JP2005010201A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィルム25を介して加熱体43と加圧体8とでニップを形成し、このニップで被加熱体を挟持搬送し前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により加熱する加熱装置において、前記被加熱体の搬送方向と直交する方向において前記フィルムの端部を受け止めてフィルムの位置を規定するフィルム端部当接部15bと、フィルム端部の内側に位置してフィルムの回転軌跡をガイドするフィルム摺動部15aを有するフランジ15を備え、前記フランジのフィルム摺動部にフィルムを張る方向に弾性体30によって一定の力で移動可能な可動壁31を備える。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱体と、内面がこの加熱体と摺動するエンドレス状のフィルムと、このフィルムを介して前記加熱体とニップを形成する加圧体とを有し、前記ニップで被加熱体を挟持搬送し前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により加熱する加熱装置、およびこの加熱装置を画像定着装置として適用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、複写機、レーザービームプリンター等の画像形成装置においては、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセスなどの適宜の画像形成プロセス手段部で記録材(転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・OHPシート・印刷用紙・フォーマット紙など)に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着画像(トナー画像)を該記録材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置として熱ローラ方式の加熱装置が広く用いられていた。
【0003】
近時は、省電力(省エネルギー)化、および電源投入から画像出力までの時間短縮(クイックスタート)の観点から、例えば特許文献1、2に記載されているようなフィルム加熱定着方式、つまり薄膜フィルムを介して被加熱体を加熱する加熱体と、この被加熱体を前記フィルムを介して前記加熱体に加圧する加圧体とを有する加熱装置を定着装置として適用することが提案されている。
【0004】
また、フィルム加熱定着方式の加熱装置において、所謂テンションレスタイプのフィルムを用いた加熱装置として、例えば特許文献3〜16に提案されているものが知られている。
【0005】
図10は最大通紙幅がA3サイズであるフィルム加熱定着方式による従来の加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【0006】
201はステーであり、このステー201は加熱体203を露呈させて支持した横断面U字状の本体部205と該本体部を対向する加圧ローラ204側へ加圧する加圧部206とで構成されている。202はステー1に外嵌させてある横断面円形の耐熱性フィルム(以下、フィルムと略称する)である。
【0007】
フィルム202は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム202の膜厚は総厚100mm以下、好ましくは40mm以下、20mm以上の耐熱性・離型性・強度・耐久性等のある単層あるいは複合層フィルムを使用する。
【0008】
例えば、ポリイミド・ポリエーテルイミド(PEI)・ポリエーテルサルホン(PES)・4フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)・ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)・ポリパラバン酸(PPA)・あるいは複合層フィルム例えば20mm厚のポリイミドフィルムの少なくとも画像当接面側にPTFA(4フッ化エチレン樹脂)・PAF・FEP等のフッ素樹脂・シリコン樹脂等、さらにはそれに導電材(カーボンブラック・グラファイト・導電性ウイスカなど)を添加した離型性コート層を10mm厚に施したものなどである。
【0009】
図11は上記加熱体203の途中を省略し、一部切り欠いた平面図である。
【0010】
加熱体203はフィルム202もしくは被加熱体としての紙等の記録材Pの搬送方向Aに対して直角方向を長手とする細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板231、この基板231の表面側の短手方向中央部に基板長手に沿って形成具備させた抵抗発熱体232、この抵抗発熱体を形成した加熱体表面を保護させた耐熱性オーバーコート層234、抵抗発熱体232の長手両端部の給電用電極233・233とともに、基板裏面側に具備させた加熱体温度を検知するサーミスタ等の検温素子207等からなる全体に低熱容量の線状加熱体を基板構成体とする。この加熱体203は図10に示されるように抵抗発熱体232を剛性・耐熱性を有するステー201の下面側に下向きに露呈させて固定配設してある。
【0011】
