JP2006201572A

JP2006201572A - 画像記録装置

Info

Publication number: JP2006201572A
Application number: JP2005014100A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Obata; 小幡　　茂; Shunichi Ohara; 俊一大原; Toshio Ogiso; 敏夫小木曽; Masahiro Yagi; 雅広八木
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: JP4627439B2

Abstract

【課題】本発明は、加熱ベルトを定着可能な温度に加熱するのに要する時間を短縮できる画像記録装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、無端状の加熱ベルト１４５，１４６Ａと、この加熱ベルトに定着熱を伝達する加熱手段（１４１１，１４１，１４７１，１４７）と、前記加熱ベルトと協調して被記録体１６を挟圧して転写されたトナー像を加熱定着する加圧ベルト１４６（１４６Ａ）とを有するベルト定着装置１４を備えた画像記録装置（１）において、前記加熱ベルトの前記被記録体を挟圧する面と同じ面側に前記加熱手段を対向させ、かつ前記加熱手段による加熱ベルトの加熱範囲を変化させる加熱範囲調整手段（１４１，１４４１〜１４４４）を設けたのである。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像記録装置に係り、特に、電子写真プロセスを利用したカラー画像記録を行うのに好適な画像記録装置に関する。

一般的な画像記録装置において、被記録体に転写されたトナー像を定着させるのに、例えば特許文献１に示すように、加熱された加熱ベルトと加圧ベルトとの間に被記録体を挟圧して加熱定着させるベルト定着装置が採用されている。

また、加熱ベルトの被記録体との接触面側を定着可能な温度に加熱する時間を短縮するために、加熱ベルトの外周面に加熱ローラを接触させる構成が、例えば、特許文献２に開示されている。

特開平５−１２７５５１号公報特開平９−１１４２８２号公報

上記従来の画像記録装置におけるベルト定着装置においては、加熱ベルトに付与される定着熱を変化させることができず、かつ加熱ベルトの加熱に要する時間を短縮することはできなかった。

本発明の目的は、加熱ベルトに付与される定着熱を変化させることができると共に、加熱ベルトを加熱するのに要する時間を短縮できる画像記録装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、無端状の加熱ベルトと、この加熱ベルトに定着熱を伝達する加熱手段と、前記加熱ベルトと協調して被記録体を挟圧して転写されたトナー像を加熱定着する加圧ベルトとを有するベルト定着装置を備えた画像記録装置において、前記加熱ベルトの前記被記録体を挟圧する面と同じ面側に前記加熱手段を対向させ、かつ前記加熱手段による加熱ベルトの加熱範囲を変化させる加熱範囲調整手段を設けたのである。

以上説明したように本発明によれば、加熱ベルトの被記録体を挟圧する面側を加熱することで、加熱ベルトの被記録体と接触する面を直接加熱することができるので、加熱ベルトを定着可能な温度に加熱するのに要する時間を短縮することができるのである。また、加熱ベルトの加熱範囲を変化させる加熱範囲調整手段を設けたので、この加熱範囲調整手段を例えば広範囲に変えることで、加熱ベルトの加熱を短時間で行うことができる。

以下本発明による画像記録装置の第１の実施の形態を、図１及び図２に示すカラーレーザプリンタに基づいて説明する。

カラーレーザプリンタ１は、大きくは感光体である無端状の感光体ベルト２と、この感光体ベルト２と接触する位置に配置された中間転写体３と、ベルト定着装置１４とを備えている。

前記感光体ベルト２は、駆動ローラ２２と感光体ベルト２に張力を与えるテンションローラを兼ねる従動ローラ２１間に巻掛けられて垂直方向に張架され、矢印ａ方向に一定速度で駆動されている。また、この感光体ベルト２の外周面は、近接配置した帯電器４によって一様に帯電される。帯電された感光体ベルト２は、露光装置５によって露光されて表面に静電潜像が形成される。露光された感光体ベルト２に対しては静電潜像を現像してトナー像を形成する４つの現像機６１〜６４が配置されている。露光装置５の下方には、用紙等の被記録体１６を収納するカセット１０と、カセット１０からの被記録体１６を供給する給紙ローラ１１と、給紙された被記録体１６の姿勢を矯正するレジストローラ１２とが設置されている。矯正された被記録体１６が前記中間転写体３に接近する位置には、前記中間転写体３と協調してトナー像を前記被記録体１６に転写する転写ローラ１３が設けられている。さらに、トナー像が転写された被記録体１６を加熱定着させるベルト定着装置４が設けられ、このベルト定着装置１４の先にはトナー像が定着された被記録体１６を収容する排紙部１７が設けられている。この外、カラーレーザプリンタ１には、中間転写体３への転写後に感光体ベルト２の表面に残留するトナーを除去するブレード８と転写後に感光体ベルト２の表面に残留する電荷を除去するイレーズランプ９とが従動ローラ２１側に設けられ、さらに、中間転写体３の表面に残留するトナーを除去するクリーナ１５が設けられている。

