JPH1138805A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着率のよい定着装置を提供する。 【解決手段】 圧接体２７を、それぞれが所定距離離れ
た位置に設けられた複数の芯金１３、１４と、上記芯金
１３、１４に掛け渡したベルト１２とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒体上のトナ−を
溶融圧着して媒体に定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真プリンタにおいては印刷
ユニットが設けられており、ここでトナ−画像が形成さ
れると共に、媒体カセットから搬送されてきた媒体へト
ナ−画像の転写が行われる。その後媒体は搬送路を搬送
され、定着装置でトナ−画像の媒体への定着が行われ
る。そして定着後の媒体は排出ロ−ラにより装置外へ排
出される。

【０００３】上記定着装置は駆動力を受けて回転する加
熱ロ−ラと、該加熱ロ−ラの中心方向に向かって圧接さ
れた圧接ロ−ラとからなる一対のロ−ラ対で構成されて
いる。上記加熱ロ−ラ及び圧接ロ−ラは表面に非粘着性
の物質により構成される被膜を備えている。そして加熱
ロ−ラはロ−ラ内部に加熱源を備えており、加熱源を熱
し、加熱ロ−ラ及び圧接ロ−ラ間に適当な圧力を加えつ
つ加熱ロ−ラを回転させて、加熱ロ−ラと圧接ロ−ラ間
で形成されたニップ部を、トナ−画像が転写された媒体
を通過させることにより、一気に媒体に高熱と高圧力と
を与えて、トナ−画像を熱で溶かして媒体に定着させて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の定着装置に
おいては、媒体の搬送速度が速くなると（印刷速度が速
くなると）、加熱ロ−ラと圧接ロ−ラ間で形成されたニ
ップ部に媒体が位置付けられている時間（加熱ロ−ラと
圧接ロ−ラ間に媒体が挟持されている時間）は、短くな
る。加熱ロ−ラと圧接ロ−ラとのニップ部に媒体が位置
付けられている時間が短すぎると、加熱ロ−ラが高熱で
あっても十分に熱量を媒体に伝達することができない。
そこで、ニップ量を上げるために圧接ロ−ラの加熱ロ−
ラへの押圧力を上げることが考えられるが、圧力を上げ
てもニップ量を大幅に上げることは不可能である。

【０００５】そして加熱源の熱量が媒体に十分に伝達さ
れないと、トナ−が完全に溶けず定着率が低下し、その
結果、印刷品位が低下する場合があるという問題点があ
った。

【０００６】また、急激な熱上昇により、媒体の水分が
急激に蒸発し、媒体が収縮し、媒体にしわが発生しやす
くなり、また加熱ロ−ラと圧接ロ−ラ間の圧力を上げる
程、媒体にしわが発生しやすくなるが、トナ−画像を一
気に媒体に定着させるために、媒体に高熱と高圧力とを
与えているので、しわが発生してしまう場合があるとい
う問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明で設けた解決手段は、加熱体と、該加熱体に対
向して設けられた圧接体とでニップ部を形成し、該ニッ
プ部に媒体を通過させ、該媒体上のトナ−画像を上記媒
体に定着させる定着装置において、上記圧接体を、それ
ぞれが所定距離離れた位置に設けられた複数の軸と、上
記軸に掛け渡したベルトとから構成したものである。

【０００８】上記構成によれば、圧接体がベルト状とな
っているので、ニップ量を多くすることができる。その
結果、媒体がニップ部に位置付けられている時間が長く
なり、高熱及び高圧力を媒体に与えなくても、トナ−画
像を媒体に定着させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、各図面に共通な
要素には同一の符号を付す。第１の実施の形態 図１は第１の実施の形態の定着装置の構造を示す説明
図、図２は第１の実施の形態の電子写真プリンタの構造
を示す説明図である。

【００１０】図２において、破線で示す電子写真プリン
タ１には、図示せぬ媒体カセットが着脱自在に設けられ
ており、この媒体カセットに媒体２が載置されている。
媒体カセットに載置された媒体２から媒体排出口２４ま
で、媒体２を搬送するための搬送路３が設けられてい
る。この搬送路３には、媒体２を図示せぬ媒体カセット
から繰り出すためのホッピングロ−ラ４と、複数枚の媒
体２が搬送路３に繰り出されることを防止するための分
離片５と、繰り出された媒体２の傾きを直すと共に後述
する転写ロ−ラへと媒体２を搬送するためのレジストロ
−ラ６と、レジストロ−ラ６に接離自在に圧接されたプ
レッシャロ−ラ７とが設けられている。

