JP2010286798A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 紙等のシート材及び封筒にトナーを定着可能な定着装置であって、封筒定着時にしわの発生を防止できる定着装置及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 熱源を有するヒートローラと、該ヒートローラに無端状の定着ベルトを押圧するプレスローラと、定着ベルトのテンションを調整するテンションローラを備え、紙等の記録媒体に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着装置であって、記録媒体の種類に応じて、プレスローラの押圧力を切り替えることができるとともに、定着ベルトのテンションを切り替えることができる切替手段を備えており、押圧力を低下させた時にテンションを低下させることを特徴とする定着装置とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、普通紙等の紙やフィルム等の他に封筒にトナーを定着させることができる定着装置及びこれを備える画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、画像形成部において像担持体である感光体ドラム上又は中間転写体である中間転写ベルト上に形成されたトナー画像が用紙等の記録媒体に転写され、これに熱と圧力を加えて記録媒体に定着させる定着装置が用いられる。

定着装置には、内部にヒーター等の熱源を有し所定の温度に加熱されたヒートローラと、ヒートローラに対向配置されたプレスローラと、テンションローラを備えており、プレスローラとテンションローラには無端状の定着ベルトが巻きかけられているものがある。
このような定着装置では、定着ベルトはプレスローラによってヒートローラへ押圧されるとともに、テンションローラにてテンションがかけられ、自身の張力によってもヒートローラへ圧接する。
ヒートローラと定着ベルトで記録媒体をニップしプレスローラで押圧することにより、ヒートローラとプレスローラのみでニップする場合と同等の加圧力で、且つ接触面積は大きくなるので加熱と加圧を行う時間が長くなり記録媒体にトナー画像を定着させやすい。

ここで、定着装置にてトナー画像を定着させる記録媒体には、紙やフィルム等のシート材の他に封筒が含まれる。
ところが封筒はシート材とは異なり、折曲げ部や貼り合せるための重ね合せ部を有しており、厚さが一様でなく、定着のためニップ部で高い圧力を加えると、しわが発生するといった問題がある。

これを防止するために、特許文献１では、封筒定着の際にはヒートローラに対してプレスローラとテンションローラを一体として移動させて、プレスローラが定着ベルトをヒートローラに直接押圧せず、定着ベルトの張力で加圧してトナー像を定着させる定着装置が開示されている。また、特許文献２には、プレスローラ、テンションローラに対してヒートローラを移動させて同様の作用をもたらす定着装置が開示されている。

しかし、特許文献１，２に開示された定着装置では、プレスローラが定着ベルトを直接ヒートローラに押圧しないだけであって、テンションローラによってテンションがかけられた定着ベルトの張力によって加圧されており、封筒のしわの発生を抑制しきれない。

特開２００６−３３７４３９号公報 特開２００６−３３７４４０号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記の問題を鑑み、紙等のシート材及び封筒にトナーを定着可能な定着装置であって、封筒定着時にしわの発生を防止できる定着装置及び画像形成装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、熱源を有するヒートローラと、該ヒートローラに無端状の定着ベルトを押圧するプレスローラと、前記定着ベルトのテンションを調整するテンションローラを備え、紙等の記録媒体に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着装置であって、前記記録媒体の種類に応じて、前記プレスローラの押圧力を切り替えることができるとともに、前記定着ベルトのテンションを切り替えることができる切替手段を備えており、前記押圧力を低下させた時に前記テンションを低下させることを特徴とする定着装置に関する。

請求項２に係る発明は、前記プレスローラの押圧力を与える加圧バネと、前記テンションローラに付勢して前記定着ベルトにテンションを加える調整バネを備え、前記切替手段が、前記加圧バネと前記調整バネの付勢力の緊張と緩和を切り替えるカム機構であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置に関する。

請求項３に係る発明は、前記切替手段によって前記押圧力を低下させた時に、前記熱源の温度を上昇させる、又は前記ヒートローラと前記プレスローラの送り速度を低下させる、又は前記温度上昇と前記送り速度低下の両方を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置に関する。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の定着装置を備える画像形成装置に関する。

請求項５に係る発明は、前記切替手段の操作を操作パネル上で行うことができることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置に関する。

請求項６に係る発明は、前記切替手段の操作を前記画像形成装置に接続された端末上で行うことができることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置に関する。

