JP2002268445A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
定着装置および画像形成装置Info
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- JP2002268445A JP2002268445A JP2001068399A JP2001068399A JP2002268445A JP 2002268445 A JP2002268445 A JP 2002268445A JP 2001068399 A JP2001068399 A JP 2001068399A JP 2001068399 A JP2001068399 A JP 2001068399A JP 2002268445 A JP2002268445 A JP 2002268445A
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- fixing
- temperature
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 その主たる目的は薄肉化され、低熱容量化し
た定着ベルトの非通紙領域の過昇温を抑制して、用紙上
のトナー像の定着に適した定着ベルトの表面温度分布を
均一化できるようにして、光沢ムラや高温オフセットを
改善した定着装置を提供すること。 【解決手段】 複数の支持ローラに掛け回された定着ベ
ルトの幅方向において、離間した位置から位置移動され
て前記定着ベルトと圧着する第1圧着位置と、圧着状態
を保ちながら位置移動され、前記定着ベルトとの接触面
積を拡大した第2圧着位置とで固定保持される温度均一
化部材を有することを特徴とする定着装置。
た定着ベルトの非通紙領域の過昇温を抑制して、用紙上
のトナー像の定着に適した定着ベルトの表面温度分布を
均一化できるようにして、光沢ムラや高温オフセットを
改善した定着装置を提供すること。 【解決手段】 複数の支持ローラに掛け回された定着ベ
ルトの幅方向において、離間した位置から位置移動され
て前記定着ベルトと圧着する第1圧着位置と、圧着状態
を保ちながら位置移動され、前記定着ベルトとの接触面
積を拡大した第2圧着位置とで固定保持される温度均一
化部材を有することを特徴とする定着装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどの画像形成装置に好適に使用できる
定着ベルトを有する定着装置を備えた画像形成装置に関
し、特に、トナー像を加熱する定着ベルトの表面温度分
布を均一化できるように改善した定着装置と画像形成装
置に関する。
写機やプリンタなどの画像形成装置に好適に使用できる
定着ベルトを有する定着装置を備えた画像形成装置に関
し、特に、トナー像を加熱する定着ベルトの表面温度分
布を均一化できるように改善した定着装置と画像形成装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】ハロゲンランプからなる加熱手段を内包
する支持加熱ローラと、支持加圧ローラからなる2つの
支持ローラに掛け回された定着ベルトと、前記支持加圧
ローラと、定着ベルトを介して圧着しながら回転する加
圧ローラ等を有し、当該加圧ローラの加圧作用と前記定
着ベルトによる加熱の付与により、未定着のトナー像を
有する用紙に、当該トナー像を定着させるベルト型の定
着装置は知られている。
する支持加熱ローラと、支持加圧ローラからなる2つの
支持ローラに掛け回された定着ベルトと、前記支持加圧
ローラと、定着ベルトを介して圧着しながら回転する加
圧ローラ等を有し、当該加圧ローラの加圧作用と前記定
着ベルトによる加熱の付与により、未定着のトナー像を
有する用紙に、当該トナー像を定着させるベルト型の定
着装置は知られている。
【0003】そのような定着装置においては、例えば、
支持加熱ローラの長手方向における中央部の外側表面に
近接もしくは接触して、温度の検知手段である温度セン
サーを設けるとともに、当該温度センサーの出力情報を
利用して前記加熱手段に対する電力供給を制御手段によ
り制御し、以て、前記定着ベルトの表面温度を、トナー
像の定着に適した温度範囲に維持するように構成してあ
る。
支持加熱ローラの長手方向における中央部の外側表面に
近接もしくは接触して、温度の検知手段である温度セン
サーを設けるとともに、当該温度センサーの出力情報を
利用して前記加熱手段に対する電力供給を制御手段によ
り制御し、以て、前記定着ベルトの表面温度を、トナー
像の定着に適した温度範囲に維持するように構成してあ
る。
【0004】上記の定着装置は取り扱い易さから広汎な
画像形成装置に搭載されている。ところで、前述の如き
定着装置における研究課題の1つとしてウオームアップ
時間の短縮があり、長年の間に種々の提案がなされてい
るが、その1つの構成として、エンドレスに形成された
定着ベルトの薄肉化による低熱容量化がある。
画像形成装置に搭載されている。ところで、前述の如き
定着装置における研究課題の1つとしてウオームアップ
時間の短縮があり、長年の間に種々の提案がなされてい
るが、その1つの構成として、エンドレスに形成された
定着ベルトの薄肉化による低熱容量化がある。
【0005】これは、定着ベルトを構成する中央の金属
基体や外側層のゴム等を薄肉化することによって、定着
ベルトの表面温度をより早くトナーの定着温度に到達せ
しめようとするものである。
基体や外側層のゴム等を薄肉化することによって、定着
ベルトの表面温度をより早くトナーの定着温度に到達せ
しめようとするものである。
【0006】しかしながら、所定の機械的強度を保持す
るように定着ベルトの肉厚を薄肉とし得、かつ、加熱手
段に電力が供給されてから定着ベルトの表面が安定した
定着が得られるようになるまでの時間を短縮できたとし
ても、新たな問題が発生してしまうことが解ってきた。
るように定着ベルトの肉厚を薄肉とし得、かつ、加熱手