そして前記ベルト定着装置１４は、被記録体１６に付着されたトナーを溶融するための無端状の加熱ベルト１４５と、この加熱ベルト１４５の外周面に接触して加熱及び駆動する加熱ローラ１４１と、トナーを被記録体１６に押圧するための加圧ベルト１４６と、加熱ベルト１４５と加圧ベルト１４６とを押圧させてニップ１８を形成する加圧パッド１４２，１４３とから構成されている。尚、加圧パッド１４２，１４３は、押圧ばね（図示せず）によって互いに押付け合うように構成されている。

前記加熱ベルト１４５と加圧ベルト１４６とは、ポリイミドフィルム等の耐熱可撓材から形成されており、加熱ローラ１４１は中心部に位置する中空の芯金１４１２とその表面に設けられたシリコーンゴム１４１３とで構成され、芯金１４１２の中空部にはハロゲンランプ等の加熱源１４１１を配置している。

前記加熱ベルト１４５は、前記ニップ１８の被記録体１６の搬送方向の上流側と下流側に配置したガイドローラ１４４３，１４４４及び前記加熱ローラ１４１に隣接する搬送補助ローラ１４４１，１４４２とに巻掛けられている。そして、加熱ローラ１４１は、加熱ベルト１４５の外周に、加熱温度に適する長さで接触して加熱している。さらに、前記搬送補助ローラ１４４１，１４４２は、押圧ばね（図示せず）によって加熱ローラ１４１を挟圧するように押付けられており、加熱ローラ１４１を回転させることで、加熱ベルト１４５を搬送している。

前記加圧ベルト１４３は、前記加圧パッド１４２，１４３によって加熱ベルト１４５に押付けられ、両ベルト間の摩擦力によって搬送される。前記加圧パッド１４２，１４３は、夫々固定部材に支持されたステー１４２１，１４３１に対して揺動可能にピボット支持されており、前記加圧ベルト１４３と加熱ベルト１４５間の接触面圧を全面で均一にしている。

次に、本実施の形態によるカラーレーザプリンタ１によるカラー画像の記録方法を説明する。

カラーレーザプリンタ１の電源投入後、プリント待機となった状態で、情報処理装置（図示せず）からプリント信号がカラーレーザプリンタ１に入力されると、露光装置５が入力されたプリント信号に基づいてトナー像に該当するレーザ光を、帯電器４によって一様に帯電された感光体ベルト２上に照射し、感光体ベルト２上に静電潜像を形成する。

具体的には、まず、感光体ベルト２上に、露光装置５によって、イエロー色のトナー像に対応する静電潜像を形成し、イエロー現像機６１によりイエロー色のトナー像を現像する。そして、感光体ベルト２上に現像されたイエロー色のトナー像は、中間転写体３の表面に転写される。

イエロー色のトナー像を中間転写体３の表面に転写後、感光体ベルト２上に転写されずに残ったイエロー色のトナーをブレード８によって除去すると共に、感光体ベルト２上に残留する電荷をイレーズランプ９で除去する。

これらの工程が終了した後、同様な工程により、マゼンタ色，シアン色，ブラック色のトナー像に対応する静電潜像の形成、夫々のマゼンタ現像機６２，シアン現像機６３，ブラック現像機６４によって各色のトナー像の現像、各色のトナー像の中間転写体３の表面への転写を行って各色のトナー像を中間転写体３上に重ね合わせる。尚、前記各現像機は、バイアス電圧を制御することで、現像機能が付与又は消失されるようになっている。

このようにして中間転写体３に重ね合わされた各色のトナー像を被記録体１６に転写するために、給紙ローラ１１を回転させてカセット１０に収納されている被記録体１６を１枚づつレジストローラ１２まで搬送し、被記録体１６の傾きを矯正して待機する。

次に、中間転写体３上のトナー像と整合するようなタイミングでレジストローラ１２を回転させ、待機していた被記録体１６の先端が中間転写体３と接触すると同時に転写ローラ１３を被記録体１６の背面より押付けて中間転写体３の重ね合わされた各色のトナー像を一度に被記録体１６上に静電転写する。

このようにして被記録体１６に静電転写されたトナー像は、ベルト定着装置１４の加熱された加熱ベルト１４５と加圧ベルト１４６との間を加熱加圧されながら移動することで、被記録体１６上にトナー像が定着され、その後、排紙部１７に排出される。