上記加熱体203の基板231は、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等の厚み1mm・幅10mm・長さ330mmのものである。また、抵抗発熱体232は例えば、AG/PD(銀パラジウム)、RUO2、TA2N等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等により、厚み約10mm、幅1〜3mmの線状もしくは細帯状に塗工して形成したものである。
【0012】
給電用電極233・233は例えばAG等のスクリーン印刷パターン層、オーバーコート層234は例えば約10mm厚の耐熱体ガラス層である。
【0013】
上記加圧ローラ204は、加熱体203との間にフィルム202を挟んで圧接ニップ部(定着ニップ部)Nを形成し、且つフィルム202を回転駆動させるフィルム外面接触駆動手段として作用する。このフィルム駆動ローラ兼加圧ローラ204は芯金204Aとシリコンゴム等よりなる弾性体層204Bと最外層の離形層204Cよりなり、不図示の軸受け手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム202を挟ませて加熱体203の表面に圧接させて配設してある。この加圧ローラ204はモータMによる回転駆動により、この加圧ローラ204とフィルム202の外面との摩擦力で該フィルムに搬送力を付与する。
【0014】
次に動作を説明する。
【0015】
上記加熱体203は、抵抗発熱体232の長手両端部の給電用電極233・233に対する給電により該抵抗発熱体が長手全長にわたって発熱することで昇温し、その昇温が検温素子207で検知される。その検温素子207の出力をA/D変換しCPU208に取り込み、その情報をもとにトライアック209により抵抗発熱体232に通電するAC電源210のAC電圧を位相、波数制御等により、加熱体通電電力を制御することで、加熱体203の温度制御を行う。
【0016】
即ち、検温素子207の検知温度が所定の設定温度より低いと加熱体203が昇温するように、また、高い場合は加熱体203が降温するように通電を制御することで加熱体203は定着時、一定の温度に調整される。
【0017】
而して、加熱体203の温度が所定に立ち上がり、かつ加圧ローラ204の回転によるフィルム202の回転周速度が定常化した状態において、画像定着すべき記録材Pが加熱体203と加圧ローラ204とで形成される圧接ニップ部Nを挟持搬送されることにより、加熱体203の熱がフィルム202を介して記録材Pに付与され、記録材P上の未定着顕画像(トナー画像)Tが記録材P面に加熱定着される。そして、圧接ニップ部Nを通った記録材Pはフィルム202の面から分離されて搬送される。
【特許文献1】
特開昭63−313182号公報
【特許文献2】
特開平2−157878号公報
【特許文献3】
特開平4−44075号公報
【特許文献4】
特開平4−44076号公報
【特許文献5】
特開平4−44077号公報
【特許文献6】
特開平4−44078号公報
【特許文献7】
特開平4−44079号公報
【特許文献8】
特開平4−44080号公報
【特許文献9】
特開平4−44081号公報
【特許文献10】
特開平4−44082号公報
【特許文献11】
特開平4−44083号公報
【特許文献12】
特開平4−204980号公報
【特許文献13】
特開平4−204981号公報
【特許文献14】
特開平4−204982号公報
【特許文献15】
特開平4−204983号公報
【特許文献16】
特開平4−204984号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のフィルム加熱定着方式においては、フィルム202の軸方向長さLに対し幅の狭い記録材P(以後、小サイズ紙と称する)、例えば2L/3程度の幅の記録材をフィルム軸方向のほぼ中央部に連続的に通すと、非通紙部では記録材に熱が奪われない。この結果、記録材に熱が奪われない非通紙部に対向する加圧ローラ204の温度が記録材に熱が奪われる通紙部より高温になるため、熱膨張により加圧ローラ204の外径は通紙部に対して非通紙部の方が大きくなる。
【0019】
すると、加圧ローラ204の周速も非通紙部の方が速くなる。つまり、ニップ部Nでのフィルム202の搬送速度が通紙部より非通紙部の方が大きくなり、速度差が生じ、フィルム202は通紙部と非通紙部でねじれ力が働き、たるんだ状態になる。
【0020】
このような状態で記録材Pがニップ部Nに進入してくると、記録材先端はたるんだフィルム202に当接して進入抵抗を受け、記録材先端の長手方向におけるニップ部Nへの進入タイミングにばらつきが発生し、この記録材Pにしわが発生するという課題があった。
【0021】
また、フィルムにおいては、一定の回転軌跡を得るため、記録材の搬送方向と直交する方向において当該フィルムの両端をガイド部材の略半円状の摺動部に摺動させている。そこで、ガイド部材の摺動部外径とフィルム内径との差を小さくすることで、フィルムのたるみ防止につながるが、その場合、該差が所定の許容値よりも小さくなりすぎると、摺動部に対するフィルムの摩擦力が低下しフィルムが正確に従動回転しにくくなる。逆に該差が所定の許容値よりも大きくなりすぎるとフィルムがたるみ、フィルムにねじれが生じ、シート材加熱処理時に皺をうむ。このため、ガイド部材の摺動部の外径とフィルムの内径寸法は、厳しい寸法公差が要求され、そのため量産時の部品の品質管理が難しくなっている。
