JP2006227370A

JP2006227370A - 定着装置

Info

Publication number: JP2006227370A
Application number: JP2005042194A
Authority: JP
Inventors: Yoshikuni Sasaki; 良州佐々木; Akitomo Kuwabara; 章友桑原; Shinya Tomita; 真也富田; Akira Sawahata; 昌澤畑
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】
印刷開始信号が発せられてから実際に印刷動作が始まるまでのタイムラグを低減した連続記録材のための定着装置を容易に提供する。
【解決手段】
回転可能に保持された加熱ローラと、この加熱ローラに対し圧接／離間可能に設けられた複数本の加圧ローラとを有し、前記加熱ローラに対し前記加圧ローラを圧接させることにより形成される狭持部にて未定着トナー画像を担持した連続記録材を狭持搬送して定着を行う定着装置において、前記複数本の加圧ローラのうち少なくとも１本は、前記加熱ローラに対して３ヶ所以上の異なる位置に変更可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真記録装置等に用いられる連続記録材のための定着装置に関する。

周知の電子写真プロセスを採用した記録装置の定着装置として加熱定着方式が知られている。加熱定着方式では、加熱ローラと加圧ローラが形成する狭持部にて未定着トナー画像を担持した連続記録材を狭持搬送することにより、トナーが溶解するのに十分な温度になるようトナーと連続記録材を加熱すると共に圧力を加えている。よって加熱定着方式の定着条件は加えられる熱量と、加えられる圧力に大きく依存する。そして、加えられる熱量は加熱部材の温度と加熱する時間によって決まる。すなわち、加熱定着方式の定着条件を左右するパラメータは加熱部材の温度、加熱時間、加圧力ということになる。

ところで、近年の電子写真記録装置には、高速印刷およびカラー印刷のニーズが高まってきている。印刷が高速になるということは加熱時間が短くなることであり、短時間で定着に必要な熱量あるいは圧力を与えなければならなくなる。また、カラー印刷では２色以上のトナーを同時に定着させるため、より多くの熱量あるいは圧力が必要となる。

より大きな熱量を得るために、加熱部材の温度を上げようとしても、材料の温度的限界により困難である。同様に圧力を上げようとしても、加圧ローラの圧接／離間機構の機械的限界により困難である。そこで、残るパラメータである加熱時間を増やすために、複数の加圧ローラを設けて複数の狭持部を形成し、加熱ローラに対する記録材の巻きつけ量を長くして加熱する方式が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

上記したように、加熱定着にあたっては種々提案がなされているが、いずれの方式においても、連続状の記録材にトナー像を定着させる定着装置の場合、枚葉紙を取り扱う定着装置と異なり、非印刷時においても前記狭持部に記録材が滞在することがある。非印刷時、即ち加熱ローラと加圧ローラの回転が停止しているにもかかわらず用紙を前記狭持部に滞在させたままにしておくと、狭持部付近に存在するトナー像が加熱ローラからの熱影響により過剰加熱され、その部分だけ文字太りしてしまうという不具合を招いてしまう。また、過剰加熱により記録材が黄変したり、最悪の場合発煙・発火する危険性もある。ゆえに、連続記録材のための定着装置では、非印刷時に加熱ローラと加圧ローラとの圧接状態を解除し、過剰加熱が生じないように構成されている。

従来の定着装置の一例を図２および図３にて説明する。図２は印刷時の状態を示し、図３は印刷していない印刷待機状態を示している。図において、加熱ローラ１は図示しないモータに連結され、矢印の方向へ回転可能に支持されている。第１加圧ローラ２は軸２aを支点に揺動可能に設けられたアーム部材２bの先端にて回転可能に支持されている。アーム部材２bの側縁にはカム３が係合しており、カム３をステッピングモータ４（あるいはサーボモータでもよい）にて回転させることにより、第１加圧ローラ２は加熱ローラ１に対し圧接あるいは離間される。カム３の回転軸にはエンコーダ板５が設置され、センサ６にて位置検出が行われる。

第２加圧ローラ７も同様に、軸８aを支点に揺動可能に設けられたアーム部材８bの先端にて回転可能に支持されていて、アーム部材８bの側縁に係合しているカム９をステッピングモータ１０（あるいはサーボモータでもよい）にて回転させることにより、第２加圧ローラ７は加熱ローラ１に対し圧接あるいは離間される。カム９の回転軸にもエンコーダ板１１が設置され、センサ１２にて位置検出が行われる。一般的に、加熱ローラ１と加圧ローラ２、７とが圧接／離間状態にあるときは、カム３、９が上止点あるいは下止点となるように構成されている。

図示しない印写部にて連続紙等の連続記録材１３上に形成されたトナー像は、加熱ローラ１よりも連続記録材１３の搬送方向上流側に設けられている予熱板１４で予備加熱され、加熱ローラ１と第１加圧ローラ２および第２加圧ローラ７にて形成された狭持部を通過する際に加熱加圧され、連続記録材１３に定着される。狭持部を通り過ぎた連続記録材１３は、加熱ローラ１よりも連続記録材１３の搬送方向下流側に設けられる該連続記録材１３に張力を付与する張力付与機構１５を経て図示しない用紙堆積装置や用紙後処理装置へと送られる。

特公平５−６３７９５号公報

特許第３４６９６７６号明細書

ところで、複数の加圧ローラを有している定着装置では、連続記録材１３の装填時に加圧ローラを加熱ローラから大きく離間させる必要がある。図３にて説明すると、連続記録１３の装填時には、連続記録１３は予熱板１４を通過し張力付与機構１５に導入される。この際、予熱板１４と張力付与機構１５を結ぶ領域内に遮蔽物があると連続記録１３の走行が妨げられ、用紙ジャムの原因となる。このため、第２加圧ローラ７は前記領域外まで離間する必要がある。

