JP2012181402A - 定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化、装置の小型化を図る。
【解決手段】記録媒体S上のトナー像を記録媒体Sに定着させる定着装置において、記録媒体Sを挟持搬送する画像面側の定着ベルト51と非画像面側の加圧ベルト52を有し、これらベルトは、それぞれベルトの内側に回転動作を伴わない支持押圧部材54、56を備えることによって記録媒体Sを加熱押圧するニップ部を形成し、支持押圧部材54、56とは別に定着ベルト51または加圧ベルト52のいずれかの内側に設けられる回転部材57を有して定着ベルト51または加圧ベルト52のいずれかに回転駆動力を与え、装置全体の熱容量を低減でき、装置の小型化を達成する。
【選択図】図3
【解決手段】記録媒体S上のトナー像を記録媒体Sに定着させる定着装置において、記録媒体Sを挟持搬送する画像面側の定着ベルト51と非画像面側の加圧ベルト52を有し、これらベルトは、それぞれベルトの内側に回転動作を伴わない支持押圧部材54、56を備えることによって記録媒体Sを加熱押圧するニップ部を形成し、支持押圧部材54、56とは別に定着ベルト51または加圧ベルト52のいずれかの内側に設けられる回転部材57を有して定着ベルト51または加圧ベルト52のいずれかに回転駆動力を与え、装置全体の熱容量を低減でき、装置の小型化を達成する。
【選択図】図3
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に設置される定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
画像形成装置に設置される定着装置として従来以下のものが知られている。
(1)定着ベルト(多軸)と加圧ローラのタイプ
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト(無端状ベルト)、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち1つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ(加圧部材)、等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
(2)定着ベルト(単軸)と加圧ローラのタイプ
一方、特許文献2等には、ウォームアップ時間が短いオンデマンド方式の定着装置が開示されている。オンデマンド方式の定着装置は、定着部材としての定着フィルム(エンドレスフィルム)、加圧ローラ(加圧部材)、セラミックヒータ等のヒータ、等で構成されている。ヒータは、定着フィルムの内部に設置され、定着フィルムを介して加圧ローラに当接してニップ部を形成するとともに、定着フィルムを加熱する。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。 特許文献5等には、ベルト部材として加熱手段(発熱体)を内設した定着ベルト(無端ベルト)を用いて、回転体として加圧ローラを用いた定着装置が開示されている。詳しくは、固定部材としてのベルト案内部材が、定着ベルトの内周面に摺接するように固定されている。これにより、定着ベルトを介してベルト案内部材が加圧ローラに圧接してニップ部が形成される。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
(3)定着ローラと加圧ベルト(多軸)のタイプ
特許文献3等には、ベルト部材として加圧ベルト(エンドレスベルト)を用いて、回転体として加熱手段(ハロゲンランプ)を内設した定着ローラ(加熱定着ロール)を用いた定着装置が開示されている。詳しくは、固定部材としての加圧パッド(圧力パッド)が、スプリングでニップ部側に付勢されながら、加圧ベルトの内周面に摺接するように固定されている。これにより、加圧ベルトを介して加圧パッドが定着ローラに圧接してニップ部が形成される。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
(4)定着ローラと加圧ベルト(パッド)のタイプ
特許文献4等には、ベルト部材として加圧ベルト(エンドレスベルト)を用いて、回転体として加熱手段(ハロゲンランプ)を内設した定着ローラ(加熱定着ロール)を用いた定着装置が開示されている。詳しくは、固定部材としての加圧パッド(押圧パッド)が、加圧ベルトの内周面に摺接するように固定されている。これにより、加圧ベルトを介して加圧パッドが定着ローラに圧接してニップ部が形成される。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
(5)定着ローラと加圧パッドのタイプ
特許文献6等には、加圧部材として直接パッドを用いている。小型化、低熱容量化には有効であるが記録媒体とパッドの摺動性に課題があり、記録媒体の紙詰まり等が発生しやすい。
(1)定着ベルト(多軸)と加圧ローラのタイプ
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト(無端状ベルト)、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち1つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ(加圧部材)、等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