【0022】
そこで、本発明の目的は、フィルム加熱方式の加熱装置において、フィルムのたるみ、よれを防止し、加熱処理時の被加熱体の円滑な搬送を可能とする加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置として備える画像形成装置を提供することである。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る加熱装置及び画像形成装置は下記の構成を特徴とする。
【0024】
1)加熱体と、内面がこの加熱体と摺動するエンドレス状のフィルムと、このフィルムを介して前記加熱体とニップを形成する加圧体とを有し、前記ニップで被加熱体を挟持搬送し前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により加熱する加熱装置において、前記被加熱体の搬送方向と直交する方向において前記フィルムの少なくとも一方の端部を受け止めてフィルムの位置を規定するフィルム端部当接部と、フィルム端部の内側に位置してフィルムの回転軌跡をガイドするフィルム摺動部を有するフランジを備え、前記フランジのフィルム摺動部にフィルムを張る方向に弾性体によって一定の力で移動可能な可動壁を備えることを特徴とする加熱装置。
【0025】
2)加熱体と、内面がこの加熱体と摺動するエンドレス状のフィルムと、このフィルムを介して前記加熱体とニップを形成する加圧体とを有し、前記ニップで被加熱体を挟持搬送し前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により加熱する加熱装置において、前記被加熱体の搬送方向と直交する方向において前記フィルムの両端部を受け止めてフィルムの位置を規定するフィルム端部当接部と、フィルム端部の内側に位置してフィルムの回転軌跡をガイドするフィルム摺動部を有するフランジを備え、前記フランジのフィルム摺動部にフィルムを張る方向に弾性体によって一定の力で移動可能な可動壁を備えることを特徴とする加熱装置。
【0026】
3)フィルムと、該フィルムの両端より該フィルムの位置を規定すると共に、該フィルムの回転軌跡をガイドするフランジを備え、該フィルムを介して被加熱体を加熱する加熱体を保持し、加熱体との間にニップ部を形成し、該ニップ部に導入された被加熱体を前記フィルムを介して前記加熱体に加圧する加圧体とを有する加熱装置において、前記フランジのフィルム摺動部にフィルムを張る方向に弾性体によって一定の力で移動可能な可動壁を備えることを特徴とする加熱装置。
【0027】
4)前記可動壁を被加熱体の搬送方向上流側に移動可能とすることを特徴とする上記1または3に記載の加熱装置。
【0028】
5)前記可動壁を被加熱体の搬送方向下流側に移動可能とすることを特徴とする上記1または3に記載の加熱装置。
【0029】
6)前記フランジのフィルム摺動部および可動壁においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするリブを備え、該フィルム摺動部および可動壁のそれぞれのリブは被加熱体の搬送方向と直交する方向において異なる位置に配置されることを特徴とする上記1ないし5のいずれかに記載の加熱装置。
【0030】
7)前記フランジの可動壁においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするコロを備えることを特徴とする上記1ないし5のいずれかに記載の加熱装置。
【0031】
8)前記フランジの可動壁においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするコロを備え、前記フランジのフィルム摺動部においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするリブを備えることを特徴とする上記1ないし5のいずれかに記載の加熱装置。
【0032】
9)前記フランジのフィルム摺動部および可動壁においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするコロを備え、該フィルム摺動部および可動壁のそれぞれのコロは記録材の搬送方向と直交する方向において異なる位置に配置されることを特徴とする上記1ないし5のいずれかに記載の加熱装置。
【0033】
10)前記加圧体は前記フィルムを従動回転させる駆動ローラであることを特徴とする上記1ないし9のいずれかに記載の加熱装置。
【0034】
11)画像形成手段と、この画像形成手段から送り出さ れる被加熱体を加熱して該被加熱体上に形成された画像を加熱処理する像加熱手段とを有する画像形成装置において、該像加熱手段が上記1ないし10のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【0035】
上記1の加熱装置において、フランジのフィルム摺動部においてフィルムを内側より圧接するように弾性体によって一定の力で可動壁が動作する。これにより、可動壁はフィルム摺動部に摺動して回転軌跡をガイドされた回転動作中のフィルム端部に圧接力を作用させ、該フィルム摺動部に対してフィルムを張る。これによって、ニップの非通紙部昇温に起因するフィルムのよれ、たるみの発生が防止され、加熱処理時の被加熱体の円滑な搬送が可能となる。
【0036】
