JP2010107979A

JP2010107979A - 定着器

Info

Publication number: JP2010107979A
Application number: JP2009245546A
Authority: JP
Inventors: Anthony S Condello; エスコンデロアンソニー; Augusto Barton; バートンアウギュスト
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2010-05-13
Also published as: US7970330B2; US20100111579A1

Abstract

【課題】異なる種類の媒体にトナーを効率的に定着する装置と方法を提供することである。
【解決手段】媒体上にトナーを定着させる定着器５００は、加圧ロール５３０と、定着ベルト５２０と、定着ベルト５２０が加圧ロール５３０と接触することにより形成されるニップ５０５とを備える。ニップ５０５は、媒体がニップ５０５に進入する入口端と、媒体がニップ５０５から退出する出口端と、入口端と出口端との間で規定されるニップ幅とを含む。定着器５００はさらに、加圧ロール５３０を定着ベルト５２０に向かってまたは定着ベルト５２０から離れるように移動させることによりニップ幅を調節する機構５７０と、媒体がニップ５０５の出口端から退出した後に、媒体を定着ベルト５２０から剥離するための剥離部材５４０とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、媒体上にトナーを定着させる定着器に関する。

いくつかの印刷装置では、トナー画像を媒体上に形成し、その後媒体を加熱してトナーを媒体に溶融（定着）する。そのような印刷装置では、それらの間にニップを形成する定着部材と加圧ロールを備えてもよい。ニップに供給した媒体を、定着部材及び加圧ロールによって加熱、加圧することによりトナーを定着する。

米国特許出願公開第２００８／００３７０６９号明細書

異なる種類の媒体にトナーを効率的に定着する装置と方法を提供することが望ましい。

本発明に係る定着装置のうち、第１の定着装置は、媒体上にトナーを定着させる定着器であって、加圧ロールと、定着ベルトと、前記定着ベルトが前記加圧ロールと接触することにより形成されるニップとを備え、前記ニップは、前記媒体が前記ニップに進入する入口端と、前記媒体が前記ニップから退出する出口端と、前記入口端と出口端との間で規定されるニップ幅とを含み、前記定着器はさらに、前記加圧ロールを前記定着ベルトに向かってまたは前記定着ベルトから離れるように移動させることにより前記ニップ幅を調節する機構と、前記媒体が前記ニップの出口端から退出した後に、前記媒体を前記定着ベルトから剥離するための剥離部材とを備えることを特徴とする定着器である。

また、本発明に係る第１の定着装置において、好ましくは、前記加圧ロールを移動させるための機構は、前記加圧ロールを支持するとともに時計回り及び反時計回り方向に回転可能なロードアームと、カムと、前記ロードアームと前記カムとを弾力的に付勢するよう配置された少なくとも１つのバネとを備え、前記カムは、回転可能であり、その回転により、前記ロードアームを反時計回りに回転させて前記加圧ロールを定着ベルトへ向かって移動させることによりニップ幅を増加させるか、または前記ロードアームを時計回りに回転させて前記加圧ロールを定着ベルトから遠ざけるように移動させることにより前記ニップ幅を減少させることが可能であり、前記定着ベルトは、前記定着ロールと接触する内側表面を含み、前記定着ベルトは前記ニップの前記出口端において前記定着ロールから離間し、前記剥離部材は、前記定着ロールと前記定着ベルトの前記内側表面との間に位置し、前記剥離部材は前記出口端から離れている端部を備え、この端部にて前記定着ベルトが剥離丸み部を形成し、前記定着ベルトの外側表面と、前記出口端及び前記剥離丸み部の間の前記加圧ロールの表面との間に第２ニップが形成される。

また、本発明に係る定着装置のうち、第２の定着装置は、媒体上にトナーを定着させる定着器であって、定着ロールと、エラストマー材料で構成された外層を含む加圧ロールと、前記定着ロール上で支持され、エラストマー材料で構成された外層を含む定着ベルトと、前記定着ベルトの外層が前記加圧ロールの外層と接触することにより形成されるニップとを備え、前記ニップは、前記媒体が前記ニップに進入する入口端と、前記媒体が前記ニップから退出する出口端と、前記入口端と出口端との間で規定されるニップ幅とを含み、前記定着器はさらに、前記加圧ロールを前記定着ベルトに向かってまたは前記定着ベルトから離れるように移動させることにより、前記加圧ロールが前記定着ベルトに与える負荷の大きさを変更し、それにより前記ニップ幅を調節する機構と、前記定着ロールと前記定着ベルトとの間に配置され、前記媒体が前記ニップの出口端から退出した後に、前記媒体を前記定着ベルトから剥離するための剥離部材とを備え、前記媒体は、実質的に前記定着ベルトのクリープなしで前記定着ベルトから剥離されることを特徴とする定着器である。