加圧ローラ２、７の離間する距離が長いということは、即ち加圧ローラ２、７が離間状態から圧接状態まで遷移する時間が長いということなので、印刷開始信号が発せられてから連続記録材１３の走行が始まる、即ち実際に印刷動作が始まるまでのタイムラグが大きくなってしまう。

上記タイムラグを低減するには、カム軸の回転速度を上げ、それに伴う必要トルクの増分を賄える駆動モータを用意する方法があるが、コスト的に問題があり、また、モータ４、１０の大型化により実装上も問題が発生する。

本発明の目的は、上記タイムラグを低減した連続記録材のための定着装置を容易な手段にて提供することにある。

上記の目的は、回転可能に保持された加熱ローラと、この加熱ローラに対し圧接／離間可能に設けられた複数本の加圧ローラとを有し、前記加熱ローラに対し前記加圧ローラを圧接させることにより形成される狭持部にて未定着トナー画像を担持した連続記録材を狭持搬送して定着を行う定着装置において、前記複数本の加圧ローラのうち少なくとも１本は、前記加熱ローラに対して３ヶ所以上の異なる位置に変更可能とすることにより達成される。

本発明によれば、印刷開始信号が発せられてから実際に印刷動作が始まるまでのタイムラグを低減した連続記録材のための定着装置を容易に提供することができる。

本発明の１実施例を図１にて説明する。

本発明の実施例の構成部材は従来例と同一なので、各部材の説明は省略する。本発明においては、用紙の装填時の状態に対し図１が印刷待機状態を示している。

図１に示す印刷待機状態では、連続記録１３が加熱ローラ１からの熱影響を受けない位置で第２加圧ローラ７が停止するように、カム９の回転角度をエンコーダ板１１とセンサ１２にて検出し、モータ１０の駆動を制御している。

上記の制御を用いれば、印刷待機時の加圧ローラ７の位置を加熱ローラ１からさほど遠くない位置にすることができるので、印刷開始信号が発せられてから実際に印刷動作が始まるまでのタイムラグを低減することができる。

また、上記制御を応用すると、記録材装填位置、印刷待機位置、印刷位置のほかにも使用する連続記録部材の厚さに応じて加熱ローラ１と加圧ローラ７の圧接力を変化させた複数の印刷位置を設定することも可能である。応用例として、記録材装填位置、印刷待機位置、第１加圧ローラ２のみ圧接した状態の印刷位置、第１加圧ローラ２および第２加圧ローラ７を圧接した状態の印刷位置の４状態を実現するための第２加圧ローラ７の位置制御について図４にて説明する。ここでは、図示しない第２加圧ローラ７を揺動させるカム軸にエンコーダ板１６とエンコーダ板１７の二枚のエンコーダ板が設置してあり、計４つのエッジをセンサ１８およびセンサ１９、計２つのセンサにて検出し、前記４状態を判別する。また、センサ１８、１９には遮光時にLo、入光時にHiを出力するフォトインタラプタを使用する。

図においては、センサ１８がLoの状態で、センサ１９がHiからLoに切り替わる位置が記録材装填位置となる。同様に、センサ１９がLoの状態で、センサ１８がLoからHiに切り替わる位置が印刷待機位置、センサ１８がHiの状態で、センサ１９がLoからHiに切り替わる位置が第１加圧ローラ２のみ圧接した状態の印刷位置、センサ１９がHiの状態で、センサ１８がHiからLoに切り替わる位置が第１加圧ローラ２および第２加圧ローラ７を圧接した状態の印刷位置となる。第１加圧ローラ２のみ圧接した状態の印刷位置は薄紙やトナー層の薄い単色印刷など、定着に必要な熱量が少ない場合に利用できる。

本発明の一実施例の印刷待機状態を示す定着装置の概略構成図。従来例の印刷状態を示す定着装置の概略構成図。従来例での印刷待機状態を示す定着装置の概略構成図。本発明の一実施例の位置制御に関する動作概要図。

符号の説明

１…加熱ローラ、２…第１加圧ローラ、２a…第１加圧ローラの回転軸、２b…第１加圧ローラのアーム部材、３…カム、４…モータ、５…エンコーダ板、６…センサ、７…第２加圧ローラ、８a…第２加圧ローラの回転軸、８b…第２加圧ローラのアーム部材、９…カム、１０…モータ、１１…エンコーダ板、１２…センサ、１３…連続紙、１４…予熱板、１５…張力付与機構、１６、１７…エンコーダ板、１８、１９…センサ。

Claims

回転可能に保持された加熱ローラと、この加熱ローラに対し圧接／離間可能に設けられた複数本の加圧ローラとを有し、前記加熱ローラに対し前記加圧ローラを圧接させることにより形成される狭持部にて未定着トナー画像を担持した連続記録材を狭持搬送して定着を行う定着装置において、前記複数本の加圧ローラのうち少なくとも１本は、前記加熱ローラに対して３ヶ所以上の異なる位置に変更可能としたことを特徴とする定着装置。
前記複数本の加圧ローラのうち少なくとも１本は、前記加熱ローラに対する位置を連続記録材の厚さに応じて変更可能としたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記複数本の加圧ローラのうち少なくとも１本は、前記加熱ローラに対する位置を定着させるトナーの厚さに応じて変更可能としたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。