図面 (/)

技術 画像形成装置

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 有賀友衛
出願日 2002年6月17日 (18年8ヶ月経過) 出願番号 2002-175400
公開日 2004年1月22日 (17年1ヶ月経過) 公開番号 2004-020902
状態 未査定
技術分野 電子写真における定着 電子写真における帯電・転写・分離 ロール及びその他の回転体
主要キーワード 凸部間隔 合流状態 長ニップ ウェーブ状 回転摩擦力 表面歪み 圧接圧力 移動作用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年1月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

熱ロール定着装置の構造の単純化、小型化、コスト低減を可能にし、ウォーミングアップ時間を短縮でき、シート材へのストレスを小さくしてカールの発生や皺発生など排出されるシート材の変形を抑制できるようにする。

解決手段

加熱源を内蔵した熱定着ロール1と、該熱定着ロールに押圧される加圧ロール2と、該加圧ロールの外周に捲着され前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルト3と、該耐熱ベルトを張架する転写ロール4とを備えた画像形成装置において、転写ロール4は、熱定着ロール1と加圧ロール2との押圧部より耐熱ベルト3の移動方向上流側に配置されるとともに、転写ロール4は、熱定着ロール1方向に揺動可能に支持されている構成。

概要

背景

複写機プリンタファクシミリ等の画像形成装置において、転写材上に未定着のトナー像接触加熱定着する加熱ロール定着装置として、表面に弾性体被覆され加熱源を内蔵して回転可能な熱定着ロールと、複数の支持ロールによって張架された耐熱ベルトと、耐熱ベルトを熱定着ロールの廻り所定角度だけ巻き付けニップ領域を形成させると共にそのニップ領域の出口に他の部分よりも大きな圧力を局部的に加えて熱定着ロール表面の弾性体に歪みを生じさせる圧力手段とを設け、ニップ部からのシート材の排出を容易にした定着装置が提案(特許第3084692号参照)されている。

概要

熱ロール型定着装置の構造の単純化、小型化、コスト低減を可能にし、ウォーミングアップ時間を短縮でき、シート材へのストレスを小さくしてカールの発生や皺発生など排出されるシート材の変形を抑制できるようにする。加熱源を内蔵した熱定着ロール1と、該熱定着ロールに押圧される加圧ロール2と、該加圧ロールの外周に捲着され前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルト3と、該耐熱ベルトを張架する転写ロール4とを備えた画像形成装置において、転写ロール4は、熱定着ロール1と加圧ロール2との押圧部より耐熱ベルト3の移動方向上流側に配置されるとともに、転写ロール4は、熱定着ロール1方向に揺動可能に支持されている構成。

目的

耐熱ベルト3の周長を短縮し、耐熱ベルト3が奪われる熱エネルギーを最小限に抑え、自然放熱による温度低下も少なくするための構成は、耐熱ベルト3と加圧ロール2の巻き付き長さより耐熱ベルト3と2次転写ロール4の巻き付き長さを短くすることである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

加熱源を内蔵した熱定着ロールと、該熱定着ロールに押圧される加圧ロールと、該加圧ロールの外周に捲着され前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルトと、該耐熱ベルトを張架する転写ロールとを備えた画像形成装置において、前記転写ロールは、前記熱定着ロールと前記加圧ロールとの押圧部より前記耐熱ベルトの移動方向上流側に配置されるとともに、前記転写ロールは、前記熱定着ロール方向に揺動可能に支持されていることを特徴とする画像形成装置。

請求項2

前記転写ロールは、摺動部材であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。

請求項3

前記転写ロールは、回転部材であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。

請求項4

前記加圧ロールと前記耐熱ベルトとの摩擦係数を前記転写ロールと前記耐熱ベルトとの摩擦係数より大きくしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項5

前記加圧ロールと前記耐熱ベルトの巻き付き角より前記転写ロールと前記耐熱ベルトの巻き付き角を小さくしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項6

前記加圧ロールの径より前記転写ロールの径を小さくしたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項7

前記熱定着ロールと前記耐熱ベルトとの当接圧力分布は、前記熱定着ロールと前記加圧ロールが圧接する部分で最高圧になることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項8

前記加圧ロールは、前記熱定着ロールの表面に被覆した弾性体より硬質な表面を有していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項9

前記加圧ロールを駆動し、前記熱定着ロールは前記耐熱ベルトを介して従動されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項10

前記熱定着ロールおよび前記加圧ロールを駆動する駆動手段として、第1の回転速度と該第1の回転速度より遅い第2の回転速度を有し、前記シート材特性に応じて選択駆動することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項11

前記シート材特性を検知する検知手段を有し、前記未定着トナー像担持したシート材進行過程でシート材特性を検知して、前記シート材特性に応じて選択駆動することを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。

請求項12

シート材特性に応じて選択情報が設定される設定手段を有し、前記未定着トナー像を担持したシート材の定着指令過程で前記シート材特性に応じた設定を行い、該設定内容に基づいて選択駆動することを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。

請求項13

前記転写ロールは、一端または両端に前記耐熱ベルトが当接して位置規制する突壁を有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項14

前記耐熱ベルトの内周面摺接して前記加圧ロールと前記転写ロールとの間にクリーニング部材を配置したことを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項15

前記熱定着ロールは、外径60mm以下、肉厚2mm以下のパイプ材の外周に2mm以下の弾性体を被覆して形成し、加圧ロールは、外径60mm以下、肉厚2mm以下のパイプ材で形成したことを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、加熱源を内蔵した熱定着ロールと、該熱定着ロールに押圧する加圧ロールと、該加圧ロールの外周に捲着され前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルトと、該耐熱ベルトを張架する2次転写ロールとを備え、シート材上に形成した未定着トナー像定着する画像形成装置に関する。

0002

複写機プリンタファクシミリ等の画像形成装置において、転写材上に未定着のトナー像接触加熱定着する加熱ロール定着装置として、表面に弾性体被覆され加熱源を内蔵して回転可能な熱定着ロールと、複数の支持ロールによって張架された耐熱ベルトと、耐熱ベルトを熱定着ロールの廻り所定角度だけ巻き付けニップ領域を形成させると共にそのニップ領域の出口に他の部分よりも大きな圧力を局部的に加えて熱定着ロール表面の弾性体に歪みを生じさせる圧力手段とを設け、ニップ部からのシート材の排出を容易にした定着装置が提案(特許第3084692号参照)されている。