(2)定着ベルト(単軸)と加圧ローラのタイプ
一方、特許文献2等には、ウォームアップ時間が短いオンデマンド方式の定着装置が開示されている。オンデマンド方式の定着装置は、定着部材としての定着フィルム(エンドレスフィルム)、加圧ローラ(加圧部材)、セラミックヒータ等のヒータ、等で構成されている。ヒータは、定着フィルムの内部に設置され、定着フィルムを介して加圧ローラに当接してニップ部を形成するとともに、定着フィルムを加熱する。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。 特許文献5等には、ベルト部材として加熱手段(発熱体)を内設した定着ベルト(無端ベルト)を用いて、回転体として加圧ローラを用いた定着装置が開示されている。詳しくは、固定部材としてのベルト案内部材が、定着ベルトの内周面に摺接するように固定されている。これにより、定着ベルトを介してベルト案内部材が加圧ローラに圧接してニップ部が形成される。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
(3)定着ローラと加圧ベルト(多軸)のタイプ
特許文献3等には、ベルト部材として加圧ベルト(エンドレスベルト)を用いて、回転体として加熱手段(ハロゲンランプ)を内設した定着ローラ(加熱定着ロール)を用いた定着装置が開示されている。詳しくは、固定部材としての加圧パッド(圧力パッド)が、スプリングでニップ部側に付勢されながら、加圧ベルトの内周面に摺接するように固定されている。これにより、加圧ベルトを介して加圧パッドが定着ローラに圧接してニップ部が形成される。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
(4)定着ローラと加圧ベルト(パッド)のタイプ
特許文献4等には、ベルト部材として加圧ベルト(エンドレスベルト)を用いて、回転体として加熱手段(ハロゲンランプ)を内設した定着ローラ(加熱定着ロール)を用いた定着装置が開示されている。詳しくは、固定部材としての加圧パッド(押圧パッド)が、加圧ベルトの内周面に摺接するように固定されている。これにより、加圧ベルトを介して加圧パッドが定着ローラに圧接してニップ部が形成される。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
(5)定着ローラと加圧パッドのタイプ
特許文献6等には、加圧部材として直接パッドを用いている。小型化、低熱容量化には有効であるが記録媒体とパッドの摺動性に課題があり、記録媒体の紙詰まり等が発生しやすい。
上述した特許文献1等の定着装置は、厚肉の定着ローラを用いた白黒機に見られる定着装置に比べて、ニップ形成とは関係の無い部分でベルトを加熱する加熱ローラを用いるため、加熱ローラ薄肉化が可能となり、その結果装置の高速化に適しているものの、定着ベルトが大径化するためにウォームアップ時間(プリント可能な温度に達するまでに要する時間である)やファーストプリント時間(プリント要求を受けた後にプリント準備を経てプリント動作をおこない排紙が完了するまでの時間である)の短縮化に限界があった。
これに対して、特許文献2等の定着装置は、定着ベルト内部品を単軸化する低熱容量化によりウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が可能になるとともに、装置の小型化も可能になる。しかし、特に加圧ローラの熱容量が大きいためウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化に限界があった。
別の課題として、このような定着装置は、定着フィルムのニップ部のみが局所的に加熱されて、定着フィルムのその他の部分は充分に加熱されていなかった。そのため、定着フィルムの回転によりニップ部の入口側で定着フィルムが最も冷えた状態になってしまい、定着不良が発生しやすくなるという問題があった。このような問題は、装置を高速化した場合に、定着フィルムの回転が速くなってニップ部以外の位置での定着フィルムの放熱が多くなってしまうため、特に無視できない問題になっていた。
特許文献3等の定着装置は、加熱源を有する定着ローラが直接ニップを形成しているためローラが厚肉化する点で熱容量低減が困難であり、加圧ベルトが多軸が内側に設けられている点で熱容量低減及び装置小型化が困難である。
特許文献4等の定着装置は、加熱源を有する定着ローラが直接ニップを形成しているためローラが厚肉化する点で熱容量低減が困難である。
本発明は上記従来技術に対して、定着装置の熱容量低減による、使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化、装置の小型化を目的とする。
本発明の請求項1に係るものは、記録紙上のトナー像を記録紙に定着させる定着装置において、前記記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成していることを特徴とする定着装置である。
同請求項2に係るものは、記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成している定着装置において、画像面側の定着ベルトに回転駆動力を与えることで加圧ベルトを回転させるとともに、ニップ部に挟まれた記録紙を搬送することを特徴とする。
