JP2004198659A

JP2004198659A - 画像定着装置、および画像形成装置

Info

Publication number: JP2004198659A
Application number: JP2002365787A
Authority: JP
Inventors: Ryuichiro Maeyama; 龍一郎前山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】記録紙に充分な熱量を供給し、トナー画像の定着性を安定させる画像定着装置を提供することを目的とする。
【解決手段】記録紙３５に形成された未定着画像を定着する回転可能な定着ロール１０を、外部加熱部材５０によって定着ロール１０の表面の外周方向に長さを持った長手方向に亘る帯状領域Ｌを外部から加熱するように構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像定着装置に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる画像定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置は、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで可視像とし、さらにこの可視像を記録紙に転写し、これを画像定着装置によって定着して画像形成している。
【０００３】
かかる画像形成装置に用いられる画像定着装置は、図７に示したように、ＳＵＳなどの円筒で構成された芯金にシリコンゴムが被覆され、芯金内部に発熱体としてのハロゲンヒータを備えた定着ロール１０１と、同様に構成された加圧ロール１０２とが圧接されて構成されている。回転駆動される定着ロール１０１とこれに従動回転する加圧ロール１０２とは、圧接部において一定幅のニップ部１０３を形成している。そしてトナー画像１０５の転写された記録紙１０４はニップ部１０３を通過することで、トナー画像１０５が加熱および加圧されて記録紙１０４上に定着される。
【０００４】
ここで、従来技術として、定着ロールと加圧ロールとで挟持しながらトナー画像を定着する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２４００６０号公報（第４頁、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像定着装置では、記録紙が加熱ロールと加圧ロールとで形成されるニップ部を通過する際に、加熱ロールおよび加圧ロールから記録紙に熱が移行するためにそれぞれの表面温度が下がり、記録紙の後端側ほど充分な熱を供給することができない。そのためにトナー画像の定着性が低下し、特にミラーコート紙２５６ＧＳＭではそれが顕著となることから、プロセススピードを低速に設定しなければならないという技術的課題がみられた。
また、加熱ロールおよび加圧ロールから記録紙への熱の供給量を増やすために、ヒータへの電力を大きくすると、加熱ロールおよび加圧ロールに被覆されたシリコンゴムが剥がれるという現象が生じ、ヒータへ供給する電力量には一定の限界があるという技術的課題もあった。
【０００７】
なお、上記の特許文献１に記載された技術では、記録紙に充分な熱量を供給し、トナー画像の定着性を安定させるための有効な技術は開示されていない。
【０００８】
そこで本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、記録紙に充分な熱量を供給し、トナー画像の定着性を安定させる画像定着装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明の画像定着装置は、記録材に形成された未定着画像を定着する回転可能な定着手段を、外部加熱手段によって定着手段の表面の外周方向に長さを持った長手方向に亘る帯状領域を外部から加熱することで、記録紙に充分な熱量を供給して、トナー画像の定着性を安定させることを可能とするものである。
【００１０】