段に電力が供給されてから定着ベルトの表面が安定した
定着が得られるようになるまでの時間を短縮できたとし
ても、新たな問題が発生してしまうことが解ってきた。
【0007】例えば、定着ベルトに対して中央基準で搬
送される、トナー像が形成された小サイズの用紙を連続
定着処理する場合、前記小サイズの用紙の通紙領域に対
応した前記定着ベルトの表面上の熱は、前記用紙の加熱
のために消費されるが、左右両側の非通紙領域に対応す
る前記定着ベルトの表面上の熱は消費されず、しかも定
着ベルトの幅方向への熱の移動が少ないため非通紙領域
に蓄積される。
送される、トナー像が形成された小サイズの用紙を連続
定着処理する場合、前記小サイズの用紙の通紙領域に対
応した前記定着ベルトの表面上の熱は、前記用紙の加熱
のために消費されるが、左右両側の非通紙領域に対応す
る前記定着ベルトの表面上の熱は消費されず、しかも定
着ベルトの幅方向への熱の移動が少ないため非通紙領域
に蓄積される。
【0008】また、熱を奪われた前記通紙領域の定着ベ
ルトの表面温度を所定の定着可能温度に保つべく、加熱
手段への電力供給がなされるので、前記非通紙領域に対
応する定着ベルト部における熱の蓄積は更に高まり、定
着に適した温度範囲を大きく超えてしまうようになる。
ルトの表面温度を所定の定着可能温度に保つべく、加熱
手段への電力供給がなされるので、前記非通紙領域に対
応する定着ベルト部における熱の蓄積は更に高まり、定
着に適した温度範囲を大きく超えてしまうようになる。
【0009】上述のような過昇温になった状態で、定着
ベルトの左右の非通紙領域が、今度はその非通紙領域を
利用する大サイズの用紙が使用され、当該用紙上に形成
されたトナー像を定着処理しなければならない場合、そ
れまでの通紙領域と非通紙領域との温度差により、用紙
上に紙やトナー層の凹凸に応じた光沢ムラや高温オフセ
ット現象を生じたり、定着ベルトのゴム層の寿命を短く
してしまう等の問題を引き起こす。
ベルトの左右の非通紙領域が、今度はその非通紙領域を
利用する大サイズの用紙が使用され、当該用紙上に形成
されたトナー像を定着処理しなければならない場合、そ
れまでの通紙領域と非通紙領域との温度差により、用紙
上に紙やトナー層の凹凸に応じた光沢ムラや高温オフセ
ット現象を生じたり、定着ベルトのゴム層の寿命を短く
してしまう等の問題を引き起こす。
【0010】上述のような不具合は、定着ベルトを薄肉
化した結果、前記定着ベルトが低熱容量体となり、前記
非通紙領域に蓄積された高い熱を低いところへ移動する
機能が低下したために起きる問題である。
化した結果、前記定着ベルトが低熱容量体となり、前記
非通紙領域に蓄積された高い熱を低いところへ移動する
機能が低下したために起きる問題である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
に鑑みて為されたもので、その主たる目的は薄肉化さ
れ、低熱容量化した定着ベルトの非通紙領域の過昇温を
抑制して、用紙上のトナー像の定着に適した定着ベルト
の表面温度分布を均一化できるようにして、光沢ムラや
高温オフセットを改善した定着装置を提供することにあ
る。
に鑑みて為されたもので、その主たる目的は薄肉化さ
れ、低熱容量化した定着ベルトの非通紙領域の過昇温を
抑制して、用紙上のトナー像の定着に適した定着ベルト
の表面温度分布を均一化できるようにして、光沢ムラや
高温オフセットを改善した定着装置を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下に
示す構成要件により達成することができる。
示す構成要件により達成することができる。
【0013】(1)複数の支持ローラに掛け回された定
着ベルトの幅方向において、離間した位置から位置移動
されて前記定着ベルトと圧着する第1圧着位置と、圧着
状態を保ちながら位置移動され、前記定着ベルトとの接
触面積を拡大した第2圧着位置とで固定保持される温度
均一化部材を有することを特徴とする定着装置。
着ベルトの幅方向において、離間した位置から位置移動
されて前記定着ベルトと圧着する第1圧着位置と、圧着
状態を保ちながら位置移動され、前記定着ベルトとの接
触面積を拡大した第2圧着位置とで固定保持される温度
均一化部材を有することを特徴とする定着装置。
【0014】(2)少なくとも2つの支持ローラに掛け
回した定着ベルトと、前記支持ローラの内の1つの支持
ローラに対する近傍位置に設けた温度均一化部材と、選
択使用される用紙のサイズを検知するための検知手段
と、用紙サイズが小サイズであることを前記検知手段が
検知した場合、前記温度均一化部材を前記定着ベルトに
対する第1圧着位置に圧着させるように制御する制御手
段と、前記温度均一化部材の温度を検知するための検知
手段と、前記温度均一化部材の温度が基準値以上になっ
たことを前記検知手段が検知した場合、前記温度均一化
部材を移動させ、前記定着ベルトとの巻き付き角を変え
るように制御する制御手段とを有することを特徴とする
画像形成装置。
回した定着ベルトと、前記支持ローラの内の1つの支持
ローラに対する近傍位置に設けた温度均一化部材と、選
択使用される用紙のサイズを検知するための検知手段
と、用紙サイズが小サイズであることを前記検知手段が
検知した場合、前記温度均一化部材を前記定着ベルトに
対する第1圧着位置に圧着させるように制御する制御手
段と、前記温度均一化部材の温度を検知するための検知
手段と、前記温度均一化部材の温度が基準値以上になっ
たことを前記検知手段が検知した場合、前記温度均一化
部材を移動させ、前記定着ベルトとの巻き付き角を変え
るように制御する制御手段とを有することを特徴とする
画像形成装置。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明に係わる実施の形態を、以
下、図面に基づいて説明する。
下、図面に基づいて説明する。
【0016】図1は、カラー画像形成装置の構成を示す