同請求項3に係るものは、記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、画像面側の定着ベルトに回転駆動力を与えることで加圧ベルトを回転させるとともに、ニップ部に挟持された記録紙を搬送する定着装置において、前記定着ベルトの回転駆動部材に加熱源を有し、該加熱源により前記定着ベルトを加熱することを特徴とする。
同請求項4に係るものは、記録紙を挟持搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成している定着装置において、非画像面側の前記加圧ベルトに回転駆動力を与えることで前記定着ベルトを回転させるとともに、前記ニップ部に挟まれた記録紙を搬送することを特徴とする。
同請求項5に係るものは、記録紙を挟持搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、非画像面側の加圧ベルトに回転駆動力を与えることで定着ベルトを回転させるとともにニップ部に挟持された記録紙を搬送する定着装置において、前記定着ベルトの加熱源は前記定着ベルトを直接加熱するハロゲンヒータであることを特徴とする。
同請求項6に係るものは、記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、非画像面側の加圧ベルトに回転駆動力を与えることで定着ベルトを回転させるとともにニップ部に挟持された記録紙を搬送する定着装置において、前記定着ベルトは内部にハロゲンヒータを有するスリーブによって加熱されることを特徴とする。
同請求項7に係るものは、記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、非画像面側の加圧ベルトに回転駆動力を与えることで定着ベルトを回転させるとともにニップ部に挟持された記録紙を搬送する定着装置において、前記加圧ベルトの回転駆動部材に加熱源を有し、該加熱源により前記加圧ベルトを加熱することを特徴とする。
同請求項8に係るものは、画像形成部と、該画像形成部で記録媒体上に形成したトナー像を前記記録媒体に定着させる請求項1から7のいずれかに記載の定着装置を備え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、記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトそれぞれの側から支持押圧部材によって記録紙を加熱押圧してニップ部を形成するので、使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化、装置の小型化を達成できる。
上述の目的を、記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトそれぞれの内側に設ける支持押圧部材によって記録紙を加熱押圧するニップ部を形成することで、使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化、装置の小型化を達成している。
例えば、画像面側の定着ベルトに回転駆動力を与えることで加圧ベルトを回転させるとともにニップ部に挟持された記録紙を搬送する構成とすることができる。また。定着ベルトの回転駆動部材に加熱源を有し、定着ベルトを加熱することもできる。さらに、非画像面側の加圧ベルトに回転駆動力を与えることで定着ベルトを回転させるとともにニップ部に挟んだ記録紙を搬送することもできる。
また例えば、定着ベルトの加熱源に定着ベルトを直接加熱するハロゲンヒータを用いて、装置の熱容量低減による使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化、装置の小型化に加えて、熱効率を上げることができる。定着ベルトを、内部にハロゲンヒータを有するスリーブによって加熱し、定着ベルトの温度安定化を図ることもできる。さらに、加圧ベルトの回転駆動部材に加熱源を有して加圧ベルトを加熱することで、さらなるウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化を図れる。
<実施例1>
以下、本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」という)に適用した実施形態について説明する。図1は、本発明の実施対象となる画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図である。このプリンタは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの4つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段である画像形成手段101Y、101C、101M、101Kが、図中有左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々画像形成手段101Y、C、M、Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体21Y、21C、21M、21Kのまわりに、帯電装置、現像装置10Y、10C、10M、10K、感光体クリーニング装置等を備えている。プリンタの上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル2Y、2C、2M、2Kが配置されている。そして、このトナーボトル2Y、2C、2M、2Kから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色現像装置10Y、10C、10M、10Kに各色トナーが補給される。なお以下では、トナー色を特定する必要がないときは、画像形成手段101、感光体21等のようにY、C、M、Kの記載を省略する。
