加熱加圧作用を付与しながら狭持搬送し、記録材表面にトナー像を定着させる電子写真装置の定着装置において、
前記プレヒータの表面に対し相対的に変位可能なピン状の突出部材を有する記録持ち上げ装置を有し、非定着時は、前記加熱ロール加圧ロールの圧接状態を解除するとともに、記録材を前記吸引装置に密着させ、且つ前記プレヒータからは前記記録持ち上げ装置のピン状の突出部材を突出させて、記録材をプレヒータ表面から浮上させて待機することを特徴とする電子写真装置の定着方法。
【請求項６】
トナー像を保持した長尺の連続状記録材の裏面を吸引する吸引装置と、前記吸引装置の吸引力により前記記録材を密着させながら該記録材を予備加熱するプレヒータと、互いに圧接した加熱ロールと加圧ロールからなる一対の定着ロールとを有し、前記加熱ロールと加圧ロールの圧接部にて記録材に加熱加圧作用を付与しながら狭持搬送し、記録材表面にトナー像を定着させる電子写真装置の定着装置において、
加熱ロールと加圧ロールの圧接部に対し記録材搬送方向上流側に設けられ、高温に設定されたプレヒータと、前記高温プレヒータに対し記録材搬送方向上流側に設けられ、低温に設定されたプレヒータと、前記低温プレヒータ領域に設けられ、該低温プレヒータ表面に記録材を密着させる吸引装置と、前記高温プレヒータの表面に対し、相対的に変位可能なピン状の突出部材を有する記録材持ち上げ装置とを有し、非定着時は、前記加熱ロールと加圧ロールの圧接状態を解除するとともに、記録材を低温プレヒータ表面に密着させ、且つ高温プレヒータからは前記記録材持ち上げ装置のピン状の突出部材を突出させて、記録材を高温プレヒータ表面から浮上させて待機することを特徴とする電子写真装置の定着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材の表面に形成されたトナー像を該記録材の表面に定着して印刷物を得る電子写真装置の定着装置および定着方法に関し、特に該電子写真装置を複数台使用して記録材の両面に印刷する電子写真印刷システムに適した定着装置および定着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真装置の構成形態として、長尺に連続した連続紙等の記録材表面にトナー像としての画像を印刷するものが知られている。また、この種の電子写真装置に搭載され、前記記録材の表面にトナー像を定着させる定着装置の構成形態として、記録材搬送方向において吸引装置、プレヒータおよび互いに圧接可能な加熱ロールと加圧ロールからなる一対の定着ロールを順に配置し、表面にトナー像を保持した記録材の裏面を前記吸引装置で吸引しながら搬送することにより記録材を前記プレヒータ表面に密着させて予備加熱し、その後、加熱ロールと加圧ロールの圧接部において記録材に加熱加圧作用を付与しながら挟持搬送し、記録材の表面にトナー像を定着させる様にしたものが知られている。具体的には、特開昭６３−２９２１７７号公報を例示することができる。
【０００３】
この種の定着装置において、記録材に対するトナー像の定着強度は、一般にプレヒータおよび加熱ロールの設定温度が高く、且つ加圧ロールの加熱ロールに対する加圧力が大きい程、高くなる。
【０００４】
ところが、例えば特開昭６２−２２４８２１号公報や特開平４−３２１０６２号公報に記載されている様に、隣合わせに並べて配置した２台の片面印刷型の電子写真装置の間に記録材を表裏反転させる用紙反転装置を設け、前段の電子写真装置で記録材の表面に画像を印刷し、表面に画像が印刷された記録材を前記用紙反転装置で裏返して後段の電子写真装置に供給することにより該記録材の裏面にも画像を印刷する両面印刷の電子写真印刷システムにおいては、定着温度等の定着環境が同じに設定された電子写真装置を単純に２台並べればよいというわけではなく、特に後段の電子写真装置の定着環境を十分考慮しないと良好な両面印刷を実現することはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、プレヒータは記録材のトナー像が転写された反対側の面に接触して記録材を予熱する構成となっているので、２台の電子写真装置によって記録材の両面に画像を印刷する様に構成した電子写真印刷システムにおいては、後段の電子写真装置で画像を印刷する記録材の面と反対側の面には、前段の電子写真装置による印刷で定着した定着トナー像が存在する。従って、後段の電子写真装置のプレヒータは、この定着トナー像が形成された面に接触して記録材を予備加熱することになる。そして、予備加熱が過度になると、定着トナー像が再び軟化してプレヒータや記録材の余白部分に付着して機器の汚損や印刷品質の低下を招くことになる。