【００１１】レジストロ−ラ６とプレッシャロ−ラ７よ
りも媒体搬送方向下流の搬送路３には、印刷ユニット８
と、この印刷ユニット８に設けられた感光ドラム９に一
定の力で押し付けられ、感光体ドラム９表面に形成され
たトナ−画像を媒体２に転写する転写ロ−ラ１０が設け
られている。

【００１２】搬送路３には更に、定着装置２５を構成す
る加熱体である加熱ロ−ラ１１と、加熱ロ−ラ１１に対
向して圧接体２７とが設けられており、ここで媒体２上
のトナ−画像が熱と圧力とにより媒体２に定着される。

【００１３】加熱ロ−ラ１１と圧接体２７よりも更に媒
体搬送方向下流の搬送路３には、媒体２を装置外へと排
出するための排出ロ−ラ対１５が設けられている。

【００１４】次に上記加熱ロ−ラ１１と圧接体２７につ
いて更に説明する。図１において、加熱ロ−ラ１１は表
面に非粘性の物質により構成される被膜を備えた円筒形
状をしている。この加熱ロ−ラ１１の材質はアルミニウ
ム及びその合金、綱、ニッケル及びニッケル合金、ニッ
ケルメッキ綱、クロムメッキ綱及びこれらの合金などが
使用されている。加熱ロ−ラ１１の内部には加熱源１７
が設けられており、ハロゲンランプなどが使用される。

【００１５】上記加熱ロ−ラ１１に対向して設けられた
圧接体２７は、それぞれが所定距離離れて設けられた軸
となる芯金１３、１４と、この芯金１３、１４に掛け渡
されており、耐熱性シリコンゴム又は耐熱性スポンジゴ
ム質のロ−ルが引き伸ばされた状態で形成されているベ
ルト１２と、芯金１３、１４をそれぞれ加熱ロ−ラ１１
の中心方向に、すなわち矢印Ａ，Ｂ方向に押圧する図示
せぬ押圧手段とから構成されている。なお、ベルト１２
をロ−ルを引き伸ばすことにより形成するのではなく、
単なるベルトとし、また芯金１３、１４を歯車形状とす
ることも可能である。

【００１６】次に上記構成における定着装置２５のトナ
−画像１６を媒体２に定着させる動作について説明す
る。

【００１７】図１において、加熱ロ−ラ１１は駆動力を
受けて矢印Ｃ方向に回転し、芯金１３、１４は駆動力を
受けることによりそれぞれ矢印Ｄ方向、矢印Ｅ方向に回
転する。それによりベルト１２は矢印Ｆ方向に回転す
る。ベルト１２は芯金１３、１４により加熱ロ−ラ１１
の中心方向に加圧されていると共に、芯金１３、１４に
張られた状態でかけ渡されているので、ベルト１２の加
熱ロ−ラ１１との接触部分（ニップ部）は、加熱ロ−ラ
１１の中心方向へ圧力が加えられていることになる。

【００１８】この状態でトナ−画像１６が転写された媒
体２が加熱ロ−ラ１１とベルト１２とのニップ部に搬送
されてくると、加熱源１７の熱と、加熱ロ−ラ１１とベ
ルト１２間の圧力とにより、トナ−画像が溶けて媒体２
へと定着される。

【００１９】なお、加熱ロ−ラ１１はロ−ラ形状でなく
ても、表面発熱体素子でもよい。

【００２０】以上第１の実施の形態においては、ベルト
１２を２つの芯金１３、１４にかけ渡して加熱ロ−ラ１
１に圧接させているので、加熱ロ−ラ１１と圧接体２７
とのニップ量を従来の倍以上に増加させることが可能と
なった。ニップ量を増加させることにより、媒体２の搬
送速度が速くても、媒体２が加熱ロ−ラ１１と圧接体２
７とのニップ部に位置付けられている時間が長いので、
加熱源１７の熱量を十分に媒体２に伝達することが可能
となった。その結果、トナ−を完全に溶かすことができ
るので、トナ−画像１６の定着率が上がり、従って良好
な印刷品位となる。