請求項１に係る発明によれば、熱源を有するヒートローラと、該ヒートローラに無端状の定着ベルトを押圧するプレスローラと、定着ベルトのテンションを調整するテンションローラを備え、紙等の記録媒体に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着装置であって、記録媒体の種類に応じて、プレスローラの押圧力を切り替えることができるとともに、定着ベルトのテンションを切り替えることができる切替手段を備えており、押圧力を低下させた時にテンションを低下させることにより、封筒定着の際にはプレスローラの押圧力とともに定着ベルトのテンションも低下させることができるので、封筒に過剰な圧力がかからず、しわを発生させることが無い。

請求項２に係る発明によれば、プレスローラの押圧力を与える加圧バネと、テンションローラに付勢して定着ベルトにテンションを加える調整バネを備え、切替手段が、加圧バネと調整バネの付勢力の緊張と緩和を切り替えるカム機構であることにより、封筒定着の場合と紙等のシート材定着の場合との切替を容易に行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、切替手段によって押圧力を低下させた時に、熱源の温度を上昇させる、又はヒートローラとプレスローラの送り速度を低下させる、又は温度上昇と送り速度低下の両方を行うことにより、定着のために必要な圧力の不足を高温、又は長時間、又は高温と長時間の両方で補うことができ定着不良を防ぐことができる。

請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の定着装置を備えることにより、紙等のシート材及び封筒に画像形成可能であって、封筒印刷時にしわの発生を防止できる画像形成装置とすることができる。

請求項５に係る発明によれば、切替手段の操作を操作パネル上で行うことができることにより、操作者が画像形成装置内部に手を入れたりすることなく安全に切替えを行うことができる。

請求項６に係る発明によれば、切替手段の操作を画像形成装置に接続された端末上で行うことができることにより、操作者の端末が画像形成装置から離れた位置にある場合でも切替えのために画像形成装置の設置位置に移動しなくても良い。

一般的な定着装置の概略断面図である。 本発明に係る定着装置の部分斜視図である。 本発明に係る定着装置の切替手段の動作を説明するための部分斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の概略断面図である。

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は一般的な定着装置の概略断面図であり、本発明はこの定着装置（１）に付加構成を備えたものである。
図２は本発明に係る定着装置の部分斜視図で、図２（ａ）は装置外側から、図２（ｂ）は装置内側から見た図である。

本発明に係る定着装置（１）は図１に示すように、熱源として内部にヒーター（１１１）を有するヒートローラ（１１）と、ヒートローラ（１１）に圧接されるプレスローラ（１２）と、プレスローラ（１２）に巻き掛けられヒートローラ（１１）に押圧される定着ベルト（１３）と、定着ベルト（１３）のテンションを調整するテンションローラ（１４）及び送出ローラ対（１５）を備えている。

定着装置（１）は、トナー画像が転写された紙や封筒等の記録媒体をヒートローラ（１１）と定着ベルト（１３）で形成されるニップ部（Ｎ）にてニップし、ヒータ（１１１）によって昇温されたヒートローラ（１１）で加熱し、プレスローラ（１２）で定着ベルト（１３）を押圧して加圧することで用紙にトナーを定着させる。トナーが定着された記録媒体を、送出ローラ対（１５）によって次工程へと送出する。

定着装置（１）は、図２（ａ）に示すように調整バネ（１４１）を備え、その付勢力をテンションローラ（１４）に加えることで定着ベルト（１３）のテンションを調整している。
また、図２（ｂ）に示すように加圧バネ（１２１）を備える。加圧バネ（１２１）は、その付勢力によってプレスローラ（１２）に押圧力を与える。
なお、本実施形態では加圧バネ（１２１）及び調整バネ（１４１）は何れも圧縮バネとしているが、これに限定されるものではない。

定着装置（１）は図２に示すように、加圧バネ（１２１）及び調整バネ（１４１）の付勢力を切り替えてプレスローラ（１２）の押圧力及び定着ベルト（１３）のテンションを切り替えることができる切替手段（１６）を備えている。
切替手段（１６）は、モータ等の駆動源（図示略）に接続され回転する駆動軸（１６１）、駆動軸（１６１）によって回転させられるカム（１６２）、カム（１６２）によって上下動させられるブラケット（１６３）、ブラケット（１６３）にリンクするブラケット（１６４）等で構成される。
なお、図では省略されているがプレスローラ（１２）はブラケット（１６４）に支持されている。
これらの動作について、図３を用いて説明する。

図３は、切替手段（１６）の動作を説明するための定着装置（１）の部分斜視図であり、プレスローラ（１２）及び定着ベルト（１３）を省略した図である。
図３（ａ）は記録媒体が紙等のシート材（以下、単に用紙）である時の状態を示し、図３（ｂ）は記録媒体が封筒である時の状態を示す。