以上説明したカラーレーザプリンタ１によれば、被記録体１６を加熱する側と同じ側の加熱ベルト１４５の外周面を加熱ローラ１４１で加熱しているので、加熱ベルト１４５を、トナー像を被記録体１６上に定着可能な温度に加熱するのに要する時間を短縮することができる。

ところで、加熱ベルト１４５は、加熱ローラ１４１との接触長さを変えることで、加熱温度を調整することができる。即ち、加熱ローラ１４１との接触長さを長くすれば加熱温度を上昇させることができ、短くすれば加熱温度を下げることができる。このようにして加熱温度を調整できるベルト定着装置を図３に基づいて説明する。尚、図３は、図１の動作を説明するので、再度の詳細な説明は省略する。

加熱ベルト１４５の加熱ローラ１４１との接触長さを変えるために、加熱ローラ１４１、搬送補助ローラ１４４１，１４４２、ガイドローラ１４４３，１４４４が、１点鎖線矢印で示す方向に移動可能に構成されている。

まず、加熱ベルト１４５の加熱温度を上昇させる場合には、加熱ローラ１４１と加熱ベルト１４５との接触長さを長くする必要がある。その場合には、加熱ローラ１４１を１点鎖線矢印ａ１方向に移動させればよい。その結果、加熱ローラ１４１の１点鎖線矢印ａ１方向の移動に伴って、搬送補助ローラ１４４１，１４４２は加熱ローラ１４１に押付けられているので１点鎖線矢印ａ２方向に移動し、ガイドローラ１４４３，１４４４はニップ１８への加熱ベルト１４５の出入角度を変えないように１点鎖線矢印ａ３方向に移動して、加熱ベルト１４５の加熱ローラ１４１への巻掛け角度を大きくする。これら加熱ローラ１４１、搬送補助ローラ１４４１，１４４２、ガイドローラ１４４３，１４４４は、独立して移動するのではなく、加熱ベルト１４５が無端状であるために、加熱ローラ１４１を移動させることで搬送補助ローラ１４４１，１４４２、ガイドローラ１４４３，１４４４が同期して移動するように構成されている。

また、加熱ベルト１４５の加熱温度を下げる場合には、加熱ローラ１４１と加熱ベルト１４５との接触長さを短くする必要がある。その場合には、加熱ローラ１４１を１点鎖線矢印ｂ１方向に移動させればよい。その結果、加熱ローラ１４１の１点鎖線矢印ｂ１方向の移動に伴って、搬送補助ローラ１４４１，１４４２は加熱ローラ１４１に押付けられているので１点鎖線矢印ｂ２方向に移動し、ガイドローラ１４４３，１４４４はニップ１８への加熱ベルト１４５の出入角度を変えないように１点鎖線矢印ｂ３方向に移動して、加熱ベルト１４５の加熱ローラ１４１への巻掛け角度を狭くする。

上記説明は、加熱ローラ１４１、搬送補助ローラ１４４１，１４４２、ガイドローラ１４４３，１４４４を全て移動させることで、加熱ベルト１４５の加熱ローラ１４１への巻掛け角度を調整したものである。しかし、これらに限定されるものではなく、例えば、加熱ローラ１４１を固定しておいて、搬送補助ローラ１４４１，１４４２及びガイドローラ１４４３，１４４４を１点鎖線矢印ａ２，ａ３又はｂ２，ｂ３方向に移動させることでも加熱ベルト１４５の加熱ローラ１４１への巻掛け角度を調整することができる。

次に、本発明による画像記録装置の第２の実施の形態を、図４に示すベルト定着装置１４Ａに基づいて説明する。尚、図１と同一符号は、同一部品を示すので、再度の詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、被記録体１６のトナー像が転写された面とは反対側からも定着熱を付与するように構成したのである。具体的には、図１に示す構成の加熱ローラ１４１、加熱ベルト１４５、これらに関連する各部品を被記録体１６の通過位置の両側に設置したのである。即ち、被記録体１６のトナー像が転写された面とは反対側からもトナーを溶融するために、無端状の加熱ベルト１４６Ａと、この加熱ベルト１４６Ａの外周面に接触する加熱ローラ１４７とを設けている。加熱ベルト１４６Ａは、ポリイミドフィルム等の耐熱可撓材から形成されており、図１に示す加圧ベルト１４６と同じように、加熱ベルト１４５と協調して被記録体１６を挟圧する。加熱ローラ１４７は中心部に位置する中空の芯金１４７２とその表面に設けられたシリコーンゴム１４７３とで構成され、芯金１４７２の中空部にはハロゲンランプ等の加熱源１４７１を配置している。