【００２１】また、加熱ロ−ラ１２の温度を従来の温度
よりも下げることができるので、媒体２にしわの発生し
ない印刷を行うことができる。また、加熱ロ−ラ１２と
芯金１３、１４の圧力を従来の圧力よりも下げても、ニ
ップ量はほとんど変わらないので、これによっても媒体
２にしわの発生しない印刷を行うことができる。

【００２２】第２の実施の形態 次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照しな
がら説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様な部
分には同一符号を付してその説明は省略する。図３は第
２の実施の形態の定着装置の構造を示す説明図である。

【００２３】第２の実施の形態において、上記第１の実
施の形態と異なる点は、芯金１３、１４の間、すなわち
ベルト１２を挟んで加熱ロ−ラ１１に対向する位置に、
回転自在な加圧手段である加圧ロ−ラ１８が設けられて
いる点である。この加圧ロ−ラ１８は加熱ロ−ラ１１の
中心方向に向かってベルト１２に対して圧力を加えるよ
うに設けられている。

【００２４】なお、この加圧ロ−ラ１８は芯金１３と芯
金１４との間に複数個設けることが可能である。

【００２５】加圧ロ−ラ１８はベルト１２を挟んで加熱
ロ−ラ１８に圧接されているので、ベルト１２の矢印Ｆ
方向への回転と摩擦力とにより矢印Ｇ方向に回転する。

【００２６】その他は全て上記第１の実施の形態と同様
であるので説明は省略する。

【００２７】以上第２の実施の形態においては、加圧ロ
−ラ１８を加えることによりベルト１２の加熱ロ−ラ１
１への押圧力を更に向上させることができるので、上記
第１の実施の形態よりも更に加熱ロ−ラ１１とベルト１
２間の適切な圧力の範囲を広げることが可能となる。そ
の結果、更に定着率を向上させることができる。

【００２８】第３の実施の形態 次に本発明の第３の実施の形態について図面を参照しな
がら説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様な部
分には同一符号を付してその説明は省略する。図４は第
３の実施の形態の電子写真プリンタの構造を示す説明
図、図５は第３の実施の形態の定着装置の構造を示す説
明図である。

【００２９】図４、図５において、第３の実施の形態の
電子写真プリンタ１においては、加熱ロ−ラ１１の中心
方向へ力が加えられた状態で、圧接体となる圧接ロ−ラ
１９が設けられている。この圧接ロ−ラ１９は内部に軸
となる芯金２０を備えている。圧接ロ−ラ１９よりも媒
体搬送方向上流の搬送路３には接触体である補助ロ−ラ
２１と、媒体ガイド２２とが設けられている。補助ロ−
ラ２１は内部に軸となる芯金２３を備えており、表面は
耐熱性のシリコンゴム又は耐熱性のスポンジであり、回
転自在に設けられている。この補助ロ−ラ２１は加熱ロ
−ラ１１の中心方向に、圧接ロ−ラ１９よりも低い圧力
が加えられた状態で装備することも可能であるし、ある
いは圧力を加えずに加熱ロ−ラ１１と単に接触させた状
態で装備することも可能である。

【００３０】また媒体ガイド２２は媒体２が搬送路３か
ら外れずに、補助ロ−ラ２１から圧接ロ−ラ１９まで搬
送されるようにガイドする。

【００３１】なお、上記加熱ロ−ラ１１と、圧接ロ−ラ
１９と、補助ロ−ラ２１とで定着装置２６が構成されて
いる。

【００３２】次に上記構成における定着装置２６のトナ
−画像１６を媒体２に定着させる動作について説明す
る。図６は第３の実施の形態のトナ−の温度を示すグラ
フである。

【００３３】図４、図５において、加熱ロ−ラ１１は駆
動力を受けて矢印Ｃ方向に回転し、圧接ロ−ラ１９は駆
動力を受けることにより矢印Ｈ方向に回転する。また補
助ロ−ラ２１も矢印Ｈ方向に回転することができる。ト
ナ−画像１６が転写された媒体２は加熱ロ−ラ１１と補
助ロ−ラ２１とのニップ部を通過した後、加熱ロ−ラ１
１と圧接ロ−ラ１９とのニップ部を通過する。

