JPH0359583A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 奮夏り曵札五立夏 本発明は、単色コピーと多色コピーとが可能な画像形成
装置の定着装置に関する。

髪来艮亙 電子写真法を利用した多色電子写真複写機や多色プリン
タ等の多色画像形成装置としては、感光体の周囲に黒色
現像器とカラー現像器とを備え、多色画像形成時には感
光体上に順次複数色のトナー像を形成し、転写ベルト上
に担持され感光体の転写位置に沿って搬送される転写紙
に重ね合せ転写した後転写紙を定着して多色画像を形成
する重ね合せ転写方式の装置が知られている。

転写ベルトに吸着されて担持された転写紙は転写ベルト
の支持ローラの部分で転写ベルトと共に偏向することは
用紙の腰の強さの点で無理であるから、転写ベルトを往
復させ、往動時にトナー像を転写させ、復動時には転写
ベルトを感光体から離間させて既に転写されたトナー像
が乱されないようにする必要があり、装置が複雑になる
欠点がある。

そこで、転写ベルトを転写紙搬送手段としてではなく、
中間転写材として利用し、複数回同一方向に周動させて
その上に複数のトナー像を重ね合せ転写し、それを転写
紙に転写して画像を形成する方式が考えられている。こ
の場合、黒白コピーの場合も転写ベルトに−たん中間転
写し、その後転写紙に転写されるので画像形成に要する
時間が長くなり、画像品質が低下する可能性がある。

そこで、単色画像形成袋時には、感光体上に形成された
トナー像が転写ベルトにより搬送される転写紙の感光体
に接する面に転写され、転写ベルトから分離されて、定
着装置により定着され、多色画像形成時には、感光体上
に順次形成された複数のトナー像が周動する転写ベルト
に重ね合せて転写された後、転写ベルトにより搬送され
る転写紙の感光体に接する面の反対側の面に転写され、
転写ベルトから分離されて定着装置により定着される画
像形成装置が、別途、本出願人により提案されている。

その場合、単色画像形成時と、多色画像形成時とで定着
装置へ導入される転写紙のトナー像が転写される側が表
裏互いに逆になる。

定着装置として広く採用されている定着ローラと加圧ロ
ーラの対より成る熱ローラ定着装置では、通常転写紙の
トナー像担持側の面が接する方の定着ローラ内にヒータ
が内蔵され、その裏面に接する方の加圧ローラはニップ
幅を得るために芯金ローラの表面に弾性体を積層したロ
ーラが使用されている。

したがって、転写紙の表裏のいずれにトナー像が担持さ
れている場合にも対応できるようにするには、両方のロ
ーラに夫々定着を可能とするワット数のヒータを内蔵さ
せなければならない、しかし、ゴム等の弾性体ローラの
芯金の内部に定着に必要なワット数のヒータを内蔵した
場合は、芯金ローラと弾性層との境界面の接着が技術的
問題となり、熱膨張によるローラパンク等が発生するお
それがあり、信頼性に問題がある。又、各ローラ毎に温
度制御手段、安全手段が必要になり、又、ウオームアツ
プ時間も片側がシリコンゴム等のゴムローラであるため
、長くなり、コストの面でも、仕様の面でも不利である
。

又、従来の一般の熱ローラ定着装置の如く、方がシリコ
ンゴム等の弾性ローラで他方が４ぶつ化エチレン等の離
型性層をコーティングした金属ローラである場合は、ト
ナー層がどちらの側にくるかによって画質に差がでる。

そこで、両方のローラともシリコンゴム等の弾性体層を
設けたローラとした場合は、オイル含浸による膨張が有
り、ニップ部での線速が変化し転写紙の搬送上、及び画
質上問題が生ずる。

が解　しようとする課 本発明は、単色画像形成時と、多色画像形成時とで、転
写紙のトナー像を担持する面が互いに逆になるような画
像形成装置の定着装置として熱ローラ定着装置を使用し
た場合の上記の問題点を解決した、簡単な構成で、転写
紙のいずれの側にトナー像が担持されている場合にも常
に良好な定着品質が得られる熱ローラ定着装置を提供す
ることを課題とする。

