JP2005077834A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 熱源2を有する定着ロール1、少なくとも1つ以上の定着側張架ロール8、及びこれらロールに張架された状態で回転する無端状の定着ベルト10から構成される定着ベルトモジュール6と、定着ロール1表面に定着ベルト10が巻き付けられた部位の範囲内でのみ定着ベルト10の外周面に当接して、定着ベルト10との間に定着用のニップ部Nを形成する無端状の加圧ベルト21を含む加圧ベルトモジュール16と、からなり、定着ベルトモジュール6が、定着ベルト10のうち定着ロール1の外周に巻き付けられた部位以外のいずれかの部位において、定着ベルト10の内周面及び/又は外周面を加熱する定着ベルト加熱手段8,9を含む定着装置、及びそれを用いた画像形成装置である。
【選択図】 図1
Description
前記定着ベルトモジュールが、前記定着ベルトのうち前記定着ロールの外周に巻き付けられた部位以外のいずれかの部位において、前記定着ベルトの内周面および/または外周面を加熱する定着ベルト加熱手段を含むことを特徴とする。
つまりは、本発明の定着装置は、既述の従来のベルトニップ方式の定着装置における定着ロール側の構成に、主として定着ベルトおよび定着ベルト加熱手段が付加されていることに特徴を有するものである。
当該定着側張架ロールの外表面を前記定着ベルトの内周面または外周面と広くラッピングさせることができることから、前記定着側張架ロールの内部に熱源を配することで、加熱された張架ロールから前記定着ベルトに熱エネルギーを伝達する時間を十分に確保することができ、効率的に前記定着ベルトを加熱することが可能となる。
前記加圧ベルトモジュールが、さらに加圧ロール、および少なくとも1つ以上の加圧側張架ロールを含み、これらロールに前記加圧ベルトが張架された状態で回転し、
前記加圧ロールが、前記加圧ベルトおよび前記定着ベルトを介して前記定着ロール表面に付勢され、
前記加圧ベルトのうち、前記加圧ロールにより前記定着ロール表面に付勢された部位から、その回転方向上流に所定の長さが、前記定着ロールの外周に巻き付けられた部位の前記定着ベルトの外周面に押圧され巻き付けられて、前記定着ベルトと前記加圧ベルトとの間に定着用のニップ部が形成される態様。
前記押圧部材としては、ロール状でもパッド状でもいずれであっても構わないが、パッド状に成型されてなることが好ましい。
前記加圧ベルトモジュールが、張架されずフリーな状態の前記加圧ベルトの周内に当接して配置されるパッド状の加圧部材をさらに含み、
該加圧部材が、前記加圧ベルトおよび前記定着ベルトを介して前記定着ロール表面に付勢され、前記加圧ベルトの所定の長さが、前記定着ロールの外周に巻き付けられた部位の前記定着ベルトの外周面に押圧され巻き付けられて、前記定着ベルトと前記加圧ベルトとの間に定着用のニップ部が形成される態様。
また、当該態様Bにおいて、前記加圧部材が定着ロールを押圧するニップ圧力が、ニップ部の出口付近において局所的に大きくなっていることが望ましい。ニップ部の出口付近において、前記加圧部材が前記定着ロールを押圧するニップ圧力を局所的に大きくすれば、前記定着ロールの圧力を局所的に大きくすることとなり、ロールニップ方式のようにニップ全域で圧力を生じさせる場合と比較して、小さい荷重で高い定着性能を得ることができる。
さらに上記態様AおよびBにかかわらず、本発明の定着装置においては、前記定着ベルトの安定した走行を確保するべく、前記定着側張架ロールのうちの少なくとも1つのロールに、前記定着ベルトのベルトエッジ位置検知機構と、該ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて前記ロールの軸方向における前記定着ベルトの当接する位置を変位させる軸変位機構と、を備えることが好ましい。
前記定着手段が、請求項1に記載の定着装置であることを特徴とする。
本発明の定着装置について、3つの実施形態を挙げて詳細に説明する。
<第1の実施形態>
まず、本発明の上記態様Aの例として、第1の実施形態を例示する。図1は、本発明の上記態様A(張架型)の一例である第1の実施形態の定着装置の模式断面図である。本実施形態の定着装置は、定着ベルトモジュール6と、加圧ベルトモジュール16と、剥離案内板7および排紙機構(11,12)とで構成されている。
また、定着ベルト10の軸方向の変位をできる限り小さくするため、および、定着ベルト10の張架を均一にするために、張架ロール8は、直径が端部より中央の方が100μmだけ大きい、いわゆる太鼓型形状をしている。
加圧ベルト21は、定着ロール1の矢印A方向の回転により、従動して矢印B方向に周動する。その進行速度は、定着ロール1の表面速度と同じ400mm/secである。
未定着トナー画像Tが表面に形成された用紙Pは、図1における左側からニップ部Nに向けて(矢印C方向)搬送されてくる。ニップ部Nに挿通させられた用紙P表面の未定着トナー画像Tは、ニップ部Nに作用する圧力と熱と、により定着させられる。本実施形態の定着装置により定着を行えば、ニップ部を広く取ることができるため、安定した定着性能を確保することができる。