以下、本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」という)に適用した実施形態について説明する。図1は、本発明の実施対象となる画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図である。このプリンタは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの4つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段である画像形成手段101Y、101C、101M、101Kが、図中有左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々画像形成手段101Y、C、M、Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体21Y、21C、21M、21Kのまわりに、帯電装置、現像装置10Y、10C、10M、10K、感光体クリーニング装置等を備えている。プリンタの上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル2Y、2C、2M、2Kが配置されている。そして、このトナーボトル2Y、2C、2M、2Kから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色現像装置10Y、10C、10M、10Kに各色トナーが補給される。なお以下では、トナー色を特定する必要がないときは、画像形成手段101、感光体21等のようにY、C、M、Kの記載を省略する。
タンデム画像形成部の下部には、潜像形成手段としての光書込ユニット9を設ける。この光書込ユニット9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体21の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。またタンデム画像形成部の直ぐ上には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト1を設けている。この中間転写ベルト1は、支持ローラ1a、1bに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ1aの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト1が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ1bが回転する。中間転写ベルト1の内側には、感光体21上に形成されたトナー像を中間転写ベルト1上に転写するための一次転写装置11Y、11C、11M、11Kを設ける。
1次転写装置11より中間転写ベルト1の駆動方向下流に2次転写装置としての2次転写ローラ4を設ける。この2次転写ローラ4と中間転写ベルト1を挟んで反対の側には、支持ローラ1bが配置されており、押部材としての機能を果たしている。また、給紙カセット8、給紙コロ7、レジストローラ6等を備えている。さらに、2次転写ローラ4によりトナー像を転写された記録媒体Sの進行方向に関して2次転写ローラ4の下流部には、記録媒体S上の画像を定着する定着装置5、排紙ローラ3を備えている。
つぎに、上述したプリンタの動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体21を回転させ、感光体21の回転とともに、まず帯電装置17Y、17C、17M、17Kで感光体21の表面を一様に帯電する。次いで画像データを光書込ユニット9からのレーザによる書込み光を照射して感光体21上に静電潜像を形成する。その後、現像装置10によりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ド21上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラ1aを回転駆動して他の従動ローラ1b、2次転写ローラ4を従動回転し、中間転写ベルト1を回転搬送して、その可視像を一次転写装置11で中間転写ベルト1上に順次転写する。これによって中間転写ベルト1上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体21Y、21C、21M、21Kの表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
また、上記画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット8からは記録媒体S先端が給紙コロ7により繰り出され、レジストローラ6まで搬送され、一旦停止する。そして、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ4と中間転写ベルト1の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト1と2次転写ローラ4とは記録媒体Sを挟んでいわゆる2次転写ニップを形成し、2次転写ローラ4にて中間転写ベルト1上のトナー像を記録媒体S上に2次転写する。