のための 本発明の定着装置は、上記の課題を解決させるため。

ヒータを内蔵し、正逆転可能な定着ローラと。

その両側に夫々接してニップ部を形成し、定着ローラの
回転に従動して回転される２つの加圧ローラとを有し、 転写ベルトから分離排出された転写紙は未定着トナー像
担持面が定着ローラに接する方のニツプ部に挿入され、
定着ローラは挿入された転写紙を所定の方向に搬送排出
する方向に回転駆動されることを特徴とする。

走−且 本発明の定着装置は上記の如く構成されているので、単
色画像形成時にも、多色画像形成時にも、未定着トナー
像を担持した面が定着ローラに接する方のニップ部に挿
入され、通常の熱ローラ定着装置と同様、トナー像が内
部にヒータを有し、剛性のある定着ローラに接しその反
対面を弾性のある加圧ローラで加圧されて所要のニップ
幅が得られ良好な定着が行なわれる。定着ローラは正逆
回転可能でどちらのニップに転写紙が挿入された場合に
も、定着ローラとこれに圧接する２つの加圧ローラは転
写紙を通常の排出方向に搬送できる方向に回転するので
転写紙は所定の方向に搬送排出される。

定着ローラの正逆回転はクラッチにより切換えることも
可能であるが、正逆転モータのような正逆転可能な駆動
源を使用すれば正逆転切換クラッチが不要となり、構成
が簡単になり、装置をコンバク１−にすることができる
。

失凰盟 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明による定着装置を備えた黒、赤２色レ
ーザプリンタの１例の感光体周辺の機器の配置を示す図
である。

感光体ドラムｌの周囲には矢印で示すその回転方向の順
に、帯電チャージャ２、レーザ光書込ユニット３、黒現
像器４、赤現像器５、第１転写チヤージヤ６、クリーニ
ングユニット７が設けられている。感光体ドラム１と第
１転写チヤージヤ６との間に形成される転写部をベルト
ループの片側が通過するように、無端ベルトとして形成
された転写ベルト７が駆動ローラ８と支持ローラ９とに
掛渡されて設けられている。転写ベルト７の感光体ドラ
ム１に接する側の内面に沿い第１転写チヤージヤ６の下
流側に転写ベルト角度変更用支点ローラ１０が設けられ
、又、上側の支持ローラ９を図中に実線で示す第１転写
位置と図中に鎖線で示す第２転写位置との間に変位させ
るソレノイド１１が設けられている。支持ローラ９が第
１転写位置にあるとき、転写ベルト７の両側走行部は夫
々−直線状をなす第Ｉ位置をとり、転写ベルト角度変更
用支点ローラ１０は転写ベルト７の内面に単に接してい
るだけである。一方、支持ローラ９が第２転写位置にあ
るとき、転写ベルト７は図中に鎖線で示す如く、感光体
ドラムエに接する側は転写ベルト角度変更用支点ローラ
１０の周囲に支持されて曲げられ、その反対側はたるみ
をとるためのタイトナローラ１２がバネ１３により圧接
し屈曲した状態となる第２位置をとる。タイトナローラ
１２及びバネ１３はソレノイド１４により変位し、転写
ベルト７の第１位置では、タイトナローラ１２が転写ベ
ルト７から離間した位置に保持される。

転写ベルト７は図示しない駆動源により矢印で示す方向
にのみ駆動される。駆動ローラ８に巻掛けられた部分の
転写ベルトの外側に対向して転写ベルトクリーニングユ
ニット１５が転写ベルトに接離可能に設けられ、その下
流側で転写ベルトの感光体に接する側の走行部に対して
接線となる方向に転写紙を給紙するレジストローラ対１
６及び転写穴ロガイド板エフが設けられている。転写ベ
ルト７の転写紙給紙位置外側に対向して転写紙密着用チ
ャージャ１８が設けられている。又、第Ｉ位置にある転
写ベルトの感光体ドラム１に接する走行部の直線部が支
持ローラ９に接する点の外側に対向して第２転写チヤー
ジヤ１９が設けられている。