【００３４】ここで、媒体２は、加熱ロ−ラ１１と補助
ロ−ラ２１とのニップ部を通過している間、及び補助ロ
−ラ２１から圧接ロ−ラ１９まで搬送される間、加熱ロ
−ラ１１に巻き付いていて、加熱ロ−ラ１１と弱い圧力
で接触しているので、加熱ロ−ラ１１から熱量を受け
る。これが図６に示す接触時間Ｔ１である。この弱い圧
力での接触では、トナ−は溶融温度に達しないが、ガラ
ス転位温度までは上昇する。なお、このガラス転位温度
とは、溶融温度より低い温度、例えば約セ氏５０度付近
でトナ−同士がくっついて固まる温度のことである。

【００３５】この熱量を与えられた後、媒体２は加熱ロ
−ラ１１と圧接ロ−ラ１９とのニップ部まで搬送され
て、そこで高温度の加熱ロ−ラ１１に高圧力で媒体２が
接触し、トナ−画像１６が溶けて媒体に定着される。こ
れが図６に示す接触時間Ｔ２である。すなわち、図６に
示すように、従来は加熱ロ−ラと圧接ロ−ラとのニップ
部間を通過することで一気に媒体の温度を低温から高温
に上げていたのを、本実施の形態においては、段階的に
媒体２の温度を上げることにより媒体２を溶融温度に容
易に到達させ、それによりトナ−画像１６の高い定着率
を得ることができる。

【００３６】以上第３の実施の形態においては、段階的
に媒体２の温度を上げることにより、媒体２の急激な収
縮及び乾燥が防止され、不均一な変化による局部的な歪
みが媒体２に残留しないことにより、媒体２にしわが発
生しない。

【００３７】また、加熱体が１つであっても、段階的に
媒体２の温度を上げることができるので、加熱体を複数
設けて媒体２の温度を段階的に上げるよりも制御が簡単
で且つ部品点数も少なくて済む。

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載される効果を奏する。

【００３９】圧接体を、それぞれが所定距離離れた位置
に設けられた複数の軸と、上記軸に掛け渡したベルトと
から構成したことにより、加熱体と圧接体とのニップ量
を増加させることが可能となる。その結果、媒体の搬送
速度が速くなっても、媒体が加熱体と圧接体とのニップ
部に位置付けられている時間が長いので、加熱源の熱量
を十分に媒体に伝達することが可能となり、トナ−を完
全に溶かすことができるので、トナ−画像の定着率が良
い。従って良好な印刷品位となる。

【００４０】また、加熱体の温度を低くすることができ
るので、媒体にしわが発生しない印刷を行うことがで
き、また、加熱体と圧接体間の圧力が低くても、ニップ
量はほとんど変わらないので、これによっても媒体にし
わの発生しない印刷を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の定着装置の構造を示す説明
図である。

【図２】第１の実施の形態の電子写真プリンタの構造を
示す説明図である。

【図３】第２の実施の形態の定着装置の構造を示す説明
図である。

【図４】第３の実施の形態の電子写真プリンタの構造を
示す説明図である。

【図５】第３の実施の形態の定着装置の構造を示す説明
図である。

【図６】第３の実施の形態のトナ−の温度を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１１ 加熱ロ−ラ １２ ベルト １３ 芯金 １４ 芯金 １８ 加圧ロ−ラ １９ 圧接ロ−ラ ２１ 補助ロ−ラ ２５ 定着装置 ２６ 定着装置 ２７ 圧接体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱体と、該加熱体に対向して設けられ
   た圧接体とでニップ部を形成し、該ニップ部に媒体を通
   過させ、該媒体上のトナ−画像を上記媒体に定着させる
   定着装置において、 上記圧接体を、それぞれが所定距離離れた位置に設けら
   れた複数の軸と、 上記軸に掛け渡したベルトとから構成したことを特徴と
   する定着装置。
2. 【請求項２】 加熱体と、該加熱体に対向して設けられ
   た圧接体とでニップ部を形成し、該ニップ部を媒体を通
   過させ、該媒体上のトナ−画像を上記媒体に定着させる
   定着装置において、 上記圧接体よりも媒体搬送方向上流に設けられ、上記媒
   体を上記加熱体に接触させて、上記ニップ部で与えられ
   る熱量よりも低い熱量を上記媒体に与える接触体を設け
   たことを特徴とする定着装置。