JP2011227162A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率よく防止できる定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】ベルトニップ方式の定着装置において、ニップ部の下流側に配設され、張架された定着ベルトを内側から押圧する分離ローラの形状を、両端から中央に向かって増径する多段クラウン形状とする。具体的には、分離ローラは、軸方向中央を頂点とする第1クラウン量の第1双曲線を軸中心に回転させた形状を有する中央部と、軸方向中央を頂点とし、第1クラウン量以下の第2クラウン量の第2双曲線を軸中心に回転させた形状を有する両端部と、第1双曲線と第2双曲線を連結する連結線を軸中心に回転させた形状を有する中間部と、で構成され、中間部の平均斜度が中央部及び両端部の平均斜度より大きくなっている。
【選択図】図3

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
一般に、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置においては、画像データに基づいて感光体ドラム上にトナー像が現像され、そのトナー像が用紙上に転写される。そして、定着装置において、ニップ部で用紙を狭持搬送しながら熱圧着によりトナー像を定着させることで、用紙上に画像が形成される。定着装置としては、例えば内部に加熱源を有する定着ローラに、複数の支持ローラに張架された無端ベルトを圧接することによりニップ部を形成するベルトニップ方式の定着装置が知られている。このベルトニップ方式の定着装置は、コンパクトなサイズで幅広の定着ニップを形成できる利点を有している。
一方で、ベルトニップ方式の定着装置においては、ニップ部の軸方向(用紙幅方向)の圧力分布が不均一、特に軸方向の両端の圧力が小さいと紙シワが発生しやすくなるため、ニップ部の軸方向両端の圧力が比較的大きくなるように、押圧部材の付勢状態(押圧荷重)が調整される。例えば、ニップ部の下流(用紙出口側)に配設される押圧部材としての支持ローラ(以下、分離ローラ)においては、両端が比較的大きい押圧荷重で定着ベルトに対して付勢される。
しかしながら、ニップ部の両端が所定の圧力となるように分離ローラの両端を大きな押圧荷重で付勢すると、分離ローラが撓んで軸方向中央の圧力が小さくなる。この場合、通紙される用紙先端側の幅方向中央においてトナー層中に気泡が発生しやすくなり、この気泡に起因して水が滴ったような光沢ムラ等が発生して画像品質が劣化してしまう(図6参照)。
そこで従来は、分離ローラの形状を、両端に比較して中央の外径が大きい正クラウン形状としている。これにより、図7に示すように、ニップ部の両端の圧力が所定値以上となるように分離ローラを付勢したときに、分離ローラの撓み量(中央に生じる定着ローラとの隙間)が小さくなる。すなわち、ニップ部の両端の圧力が相対的に低下し、ニップ部の軸方向の圧力分布が均一化される。
特許文献1,2には、定着ローラに加圧ローラを圧接させるローラニップ方式の定着装置において、加圧ローラを正クラウン形状としてニップ部の圧力分布を均一化することが開示されている。
ここで、正クラウン形状とは、ローラの軸方向中央を頂部とする双曲線等の2次曲線を軸中心に回転させた形状であり、この2次曲線はクラウン量((ローラの最大外径−最小外径)/2)で特定される。すなわち、クラウン量が(a−b)/2の2次曲線をローラの長さ範囲で軸中心に回転させると、ローラ中央の外径がaで、両端の外径がbである正クラウン形状となる。
上述したように、光沢ムラの発生を防止する上では、分離ローラを正クラウン形状とし、ニップ部の軸方向にわたる圧力分布を均一化するのが有効である。また、図8に示すように、両端の押圧荷重が同じであれば、クラウン量の大きい分離ローラの方が、ニップ部の軸方向の圧力分布を均一化する効果は高い。従来は分離ローラの両端を付勢するときの押圧荷重とクラウン量を調整することにより、ニップ部の両端で所定値以上の圧力を保持しつつ、できるだけ均一な圧力分布を実現している。
特願2008−175911号公報 特願2005−284089号公報
しかしながら、近年では画像形成の高速化が要求されており、分離ローラの両端を付勢するときの押圧荷重とクラウン量を調整する手法では、ニップ部において所望の圧力分布を実現することが困難となっている。すなわち、画像形成の高速化に対応すべく、紙シワの発生を防止する観点から分離ローラの両端の押圧荷重を大きくすると、分離ローラの撓み量が大きくなって中央の圧力低下を招き、光沢ムラが発生してしまう。そして、この光沢ムラを解消すべく分離ローラのクラウン量を大きくすると、圧力分布の均一化が図れる一方で両端の圧力が低下してしまうため、紙シワが発生しやすくなる。