転写ベルト７の出口側の下流側には、定着入口ガイド板
２０を介して定着装置２１が設けられている。定着装置
２１は第２図に示すように、ヒータ２２を内蔵する１本
の定着ローラ２３と、その両側に夫々接する２本の加圧
ローラ２４，２５とより成る。定着ローラ２３は金属ロ
ーラに４ふっ化エチレン樹脂又は薄肉シリコンゴムをコ
ーティングして成り、加圧ローラ２４，２５は金属芯金
に厚肉シリコンゴムを積層して構成されている。

定着ローラ２３は正逆回転する駆動モータ４０により、
ギヤ列４１．４２を介して図中に実線で示す第１方向と
破線で示す第２方向の両方向に回転可能となっており、
加圧ローラ２４，２５は定着ローラ２３の回転に従動し
て回転される。定着入口ガイド板２０は、第１位置にあ
る転写ベルト７から分離された転写紙を定着ローラ２３
と加圧ローラ２４との間に形成される第１定着ニップブ
２６に案内する第１ガイド板２７と第２位置にある転写
ベルト７から分離された転写紙を定着ローラ２３と加圧
ローラ２５との間に形成された第２定着ニップ部２８に
案内する第２ガイド板２９，２９′とより成る。内側ガ
イド板２７’　、２９’　とは一体にＶ字形に形成され
、その定着ローラ２３に対向する先端には先の尖った歯
を周囲に備えた拍車３０が回動自在に設けられている。

定着ローラの第Ｉ、第２定着ニップ部の夫々の下流側に
先端を接して第１分離爪３１及び第２分離爪３２が設け
られ定着出口ガイド板３３を経て機外に排出可能となっ
ている。

以下にこの装置の作用を説明する。

く２色プリントモード〉 感光体ドラム１上に、まず公知の電子写真プロセスによ
り黒色トナー像を形成し、転写紙を転写ベルト７に給紙
せずに転写ベルト７を支持ローラ９を第１転写位置にし
た第１位置で回動させ、第１転写チヤージヤ６の作用の
もとに感光体ドラム１から転写ベルト７に黒色トナー像
を転写し１次いで感光体上に赤色トナー像を形成し、黒
色トナー像と位置を整合させて重ね合せ転写する。赤・
黒画像の転写の順序は逆でもよい、このとき、タイトナ
ローラ１２はソレノイド１４に引かれて転写ベルトの外
周面から離間しており、又クリーニングユニット１５も
転写ベルト７から退避しているので、未定着のトナー像
がタイトナローラ１２及びクリーニングユニットエ５に
より乱されることはない、転写ベルト７の２色のトナー
像が転写された部分の先端と転写紙の先端とが整合する
タイミングで、レジストローラ１６により転写紙を転写
ベルト７に給紙すると、転写紙は転写紙密着用チャージ
ャ１８により転写ベルトに密着して搬送され、転写ベル
ト７の出口部で、転写ベルト上のトナー像は第２転写チ
ヤージヤ１９の作用により転写ベルト７より転写紙の転
写ベルトに接する側に転写される。転写後転写紙は用紙
の腰により、転写ベルト７より分離し、入口ガイド板２
７，２７′に案内されて、定着装置の第１ニップ部２６
に挿入され、トナー像が転写された側を定着ローラ２３
に接して加圧ローラ２４とで挟持搬送されて定着され、
分離爪３１により定着ローラ２３より分離され機外に排
出さ、れる。

く単色プリントモード〉 支持ローラ９をソレノイド１１により第２転写位置に変
位させかつタイトナローラ１２をソレノイド１４により
変位させベルトに圧接し、転写ベルト７を第２位置に保
持する。そして感光体ドラムｌ上に黒又は赤のいずれか
１色のトナー像を形成し、転写ベルト７を周動させ、感
光体上のトナー像の先端と転写紙の先端が第１転写チヤ
ージヤ６と感光体１との間の転写位置で一致すべきタイ
ミングで、レジストローラ１６により転写ベルト７に転
写紙を給紙する。トナー像は第１転写チヤージヤ６の作
用のもとに感光体ドラム１より転写紙の感光体に接する
側の面に転写される。転写紙は転写ベルト角度変更用支
点ローラ１０のところで曲げられて、第２転写位置に変
位した支持ローラ９の方向に進む転写ベルトに吸着して
搬送され。