0003

この従来の定着装置では、圧力手段が存在することにより、予め熱定着ロールの表面に歪みを有しているので、ニップ領域の出口で、熱定着ロールの表面上にトナーが接触している状態からその表面歪みを瞬間的に開放する。そのため、シート材がニップ部から排出される時に、トナーと熱定着ロールとの付着力を減少させてシート材が熱定着ロールに巻き付くことを抑制し、の弱い記録紙でもベルトニップの出口において容易に剥離できる。上記装置は、このことによって、従来必要とされてきた剥離爪を不要にしている。

背景技術

0004

また、ロール間に設定した圧力によってロールを撓ませてロールに接するニップ長を形成し、このニップ間に未定着トナー像を担持したシート材を通過させて定着させ、シート材の特性に合わせロールの駆動速度として、第1の速度か第2の速度かを選択して駆動する定着装置(特公平6−40235号公報参照)が提案されている。

0005

しかしながら、上記特許第3084692号の定着装置の構造では、複数の支持ロールに張架されて移動可能な耐熱ベルトを圧力手段でニップ形成可能な角度だけ熱定着ロールに巻き付けると共に、ニップ領域の出口に局部的に大きな圧力を加えて駆動するので、複数の支持ロールとその回転軸受が必要である。さらに、耐熱ベルトの周長が長くなり、定着装置が複雑で大型化するだけでなく、高価にする。定着装置の複雑、大型化、高価な構成は、必然的に当該定着装置を搭載した画像形成装置を複雑、大型化、高価にする。

0006

しかも、耐熱ベルトは、加熱源を内蔵して回転可能な熱定着ロールとのニップ部で加熱されるが、複数の支持ロールで張架し周長が長くなるという構成では、所定の経路で移動する時に、複数の支持ロールによって熱エネルギーが奪われ、また、周長の長さに応じて自然放熱が増える。そのため、所定の温度に到達するまでの時間が多く必要になり、電源オン時から定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間を長く要することになり、好ましくない。

0007

さらに、熱定着ロールに対して耐熱ベルトをニップ形成可能な角度だけ巻き付けてニップ部出口で他の部分より大きな圧力を局部的に加え熱定着ロールの弾性層に歪みを形成させる構成では、シート材が熱定着ロールに巻き付くのを抑制するには好適であるが、弾性層の歪みに沿って排出されるシート材は、この歪みに倣ってカールしたり、局部的な高圧力のために皺発生などの変形をもたらす。

0008

また、上記特公平6−40235号公報のシート材特性に合わせてロールの駆動速度を第1の速度か第2の速度に選択する装置では、ロールの熱容量が大きくてウォーミングアップ時間を長く要して好ましくないばかりでなく、圧力によってロールを撓ませて形成した長ニップ間を通過するシート材は、前者の装置と同様、この圧力によるストレスが大きくてカールや皺などのシート材変形を引き起こす。

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、熱ロール型定着装置の構造の単純化、小型化、コスト低減を可能にし、ウォーミングアップ時間を短縮でき、シート材へのストレスを小さくしてカールの発生や皺発生など排出されるシート材の変形を抑制できるようにするものである。

課題を解決するための手段

0010

そのために本発明の画像形成装置は、加熱源を内蔵した熱定着ロールと、該熱定着ロールに押圧される加圧ロールと、該加圧ロールの外周に捲着され前記熱定着ロールとの間に挟持されて移動する耐熱ベルトと、該耐熱ベルトを張架する転写ロールとを備えた画像形成装置において、前記転写ロールは、前記熱定着ロールと前記加圧ロールとの押圧部より前記耐熱ベルトの移動方向上流側に配置されるとともに、前記転写ロールは、前記熱定着ロール方向に揺動可能に支持されていることを特徴とし、
また、前記2次転写ロールは、摺動部材であることを特徴とし、
また、前記2次転写ロールは、ロール状の回転部材であることを特徴とし、
また、前記加圧ロールと前記耐熱ベルトとの摩擦係数を前記2次転写ロールと前記耐熱ベルトとの摩擦係数より大きくしたことを特徴とし、
また、前記加圧ロールと前記耐熱ベルトの巻き付き角より前記2次転写ロールと前記耐熱ベルトの巻き付き角を小さくしたことを特徴とし、
また、前記加圧ロールの径より前記2次転写ロールの径を小さくしたことを特徴とし、
また、前記熱定着ロールと前記耐熱ベルトとの当接圧力分布は、前記熱定着ロールと前記加圧ロールが圧接する部分で最高圧になることを特徴とし、
また、前記加圧ロールは、前記熱定着ロールの表面に被覆した弾性体より硬質な表面を有していることを特徴とし、
また、前記加圧ロールを駆動し、前記熱定着ロールは前記耐熱ベルトを介して従動されることを特徴とし、
また、前記熱定着ロールおよび前記加圧ロールを駆動する駆動手段として、第1の回転速度と該第1の回転速度より遅い第2の回転速度を有し、前記シート材特性に応じて選択駆動することを特徴とし、
また、前記シート材特性を検知する検知手段を有し、前記未定着トナー像を担持したシート材の進行過程でシート材特性を検知して、前記シート材特性に応じて選択駆動することを特徴とし、
また、シート材特性に応じて選択情報が設定される設定手段を有し、前記未定着トナー像を担持したシート材の定着指令過程で前記シート材特性に応じた設定を行い、該設定内容に基づいて選択駆動することを特徴とし、
また、前記2次転写ロールは、一端または両端に前記耐熱ベルトが当接して位置規制する突壁を有することを特徴とし、
また、前記耐熱ベルトの内周面摺接して前記加圧ロールと前記2次転写ロールとの間にクリーニング部材を配置したことを特徴とし、
また、前記熱定着ロールは、外径60mm以下、肉厚2mm以下のパイプ材の外周に2mm以下の弾性体を被覆して形成し、加圧ロールは、外径60mm以下、肉厚2mm以下のパイプ材で形成したことを特徴とする。

0011

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の1実施形態を示す全体構成の模式的断面図である。図中、10は画像形成装置、10aはハウジング、10bは扉体、11は紙搬送ユニット、15はクリーニング手段、17は像担持体、18は中間転写ベルト、20は現像手段、21はスキャナ手段、30は給紙ユニット、40は定着手段、Wは露光ユニット、Dは画像形成ユニットを示す。

