JP2006251069A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】定着装置は、加圧用回転部材1と、加熱用回転部材2と、を有している。加熱用回転部材2は、無端のフィルム状ベルト23と、フィルム状ベルト23の内周面が摺接するように案内するための支持部材22と、支持部材22の内方に配置される熱源21と、を備えている。支持部材22は、フィルム状ベルト23を加熱する。
【効果】フィルム状ベルトは、支持部材を介して均等に加熱され、用紙に転写されているトナー像を良好に加熱溶融することができる。
【選択図】 図2
Description
ところで、加熱ローラは、予め定められた定着温度になっていなければ、トナーを溶融することができないので、定着装置を駆動させる前に予め加熱ローラを所定温度まで加熱しなければならない。このため、従来の定着装置は、加熱ローラの予熱時間が必要で、立ち上がり時の応答性が悪いという問題があった。
この発明は、また、フィルム状ベルトを用いた定着装置において、フィルム状ベルトを良好に支持でき、かつ、フィルム状ベルトを良好に加熱することのできる定着装置を提供することを他の目的とする。
請求項1の構成によれば、熱源の発する熱は支持部材に与えられる。そしてフィルム状ベルトは支持部材を介して加熱される。支持部材には、フィルム状ベルトの内周面が摺接される。支持部材は、摺接されるフィルム状ベルトをニップへ案内するための形状を有している。このため、フィルム状ベルトの内周面が支持部材に摺接している間に、支持部材を介してフィルム状ベルトは均等に加熱され、ニップにおいて適切に加熱されたフィルム状ベルトが用紙に転写されているトナー像を加熱溶融する。
そして、ニップ形成部は、略直線状または緩く凹湾曲状をしているため、加圧用回転部材との間で良好なニップを形成できる。そしてこのニップ形成部に沿って、加圧用回転部材の回転に従動してフィルム状ベルトが移動するので、トナー像が定着された用紙は、ニップ形成部に沿って搬送される間に、効率良く加熱および加圧される。
請求項3の構成では、ニップ形成部の下流側は、支持部材が小さな曲率半径で加圧用回転部材から離れる方向に曲がっているので、ニップ形成部に沿って移動したフィルム状ベルトは、その下流側で加圧用回転部材とのニップが解かれ、支持部材の非案内部から離れた状態で回転移動する。かかる構成により、フィルム状ベルトが加圧用回転部材の回転に伴って従動移動することを確保しつつ、フィルム状ベルトを支持部材の案内部およびニップ形成部に沿わせて摺接移動させることができる。
この発明によれば、熱源により支持部材を介して迅速にフィルム状ベルトを加熱することができ、待機時間が少なくてよく、しかも用紙を均等に加熱することのできるいわゆるオンデマンド型の定着装置を提供することができる。
図1は、この発明の一実施形態にかかる定着装置の全体概略図である。図2は、図1に示す定着装置の縦断面図である。
図1および図2を参照して説明すると、この実施形態に係る定着装置には、加圧用回転部材としての加圧ローラ1および加熱用回転部材2が備えられている。そして、加圧ローラ1と加熱用回転部材2とが協働し、用紙Pをニップし、加熱および加圧しながら搬送する。よって、用紙Pに転写されているトナー像を用紙Pに定着させる。
この実施形態の特徴は、加圧ローラ1と協働してニップを形成する加熱用回転部材2が、以下に説明する構成になっていることである。
支持部材22はアルミ、銅等の金属の薄板が曲成されて形成されており、中空の略円筒形状を基本として、加圧ローラ1と対向した、用紙搬送方向に略直線状のニップ形成部31と、ニップ形成部31の下流側につながった非案内部33と、非案内部33の上端およびニップ形成部31の上流側とをつなぐ円弧状の案内部32とに区別することができる。非案内部33には多数の開口34が形成されている。
熱源21は、たとえばシーズヒータ等で構成されており、支持部材22で囲まれた空間の中央に配置されている。
一方、ニップ形成部31の下流側の終端は、加圧ローラ1から離れる方向に小さな曲率半径で曲がった形状を有し、非案内部33へとつながっているから、ニップ形成部31と弾性体ローラ12とに挟まれて、弾性体ローラ12に従動して移動するフィルム状ベルト23は、ニップ形成部31の下流側からさらに移動する際に、非案内部33の周面に沿って回転せず、非案内部33から浮き上がった状態で上方へと回転し、その上面において円弧状の案内部32と接し、前述したように案内部32の外周面に沿って移動する。
支持部材22は、また、ニップの形成方向、およびその曲率を任意な形状に形成できるから、ニップ形成部31の下流側から非案内部33への接続部分を、用紙Pの分離に有利な形状に形成することができる。