概略図である。図に示すように、この画像形成装置1
は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもの
で、複数組の画像形成ユニット9Y、9M、9C、9K
と、ベルト状の中間転写体6と給紙手段と搬送手段とト
ナーカートリッジ5Y、5M、5C、5K、定着装置1
0及び操作部91等から構成されている。
概略図である。図に示すように、この画像形成装置1
は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもの
で、複数組の画像形成ユニット9Y、9M、9C、9K
と、ベルト状の中間転写体6と給紙手段と搬送手段とト
ナーカートリッジ5Y、5M、5C、5K、定着装置1
0及び操作部91等から構成されている。
【0017】イエロー色の画像を形成する画像形成ユニ
ット9Yは、像担持体(以下、感光体と称す)1Yの周
囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置
4Y、転写手段7Y、クリーニング手段8Yを有する。
ット9Yは、像担持体(以下、感光体と称す)1Yの周
囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置
4Y、転写手段7Y、クリーニング手段8Yを有する。
【0018】マゼンタ色の画像を形成する画像形成ユニ
ット9Mは、感光体1M、帯電手段2M、露光手段3
M、現像装置4M、転写手段7M、クリーニング手段8
Mを有する。
ット9Mは、感光体1M、帯電手段2M、露光手段3
M、現像装置4M、転写手段7M、クリーニング手段8
Mを有する。
【0019】シアン色の画像を形成する画像形成ユニッ
ト9Cは、感光体1C、帯電手段2C、露光手段3C、
現像装置4C、転写手段7C、クリーニング手段8Cを
有する。
ト9Cは、感光体1C、帯電手段2C、露光手段3C、
現像装置4C、転写手段7C、クリーニング手段8Cを
有する。
【0020】黒色画像を形成する画像形成ユニット9K
は、感光体1K、帯電手段2K、露光手段3K、現像装
置4K、転写手段7K、クリーニング手段8Kを有す
る。
は、感光体1K、帯電手段2K、露光手段3K、現像装
置4K、転写手段7K、クリーニング手段8Kを有す
る。
【0021】中間転写体6は、複数のローラ6A、6
B、6Cに巻回され、回動可能に支持されている。
B、6Cに巻回され、回動可能に支持されている。
【0022】画像形成ユニット9Y、9M、9C、9K
より形成された各色の画像は、回動する中間転写体6上
に転写手段7Y、7M、7C、7Kにより逐次1次転写
されて、合成されたカラー画像が形成される。
より形成された各色の画像は、回動する中間転写体6上
に転写手段7Y、7M、7C、7Kにより逐次1次転写
されて、合成されたカラー画像が形成される。
【0023】給紙手段である給紙カセット20内に収容
された用紙Pは、給紙ローラ21により一枚ずつ給紙さ
れ、レジストローラ22を経て、転写手段7Aに搬送さ
れ、用紙P上に前記カラー画像が2次転写される。
された用紙Pは、給紙ローラ21により一枚ずつ給紙さ
れ、レジストローラ22を経て、転写手段7Aに搬送さ
れ、用紙P上に前記カラー画像が2次転写される。
【0024】カラー画像が転写された前記用紙Pは、定
着装置10により定着処理され、搬送手段である搬送ロ
ーラ23、24を経て、排紙ローラ25に挟持されて機
外の排紙トレイ26上に載置される。
着装置10により定着処理され、搬送手段である搬送ロ
ーラ23、24を経て、排紙ローラ25に挟持されて機
外の排紙トレイ26上に載置される。
【0025】定着装置10は、2つの支持ローラ10
2、103、定着ベルト104、前記支持ローラ103
に前記定着ベルトを介して圧着する加圧ローラ105お
よび温度均一化部材107等から構成されている。
2、103、定着ベルト104、前記支持ローラ103
に前記定着ベルトを介して圧着する加圧ローラ105お
よび温度均一化部材107等から構成されている。
【0026】一方、転写手段7Aにより用紙P上にカラ
ー画像を2次転写した後、分離手段7Bにより用紙Pを
分離した中間転写体6は、クリーニング手段8Aにより
残留トナーが除去される。
ー画像を2次転写した後、分離手段7Bにより用紙Pを
分離した中間転写体6は、クリーニング手段8Aにより
残留トナーが除去される。
【0027】尚、本発明に係わる温度均一化部材107
は、後述するように、前記支持ローラ102、103に
掛け回された定着ベルト104の幅方向において、離間
した位置に配設されていて、前記支持ローラと略同じ長
さを有している高い熱伝導率を持つ部材から構成された
金属ローラである。
は、後述するように、前記支持ローラ102、103に
掛け回された定着ベルト104の幅方向において、離間
した位置に配設されていて、前記支持ローラと略同じ長
さを有している高い熱伝導率を持つ部材から構成された
金属ローラである。
【0028】前記金属ローラを含む定着装置が用いられ
る画像形成装置の実施形態としてカラー画像形成装置に
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、モノクロの画像形成装置にも適用されるものであ
る。
る画像形成装置の実施形態としてカラー画像形成装置に
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、モノクロの画像形成装置にも適用されるものであ
る。
【0029】図2は、定着装置を説明するために模式的
に示す側面図である。図3は、2つの支持ローラと定着
ベルトを説明するための平面図である。
に示す側面図である。図3は、2つの支持ローラと定着
ベルトを説明するための平面図である。
【0030】図に示すように、定着装置10は、トナー
像tを有した用紙Pの搬送用ガイド101、ハロゲンラ
ンプ16からなる加熱手段を位置固定状態で内包する支