支持ローラ９の位置で紙の腰を利用して転写ベルト７よ
り分離され、入口ガイド板２９．２９’に案内されて定
着装置２１の第２ニップ部２８に挿入され、トナー像の
転写された側が定着ローラ２３に接するように、定着ロ
ーラ２３と加圧ローラ２５とにより挟持搬送されて定着
され分離爪３２により分離されて機外に搬出される。

上記の実施例では、正逆転モータ４０の回転を定着ロー
ラに伝達するのにギヤ列を使用したが。

チェーンとスプロケットホイールの組合せ、タイミング
ベルトとタイミングプーリの組合せ等積々の公知の手段
を採用することができる。

又、正逆転モータの使用に替えて、一方向に回転するモ
ータを使用し、伝動系の途中に正逆転クラッチを介させ
ることも可能であるが、装置が繁雑になり、コスト的に
も有利でない。又、クラッチを使用する場合、高トルク
の定着駆動時スリップが発生するおそれがあり、信頼性
の面でも問題がある。

又、上記実施例では、第１図及び第２図に示したように
、定着ローラを中央に配置し、加圧ローラを両側に配置
して加熱側が互いに反対側になる２つのニップ部を形成
したが、第３図に示す他の実施例では、１つの加圧ロー
ラ２４を中央に配置し、その両側に定着ローラ２３ａ、
２３ｂを設けて、加熱側が互いに反対側になる２つのニ
ップ部を形成している。このようにした場合、夫々の定
着ローラ２３ａ、２３ｂ内に設けられるヒータ２２ａ、
２２ｂのワット数及び定着ローラの表面の制御温度を変
えることができ、単色プリントモード時と、多色プリン
トモード時の夫々の場合に最適の定着温度とすることが
できる０例えば３色重ね合せによるフルカラープリント
時はトナー層が厚くなり、定着温度を高くする必要があ
る。この構成の場合、転写紙の感光体に接する側にトナ
ー像が形成される単色プリントモード時には、第３図中
に実線で示す如く転写ベルト７を直線状態にし、左側の
定着ローラ２３ａと中央の加圧ローラ２４との間のニッ
プ部に転写紙が挿入されることになり作製頻度の多い単
色プリントの場合搬送が円滑に行なわれ、良好な画像が
得られる利点がある。

しかし、転写ベルト７上に複数色のトナー像を重ね合せ
て転写する多色プリン１−モード時、第３図中破線で示
す如く屈折位置にある転写ベルトをトナー像を担持した
状態でタイトナローラ１２で転写ベルトを緊張させなけ
ればならないので、タイトナローラ１２はベルトループ
の内側に設ける必要がある。又、２つの定着ローラを単
一の駆動モータで別個に逆方向に駆動させる伝動手段が
複雑になる難点がある。

第４図から第８図にその伝動手段の種々の例を示す。

第４図に示す例では、加圧ローラ２４を正逆転モータ４
０でギヤ列を介して、使用する定着ローラに応じて正逆
いずれかの方向に回転し、２つの定着ローラ２３ａ、２
３ｂをこれに従動回転させるようにしている。

第５図に示す他の伝動機構の例では、正逆転ローラ４０
により、ギヤ列を介して、一方の定着ローラ（この例で
は２３ａ）を回転させ、これに従動させて、加圧ローラ
２４及び他方の定着ローラ２３ｂを回転させるものであ
る。

第６図に示す他の例では、一方向にのみ回転するモータ
４０′と一方の定着ローラ（この例では２３ａ）との間
に２個のクラッチ４３を伝動系中に並列に挿入し、これ
らを選択して断続することにより、定着ローラ２３ａに
伝達する回転の方向を切換え、この定着ローラ２３ａに
従動させて加圧ローラ２４、他方の定着ローラ２３ｂを
回転させるようにしている。