特に、分離ローラは、通紙された用紙が定着ローラから剥離しやすいように小径とされているため、両端が所定の押圧荷重で付勢されたときの撓み量が加圧ローラに比較して大きい。そのため、分離ローラの両端の押圧荷重とクラウン量をバランスさせること自体容易ではなく、光沢ムラの防止と紙シワの防止を両立させることは極めて困難となっている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率よく防止できる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、加熱源により所定の温度に加熱される定着ローラと、前記定着ローラに圧接される定着ベルトを備え、前記定着ローラに前記定着ベルトが圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着により前記トナー像を前記用紙に定着させるベルトニップ方式の定着装置であって、
前記ニップ部の下流側に配設され、張架された前記定着ベルトを内側から押圧する分離ローラは、
両端から中央に向かって増径するクラウン形状を有し、
軸方向中央を頂点とする第1クラウン量の第1双曲線を軸中心に回転させた形状を有する中央部と、
軸方向中央を頂点とし、前記第1クラウン量以下の第2クラウン量の第2双曲線を軸中心に回転させた形状を有する両端部と、
前記第1双曲線と前記第2双曲線を連結する連結線を軸中心に回転させた形状を有する中間部と、で構成され、
前記中間部の平均斜度が、前記中央部及び前記両端部の平均斜度より大きいことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記第1双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径が、前記第2双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径より大きいことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の定着装置において、前記第1クラウン量が前記第2クラウン量と同じであることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記第1双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径が、前記第2双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径と同じであり、
前記第1クラウン量が前記第2クラウン量よりも大きいこと特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4の何れか一項に記載の定着装置を備え、この定着装置によって用紙上に形成されたトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、定着装置又は画像形成装置において、ニップ部の両端で所定値以上の圧力を保持しつつ、ニップ部の軸方向の圧力分布を均一化できるので、紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率よく防止することができる。
本実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す図である。 定着装置の詳細構成について示す図である。 分離ローラのクラウン形状を示す図である。 実施例1に係る分離ローラの外形プロファイルを示す図である。 実施例2に係る分離ローラの外形プロファイルを示す図である。 用紙上に発生する光沢ムラについて示す図である。 定着ローラに対する分離ローラの圧接状態について示す図である。 ニップ部における軸方向の圧力分布を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、本発明に係る画像形成装置を、コピーやプリンタなどの機能を有するデジタル複合機(MFP:Multi Function Peripheral)に適用した例について説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、デジタル複合機に限定されるものではなく、用紙に画像形成する画像形成装置であれば、ファクシミリ装置、コピー又はプリンタ単体の装置などであってもよい。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す図である。
画像形成装置1は、原稿に形成されているカラー画像を読み取って取得された画像データ、又は、ネットワークを介して外部の情報機器(例えばパーソナルコンピュータ)から入力された画像データに基づいて、用紙に色を重ね合わせて画像を形成する。画像形成装置1では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色に対応する感光体ドラム23(23Y,23M,23C,23K)を連装し、一回の手順で各色トナー像を順次転写し、用紙にカラー画像を形成するタンデム方式を採用している。
図1に示すように、画像形成装置1は、画像読取部10、画像形成部20、搬送部30、定着装置60等を備えて構成される。