【発明の実施の形態】
(第1の実施例)
図1、図2及び図3に本発明に係る加熱装置としての定着装置の第1の実施例を示す。図1は、定着装置においてフィルム25を支持し、そのフィルムの回転をガイドするフィルムガイドユニット13の部分断面付きの斜視図である。図2は、定着装置の部分断面付きの正面図である。図3は、定着装置においてシート材の加熱搬送状態を説明する上面図である。
【0037】
図2において、符号11は定着装置の構造体としての下フレーム、22・22’は回転体を両端支持で回転可能に下フレーム11に固定する軸受けである。
【0038】
8は加圧体としての加圧ローラである。加圧ローラ8は、下フレーム11に軸受け22・22’を介して回転可能に保持された芯金9と、該芯金に取り付けられた弾性体23などを備える。
【0039】
45は加圧ローラ8へ駆動を伝達する加圧ローラギア、42は不図示のモータの駆動と連動回転して加圧ローラギア45に加圧ローラ8の回転駆動力を伝達するアイドラギアである。
【0040】
13はフィルムガイドユニットである。フィルムガイドユニット13は、加圧ローラ8に圧接して従動回転するフィルム25と、フィルム25の従動回転をガイドしヒータ43を保持するフィルムガイド24と、フィルム25の長手方向両端位置を規制するとともに、該フィルムの回転軌跡をガイドするガイド部材としてのフィルムホルダ15・15’などを備えてなる。
【0041】
26・26’は上板12に設けられたコネクタである。コネクタ26・26’は加圧バネ10・10’を保持し、下フレーム11にフランジ15・15’を該加圧バネのバネ圧で押圧して固定している。
【0042】
図1及び図2を参照して、フィルムガイドユニット13の構成をさらに詳しく説明する。
【0043】
フィルム25はエンドレス状の略円筒形を呈する。
【0044】
フィルムガイド24は、フィルム25の長手方向において一定の間隔を置き当該フィルムの径方向に対向して配設された複数のリブ47を有し、これらのリブの外周面を部分的にフィルム25に接触させることで少ないフィルム25の摺動抵抗を小さく抑えながら、フィルム25の回転軌跡をガイドしている。下側(下面)にはセラミックヒータ43を保持し、そのセラミックヒータの発熱により、フィルム25を介し、加圧ローラと記録材としてのシート材に圧接することで、該シート材を加熱する。リブ47間の上側(上面)にはコ字形状の補強ステー47を保持し、該ステーは上述のフランジ15・15’を介して、加圧バネ10・10’によるバネ圧を加圧ローラ側へ伝える。これによって、フィルム25が加圧ローラ8の弾性体23に圧接され、該フィルムと加圧ローラとで定着ニップNが形成される。
【0045】
なお、本例に示す2つフランジ15・15’は共に同じ構成であるため、一方のフランジ15について説明する。
【0046】
フランジ15は、略半円形状のフィルム摺動部(以後、単に摺動部と記す)15aと、該摺動部の外側端部に設けられたフィルム端部当接部(以後、単に当接部と記す)15bを備える。摺動部15aにはフィルム25の長手方向の端部が所定の緩みを持たせて嵌め込まれている。摺動部15aはその外周面形状に沿ってフィルム端部が摺動されることでフィルム25の回転軌跡をガイドする。一方、当接部15bはその内側面でフィルム端部の外端面を受け止めており、該内側面によって回転動作中のフィルム外端面のフィルム長手方向での動きを抑制することでフィルム端部位置を規制する。
【0047】
フランジ15の摺動部15aは外周面の一部(本例では通紙方向において定着ニップ部の上流側(シート材搬入側))に可動壁31を備える。可動壁31は、例えば摺動部外周面の曲率半径とほぼ同一の曲率半径の外面を有する円弧形状に形成されており、摺動部15a内部に設けられた弾性体としてのバネ30によって所定の付勢力でフィルム25を摺動部外周面に張る方向つまり摺動部の径方向において内側から外側に移動可能である。
【0048】
本例では、可動壁31は、摺動部の径方向に対応するシート材の通紙方向において定着ニップ部の上流側(通紙方向上流側)に移動可能であり、該摺動部の径方向において内側から外側に向けてバネ30によって一定の付勢力で押し出されることにより、フィルム25内周面に該付勢力に応じた圧接力を常に作用させる。可動壁31の位置は、図3に示されるように加熱搬送する最大サイズのシート材S1の幅Wよりも外側である。
【0049】
図3を参照して、本例の定着装置におけるニップ部でのシート材加熱搬送状態を説明する。
【0050】
シート材S1・S2は、それぞれ、不図示の加圧ローラの回転動作により、矢印A方向(右から左)へ搬送される。このとき、フィルム25は、矢印B方向に従動回転する。フランジ15・15’の可動壁31(31’)は、バネ圧に応じた一定の付勢力で従動回転中のフィルム25の内周面を通紙方向上流側に圧接し、その圧接力によってフィルム24の両端部を通紙方向上流側に張る。
【0051】
図3において、可動壁31(31’)の位置は加熱搬送する最大サイズのシート材S1よりも外側であるので、可動壁があるところではシート材S1・S2を加熱搬送をしないため、可動壁がフィルム25に接することによってフィルム25の内周面の温度が下がることによるトナー画像の定着性の低下を防止できる。
【0052】