画像転写後の記録媒体Sは定着装置5へと送り込まれ、加熱源53を有し、温度制御手段55によって表面を所定の温度に維持された定着部材として定着ベルト51、定着ベルト51に対向し定着ベルト51に圧接される加圧部材である加圧ベルト52により形成されるニップ部に用紙を挟持搬送することで用紙上のトナー像を加熱加圧し用紙に定着させる。またニップ部から排出された用紙は、排紙ローラ3から機外に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト1は、中間転写体クリーニング装置12で、画像転写後に中間転写ベルト1上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
図2に定着装置5の概略構成を示す。画像面側の定着部材として定着ベルト51、非画像面側の加圧部材として加圧ベルトを有する。定着ベルト51内部に定着支持部材54を有し、加圧ベルト52内部には加圧押圧部材56を有する。定着支持部材54と加圧押圧部材56は対向し定着ベルト51と加圧ベルト52を介して押圧されることで記録媒体Sを挟持搬送しトナー像を加熱加圧して記録媒体Sに定着させるニップ部を形成している。このような構成とすることで厚肉の弾性層を有する加圧ローラを用いる必要がなくなり、画像面側、非画像面側ともに熱容量の小さいベルト構成とすることが可能となる。またベルトの小径化も可能となり、定着装置全体の熱容量を低減することができる。その結果、使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化、装置の小型化などが達成できる。
定着ベルト51の構成を説明する。
定着部材としての定着ベルト51は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図2の反時計方向に回転する。定着ベルト51は、基材上に弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが一般的には1mm以下に設定されている。定着ベルト51の基材は、層厚が30〜50μmであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。定着ベルト51の弾性層は、層厚が100〜300μmであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト51表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体S上のトナー像に均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。定着ベルト51の離型層は、層厚が10〜50μmであって、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナー像に対する離型性(剥離性)が担保される。
定着部材としての定着ベルト51は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図2の反時計方向に回転する。定着ベルト51は、基材上に弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが一般的には1mm以下に設定されている。定着ベルト51の基材は、層厚が30〜50μmであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。定着ベルト51の弾性層は、層厚が100〜300μmであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト51表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体S上のトナー像に均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。定着ベルト51の離型層は、層厚が10〜50μmであって、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナー像に対する離型性(剥離性)が担保される。
加圧ベルト52の構成を説明する。
定着ベルト51と同様の材質構成であるが、非画像面に配置されることから画質向上の目的である定着ベルト51の弾性層が省かれた構成となっている場合が多い。
定着ベルト51と同様の材質構成であるが、非画像面に配置されることから画質向上の目的である定着ベルト51の弾性層が省かれた構成となっている場合が多い。
定着支持部材54、加圧押圧部材56の構成を説明する。
剛性を得るための基材として金属材料を用いる。強度、加工性、コスト等の必要に応じて材質は任意である。基材の次に必要に応じて弾性層を設ける。表面層は当接部と定着ベルト51(加圧ベルト52)とが摺接しても磨耗が軽減されるように、摺接面を摩擦係数の低い材料、たとえばPFA、PTFE等のフッ素系材料で形成することが好ましい。またニップ部の形状は記録媒体Sの進入、排出の向き、ニップ内での用紙とベルトの密着性、摺動抵抗等を考慮し任意に決定する。全般的な性能を考慮するとフラットな形状であることが優位である場合が多い。ニップ形成にあたり定着支持部材54と加圧押圧部材56の押圧はスプリング等の弾性部材で押圧することが一般的である。本発明の場合、摺動抵抗が大きいことから弾性力をできるだけ小さく設定する、または定着支持部材54と加圧押圧部材56のギャップを調整可能な構成とする、あるいは弾性部材とギャップ調整を組み合わせる等の構成が考えられる。