0012

図1において、本実施形態の画像形成装置10は、ハウジング10aと、ハウジング10aの前面に開閉自在に装着された扉体10bと、扉体10bの上部に形成された排紙トレイ10cとを有し、ハウジング10a内には、露光ユニット(露光手段)W、画像形成ユニットD、中間転写ベルト18を有する転写ベルトユニット29、給紙ユニット30が配設され、扉体10b内には紙搬送ユニット11が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

0013

画像形成ユニットDは、複数(本実施形態では4つ)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イェロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)を備えている。そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kには、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体17と、像担持体17の周囲に配設された、コロナ帯電手段からなる帯電手段19および現像手段20を有する。これら各画像形成ステーションY,M,C,Kは、転写ベルトユニット29の下側に斜めアーチ状のラインに沿って像担持体17が上向きになるように並列配置されている。なお、各画像形成ステーションY,M,C,Kの配置順序は任意である。

0014

転写ベルトユニット29は、ハウジング10aの下側に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ロール12と、駆動ロール12の斜め上方に配設される従動ロール13と、テンションロール14と、これら3本、少なくとも2本のロール間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト18と、中間転写ベルト18の表面に当接するクリーニング手段15とを備えている。従動ロール13、テンションロール14および中間転写ベルト18は、駆動ロール12に対して図で左側に傾斜する方向に配設され、これにより中間転写ベルト18駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面18aが下方に位置し、搬送方向が上向きになるベルト面18bが上方に位置するようにされている。

0015

したがって、各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ロール12に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。そして、像担持体17は、アーチ状のラインに沿って中間転写ベルト18の搬送方向下向きのベルト面18aに接触され、図示矢印に示すように中間転写ベルト18の搬送方向に回転駆動される。可撓性を有する無端スリーブ状の中間転写ベルト18は、像担持体17に対して上側から被せるように略同一の巻き付け角度で接触させるため、像担持体17と中間転写ベルト18との間の接触圧ニップ幅は、テンションロール14により中間転写ベルト18に付与される張力、像担持体17の配置間隔、巻き付け角度(アーチの曲率)などを制御することにより調整することができる。

0016

駆動ロール12は、2次転写ロール4のバックアップロールを兼ねている。駆動ロール12の周面には、例えば厚さ3mm程度、体積抵抗率が105 Ω・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、2次転写ロール4を介して供給される2次転写バイアス導電経路としている。このように駆動ロール12に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へシート材が進入する際の衝撃が中間転写ベルト18に伝達しにくく、画質劣化を防止することができる。また、駆動ロール12は、その径を従動ロール13、バックアップロール14の径より小さくすることにより、2次転写後のシート材がシート材自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ロール13を後述するクリーニング手段15のバックアップロールとして兼用させている。

0017

なお、中間転写ベルト18を駆動ロール12に対して図で右側に傾斜する方向に配設し、これに対応して各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ロール12に対して図で右側に傾斜する方向に斜めアーチ状に沿って、つまり、図1左右対象に配設してもよい。

0018

中間転写ベルトの好適な素材としては、PC樹脂PET樹脂ポリイミド樹脂ウレタン樹脂シリコン樹脂ポリエーテル樹脂ポリエステル樹脂等があり、当然のことながら、導電性剛性等、または表面粗度、摩擦係数等を所望の特性に設定する目的で、対応する添加剤などを添加することもよい、また、剛性に関しては、厚さの設定によって所望の剛性に設定することもできる。

0019

実施例では、比較的剛性が小さくて永久歪み、クリープを残さないウレタン樹脂及びポリエーテル樹脂によって中間転写ベルトを形成し、ロールの付勢力により張力を40N、像担持体の巻き付け角度を4°に設定してニップ部に作用する接触圧を約2.8N(=40N×sin4°)として安定した転写条件を設定した。しかし、上記の素材を案すると、ロールの付勢力により張力を10N〜100N、像担持体の巻き付け角度を0.5°〜15°のそれぞれの組み合わせを設定すれば、所望の転写条件の設定が可能であることが確認された。

0020

次転写部材16は、トナー像を順次重ねて転写して画像を形成する転写バイアス印加手段として、中間転写ベルトの内側に接する位置に配置しているが、上記のような接触圧の付与により、転写ニップを形成するための押圧力の付与は必要ない。単に中間転写ベルトへの通電を確保可能な手段として接すればよいので、例えば中間転写ベルトに接して従動回転する導電性ロールリジッド接触子、あるいは板バネ等の導電性弾性部材樹脂等の繊維群によって形成した導電性ブラシ等でも構成可能になる。したがって、中間転写ベルトとの摺動抵抗が少なく、互いの寿命が向上させることができるばかりでなく、安価に構成できる。

0021

上記のように本実施形態の画像形成装置では、複数の像担持体17を並列配置し、各像担持体17に対して略同一の巻き付け角度を有する姿勢で可撓性を有する無端スリーブ状の中間転写ベルト18を接触配置して少なくとも2本のロール12、13に張架して回転駆動し、中間転写ベルト18には、いずれかのロール12、13によって張力を付与して像担持体17のトナー像を順次重ねて転写する構造に構成する。このようにすると、略同一の巻き付け角度に応じて像担持体17と中間転写ベルト18との接触部には、容易に略同一のニップが形成され、その接触部の接触圧力も略同一に構成される。

0022

一方、像担持体17とそれに接触して駆動される中間転写ベルト18において、接触部の移動周速度は双方一致しているのが好ましい状態であるが、量産形態の中では、像担持体17の外径や偏心または駆動手段の偏心等のバラツキ、中間転写ベルト18の駆動ロール12径、あるいは駆動手段等のバラツキによって完全に等速に設定することは現実的ではない。

0023

そこで、これらのバラツキを勘案したとき、像担持体17の移動速度に対して中間転写ベルト18の移動速度が相対的に速くなったり遅くなったりしてバラツクことになり、転写諸条件を設定する上で好ましくない。むしろ、相対速度は、像担持体17に対していずれか一方にシフトした相対速度差を設けることが好ましい。しかしながら、極端速度差を設けると、像担持体17によって搬送されるトナー像が中間転写ベルト18に転写される時にこのトナー像の位置にズレが生じて画像乱れが発生するので、極力小さな速度差を設けることが好ましい。

0024

上記の内容によって生じる速度差を、複数の像担持体17に対していずれか一方にシフトした相対速度差に設定する場合に量産上からの実力及び画像乱れの限界を勘案すると、その速度差は、像担持体17の移動速度に対する中間転写ベルト18の速度は、±(方向)3±(バラツキ)2%程度に構成することが好ましい。