また、幅の狭いシート材S2を連続的に定着搬送した場合、定着ニップ部の中央部ではシート材へ熱が伝わるが、その両端部(非通紙部)では熱がうばわれずに昇温する。そのため、フィルム25において非通紙部に対応する両端部に熱膨張が生じ、フランジ15(15’)とフィルム25の間で隙間ができやすい。その際、可動壁31(31’)がフィルム25の端部の熱膨張に追従して通紙方向上流側にさらに移動して突出することで、上記隙間を減らしフィルム25のたるみを防止できる。
【0053】
さらに、加圧ローラの端部の熱膨張による搬送速度の差も加わることで、フィルム25のねじれに対して、フィルム25をさらに外側(通紙方向上流側)へ張ることで適切に対応でき、フィルム25のねじれを防止できる。
【0054】
通常、フィルムガイドユニットにおいて、定着ニップ部の中央に比べ、フランジの摺動部に形成した例えば膨出部によって若干、フィルムの両端部を上流側へせり出し、シート材が定着ニップに入る際、その両端部をおさえてニップに突入させることで、ニップ長手方向でのシート材の挙動を安定化させている。幅の広いシート材の通紙に比べ、幅の狭いシート材つまり細いシート材の場合、フランジからの距離が遠くなるため、そのままでは、フィルムのせり出し量は少なく、細いシート材に対して有効なフィルムのせり出し量を得ることができない。
【0055】
そこで、本例のように、可動壁31を通紙方向上流側へ移動可能とすることで、定着ニップ部の非通紙部昇温によるフィルム端部の熱膨張分、可動壁31によってフィルム25を同図で一点鎖線にて示すように通紙方向上流側にせり出し、これによって細いシートに対しても適正な逆クラウン形状を通紙方向上流側に形成できるようになる。
【0056】
これにより、幅の広いシート材S1と幅の狭いシート材S2の両方において、フィルム25の両端部のせり出し(張り出し)を適正化でき、それにより、フィルムのよれ、たわみによる画像の乱れと皺の発生の防止が、シート材の幅の広いもの、狭いもの共に可能となる。
【0057】
また、フィルムガイドユニット13において、図1に示すフィルム25の内径D1とフランジ15の摺動部15aの外径D2は、フランジの個々のバラツキとフィルムのバラツキを考慮して十分隙間が開くようにしなければならない。しかし、隙間がおおきすぎるとフィルム25の従動回転時に回転むらが生じ、それが、長手方向で波うち、フィルムによれ、へこみ、たわみが生じる。これにより、加熱搬送中のシート面上の画像を乱したり、皺等の問題が生じる。
【0058】
そこで、フィルム25の内径とフランジ15の摺動部15aの外径がばらついても、本例のようにフランジの摺動部において可動壁31がバネ圧によりフィルム25内周面に常に圧接されることにより、上記隙間をおさえることができる。
【0059】
これによって、フィルム25の従動回転時の回転むらの発生を抑止でき、フィルムについて長手方向の波うち、よれ、へこみ、たわみが生じることがない。
【0060】
これにより、加熱処理時にシート材を円滑に搬送でき、加熱搬送中のシート材面上の画像の乱れ、皺等を防止できる。
【0061】
(第2の実施例)
図4に第2の実施例の定着装置の概略図を示す。図4は、定着装置いおいてシート材の通紙状態を説明する上面図である。
【0062】
本実施例は、第1の実施例に示す定着装置の変形例であり、重複する構成内容についての説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【0063】
本例に示す定着装置では、フランジの摺動部に設けられる可動壁の配置箇所が前述の第1実施例と異なる。かかる可動壁についてさらに詳しく説明する。
【0064】
シート材Sは、第1の実施例と同様に、不図示の加圧ローラの回転動作により、矢印A方向(右から左)へ搬送される。このとき、フィルム25は、矢印B方向に従動回転する。可動壁31は、フランジ15(15’)の摺動部15a(15a’)において通紙方向下流側へ可動となるよう配置され、該可動壁は図示しないバネによってフィルム25の両端部を通紙方向下流側に張る。これによって、フィルム25は、通紙方向上流側において、摺動部15a(15a’)に緊張状態に張られ、該摺動部15a(15a’)に対する摺動形態が固定される。
【0065】
これにより、前述の第1の実施例とは異なり、幅の広いシート材と狭いシート材を両方加熱する必要のない場合(幅の広いシート材と狭いシート材のいずれかに加熱処理が特定される場合)、即ち、シート材の幅が特定される場合、フィルム25はフランジ15の摺動部15aに対して通紙方向上流側で摺動形態が固定されるので、通紙方向上流側においてフィルムに波うち、よれ、へこみ、たわみが生じることがなく、シート材の進入位置を常に一定にすることができる。
【0066】
これによって、加熱処理時にシート材を円滑に搬送でき、加熱搬送中のシート材面上の画像の乱れ、皺等を防止できる。
【0067】
(第3の実施例)
図5に第3の実施例の定着装置の概略図を示す。図5は定着装置においてシート材の通紙状態を説明する上面図である。図6に本例の定着装置に用いるフランジ単体の構成を示す。
【0068】
本実施例は、第1又は、第2の実施例に示す定着装置の変形例であり、重複する構成内容についての説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【0069】
本例に示す定着装置では、フランジの摺動部の面形状と、可動壁の面形状および配置箇所が前述の第1実施例と異なる。かかるフランジの摺動部と可動壁についてさらに詳しく説明する。
