JP2000075703A - 定着装置およびそれが装着された画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で定着温度まで立ち上がることがで
き、トナー像の定着時に印字用紙に定着むらやこげが生
じることのない定着装置を得る。 【解決手段】 印字用紙の搬送方向と直交する方向から
トナー像担持体より転写されたトナー像を印字用紙に定
着させる定着装置１１であって、筐体１１ａと、筐体１
１ａ内に設置されたニクロム線１２と、筐体１１ａ内に
設置され、ニクロム線１２から発生する熱を外部へ送り
出すファン１３と、筐体１１ａの印字用紙通過面に設け
られ、ウォームアップ時および印字用紙の搬送停止時に
は閉じられ、定着動作時には開かれるシャッタ１４とを
有する定着装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー像担持体を
印字用紙の搬送方向と直交する方向に移動させて当該ト
ナー像担持体に形成されたトナー像を印字用紙へ転写す
る直交転写方式の画像形成装置に装着された定着装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザプリンタに代表されるよう
に、解像度に優れ鮮明な画像を形成できるトナー方式の
画像形成装置が普及してきている。このようなトナー方
式の画像形成装置の中でも、特願平７−３２８６００号
で開示したように、印字用紙の搬送方向と直交する方向
へトナー像担持体を移動させ、一工程ずつ小刻みにトナ
ー像の転写を行う直交転写方式の画像形成装置は、その
構成上製品の小型化を推進するのに大変適している。

【０００３】以下、このような直交転写方式による従来
の画像形成装置について説明する。潜像を現像してなる
トナー像が形成されるトナー像担持体は、トナー像担持
体ローラ、転写対向ローラおよび変位ローラにより支持
されて周回動される。トナー像担持体の周囲には、帯電
手段、現像手段、クリーニング手段、除電手段および露
光手段が配置されている。そして、印字用紙は転写板上
に支持されており、この印字用紙はトナー像担持体が回
動する方向と直交する方向に搬送される。

【０００４】このような画像形成装置によれば、回転す
るトナー像担持体を帯電手段が一様に帯電し、次に露光
手段により静電潜像が形成される。そして、この静電潜
像が形成された部分に現像ローラによりトナーを供給す
ると、トナー像担持体上に可視像となったトナー像が次
々に現れる。

【０００５】トナー像を印字用紙へ転写する際には、一
時的に印字用紙の搬送を中断して転写板上に印字用紙を
静止させるとともに、トナー像担持体の回転も停止させ
る。そして、転写対向ローラを印字用紙に沿って一工程
分だけ変位させ、トナー像担持体のトナー像が形成され
た部分を印字用紙に押圧する。また、これと同時に、印
字用紙を載せた転写板に正の電圧を印加し、負に帯電し
たトナー像をトナー像担持体の表面から引き寄せて剥離
させる。

【０００６】このような転写工程の後、印字用紙は有効
転写幅の分ずつ断続的に定着装置に送られて定着が行わ
れる。

【０００７】ここで、装置全体を小型化するにあたり、
ヒートローラによりトナー像を印字用紙に加圧定着させ
るのでは、印字用紙の断続的な搬送により印字用紙のこ
げが発生しやすい。そこで、ニクロム線から発生する熱
をファンにより印字用紙へ吹きつけてトナーを溶融させ
てトナー像を印字用紙に定着せる非接触方式が採用され
ている。

【０００８】なお、定着の終了した部分は、トナー像担
持体の有効転写幅の分だけ定着された後、外部に排出さ
れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の画像形成装置では、ニクロム線が定着に充
分な熱を発生し、ファンによる風が高温になるまでの時
間がかかる。

【００１０】また、有効転写幅の分だけ定着装置に送ら
れて来た印字用紙は、次の転写終了まで定着装置内に停
止しているが、この間ニクロム線の発熱やファンの回転
は継続しているので、停止している印字用紙に熱が加わ
り、部分的に定着むらやこげが生じることがある。