【０００６】
一般の片面印刷型の電子写真装置におけるプレヒータの予熱量は、プレヒータが接触する記録材の面には定着トナー像が存在しないことを前提にして設定される。高速印刷で良好な定着特性を実現するためには、プレヒータはトナー像が軟化する温度まで記録材を予備加熱することが望ましい。従って、プレヒータは１００℃前後の相当に高い温度に加熱される。そして、この様に記録材を高い温度で予備加熱するプレヒータを備えた２台の片面印刷型の電子写真装置を使用して両面印刷の電子写真印刷システムを構成すると、前記した様に定着済みのトナー像の再軟化が発生して機器の汚損や印刷品質の低下の現象が顕著に発生する。
【０００７】
そこで、従来技術においては、２台の片面印刷型の電子写真装置を使用して両面印刷の電子写真印刷システムを構成する場合、後段の電子写真装置のプレヒータの設定温度を７０℃程度に低く設定したり、あるいはプレヒータ自体を持たない構成にするとともに記録材を所定長さだけ加熱ロールに巻き付けて不足する熱量を補う様にしたり（米国特許第５，４２８，４３３号明細書参照）、あるいはプレヒータ表面にＰＴＦＥやＰＦＡ化合物等のトナーの付着しにくい材料からなる層を設ける（特開平７−４４０４３号公報参照）などして上記不具合の解消化が図られていた。
【０００８】
本発明の目的は、複数台の片面印刷型の電子写真装置を使用して両面印刷の電子写真印刷システムを構成する場合に、後段の電子写真装置において、加熱ロールに記録材を巻き付ける構成を設けたり、プレヒータの表面に樹脂層を設けたりする必要がなく、また、プレヒータの設定温度を７０℃以上に設定可能とし、前段の電子写真装置および後段の電子写真装置間における定着装置の性能ばらつきを極めて小さくすることが可能な定着装置および定着方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、印刷停止時（非定着時）にプレヒータから持ち上げられた記録材を印刷再開時に印刷停止時の位置に正確に復帰させることが可能な電子写真装置の定着装置および定着方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、トナー像を保持した長尺の連続状記録材の裏面を吸引する吸引装置と、前記吸引装置の吸引力により前記記録材を密着させながら該記録材を予備加熱するプレヒータと、互いに圧接した加熱ロールと加圧ロールからなる一対の定着ロールとを有し、前記加熱ロールと加圧ロールの圧接部にて記録材に加熱加圧作用を付与しながら挟持搬送し、記録材表面にトナー像を定着させる電子写真装置の定着装置において、前記プレヒータ表面に対し相対的に変位可能な突出部材を有する記録材持ち上げ装置を有することにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１２】
先ず、図２を参照して片面印刷型の電子写真装置について説明する。参照符号１は、電子写真プロセスによってトナー像を作成する感光ドラムであって、矢印ａの方向に一定の速度で回転するように支軸によって支持される。帯電器２は感光ドラム１の表面に対向するように配置され、この帯電器２と対向するように通過する感光ドラム１の表面を均一に帯電する。均一に帯電した感光ドラム１の表面を露光するレーザ光３は、情報処理装置から供給される印刷情報信号に従って変調されて感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。現像装置４は、静電潜像が形成された感光ドラム１の表面と対向するように配置される。この現像装置４は、微粉トナーを前記静電潜像の静電力で感光ドラム１の表面に付着させてトナー像を形成する現像機能を有する。
【００１３】
用紙ホッパ７は、前記トナー像を転写および定着して画像印刷を行うための連続した帯状の記録材（印刷用紙）６を折りたたんだ状態で収容する。印刷用紙搬送手段の一部を構成する搬送ローラ８ａ，８ｂは、印刷用紙６をホッパ７から取り込んで感光ドラム１に向けて送り出す。