すなわち、本発明の画像定着装置は、記録材に形成された未定着画像を定着する回転可能な定着手段と、定着手段を圧接する加圧手段と、定着手段の表面であって定着手段の外周方向に長さを持った長手方向に亘る帯状領域を外部から加熱する外部加熱手段とを備えたことを特徴としている。また、外部加熱手段は、定着手段の外周方向の長さが５mm以上の帯状領域を加熱するように配設されたことを特徴とすることができる。さらに、外部加熱手段は、定着手段と帯状領域で接触するように配設されたことを特徴とすることができる。特に、外部加熱手段は、定着手段に対して接離可能に構成されたことを特徴とすることができる。また、外部加熱手段は、複数配設されたことを特徴とすることができる。さらに、外部加熱手段は、定着手段とは非接触に配設されたことを特徴とすることができる。特に、外部加熱手段は、赤外線を輻射する発熱体を備えたことを特徴とすることができる。
【００１１】
また、本発明の画像定着装置は、記録材に形成された未定着画像を定着する回転可能な定着ロールと、定着手段を圧接する加圧部材と、複数のロールで張架され、定着ロールの表面と所定の領域で接触して、定着ロールを外部から加熱する外部加熱ベルトとを備えたことを特徴としている。また、外部加熱ベルトは、複数のロールのうちいずれか１または複数に配設された発熱体から熱が供給されることを特徴とすることができる。また、外部加熱ベルトは、ベルトの片寄りを防止する片寄り防止部材をさらに備えたことを特徴とすることができる。さらに、外部加熱ベルトは、定着手段に対して接離可能に構成されたことを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明を画像形成装置として捉え、記録材上に画像情報に応じた未定着画像を形成する未定着画像形成手段と、記録材に形成された未定着画像を定着する回転可能な定着部材と、定着部材を圧接する加圧部材と、定着部材の表面であって定着手段の外周方向に長さを持った長手方向に亘る帯状領域を外部から加熱する外部加熱部材とを備えた画像定着手段とから構成されたことを特徴としている。また、画像定着手段は、外部加熱部材に配設した発熱体の熱量を可変に構成したことを特徴とすることができる。さらに、画像定着手段は、外部加熱部材が記録材に応じて発熱体の熱量を可変に構成したことを特徴とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明について詳細に説明する。
◎ 実施の形態１
図１に示すものは、本実施の形態における画像定着装置を説明する図である。この画像定着装置１は、加熱源を内蔵した定着ロール１０、３つの支持ロール２０、２１、２２に張架され定着ロール１０に圧接されるエンドレスベルト３０、エンドレスベルト３０の所定の範囲を定着ロール１０に向けてベルト内周面側から当接して押圧する圧力付与部材４０、定着ロール１０を外部から加熱する外部加熱部材５０を備えている。
【００１４】
定着ロール１０は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成された円筒状の芯金１１上に、弾性材料で構成される弾性体層１２と、耐熱性に優れた弾性材料で構成される表面層１３とを積層して構成された、直径６５ｍｍのロールである。芯金１１の円筒内部には、加熱源としての２本のハロゲンヒータ１４が配設されている。また、定着ロール１０の表面には、定着ロール１０の表面温度を計測する温度センサ１５が配設されている。
定着ロール１０は、図示しない支持機構により回転自在に支持され、図示しない駆動装置によって図中の矢印方向に所定の速度で回転する。また、温度センサ１５の計測信号により、図示しない温度制御部でハロゲンヒータ１４が制御されて、定着ロール１０の表面温度が所定の温度（例えば１６０℃）に維持される。
【００１５】
エンドレスベルト３０は、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルムにより形成される。そして回転自在に支持されている３つの支持ロール２０、２１、２２に張架された状態で設置されている。
支持ロール２０は、定着ロール１０の最下点よりも回転方向下流側に位置し、図示しない加圧機構により定着ロール１０に圧接された状態で回転自在に配設されている。また、支持ロール２１は、定着ロール１０の最下点から水平方向上流側に位置し、回転自在に配設されている。支持ロール２１の内部には、画像定着装置１の立ち上げ時における定着ロール１０からエンドレスベルト３０への熱伝導による定着ロール１０の急激な温度低下を防止するため、エンドレスベルト３０を予め一定の温度に高めておくためのハロゲンヒータ２３が配設されている。
【００１６】