【００１１】そこで、本発明は、短時間で定着温度まで
立ち上がることのできる定着装置およびそれを用いた画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明は、トナー像の定着時に印字
用紙に定着むらやこげが生じることのない定着装置およ
びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の定着装置は、印字用紙の搬送方向と直交す
る方向からトナー像担持体より転写されたトナー像を印
字用紙に定着させる定着装置であって、筐体と、筐体内
に設置された熱源と、筐体内に設置され、熱源から発生
する熱を外部へ送り出す送風手段と、筐体の印字用紙通
過面に設けられ、ウォームアップ時および印字用紙の搬
送停止時には閉じられ、定着動作時には開かれるシャッ
タとを有する構成としたものである。

【００１４】これにより、短時間のうちに定着温度まで
立ち上がることが可能になる。また、印字用紙に余分な
熱が加わって定着むらやこげが生じることが防止され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、印字用紙の搬送方向と直交する方向からトナー像担
持体より転写されたトナー像を印字用紙に定着させる定
着装置であって、筐体と、筐体内に設置された熱源と、
筐体内に設置され、熱源から発生する熱を外部へ送り出
す送風手段と、筐体の印字用紙通過面に設けられ、ウォ
ームアップ時および印字用紙の搬送停止時には閉じら
れ、定着動作時には開かれるシャッタとを有する定着装
置であり、筐体に設けられたシャッタを閉じてウォーム
アップをするようにしているので、短時間のうちに定着
温度まで立ち上がることが可能になるという作用を有す
る。また、印字用紙が定着装置内で停止しているときは
シャッタを閉じて熱の漏出が阻止されているので、印字
用紙に余分な熱が加わって定着むらやこげが生じること
が防止されるという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の定着装置が装着されている画像形成装置であ
り、筐体に設けられたシャッタを閉じてウォームアップ
をするようにしているので、短時間のうちに定着温度ま
で立ち上がることが可能になるという作用を有する。ま
た、印字用紙が定着装置内で停止しているときはシャッ
タを閉じて熱の漏出が阻止されているので、印字用紙に
余分な熱が加わって定着むらやこげが生じることが防止
されるという作用を有する。

【００１７】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図６を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。

【００１８】図１は本発明の一実施の形態による画像形
成装置の構成を示す概略図、図２は図１の画像形成装置
における転写工程を示す斜視図、図３は図１の画像形成
装置におけるトナー像担持体の変位の状態を示す模式
図、図４は図１の画像形成装置に設置された定着装置に
おけるウォームアップ時の状態を示す模式図、図５は図
１の画像形成装置に設置された定着装置における定着動
作時の状態を示す模式図、図６は図１の画像形成装置に
設置された定着装置における印字用紙停止時の状態を示
す模式図である。

【００１９】図１、図２において、閉ループ状の感光体
ベルトからなり、トナー像担持体ローラ２ａ、転写対向
ローラ８および変位ローラ９に支持されて矢印方向に周
回動するトナー像担持体１は、その表面が有機光導電性
材料の層でコーティングされている。このトナー像担持
体１の周囲には、帯電手段２、現像手段３、クリーニン
グ手段４および除電手段５が配置されており、また、ト
ナー像担持体１の上部にはレーザ光を照射するための露
光手段６が配置されている。トナー３ａが収納された現
像手段３には、このトナー３ａをトナー像担持体１に供
給して潜像を顕像化するための現像ローラ３ｂが設けら
れている。

【００２０】なお、本実施の形態では、露光手段６から
はレーザが照射されるようになっているが、たとえばＬ
ＥＤあるいはＬＣＤが照射されるものであってもよい。

【００２１】印字用紙７は転写板１０上に支持されてお
り、この印字用紙７はトナー像担持体１が回動する方向
と直交する方向に搬送される。

【００２２】ここで、転写対向ローラ８は通常はトナー
像担持体ローラ２ａの近傍に位置しており、この位置か
ら印字用紙７に沿って移動するようになっている。

【００２３】このような画像形成装置によれば、回転す
るトナー像担持体１の帯電手段２を通過した部分が一様
に帯電する。そして、画像信号に基づき露光手段６によ
りレーザ光を照射された部分の電荷が消失してここに静
電潜像が形成される。この静電潜像が形成された部分に
現像ローラ３ｂによりトナー３ａを供給すると、トナー
像担持体１上に可視像となったトナー像３ｃが次々に現
れる。