【００１４】
搬送ローラ８ａ，８ｂから送り出された印刷用紙６は、その表面にトナー像を転写するように感光ドラム１の表面と接触する。転写器５は、感光ドラム１の表面に接触した印刷用紙６の背面にトナー像とは反対極性の電荷を与え、感光ドラム１の表面に形成されているトナー像が印刷用紙６の表面に移動（転写）するための静電力を発生させる。
【００１５】
用紙搬送手段の他の一部を構成する搬送ローラ９ａ，９ｂは、トナー像が転写された印刷用紙６をプレヒータ１０に送り込む。このプレヒータ１０は、定着ロール１１の手前側の位置に設置されており、トナー像を保持した印刷用紙６の裏面に接触して印刷用紙６を予備加熱する。
【００１６】
プレヒータ１０は、印刷用紙６の裏面が接触する伝熱部材の裏面に例えば電熱発熱体を取り付けた構成であり、プレヒータ１０は、その表面に印刷用紙６が接触しながら移動する間に印刷用紙６に付着しているトナー像が軟化する程度に印刷用紙６を加熱する。プレヒータ１０の温度は、電熱発熱体に供給する電流を温度制御装置１６によって制御することによって調整される。
【００１７】
互いに圧接した加熱ロール１１ａと加圧ロール１１ｂからなる一対の定着ロール１１は、プレヒータ１０と接触して予熱された印刷用紙６を加熱および加圧してトナー像を印刷用紙６の表面に定着する。
【００１８】
プラーローラ１２ａ，１２ｂは、定着ロール１１から送り出された印刷用紙６を引き込んでスタッカ１３内に折りたたんで収容したり、機外に排出したりする。  図１は、この様な２台の片面印刷型の電子写真装置Ａ，Ｂを使用して構成した両面印刷の電子写真印刷システムを示している。前段の電子写真装置Ａと後段の電子写真装置Ｂは、従属関係に接続するように並べて設置されている。印刷用紙反転装置Ｃは、前段の電子写真装置Ａと後段の電子写真装置Ｂの間に設置され、表面への印刷が済んで前段の電子写真装置Ａから排出された印刷用紙６の表裏を反転して後段の電子写真装置Ｂに供給する。そして、後段の電子写真装置Ｂは、印刷用紙６の裏面に画像を印刷する。
【００１９】
この電子写真印刷システムにおいて、前段の電子写真装置Ａはホッパ７から印刷用紙６を取り込んで画像を印刷し、印刷が済んだ印刷用紙６を機外に排出する。後段の電子写真装置Ｂは、印刷用紙反転装置Ｃから取り込んだ印刷用紙６に画像を印刷し、印刷が済んだ印刷用紙６をスタッカ１３に収容する。
【００２０】
この電子写真印刷システムの制御系における上位の制御装置の一部を構成するプリンタコントローラ２３は、さらに上位のホストコンピュータ２４から与えられる印刷情報に従って、２台の電子写真装置Ａ，Ｂを制御する。
【００２１】
そして、本発明においては、この様な２台の片面印刷型の電子写真装置Ａ，Ｂを使用して両面印刷の電子写真印刷システムを構成するにあたり、少なくとも後段の電子写真装置Ｂの定着装置を図３、図４に示す構成とした。
【００２２】
図３は印刷時の定着装置の様子を示す側面図、図４は停止時の定着装置の様子を示す側面図である。
【００２３】
定着装置は、トナー像（図示せず）を保持した印刷用紙６の裏面を吸引する吸引装置１４と、吸引装置１４の吸引力により印刷用紙６を密着させながら印刷用紙６を予備加熱するプレヒータ１０と、互いに圧接した加熱ロール１１ａと加圧ロール１１ｂからなる一対の定着ロール１１と、記録材持ち上げ装置１５から構成される。
【００２４】
記録材持ち上げ装置１５は、例えば定着装置の固定部材（図示せず）に支持されたベース部材１５ｂと、ベース部材１５ｂ上面に固定されたピン状の突出部材１５ａから構成される。プレヒータ１０の突出部材１５ａ先端と対向する部分には、突出部材１５ａが係合可能な大きさを有する貫通穴や間隙などの開口部１６が設けられており、プレヒータ１０が図４に示す位置に下降するとプレヒータ１０表面から開口部１６を介して突出部材１５ａが突出する様に構成されている。
【００２５】
プレヒータ１０は、印刷用紙６の搬送方向において加熱ロール１１ａに近い部位が高温のプレヒータ１０ａにより構成され、高温プレヒータ１０ａに対し印刷用紙搬送方向上流側が低温のプレヒータ１０ｂにより構成されており、記録材持ち上げ装置１５の突出部材１５ａは、高温プレヒータ１０ａの表面に対し相対的に変位可能に設けられている。また、吸引装置１４に加え、低温プレヒータ１０ｂの下部にも印刷用紙６を密着させる吸引装置１７が設けられている。