0025

また、像担持体17の移動速度と中間転写ベルト18の移動速度が等速の場合は、トナー像は転写バイアス電気エネルギー作用によって転写されるが、上記の速度差を設けた場合には、電気エネルギー作用に加えて機械的なかきとり作用も付加されて転写効率が向上するので、像担持体17の転写残りトナーをクリーニングする工程を廃止または簡略化することが可能となる。

0026

さらに、像担持体17の移動速度と中間転写ベルト18の移動速度に相対的な速度差を設けると、可撓性を有する中間転写ベルト18の駆動ロール12間または像担持体17への当接ニップ間に弛みが発生して好ましくない。そこで、像担持体17に対して中間転写ベルト18の速度を速い方向にシフトする場合には、中間転写ベルト18の駆動ロール12を下流側に配置し、像担持体17に対して中間転写ベルト18の速度を遅い方向にシフトする場合には中間転写ベルト18の駆動ロール12を上流側に配置して構成すると、上記弛み発生が防止可能になり、好ましい転写条件設定ができる。

0027

クリーニング手段15は、搬送方向下向きのベルト面18a側に設けられ、二次転写後に中間転写ベルト18の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード15aと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材15bを備えている。クリーニングブレード15aは、従動ロール13への中間転写ベルト18の巻きかけ部において中間転写ベルト18に当接されている。また、中間転写ベルト18の裏面には、後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17に対向して1次転写部材16が当接され、1次転写部材16には転写バイアスが印加されている。

0028

露光手段Wは、斜め方向に配設された画像形成ユニットDの斜め下方に形成された空間に配設されている。また、露光手段Wの下部でハウジング10aの底部には給紙ユニット30が配設されている。露光手段Wは、全体がケース収納され、ケースは、搬送方向下向きのベルト面の斜め下方に形成される空間に配設されている。ケースの底部には、ポリゴンミラーモータ21a、ポリゴンミラー回転多面鏡)21bからなる単一のスキャナ手段21を水平に配設されるとともに、各色の画像信号により変調される複数のレーザ光源23からのレーザビームをポリゴンミラー21bで反射させ各像担持体上に偏向走査する光学系Bには、単一のf−θレンズ22および各色の走査光路が像担持体17にそれぞれ非平行になって折り返すように複数の反射ミラー24が配設されている。

0029

上記構成からなる露光手段Wにおいては、ポリゴンミラー21bから各色に対応した画像信号が、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されたレーザビームで射出され、f−θレンズ22、反射ミラー24を経て、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17に照射され、潜像が形成される。反射ミラー24を設けることにより走査光路を屈曲させ、ケースの高さを低くすることが可能となり光学系のコンパクト化が可能となる。しかも、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17への走査光路長は同一の長さになるように反射ミラー24が配置されている。このように各画像形成ユニットDに対する露光手段Wのポリゴンミラー21bから像担持体17までの光路の長さ(光路長)が略同一の長さになるように構成することにより、各光路で走査された光ビーム走査幅も略同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必要としない。したがって、レーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なった色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるため副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成できる。

0030

また、本実施形態においては、装置下方に走査光学系を配置することにより、画像形成手段の駆動系が装置を支持するフレームへ与える振動による走査光学系の振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。とくに、スキャナ手段21をケースの底部に配置することにより、ポリゴンモータ21a自身がケース全体に与える振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。また、振動源であるポリゴンモータ21aの数を一つにすることによりケース全体に与える振動を最小限にすることができる。

0031

給紙ユニット30は、シート材が積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35からシート材を一枚ずつ給送するピックアップロール36を備えている。紙搬送ユニット11は、二次転写部へのシート材の給紙タイミングを規定するゲートロール対37(一方のロールはハウジング10a側に設けられている)と、駆動ロール12および中間転写ベルト18に圧接される二次転写手段としての二次転写ロール4と、主記録媒体搬送路38と、定着手段40と、排紙ロール対41と、両面プリント用搬送路42を備えている。

0032

シート材に2次転写された2次画像(未定着トナー像)は、定着手段40の形成するニップ部で所定の温度で定着される。本実施形態においては、転写ベルトの搬送方向上向きのベルト面18bの斜め上方に形成される空間、換言すれば、転写ベルトに対して画像形成ステーションと反対側の空間に定着手段40を配設することが可能になり、露光手段W、中間転写ベルト18、画像形成手段への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。特に、露光手段Wは、定着手段40から最も離れた位置にあり、走査光学系部品の熱による変位を最小限にすることができ、色ズレを防ぐことができる。

0033

本実施形態においては、中間転写ベルト18を駆動ロール12に対して傾斜する方向に配設しているため、図で右側空間に広いスペースが生じその空間に定着手段40を配設することができ、コンパクト化を実現することができると共に、定着手段40で発生する熱が、左側に位置する露光ユニットW、中間転写ベルト18および各画像形成ステーションY,M,C,Kへ伝達されるのを防止することができる。また、画像形成ユニットDの左側下部の空間に露光ユニットWを配置することができるため、画像形成手段の駆動系がハウジング10aへ与える振動による、露光ユニットWの走査光学系の振動を最小限に抑えることができ、画質の劣化を防止することができる。

0034

また、本実施形態においては、球形化されたトナーを用いることにより、1次転写効率を高め(略100%)、各像担持体17には、1次転写残りトナーを回収するクリーニング手段を設置していない。これにより、30mm径以下の感光体ドラムからなる各像担持体17を近接して配置することが可能となり、装置を小型化することができる。

0035

また、クリーニング手段を設置しないことに伴い、帯電手段としてはコロナ帯電手段19を採用している。帯電手段がロールである場合は、微量ではあるが像担持体17上に存在する1次転写残りトナーがロール上に堆積して帯電不良が発生するが、非接触帯電手段であるコロナ帯電手段19はトナーが付着しにくく、帯電不良の発生を防ぐことができる。

0036

また、上記実施形態では、中間転写ベルト18を像担持体17に接触させる構成としたが、表面にシート材を吸着して搬送移動し、該シート材の表面にトナー像を順次重ねて転写して画像を形成搬送するシート材搬送ベルトを像担持体17に接触させる構成としてもよい。この場合、上記各実施形態と異なるのは、シート材搬送ベルトのベルト搬送方向が像担持体17に接触する下面で逆方向の上向きになることである。