また、本発明に係る第２の定着装置において、好ましくは、前記加圧ロールを移動させるための機構は、前記加圧ロールを支持するとともに時計回り及び反時計回り方向に回転可能なロードアームと、カムと、前記ロードアームと前記カムとを弾力的に付勢するよう配置された少なくとも１つのバネとを備え、前記カムは回転可能であり、その回転により、前記ロードアームを反時計回りに回転させて前記加圧ロールを定着ベルトへ向かって移動させることによりニップ幅を増加させるか、または前記ロードアームを時計回りに回転させて前記加圧ロールを定着ベルトから遠ざけるように移動させることにより前記ニップ幅を減少させることが可能であり、前記定着ベルトは前記ニップの出口端において前記定着ロールから離間し、前記剥離部材は、前記出口端から離れている端部を含み、この端部にて前記定着ベルトが剥離丸み部を形成し、前記定着ベルトの外層と、前記出口端及び前記剥離丸み部の間の前記加圧ロールの外層との間に第２ニップが形成される。

印刷装置の１例の実施形態を示す図である。印刷装置における定着部材のクリープとニップ幅との関係を示す図である。定着ベルトを含む定着器の１例の実施形態を示す図である。幅広のニップを有する図３の定着器を示す図である。定着ベルトに対して加圧ロールを移動させる機構を含む定着器の１例の実施形態を示す図である。媒体剥離部材を含む図３の定着器のＸ部の部分拡大図である。

開示された実施形態では、媒体上にトナーを定着する定着器を提供する。この定着器は、加圧ロールと、定着ベルトと、前記定着ベルトが前記加圧ロールと接触することにより形成されるニップとを備え、前記ニップは、前記媒体がニップに進入する入口端と、前記媒体がニップから退出する出口端と、前記入口端と出口端との間で規定されるニップ幅とを含み、この定着器はさらに前記加圧ロールを前記定着ベルトに向かってまたはそれから離れるように移動させることにより前記ニップ幅を調節する機構と、前記媒体が前記ニップの出口端から退出した後に、前記媒体を前記定着ベルトから剥離するための剥離部材とを備える。

開示された実施形態ではさらに、媒体上にトナーを定着する定着器を提供する。この定着器は、定着ロールと、エラストマー材料で構成された外層を含む加圧ロールと、前記定着ロール上で支持され、エラストマー材料で構成された外層を含む定着ベルトと、前記定着ベルトの外層が前記加圧ロールの外層と接触することにより形成されるニップとを備え、前記ニップは、前記媒体がニップに進入する入口端と、前記媒体がニップから退出する出口端と、前記入口端と出口端の間で規定されるニップ幅とを含み、この定着器はさらに、前記加圧ロールを前記定着ベルトに向かってまたはそれから離れるように移動させることにより、前記加圧ロールが前記定着ベルトに与える負荷の大きさを変更し、それにより前記ニップ幅を調節する機構と、前記定着ロールと前記定着ベルトとの間に配置され、前記媒体が前記ニップの出口端から退出した後に、前記媒体を前記定着ベルトから剥離するための剥離部材とを備える。前記媒体は、実質的に前記定着ベルトのクリープなしで前記定着ベルトから剥離される。

開示の実施形態はさらに、定着ロールと、加圧ロールと、前記定着ロールと前記加圧ロールとの間に位置する定着ベルトとを備える定着器において、媒体上にトナーを定着する方法を提供する。この方法は、前記加圧ロールを前記定着ベルトに向かってまたはそれから離れるように移動させることによって、前記定着ベルトが前記加圧ロールと接触することにより形成されるニップの幅を、ニップの入口端と出口端との間で規定される第１ニップ幅に調節する工程と、第１トナーを載せた第１媒体を前記ニップの入口端へ供給する工程と、前記ニップにおいて前記第１媒体を加熱及び加圧することにより、前記第１トナーを前記第１媒体へ定着する工程と、前記第１媒体が前記ニップの出口端から退出した後に、前記第１媒体を前記定着ベルトから剥離する工程とを備える。