剛性を得るための基材として金属材料を用いる。強度、加工性、コスト等の必要に応じて材質は任意である。基材の次に必要に応じて弾性層を設ける。表面層は当接部と定着ベルト51(加圧ベルト52)とが摺接しても磨耗が軽減されるように、摺接面を摩擦係数の低い材料、たとえばPFA、PTFE等のフッ素系材料で形成することが好ましい。またニップ部の形状は記録媒体Sの進入、排出の向き、ニップ内での用紙とベルトの密着性、摺動抵抗等を考慮し任意に決定する。全般的な性能を考慮するとフラットな形状であることが優位である場合が多い。ニップ形成にあたり定着支持部材54と加圧押圧部材56の押圧はスプリング等の弾性部材で押圧することが一般的である。本発明の場合、摺動抵抗が大きいことから弾性力をできるだけ小さく設定する、または定着支持部材54と加圧押圧部材56のギャップを調整可能な構成とする、あるいは弾性部材とギャップ調整を組み合わせる等の構成が考えられる。
図3に定着ベルト51側に回転駆動力を付与する構成を示す。定着ベルト51の内側に定着駆動ローラ57を設け、図示していないスプリング等の弾性部材によって定着ベルト51に張力を付与する。定着駆動ローラ57を回転させることで、定着ベルト51の内周面と定着駆動ローラ57外周面の摩擦力により定着ベルト51に駆動力が伝達され定着ベルト51は回転する。定着ベルト51が回転することでニップ部で接触している加圧ベルト52も回転される。ニップ部に記録媒体Sが搬送された場合にも同様に駆動力が伝達され記録媒体Sは搬送される。図3に示すように、この場合加圧ベルト52は加圧押圧部材56を内側に設けられる大きさがあれば良く、加圧ベルト52の小径化が可能となり、その結果低熱容量化が可能となり、使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化、装置の小型化が達成できる。
また、図3に示すように定着駆動ローラ57を金属管で構成し定着駆動ローラ57内部に加熱源53を設けることで定着ベルト51を加熱することができる。定着駆動ローラ57は定着ベルト51に張力を与える力は必要であるが定着ニップ形成ほどの大きな加圧力が加わることはない。そのため定着駆動ローラ57は薄肉化が可能となり、その結果低熱容量化が可能となり使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化につながる。
<実施例2>
図4に加圧ベルト52側に回転駆動力を付与する構成を示す。加圧ベルト52の内側に加圧駆動ローラ58を設け、図示していないスプリング等の弾性部材によって加圧ベルト52に張力を付与する。加圧駆動ローラ58を回転させることで、加圧ベルト52の内周面と加圧駆動ローラ58外周面の摩擦力により加圧ベルト52に駆動力が伝達され加圧ベルト52は回転する。加圧ベルト52が回転することでニップ部で接触している定着ベルト51も回転される。ニップ部に記録紙が搬送された場合にも同様に駆動力が伝達され記録紙は搬送される。加圧駆動ローラ58は定着装置の熱容量低減のために、加圧ベルト52を回転駆動する機能を達成できれば、可能な限り低熱容量であることが好ましい。
図4に加圧ベルト52側に回転駆動力を付与する構成を示す。加圧ベルト52の内側に加圧駆動ローラ58を設け、図示していないスプリング等の弾性部材によって加圧ベルト52に張力を付与する。加圧駆動ローラ58を回転させることで、加圧ベルト52の内周面と加圧駆動ローラ58外周面の摩擦力により加圧ベルト52に駆動力が伝達され加圧ベルト52は回転する。加圧ベルト52が回転することでニップ部で接触している定着ベルト51も回転される。ニップ部に記録紙が搬送された場合にも同様に駆動力が伝達され記録紙は搬送される。加圧駆動ローラ58は定着装置の熱容量低減のために、加圧ベルト52を回転駆動する機能を達成できれば、可能な限り低熱容量であることが好ましい。
この実施例での定着ベルト51の加熱方法について説明する。定着ベルト51の内側に加熱源53を設け直接定着ベルト51を加熱することを考える。中間媒体を介さず直接定着ベルト51を加熱できるので最も効率が良く使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化につながる。加熱源53の例としてハロゲンヒータが一般的である。ハロゲンヒータを用いることで部品コスト低減といった効果も得られる。
直接加熱方式の場合、定着ベルト51が低熱容量すぎて温度のコントロールが難しくなる場合が考えられる。このような場合、狙いの温度に対して温度リップルが大きくなる等が考えられ、結果としてホットオフセット、コールドオフセットといった画像不良となることが考えられる。
<実施例3>
温度安定性を優先させて図5のように定着ベルト51と加熱源53の間にスリーブ59を設けることを考える。スリーブ59には金属材を用いることが一般的で、スリーブ59の熱容量及び蓄熱効果で加熱源53からの熱量を直接定着ベルト51に伝えるよりも温度勾配が小さくなり温度制御が容易になる。ただしスリーブ59の熱容量が大きすぎると使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間に対する影響が大きくなり省エネ効果が低減されるので、温度制御の安定化と低熱容量化を両立できる適度な熱容量を持ったスリーブ59を設定することが必要である。