0037

以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。

0038

(1)図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が画像形成装置10の制御ユニットに入力されると、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17、現像手段20の各ロール、および中間転写ベルト18が回転駆動される。

0039

(2)像担持体17の外周面が帯電手段19によって一様に帯電される。

0040

(3)各画像形成ステーションY,M,C,Kにおいて一様に帯電した像担持体17の外周面に、露光ユニットWによって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用静電潜像が形成される。

0041

(4)それぞれの像担持体17に形成された静電潜像が現像手段20によりトナー像が現像される。

0042

(5)中間転写ベルト18の1次転写部材16には、トナーの帯電極性逆極性一次転写電圧が印加され、像担持体17上に形成されたトナー像が一次転写部において中間転写ベルト18の移動に伴って順次、中間転写ベルト18上に重ねて転写される。

0043

(7)この1次画像を1次転写した中間転写ベルト18の移動に同期して、給紙カセット35に収納されたシート材が、レジストロール対37を経て2次転写ロール4に給送される。

0044

(8)1次転写画像は、2次転写部位でシート材と同期合流し、図示省略した押圧機構によって中間転写ベルト18の駆動ロール12に向かって押圧された2次転写ロール4で、1次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト18上に形成された1次転写画像は、同期給送されたシート材に2次転写される。

0045

(9)2次転写に於ける転写残りのトナーは、従動ロール13方向へと搬送されて、このロール13に対向して配置したクリーニング手段15によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト18はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。

0046

(10)シート材が定着手段40を通過することによってシート材上のトナー像が定着し、その後、シート材が所定の位置に向け(両面印刷でない場合には排紙トレイ10cに向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路42に向け)搬送される。

0047

本発明の特徴は、図1において、定着手段40が、熱定着ロール1と、該熱定着ロール1に押圧される加圧ロール2と、該加圧ロール2の外周に捲着され熱定着ロール1との間に挟持されて移動する耐熱ベルト3と、該耐熱ベルト3を張架する2次転写ロール4とを備えた点である。

0048

図2は、図1の2次転写ロール4と定着手段40の構成を示す模式的断面図、図3図2のX−X線で切断し矢印方向に見た断面図である。なお、図3においては定着装置の左側部のみを示し、右側部を省略しているが、左右対称である。図中、1は熱定着ロール、1aはハロゲンランプ、1bはロール基材、1cは弾性体、2は加圧ロール、3は耐熱ベルト、4は2次転写ロール、4aは突壁、5はシート材、5aは未定着トナー像、6はクリーニング部材、12は駆動ロール、18は中間転写ベルト、Lは押圧部接線を示す。

0049

図2および図3において、熱定着ロール1は、外径60mm以下、肉厚2mm以下のパイプ材をロール基材1bとして、その外周に2mm以下の弾性体1cを被覆して形成し、ロール基材1bの内部に加熱源としてハロゲンランプ1aを内蔵して回転可能にしたものである。加圧ロール2は、外径60mm以下、肉厚2mm以下のパイプ材で形成し、熱定着ロール1に対向して配置し、熱定着ロール1と所定の圧力Fで圧接して図示矢印方向に回転可能にした構造になっている。

0050

耐熱ベルト3は、熱定着ロール1と加圧ロール2との間に挟持されて加圧ロール2と2次転写ロール4の外周に張架され移動可能になったエンドレスのベルトであり、0.03mm以上の厚みを有するステンレス管ニッケル電鋳管等の金属管ポリイミドシリコン等の耐熱樹脂管等で構成される。

0051

2次転写ロール4は、熱定着ロール1と加圧ロール2のニップ部よりもシート材5搬送方向上流側に配設されるとともに、加圧ロール2の回転軸2aを中心として矢印P方向に揺動可能に配設されている。この2次転写ロール4は、耐熱ベルト3の内周に嵌挿して加圧ロール2と協働して耐熱ベルト3に張力fを付与すると共に、耐熱ベルト3を熱定着ロール1に巻き付けてニップNを形成する位置に配置されている。突壁4aは、2次転写ロール4の一端または両端に突設され、耐熱ベルト3が一方に寄った場合にこの突壁4aに当接して寄り規制を行うためのものである。

0052

耐熱ベルト3を加圧ロール2と2次転写ロール4により張架して加圧ロール2で安定して駆動するには、加圧ロール2と耐熱ベルト3との摩擦係数を2次転写ロール4と耐熱ベルト3との摩擦係数より大きく設定するとよいが、摩擦係数に関しては異物侵入摩耗などによって不安定になる場合がある。これに対し、加圧ロール2と耐熱ベルト3の巻き付け角より2次転写ロール4と耐熱ベルト3の巻き付け角が小さくなるように、また、加圧ロール2の径より2次転写ロール4の径が小さくなるように設定すると、耐熱ベルト3が2次転写ロール4に接触する長さが短くなり、経時変化外乱などに対する不安定要因から回避でき耐熱ベルト3を加圧ロールで安定して駆動することができる。

0053

クリーニング部材6は、加圧ロール2と2次転写ロール4との間に配置して、耐熱ベルト3の内周面に摺接して耐熱ベルト3の内周面の異物や摩耗粉等をクリーニングするものであり、このような異物や摩耗粉等をクリーニングすることで耐熱ベルト3をリフレッシュして不安定要因を除去している。

0054

シート材5は、耐熱ベルト3が熱定着ロール1に軽押圧する位置をニップ初期位置として耐熱ベルト3と熱定着ロール1との間を通過することで未定着トナー像5aが定着され、熱定着ロール1に加圧ロール2が押圧する位置をニップ終了位置として押圧部接線Lの方向に排出される。

0055

次に、加圧ロール2と2次転写ロール4の支持構造について説明する。加圧ロール2の両端の回転軸2aは、左右のフレーム7に軸受7aを介して回転自在に支持されている。加圧ロール2の回転軸2aの両側には、揺動アーム4bが回転自在に嵌合され、この揺動アーム4bの2次転写ロール4側にはガイド溝4cが形成されている。一方、2次転写ロール4は、ロール部材4iの両端に回転軸4gを備え、回転軸4gはガイド部材4hに回転自在に軸支持され、このガイド部材4hがスプリング4eを介して揺動アーム4bのガイド溝4c内に嵌挿されている。これにより、2次転写ロール4は、スプリング4eにより加圧ロール2から離れる方向に付勢され耐熱ベルト3に張力fが付与される構造になっている。