持ローラ(以下、支持加熱ローラという)102、当該
支持加熱ローラ102と伴に定着ベルト104を架設す
る支持ローラ(以下、支持加圧ローラという)103、
用紙Pに加熱付与するエンドレスの定着ベルト104、
当該定着ベルト104を介して前記支持加圧ローラ10
3に対して、圧着回転する加圧ローラ105と温度均一
化部材(以下、金属ローラという)107、当該金属ロ
ーラ107の近傍に配設してあるオイルを塗布するクリ
ーニング装置50および前記支持加熱ローラ102の温
度の検知手段である温度センサ19および前記金属ロー
ラ107の温度の検知手段である温度センサ18などか
ら構成されている。
像tを有した用紙Pの搬送用ガイド101、ハロゲンラ
ンプ16からなる加熱手段を位置固定状態で内包する支
持ローラ(以下、支持加熱ローラという)102、当該
支持加熱ローラ102と伴に定着ベルト104を架設す
る支持ローラ(以下、支持加圧ローラという)103、
用紙Pに加熱付与するエンドレスの定着ベルト104、
当該定着ベルト104を介して前記支持加圧ローラ10
3に対して、圧着回転する加圧ローラ105と温度均一
化部材(以下、金属ローラという)107、当該金属ロ
ーラ107の近傍に配設してあるオイルを塗布するクリ
ーニング装置50および前記支持加熱ローラ102の温
度の検知手段である温度センサ19および前記金属ロー
ラ107の温度の検知手段である温度センサ18などか
ら構成されている。
【0031】前記支持加熱ローラ102は、ローラ基体
121とその外側に表面層として離型層を有し、内径面
には黒色塗装がなされている。
121とその外側に表面層として離型層を有し、内径面
には黒色塗装がなされている。
【0032】前記ローラ基体121は、低熱容量体にす
べく外径40mm×内径38mm×ローラ長さ約300
mmの薄肉の鉄材からなり、その外周面上に導電性PF
A(パーフルオロアルキルビニルエーテル重合体その
他)からなる薄膜の離型層を有し、前記ローラ基体12
1の内径面には、例えば、熱吸収の良好な黒色酸化処理
をして、急速加熱を可能とした薄肉ローラとして構成し
てある。
べく外径40mm×内径38mm×ローラ長さ約300
mmの薄肉の鉄材からなり、その外周面上に導電性PF
A(パーフルオロアルキルビニルエーテル重合体その
他)からなる薄膜の離型層を有し、前記ローラ基体12
1の内径面には、例えば、熱吸収の良好な黒色酸化処理
をして、急速加熱を可能とした薄肉ローラとして構成し
てある。
【0033】また、前記ローラ基体121の両端にはリ
ブ122、123(図3参照)が対向配置されていて、
駆動回転時、定着ベルト104が支持加熱ローラ102
および支持加圧ローラ103から脱輪するのを予防する
ように配慮してある。
ブ122、123(図3参照)が対向配置されていて、
駆動回転時、定着ベルト104が支持加熱ローラ102
および支持加圧ローラ103から脱輪するのを予防する
ように配慮してある。
【0034】また、前記支持加熱ローラ102は、図示
はしてないが、掛け回された定着ベルト104上に圧着
された金属ローラ107によって、張力が加えられた場
合、図3に矢印で示す支持加圧ローラ103方向に平行
移動が可能にしてあり、不要時には、バネ部材の作用に
より元位置に復帰する構成にしてある。
はしてないが、掛け回された定着ベルト104上に圧着
された金属ローラ107によって、張力が加えられた場
合、図3に矢印で示す支持加圧ローラ103方向に平行
移動が可能にしてあり、不要時には、バネ部材の作用に
より元位置に復帰する構成にしてある。
【0035】前記支持加圧ローラ103は、外径36m
m×内径32mm×ローラ長さ約300mmの鉄材から
なる芯金131、当該芯金131の外周面上に外径40
mmの耐熱性シリコーンゴムからなる弾性層132とそ
の外側面上にPFAの薄膜からなる離型層を有し、更
に、その両端に設けられたボス135、136(図3参
照)から構成されている。
m×内径32mm×ローラ長さ約300mmの鉄材から
なる芯金131、当該芯金131の外周面上に外径40
mmの耐熱性シリコーンゴムからなる弾性層132とそ
の外側面上にPFAの薄膜からなる離型層を有し、更
に、その両端に設けられたボス135、136(図3参
照)から構成されている。
【0036】前記ボス135には、画像形成装置本体の
駆動源からの動力を伝達するための歯車150が組み付
けられている。
駆動源からの動力を伝達するための歯車150が組み付
けられている。
【0037】前記支持加熱ローラ102および支持加圧
ローラ103の2つのローラは、左右のフレーム20
0、201に設けられた軸受を介して保持され、図に示
す矢印方向に回転可能になっていて、次に説明する定着
ベルト104をも回動する。
ローラ103の2つのローラは、左右のフレーム20
0、201に設けられた軸受を介して保持され、図に示
す矢印方向に回転可能になっていて、次に説明する定着
ベルト104をも回動する。
【0038】前記定着ベルト104は、内側の金属基
体、外周面側の外側層から構成されている。
体、外周面側の外側層から構成されている。
【0039】前記金属基体は、例えば、電鋳加工により
形成されたエンドレスベルト状のニッケル金属層や、溶
接や圧延によって形成されたステンレス金属層からな
る。
形成されたエンドレスベルト状のニッケル金属層や、溶
接や圧延によって形成されたステンレス金属層からな
る。
【0040】また、金属基体の外周面上には、シリコー
ンゴムがコーティングされた外側層が形成されていて、
当該外側層は、支持加圧ローラ103と加圧ローラ10
5の圧着位置において、トナー像tを有した用紙Pを加
圧および加熱するべく、耐熱性とトナー剥離性とを合わ
せ持っている。
ンゴムがコーティングされた外側層が形成されていて、
当該外側層は、支持加圧ローラ103と加圧ローラ10
5の圧着位置において、トナー像tを有した用紙Pを加
圧および加熱するべく、耐熱性とトナー剥離性とを合わ
せ持っている。