さらに、支持ロール２２は、一端が固定された軸受けに支持され、他端が変位駆動機構により水平方向に移動可能な軸受けによって支持されている。そして支持ロール２２は、エンドレスベルト３０の蛇行走行を検出する図示しないセンサからの検知信号に基づいて動作する駆動制御部により変位駆動機構が制御されて、エンドレスベルト３０の蛇行を抑止する方向に所定量だけ移動するように構成されている。
【００１７】
このように、エンドレスベルト３０は３つの支持ロール２０、２１、２２に所定の張力を加えられながら張架されている。特に、２つの支持ロール２０、２１により、エンドレスベルト３０の外周面が定着ロール１０の表面に所定量だけ巻きついた状態で圧接するように支持されている。これによって、未定着トナー像を担持した記録紙３５が定着ロール１０との間に挟持されるニップＮが形成される。また、支持ロール２２により、支持ロール２０と支持ロール２１から定着ロール１０とは反対側に位置するエンドレスベルト３０の部分が支持されるとともに、エンドレスベルト３０の蛇行が抑止される。
【００１８】
さらに、エンドレスベルト３０には、エンドレスベルト３０に摺擦してエンドレスベルト３０表面を清掃するクリーニングロール２４が配設されている。クリーニングロール２４は、芯金と、芯金の表面に形成された多孔質のスポンジ層とで構成されている。スポンジ層には、ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、或いはポリエステルワックスなどの離型剤が含浸され、エンドレスベルト３０表面へのトナーの付着を防止している。なお、芯金の表面に形成されたスポンジ層は、ゴアテックス（商標名）を表面に被覆したＰＴＦＥ（フッ素樹脂の多孔質体）で形成してもよい。
【００１９】
また、支持ロール２１の上流側には未定着トナー像を担持する記録紙３５をニップＮに送り込むように誘導する入口ガイド２７が配設されている。さらに、支持ロール２０の下流側にはニップＮを通過して定着ロール１０から剥離される記録紙３５を排出させるように誘導する排紙ガイド２８が配設され、排紙ロール２９により装置外部に排出される。
【００２０】
圧力付与部材４０は、図２に示すように、共にステンレス等で形成される上面が平滑な支持プレート４１と支持プレート受け４２との分割構造からなる支持体、支持体の支持プレート４１の上面に取り付けられるシリコーンゴム（ゴム硬度２３°）からなる弾性層４３、ポリテトラフルオロエチレンを含浸させたガラス繊維シート（中興化成製：ＦＧＦ−４００−４）からなる低摩擦層４４で構成されている。
【００２１】
支持プレート４１は断面Ｔ字形状からなり、その下面に定着ロール１０の軸方向に沿った凸状部４１ａが形成されている。支持プレート受け４２は、その上面に支持プレート４１の下面の凸状部４１ａが嵌合される凹溝４２ａが形成されるとともに、その下面の両端部を僅かに除く部分に張出部４２ｂが形成されている。弾性層４３は、その上面が定着ロール１０の表面に沿うような曲面形状に形成されるとともに、支持ロール２０と定着ロール１０との当接部近傍まで延びるような形状に形成されている。これにより、エンドレスベルト３０がニップＮを形成する範囲内では定着ロール１０の表面に沿って確実に密着させることができるように構成されている。低摩擦層４４は、支持プレート４１と支持プレート受け４２と弾性層４３とを一体化したものの周囲全体を１周するように巻き付けた状態で取り付けられている。
【００２２】
また、圧力付与部材４０は、弾性層４３が取り付けられた支持プレート４１を支持プレート受け４２に嵌合させ、ネジ等により一体化させて加圧フレーム４５に着脱自在に取り付けられている。そして加圧フレーム４５は一端が画像定着装置１本体の図示しない支軸に軸孔４５ｂを介して揺動自在に取り付けられるとともに、加圧フレーム４５の下部側がコイルスプリング４６により定着ロール１０に向けて所定の圧力で付勢されるようになっている。
【００２３】
次に、外部加熱部材５０について説明する。外部加熱部材５０は、定着ロール１０に接触しながら定着ロール１０に従動するヒートベルト５１、ヒートベルト５１を張架するとともにヒートベルト５１を加熱するヒートロール５２、５３、ヒートベルト５１を張架するとともにヒートベルト５１を駆動する金属ロール５４を備えている。
【００２４】
ヒートベルト５１は、原形が直径８０ｍｍの円筒形状に形成された無端ベルトである。ヒートベルト５１の構造は、厚さ５０μｍのニッケル電鋳ベルトに硬度Ｈｓ３３のシリコンゴムを厚さ１００μｍで被覆して構成されているか、または、厚さ７５μｍのポリイミドに硬度Ｈｓ３３のシリコンゴムを厚さ１００μｍで被覆して構成されている。