0056

耐熱ベルト3は導電性を有し、2次転写ロール4には、中間転写ベルト18からシート材に未定着トナー像を転写するための転写バイアス印加手段を設けている。また、耐熱ベルト3と2次転写ロール4は、耐熱ベルト3の駆動が停止した時に、図4に示すように、中間転写ベルト18から離れる方向に移動作用する。そのために、例えば2次転写ロール4は、自重によって熱定着ロール1から離れる方向に移動作用する位置に配置される。なお、図4において、9は2次転写ロール4が移動したときにこれを受け止めるストッパである。

0057

耐熱ベルト3と中間転写ベルト18が接する部位において熱定着ロール1で加熱された耐熱ベルト3の余熱によって、中間転写ベルト18への熱影響が少なからず発生するものである。しかし、耐熱ベルト3を厚さ0.08mm程度の極めて熱容量の小さな構成にすると、耐熱ベルト3が加圧ロール2によって駆動されて2次転写ロール4から更に中間転写ベルト18に到達する過程で自然放熱冷却作用があり、実質的に問題の発生しない熱バランスを設定することができる。この場合、2次転写ロール4を加圧ロール2の回転軸心と共通の軸心あるいは異なる軸心で所定の角度分回動可能に支持して構成すると、加圧ロール2の回転駆動によって駆動される耐熱ベルト3と2次転写ロール4の回転摩擦力等によって耐熱ベルト3と2次転写ロールは、加圧ロール2の回転軸心と共通の軸心を回動軸として中間転写ベルト18の圧接する圧接力バランス状態で停止する。

0058

即ち、未定着トナー像5aを担持したシート材5が中間転写ベルト18と耐熱ベルト3との間を通過する状態であっても、また、シート材が通過しない状態であっても、更には、シート材厚みが厚くてもまた薄くても、耐熱ベルト3と中間転写ベルト18の圧接する圧接力は、耐熱ベルト3と熱定着ロール1の圧接する圧接力ともバランス均衡して、通過するシート材へのストレスが均一になるので、未定着トナー像の定着後に排出されるシート材に皺発生などのシート材変形がない。

0059

耐熱ベルト3と熱定着ロール1の圧接する圧接力は、耐熱ベルト3と2次転写ロール4との回転摩擦力等の設定によって適切な値を得ることができるが、中間転写ベルト18からシート材にトナー像を転写する場面で圧接力が不足する場合には、圧接力が増加する方向にアシストすればよい。

0060

耐熱ベルト3と2次転写ロール4は、転写機能を有すると共に、中間転写ベルト18を通過したシート材は、耐熱ベルト3に静電吸着されて搬送されるので、熱定着ロール1へのニップ突入が安定し、シート材が転写部位から定着部位に至る過程でのジャムトラブルがない。

0061

耐熱ベルト3の内周に嵌挿して加圧ロール2と協働して耐熱ベルト3に張力を付与すると共に、耐熱ベルト3をシート材の進行方向上側方向に熱定着ロール1に巻き付けてニップを形成する位置に配置した2次転写ロール4の配置に関し、2次転写ロール4は、中間転写ベルト18に対向配置し、加圧ロール2は、2次転写ロール4に対して耐熱ベルト3をシート材の進行方向下流側方向に熱定着ロール1に巻き付けてニップを形成する位置、即ち、2次転写ロール4の重力作用位置より離れた位置に配置すると、耐熱ベルト3の駆動が停止した時に2次転写ロール4及び耐熱ベルト3は、耐熱ベルト3の張力作用及び2次転写ロール4の自重作用によって中間転写ベルト18から離れる方向に移動習性が生じ、シート材搬送トラブルジャム処理が容易になる。

0062

なお、上記実施形態においては、2次転写ロール4を回転部材としてもちいているが、摺動部材として使用してもよい。この場合、耐熱ベルト3は2次転写ロール4上を摺動することになる。2次転写ロール4として、耐熱ベルト3を摺動させる部材として使用した場合には、回転部材ではないので軸受等が不要であり、支持構造が簡単になる。

0063

図5は、ニップ通過位置に応じて変化する定着圧力の例を示す図である。2次転写ロール4を熱定着ロール1と加圧ロール2との押圧部より耐熱ベルト3の移動方向上流側に配置するとともに、2次転写ロール4を熱定着ロール1方向に揺動可能にした場合の、厚めのシート材(点線)、標準厚のシート材(実線)、薄めのシート材(二点鎖線)の定着圧力の変化の様子を示している。熱定着ロール1と耐熱ベルト3との定着圧力(当接圧力分布)は、熱定着ロール1と加圧ロール2が圧接する部分で最高圧になる。未定着トナー像を十分に溶融して安定した定着を可能にし、例えばシート材の表面が凹凸していたり、OHPシートなどのように表面が極めて平滑で気密性に富んだ材質で溶融したトナー像が浸透しにくい場合には、シート材がニップを通過する最後の段階で溶融したトナーに対して溶融段階より高い圧力を付与すると、溶融したトナーの表面をより平滑にならしめるとともに、シート材への浸透作用を促進して定着画像をさらに安定させることができる。

0064

以上の構成からなる本発明によれば、熱定着ロール1の弾性体1cの表面と耐熱ベルト3の表面は、同一の周速度で移動してシート材5の上に形成した未定着トナー像5aを定着するものであるが、耐熱ベルト3の表面やシート材5の先端部がウェーブ状になっていると、定着開始状態が不安定になる場合がある。そこで、ニップ開始位置で耐熱ベルト3を熱定着ロール1に軽押圧する構成にすると、双方の合流状態が安定するので、極めて安定した未定着トナー像の定着が可能になる。

0065

耐熱ベルト3は、加圧ロール2と2次転写ロール4の協働によって張力が付与されて熱定着ロール1に巻き付けてニップを形成しているので、容易にニップ長を長く構成することができ、構造が簡単になり小型で安価にすることができる。また、シート材5の上に形成した未定着トナー像5aを安定して定着するには、未定着トナー像5aを十分に溶融して定着することが必須であり、所望の温度と溶融時間を必要とするが、本発明による構成では、ニップ長を長く構成するために熱定着ロール1の表面に被覆した弾性体1cを大きく歪ませてニップ長を長くするような手段は必要ないので、弾性体1cの厚みは薄く構成可能である。しかも、弾性体1cを歪ませるために加圧ロール2の圧接圧力を大きく設定する必要もなく、未定着トナー像5aを担持したシート材5が熱定着ロール1と耐熱ベルト3の間を通過するときに通過するシート材5へのストレスが小さいので、未定着トナー像5aの定着後に排出されるシート材5に皺発生などのシート材変形が抑制される。