【0041】前記用紙P上のトナー像tには、定着ベル
ト104のシリコーンゴムからなる外側層が当接する
が、シリコーンゴムの弾性により用紙Pやトナー像tの
凹凸に追随して、均一に接触し、支持加熱ローラ102
を介してハロゲンヒータ16によって加熱された定着ベ
ルト104の熱と加圧ローラ105による加圧とによ
り、均一な定着が行われる。
ト104のシリコーンゴムからなる外側層が当接する
が、シリコーンゴムの弾性により用紙Pやトナー像tの
凹凸に追随して、均一に接触し、支持加熱ローラ102
を介してハロゲンヒータ16によって加熱された定着ベ
ルト104の熱と加圧ローラ105による加圧とによ
り、均一な定着が行われる。
【0042】2つの層で構成される前記定着ベルト10
4は、0.1mm〜0.2mmの厚さを有し、支持加熱
ローラ102と支持加圧ローラ103との間に1000
N/m以下の張力で張架されている。
4は、0.1mm〜0.2mmの厚さを有し、支持加熱
ローラ102と支持加圧ローラ103との間に1000
N/m以下の張力で張架されている。
【0043】また、定着ベルト104の駆動速度の設計
値は用紙Pの搬送速度と同一にしてあり、後述する加圧
ローラ105および金属ローラ107は、定着ベルト1
04に従動回転する。
値は用紙Pの搬送速度と同一にしてあり、後述する加圧
ローラ105および金属ローラ107は、定着ベルト1
04に従動回転する。
【0044】前記加圧ローラ105は、外径36mm×
内径32mm×ローラ長さ約300mmの鉄材からなる
芯金152、当該芯金の外周面上に外径40mmの耐熱
性シリコーンゴムからなる弾性層153とその外側面上
にPFAの薄膜からなる離型層を有していて、更に、そ
の両端に設けられたボス151から構成されている。
内径32mm×ローラ長さ約300mmの鉄材からなる
芯金152、当該芯金の外周面上に外径40mmの耐熱
性シリコーンゴムからなる弾性層153とその外側面上
にPFAの薄膜からなる離型層を有していて、更に、そ
の両端に設けられたボス151から構成されている。
【0045】前記加圧ローラ105は、固定位置で回転
可能な支持加圧ローラ103に対して、前記定着ベルト
104を介して矢印方向に圧着回転(図4参照)出来る
ように構成にしてある。
可能な支持加圧ローラ103に対して、前記定着ベルト
104を介して矢印方向に圧着回転(図4参照)出来る
ように構成にしてある。
【0046】加圧手段である前記加圧ローラ105は、
圧着必要時、両ボス151に図示しないバネ部材によっ
て、支持加圧ローラ103に向かって移動し、圧着し
て、加圧しながら回転(図4参照)するが、圧着不要時
には、離間して、待機位置に戻るように構成してある。
圧着必要時、両ボス151に図示しないバネ部材によっ
て、支持加圧ローラ103に向かって移動し、圧着し
て、加圧しながら回転(図4参照)するが、圧着不要時
には、離間して、待機位置に戻るように構成してある。
【0047】前記クリーニング装置50は、定着ベルト
104の閉ループの外側であって、支持加圧ローラ10
3の近傍に配設してあって、ローラ501、加圧ローラ
502、巻き取りローラ503およびクリーニング布5
04から構成されている。
104の閉ループの外側であって、支持加圧ローラ10
3の近傍に配設してあって、ローラ501、加圧ローラ
502、巻き取りローラ503およびクリーニング布5
04から構成されている。
【0048】シリコーンオイルを含浸させた前記クリー
ニング布504が巻かれたローラ501よりクリーニン
グ布504が繰り出され、定着ベルト104に当接する
加圧ローラ502を介して巻き取りローラ503に巻き
取られ、定着ベルト104にオイルが塗布されると同時
に定着ベルト104の表面が清掃される。
ニング布504が巻かれたローラ501よりクリーニン
グ布504が繰り出され、定着ベルト104に当接する
加圧ローラ502を介して巻き取りローラ503に巻き
取られ、定着ベルト104にオイルが塗布されると同時
に定着ベルト104の表面が清掃される。
【0049】前記金属ローラ107は、芯金172は、
外径30mm×内径20mm×ローラ長さ約300mm
の高い熱伝導率を有するアルミ材からなり、前記芯金1
72の表面層として10μm〜100μmのPFA等で
形成した薄膜の離型層からなり、更に、前記芯金172
の両端に設けられたボス171から構成されている。
外径30mm×内径20mm×ローラ長さ約300mm
の高い熱伝導率を有するアルミ材からなり、前記芯金1
72の表面層として10μm〜100μmのPFA等で
形成した薄膜の離型層からなり、更に、前記芯金172
の両端に設けられたボス171から構成されている。
【0050】前記金属ローラ107は、支持加圧ローラ
103に対して平行に、しかも定着ベルト104を介し
て圧着できるように構成してある。
103に対して平行に、しかも定着ベルト104を介し
て圧着できるように構成してある。
【0051】圧着手段である前記金属ローラ107は、
圧着必要時、両ボス171にある図示しないバネ部材に
よって、矢印で示すように、前記支持加圧ローラ103
に向かって移動され、定着ベルト104と支持加圧ロー
ラ103の接線相当位置である第1圧着位置にて停止
し、加圧回転を可能(図4参照)にしてある。
圧着必要時、両ボス171にある図示しないバネ部材に
よって、矢印で示すように、前記支持加圧ローラ103
に向かって移動され、定着ベルト104と支持加圧ロー
ラ103の接線相当位置である第1圧着位置にて停止
し、加圧回転を可能(図4参照)にしてある。
【0052】前記第1圧着位置において、金属ローラ1
07の表面温度が基準値以上になると圧着状態を保ちな
がら位置移動され、前記定着ベルト104との接触面積
を拡大した第2圧着位置で固定保持されるように構成し
てある。
07の表面温度が基準値以上になると圧着状態を保ちな
がら位置移動され、前記定着ベルト104との接触面積
を拡大した第2圧着位置で固定保持されるように構成し