この実施形態では、支持部材22は、熱源21側にわずかに凹湾曲状をしたニップ形成部31を備えている。これにより、ニップ形成部31が、図2に見られる用紙搬送方向に略直線状をしているときと比較して、ニップ形成部31の終端で、さらに小さな曲率半径を形成することができ、用紙Pを有利に分離することができる。
なお、さらに輻射熱を吸収できるよう、支持部材22の全内周面に黒色塗装をしてもよい。
ここでは、用紙Pと、熱源21と、フィルム状ベルト23の一部とを省略して図示している。
非案内部33には、図示のとおり多数の開口34が形成されているので、非案内部33に接触せずに回転移動するフィルム状ベルト23に対して、この開口34を通して熱源21の輻射熱を直接与えることができ、フィルム状ベルト23を加熱することができる。
なお、フィルム状ベルト23を十分支持できる支持部材22であれば、非案内部33全体を開口34とすること、つまり、支持部材22から非案内部33を省略してもよい。また、同様の理由から、開口34の形状は、図示した形状だけによらない。
この実施形態では、上記構成に加えて、さらに、支持部材22の周面にフィルム状ベルト23を押圧するための押圧手段4が備えられている。押圧手段4は、支持部材22における案内部32の上流側の領域に対向して配置されており、案内部32の外周面にフィルム状ベルト23を押しつける。押圧手段4は、図1に示すように支持部材22の軸方向と平行方向に延びるローラを用いることができる。このローラは、たとえばフィルム状ベルト23の周面にオイルを塗布するためのオイル塗布ローラによって兼用させることができる。
上述の押圧手段は、図示のとおり、ローラに代えて、フィルム状ベルト23の外周面を清掃するための清掃部材41を用いてもよい。
かかる押圧手段4を用いることにより、フィルム状ベルト23を支持部材22における案内部32の外周面に確実に接触させることができ、押圧手段4から下流側の案内部32の外周面に沿ってフィルム状ベルト23が摺接移動させられる。
以上の構成により、薄いフィルム状ベルト23を使用しても、支持部材22により良好に維持される。これにより、フィルム状ベルト23が、常に支持部材22上の案内部32に摺接した形状を維持することから、ブレを生じることなく安定した回転移動をさせることができ、よって高速化にも対応できる。
さらに、フィルム状ベルト23は、加圧用回転部材1からの張力を受け、常に支持部材22上の案内部32に摺接した形状をとっている。これにより、フィルム状ベルト23は、案内部32からの熱をムラなく受けることができる。
さらに、フィルム状ベルト23と非接触温度センサ5との距離を一定に保つことができる。これにより、フィルム状ベルト23の表面温度を的確に検出することができ、最適なフィルム状ベルト23の温度制御ができる。そして、無駄な加熱を防ぐことで、複写機の電力の消費を必要最小限にすることができる。
上述の説明は、いわゆるモノクロの複写機の定着装置を例にとって説明したが、この発明の定着装置は、カラー複写機、カラープリンタなどの画像形成措置に設置されている定着装置にも適用できる。
11 回転軸
12 弾性体ローラ
13 ギヤ
2 加熱用回転部材
21 熱源
22 支持部材
23 フィルム状ベルト
31 ニップ形成部
32 案内部
33 非案内部
34 開口
4 押圧手段
41 清掃部材
5 非接触温度センサ
P 用紙
Claims (4)
- 加圧用回転部材および加熱用回転部材を有し、両回転部材間で用紙をニップして搬送することにより、用紙に転写されているトナー像を上記用紙に定着させる定着装置であって、
上記加熱用回転部材は、
上記ニップで上記加圧用回転部材の回転に伴って回転移動される無端のフィルム状ベルトと、
少なくとも上記ニップの形状および上記ニップの上流側の形状を形成し、上記フィルム状ベルトの内周面が摺接するように、上記フィルム状ベルトの移動を案内するための支持部材と、
上記支持部材の内方に配置され、上記支持部材を介して上記フィルム状ベルトを加熱するための熱源と、を含むことを特徴とする、定着装置。 - 上記支持部材は、
用紙搬送方向に略直線状またはわずかに凹湾曲状をしたニップ形成部と、
上記ニップ形成部の上流側に延びており、円弧状に凸湾曲をし、上記フィルム状ベルトを上記ニップ形成部へと導く案内部と、を含むことを特徴とする請求項1記載の定着装置。 - 上記ニップ形成部の下流側には、上記加圧用回転部材から離れる方向に小さな曲率半径で曲がり、上記ニップ形成部を通過した上記フィルム状ベルトが摺接しない非案内部が設けられていることを特徴とする、請求項2記載の定着装置。
- 上記支持部材は、上記非案内部の下流側と上記案内部の上流側とがつながった環状をしており、
上記非案内部には、上記熱源の発する熱が上記支持部材を介さずに直接上記フィルム状ベルトの内面に届くように多数の開口が形成されていることを特徴とする、請求項3記載の定着装置。
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