0066

したがって、熱ロール型定着装置の機械的剛性アップは不要であるばかりでなく、熱定着ロール1の薄肉厚化が可能であり、加熱源から耐熱ベルト3を加熱する加熱速度が向上する。また、加圧ロール2も同様に薄肉厚化が可能であり、熱容量を小さく構成できるので、耐熱ベルト3からの熱エネルギー吸収が小さく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間の短縮が可能である。

0067

耐熱ベルト3の周長を短縮し、耐熱ベルト3が奪われる熱エネルギーを最小限に抑え、自然放熱による温度低下も少なくするための構成は、耐熱ベルト3と加圧ロール2の巻き付き長さより耐熱ベルト3と2次転写ロール4の巻き付き長さを短くすることである。このことはまた、耐熱ベルト3と加圧ロール2の巻き付き角より耐熱ベルト3と2次転写ロール4の巻き付き角を小さくすることであり、また、加圧ロール2の径より2次転写ロール4の径を小さくすることである。先に述べたように耐熱ベルト3の周長を短縮して構成し、耐熱ベルト3を必要最小限の経路で移動する構成にすると、熱ロール型定着装置を簡単な構造にして小型で安価にし、熱定着ロール1とのニップ部で加熱された耐熱ベルト3が所定の経路で移動する時に奪われる熱エネルギーを最小限に抑えることができ、自然放熱による温度低下も少なく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミング時間の短縮が可能になるなど、多くの効果が期待できる。

0068

次に、駆動速度の制御について説明する。駆動手段は、熱定着ロール1及び加圧ロール2を駆動するために2つの回転速度を有し、シート材特性に応じて熱定着ロール1及び加圧ロール2を第1の回転速度とそれより遅い第2の回転速度で選択駆動する。この回転速度は、シート材特性を検知する検知手段を配置すると共に、予めシート材特性に応じた回転速度などの選択情報を設定する設定手段を設け、未定着トナー像5aを担持したシート材5の進行過程でシート材特性を検知すると、未定着トナー像5aを担持したシート材5の定着指令過程でシート材特性に応じた設定をして、その設定内容に応じ回転速度が選択され駆動される。設定手段としては、定着指令に先立って熱ロール型定着装置に連動する部位をマニュアル操作したり、電気的な信号等によって遠隔操作してもよい。

0069

未定着トナー像5aを担持したシート材5は、紙等の一般的なシート材、熱容量の大きな厚めのシート材、透明なシート材(OHPシート材)等の多様な用途への適用が必須である。一般的なシート材に比べて、特に、熱容量の大きな厚めのシート材や封筒等の積層されたシート材、透明なシート材(OHPシート材)等においては、未定着トナー像5aを十分溶融してシート材に定着するために、所望の溶融時間を要する。このような場合、シート材特性に応じて熱定着ロール1及び加圧ロール2を第1の回転速度とそれより遅い第2の回転速度で選択駆動することにより、未定着トナー像5aの溶融が適正化され、所望の定着が達成できる。

0070

そして、第1の回転速度または第2の回転速度で選択的に駆動しても、未定着トナー像5aを担持したシート材5が熱定着ロール1と耐熱ベルト3の間を通過するときに通過するシート材5へのストレスには変化がなくて小さいので、未定着トナー像5aの定着後に排出されるシート材5に対し皺発生などのシート材変形が抑制される。したがって、熱ロール型定着装置の機械的剛性アップは不要であるばかりでなく、熱定着ロール薄肉厚化が可能であり、加熱源から耐熱ベルトを加熱する加熱速度が向上する。また、加圧ロール2も同様に薄肉厚化が可能であり、熱容量が小さく達成できるので、耐熱ベルト3からの熱エネルギー吸収が小さく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間の短縮が可能である。なお、選択的に駆動する選択手段としては、例えば駆動モータ回転数を選択的に可変する等の手段が好適である。

0071

本実施形態では、熱定着ロール1の外形φ25、肉厚0.7mm、弾性体1cの厚み0.5mm、加圧ロール2の外形φ25、肉厚0.7mm、熱定着ロール1と加圧ロール2の圧接力を10kg以下の構成でニップ長を10mm構成し、加熱源として1000Wの柱状ハロゲンランプ1aを内蔵してウォーミングアップ時間は30secを達成した。

0072

本実施形態による構成の定着装置では、熱定着ロールまたは加圧ロールが駆動ロールとなるが、この場合、安定な駆動を実現するには、硬い方のロールを駆動側とし、柔らかい方のロールを従動側とするのが好適である。加圧ロール2は、その外周に耐熱ベルト3を捲着して熱定着ロール1の表面に被覆した弾性体1cに対して耐熱ベルト3を圧接して駆動し、熱定着ロール1は従動する構成となる。加圧ロール2は、耐熱ベルト3、即ち、未定着トナー像5aを担持したシート材5の搬送スピードを決定付けるので、少なくとも熱定着ロール1の表面に被覆した弾性体1cより硬質な表面を有した構成とする。このことにより変形することなく搬送スピードを安定して駆動することができる。

0073

加圧ロール2と2次転写ロール4によって張架されて駆動される耐熱ベルト3は、加圧ロール2と2次転写ロール4の平行度や耐熱ベルト3の軸方向周長差などの誤差要因によって蛇行しながら駆動される場合が多い。2次転写ロール4の端部に設けた突壁4aは、耐熱ベルト3を当接させてこの寄り規制を行うものであるので、耐熱ベルト3の端面にストレスが発生する。耐熱ベルト3を例えばステンレス管やニッケル電鋳管等の金属管で構成すると、その厚みは0.03mm以上、ポリイミドやシリコン等の耐熱樹脂管で構成すると、その厚みは0.05mm以上で構成すると十分な耐力が得られる。

0074

突壁4aを2次転写ロール4の一端部に設ける場合には、加圧ロール2と2次転写ロール4の関係を耐熱ベルト3が一方側へ寄る配置にしてもよいし、耐熱ベルト3の他方側に耐熱ベルト3を一方側へアシストする手段を設けてもよい。また、突壁4aを2次転写ロール4の両端部に設ける場合には、両端部の凸部間隔の中で耐熱ベルト3の蛇行が生じるが、両端部の凸部間隔と耐熱ベルト3の幅を適正な関係に構成すれば実用上問題はない。