てある。
【0053】尚、前記金属ローラ107の支持加圧ロー
ラ103への圧着力は約50Nである。
ラ103への圧着力は約50Nである。
【0054】前記定着装置10の動作について説明す
る。トナー像tを有した用紙Pが搬送用ガイド101を
経て定着領域に搬送されてくるのに合わせて、定着ベル
ト104の外側近傍に配設されている加圧ローラ105
が移動し、用紙Pを定着ベルト104を介して支持加圧
ローラ103とで圧着し搬送する。
る。トナー像tを有した用紙Pが搬送用ガイド101を
経て定着領域に搬送されてくるのに合わせて、定着ベル
ト104の外側近傍に配設されている加圧ローラ105
が移動し、用紙Pを定着ベルト104を介して支持加圧
ローラ103とで圧着し搬送する。
【0055】圧着搬送される前記用紙P上のトナー像t
は、加圧ローラ105の加圧力と定着ベルト104の加
熱により溶融され定着される。
は、加圧ローラ105の加圧力と定着ベルト104の加
熱により溶融され定着される。
【0056】定着された前記用紙Pは、定着ベルト10
4を支持する支持加圧ローラ103の曲率によって分離
され、加圧ローラ105と支持加圧ローラ103の圧着
部から出ると外気により冷却されながら搬送手段である
搬送ローラ23、24を経由して排紙トレイ26上に載
置手段される。
4を支持する支持加圧ローラ103の曲率によって分離
され、加圧ローラ105と支持加圧ローラ103の圧着
部から出ると外気により冷却されながら搬送手段である
搬送ローラ23、24を経由して排紙トレイ26上に載
置手段される。
【0057】前記加圧ローラ105とほぼ同時に、次に
記す金属ローラ107の動作も開始する。
記す金属ローラ107の動作も開始する。
【0058】図4は、動作を説明するために模式的に示
す定着装置の側面図であり、図5は、金属ローラの巻き
付き角を説明するための定着装置の側面図である。
す定着装置の側面図であり、図5は、金属ローラの巻き
付き角を説明するための定着装置の側面図である。
【0059】参照符号の説明は、図1、2、3と重複す
るため省略する。図に従って説明すると、用紙サイズが
定着ベルト104の幅より小さいものの連続定着処理に
切り換わると、図示してないが、給紙手段である給紙カ
セット20の近傍に設けられている用紙Pのサイズを検
知する検知手段(後述の15)からの切換信号に基づき
制御手段(後述の9)を介して、金属ローラ107は制
御される。
るため省略する。図に従って説明すると、用紙サイズが
定着ベルト104の幅より小さいものの連続定着処理に
切り換わると、図示してないが、給紙手段である給紙カ
セット20の近傍に設けられている用紙Pのサイズを検
知する検知手段(後述の15)からの切換信号に基づき
制御手段(後述の9)を介して、金属ローラ107は制
御される。
【0060】当該金属ローラ107は、支持加圧ローラ
103上の幅方向において、離間した位置から実践で示
す第1圧着位置に向かって移動され、定着ベルト104
を介して圧着する。
103上の幅方向において、離間した位置から実践で示
す第1圧着位置に向かって移動され、定着ベルト104
を介して圧着する。
【0061】圧着された前記金属ローラ107は、前記
第1圧着位置にて、左右の非通紙領域で過昇温となって
いる定着ベルト104上の熱を吸収し、当該定着ベルト
104の温度分布を均一化すべく機能する。
第1圧着位置にて、左右の非通紙領域で過昇温となって
いる定着ベルト104上の熱を吸収し、当該定着ベルト
104の温度分布を均一化すべく機能する。
【0062】前記金属ローラ107の表面温度が低いう
ちは、前記定着ベルト104から熱を奪う度合いが高い
ため、前記金属ローラ107の定着ベルト104への巻
き付き角θを小さくして、即ち、接触面積を少なくして
熱を適切な量のみ吸収し、定着ベルト104上の温度分
布を均一化する。
ちは、前記定着ベルト104から熱を奪う度合いが高い
ため、前記金属ローラ107の定着ベルト104への巻
き付き角θを小さくして、即ち、接触面積を少なくして
熱を適切な量のみ吸収し、定着ベルト104上の温度分
布を均一化する。
【0063】前記第1圧着位置における金属ローラ10
7の表面温度が基準値以上に上昇したことを検知手段で
ある温度センサ18が検知すると、その検知信号によっ
て金属ローラ107は制御され、定着ベルト104との
圧着状態を保ちつつ、且つ、巻き付き角を替えながら支
持加圧ローラ103の外形に沿って移動される。
7の表面温度が基準値以上に上昇したことを検知手段で
ある温度センサ18が検知すると、その検知信号によっ
て金属ローラ107は制御され、定着ベルト104との
圧着状態を保ちつつ、且つ、巻き付き角を替えながら支
持加圧ローラ103の外形に沿って移動される。
【0064】前記移動にて、前記定着ベルト104との
接触面積(巻き付き角θ)を拡大しつつ図の点線で示す
次の圧着位置で固定保持される。
接触面積(巻き付き角θ)を拡大しつつ図の点線で示す
次の圧着位置で固定保持される。
【0065】なぜなら、前記圧着位置にて、非通紙領域
の温度分布の均一化すべく熱を吸収した結果、熱吸収力
の低下した金属ローラ107の能力を補うべく接触面積
を拡大することが必要となるからである。
の温度分布の均一化すべく熱を吸収した結果、熱吸収力
の低下した金属ローラ107の能力を補うべく接触面積
を拡大することが必要となるからである。
【0066】そして、前記巻き付き角(θ)位置におけ
る金属ローラ107の表面温度が、基準値以上になった
ことを温度センサ18が再び検知すると前記移動と同様
に、前記金属ローラ107は、次の圧着位置に移動され
る。
る金属ローラ107の表面温度が、基準値以上になった
ことを温度センサ18が再び検知すると前記移動と同様
に、前記金属ローラ107は、次の圧着位置に移動され
る。
【0067】この動作を繰り返し、小サイズの用紙Pの
連続定着処理時に生じた非通紙領域における定着ベルト