定着ロール1の表面から剥離された用紙Pは、剥離案内板7により分離され、排出ガイド11に案内されて、排出ロール12により装置外に排出される。
以上のように、図2のグラフから、本実施形態によれば、高速定着時の大きな課題であった温度ドループの問題を解消し得ることがわかる。
次に、本発明の上記態様Aの他の例として、第2の実施形態を例示する。図3は、本発明の上記態様A(張架型)の他の一例である第2の実施形態の定着装置の模式断面図である。本実施形態の定着装置は、定着ベルトモジュール6’と、加圧ベルトモジュール16と、剥離案内板7および排紙機構(11,12)とで構成されている。
張架ロール28は、直径23mm、肉厚2mm、長さ350mmのステンレスパイプロールを基体として、その表面に厚さ20μmのPFAが被覆されて離型層が形成されてなるものである。この離型層は、定着ベルト30の外周面からのわずかなオフセットトナーや紙粉が張架ロール28に堆積するのを防止するために形成されるものである。
なお、張架ロール28は、定着ベルト30全体が張力10kgとなるように荷重を印加する押圧ロールとしての機能をも有している。
未定着トナー画像Tが表面に形成された用紙Pは、図3における左側からニップ部Nに向けて(矢印C方向)搬送されてくる。ニップ部Nに挿通させられた用紙P表面の未定着トナー画像Tは、ニップ部Nに作用する圧力と熱と、により定着させられる。本実施形態の定着装置により定着を行えば、ニップ部を広く取ることができるため、安定した定着性能を確保することができる。
上述の如き、本実施形態の定着装置においては、定着ベルト30の内外周面双方から加熱されることによる、温度ドループのさらなる抑制、ひいてはさらなる高速定着の効果が、第1の実施形態の定着装置に対して特筆すべき点であり、その他の作用および効果については、第1の実施形態と同一であるため、その詳細な説明は省略することとする。
最後に、本発明の上記態様Bの例として、第3の実施形態を例示する。図4は、本発明の上記態様B(フリーベルトニップ方式)の一例である第3の実施形態の定着装置の模式断面図である。本実施形態の定着装置は、定着ベルトモジュール6’と、加圧ベルトモジュール36と、剥離案内板7および排紙機構(11,12)とで構成されている。
加圧ベルト31は、その周内から定着ロール1に向けて加圧部材37によって押圧され、所定の角度(所定の長さ)巻き付けられるように、定着ロール1に巻き付けられた定着ベルト30の外周面に当接し、ニップ部Nを形成している。そして、加圧ベルト31は、定着ベルト30の矢印D方向への回転に従動して、矢印B方向に回転する。前記ニップ部Nは、定着ベルト30が定着ロール1に巻き付けられた領域に形成されているため、未定着トナーTが載った用紙Pがニップ部Nを通過する際には、あたかも定着ベルト30が外周に巻き付いた定着ロール1によってロール定着されているのと同様の状態となっている。
未定着トナー画像Tが表面に形成された用紙Pは、図4における左側からニップ部Nに向けて(矢印C方向)搬送されてくる。ニップ部Nに挿通させられた用紙P表面の未定着トナー画像Tは、ニップ部Nに作用する圧力と熱と、により定着させられる。本実施形態の定着装置により定着を行えば、ニップ部を広く取ることができるため、安定した定着性能を確保することができる。
そして、定着ロール1の表面から剥離された用紙Pは、剥離案内板7により分離され、排出ガイド11に案内されて、排出ロール12により装置外に排出される。
以上のような構成の定着装置は、従来公知の電子写真等の方式による画像形成装置に用いることができる。即ち、電子写真等の方式により、少なくとも、記録媒体表面にトナーを像様に担持させて、未定着トナー画像を形成する未定着トナー画像形成手段と、記録媒体表面に担持された未定着トナー画像を、加熱および加圧することにより定着する定着手段と、を備える画像形成装置であって、定着手段として上記本発明の構成の定着装置を用いることにより、定着装置における温度ドループが緩和され、画像形成装置全体の高速化を図ることができる。
なお、定着装置以外の構成は、従来公知のいずれの構成であっても、本発明の目的に反しない限り用いることができる。さらに、定着装置以外の構成要素に、本発明の剥離装置を適用しても勿論構わない。
Claims (16)
- 熱源を有する定着ロール、少なくとも1つ以上の定着側張架ロール、およびこれらロールに張架された状態で回転する無端状の定着ベルトから構成される定着ベルトモジュールと、前記定着ロール表面に前記定着ベルトが巻き付けられた部位の範囲内でのみ前記定着ベルトの外周面に当接して、前記定着ベルトとの間に定着用のニップ部を形成する無端状の加圧ベルトを含む加圧ベルトモジュールと、からなり、