図１は、例えば本明細書に参照として組み込まれる米国特許出願公開第２００８／００３７０６９号明細書において開示された装置などの１例の印刷装置１００を示す。ここで言う「印刷装置」とは、デジタルコピー機、製本機械、複合機など、あらゆる目的のためにプリント出力機能を実行する装置を包含する。印刷装置１００は様々なサイズと重量とを有する媒体を使用し高速で印刷物を作り出すのに使用することができる。実施形態において、印刷装置１００はモジュール構造を有する。図示のように、この装置は直列に配置された２つの媒体供給モジュール１０２、媒体供給モジュール１０２に隣接するプリンタモジュール１０６、プリンタモジュール１０６に隣接するインバータモジュール１１４、及びインバータモジュール１１４に隣接して直列配置された２つのスタッカモジュール１１６を含んでいる。

印刷装置１００において、媒体供給モジュール１０２はプリンタモジュール１０６に媒体を供給する。プリンタモジュール１０６では、トナーを一連の現像剤ステーション１１０から帯電された感光体ベルト１０８へ転写することにより、感光体ベルト１０８上にトナー画像を形成し、カラー印刷を行う。トナー画像は、用紙搬送路を通って供給されたそれぞれの媒体１０４の一面に転写される。媒体は、定着ロール１１３及び加圧ロール１１５を含む定着器１１２内を進み、そこで加熱、加圧されてトナー画像が媒体上に定着する。インバータモジュール１１４は、プリンタモジュール１０６を通過した媒体を操作して、媒体をスタッカモジュール１１６へ引き渡すか、あるいは媒体を反転させてプリンタモジュール１０６へ戻す。スタッカモジュール１１６では、印刷された媒体はスタッカカート１１８に積み上げられてスタック１２０を形成する。

図示の印刷装置１００において、定着ロール１１３及び加圧ロール１１５はニップを形成し、これらのロールがニップにおいて、媒体の加熱及び加圧を行う。ニップは、処理方向（媒体がニップを通して搬送される方向）の幅を有する。そのニップ幅はニップ入口とニップ出口との間の処理方向の距離であり、滞留時間と処理速度との積（ニップ幅＝滞留時間×処理速度）として表現することができる。ニップ幅は、定着ロール１１３と加圧ロール１１５との間の圧力を増加させることにより広げることができる。

媒体にトナーを接触定着させるための加圧ロール及び定着ロールを含む定着器では、ニップ幅は一般に、設置時または保守時に設定される。ニップ幅は、材料摩耗及び他の許容差の一方または両方のために変更される可能性がある。しかしながら、このような定着器では、印刷作業中の積極的なニップ幅の調整は行われない。

定着器１１２では、定着ロール１１３はエラストマー材料で構成された外層を含んでもよく、この外層は定着ロール１１３及び加圧ロール１１５が互いに向かって力を加える場合に歪みを生じる外側表面領域を有する。定着ロール１１３の表面領域で生じ、％で表されるこの歪みは、ここでは「クリープ」と呼ばれる。外側表面領域のクリープの大きさは、直接ニップ幅に関係する。すなわち、ニップ幅が大きくなると、クリープもまた増加する。定着器１１２では、そのような定着ロール１１３の外層におけるクリープを利用して、ニップを通り抜けた後の媒体を定着ロール１１３から剥離する。剛性の低い軽量媒体を剥離する場合には、定着量を最低限（つまりニップ幅を最小）にして、クリープ量を最大に設定するのが望ましい。反対に、このような定着器において剛性の高い大重量媒体を剥離するには、ニップ幅を大きくクリープ量を低く設定する（端部摩耗を低くして）ことが望ましい。

他の定着器の構成では、媒体にトナーを定着させるために加圧ロールと厚みのある定着ベルトとを含んで構成してもよい。厚みのある定着ベルトの厚さは典型的には約１ｍｍから約５ｍｍである。そのような定着器では、１つ以上の定着ベルトの最外層にクリープが生じる。厚みのある定着ベルトから媒体とトナーとを剥離するのにこのクリープを利用する。

図２は、媒体にトナーを定着させるために使用するロール対（加圧ロールと定着ロール）を含む定着器において、すべての媒体重量に対して定着と剥離の両機能を同時に最適化することに関する困難について示すグラフである。図２は、媒体にトナーを定着させるためのロール対（加圧ロールと定着ロール）を含む定着器において、クリープとニップ幅間に存在する直線関係の１例を示している。図２はまた、このような定着器における軽量媒体と大重量媒体のためのそれぞれの最適領域（クリープとニップ幅の条件）、及びこれに代わってすべての媒体重量に対して使用可能な動作領域を示す。図示のように、異なる種類の媒体に対して定着器が使用する動作領域とは、軽量媒体の剥離に使用する望ましい最小クリープと、大重量媒体の定着に使用する最小のニップ幅とが交わる領域である。しかしながら、異なる種類の媒体に対応する異なる最適領域ではなく、すべての媒体重量に対応する動作領域において定着器を作動させると、軽量媒体は過剰定着され、大重量媒体は過度の端部摩耗を起こす可能性がある。

