JP2004286922A - ベルト定着装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のベルト定着装置10は、加熱されるエンドレスシート状の定着ベルト12と、定着ベルト12の内側に配置されたニップ形成部材17と、ニップ形成部材17に対して定着ベルト12を挟んで圧接され、定着ベルト12との接触部が定着ニップ22になっている回転可能な加圧ローラ20と、定着ベルト12の内側であって定着ニップ22から離れた位置に配置された定着ベルト加熱用のヒータランプ14とを備え、定着ニップ22がヒータランプ14に対して上側に位置していることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるベルト定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開2000−330412号公報
【0003】
従来、例えば前記特許文献1において、図3に示すベルト定着装置50が開示されている。このベルト定着装置50は、内部にヒータ52を有する回転可能な加熱ローラ54とこの加熱ローラ54から離れて配置されていて外周部に例えばゴムからなる弾性層を有する回転可能な定着ローラ56とに巻き掛けられたエンドレスシート状の定着ベルト58と、定着ローラ56に対して定着ベルト58を挟んで圧接され、定着ベルト58との接触部が定着ニップ62になっている回転駆動可能な加圧ローラ60とを備えている。
【0004】
前記ベルト定着装置50では、加圧ローラ60が矢印C方向に回転駆動されると、定着ベルト58が矢印D方向に回転する。このように回転するうちに定着ベルト58は、ヒータ52で加熱された加熱ローラ54から伝熱されることにより所定の定着温度(例えば180℃)に昇温する。定着ベルトが所定の定着温度に加熱された後、上面に未定着トナー画像が形成された用紙が矢印E方向に定着ニップ62へと導入され、この定着ニップ62を通過する間にトナー画像が用紙に加熱定着される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ベルト定着装置50において、印刷待機中は、加熱ローラ54はヒータ52によって所定の定着温度に保持されるが、定着ベルト58は停止した状態にあるため、加熱ローラ54から離れている定着ローラ56、加圧ローラ60および定着ニップ62を構成する定着ベルト58の部分では温度が低下してしまう。そのため、印刷開始信号を受けて定着ベルト58を回転させ始めても、定着ニップ62の温度が所定の定着温度に回復するまでに時間がかかるという問題がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、印刷待機時に印刷開始信号を受けてから定着ニップの温度が所定の定着温度まで回復するのに要する時間を短縮できるベルト定着装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明のベルト定着装置は、加熱されるエンドレスシート状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内側に配置された定着部材と、前記定着部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている回転可能な加圧ローラと、前記定着ベルトの内側であって前記定着ニップから離れた位置に配置された前記定着ベルト加熱用の熱源とを備え、前記定着ニップが前記熱源に対して上側に位置していることを特徴とするものである。
【0008】
本発明のベルト定着装置では、前記熱源が回転可能な加熱ローラ内に配置され、前記定着ベルトは前記加熱ローラと前記定着部材とに回転可能に巻き掛けられていてもよい。
【0009】
また、本発明のベルト定着装置では、前記定着ニップの上方を覆うカバーを設けてもよい。
【0010】
さらに、本発明のベルト定着装置では、前記定着部材が、回転不能に固定配置されたニップ形成部材であってもよいし、または、外周部に弾性層を有する回転可能な定着ローラであってもよい。
【0011】
【発明の効果】
本発明のベルト定着装置によれば、定着ベルトの内側に配置された熱源より上側に定着ニップが位置しているので、定着ベルトが停止した状態にある印刷待機時には、熱源によって温められた周囲の空気が対流によって定着ニップ側へ移動し、これにより定着ニップを形成する定着部材および加圧ローラが温められてより高温に保持される。その結果、印刷開始信号を受けて定着ベルトが回転し始めてから定着ニップの温度が所定の定着温度に回復するのに要する時間を短縮することができる。