前記定着ベルトモジュールが、前記定着ベルトのうち前記定着ロールの外周に巻き付けられた部位以外のいずれかの部位において、前記定着ベルトの内周面および/または外周面を加熱する定着ベルト加熱手段を含むことを特徴とする定着装置。 - 前記定着ロールが、円筒体の周面に少なくとも弾性体層が形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記定着ベルトモジュールにおける前記定着側張架ロールの少なくとも1つが、その内部に熱源が配されて、前記定着ベルト加熱手段を兼ねることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記定着側張架ロールを2つ以上有し、そのうちの少なくとも1つが、前記定着ベルトの外周面と当接するように前記定着ベルトが取り回され、かつ、内部に熱源が配されて前記定着ベルト加熱手段を兼ねることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記加圧ベルトモジュールが、さらに加圧ロール、および少なくとも1つ以上の加圧側張架ロールを含み、これらロールに前記加圧ベルトが張架された状態で回転し、
前記加圧ロールが、前記加圧ベルトおよび前記定着ベルトを介して前記定着ロール表面に付勢され、
前記加圧ベルトのうち、前記加圧ロールにより前記定着ロール表面に付勢された部位から、その回転方向上流に所定の長さが、前記定着ロールの外周に巻き付けられた部位の前記定着ベルトの外周面に押圧され巻き付けられて、前記定着ベルトと前記加圧ベルトとの間に定着用のニップ部が形成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記定着用のニップ部が、前記定着ベルトが巻き付けられた部位の範囲内のうち、前記定着ベルトの回転方向上流に形成されることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
- 前記加圧ベルトモジュールが、前記加圧ロールの、前記加圧ベルトの従動回転方向上流であって、前記加圧ベルトの内周から、前記加圧ベルトを介して前記定着ロール表面に付勢される押圧部材を含むことを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
- 前記押圧部材が、パッド状に成型されてなることを特徴とする請求項7に記載の定着装置。
- 前記加圧側張架ロールのうちの少なくとも1つに、前記加圧ベルトの回転中のベルトエッジ位置を検知するためのベルトエッジ位置検知機構と、該ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて前記ロールの軸方向における前記ベルトの当接する位置を変位させる軸変位機構と、を備えることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
- 前記加圧ベルトモジュールが、張架されずフリーな状態の前記加圧ベルトの周内に当接して配置されるパッド状の加圧部材をさらに含み、
該加圧部材が、前記加圧ベルトおよび前記定着ベルトを介して前記定着ロール表面に付勢され、前記加圧ベルトの所定の長さが、前記定着ロールの外周に巻き付けられた部位の前記定着ベルトの外周面に押圧され巻き付けられて、前記定着ベルトと前記加圧ベルトとの間に定着用のニップ部が形成されることを特徴とする請求項1に記載定着装置。 - 前記定着用のニップ部が、前記定着ベルトが巻き付けられた部位の範囲内のうち、前記定着ベルトの回転方向上流に形成されることを特徴とする請求項10に記載の定着装置。
- 前記加圧部材が定着ロールを押圧するニップ圧力が、ニップ部の出口付近において局所的に大きくなっていることを特徴とする請求項10に記載の定着装置。
- 前記定着ロールが、円筒体の周面に少なくとも弾性体層が形成されてなり、かつ、前記定着ロールに形成されている弾性体層が、前記加圧部材の前記定着ロール表面への付勢により変形を生じていることを特徴とする請求項12に記載の定着装置。
- 前記加圧ベルトモジュールに、前記加圧ベルトの回転軸の軸方向への変位を規制するベルトエッジガイドが備えられていることを特徴とする請求項10に記載の定着装置。
- 前記定着側張架ロールのうちの少なくとも1つのロールに、前記定着ベルトのベルトエッジ位置検知機構と、該ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて前記ロールの軸方向における前記定着ベルトの当接する位置を変位させる軸変位機構と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 少なくとも、記録媒体表面にトナーを像様に担持させて、未定着トナー画像を形成する未定着トナー画像形成手段と、記録媒体表面に担持された未定着トナー画像を、加熱および加圧することにより定着する定着手段と、を備える画像形成装置であって、
前記定着手段が、請求項1に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
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