図２に示すように、すべての媒体重量に対して定着と剥離との両機能を最適化することに関する困難は、加圧ロールと厚みのある定着ベルトとを含む定着器においてもまた発生する。

図３は１例の実施形態による定着器３００を示す。定着器３００は、定着器において使用されるすべての媒体重量に対する定着と剥離との機能の分離を容易にするよう構成されている。定着器３００の実施形態は異なる種類の印刷装置に使用することができる。例えば、定着器３００は図１に示す印刷装置１００において定着器１１２の代わりに使用することができる。

この定着器の実施形態は、少なくとも２つのロールに支持される定着ベルトを備える。ロールの少なくとも１つは内部から加熱される。図３に示すように、定着器３００は定着ロール３０２と、複数のアイドラロール３０６、３１０、３１４、３１８とによりに支持された無端（連続）定着ベルト３２０を含んでいる。定着ベルト３２０は外側表面３２２と反対側の内側表面３２４とを有する。実施形態では、アイドラロール３０６、３１０、３１４は互いにほぼ同一の外径を有してもよく、アイドラロール３１８はそれよりも小さな外径を有してもよい。他の実施形態では、定着器３００は定着ベルト３２０を支持するアイドラロールを４個未満（例えば１個）、または４個以上含んでもよい。少なくとも１つのアイドラロールは内部から加熱することができる。

定着ロール３０２及びアイドラロール３０６、３１０、３１４は、定着ベルト３２０の内側表面３２４と接触する各外表面３０４、３０８、３１２、３１６、及び各内部発熱体３５０、３５２、３５４、３５６を含んでいる。発熱体３５０、３５２、３５４、３５６は、例えば電源３７０に接続された軸方向に伸びるランプであってもよい。実施形態では、加熱される各定着ロール及びアイドラロールの一方または両方はそれぞれ１つ以上の発熱体を含んでもよい。実施形態では、電源３７０はコントローラ３７２に接続される。コントローラ３７２は、電源３７０を制御して発熱体３５０、３５２、３５４、３５６の動作を制御することにより、定着ベルト３２０の希望温度への加熱を制御して異なる種類の媒体にトナーを定着することができる。

定着器３００は、外側表面３３２を有する加圧ロール３３０をさらに含んでいる。加圧ロール３３０及び定着ベルト３２０は、外側表面３２２と外側表面３３２の間にニップ３０５を形成する。実施形態では、加圧ロール３３０はコアと、コアを覆う外側表面３３２を含む外層とを含んでもよい。実施形態では、コアはアルミニウムなどにより構成し、外層はパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）共重合体樹脂などの弾性変形可能な材料で構成することができる。

実施形態において、定着ベルト３２０は例えば基層、基層上の中間層、及び中間層上の外層から成る多層構造を有していてもよい。そのような実施形態では、基層は、定着ベルト３２０を支持する定着ロール３０２、アイドラロール３０６、３１０、３１４及び３１８と接触する定着ベルト３２０の内側表面３２４を形成する。外層は、定着ベルト３２０の外側表面３２２を形成する。定着ベルト３２０の１例の実施形態では、基層はポリイミドなどのような高分子材料、中間層はシリコン等、そして外層は、デュポンパフォーマンスエラストマーＬ．Ｌ．Ｃ．のヴァイトン（Ｖｉｔｏｎ（米国登録商標））として販売されているフルオロエラストマーやテフロン（登録商標）（Ｔｅｆｌｏｎ（米国登録商標））のポリテトラフルオロエチレンなどの高分子材料により構成される。

実施形態では、定着ベルト３２０は、厚さが約０．１ｍｍから約０．６ｍｍの薄いベルトである。例えば、基層は約５０μｍから約１００μｍの厚さ、中間層は約１５０μｍから約２００μｍの厚さ、外層は約２０μｍから約４０μｍの厚さを有してもよい。定着ベルト３２０の幅は典型的には約３５０ｍｍから約４５０ｍｍであってもよい。定着ベルト３２０の実施形態における長さは、少なくとも約５００ｍｍ、約６００ｍｍ、約７００ｍｍ、約８００ｍｍ、約９００ｍｍ、約１０００ｍｍ、あるいはそれ以上であってもよい。そのような長い定着ベルトでは、短いベルトより広い表面積が摩耗する。