【0012】
また、定着ニップの上方を覆うカバーを設けた場合には、定着ニップ側へ移動してきた温められた空気を前記カバーによって定着ニップ近傍に滞留させることができ、これにより上述した効果がさらに増大する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態であるベルト定着装置10を示す。このベルト定着装置10は、エンドレスシート状の定着ベルト12を備えている。定着ベルト12は、例えば、厚さ170μmのニッケルまたはポリイミドからなる基材、厚さ200μmのシリコンゴムからなる弾性層、厚さ30μmのPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)からなる離型層を内側から順に積層して構成されている。
【0014】
定着ベルト12の内側には、内部にヒータランプ(熱源)14を有する回転可能な加熱ローラ16と、この加熱ローラ16から離れた位置に回転不能に固定配置されたニップ形成部材17とが設けられており、定着ベルト12はこれら加熱ローラ16とニップ形成部材とに回転可能に巻き掛けられている。加熱ローラ16は、図示しないスプリングによってニップ形成部材17から離れる方向に付勢されており、これにより定着ベルト12に所定のテンションが付与されている。
【0015】
なお、定着ベルト12を加熱するための熱源は、ヒータランプに限らず、例えば抵抗発熱体や、渦電流を発生させるための電磁誘導手段などであってもよい。
【0016】
加熱ローラ16、加圧ローラ20、または、定着ベルト12には、図示しない少なくとも1つの温度検出手段であるサーミスタが接触配置されており、このサーミスタで検出される温度に基づいてヒータランプ14をオン・オフ制御することにより加熱ローラ16および定着ベルト12を所望の温度に設定できるようになっている。
【0017】
ニップ形成部材17には、回転駆動可能な加圧ローラ20が定着ベルト12を挟んで圧接されている。これにより、定着ベルト12と加圧ローラ20との接触部が定着ニップ22になっている。また、定着ニップ22は、ヒータランプ14を内蔵した加熱ローラ16に対して上側に位置している。加圧ローラ20は、例えば金属円筒管からなる芯金の外周に例えばゴムからなる弾性層を設けて構成されている。
【0018】
ニップ形成部材17は、例えば耐熱性樹脂、金属、セラミックまたはガラスなどで形成されており、定着ベルト12を介して加圧ローラ20が圧接される部分に例えばゴムまたはスポンジからなる弾性部材18を有している。この弾性部材18を設けることによって、ニップ圧力が比較的低圧で、かつ、通紙方向(矢印F方向)に幅広の定着ニップ22を形成することができる。
【0019】
なお、ニップ形成部材17について、弾性部材18を設けることなく全体が耐熱樹脂等で形成されていてもよい。この場合、加圧ローラ20が圧接される部分は、平面でもよいし、あるいは、加圧ローラ20の外周面に沿った凹状湾曲面でもよい。
【0020】
このような構成からなるベルト定着装置10では、図示しないモータによって加圧ローラ20が矢印A方向に回転駆動されることにより、定着ベルト12はニップ形成部材17上を摺動しつつ矢印B方向に回転する。このように回転するうちに定着ベルト12は、ヒータランプ14で加熱された加熱ローラ12から伝熱されて、全周にわたって所定の定着温度(例えば180℃)に昇温する。
【0021】
定着ベルト12が所定の定着温度に加熱された後、定着ベルト12側の表面に未定着トナー画像が形成された用紙が下方から定着ニップ22に導入される。この定着ニップ22を通過する間に、トナー画像が用紙に加熱定着される。
【0022】
前記ベルト定着装置10では、印刷待機時には加圧ローラ20および定着ベルト12の回転が停止される。この印刷待機中にも、加熱ローラ16はオン・オフ制御されるヒータランプ14によって所定の定着温度に保持されている。
【0023】