104の過昇温を均一しながら第2圧着位置まで移動す
る。
連続定着処理時に生じた非通紙領域における定着ベルト
104の過昇温を均一しながら第2圧着位置まで移動す
る。
【0068】例えば、定着ベルト104に対して中央基
準で搬送される、A4サイズ210mm幅の用紙PをA
3サイズ297mm幅の用紙Pに切り替えて、連続定着
処理するため、用紙Pの搬送速度を200mm/sec
にて実験した。
準で搬送される、A4サイズ210mm幅の用紙PをA
3サイズ297mm幅の用紙Pに切り替えて、連続定着
処理するため、用紙Pの搬送速度を200mm/sec
にて実験した。
【0069】巻き付き角θ(度)と金属ローラ107の
温度(℃)とを第1圧着位置から最終までを、次の5段
階に設定した。
温度(℃)とを第1圧着位置から最終までを、次の5段
階に設定した。
【0070】1)0度,<50℃(第1圧着位置)、
2)5度,50℃〜69℃、3)10度,70℃〜89
℃、4)20度,90℃〜109℃、5)40度,11
0℃<(第2定着位置相当)。
2)5度,50℃〜69℃、3)10度,70℃〜89
℃、4)20度,90℃〜109℃、5)40度,11
0℃<(第2定着位置相当)。
【0071】上記の条件にて、連続定着処理した結果、
光沢ムラのない均一な定着が行われた。
光沢ムラのない均一な定着が行われた。
【0072】前記条件は、画像形成装置のコピースピー
ド、用紙サイズやトナーの溶融温度の違い等、仕様の条
件により決定することが現状においては最も良い。
ド、用紙サイズやトナーの溶融温度の違い等、仕様の条
件により決定することが現状においては最も良い。
【0073】また、前記第1圧着位置から第2圧着位置
までの金属ローラ107の位置移動を段階的に行い、定
着装置10の熱効率を下げることなく定着ベルト104
の温度分布を均一化して、安定した画像を得ることが出
来たが、前記位置移動を連続的に行っても支障はない。
までの金属ローラ107の位置移動を段階的に行い、定
着装置10の熱効率を下げることなく定着ベルト104
の温度分布を均一化して、安定した画像を得ることが出
来たが、前記位置移動を連続的に行っても支障はない。
【0074】更に、金属ローラ107の温度の基準値の
推定はプリント数から行って、金属ローラ107の位置
移動を順次行っても良い。
推定はプリント数から行って、金属ローラ107の位置
移動を順次行っても良い。
【0075】前記定着作業が終了すると、加圧ローラ1
05および金属ローラ107は、解除されて元の待機位
置に復帰する。
05および金属ローラ107は、解除されて元の待機位
置に復帰する。
【0076】そして、前記両ローラの圧着時に生じた定
着ベルト104の皺や寄り、速度差による伸び縮みも、
前記両ローラの解除により解消される。
着ベルト104の皺や寄り、速度差による伸び縮みも、
前記両ローラの解除により解消される。
【0077】前記金属ローラ107の表面がトナーなど
によって汚れると熱の移動能力が低下、あるいは、不均
一になるので、熱抵抗の小さいPFA等の極薄い膜(1
0μm〜100μm)の離型層を金属ローラ107の表
面層として設けることが望ましい。
によって汚れると熱の移動能力が低下、あるいは、不均
一になるので、熱抵抗の小さいPFA等の極薄い膜(1
0μm〜100μm)の離型層を金属ローラ107の表
面層として設けることが望ましい。
【0078】図6は、定着ベルトの閉ループ内に加熱手
段等を設けた例を示す定着装置の側面図である。
段等を設けた例を示す定着装置の側面図である。
【0079】参照符号の説明は、図1、2、3、4及び
5と重複するため省略する。前記金属ローラ107の効
果については、図に示すような定着ベルト104の閉ル
ープ内に、加熱手段としてハロゲンランプ16、温度の
検知手段である温度センサ19および熱線の反射板17
等を設けた構成の定着装置10にも適応可能である。
5と重複するため省略する。前記金属ローラ107の効
果については、図に示すような定着ベルト104の閉ル
ープ内に、加熱手段としてハロゲンランプ16、温度の
検知手段である温度センサ19および熱線の反射板17
等を設けた構成の定着装置10にも適応可能である。
【0080】図7は、本実施例の形態である画像形成装
置の電気的構成を示すブロック図である。
置の電気的構成を示すブロック図である。
【0081】図に示すように、CPUからなる制御手段
9は、画像形成装置の操作部91、用紙サイズ検知手段
15、金属ローラの温度の検知手段18および加熱手段
の温度の検知手段19からの入力に基づいて加熱手段1
6、金属ローラバネ部材の駆動部92、定着装置の駆動
部93を動作するように構成されている。
9は、画像形成装置の操作部91、用紙サイズ検知手段
15、金属ローラの温度の検知手段18および加熱手段
の温度の検知手段19からの入力に基づいて加熱手段1
6、金属ローラバネ部材の駆動部92、定着装置の駆動
部93を動作するように構成されている。
【0082】
【発明の効果】本発明によれば、金属ローラを定着ベル
トを介して、支持加圧ローラに沿って位置移動し、定着
ベルトとの接触面積を拡大しながら、非通紙領域の過昇
温となった部分の熱を吸収し、定着ベルトの表面温度分
布を均一し、用紙上のトナー像の定着に適した温度にし
て、光沢ムラや高温オフセットを改善した定着装置を提
供することができる。
トを介して、支持加圧ローラに沿って位置移動し、定着
ベルトとの接触面積を拡大しながら、非通紙領域の過昇
温となった部分の熱を吸収し、定着ベルトの表面温度分
布を均一し、用紙上のトナー像の定着に適した温度にし
て、光沢ムラや高温オフセットを改善した定着装置を提
供することができる。
【図1】カラー画像形成装置の構成を示す概略図であ
る。
る。
【図2】定着装置を説明するために模式的に示す側面図
である。
である。
【図3】2つの支持ローラと定着ベルトを説明するため
の平面図である。
の平面図である。
【図4】動作を説明するために模式的に示す定着装置の
側面図である。