図３は、トナー画像３６２を載せた媒体３６０を処理方向Ａに向かってニップ３０５に供給する様子を示す。実施形態では、定着ロール３０２は駆動機構により反時計回りに回転し、加圧ロール３３０は時計回りに回転して媒体３６０をニップ３０５の中へ搬送する。媒体３６０は、例えば軽量紙のような軽量タイプの媒体であってもよく、これに加えて、またはこれに代えて、トナー画像３６２は低いトナー質量を有してもよい。典型的には、用紙は重量によって以下のように分類することができる。それは軽量、すなわち約７５ｇｓｍ（＝g/m²）以下と、中間重量、すなわち約７５ｇｓｍ〜約１６０ｇｓｍと、大重量、すなわち約１６０ｇｓｍ以上とである。低質量トナーは典型的に約０．８ｍｇ／ｃｍ²未満である。コーティングを施した媒体にトナーを定着させる場合には、コーティングを施してない媒体に比較して、（厚さ及び坪量当たりで）より多くのエネルギーが印加される。実施形態では、加圧ロール３３０の外側表面３３２は、定着ベルト３２０に接触すると変形する。定着ロール３０２の外側表面３０４もまた、外側表面３０４を含む外部領域を形成する材料によっては、この接触によって変形する可能性がある。例えば、外側表面３０４を含む領域がエラストマー材料で構成される場合、外側表面３０４もこの接触によって変形する。実施形態では、ニップ幅は典型的には約５ｍｍから約２０ｍｍである。図３は、定着ベルト３２０と加圧ロール３３０との間に形成された幅狭のニップ幅を示す。例えば、定着ロール３０２及び加圧ロール３３０の直径が約４インチ（＝１０．１cm）である場合、この幅狭のニップ幅は約１４ｍｍから約１８ｍｍであってもよい。幅狭のニップ幅の寸法範囲は、定着ロール３０２及び加圧ロール３３０の直径とこれに加えて、またはこれに代えて、定着器３００において使用する処理速度に応じて変更してもよい。

定着器３００では、ニップ３０５のニップ幅は、加圧ロール３３０の外側表面３３２を介して定着ベルト３２０及び定着ロール３０２の外側表面３０へ与えられる負荷Ｌ₁の大きさ、及びの負荷Ｌ₁の付与に起因する外側表面３３２（及び変形可能材料で構成された場合の定着ロール３０２の外側表面３０４）の変形性（柔軟性）によって決定される。

図４は、トナー画像４６２を載せた媒体４６０を処理方向Ａに向かってニップ３０５に供給する場合の、加圧ロール３３０の外側表面３３２と定着ベルト３２０との間で形成された幅広のニップ幅を有する定着器３００のニップ３０５を示す。媒体４６０は、例えば大重量紙のような大重量タイプや透明タイプの媒体であってもよく、これに加えて、またはこれに代えて、トナー画像４６２は高いトナー質量を有してもよい。幅広のニップ幅は、例えば定着ロール３０２及び加圧ロール３２０の直径が約４インチ（＝１０．１ｃｍ）である場合、約１８ｍｍから約２２ｍｍであってもよい。媒体上の高質量トナーは典型的には少なくとも約０．８ｍｇ／ｃｍ²である。図４に示す幅広のニップ３０５は、付与する負荷の大きさをＬ₁からＬ₂に増加させて加圧ロール３３０の外側表面３３２の変形量を増加させ、この変形量の増加により、処理方向Ａにおける外側表面３３２と定着ベルト３２０との間で形成された接触領域の幅を広げるとともに定着ロール３０２及び加圧ロール３３０に接する定着ベルト３２０の長さ方向部分を大きくすることにより得られる。

実施形態では、加圧ロール３３０が定着ベルト３２０及び定着ロール３０４に対して相対的に移動し、ニップ負荷を変更して異なる種類の媒体及び画像内容に応じたニップ幅制御を行うための調整が可能なように定着器３００を構成している。図５は、定着器５００の例示の実施形態を示すものであり、加圧ロール５３０を定着器５００の定着ロール５０２上で支持された定着ベルト５２０と接触させるための機構５７０を含む。定着ロール５０２、加圧ロール５３０及び定着ベルト５２０は、それぞれ図３及び図４に示す定着ロール３０２、加圧ロール３３０及び定着ベルト３２０と同一の構造を有してもよい。定着器５００はまた、定着ベルト５００を支持するために、定着器３００のアイドラロール３０６、３１０、３１４及び３１８のような１つ以上のアイドラロール（図示せず）を含んでもよい。図５は、定着ベルト５２０の外側表面５２２に接して配置された加圧ロール５３０の外側表面５３２を示す。機構５７０は、加圧ロール５３０を支持するように構成された表面５８２を有するロードアーム５７２を含む。機構５７０はさらにボールまたはローラのような旋回軸５７４を含み、この旋回軸５７４を中心としてロードアーム５７２を反時計回りに回転させて加圧ロール５３０を定着ベルト５２０側へ移動させることによりニップ５０５の幅を広げるか、または時計回りに回転させて加圧ロール５３０を定着ベルト５２０から離れるように移動させることによりニップ５０５の幅を狭めることができる。この機構５７０は回転可能なカム５７６を含む。カム５７６は、例えば回転可能な軸に取り付けることができる。少なくとも１つの圧縮バネ５８０をローラ５７８と５８１との間に配置する。バネ５８０は、ローラ５７８によってロードアーム５７２を弾力的に付勢し、かつローラ５８１によってカム５７６を弾力的に付勢する作用を有する。