ヒートロール５２、５３は、アルミニウムや鉄などの金属で形成された芯金にフッ素コートされた厚さ２０μｍのＰＦＡが被覆して構成されている。芯金の内部には、ともにそれぞれ３００Ｗのハロゲンヒータ５５、５６が配設されている。また、金属ロール５４は、アルミニウムや鉄などの金属で形成されたロールである。
【００２５】
そして、ヒートベルト５１は、ヒートロール５２、５３と金属ロール５４とによって張架され、定着ロール１０の表面の外周方向に長さを持った長手方向に亘る帯状の領域と接触しながら定着ロール１０と従動するように構成されている。すなわち、ヒートベルト５１が定着ロール１０と接触する領域は、定着ロール１０の表面の外周方向には長さＬを有し、定着ロール１０の長手方向は少なくとも最大画像幅以上の長さで形成される帯状に広がる領域である。かかる帯状領域は、定着ロール１０の外周方向の長さＬが５ｍｍ以上の広がりを有している。
【００２６】
ここで、例えば、直径６５ｍｍの定着ロール１０に単なるロールが圧接される場合を考える。ロールの材質により異なりがあるものの、一般的にはこのロールによって形成されるニップ幅は３〜４ｍｍ程度とすることができる。本実施の形態では、上述の外周方向の長さを、このロールによって形成されるニップ幅を超える長さにすることで、定着ロール１０に対する充分な熱の伝達が可能となる。
【００２７】
ここで、ヒートベルト５１には、ヒートベルト５１の片寄りを防止するために、ヒートベルト５１の幅方向の傾きを調整する片寄り防止部材６０が配設されている。図３は、片寄り防止部材６０を説明する断面図である。片寄り防止部材６０は、ヒートベルト５１を押圧するテンションロール６１、テンションロール６１を軸支する軸受け６２、軸受け６２を介してテンションロール６１を支持する支持体６３、テンションロール６１のヒートベルト５１への当接位置を決める位置決め部材６４で構成されている。
【００２８】
テンションロール６１は、アルミニウムや鉄などの金属で形成された芯金にフッ素コートされた厚さ２０μｍのＰＦＡが被覆されて構成されている。テンションロール６１は、テンションロール６１の傾きが調整された後、位置決め部材６４によって画像定着装置１本体に設けられた固定部材６５に対しネジ等で固定される。これによって、ヒートベルト５１が進行方向に対して左右いずれにも片寄らないように設定することができる。また、テンションロール６１内部には、ハロゲンヒータが配設されており、ヒートベルト５１はテンションロール６１からも熱の供給を受けることができる。
【００２９】
また、外部加熱部材５０には、外部加熱部材５０を定着ロール１０に当接させた状態と離隔させた状態とに設定する不図示の接離機構が設けられている。そして、画像定着装置１でのジャム処理やヒートベルト５１に付着したトナーなどの汚れを清掃する場合等に外部加熱部材５０を定着ロール１０から離隔させることが可能である。
【００３０】
次に、画像定着装置１の動作について説明する。まず、図示しない画像形成装置からの画像形成動作の開始信号を受けて、定着ロール１０の表面がハロゲンヒータ１４の加熱により所定の設定温度となり、定着ロール１０が矢印方向に回転を始める。これと同期してエンドレスベルト３０が３つの支持ロール２０、２１、２２に張架された状態で定着ロール１０に従動して矢印方向に回転し始める。さらに、外部加熱部材５０のヒートベルト５１がヒートロール５２、５３、および金属ロール５４に張架された状態で定着ロール１０に従動して矢印方向に回転し始める。
【００３１】
その際、エンドレスベルト３０は、支持ロール２０、２１による支持と圧力付与部材４０による押圧とにより、定着ロール１０との間にニップＮを形成した状態で回転する。そして、トナー像が担持された記録紙３５がニップＮに搬送されて通過することにより、そのトナー像を構成するトナーが加熱加圧されて記録紙３５上に定着される。定着処理後の記録紙３５は、支持ロール２０による押圧により弾性変形する定着ロール１０の弾性体層１２の領域を通過した後に、剥離装置を使用しなくとも定着ロール１０の表面から自然に剥離され、排紙ガイド２８へ排出される。
【００３２】
一方、外部加熱部材５０では、ヒートロール５２、５３の加熱によりヒートベルト５１に熱が伝わり、さらに定着ロール１０に熱を供給する。具体的にはヒートロール５２、５３は、定着ロール１０の表面温度１６０℃よりも１５°だけ高い１７５℃にヒートベルト５１が加熱される。加熱されたヒートベルト５１は定着ロール１０に熱を供給し、定着ロール１０の表面温度を迅速に所定温度に回復することが可能である。