側面図である。
【図5】金属ローラの巻き付き角を説明するための定着
装置の側面図である。
装置の側面図である。
【図6】定着ベルトの閉ループ内に加熱手段等を設けた
例を示す定着装置の側面図である。
例を示す定着装置の側面図である。
【図7】本実施例の形態である画像形成装置の電気的構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
1 画像形成装置 9Y、9M、9C、9K 画像形成ユニット 6 中間転写体 10 定着装置 16 ハロゲンランプ 19 温度センサ 18 温度センサ 20 給紙カセット 50 クリーニング装置 101 搬送用ガイド 102 支持加熱ローラ 103 支持加圧ローラ 104 定着ベルト 105 加圧ローラ 107 金属ローラ
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の支持ローラに掛け回された定着ベ
ルトの幅方向において、離間した位置から位置移動され
て前記定着ベルトと圧着する第1圧着位置と、圧着状態
を保ちながら位置移動され、前記定着ベルトとの接触面
積を拡大した第2圧着位置とで固定保持される温度均一
化部材を有することを特徴とする定着装置。 - 【請求項2】 前記温度均一化部材は前記定着ベルトを
介して1つの支持ローラに圧着され、かつ、当該支持ロ
ーラの外形に沿って位置移動され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】 前記温度均一化部材は金属ローラである
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 【請求項4】 前記金属ローラは10μm〜100μm
の離型層を表面層として有することを特徴とする請求項
3に記載の定着装置。 - 【請求項5】 前記温度均一化部材の前記第1圧着位置
から第2圧着位置までの位置移動は段階的または連続的
であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 【請求項6】 少なくとも2つの支持ローラに掛け回し
た定着ベルトと、前記支持ローラの内の1つの支持ロー
ラに対する近傍位置に設けた温度均一化部材と、 選択使用される用紙のサイズを検知するための検知手段
と、 用紙サイズが小サイズであることを前記検知手段が検知
した場合、前記温度均一化部材を前記定着ベルトに対す
る第1圧着位置に圧着させるように制御する制御手段
と、 前記温度均一化部材の温度を検知するための検知手段
と、 前記温度均一化部材の温度が基準値以上になったことを
前記検知手段が検知しした場合、前記温度均一化部材を
移動させ、前記定着ベルトとの巻き付き角を変えるよう
に制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形
成装置。 - 【請求項7】 前記第1圧着位置において、前記温度均
一化部材の温度が基準値以上になった場合、前記温度均
一化部材を前記定着ベルトを介して、かつ、前記支持ロ
ーラの略外形に沿って第2圧着位置に向け移動させるよ
うに制御することを特徴とする請求項6に記載の画像形
成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001068399A JP2002268445A (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 定着装置および画像形成装置 |
US09/975,488 US6650863B2 (en) | 2001-02-26 | 2001-10-11 | Fixing unit and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001068399A JP2002268445A (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 定着装置および画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002268445A true JP2002268445A (ja) | 2002-09-18 |
Family
ID=18926598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001068399A Pending JP2002268445A (ja) | 2001-02-26 | 2001-03-12 | 定着装置および画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002268445A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011158662A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 定着装置および画像形成装置 |
JP2013134421A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Canon Inc | 画像加熱装置 |
-
2001
- 2001-03-12 JP JP2001068399A patent/JP2002268445A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011158662A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 定着装置および画像形成装置 |
JP2013134421A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Canon Inc | 画像加熱装置 |
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