カム５７６を回転させることにより、ロードアーム５７２を旋回軸５７４周りに回転させる。図示のように、カム５７６を反時計回りに回転することにより、ローラ５８１と接触するカム５７６の外側表面の位置に応じてロードアーム５７２は時計回りにまたは反時計回りに回転する。カム５７６の外側表面は少なくとも３つの接触点「ＬＷ」、「ＭＷ」及び「ＨＷ」を有するよう形成されている。ローラ５８１が接触点「ＬＷ」に接している場合、軽量媒体にトナーを定着するのに望ましいニップ５０５の幅を得るために、バネ５８０はローラ５７８をロードアーム５７２に向かって弾力的に押圧する。接触点「ＭＷ」がローラ５７８に接するようカム５７６を回転させると、ロードアーム５７２は反時計回りに回転し、その結果ローラ５３０が定着ベルト５２０及び定着ロール５０２により大きな負荷を与えることになり、ニップ５０５の幅が中間重量の媒体にトナーを定着させるのに望ましい幅に広げられる。接触点「ＨＷ」がローラ５７８に接するようカム５７６を回転させると、ロードアーム５７２はさらに反時計回りに回転し、その結果ローラ５３０が定着ベルト５２０及び定着ロール５０２に対して、より大きな負荷を与えることになり、ニップ５０５の幅が大重量媒体にトナーを定着させるのに望ましい幅に広げられる。実施形態では、機構５７０に複数の中間設定を付加して提供することにより、中間の厚みを有する媒体にトナーを定着させることも可能である。

実施形態では、機構５７０をコントローラ３７０などのコントローラに接続し、カム５７６の急速起動を可能にすることにより、ニップ５０５の迅速なマクロニップ幅調整性を実現することもできる。実施形態では、機構５７０を例えば約５秒未満で起動することができる。機構５７０によって、定着器５００の剥離機能を低下せずに媒体特性及び画像内容の一方または両方に応じてニップ５０５の幅を調節することができる。

定着器３００では、１つ以上の定着ベルト３２０の外側エラストマー層は、十分な薄さを有し、加圧ロール３３０の外側表面３３２は十分な柔軟性を備えるため、外側表面３３２により定着ベルト３２０が加圧されても、エラストマー層には極小の歪み（クリープ）し発生しない。これらの特徴は、媒体と定着ベルト３２０の外側表面３２２との間の相対運動を最小限に止めるのに有効である。薄い定着ベルト３２０を使用することによって、定着ベルト３２０から媒体を剥離するために、定着器３００は定着部材のクリープに依存する必要がない。

図３及び図４に示すように、定着器３００において、剥離機能は定着ベルト３２０の内側に配置された剥離部材３４０を使用することにより実現される。図６は、定着ロール３０２、加圧ロール３３０、定着ロール３０２の外側表面３０４と加圧ロール３３０の外側表面３３２の間に位置する定着ベルト３２０、及び剥離部材３４０を備える定着器３００の一部を示す。ニップ３０５は、入口端３０７とその反対側の出口端３０９との間に処理方向Ａに向かって延在する。媒体は入口端３０７へ送られ、出口端３０９にてニップ３０５から排出される。剥離部材３４０は、定着ロール３０２の外側表面３０４に対向する表面３４２、及び定着ベルト３２０の内側表面３２４と接触する対向面３４４を含む。定着ベルト３２０はニップ３０５の出口端３０９において定着ロール３０２から離間する。実施形態では、媒体がニップ３０５から出た直後に剥離できるように、剥離部材３４０はニップ３０５の出口端３０９に対して相対的に位置する。実施形態では、剥離部材３４０の一端は、ニップ３０５の出口端３０９から約５ｍｍの間隔を開けて配置してもよい。図５に示す定着器５００は、ニップ５０５の出口端に近接して配置された剥離部材５４０を含む。剥離部材５４０は剥離部材３４０と同一の構造を有してもよい。

