JP7028082B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る画像形成装置の一実施形態について図1を参照して説明する。
画像形成装置としては、例えばプリンタ、複写機、ファックス等、トナーを用いて画像形成を行う実施形態が挙げられ、記録媒体に形成されたトナー画像(未定着画像)を定着する定着装置を備えるものである。
本実施形態の画像形成装置100は、本発明に係る定着装置20を備えたタンデム型中間転写式であり、給紙トレイ44を有する給紙テーブル200を下部に備える。
本発明に係る定着装置の一実施形態について図2を参照して説明する。
本実施形態の定着装置20は、複数のローラ部材及び固定部材26に張架された無端状の定着ベルト25と、定着ベルト25に対して接離可能に設けられ、定着ベルト25を介して固定部材26と加圧接触してニップ部を形成し、回転することにより定着ベルト25を従動回転させる加圧ローラ30と、を備える。
複数のローラ部材は、内部に加熱手段を有するとともに駆動手段を備える定着ローラ21、加圧ローラ30の離間方向(図中Y方向)へ移動可能な位置可変ローラ22、及び付勢手段24を備えた圧力調整ローラ23を少なくとも備える。
トナー画像が形成された記録媒体Pは、入口ガイド27側からニップ部に進入し、出口ガイド29側に排出される。ニップ部出口の定着ベルト25側には分離部材28を備え、ニップ部から排出された記録媒体Pが定着ベルト25に巻き付くのを防止している。
なお、加圧ローラ30の固定部材26側への押圧力(加圧力)を制御することにより、ニップ幅の大きさを制御することが可能である。
また、固定部材26は定着ベルト25との摺動抵抗を低減させるため、ニップ形成面の両端部がR形状に加工され、定着ベルト25と接触する面にはフッ素樹脂の層が設けられている。
なお、ニップ形成面はX方向の略平面で構成されるが、記録媒体Pの搬送に支障が無い限り、多少湾曲していてもよい。
固定部材26を構成する耐熱性部材としては、例えば、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの一般的な耐熱性樹脂が挙げられる。
定着ベルト25の固定部材26への巻き付き開始部位における摺動抵抗は、定着ベルト25と固定部材26のニップ形成面とのなす角αが180°に近い程低減する。しかしながら、αが180°となるように配設すると、ニップ部入口近傍において定着ベルト25と記録媒体Pの搬送路が近接し、未定着トナー像Tが形成された記録媒体Pがニップ部通過中に生じるばたつきによって定着ベルト25と接触し、画像の乱れが生じるという不具合がある。
そこで、画像の乱れの発生を防止するため、加圧ローラ30と定着ベルト25とが接触している状態においては、定着ベルト25と固定部材26のニップ形成面とのなす角αが160°以下となるように、位置可変ローラ22の位置が設定されることが好ましい。
また、圧力調整ローラ23は付勢手段24を備え、定着ベルト25に張力を与えている。付勢手段24としては、例えば、圧縮スプリング等が挙げられる。
定着ローラ21は加熱手段を備え、加熱された定着ローラ21により定着ベルト25が加熱される。加熱手段の出力制御は、例えば、定着ローラ21に当接した定着ベルト25の表面温度の検出結果に基づいて行うことができる。
定着ローラ21は、加圧ローラ30と定着ベルト25とが接触している状態においては定着ベルト25の搬送によって従動回転するが、加圧ローラ30が離間した状態においては、駆動手段により回転し、定着ベルト25を回転させる。
例えば、+Y方向へ移動することにより定着ベルト25を介して固定部材26と加圧接触してニップ部を形成する。一方、-Y方向へ移動することにより、定着ベルト25と離間する。
定着ベルト25と接触した状態において、定着ベルト25は矢印D3へ示す方向へ搬送される。
定着ベルト25の搬送において、固定部材26との摺動負荷が大きいと、加圧ローラ30の回転に従動できずにスリップしてしまうことがある。これを防止するため、定着ベルト25の内面には、摺動抵抗低減のためにオイルが塗布されていることが好ましい。
定着ベルト25に弾性層を設けることにより、トナー像へ定着ベルト表面が密着しやすくなり、画質が向上する。
以下、加圧ローラ30が定着ベルト25から離間した状態における動作について説明する。
図3は、加圧ローラ30が定着ベルト25から離間した第一の態様を示す図である。加圧ローラ30が定着ベルト25と当接している状態における各ローラの位置及び定着ベルト25を破線で示している。
図3に示すように、位置可変ローラ22は固定部材26の上流側の近傍に配設され、位置可変ローラ22が加圧ローラ30の離間する方向(-Y方向)へ移動することにより、位置可変ローラ22下流側の定着ベルト25と、固定部材26のニップ部形成面(X方向平面)における面法線とのなす角の値が大きくなる(θ1<θ2)。
すなわち、加圧ローラ30が定着ベルト25に接触しているときは、定着ローラ21は加圧ローラ30の駆動によって上記所定の回転速度よりも早い速度で従動回転しており、駆動手段による駆動回転は行われないが、加圧ローラ30が-Y方向へ移動し、定着ベルト25から離間を始めると、定着ベルト25及び定着ローラ21の回転が減速し、所定の回転速度まで低下すると、駆動手段によって定着ローラ21が回転し、定着ベルト25の搬送が停止することなく継続される。