【００２４】前述のように、トナー像担持体１は、トナ
ー像担持体ローラ２ａ、転写対向ローラ８および変位ロ
ーラ９という３つのローラにより支持されている。

【００２５】転写対向ローラ８は転写板１０に対向して
移動する一種の転写ローラであり、インクリボンを用い
る熱転写プリンタの印字ヘッドのような役目を果たすも
のである。また、変位ローラ９は転写対向ローラ８の動
きに追従して変位するローラであり、転写対向ローラ８
の移動によるトナー像担持体１の弛みをなくすために、
トナー像担持体１に張りを与える方向に変位する。そし
て、トナー像担持体１上へのトナー像形成時には、転写
対向ローラ８はトナー像担持体ローラ２ａの近傍位置
（図３におけるＡ位置）に固定されている。また、トナ
ー像担持体１が回転することで、印字用紙７の対向面側
にはトナー像３ｃが運ばれる。

【００２６】ここで、トナー像担持体１が回転するのは
転写対向ローラ８がトナー像担持体ローラ２ａの近傍位
置にある場合であり、転写対向ローラ８が印字用紙７上
を移動している間は、トナー像担持体１は回転を停止す
る。すなわち、トナー像担持体１の回転と転写対向ロー
ラ８の移動とは互いに排反事象であり、同時には起こり
得ない。但し、互いに排反事象であるというのは飽くま
で理論上のことであり、実際にはトナー像担持体１の張
力を一定に保つ必要性から厳密には多少の齟齬が生じる
ことになる。

【００２７】印字用紙７への転写の際には、図２に示す
ように、一時的に印字用紙７の搬送を中断して転写板１
０（図１）上に印字用紙７を静止させるとともに、トナ
ー像担持体１の回転も停止させる。そして、転写対向ロ
ーラ８を印字用紙７に沿って一工程分だけ変位させ、ト
ナー像担持体１のトナー像３ｃ（図１）が形成された部
分を印字用紙７に押圧する。これと同時に、印字用紙７
を載せた転写板１０に正の電圧を印加し、負に帯電した
トナー像３ｃをトナー像担持体１の表面から引き寄せて
剥離させ、これを印字用紙７に転写させる。

【００２８】転写を終えたトナー像担持体１の面は、転
写対向ローラ８の通過と共に印字用紙７から逐次離隔し
ていく。このとき、トナー像担持体１は印字用紙７上を
印字用紙７の搬送方向に対して直交する方向に移動す
る。

【００２９】一工程分の転写が終了する毎に、転写対向
ローラ８が印字用紙７上を通り過ぎて印字用紙７の領域
外に移動することにより、トナー像担持体１は印字用紙
７から離隔する。その後印字用紙７の搬送が再開される
が、印字用紙７の搬送距離はトナー像担持体１の有効転
写幅の分だけである。

【００３０】クリーニング手段４は、トナー像担持体１
の表面の残留トナーを、クリーニングブレードやクリー
ニングブラシにより除去して廃トナーとして回収し、ト
ナー像担持体１の表面を物理的に清浄化する。そして、
除電手段５は、残留トナーを除去した後のトナー像担持
体１の表面に残留した負の電荷を中和して、トナー像担
持体１の表面を電気的に清浄化する。なお、除電手段５
は必ずしも設置されていなくてもよい。

【００３１】このような一連の工程を繰り返した後、印
字用紙７は有効転写幅の分ずつ断続的に定着装置１１側
に送られて定着が行われる。

【００３２】なお、定着の終了した部分は、トナー像担
持体１の有効転写幅の分だけ定着された後、外部に排出
される。

【００３３】ここで、図４、図５および図６に示すよう
に、本実施の形態における定着装置１１は、筐体１１ａ
内に設置されたニクロム線（熱源）１２と、同じく筐体
１１ａ内に設置され、ニクロム線１２から発生する熱を
外部へと送り出すファン１３（送風手段）とを有してい
る。また、筐体１１ａの印字用紙通過面にはシャッタ１
４が設けられている。したがって、シャッタ１４を開く
と、ニクロム線１２からの熱はファン１３によって外部
へ送出される。

【００３４】なお、本実施の形態において、熱源にはニ
クロム線１２が用いられているが、これに限られるもの
ではなく、たとえばハロゲンランプやセラミックヒータ
など他の種々の熱源を用いることができる。