温度安定性を優先させて図5のように定着ベルト51と加熱源53の間にスリーブ59を設けることを考える。スリーブ59には金属材を用いることが一般的で、スリーブ59の熱容量及び蓄熱効果で加熱源53からの熱量を直接定着ベルト51に伝えるよりも温度勾配が小さくなり温度制御が容易になる。ただしスリーブ59の熱容量が大きすぎると使用電力低減、ウォームアップ時間やファーストプリント時間に対する影響が大きくなり省エネ効果が低減されるので、温度制御の安定化と低熱容量化を両立できる適度な熱容量を持ったスリーブ59を設定することが必要である。
なお前述の図3の例の定着駆動ローラ57の内部に加熱源53を用いた構成も同様に可能である。この場合、定着駆動ローラ57は加熱源53の熱の媒体として機能し駆動源としての機能は使用しない。
<実施例4>
図6に示す実施例のように、加圧駆動ローラ58の内部に加熱源53を設けることも可能である。記録紙の表裏両面から加熱することが可能となるのでウォームアップ時間の短縮化が可能となる。一方加熱源を2つ必要とすることから必ずしも省エネとはなり得ないが、ウォームアップ時間短縮を最優先に考える場合には有効である。
図6に示す実施例のように、加圧駆動ローラ58の内部に加熱源53を設けることも可能である。記録紙の表裏両面から加熱することが可能となるのでウォームアップ時間の短縮化が可能となる。一方加熱源を2つ必要とすることから必ずしも省エネとはなり得ないが、ウォームアップ時間短縮を最優先に考える場合には有効である。
1:中間転写ベルト
1a、1b:支持ローラ
2Y、2C、2M、2K:トナーボトル
3:排紙ローラ
4:2次転写ローラ
5:定着装置
6:レジストローラ
7:給紙コロ
8:給紙カセット
9:光書込ユニット
10Y、10C、10M、10K:現像装置
11Y、11C、11M、11K:一次転写装置
12:中間転写体クリーニング装置
17Y、17C、17M、17K:帯電装置
21Y、21C、21M、21K:感光体
51:定着ベルト
51a:開口部
52:加圧ベルト
53:加熱源
54:定着支持部材
55:温度制御手段
56:加圧押圧部材
57:定着駆動ローラ
58:加圧駆動ローラ
59:スリーブ
101Y、101C、101M、101K:画像形成手段
S:記録媒体
1a、1b:支持ローラ
2Y、2C、2M、2K:トナーボトル
3:排紙ローラ
4:2次転写ローラ
5:定着装置
6:レジストローラ
7:給紙コロ
8:給紙カセット
9:光書込ユニット
10Y、10C、10M、10K:現像装置
11Y、11C、11M、11K:一次転写装置
12:中間転写体クリーニング装置
17Y、17C、17M、17K:帯電装置
21Y、21C、21M、21K:感光体
51:定着ベルト
51a:開口部
52:加圧ベルト
53:加熱源
54:定着支持部材
55:温度制御手段
56:加圧押圧部材
57:定着駆動ローラ
58:加圧駆動ローラ
59:スリーブ
101Y、101C、101M、101K:画像形成手段
S:記録媒体
Claims (8)
- 記録紙上のトナー像を記録紙に定着させる定着装置において、
前記記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、
前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成している、
ことを特徴とする定着装置。 - 記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成している定着装置において、
画像面側の定着ベルトに回転駆動力を与えることで加圧ベルトを回転させるとともに、
ニップ部に挟まれた記録紙を搬送する、
ことを特徴とする定着装置。 - 記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、画像面側の定着ベルトに回転駆動力を与えることで加圧ベルトを回転させるとともに、ニップ部に挟持された記録紙を搬送する定着装置において、
前記定着ベルトの回転駆動部材に加熱源を有し、
該加熱源により前記定着ベルトを加熱する、
ことを特徴とする定着装置。 - 記録紙を挟持搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成している定着装置において、
非画像面側の前記加圧ベルトに回転駆動力を与えることで前記定着ベルトを回転させるとともに、
前記ニップ部に挟まれた記録紙を搬送する、
ことを特徴とする定着装置。 - 記録紙を挟持搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、非画像面側の加圧ベルトに回転駆動力を与えることで定着ベルトを回転させるとともにニップ部に挟持された記録紙を搬送する定着装置において、
前記定着ベルトの加熱源は前記定着ベルトを直接加熱するハロゲンヒータである、
ことを特徴とする定着装置。 - 記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、非画像面側の加圧ベルトに回転駆動力を与えることで定着ベルトを回転させるとともにニップ部に挟持された記録紙を搬送する定着装置において、
前記定着ベルトは内部にハロゲンヒータを有するスリーブによって加熱される、