【0070】
シート材Sは、第1の実施例と同様に、不図示の加圧ローラの回転動作により、矢印A方向(右から左)へ搬送される。このとき、フィルム25は、矢印B方向に従動回転する。シート材Sは、加熱処理されるシート材の幅方向で、その端部は、可動壁31まで及んでいる。
【0071】
図6に示すように、可動壁31(31’)はフィルムが摺動する表面にフィルムの回転をガイドするリブ31A・31Bを備える。一方、フィルムホルダ15(15’)の摺動部15a(15a’)はフィルムが摺動する表面にフィルムの回転をガイドするリブ32A・32B・32Cを備える。可動壁のリブ位置とフランジの摺動部のリブ位置は、例えば、定着ニップ部の長手方向でリブ1ピッチ分ずらすことにより、フィルム25の摺動回転時に、フィルム25においてリブに接触部分する部分が通紙方向上流側と通紙方向下流側とで変わる。
【0072】
このように、フランジの可動壁及び摺動部の表面(フィルム摺動面)をリブ形状にすること、定着ニップ部の長手方向でリブ位置をずらすことにより、可動壁31(31’)の表面および摺動部15a(15a’)の摺動面32に対する回転動作中のフィルム25の接触面積を少なくしている。
【0073】
これによって、第1及び第2実施例の場合に比べ、フィルム内周部での温度低下(可動壁31(31’)がフィルム25に接することによるフィルム25内周面の温度低下)を軽減でき、この部分におけるトナー画像の定着性の低下を防止できる。
【0074】
さらに、定着ニップ部においてフィルム25の長手方向の両端部位置に対応したフランジ15(15’)の配置位置まで、シート材の加熱処理が可能となるため、少なくともフランジの摺動部においてフィルムの保持長さ分、定着装置それ自体の小型化ができる。
【0075】
勿論、本実施例に示す定着装置においても、第1及び、第2の実施例と同様、フィルム25の従動回転時の回転むらの発生を抑止でき、フィルムについて長手方向の波うち、よれ、へこみ、たわみが生じることがなく、加熱処理時にシート材を円滑に搬送でき、加熱搬送中のシート材面上の画像の乱れ、皺等を防止できる、ことは言うまでもない。
【0076】
なお、本実施例では、フランジ15(15’)の摺動部15a(15a’)において、可動壁31(31’)を通紙方向下流側に配置しているが、これとは逆に該可動壁を通紙方向上流側に配置しても、同様の作用・効果が得られる。
【0077】
(第4の実施例)
第1乃至第3の何れかの実施例で示すフランジに代えて、図7又は図8に示すようなフランジを用いて定着装置を構成してもよい。図7及び図8に第4の実施例における定着装置に適用されるフランジ単体の一構成例を示す。
【0078】
本実施例は、第1乃至第3の何れかの実施例に示す定着装置の変形例であり、重複する構成内容については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【0079】
本例に示す定着装置では、図7に示すように、フランジにおいて可動壁がフィルムの回転をガイドするコロを備える点で前述の実施例と異なる。かかるフランジの構成についてさらに詳しく説明する。
【0080】
図7に示すフランジ15は可動壁31がフィルムの摺動面となる表面にコロ33を備える。コロ33はその周面に不図示のフィルムが接することで、該フィルムの回転動作に伴い従動回転する。
【0081】
このような構成のフランジ15を備える定着装置では、フランジ15の可動壁31においてフィルムの回転動作に伴うコロ33の従動回転によってフィルムの摺動負荷を軽減でき、よって、シート材搬送時にフィルムの従動回転遅れによる画像の乱れを防止できる。
【0082】
本例の定着装置において、図7に示すフランジ15の摺動部15aの摺動面32を図6に示すようなリブ形状に形成してもよい。この場合、第3実施例の場合と同じ理由によって、シート材搬送時のフィルム内周面の温度低下を軽減できてトナー画像の定着性の低下を防止できるとともに、シート材搬送時のフィルムの従動回転遅れによる画像の乱れを防止できる。
【0083】
さらに、図8に示すように、フランジ15の摺動部15aの摺動面32においても、フィルムの回転をガイドするコロ35・36を備えることで、よりフィルムの回転負荷の軽減が可能となる。
【0084】
なお、可動壁に設けられるコロ、及び、フランジの摺動部に設けられるリブ又はコロの位置は、第3実施例と同様に定着ニップ部の長手方向に所定量ずらすことにより、フィルム内周部での温度低下を軽減でき、この部分における定着性の低下を防止することができる。
【0085】
(第5の実施例)
図9は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図であり、加熱装置として上記第1〜4の実施例のいずれかの定着装置を適用したものである。
【0086】
図9において、符号100は画像形成装置としてのレーザプリンタである。
【0087】
レーザプリンタ100において、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の外部情報機器から送信された画像情報を基にビデオコントローラボード(画像信号作成手段)104が画像信号を作成する。なお、ここではビデオコントローラボード104上に設置されている各種の電子部品は図示を省略している。
【0088】