【００３５】このような定着装置１１によれば、ウォー
ムアップ時には、図４に示すように、シャッタ１４を閉
じ、シャッタ１４付近の温度が所定の定着温度に達する
までニクロム線１２を発熱させてファン１３を回転させ
る。このときシャッタ１４を閉じておくとファン１３に
よる風が筐体１１ａ内で対流するので、シャッタ１４を
開いている場合よりも短い時間で筐体１１ａ内の空気の
温度が上昇する。そして、シャッタ１４を開けたときに
吹き出した熱風をシャッタ１４の近傍に設置された温度
センサ（図示せず）を検知してウォームアップが終了す
る。

【００３６】次に、定着動作中は、図５に示すように、
シャッタ１４を開き、搬送される印字用紙７にファン１
３で熱風を供給する。これにより、印字用紙７上のトナ
ーが融解されて定着が行われる。

【００３７】そして、現像途中において印字用紙７が定
着装置１１内で停止しているときは、図６に示すよう
に、シャッタ１４を閉じて筐体１１ａ内の空気が外部に
漏出することを阻止する。これは、シャッタ１４が開い
ていると、搬送の停止された印字用紙７に定着装置１１
内からの高温な空気が当たって部分的に余分な熱が加わ
り、むらやこげができたりするからである。なお、現像
中にあっては、次の定着動作に備えて筐体１１ａ内の温
度が一定に保たれるように、ニクロム線１２およびファ
ン１３の回転が調整される。そして、現像が完了して印
字用紙７が搬送されると、再びシャッタ１４が開かれて
印字用紙７に熱風が送られる。

【００３８】このように、本実施の形態によれば、筐体
１１ａに設けられたシャッタ１４を閉じてウォームアッ
プをするようにしているので、短時間のうちに定着温度
まで立ち上がることが可能になる。

【００３９】また、印字用紙７が定着装置１１内で停止
しているときは、シャッタ１４を閉じて筐体１１ａ内の
空気が外部に漏出しないようにしているので、印字用紙
７に余分な熱が加わって定着むらやこげが生じることが
防止される。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、筐体に
設けられたシャッタを閉じてウォームアップをするよう
にしているので、短時間のうちに定着温度まで立ち上が
ることが可能になるという有効な効果が得られる。

【００４１】また、本発明によれば、印字用紙が定着装
置内で停止しているときはシャッタを閉じて熱の漏出が
阻止されているので、印字用紙に余分な熱が加わって定
着むらやこげが生じることが防止されるという有効な効
果が得られる。

【００４２】これにより、画質の向上と安定化を図るこ
とが可能になるという有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による画像形成装置の構
成を示す概略図

【図２】図１の画像形成装置における転写工程を示す斜
視図

【図３】図１の画像形成装置におけるトナー像担持体の
変位の状態を示す模式図

【図４】図１の画像形成装置に設置された定着装置にお
けるウォームアップ時の状態を示す模式図

【図５】図１の画像形成装置に設置された定着装置にお
ける定着動作時の状態を示す模式図

【図６】図１の画像形成装置に設置された定着装置にお
ける印字用紙停止時の状態を示す模式図

【符号の説明】

１ トナー像担持体 ３ｃ トナー像 ７ 印字用紙 １１ 定着装置 １１ａ 筐体 １２ ニクロム線（熱源） １３ ファン（送風手段） １４ シャッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 賢一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川上 康弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小田 博史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 光井 輝生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小島 康史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 芝田 雅規 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 角田 一誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA30 BA06 BA07 BA29 BA37 BC00 BE01 BE02 CA04 CA26

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印字用紙の搬送方向と直交する方向からト
   ナー像担持体より転写されたトナー像を前記印字用紙に
   定着させる定着装置であって、 筐体と、 前記筐体内に設置された熱源と、 前記筐体内に設置され、前記熱源から発生する熱を外部
   へ送り出す送風手段と、 前記筐体の印字用紙通過面に設けられ、ウォームアップ
   時および前記印字用紙の搬送停止時には閉じられ、定着
   動作時には開かれるシャッタとを有することを特徴とす
   る定着装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の定着装置が装着されている
   ことを特徴とする画像形成装置。