印刷待機時には、ヒータランプ14を有する加熱ローラ16から離れて位置するニップ形成部材17、加圧ローラ20および定着ニップ22を構成する定着ベルト12の部分の温度が低下する。しかし、本実施形態のベルト定着装置10では、熱源であるヒータランプ14に対して定着ニップ22が上側に位置していることから、ヒータランプ14によって加熱ローラ16を介して温められた周囲の空気が対流によって定着ニップ22側へ移動する。この温められた空気の対流は、特に定着ベルト12に内側において顕著である。これにより、定着ニップ22を形成する弾性部材18を含むニップ形成部材17、加圧ローラ20、および、定着ニップ22とその近傍にある定着ベルト12の部分が温められてより高温に保持される。
【0024】
印刷待機時に印刷開始信号を受けると、加圧ローラ20が回転駆動されて定着ベルト12が回転し始める。このとき、弾性部材18を含むニップ形成部材17や加圧ローラ20が前記対流によって高温に保持されていることで、加熱ローラ12によって定着ベルト12が加熱されて定着ニップ22の温度が所定の定着温度まで回復するのに要する時間を短縮することができる。
【0025】
次に、図2を参照して本発明の別の実施形態のベルト定着装置11について説明する。
このベルト定着装置11は、前記ベルト定着装置10と同様に、定着ベルト12、ヒータランプ14を有する加熱ローラ16、弾性部材18を有するニップ形成部材17、および、加圧ローラ20を備えて構成されている。
【0026】
ただし、前記ベルト定着装置10では通紙方向が縦方向であるのに対して、ベルト定着装置11は通紙方向(矢印G方向)が横方向になるように構成されている。また、ベルト定着装置11では、定着ニップ22の上方を覆うカバー24が加圧ローラ24の周囲に設けられている。カバー24の材質は、カバー24の外周への放熱をできるだけ抑えるために、熱伝達率の小さい耐熱性樹脂(例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)など)とするのが好ましいが、カバー24の内面に例えば不織布などの断熱シートを貼り付ければ熱伝導率の高い金属材料(例えば鉄、ステンレスなど)であってもよい。
【0027】
本実施形態のベルト定着装置11においても、前記ベルト定着装置10と同様の効果(すなわち、印刷待機時に印刷開始信号を受けて定着ベルト12が回転し始めてから定着ニップ22の温度が所定の定着温度に回復するのに要する時間を短縮できる。)を奏するが、カバー24を設けたことにより、定着ニップ22側へ移動してきた温められた空気が定着ニップ22近傍に滞留するために、その効果がより増大する。
【0028】
なお、前記各ベルト定着装置10,11では、定着ベルト12の内側に回転不能に固定配置されたニップ形成部材17を定着部材として用いたが、従来例のベルト定着装置50のように外周部に弾性層を有する回転可能な定着ローラをニップ形成部材17に代えて定着部材として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】ベルト定着装置の構成図。
【図2】別形態のベルト定着装置の構成図。
【図3】従来例のベルト定着装置の構成図。
【符号の説明】
10,11…ベルト定着装置、12…定着ベルト、14…ヒータランプ(熱源)、16…加熱ローラ、17…ニップ形成部材(定着部材)、18…弾性部材、20…加圧ローラ、22…定着ニップ、24…カバー。
Claims (5)
- 加熱されるエンドレスシート状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内側に配置された定着部材と、前記定着部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている回転可能な加圧ローラと、前記定着ベルトの内側であって前記定着ニップから離れた位置に配置された前記定着ベルト加熱用の熱源とを備え、前記定着ニップが前記熱源に対して上側に位置していることを特徴とするベルト定着装置。
- 前記熱源は回転可能な加熱ローラ内に配置され、前記定着ベルトは前記加熱ローラと前記定着部材とに回転可能に巻き掛けられていることを特徴とする請求項1に記載のベルト定着装置。
- 前記定着ニップの上方を覆うカバーを設けたことを特徴とする請求項1に記載のベルト定着装置。
- 前記定着部材は、回転不能に固定配置されたニップ形成部材であることを特徴とする請求項1に記載のベルト定着装置。
- 前記定着部材は、外周部に弾性層を有する回転可能な定着ローラであることを特徴とする請求項1に記載のベルト定着装置。
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