そしてこのビデオコントローラボード104で作成された画像信号に応じたレーザ光Lをレーザスキャナ105が所定方向(図では時計方向)に回転している感光ドラム106A上に照射して、感光ドラム106A上に順次静電潜像を形成する。
【0089】
そして、感光ドラム106A上に形成された静電潜像は、プロセスユニット6内の現像器(不図示)から供給されるトナーによって順次顕画化されて転写ローラ107との間の転写部位へ搬送される。
【0090】
一方、給紙カセット108内に積載収納されている記録材Sが所定方向(図では反時計方向)に1回転する半月状の給紙ローラ109によって最上位の記録材Sから1枚ずつ順次給紙パス110Aへ送り出され、その記録材Sは搬送ローラ対111によって給紙パス110を通じて回転停止中のレジストローラ対112に搬送される。
【0091】
レジストローラ対112に到達した記録材Sは、記録材先端レジストローラ対112のニップに突き当たった後、所定のループを形成するまで搬送が続けられて斜行状態の矯正がなされる。
【0092】
斜行状態の矯正を終えた記録材Sは、感光ドラム6A上のトナー像と位置を合わせるタイミングをとって回転を開始するレジストローラ対112によって転写部へ搬送され、ここで、転写ローラ107により感光ドラム106A上のトナー像が記録材面上に転写される。
【0093】
トナー像の転写を終えた記録材Sは搬送ガイド113上を通って定着装置14へ搬送され、ここで、転写されたトナー像が記録材面に定着される。
【0094】
トナー像の定着処理を終えた記録材Sは、印字面を下向きに積載する場合には、搬送面116とそれに対向する揺動ガイド124によって作られる搬送路を通って、不図示の駆動源をそなえたフェイスダウン排紙ローラ119とそれと圧接して従動するコロ125によってプリンタ本体100の上部のフェイスダウン排紙トレイ117上へ排紙される。
【0095】
また、印字面を上向きに積載(フェイスダウン積載)する場合は、フェイスアップトレイ122の回転中心123を支点に矢印Aのように開き、不図示の駆動源を備えたフェイスアップローラ118とそれに圧接されて従動するコロ115によって、フェイスアップトレイ122A上の搬送部124A上に記録材の印字面を上向きに排出する。
【0096】
本例の画像形成装置によれば、定着装置においてフィルムのたるみをなくし、記録材を円滑に搬送できるので、高品質の画像形成を行うことができる。
【0097】
(その他)
1)フィルム25は円筒状に限られず、加熱体としてのヒータとフランジの摺動部を摺動するエンドレスタイプのものであればどのような形態であってもよい。
【0098】
2)フランジ15の配置態様としてはフィルム25の両端部に限られず、フィルムの任意の一端部に配置させてもよい。この場合、そのフランジの摺動部において可動壁はフィルムの一端部を通紙方向上流側または下流側に張るので、当該フィルム端部においてフィルムの波うち、よれ、へこみ、たわみの発生を防止でき、加熱処理時のシート材の円滑な搬送が可能となる。
【0099】
3)弾性体としてのバネ30はコイルバネに限られず、板バネあるいは摺動部と一体に形成した弾性片であってもよい。
【0100】
4)本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置に限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【0101】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【0102】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る加熱装置によれば、フランジのフィルム摺動部においてフィルムを内側より圧接するように弾性体によって一定の力で可動壁が動作してフィルム端部に圧接力を作用させるので、ニップの非通紙部昇温に起因するフィルムのよれ、たるみの発生を防止でき、加熱処理時の記録材の円滑な搬送が可能となる、という効果を奏する。
【0103】
また、上記加熱装置を像加熱手段として備える画像形成装置によれば、該像加熱手段においてフィルムのたるみをなくし、被加熱体を円滑に搬送できるので、高品質の画像形成を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加熱装置としての第1の実施例の定着装置におけるフィルムガイドユニットの部分断面付きの斜視図
【図2】第1の実施例の定着装置の部分断面付きの正面図
【図3】第1の実施例の定着装置においてシート材の加熱搬送状態を説明する上面図
【図4】本発明に係る加熱装置としての第2の実施例の定着装置においてシート材の加熱搬送状態を説明する上面図
【図5】本発明に係る加熱装置としての第3の実施例の定着装置においてシート材の加熱搬送状態を説明する上面図
【図6】第3の実施例の定着装置におけるフランジの構成を部分断面により説明する斜視図
【図7】本発明に係る加熱装置としての第4の実施例の定着装置におけるフランジの一例を示す概略構成斜視図
【図8】第4の実施例の定着装置におけるフランジの他の例を示す概略構成斜視図
【図9】本発明の加熱装置を備える画像形成装置の一例を示す概略構成図
【図10】従来の加熱装置の構成を説明する概略図
【図11】従来の加熱装置に適用する加熱体の構成を説明する平面図
【符号の説明】
8‥‥加圧ローラ、9‥‥芯金、10・10’‥‥加圧バネ、