前記加熱ベルト１４６Ａは、前記ニップ１８の被記録体１６の搬送方向の上流側と下流側に配置したガイドローラ１４８３，１４８４及び前記加熱ローラ１４７に隣接する搬送補助ローラ１４８１，１４８２とに巻掛けられている。そして、加熱ローラ１４７は、加熱ベルト１４６の外周に、加熱温度に適する長さで接触して加熱している。さらに、前記搬送補助ローラ１４８１，１４８２は、押圧ばね（図示せず）によって加熱ローラ１４７を挟圧するように押付けられており、加熱ローラ１４７を回転させることで、加熱ベルト１４７を搬送している。

前記加熱ベルト１４７は、前記加圧パッド１４２，１４３によって加熱ベルト１４５に押付けられている。

本実施の形態においては、被記録体１６の両面側から加熱することで、両ベルト１４５，１４６Ａの挟圧力を高めることなくトナーの定着を行うことができ、その結果、ニップ部１８の圧力を低減してベルト定着装置１４Ａを低トルク化することができる。

以上説明したように、各実施の形態によれば、加熱ベルト１４５，１４６Ａを被記録体１６と対向する面側から加熱することで、ベルト定着装置１４，１４Ａ及びカラーレーザプリンタ１の電源投入後の立ち上がり時間を短くすることができるので、低消費電力に貢献することができる。さらに、加熱ベルト１４５，１４６Ａを加熱ローラ１４１，１４７と搬送補助ローラ１４４１，１４４２，１４８１，１４８２との挟圧駆動で搬送できるので、加熱ベルト１４５，１４６Ａの滑りがない高精度搬送が可能となり、画質不良の発生を防止することができる。また、加熱ベルト１４５，１４６Ａの加熱ローラ１４１，１４７への巻掛け角度を調整することで、加熱ベルト１４５，１４６Ａの加熱温度の調整が可能となり、短時間に加熱ベルト１４５，１４６Ａの加熱ができると共に、種々の仕様の被記録体１６に対応することができる。

本発明による画像記録装置の第１の実施の形態を示すベルト定着装置の概略構成図。図１のベルト定着装置を搭載したカラーレーザプリンタを示す概略構成図。図１のベルト定着装置における加熱ベルトの加熱ローラへの巻掛け角度の調整機構を示す概略構成図。本発明による画像記録装置の第２の実施の形態を示すベルト定着装置の概略構成図。

符号の説明

１…カラーレーザプリンタ、２…感光体ベルト、３…中間転写体、４…帯電器、５…露光装置、６１〜６４…現像機、１３…転写ローラ、１４…ベルト定着装置、１４１，１４７…加熱ローラ、１４５，１４６Ａ…加熱ベルト、１４６…加圧ベルト、１４１１，１４７１…加熱源、１４４１，１４４２，１４８１，１４８２…搬送補助ローラ、１４４３，１４４４，１４８３，１４８４…ガイドローラ、１６…被記録体。

Claims

無端状の加熱ベルトと、この加熱ベルトに定着熱を伝達する加熱手段と、前記加熱ベルトと協調して被記録体を挟圧して転写されたトナー像を加熱定着する加圧ベルトとを有するベルト定着装置を備えた画像記録装置において、前記加熱ベルトの前記被記録体を挟圧する面と同じ面側に前記加熱手段を対向させ、かつ前記加熱手段による加熱ベルトの加熱範囲を変化させる加熱範囲調整手段を設けたことを特徴とする画像記録装置。
無端状の加熱ベルトと、この加熱ベルトを加熱すると共に摩擦力で駆動する加熱ローラと、前記加熱ベルトと協調して被記録体を挟圧して転写されたトナー像を加熱加圧する加圧ベルトとを有するベルト定着装置を備えた画像記録装置において、前記加熱ベルトの前記被記録体を挟圧する面と同じ面側に、前記加熱ローラを接触させると共に、前記加熱ベルトと前記加熱ローラとの接触長さを変化させる接触長調整手段を設けたことを特徴とする画像記録装置。
感光体と、この感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に近接配置された現像手段と、前記感光体に接触してトナー象が転写される中間転写体と、この中間点車体上に転写されたトナー像を被記録体に転写する転写手段と、トナー像が転写された前記被記録体を夫々の外周面で挟圧して加熱定着させる無端状の加熱ベルト及び加圧ベルトと、前記加熱ベルトを加熱すると共に摩擦力で駆動する加熱ローラとを備えた画像記録装置において、前記加熱ローラを前記加熱ベルトの外周面に接触させて配置すると共に、前記加熱ベルトと前記加熱ローラとの接触長さを変化させる接触長調整手段を設けたことを特徴とする画像記録装置。
前記加圧ベルトの外周面に、この加圧ベルトを加熱する加熱ローラを接触して配置したことを特徴とする請求項２又は３記載の画像記録装置。