定着ベルト３２０は、ニップ３０５の出口端３０９に隣接して、例えば出口端３０９から約５ｍｍ以内に配置された剥離丸み部３１３を形成する。例えば、剥離丸み部３１３の大きさは約５ｍｍ以下である。剥離丸み部３１３の大きさはニップ３０５の幅に依存しない。定着ベルト３２０の出口端３０９と剥離丸み部３１３との間に延在する部分は、定着ベルト３２０の外側表面３２２と加圧ロール３３０の外側表面３３２との間の第２ニップ３１１を構成する。実施形態では、第２ニップ３１１は剥離機能を提供する。第２ニップ３１１において、ある程度の定着を行うこともできる。剥離部材３４０は、剥離丸み部３１３において媒体と媒体に載せられたトナーとを定着ベルト３２０の外側表面３２２から機械的に分離する（剥離する）のに適している。

定着ロール３０２と加圧ロール３３０との間に定着ベルと３２０を配置して、これらのロール３０２，３３０の間に位置するニップ３０５（または第１ニップ）は、ニップ３０５の直後に設けられた第２ニップ３１１よりも、（定着ロールと加圧ロールとの間で形成されたニップと同様に）高圧ゾーンとなっている。定着器３００に剥離部材３４０を備えることにより、薄い媒体及び低質量トナーを載せた媒体の一方または両方に対してはニップ３０５の幅を狭く（対応してニップ圧を低く）設定し、厚みのある媒体及び高質量のトナーを載せた媒体の一方または両方に対しては幅広に（対応してニップ圧を高く）設定し、中間の厚さを有する媒体及び中間質量のトナーを載せた媒体の一方または両方に対しては複数の中間幅に設定することができる。薄い定着ベルト３２０（媒体剥離をクリープに依存しない）及び剥離部材３４０の組み合わせにより、定着器３００の実施形態において使用可能なすべての重量の媒体において、定着及び剥離機能を分離することが可能（つまり実質的にお互いに依存することなく別々に制御可能）となる。定着ベルト３２０に対して相対的に加圧ロール３３０を移動させるための機構の使用により、ニップ３０５の幅は異なる重量の媒体に応じて調節可能となる。

定着器３００及び５００などの定着器の実施形態において、媒体に載せたトナー画像の特性を利用して最適な定着器設定を決定することができる。例えば、大きな媒体領域範囲を有するトナー画像に対しては、より多くの定着量（すなわち、より高い温度、圧力及び滞留時間の１または２または全部）を使い、テキスト文書に対してはより少ない定着量（すなわち、より低い温度、圧力及び滞留時間の１または２または全部）を使うことが望ましい。過剰定着（すなわち、過剰な温度、圧力及び滞留時間の１または２または全部の使用）は、典型的には定着ベルトの初期故障と関連している。薄い媒体シートが適切に加熱される場合、ニップから出た媒体シートはより高い割合のビーム強度を保持している。幅狭のニップを軽量媒体に使用する他の利点としては、加圧ロール温度を下げて使用することが可能であるという点であり、それにより背面画像アーチファクトの発生を低減することができる。

定着器３００及び５００のような定着器の実施形態では、厚みのある媒体もまた、定着器で使用する小さいまたは低圧のニップから大きいまたは高圧のニップの動作条件において定着表面のクリープやしわを実質的に除去することできて有利である。従って、この定着器の実施形態では、定着ベルトの寿命を伸ばすことができる。

実施形態において、厚みのある媒体及び高質量のトナー有する媒体の一方または両方にトナーを定着させるために、定着器３００及び５００のような定着器の第１ニップ幅を増加（それにより滞留時間は増加）する一方、定着ベルトを加熱する設定点温度を下げることが可能である。このような実施形態では、滞留時間を増加させて温度を引き下げても、定着ベルトは定着ベルトと接触している前述の媒体に対して十分な量の熱エネルギーを供給し、媒体にトナーを定着させることが可能である。他の実施形態では、厚みのある媒体及び高質量のトナーを有する媒体の一方または両方にトナーを定着させるために、定着器の第１ニップ幅を減少（滞留時間を短縮）し、定着ベルトを加熱する設定点温度を上げることができる。このような実施形態では、滞留時間を短くして温度を引き下げても、定着ベルトは前述の媒体に十分な量の熱エネルギーを供給し、媒体にトナーを定着させることが可能である。