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11、原稿画像走査装置12等で構成されている。自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。原稿画像走査装置12は、搬送された原稿dを光走査し、CCD(Charge Coupled Device)により光電変換して原稿画像を読み取る。ここで、画像には、図形や写真等のイメージデータの他、文字や記号等のテキストデータ等も含まれる。
画像読取部10により読み取られた画像(アナログ画像信号)は、後述する制御部50に出力され、A/D変換処理、シェーディング補正処理等の各種画像処理が施された後、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に色分解され、出力用画像データとして画像形成部20に出力される。
なお、自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることが可能となっている。読み取られた原稿画像のデータは画像形成部20内部の画像メモリ(図示略)に記憶され、順次出力用画像データとして読み出される。
画像形成部20は、Y,M,C,Kの色ごとに設けられた、露光装置21(21Y,21M,21C,21K)、現像装置22(22Y,22M,22C,22K)、感光体ドラム23(23Y,23M,23C,23K)、帯電装置24(24Y,24M,24C,24K)、クリーニング装置25(25Y,25M,25C,25K)、中間転写ユニット26、及びクリーニング装置27等で構成されている。
画像形成部20において、帯電装置24は感光体ドラム23を帯電し、露光装置21は帯電された感光体ドラム23に各色の画像データに応じた光を照射して静電潜像を形成する。現像装置22は、静電潜像が形成された感光体ドラム23の表面に各色トナーを付着させて静電潜像を現像する。
中間転写ユニット26は、無端ベルト(以下、中間転写ベルト)26aが支持ローラ26bに張架されて構成されている。中間転写ベルト26aが1次転写ローラ101(101Y,101M,101C,101K)によって、トナーが付着された感光体ドラム23に圧接されると、中間転写ベルト26aに各色トナー像が順次重ねて1次転写される。そして、1次転写された中間転写ベルト28aが2次転写ローラ102によって用紙に圧接されると、用紙にトナー像が2次転写される。
クリーニング装置25は、1次転写後に感光体ドラム23の表面に残存するトナーを除去する。クリーニング装置27は、2次転写後に中間転写ベルト26aに残存するトナーを除去する。
定着装置60は、ベルトニップ方式の定着装置であり、定着ローラ61と定着ローラ61に圧接される定着ベルト625を有する加圧ユニット62等を備えて構成されている。定着ローラ61に定着ベルト625が圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着によりトナー像を用紙に定着させる。なお、定着装置60の詳細な構成については後述する。
搬送部30は、給紙装置31、搬送装置32、排紙装置33等で構成されている。給紙装置31は、3つの給紙トレイユニット31a〜31cを備え、これらの給紙トレイユニット31a〜31cには、用紙の斤量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙が予め設定された種類ごとに収容されている。給紙トレイユニット31a〜31cに収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラ103等の複数の搬送ローラを備えた搬送装置32により画像形成部20に搬送される。このとき、レジストローラ103が配設されたレジスト部により、給紙された用紙の傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。
そして、画像形成部20において、中間転写ベルト26aのトナー像が用紙の一方の面に一括して2次転写され、定着装置60により定着処理が施される。画像形成された用紙は、排紙ローラ104を備えた排紙装置33により機外の排紙トレイ33aに排紙される。
図2は、定着装置60の詳細構成について示す図である。
図2に示すように、定着装置60はベルトニップ方式の定着装置であり、定着ローラ61、加圧ユニット62、外部加熱ユニット63、クリーニングユニット64、リフレッシュローラ65等を備えて構成されている。
定着ローラ61は、例えば外径φ80の中空状のAl製芯金611に、シリコーンゴムからなる1.5mm厚の弾性層612が形成され、その上に50μm厚のPFAチューブからなる離型層613が形成された構成を有し、加熱源としてのハロゲンヒータ614が内蔵されている。なお、弾性層612上に離型材をコーティングして離型層613を形成するようにしてもよい。