【００２６】
上記の構成において、印刷用紙６の表面に転写されたトナー像は、低温プレヒータ１０ｂおよび高温プレヒータ１０ａにより予備加熱され、その後、加熱ロール１１ａと加圧ロール１１ｂにより加熱加圧作用を受けて定着される。プレヒータ１０直前に設けられた吸引装置１４と低温プレヒータ１０ｂの下部に設けられた吸引装置１７は、印刷用紙６とプレヒータ１０の密着性を高める。
【００２７】
なお、この概念は先頭の電子写真装置Ａの定着装置にも当てはめることができる。この際、先頭の電子写真装置Ａの定着装置においては、印刷用紙６のプレヒータ１０と接触する側の面にトナー像が存在することがないので、低温プレヒータ１０ｂの下部のみではなく、高温プレヒータ１０ａの下部にも吸引装置を設けるとよい。
【００２８】
図４に示す停止時（非定着時）においては、一般的な動作として、加圧ロール１１ｂは加熱ロール１１ａから離れ、両者の圧接状態が解除されるとともに、プレヒータ１０および吸引装置１４，１７が同時もしくはほぼ同時に印刷用紙搬送路から退く。この時、高温プレヒータ１０ａ上に存在する印刷用紙６は、高温プレヒータ１０ａに設けられた記録材持ち上げ装置１５の突出部材１５ａにより押し上げられる。また、トナー像がプレヒータ１０に付着しない温度に設定されている低温プレヒータ１０ｂ上の印刷用紙６については、吸引装置１４および吸引装置１７により低温プレヒータ１０ｂに密着されたままの状態で維持される。
【００２９】
停止時において低温プレヒータ１０ｂと印刷用紙６の密着状態を維持することにより、印刷停止時にプレヒータから一旦剥がされた印刷用紙６を印刷再開時に印刷停止時の元の位置に正確に復帰させることが可能となる。
【００３０】
低温プレヒータ１０ｂの設定温度は、電子写真装置に用いるトナーの特性に依存するが、本実施例においては８０℃程度まで高めることが可能となる。また、高温プレヒータ１０ａの設定温度は１１０℃程度まで高めることが可能となる。この高温プレヒータ１０ａの設定温度は、片面印刷を行う場合の電子写真装置のプレヒータ設定温度に相当するものであり、本発明によれば後段の電子写真装置の定着強度を、実質上、前段（先頭）の電子写真装置とほぼ同等にすることが可能になる。また、上記設定温度であれば、従来技術の様にプレヒータ表面にＰＴＦＥやＰＦＡ化合物等のトナーの付着しにくい材料からなる層を設けずに、プレヒータ表面へのトナー付着を防止することが可能になる。
【００３１】
なお、上記実施例においては、プレヒータ１０を、高温プレヒータ１０ａと低温プレヒータ１０ｂにより構成した場合に基づき説明したけれども、プレヒータ１０は単一温度に設定したものであってもよい。
【００３２】
図５はプレヒータ１０の設定温度が１種類しか設定できないプレヒータを用いた例を示すものであり、その停止時の状態を示したものである。この構成の場合には、プレヒータ１０直前の吸引装置１４のみで印刷用紙６のプレヒータ１０からの持ち上げに対するずれを防止している。なお、プレヒータ１０は、この場合には高温プレヒータとなる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、後段の電子写真装置の定着強度を、実質上、前段の電子写真装置とほぼ同等にすることができる。
【００３４】
また、本発明によれば、印刷停止時にプレヒータから剥がされた記録材を印刷再開時に印刷停止時の位置に正確に復帰させることができ、定着むらのない印刷物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真印刷システムの概略構成図。
【図２】電子写真装置の概略構成図。
【図３】本発明の電子写真装置の要部を示す側面図。
【図４】本発明の電子写真装置の要部を示す側面図。
【図５】本発明の他の実施例を示す側面図。
【符号の説明】
６…印刷用紙、１０…プレヒータ、１０ａ…高温プレヒータ、１０ｂ…低温プレヒータ、１１ａ…加熱ロール、１１ｂ…加圧ロール、１４，１７…吸引装置、１５…記録材持ち上げ装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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