１００印刷装置、１０２媒体供給モジュール、１０４媒体、１０６プリンタモジュール、１０８感光体ベルト、１１０現像剤ステーション、１１２定着器、１１３定着ロール、１１４インバータモジュール、１１５加圧ロール、１１６スタッカモジュール、３００定着器、３０２定着ロール、３０５ニップ、３１１第２ニップ、３１３剥離丸み部、３２０定着ベルト、３３０加圧ロール、３４０剥離部材、３６０媒体、３６２トナー画像、４６０媒体、５００定着器、５０２定着ロール、５０５ニップ、５２０定着ベルト、５３０加圧ロール、５４０剥離部材、５７０機構、５７２ロードアーム、５７６カム、５８０圧縮バネ。

Claims

媒体上にトナーを定着させる定着器であって、
加圧ロールと、
定着ベルトと、
前記定着ベルトが前記加圧ロールと接触することにより形成されるニップとを備え、前記ニップは、前記媒体が前記ニップに進入する入口端と、前記媒体が前記ニップから退出する出口端と、前記入口端と出口端との間で規定されるニップ幅とを含み、
前記定着器はさらに、
前記加圧ロールを前記定着ベルトに向かってまたは前記定着ベルトから離れるように移動させることにより前記ニップ幅を調節する機構と、
前記媒体が前記ニップの出口端から退出した後に、前記媒体を前記定着ベルトから剥離するための剥離部材とを備えることを特徴とする定着器。
請求項１に記載の定着器であって、前記加圧ロールを移動させるための機構は、
前記加圧ロールを支持するとともに時計回り及び反時計回り方向に回転可能なロードアームと、
カムと、
前記ロードアームと前記カムとを弾力的に付勢するよう配置された少なくとも１つのバネとを備え、
前記カムは、回転可能であり、その回転により、前記ロードアームを反時計回りに回転させて前記加圧ロールを定着ベルトへ向かって移動させることによりニップ幅を増加させるか、または前記ロードアームを時計回りに回転させて前記加圧ロールを定着ベルトから遠ざけるように移動させることにより前記ニップ幅を減少させることが可能であり、
前記定着ベルトは、前記定着ロールと接触する内側表面を含み、前記定着ベルトは前記ニップの前記出口端において前記定着ロールから離間し、
前記剥離部材は、前記定着ロールと前記定着ベルトの前記内側表面との間に位置し、前記剥離部材は前記出口端から離れている端部を備え、この端部にて前記定着ベルトが剥離丸み部を形成し、
前記定着ベルトの外側表面と、前記出口端及び前記剥離丸み部の間の前記加圧ロールの表面との間に第２ニップが形成されることを特徴とする定着器。
媒体上にトナーを定着させる定着器であって、
定着ロールと、
エラストマー材料で構成された外層を含む加圧ロールと、
前記定着ロール上で支持され、エラストマー材料で構成された外層を含む定着ベルトと、
前記定着ベルトの外層が前記加圧ロールの外層と接触することにより形成されるニップとを備え、前記ニップは、前記媒体が前記ニップに進入する入口端と、前記媒体が前記ニップから退出する出口端と、前記入口端と出口端との間で規定されるニップ幅とを含み、
前記定着器はさらに、
前記加圧ロールを前記定着ベルトに向かってまたは前記定着ベルトから離れるように移動させることにより、前記加圧ロールが前記定着ベルトに与える負荷の大きさを変更し、それにより前記ニップ幅を調節する機構と、
前記定着ロールと前記定着ベルトとの間に配置され、前記媒体が前記ニップの出口端から退出した後に、前記媒体を前記定着ベルトから剥離するための剥離部材とを備え、
前記媒体は、実質的に前記定着ベルトのクリープなしで前記定着ベルトから剥離されることを特徴とする定着器。
請求項３に記載の定着器において、前記加圧ロールを移動させるための機構は、
前記加圧ロールを支持するとともに時計回り及び反時計回り方向に回転可能なロードアームと、
カムと、
前記ロードアームと前記カムとを弾力的に付勢するよう配置された少なくとも１つのバネとを備え、
前記カムは回転可能であり、その回転により、前記ロードアームを反時計回りに回転させて前記加圧ロールを定着ベルトへ向かって移動させることによりニップ幅を増加させるか、または前記ロードアームを時計回りに回転させて前記加圧ロールを定着ベルトから遠ざけるように移動させることにより前記ニップ幅を減少させることが可能であり、
前記定着ベルトは前記ニップの出口端において前記定着ロールから離間し、
前記剥離部材は、前記出口端から離れている端部を含み、この端部にて前記定着ベルトが剥離丸み部を形成し、
前記定着ベルトの外層と、前記出口端及び前記剥離丸み部の間の前記加圧ロールの外層との間に第２ニップが形成されることを特徴とする定着器。