ことを特徴とする定着装置。 - 記録紙を挟んで搬送する画像面側の定着ベルトと非画像面側の加圧ベルトを有し、前記定着ベルト及び加圧ベルトはそれぞれベルトの内側に設けられる支持押圧部材によって前記記録紙を加熱押圧するニップ部を形成し、非画像面側の加圧ベルトに回転駆動力を与えることで定着ベルトを回転させるとともにニップ部に挟持された記録紙を搬送する定着装置において、
前記加圧ベルトの回転駆動部材に加熱源を有し、
該加熱源により前記加圧ベルトを加熱する、
ことを特徴とする定着装置。 - 画像形成部と、該画像形成部で記録媒体上に形成したトナー像を前記記録媒体に定着させる請求項1から7のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011044843A JP2012181402A (ja) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 定着装置、及び画像形成装置 |
| US13/396,963 US8929788B2 (en) | 2011-03-02 | 2012-02-15 | Fixing device having a fixing pad and a pressing pad and image forming apparatus incorporating the same |
| CN201210043858.7A CN102654746B (zh) | 2011-03-02 | 2012-02-24 | 定影装置及包括其的图像形成设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011044843A JP2012181402A (ja) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 定着装置、及び画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012181402A true JP2012181402A (ja) | 2012-09-20 |
Family
ID=47012640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011044843A Pending JP2012181402A (ja) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 定着装置、及び画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012181402A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9342003B2 (en) | 2014-03-10 | 2016-05-17 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device for an image forming apparatus including a rotatable driver to define a driving span in an axial direction of the driver |
| JP2016210195A (ja) * | 2016-09-08 | 2016-12-15 | 東芝テック株式会社 | 搬送媒体の熱処理装置 |
| JP2021096401A (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006119272A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Canon Inc | 定着装置 |
| JP2008076794A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Canon Inc | 定着装置 |
| JP2009003410A (ja) * | 2007-05-22 | 2009-01-08 | Ricoh Co Ltd | 定着装置、画像形成装置、及び、加熱部材 |
| JP2009053215A (ja) * | 2006-08-03 | 2009-03-12 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
-
2011
- 2011-03-02 JP JP2011044843A patent/JP2012181402A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006119272A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Canon Inc | 定着装置 |
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| JP2016210195A (ja) * | 2016-09-08 | 2016-12-15 | 東芝テック株式会社 | 搬送媒体の熱処理装置 |
| JP2021096401A (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
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