JP2004012821A - 定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着体及び加圧体の長寿命化を図りつつ、紙しわ等の画像異常を発生させることなく、定着能力の向上を図ることができる定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数の記録材の連続定着処理時における連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材が該ニップ領域を突入するまでの間で定着ローラ３１及び加圧ローラ３２を一回転以上回転させる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、未定着像を担持する記録材を定着体及び加圧体によるニップ領域に通紙しながら加熱及び加圧することにより上記未定着像を上記記録材に定着させる定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用する複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置にあっては、互いに圧接してニップ領域を形成し回転する定着体たる定着ローラ及び加圧体たる加圧ローラを備え、未定着像（未定着トナー）を担持する記録材を上記ニップ領域に通紙しながら加熱及び加圧することにより上記未定着像を上記記録材に定着させる備えられる定着装置が知られている。
【０００３】
従来では、かかる定着装置に記録材が搬送されてくると、上記定着ローラ及び上記加圧ローラは一定速度で回転し、上記記録材は上記定着ローラと上記加圧ローラとの間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱され表面に担持した未定着トナーが溶融され良好な定着が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる定着装置においては、記録材上のトナー像を熱及び圧力で該記録材上に定着させるため、定着ローラや加圧ローラの温度、これらの互いの間の圧接力等の定着条件が定着可能な所定の条件に設定されている。定着能力を向上させるためには、定着ローラや加圧ローラをより高温に設定し、上記圧接力をより高くかけることが必要である。
【０００５】
しかし、定着ローラや加圧ローラを高温に設定することは定着ローラや加圧ローラの寿命の短縮に繋がり、上記圧接力を高くすると紙しわ等の画像異常が発生しやすくなってしまう。したがって上記２つ以外の方法で定着能力を向上させることが必要となる。
【０００６】
又、定着ローラは、複数の記録材の連続定着処理時における連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材が該ニップ領域を突入するまでの間（以下、紙間という）で加圧ローラと接することによって、定着処理時に低下した温度が回復し、定着能力が増すようになっている。従来では、複写機をより高速にする場合、定着ローラや加圧ローラの外径、紙間の距離、定着ローラや加圧ローラの回転スピードの関係上、紙間で定着ローラや加圧ローラが１周することができないうちに次の紙がきてしまうこととなる。その時、紙間で定着ローラ及び加圧ローラが互いに接触できた部分と、できなかった部分とで定着能力に差が生じ、接触できなかった部分は著しく定着能力が下がってしまうことになる。
【０００７】
そこで、本発明は、定着体及び加圧体の長寿命化を図りつつ、紙しわ等の画像異常を発生させることなく、定着能力の向上を図ることができる定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本出願によれば、上記目的は、互いに圧接してニップ領域を形成し回転する定着体及び加圧体を備え、未定着像を担持する記録材を上記ニップ領域に通紙しながら加熱及び加圧することにより上記未定着像を上記記録材に定着させる定着装置において、定着体及び加圧体は、複数の記録材の連続定着処理時における連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材が該ニップ領域を突入するまでの間で一回転以上回転するよう設定されているという第一の発明によって達成される。
【０００９】
又、本出願によれば、上記目的は、第一の発明において、定着体及び加圧体は、複数の記録材の連続定着処理時に連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材がニップ領域に突入するまでの間の回転速度が記録材がニップ領域に通過されている間よりも速いという第二の発明によっても達成される。
【００１０】
更に、本出願によれば、上記目的は、一連の画像形成プロセスによって画像を記録材に記録する画像形成装置であって、第一の発明又は第二の発明の定着装置を備えるという第三の発明によっても達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に関して、添付図面に基づき説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態にかかる画像形成装置の一例として、電子写真方式を採用するカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００１３】
かかるカラー電子写真装置は、図１に示すように、装置本体１の右側から装置本体１の略中央部に亘って設けられている記録材搬送系Ｉと、装置本体１の略中央部で記録材搬送系Ｉを構成している転写ドラム１５に近接して設けられている潜像形成部ＩＩと、上記潜像形成部ＩＩと近接して配設されている現像手段である回転式現像装置ＩＩＩとに大別される。
【００１４】
先ず、上記の記録材搬送系Ｉの構成について説明する。
【００１５】