加圧ユニット62は、分離ローラ621、インレットローラ622、ステアリングローラ623及び支持ローラ624に張架された加圧部材としての定着ベルト625と、定着ベルト625を内側から定着ローラ61に向けて押圧する固定押圧部材627とを備えている。
定着ベルト625は、例えば70μm厚のポリイミド基材に、シリコーンゴムからなる180μm厚の弾性層が形成され、その上に50μm厚のPFAチューブからなる離型層が形成された構成を有する無端ベルトである。
分離ローラ621は、例えば最小外径φ20、幅380mmの中実状のSUS製ローラであり、ニップ部の出口において定着ベルト625を定着ローラ61に向けて押圧する。分離ローラ621は、定着ベルト625を押圧したときの軸方向の圧力分布を適正に保つために、軸方向両端から中央部に向けて増径する正クラウン形状に成型されている。
本実施形態では、この分離ローラ621のクラウン形状を改良することにより、紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率的に防止している。
固定押圧部材627は、SUSやAl等の金属製のステー626上に、定着ローラ61の曲率に近い曲面形状の弾性層が形成された構成を有し、分離ローラ621とインレットローラ622の間に配設されている。例えば、固定押圧部材627の弾性層の上流側(用紙入口側)はシリコーンスポンジで構成され、下流側は硬度JIS−A10°のシリコーンゴムで構成される。
固定押圧部材627の表面は、固定押圧部材627と定着ベルト625間の摺動抵抗を低減するために、例えば耐熱性樹脂からなる70μm厚の摺動シート628で被覆されている。摺動シート628は、固定押圧部材627の摺動面に沿うようにステー626に取り付けられている。
定着ベルト625が分離ローラ621と固定押圧部材627によって定着ローラ61に圧接されることにより、幅広のニップ部(例えばニップ幅:20mm)が形成される。
加圧ユニット62の用紙進入側に配設されたインレットローラ622は、ヒータ(図示略)を内蔵しており、定着ベルト625を加熱する。また、インレットローラ622には、潤滑剤供給部材629が当接しており、インレットローラ622を介して定着ベルト625の内周面に潤滑剤が供給されるようになっている。
潤滑剤供給部材629は、ステー626に取り付けられ、例えばアラミド繊維等のフェルトからなるオイル含浸部材の上にPTFE多孔質体からなるオイル規制膜が袋状に形成された構成を有する。潤滑剤供給部材629は、オイル含浸部材から供給される潤滑剤を、オイル規制膜を介してインレットローラ622に塗布する。潤滑剤としては、例えば粘度100〜1000csのジメチルシリコンオイル、又は粘度100〜1000csのメチルフェニルシリコンオイル等のシリコンオイルが用いられる。
インレットローラ622のベルト搬送方向上流側に配設されたステアリングローラ623は、例えば一端を上下に移動させて、回転軸を揺動させることにより定着ベルト625の偏り(蛇行)を補正する。
外部加熱ユニット63は、加熱源を内蔵された加熱ローラ631と支持ローラ632に無端ベルト(以下、加熱ベルト)633が張架さて構成されており、加熱ベルト633が定着ローラ61の表面に沿って圧接されることにより、定着ローラ61を補助的に加熱して温度を安定させる。加熱ローラ631は、例えばアルミ製芯金の表面がPFAチューブ(又はコーティング層)で被覆された構成を有している。
クリーニングユニット64は、クリーニングウェブ方式のクリーニング装置であり、紙又は布等からなるクリーニングウェブ644をロール状に巻いた元巻部641と、元巻部641から繰り出されたクリーニングウェブ644を加熱ローラ631に圧接する押圧ローラ643と、クリーニング後のクリーニングウェブ644を巻き取る巻取部642とを有する。元巻部641から繰り出されたクリーニングウェブ644を押圧ローラ643で加熱ベルト633(加熱ローラ631)に圧接し、巻き取り移動させながら加熱ベルト633に付着している残存トナーを除去する。つまり、定着ローラ61に付着したトナーは加熱ベルト633に転写され、クリーニングウェブ644により除去される。
リフレッシュローラ65は、所定の表面粗さを有し、定着ローラ61の表面を摺擦することにより定着ローラ61の表面性状を回復させる。リフレッシュローラ65は、例えば外径φ80の中実状のSUS製ローラであり、表面にガラスビーズによるブラスト処理加工が施されている
図3は、分離ローラ621のクラウン形状を示す図である。なお、図3では分離ローラ621の特徴的な形状を顕著に表すために軸方向にわたる外径差を大きく表しているが、実際には最小外径がφ20mmであるのに対して、中央と両端との外径差は1mm弱である。
図3に示すように、分離ローラ621は、両端L,Rから中央Cに向かって増径するクラウン形状を有し、平均斜度θで幅160mmの緩やかな傾斜の中央部P1、平均斜度θで幅30mmの急傾斜の中間部P3、平均斜度θで幅80mmの緩やかな傾斜の両端部P2に区画される。