発明を実施するための最良の形態

0075

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来公知または周知の技術を必要に応じて置換または付加することが可能である。

0076

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、転写ロールは、熱定着ロールと加圧ロールとの押圧部より前記耐熱ベルトの移動方向上流側に配置されるとともに、前記転写ロールは、前記熱定着ロール方向に揺動可能に支持されているため、加圧ロールの回転駆動によって駆動される耐熱ベルトと転写ロールの摩擦力によって、耐熱ベルトと転写ロールは、熱定着ロール方向に移動し、前記摩擦力から生じる回動力と耐熱ベルトと熱定着ロールの圧接する圧接力のバランス状態で停止するため、未定着トナー像を担持したシート材が、熱定着ロールと耐熱ベルトの間を通過する状態であっても、または、シート材が通過しない状態であっても、さらには、シート材の厚みが厚くてもまたは薄くても、耐熱ベルトと熱定着ロールの圧接する圧接力は均一となり、通過するシート材へのストレスが均一になるので、未定着トナー像の定着後に排出されるシート材に皺発生などのシート材変形を防ぐことができる。

0077

また、耐熱ベルトは、加圧ロールと転写ロールの協働によって張力が付与されて熱定着ロールに巻き付けてニップを形成しているので、容易にニップ長を長く構成することができ、構造が簡単になり小型で安価にすることができる。また、転写ロールとして、耐熱ベルト摺動部材を使用する場合には、軸受等が不要になり、支持構造が簡単になる。したがって、熱ロール型定着装置を簡単な構造にして小型で安価にすることができる。さらに、耐熱ベルトが必要最小限の経路で移動するので、加熱源を内蔵して回転可能な熱定着ロールとのニップ部で加熱された耐熱ベルトは、所定の経路で移動する時に奪われる熱エネルギーを最小限に抑えることができると共に、周長が短いので、自然放熱による温度低下も少なく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミング時間の短縮が可能である。

0078

また、シート材の上に形成した未定着トナー像を安定して定着するには、未定着トナー像を十分に溶融して定着することが必須であり、所望の温度と溶融時間を必要とするが、本発明による構成では、ニップ長を長く構成するために熱定着ロールの表面に被覆した弾性体を大きく歪ませてニップ長を長くするような手段は必要ないので、弾性体の厚みは薄く構成可能である。しかも、弾性体を歪ませるために加圧ロールの圧接圧力を大きく設定する必要もなく、未定着トナー像を担持したシート材が熱定着ロールと耐熱ベルトの間を通過するときに通過するシート材へのストレスが小さいので、未定着トナー像の定着後に排出されるシート材に皺発生などのシート材変形が抑制される。

0079

したがって、熱ロール型定着装置の機械的剛性アップは不要であるばかりでなく、熱定着ロールの薄肉厚化が可能であり、加熱源から耐熱ベルトを加熱する加熱速度が向上する。また、加圧ロールも同様に薄肉厚化が可能であり、熱容量を小さく構成できるので、耐熱ベルトからの熱エネルギー吸収が小さく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間の短縮が可能である。

発明の効果

0080

また、耐熱ベルトと加圧ロールの巻き付き角より耐熱ベルトと2次転写ロールの巻き付き角を小さくし、また、加圧ロールの径より2次転写ロールの径を小さくすることにより、耐熱ベルトと加圧ロールの巻き付き長さより耐熱ベルトと2次転写ロールの巻き付き長さを短くし、耐熱ベルトの周長を短縮して構成し、耐熱ベルトを必要最小限の経路で移動する構成にするので、熱ロール型定着装置を簡単な構造にして小型で安価にし、熱定着ロールとのニップ部で加熱された耐熱ベルトが所定の経路で移動する時に奪われる熱エネルギーを最小限に抑えることができ、自然放熱による温度低下も少なく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミング時間の短縮が可能になるなど、多くの効果が期待できる。

図面の簡単な説明

0081

また、シート材特性に応じて熱定着ロール及び加圧ロールを第1の回転速度とそれより遅い第2の回転速度で選択駆動することにより、未定着トナー像の溶融が適正化され、所望の定着が達成できる。そして、第1の回転速度または第2の回転速度で選択的に駆動しても、未定着トナー像を担持したシート材が熱定着ロールと耐熱ベルトの間を通過するときに通過するシート材へのストレスには変化がなくて小さいので、未定着トナー像の定着後に排出されるシート材に皺発生などのシート材変形が抑制される。したがって、熱ロール型定着装置の機械的剛性アップは不要であるばかりでなく、熱定着ロール薄肉厚化が可能であり、加熱源から耐熱ベルトを加熱する加熱速度が向上する。また、加圧ロールも同様に薄肉厚化が可能であり、熱容量が小さく達成できるので、耐熱ベルトからの熱エネルギー吸収が小さく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間の短縮が可能である。

図1
本発明の1実施形態を示す全体構成図である。
図2
図1の定着装置の1実施形態を示す断面図である。
図3
図2のX−X線で切断し矢印方向から見た断面図である。
図4
本発明の作用を説明するための図である。
図5
ニップ通過位置に応じて変化する定着圧力の例を示す図である。
【符号の説明】
1…熱定着ロール
2…加圧ロール
3…耐熱ベルト
4…2次転写ロール(転写ロール)
5…シート材

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社リコーの「 定着ベルト、定着装置、及び、画像形成装置」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】定着ベルトの表面の平滑性が高く、定着部での画像ムラを長期にわたって抑制することができる、定着ベルト、定着装置、及び、画像形成装置、を提供する。【解決手段】定着ベルトは、定着ベルトであり、ポリイ... 詳細

  • コニカミノルタ株式会社の「 二次転写装置及び画像形成装置」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】減圧性能の低下や中間転写ベルトへのショックの発生を抑制することが可能な二次転写装置及び当該二次転写装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】押圧位置と離隔位置とに二次転写ローラーを変位さ... 詳細

  • ブラザー工業株式会社の「 転写ベルトユニットおよび画像形成装置」が 公開されました。( 2020/12/17)

    【課題】ベルトメモリの読取エラーを抑制する転写ベルトユニットを提供する【解決手段】転写ベルトユニット50は、画像形成装置の装置本体に装着可能である。転写ベルトユニット50は、ベルトフレーム55と、転写... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