上記装置本体１の右壁に開口部が形成されており、該開口部に着脱自在な記録材供給用トレイ２，３が一部機外に突出して配設されている。該トレイ２，３の略直上部には給紙用ローラ４，５が配設され、これら給紙用ローラ４，５と左方にされた矢印Ａ方向に回転自在な転写手段たる転写ドラム１５とを連絡するように、給紙ローラ６及び給紙ガイド７，８が設けられている。上記転写ドラム１５の外周面近傍には回転方向上流側から下流側に向って当接用ローラ９、グリッパ１０、記録材分離用帯電器１１、分離爪１２が順次配設されている。又、上記転写ドラム１５の内周側には転写帯電器１３、記録材分離用帯電器１４が配設されている。上記転写ドラム１５の右側上部には上記分離爪１２と近接して搬送ベルト手段１６が、そして該搬送ベルト手段１６の記録材搬送方向終（右）端には定着装置３０が配設されている。該定着装置３０よりもさらに搬送方向後流には装置本体１外へと延在し、装置本体１に対して着脱自在な排出用トレイ１７が配設されている。
【００１６】
次に、上記潜像形成部ＩＩの構成について説明する。
【００１７】
先ず、図１矢印Ｂ方向に回転自在な潜像担持体たる感光ドラム１９が、外周面を上記転写ドラム１５の外周面に当接して配設されている。上記感光ドラム１９の上方でその外周面近傍には、上記感光ドラム１９の回転方向上流側から下流側に向って除電用帯電器２０、クリーニング手段２１及び一次帯電器２３が順次配設され、更に上記感光ドラム１９の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザビームスキャナである像露光手段２４、及び像露光反射手段２５が配設されている。
【００１８】
最後に、上記回転式現像装置ＩＩＩの構成について説明する。
【００１９】
上記感光ドラム１９の外周面と対向する位置に、回転自在な筐体（以下「回転体」という）２６が配設され、該回転体２６中には四種類の現像装置が周方向の四位置に搭載され、上記感光ドラム１９の外周面上に形成された静電潜像を可視化して現像するようになっている。上記四種類の現像装置は、それぞれイエロー現像装置２７Ｙ、マゼンタ現像装置２７Ｍ、シアン現像装置２７Ｃ、及びブラック現像装置２７ＢＫとなっている。
【００２０】
上述の構成の画像形成装置全体のシーケンスについて、先ず、フルカラーモードの場合を例として簡単に説明する。
【００２１】
上述の感光ドラム１９が図７矢印Ｂ方向に回転すると、該感光ドラム１９上の感光体は一次帯電器２３によって均等に帯電される。一次帯電器２３による上記感光体に対する均等な帯電が行われると、原稿２８のイエロー画像信号にて変調されたレーザ光Ｅにより画像露光が行われ、感光ドラム１９上に静電潜像が形成され、回転体２６の回転により予め現像位置に定置されたイエロー現像装置２７Ｙによって上記静電潜像の現像が行われる。
【００２２】
一方、給紙ガイド７、給紙ローラ６、給紙ガイド８を経由して搬送されてきた記録材は、所定のタイミングにてグリッパ１０により保持され、当接用ローラ９と該当接用ローラ９に対向している電極（図示せず）とによって静電的に転写ドラム１５に巻き付けられる。転写ドラム１５は、感光ドラム１９と同期して図７矢印Ａ方向に回転しており、イエロー現像装置２７Ｙで現像された顕画像は、上記感光ドラム１９の外周面と上記転写ドラム１５の外周面とが当接している部位にて転写帯電器１３によって転写される。転写ドラム１５はそのまま、回転を継続し、次の色（図７においてはマゼンタ）の転写に備える。
【００２３】
一方、感光ドラム１９は上記除電用帯電器２０により除電され、従来公知のブレード法によるクリーニング手段２１によってクリーニングされた後、再び一次帯電器２３によって帯電され、次のマゼンタ画像信号により上述のような像露光を受ける。上記回転式現像装置は、感光ドラム１９上に上記像露光によってマゼンタ画像信号による静電潜像が形成される間に回転して、マゼンタ現像装置２７Ｍを上述した所定の現像位置に定置せしめ所定のマゼンタ現像を行う。引き続いて、上述したようなプロセスをそれぞれシアン色及びブラック色に対しても実施し、四色分の転写が終了すると、記録材上に形成された四色顕画像は各帯電器２０，１４により除電され、上記グリッパ１０による記録材の把持が解除されると共に、該記録材は、分離爪１２によって転写ドラム１５より分離され、搬送ベルト１６で定着装置３０に送られ、熱及び圧力により定着され一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所要のフルカラープリント画像が形成されることとなる。
【００２４】
次に、定着装置３０について、図２を用いて詳しく説明する。
【００２５】
定着装置３０は、図２に示すように、定着体たる定着ローラ３１と、加圧体たる加圧ローラ３２とを備えている。
【００２６】
定着ローラ３１は、回転自在に配設され、金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムを所定の厚さに被覆した構造になっており、ハロゲンランプ等のヒータ３１ａを内包して矢印方向に回転自在に軸支されている。
【００２７】
上記定着ローラ３１の下方には加圧ローラ３２が圧接するように配設され該定着ローラ３１に従動回転するように軸支されている。該加圧ローラ３２は、金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムを所定の厚さに被覆した構造になっており、内部には定着ローラ３１と同様にハロゲンランプ等のヒータ３２ａが配設されている。
【００２８】
又、定着ローラ３１及び加圧ローラ３２にはサーミスタ３６が当接するように配設されており、温度調節回路（図示せず）がヒータ３１ａ、ヒータ３２ａへの電圧を制御することにより定着ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面の温度調節が行なわれる。
【００２９】