ここで、平均斜度θは、tanθ=各領域における外径差/軸方向の幅(中央部P1については軸方向の幅/2)で規定されるもので、外形を規定する曲線の形状に左右されない。
中央部P1は、軸方向中央Cを頂点とする第1双曲線L1を軸中心に回転させた形状を有している。両端部P2は、軸方向中央を頂点とする第2双曲線L2を軸中心に回転させた形状を有している。また、中央部P1を形成する第1双曲線L1のクラウン量(第1クラウン量)は、両端部P2を形成する第2双曲線L2のクラウン量(第2クラウン量)以上となっている。
第1双曲線L1及び第2双曲線L2は軸方向中央Cから両端L,Rに向けて接線の傾きが大きくなるので、中央部P1及び両端部P2の長さにかかわらず、中央部P1の平均斜度θの方が両端部P2の平均斜度θよりも小さくなる。
ここで、第1双曲線L1及び第2双曲線L2のクラウン量は、第1双曲線L1又は第2双曲線L2を分離ローラ621の長さ範囲で軸中心に回転させたときに形成される回転体の(最大外径−最小外径)/2で定義される。
分離ローラ621において、第1双曲線L1のクラウン量を例えば0.8mmとした場合、この双曲線を軸中心に回転させたときの回転体は、最大外径が中央Cで20.8mm、最小外径が両端L,Rで20mmとなり、この回転体の一部が中央部P1となる。
中間部P3は、第1双曲線L1と第2双曲線L2を連結する連結線L3を軸中心に回転させた形状を有している。中間部P3と両端部P2又は中央部P1の境界にはR加工が施され、中間部P3と両端部P2又は中央部P1が滑らかに連結されている。
また、中間部P3の平均斜度θは、中央部P1の平均斜度θ及び両端部P2の平均斜度θより大きくなっている。すなわち、分離ローラ621は、緩やかな傾斜の両端部P2と中央部P1の間に急傾斜の中間部P3を形成した2段クラウン形状となっている。
なお、分離ローラ621は、従来の分離ローラに比較して複雑な形状を有することとなるが、旋盤加工等により比較的容易に所望の形状を実現できる。
このように、分離ローラ621は、従来のように単一の双曲線を軸中心に回転させた正クラウン形状ではなく、2つの双曲線を合成した外形プロファイルのクラウン形状を有している。
分離ローラ621によれば、中央部P1の外径が太くなっているために、両端が大きな押圧荷重で付勢されたときのニップ部の軸方向中央における圧力低下が抑制される。また、両端部P2の外径が、中央部P1より明らかに細くなっているために、ニップ部の軸方向両端における圧力が保持される。
したがって、分離ローラ621を備えた定着装置60によれば、ニップ部の両端で所定値以上の圧力を保持しつつ、ニップ部の軸方向の圧力分布が均一化されるので、紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率的に防止することができる。また、定着装置60を備えた画像形成装置1よれば、紙シワが発生することなく、高品質の画像形成が実現される。
[実施例1]
図4は、実施例1に係る分離ローラ621の外形プロファイルを示す図である。
図4に示すように、実施例1では、中央部P1を形成する第1双曲線L1及び両端部P2を形成する第2双曲線L2を、クラウン量が同じで、頂点座標が異なる2つの双曲線で構成している。具体的には、クラウン量が0.74mmの双曲線を第2双曲線L2とし、この第2双曲線L2に補正値として0.06mmを加算した双曲線を第1双曲線L1としている。また、第2双曲線L2を0〜0.06mmで線形補完した曲線を連結線L3としている。
すなわち、実施例1においては、第1双曲線L1を分離ローラ621の長さ範囲で回転させた回転体の最小外径(20.06mm、シフト量:0.06mm)が、第2双曲線L2を分離ローラ621の長さ範囲で回転させた回転体の最小外径(20mm)より大きくなっている。
実施例1の分離ローラ621を備えた定着装置60を用いて、用紙にトナー像を熱圧着させたときの、紙しわと光沢ムラの発生を観察した。このとき、用紙の搬送速度は400mm/sec、分離ローラ621の押圧荷重は680Nとした。その結果、紙シワも光沢ムラも発生しなかった。
なお、実施例1では、第1双曲線L1のクラウン量(第1クラウン量)が第2双曲線L2のクラウン量(第2クラウン量)と同じとなるようにしているが、第1クラウン量が第2クラウン量より大きくてもよい。
[実施例2]
図5は、実施例2に係る分離ローラ621の外形プロファイルを示す図である。
図5に示すように、実施例2では、中央部P1を形成する第1双曲線L1及び両端部P2を形成する第2双曲線L2を、クラウン量が異なる2つの双曲線で構成している。具体的には、クラウン量が0.8mmの双曲線を第1双曲線L1とし、クラウン量が0.74mmの双曲線を第2双曲線L2としている。また、連結線L3は、第1双曲線L1と第2双曲線L2を滑らかに連結している。
すなわち、実施例2においては、第1双曲線L1を分離ローラ621の長さ範囲で回転させた回転体の最小外径(20mm)が、第2双曲線L2を分離ローラ621の長さ範囲で回転させた回転体の最小外径と同じで、第1双曲線L1のクラウン量(第1クラウン量)が第2双曲線L2のクラウン量(第2クラウン量)よりも大きくなっている。