記録媒体が用紙である場合、図３（ａ）に示すように、カム（１６２）はブラケット（１６３）に接触しない位置にあり、ブラケット（１６３）は加圧バネ（１２１）によって下方に押されている。ブラケット（１６３）にリンクしてブラケット（１６４）も下方に引っ張られ、これに支持されるプレスローラ（１２）（図３では省略）はヒートローラ（１１）へ押圧される。

この時、ブラケット（１６３）によって調整バネ（１４１）も下方に押され、調整バネ（１４１）は圧縮されるので、その付勢力により定着ベルト（１３）（図３では省略）のテンションは大きくなる。

一方、記録媒体が封筒である場合、図３（ｂ）に示すように、駆動軸（１６１）によってカム（１６２）が回転され、カム（１６２）によってブラケット（１６３）が上方へ押し上げられる。ブラケット（１６４）もこれにリンクして上方へ押し上げられるので、これに支持されるプレスローラ（１２）のヒートローラ（１１）への押圧力は緩和する。

この時、調整バネ（１４１）の圧縮も緩和され、付勢力も小さくなり定着ベルト（１３）のテンションは小さくなる。

上記したように、カム機構を用いることにより、記録媒体が封筒である場合に、プレスローラ（１２）の押圧力と定着ベルト（１３）のテンションを低下させることができ、封筒に過剰な圧力が加わらず、封筒の重ね合せ部にしわを発生させることはない。

また、上記のようにプレスローラ（１２）の押圧力と定着ベルト（１３）のテンションを低下させた時に、ヒータ（１１１）の温度を上昇させること、又はヒートローラ（１１）とプレスローラ（１２）の送り速度を低下させること、又はその両方を行うことが好ましい。
定着のため圧力が低下するので、圧力不足によって定着不良を生じる虞があるが、高温、又は長時間、又は高温と長時間の両方の状態で定着を行うことにより定着不良を防ぐことができるからである。

本発明に係る定着装置（１）は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用することができる。
本実施形態では、画像形成装置（１００）として図４に示すようにプリンタを例に挙げている。

画像形成装置（１００）は、定着装置（１）を備えることにより、紙等のシート材への印刷と封筒への印刷を容易に切り替えて画像形成可能であって、封筒印刷時にしわの発生を防止できる。

画像形成装置（１００）において、上記した切り替えは、画像形成装置（１００）に接続された操作者の端末から行うことができることが好ましい。
画像形成装置（１００）が操作者から離れた位置にある場合でも、容易に切り替えできるからである。

また、画像形成装置（１００）が、複写機や複合機である場合には、操作パネル上で切り替えが行えるようにしても良い。
操作者が装置内部に手を入れたりすることなく安全に切り替えできるからである。

本発明は、加熱及び加圧によってトナーを定着させる定着装置、及び当該定着装置を備えた複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置やその他の印刷機等に対して好適に利用されるものである。

１ 定着装置
１１ ヒートローラ
１２ 定着ベルト
１２１ 加圧バネ
１３ プレスローローラ
１４ テンションローラ
１４１ 調整バネ
１６ 切替手段
１６２ カム
１００ 画像形成装置
Ｎ ニップ部

Claims (6)

1. 熱源を有するヒートローラと、該ヒートローラに無端状の定着ベルトを押圧するプレスローラと、前記定着ベルトのテンションを調整するテンションローラを備え、
   紙等の記録媒体に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着装置であって、
   前記記録媒体の種類に応じて、前記プレスローラの押圧力を切り替えることができるとともに、前記定着ベルトのテンションを切り替えることができる切替手段を備えており、
   前記押圧力を低下させた時に前記テンションを低下させることを特徴とする定着装置。
2. 前記プレスローラの押圧力を与える加圧バネと、前記テンションローラに付勢して前記定着ベルトにテンションを加える調整バネを備え、
   前記切替手段が、前記加圧バネと前記調整バネの付勢力の緊張と緩和を切り替えるカム機構であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記切替手段によって前記押圧力を低下させた時に、前記熱源の温度を上昇させる、又は前記ヒートローラと前記プレスローラの送り速度を低下させる、又は前記温度上昇と前記送り速度低下の両方を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の定着装置を備える画像形成装置。
5. 前記切替手段の操作を操作パネル上で行うことができることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記切替手段の操作を前記画像形成装置に接続された端末上で行うことができることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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