【００３３】
すなわち、定着ロール１０は、未定着トナー像を担持する記録紙３５をニップＮで加熱定着する際に記録紙３５に熱が奪われ、定着ロール１０がニップＮを通過した後は、定着ロール１０の表面温度は低下する。特に、連続してプリントする場合や熱容量の大きな厚紙やＯＨＰシートをプリントする場合等には、定着ロール１０の表面温度の低下は著しい。これに対し、本実施の形態における画像定着装置１では、外部加熱部材５０の加熱されたヒートベルト５１が定着ロール１０の表面とは定着ロール１０の外周方向に長さＬを持った長手方向に亘る帯状の領域で接触するので、定着ロール１０に対して即時かつ充分な熱を供給することが可能である。このため、定着ロール１０の温度がニップＮを通過して低下しても、定着ロール１０が１回転する間に外部加熱部材５０から熱が充分に伝達されるので、再度ニップＮに到達するまでの間に定着ロール１０の温度を所定の温度に回復させることができる。したがって、連続してプリントする場合や厚紙やＯＨＰシートをプリントする場合等においても、充分な定着性を得ることができる。
【００３４】
ここで図４は、外部加熱部材５０を配設した場合と、外部加熱部材５０を配設しない場合とにおける立ち上がり時からの定着ロール１０表面温度の変化を示した図である。図４に示すように、外部加熱部材５０を配設しない場合には、定着ロール１０の表面温度はプリント動作を重ねるに従い徐々に低下してしまうが、外部加熱部材５０を配設した場合にはプリント動作を重ねても、定着ロール１０表面温度をほぼ１９０℃に安定させることが可能となる。
【００３５】
また、ヒートベルト５１を加熱する熱量を変えることにより、記録紙３５の定着画像の光沢を調整することが可能であり、ヒートベルト５１に加える熱量を増やすほど定着画像の光沢を出すことができる。例えば、ヒートロール５２、５３に配設するハロゲンヒータ５５、５６として、それぞれ５００Ｗのものを配設して全体で１ｋＷの熱量でヒートベルト５１を加熱した場合と、それぞれ１ｋＷのものを配設して全体で２ｋＷの熱量でヒートベルト５１を加熱した場合とを比較すると、ミラーコート紙での光沢は、２ｋＷの方が１ｋＷに比べ、７５度法で２０差得ることができた。また、記録紙３５の先端部と後端部とで一定の光沢を得ることができ、定着画像全体をフラットな光沢で形成することが可能となった。
【００３６】
したがって、ハロゲンヒータ５５、５６の定格を選択したり、または供給する電力を可変とすることで定着画像を所望の光沢に調整することが可能である。さらに、記録材である記録紙３５の種類に応じて、ハロゲンヒータ５５、５６に供給する電力を調整することでヒートロール５２、５３の発熱量を制御し、定着画像の光沢を調整することも可能である。
【００３７】
なお、本実施の形態では、ヒートロール５３にハロゲンヒータ５６を配設したが配設せずに構成してもよい。一方、金属ロール５４にはハロゲンヒータを配設していないが配設してもよい。
また、本実施の形態では、ヒートベルト５１はヒートロール５２、５３と金属ロール５４との３本のロールによって張架したが、これに限定されるものではない。すなわち３本以上のロールで張架してもよく、またハロゲンヒータを配設するロールの数は適宜設定することが可能である。
【００３８】
さらに、外部加熱部材５０は、ヒートベルト５１が定着ロール１０の表面とは定着ロール１０の外周方向に長さＬを持った長手方向に亘る帯状の領域で接触するように構成されるが、ヒートベルト５１の定着ロール１０側を向く一部に定着ロール１０と非接触の領域を設けた構成としてもよい。また、ヒートベルト５１と定着ロール１０との接触面積は、伝熱面積を広く形成するため構成上許される限り大きくなるように構成するのが好ましい。また、外部加熱部材５０の配置位置は、定着ロール１０に供給した熱が放射して失われないようにニップＮよりも定着ロール１０回転方向上流側の近傍が好ましい。また、少なくとも１本のヒートロール５２と、少なくとも２本のロールで張架されたヒートベルト５１とから構成される外部加熱部材５０を定着ロール１０の周囲に複数配設してもよい。
【００３９】
◎ 実施の形態２