加圧ローラ30が定着ベルト25に対して離接する機構と、位置可変ローラ22を移動させる機構とが連動して動作することが好ましい。
例えば、加圧ローラ30を接離させる機構(例えば、カム機構等)を共通の接離手段として構成することで、部品点数を削減することができる。
上述のように、記録媒体Pへの未定着トナー像Tの定着時においては、αが160°~180°に近くなることによる画像乱れの発生が問題となるが、加圧ローラ30の離間時には記録媒体Pがニップ部に侵入することはなく、不具合が生じることもない。
よって、本実施形態においては、定着ベルト25の固定部材26への巻き付き開始部位における摺動抵抗の低減という効果が得られる。
これにより、定着ローラ21の駆動による定着ベルト25の搬送が容易となる。
図4は、加圧ローラ30が定着ベルト25から離間した第二の態様を示す図である。加圧ローラ30が定着ベルト25と当接している状態における各ローラの位置及び定着ベルト25を破線で示している。
図4に示すように、位置可変ローラ22は固定部材26の上流側の近傍に配設され、位置可変ローラ22が加圧ローラ30の離間する方向(-Y方向)へ移動することにより、位置可変ローラ22下流側の定着ベルト25の少なくとも一部が、固定部材26のニップ部形成面から離間する。
定着ベルト25の少なくとも一部が離間し、固定部材26のニップ部形成面との接触面積が小さくなることにより、上述の実施例1の場合よりも定着ベルト25と固定部材26との摺動抵抗が低減される。
これにより、定着ベルト25の回転によって定着ベルト25が均一に加熱されるとともに、定着ベルト25の熱が加圧ローラ30に移動しないので、ウォームアップ時間短縮を実現することができる。
さらに、加圧ローラ30の離間により、加圧ローラ30の温度上昇を防止することができ、加圧ローラ30の高温に起因した不具合の発生も防止することができる。
11 タンデム型画像形成部
12 露光装置
13 二次転写装置
14 支持ローラ
15a 支持ローラ
15b 支持ローラ
16a 二次転写対向ローラ
16b 二次転写ローラ
17 クリーニング装置
18 画像形成手段
20 定着装置
21 定着ローラ
22 位置可変ローラ
23 圧力調整ローラ
24 付勢手段
25 定着ベルト
26 固定部材
27 入口ガイド部材
28 分離部材
29 出口ガイド部材
30 加圧ローラ
31 支持部材
37 搬送ローラ
38 搬送ベルト
39 シート反転装置
40 感光体ドラム
42 給紙ローラ
43 ペーパバンク
44 給紙トレイ
45 分離ローラ
46 給紙路
47 給紙搬送ローラ対
48 給紙路
49 位置決めローラ対
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
62 一次転写ローラ
63 バックアップローラ
100 画像形成装置
200 給紙テーブル
T 未定着トナー像
P 記録媒体
Claims (6)
- 複数のローラ部材及び固定部材に張架された無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトに対して接離可能に設けられ、前記定着ベルトを介して前記固定部材と加圧接触してニップ部を形成し、回転することにより前記定着ベルトを従動回転させる加圧ローラと、を備える定着装置において、
前記複数のローラ部材は、内部に加熱手段を有するとともに駆動手段を備える定着ローラ、前記加圧ローラの離間方向へ移動可能な位置可変ローラ、及び付勢手段を備えた圧力調整ローラを少なくとも備え、
前記加圧ローラが前記定着ベルトから離間した状態において、前記位置可変ローラが前記加圧ローラの離間方向へ移動するとともに、前記定着ローラが前記駆動手段により回転して前記定着ベルトを回転させることを特徴とする定着装置。 - 前記位置可変ローラは前記固定部材の上流側の近傍に配設され、
前記位置可変ローラが前記加圧ローラの離間する方向へ移動することにより、前記位置可変ローラ下流側の前記定着ベルトと、前記固定部材のニップ部形成面とのなす角の値が大きくなることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記位置可変ローラは前記固定部材の上流側の近傍に配設され、
前記位置可変ローラが前記加圧ローラの離間する方向へ移動することにより、前記位置可変ローラ下流側の前記定着ベルトの少なくとも一部が、前記固定部材のニップ部形成面から離間することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記加圧ローラが前記定着ベルトから離間した状態において、前記位置可変ローラが前記加圧ローラの離間方向へ移動することにより、前記定着ベルトの張力が増大することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。
- 前記加圧ローラが前記定着ベルトに対して離接する機構と、前記位置可変ローラを移動させる機構とが連動して動作することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の定着装置。
- 請求項1から5のいずれかに記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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