上記定着ローラ３１に接離自在に配設された離型剤塗布装置３３は、離型剤としてシリコーンオイルを収納した離型剤容器たる離型剤槽３３ａと、該離型剤槽３３ａから離型剤を汲み上げる汲み上げローラ３３ｂと、離型剤を定着ローラ３１に塗布する塗布用回転体たる塗布ローラ３３ｃと、離型剤の塗布量を所定量に規制するための規制部材たるブレード３３ｄとを有して構成されている。回転自在に軸支された塗布ローラ３３ｃはスポンジゴムの表面にシリコーンゴムを被覆してあり、定着ローラ３１に着脱自在に配設されて離型剤を塗布している。ブレード３３ｄは塗布ローラ３３ｃに対して一定の角度で板金に固定され、塗布ローラ３３ｃに一定の圧力で押し当てられている。従って、汲み上げローラ３３ｂにより汲み上げられてきた離型剤の塗布量は、ブレード３３ｄにより一定に調整され記録材Ｐの先端から後端まで塗布される。
【００３０】
更に、上記の定着ローラ３１及び加圧ローラ３２にはクリーニング装置３４，３５が当接されており、定着ローラ３１側にはニッケルウェブ３４ａ、加圧ローラ３２側にはノーメックスフェルト３５ａが圧接してローラのクリーニングを行っている。
【００３１】
従来では、上述のような定着装置に記録材が搬送されてくると、定着ローラ及び加圧ローラは一定速度で回転し、上記記録材は定着ローラと加圧ローラとの間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱され表面に担持した未定着トナーが溶融され良好な定着が行われていた。
【００３２】
定着ローラ外径６０ｍｍ、定着ローラの周速度（以下、定着スピードという）２００ｍｍ／ｓでＡ３を１分間に２１枚定着処理する場合、紙間で１回転できない部分が、定着ローラ上で約１０ｍｍ生じてしまう。図３は、上記の条件の場合、紙間が１８０ｍｍであるのに対し、定着ローラは１周約１９０ｍｍであるために、紙間で１周できない部分が１０ｍｍ生じてしまうことを示している。これを防止するためには、定着スピード自体を上げさせれば良いが、そうすれば逆に定着能力は落ちてしまう。
【００３３】
そこで、本実施形態では、図４で示すように、記録材がニップ領域に通紙されている時の定着スピードはそのままにして、紙間での定着スピードを記録材のニップ領域通紙時よりも１０ｍｍ／ｓ増やし、２１０ｍｍ／ｓにした。その結果、紙間で定着ローラ３１は１周することができ、定着能力を向上させることができた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願にかかる第一の発明によれば、定着体及び加圧体は、複数の記録材の連続定着処理時における連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材が該ニップ領域を突入するまでの間で一回転以上回転するようになっているので、定着体及び加圧体の長寿命化を図りつつ、紙しわ等の画像異常を発生させることなく、定着能力の向上を図ることができる。
【００３５】
又、本出願にかかる第二の発明によれば、定着体及び加圧体は、複数の記録材の連続定着処理時における連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材が該ニップ領域を突入するまでの間で記録材のニップ領域通紙中よりも速い回転速度にて一回転以上回転するようになっているので、より効果的に、定着体及び加圧体の長寿命化を図りつつ、紙しわ等の画像異常を発生させることなく、定着能力の向上を図ることができる。
【００３６】
更に、本出願にかかる第三の発明によれば、定着体及び加圧体は、複数の記録材の連続定着処理時における連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材が該ニップ領域を突入するまでの間で一回転以上回転するようになっているので、定着体及び加圧体の長寿命化を図りつつ、紙しわ等の画像異常を発生させることなく、定着能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に備えられた定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】定着体の外径を６０ｍｍとし、定着体の周速度２００ｍｍ／ｓでＡ３サイズの記録材を１分間に２１枚連続定着処理する場合における定着体と記録材との関係を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態における複数の記録材の連続定着処理時における定着体の周速度の変化を示す図である。
【符号の説明】
３０　定着装置
３１　定着ローラ（定着体）
３２　加圧ローラ（加圧体）
Ｐ　記録材

Claims (3)

1. 互いに圧接してニップ領域を形成し回転する定着体及び加圧体を備え、未定着像を担持する記録材を上記ニップ領域に通紙しながら加熱及び加圧することにより上記未定着像を上記記録材に定着させる定着装置において、定着体及び加圧体は、複数の記録材の連続定着処理時における連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材が該ニップ領域を突入するまでの間で一回転以上回転するよう設定されていることを特徴とする定着装置。
2. 定着体及び加圧体は、複数の記録材の連続定着処理時に連続する二つの記録材のうちの先行記録材がニップ領域を通過した後から該先行記録材に後続する後行記録材がニップ領域に突入するまでの間の回転速度が記録材がニップ領域に通過されている間よりも速いこととする請求項１に記載の定着装置。
3. 一連の画像形成プロセスによって画像を記録材に記録する画像形成装置であって、請求項１又は請求項２に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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