実施の形態１では、定着ロール１０に接触しながら定着ロール１０に従動するヒートベルト５１の内部に、ヒートロール５２、５３を配設してヒートベルト５１を加熱し、ヒートベルト５１を定着ロール１０の表面とは定着ロール１０の外周方向に長さＬを持った長手方向に亘る帯状の領域で接触させながら定着ロール１０に熱を供給する外部加熱部材５０を備えた画像定着装置１について説明した。実施の形態２では、定着ロール１０と非接触に配置された発熱体からの輻射によって、定着ロール１０の外周方向に長さＬを持った長手方向に亘る帯状の領域に熱を供給する外部加熱部材７０を備えた画像定着装置２について説明する。尚、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００４０】
図５に示すものは、本実施の形態における画像定着装置を説明する図である。この画像定着装置２は、加熱源を内蔵した定着ロール１０、定着ロール１０に圧接されながら従動するエンドレスベルト３０、エンドレスベルト３０の所定の範囲を定着ロール１０に向けてベルト内周面側から当接して押圧する圧力付与部材４０、エンドレスベルト３０を支持するガイド４７、定着ロール１０を外部から加熱する外部加熱部材７０を備えている。
エンドレスベルト３０は、定着ロール１０との摩擦による駆動力に従ってガイド４７の周囲を従動走行する。そして、定着ロール１０と圧力付与部材４０とで挟まれるニップＮの部分では、両者の変形に応じて変形するようになっている。
【００４１】
外部加熱部材７０は、３本のフラッシュランプ７１、反射板７２で構成されている。フラッシュランプ７１から照射された赤外線は、一部が直接定着ロール１０を照射し、一部は反射板７２により反射されて定着ロール１０に集光され、定着ロール１０の表面の定着ロール１０の外周方向に長さＬを持った長手方向に亘る帯状の領域に赤外線の輻射熱を供給する。
本実施の形態における画像定着装置２では、外部加熱部材７０のフラッシュランプ７１が定着ロール１０の表面の定着ロール１０の外周方向に長さＬを持った長手方向に亘る帯状の領域に対して即時かつ充分な熱を供給することが可能である。このため、定着ロール１０の温度がニップＮを通過して低下しても、定着ロール１０が１回転する間に外部加熱部材７０から熱が即時かつ充分に供給されるので、再度ニップＮに到達するまでの間に定着ロール１０の温度を所定の温度に回復させることができる。したがって、連続してプリントする場合や厚紙やＯＨＰシートをプリントする場合等においても、充分な定着性を得ることができる。
なお、発熱源としてフラッシュランプのほか、ラジアント、ハロゲンランプ等の赤外線を放射する光源を用いることができる。
【００４２】
◎ 実施の形態３
次に、実施の形態１における画像定着装置１を備えたカラー画像形成装置を説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図６は本実施の形態におけるカラー画像形成装置を示している。カラー画像形成装置１００は、４個の感光体ドラム１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄを中間転写ベルト１０７の周囲に配置して構成されている。それぞれの感光体ドラム１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ、例えば感光体ドラム１０１Ａの周囲には感光体ドラム１０１Ａ上を一様に帯電する帯電器１０２Ａ、画像情報に基づいて制御された光を露光するＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１０３Ａ、感光体ドラム１０１Ａ上に形成された潜像を現像する現像器１２０Ａ、トナー像を中間転写ベルト１０７に転写する１次転写ロール１１２Ａ、感光体ドラム１０１Ａ上から転写残トナーを除去するクリーナ１０５Ａ、感光体ドラム１０１Ａ上の残余の電荷を除去する除電器１０６Ａを備えている。さらに、中間転写ベルト１０７上に転写されたトナー像を記録紙３５に転写する２次転写ロール１１３、記録紙３５を搬送する用紙搬送ベルト１１０、そして記録紙３５上のトナー像を定着する定着装置１を備えている。なお、感光体ドラム１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄの周囲も同様に構成されている。
【００４３】
帯電器１０２Ａは、導電性ゴムまたは導電性スポンジと導電性ゴムとを積層して形成された帯電ロールで構成され、電源(図示せず）に接続されて電圧が供給されている。そして感光体ドラム１０１Ａの表面を一定電圧で一様に帯電する。ＬＰＨ１０３Ａは、図示しないホストコンピュータからの画像データに基づき制御された光を照射し、感光体ドラム１０１Ａ上に潜像を形成する。
【００４４】