第７図に示す更に他の例では、１つの一方向にのみ回転
する駆動モータ４０’の出力軸の一方は一方向性クラッ
チ４４を介して一方の定着ローラ２３ｂに連結されてお
り、出力軸の他方はクラッチ４３を介して他方の定着ロ
ーラ２３ａに連結されている。定着ローラ２３ａと加圧
ローラ２４との間のニップ部に通紙して定着を行なう場
合は、クラッチ４３を接続して定着ローラ２３ａを所定
の方向に回転させ、加圧ローラ２４と他方の定着ローラ
２３ｂを従動回転させる。この時定着ローラ２３ｂは、
この定着ローラを使用して定着する場合の回転方向とは
逆方向に回転させられるが、駆動モータ４０’　との間
には一方向性クラッチ４４が挿入されているので、無理
なく回転する。

一方、定着ローラ２３ｂを使用して定着する場合は、ク
ラッチ４３を断ち、定着ローラ２３ａを自由回転させる
。これにより他方の定着ローラ２３ｂは駆動モータ４０
’　により一方向クラッチ４４を介して所定の方向に回
転し、加圧ローラ２４と他方の定着ローラ２３ａを従動
回転させる。

第８図に示す更に他の例では、各定着ローラ２３ａ、２
３ｂは夫々別個の一方向に回転するモ−タ４０′により
一方向性クラッチ４４を介して回転駆動されるようにな
っており、使用する定着ローラに対するモータを選択駆
動し、加圧ローラ２４と他方の定着ローラとをこれに従
動回転させるようにしている。

勾−二展 以上の如く、本発明によれば、転写ベルトで搬送される
転写紙の感光体に接する側にトナー像を担持する場合に
もその反対側にトナー像を担持する場合にも、安定した
搬送速度で定着装置のニップ部を搬送され、加圧ローラ
の弾性体層と芯金との接着部が剥離する等の故障を防止
することができ、信頼性が向上するとともに、画像品質
の向上に効果が得られる。

又、定着ローラの駆動源として正逆転可能なモータを使
用することにより、駆動装置が簡単になり、コストの低
減、装置の小型化に効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明の定着装置を備えた画像形成装置の要部
を示す断面図、第２図はその定着装置の３本のローラの
軸を含む面で截った断面図、第３図は他のローラ配置の
定着装置を有する画像形成装置の要部を示す断面図、第
４図乃至第８図はその定着装置の定着ローラ駆動装置の
各種の構成例を示す断面図である。 １・・・感光体 ６・・・転写チャージャ ７・・・転写ベルト ２１・・・定着装置 ２２　、　２２　ａ　、　　２２　ｂ−ヒータ２３　、
２３　ａ　、　２３　ｂ一定着ローラ２４・・・加圧ロ
ーラ ４０・・・正逆転モータ（正逆転可能な駆動源）４０′
・・・一方向回転駆動 ４１．４２・・・ギヤ ４３・・・クラッチ ４４一方向性クラッチ 第 ３ 珊 ４ 第 巳 第 図 第６コ ４Ｑ’

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）転写部で感光体に接して一方向に周動する転写ベ
   ルトを有し、単色画像形成時には該感光体上に形成され
   たトナー像が上記転写ベルトにより搬送される転写紙の
   感光体に接する面に転写され、転写ベルトから分離され
   て定着装置により定着され、多色画像形成時には、上記
   感光体上に順次形成された複数のトナー像が周動する転
   写ベルトに重ね合せて転写された後、転写ベルトにより
   搬送される転写紙の感光体に接する面の反対側の面に転
   写され、転写ベルトから分離された定着装置により定着
   される画像形成装置の定着装置において、ヒータを内蔵
   し、正逆転可能な定着ローラ と、 その両側に夫々接してニップ部を形成し、 定着ローラの回転に従動して回転される２つの加圧ロー
   ラとを有し、 転写ベルトから分離排出された転写紙は未 定着トナー像担持面が定着ローラに接する方のニップ部
   に挿入され、定着ローラは挿入された転写紙を所定の方
   向に搬送排出する方向に回転駆動されることを特徴とす
   る定着装置。
2. （２）上記の定着ローラが正逆転可能な駆動源により駆
   動されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。