実施例2の分離ローラ621を備えた定着装置60を用いて、実施例1と同様の条件で用紙にトナー像を熱圧着させ、紙しわと光沢ムラの発生を観察した。その結果、紙シワも光沢ムラも発生しなかった。
なお、実施例2のように第1双曲線L1のクラウン量が第2双曲線L2のクラウン量より大きい場合には、第1双曲線L1と第2双曲線L2を直接滑らかに連結し、第1双曲線L1の一部が中間部P3の連結線L3となるようにしてもよい。この場合も、中間部P3の平均斜度θは中央部P1の平均斜度θ及び両端部P2の平均斜度θより大きくなる。
[比較例1]
比較例1では、分離ローラ621の形状を、クラウン量が0.74mmの双曲線を軸中心に回転させた正クラウン形状とした。
比較例1の分離ローラ621を備えた定着装置60を用いて、実施例1と同様の条件で用紙にトナー像を熱圧着させ、紙しわと光沢ムラの発生を観察した。その結果、紙シワは発生しなかったが、光沢ムラが発生した。比較例1に係る分離ローラ621では、ニップ部中央における圧力が著しく低下したためと考えられる(図8のクラウン量:小を参照)。
[比較例2]
比較例2では、分離ローラ621の形状を、クラウン量が0.8mmの双曲線を軸中心に回転させた正クラウン形状とした。
比較例2の分離ローラ621を備えた定着装置60を用いて、実施例1と同様の条件で用紙にトナー像を熱圧着させ、紙しわと光沢ムラの発生を観察した。その結果、光沢ムラは発生しなかったが、紙シワが発生した。比較例2に係る分離ローラ621は中央部の外径が大きすぎて、ニップ部両端における圧力が低下したためと考えられる(図8のクラウン量:大を参照)。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記実施形態では分離ローラ621の形状を2段クラウン形状としたが、双曲線を軸中心に回転させた部分(緩やかな傾斜部)が中間部P3に含まれるように、例えば、中間部P3を急傾斜部と緩傾斜部が交互に形成された構成とし、3段以上の多段クラウン形状としてもよい。この場合も、中間部P3の平均斜度θは、中央部P1の平均斜度θ及び両端部P2の平均斜度θよりも大きくなる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 画像形成装置
60 定着装置
61 定着ローラ
62 加圧ユニット
621 分離ローラ
P1 中央部
P2 両端部
P3 中間部
L1 第1双曲線
L2 第2双曲線
L3 連結線

Claims (5)

  1. 加熱源により所定の温度に加熱される定着ローラと、前記定着ローラに圧接される定着ベルトを備え、前記定着ローラに前記定着ベルトが圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着により前記トナー像を前記用紙に定着させるベルトニップ方式の定着装置であって、
    前記ニップ部の下流側に配設され、張架された前記定着ベルトを内側から押圧する分離ローラは、
    両端から中央に向かって増径するクラウン形状を有し、
    軸方向中央を頂点とする第1クラウン量の第1双曲線を軸中心に回転させた形状を有する中央部と、
    軸方向中央を頂点とし、前記第1クラウン量以下の第2クラウン量の第2双曲線を軸中心に回転させた形状を有する両端部と、
    前記第1双曲線と前記第2双曲線を連結する連結線を軸中心に回転させた形状を有する中間部と、で構成され、
    前記中間部の平均斜度が、前記中央部及び前記両端部の平均斜度より大きいことを特徴とする定着装置。
  2. 前記第1双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径が、前記第2双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径より大きいことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記第1クラウン量が前記第2クラウン量と同じであることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
  4. 前記第1双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径が、前記第2双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径と同じであり、
    前記第1クラウン量が前記第2クラウン量よりも大きいこと特徴とする請求項1に記載の定着装置。
  5. 請求項1から4の何れか一項に記載の定着装置を備え、この定着装置によって用紙上に形成されたトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置。
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