現像器１２０Ａは、トナーと磁性粒子であるキャリアとを混合させた現像剤を現像剤担持体上に担持させながら感光体ドラム１０１Ａに搬送し、感光体ドラム１０１Ａ上に形成された潜像をイエロー（Ｙ）のトナーで現像し、トナー像を形成する。また、現像器１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄにはそれぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナーを用いた現像剤が備えられ、それぞれ静電潜像を現像して、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像を形成する。
【００４５】
１次転写ロール１１２Ａは、導電性ゴムまたは導電性スポンジと導電性ゴムとを積層して形成され、電源(図示せず）に接続されて電圧が供給されている。そして中間転写ベルト１０７上にトナー像を転写する。クリーナ１０５Ａは、クリーニングブレードとクリーナハウジングで構成される。クリーニングブレードは感光体ドラム１０１Ａの回転方向とはカウンター方向に当接され、転写の際に感光体ドラム１０１Ａ上に残った転写残トナーを掻き取り、クリーナハウジングに貯蔵する。
【００４６】
除電器１０６Ａは、導電性ゴムまたは導電性スポンジと導電性ゴムとを積層して形成され、電源(図示せず）に接続されて電圧が供給されている。そして感光体ドラム１０１Ａ上に残っている電荷を除去し、感光体ドラム１０１Ａ上の表面電位をほぼ０Ｖに均一化する。また、中間転写ベルト１０７はポリイミドなどの可撓性のフィルムで構成され、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄと１次転写ロール１１２Ａ〜１１２Ｄとで狭持されながら移動する。そしてそれぞれの感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄ上に形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像がそれぞれ１次転写ロール１１２Ａ〜１１２Ｄによってレジセンサ１０８で位置合わせをしながら中間転写ベルト１０７上に転写されて合成される。
【００４７】
中間転写ベルト１０７に転写して合成されたカラートナー像は、２次転写ロール１１３によって記録紙３５に一括して転写する。そして記録紙３５は用紙搬送ベルト１１０で定着器１に運ばれる。なお、中間転写ベルト７に転写残として残ったトナーはクリーナ１１４で除去される。
【００４８】
定着装置１は、画像形成装置１００からの画像形成動作の開始信号を受けると定着ロール１０の表面がハロゲンヒータ１４の加熱により所定の設定温度となり、定着ロール１０が矢印方向に回転し始める。これと同期してエンドレスベルト３０が３つの支持ロール２０、２１、２２に張架された状態で定着ロール１０に従動して矢印方向に回転し始める。一方、各感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄで形成されたカラートナー像が記録紙３５上に転写され合成される。そしてその記録紙３５が定着装置１に搬送される。
【００４９】
その際、エンドレスベルト３０は、支持ロール２０、２１による支持と圧力付与部材４０による押圧とにより、定着ロール１０との間にニップＮを形成した状態で回転する。そして、トナー像が担持された記録紙３５がニップＮに搬送されて通過することにより、そのカラートナー像が加熱加圧されて記録紙３５上に定着され、カラー画像が形成される。
【００５０】
ここで、外部加熱部材５０では、ヒートロール５２、５３の加熱によりヒートベルト５１に熱が伝わり、さらに定着ロール１０に熱を供給する。外部加熱部材５０のヒートベルト５１は、定着ロール１０の表面とは定着ロール１０の外周方向に長さＬを持った長手方向に亘る帯状の領域で接触するので、定着ロール１０に対して即時かつ充分な熱を供給することが可能である。このため、定着ロール１０の温度がニップＮを通過して低下しても、定着ロール１０が１回転する間に外部加熱部材５０から熱が充分に伝達されるので、再度ニップＮに到達するまでの間に定着ロール１０の温度を所定の温度に回復させることができる。したがって、連続してプリントする場合や熱容量の大きな厚紙をプリントする場合等においても、画像形成装置１００のプロセススピードを低速にすることなく、充分に定着されたカラー画像を形成することができる。
【００５１】