11‥‥下フレーム、12‥‥上板、
13‥‥フィルムガイドユニット、14‥‥加熱装置、
15・15’‥‥フランジ、15a‥‥フィルム摺動部、
15b‥‥フィルム端部当接部、22・22’‥‥軸受け、
23‥‥バネ(弾性体)、24‥‥フィルムガイド、
25‥‥フィルム、26・26’‥‥コネクタ、
31‥‥可動壁、30‥‥バネ、32‥‥リブ、
33・34・35‥‥コロ、42‥‥アイドラギア、
45‥‥加圧ローラギア、46‥‥フィルムガイドリブ、
47‥‥補強ステー、100‥‥プリンタ本体、
S‥‥シート材、
S1‥‥最大幅のシート材、
S2‥‥幅の狭いシート材。
Claims (11)
- 加熱体と、内面がこの加熱体と摺動するエンドレス状のフィルムと、このフィルムを介して前記加熱体とニップを形成する加圧体とを有し、前記ニップで被加熱体を挟持搬送し前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により加熱する加熱装置において、
前記被加熱体の搬送方向と直交する方向において前記フィルムの少なくとも一方の端部を受け止めてフィルムの位置を規定するフィルム端部当接部と、フィルム端部の内側に位置してフィルムの回転軌跡をガイドするフィルム摺動部を有するフランジを備え、前記フランジのフィルム摺動部にフィルムを張る方向に弾性体によって一定の力で移動可能な可動壁を備えることを特徴とする加熱装置。 - 加熱体と、内面がこの加熱体と摺動するエンドレス状のフィルムと、このフィルムを介して前記加熱体とニップを形成する加圧体とを有し、前記ニップで被加熱体を挟持搬送し前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により加熱する加熱装置において、
前記被加熱体の搬送方向と直交する方向において前記フィルムの両端部を受け止めてフィルムの位置を規定するフィルム端部当接部と、フィルム端部の内側に位置してフィルムの回転軌跡をガイドするフィルム摺動部を有するフランジを備え、前記フランジのフィルム摺動部にフィルムを張る方向に弾性体によって一定の力で移動可能な可動壁を備えることを特徴とする加熱装置。 - フィルムと、該フィルムの両端より該フィルムの位置を規定すると共に、該フィルムの回転軌跡をガイドするフランジを備え、該フィルムを介して被加熱体を加熱する加熱体を保持し、加熱体との間にニップ部を形成し、該ニップ部に導入された被加熱体を前記フィルムを介して前記加熱体に加圧する加圧体とを有する加熱装置において、
前記フランジのフィルム摺動部にフィルムを張る方向に弾性体によって一定の力で移動可能な可動壁を備えることを特徴とする加熱装置。 - 前記可動壁を被加熱体の搬送方向上流側に移動可能とすることを特徴とする請求項1または3に記載の加熱装置。
- 前記可動壁を被加熱体の搬送方向下流側に移動可能とすることを特徴とする請求項1または3に記載の加熱装置。
- 前記フランジのフィルム摺動部および可動壁においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするリブを備え、該フィルム摺動部および可動壁のそれぞれのリブは被加熱体の搬送方向と直交する方向において異なる位置に配置されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の加熱装置。
- 前記フランジの可動壁においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするコロを備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の加熱装置。
- 前記フランジの可動壁においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするコロを備え、前記フランジのフィルム摺動部においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするリブを備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の加熱装置。
- 前記フランジのフィルム摺動部および可動壁においてフィルムが摺動するフィルム摺動面にフィルムの回転をガイドするコロを備え、該フィルム摺動部および可動壁のそれぞれのコロは記録材の搬送方向と直交する方向において異なる位置に配置されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の加熱装置。
- 前記加圧体は前記フィルムを従動回転させる駆動ローラであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の加熱装置。
- 画像形成手段と、この画像形成手段から送り出さ れる被加熱体を加熱して該被加熱体上に形成された画像を加熱処理する像加熱手段とを有する画像形成装置において、該像加熱手段が請求項1ないし10のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
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JP4235493B2 (ja) | 2009-03-11 |
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