また、ヒートベルト５１を加熱する熱量を変えることにより、記録紙３５の定着画像の光沢を調整することが可能で、ヒートベルト５１に加える熱量を増やすほど定着画像の光沢度を増加することができる。また、記録紙３５の先端部と後端部とを含めた全面で均一な光沢を得ることができ、定着画像全体をフラットな光沢で形成することが可能となった。さらに、記録材である記録紙の種類に応じて、ハロゲンヒータ５５、５６に供給する電力を調整することでヒートロール５２、５３の発熱量を制御し、定着画像の光沢を調整することも可能である。
なお、本実施の形態のカラー画像形成装置に限らず、白黒画像を形成する画像形成装置においても同様の効果を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記録紙に充分な熱量を供給し、トナー画像の定着性を安定させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像定着装置を説明する図である。
【図２】圧力付与部材を説明する図である。
【図３】片寄り防止部材を説明する断面図である。
【図４】立ち上がり時からの定着ロール表面温度の変化を示した図である。
【図５】画像定着装置を説明する図である。
【図６】カラー画像形成装置を説明する図である。
【図７】従来の画像定着装置を説明する図である。
【符号の説明】
１０…定着ロール、１４…ハロゲンヒータ、１５…温度センサ、２０，２１，２２…支持ロール、２４…クリーニングロール、３０…エンドレスベルト、４０…圧力付与部材、５０…外部加熱部材、５１…ヒートベルト、５２，５３…ヒートロール、５４…金属ロール、５５，５６…ハロゲンヒータ、６０…片寄り防止部材、６１…テンションロール、６２…軸受け、６３…支持体、６４…位置決め部材、７０…外部加熱部材、７１…フラッシュランプ、７２…反射板

Claims

記録材に形成された未定着画像を定着する回転可能な定着手段と、
前記定着手段を圧接する加圧手段と、
前記定着手段の表面であって当該定着手段の外周方向に長さを持った長手方向に亘る帯状領域を外部から加熱する外部加熱手段と
を備えたことを特徴とする画像定着装置。
前記外部加熱手段は、前記定着手段の外周方向の長さが５mm以上の前記帯状領域を加熱するように配設されたことを特徴とする請求項１記載の画像定着装置。
前記外部加熱手段は、前記定着手段と前記帯状領域で接触するように配設されたことを特徴とする請求項１記載の画像定着装置。
前記外部加熱手段は、前記定着手段に対して接離可能に構成されたことを特徴とする請求項３記載の画像定着装置。
前記外部加熱手段は、複数配設されたことを特徴とする請求項１記載の画像定着装置。
前記外部加熱手段は、前記定着手段とは非接触に配設されたことを特徴とする請求項１記載の画像定着装置。
前記外部加熱手段は、赤外線を輻射する発熱体を備えたことを特徴とする請求項６記載の画像定着装置。
記録材に形成された未定着画像を定着する回転可能な定着ロールと、
前記定着手段を圧接する加圧部材と、
複数のロールで張架され、前記定着ロールの表面と所定の領域で接触して、当該定着ロールを外部から加熱する外部加熱ベルトと
を備えたことを特徴とする画像定着装置。
前記外部加熱ベルトは、前記複数のロールのうちいずれか１または複数に配設された発熱体から熱が供給されることを特徴とする請求項８記載の画像定着装置。
前記外部加熱ベルトは、前記ベルトの片寄りを防止する片寄り防止部材をさらに備えたことを特徴とする請求項８記載の画像定着装置。
前記外部加熱ベルトは、前記定着手段に対して接離可能に構成されたことを特徴とする請求項８記載の画像定着装置。
記録材上に画像情報に応じた未定着画像を形成する未定着画像形成手段と、
前記記録材に形成された未定着画像を定着する回転可能な定着部材と、当該定着部材を圧接する加圧部材と、当該定着部材の表面であって当該定着手段の外周方向に長さを持った長手方向に亘る帯状領域を外部から加熱する外部加熱部材とを備えた画像定着手段と
から構成されたことを特徴とする画像形成装置。
前記画像定着手段は、前記外部加熱部材に配設した発熱体の熱量を可変に構成したことを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
前記画像定着手段は、前記外部加熱部材が前記記録材に応じて前記発熱体の熱量を可変に構成したことを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。