JP2984352B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、トナー像を転写材上に定着するための手段
として熱定着装置を用いる複写機、プリンター等の画像
形成装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の画像形成装置に使用される加熱定着装
置として、ローラまたはベルト型のような接触型定着装
置、またはオーブン型のような非接触型定着装置が知ら
れる。

ローラ型定着装置は、熱源を内部に備える金属シリン
ダーの表面にテフロン等の離型性材料を被覆してなる加
熱ローラと、この加熱ローラに圧接するようにして設け
られたシリコンゴム等の弾性層を有する圧力ローラとを
備え、これらローラ間にニップに熱融解性のトナー像を
担持した転写材をその担持面が加熱ローラに接するよう
にして通過させ、熱および圧力によりトナー像を融解し
て転写材上に定着させる。

また、ベルト型定着装置は、上記た圧力ローラの代わ
りに圧力ベルトを用いるもので、ローラ型に比べて、加
熱ローラに対する転写材の接触面積即ち接触時間を増や
すことができるため、転写材との接触による熱消費の大
きい例えばA0、A1サイズのような大版の転写材を用いる
装置において非常に適している。

一方、オーブン型定着装置は、転写材の搬送路に対し
てハロゲンランプ等の熱源を離間して配置し、搬送され
る転写材に担持されるトナー像を熱源からの輻射熱によ
り融解して転写材上に定着する。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記のような接触型定着装置は、構造が比
較的簡単であり、紙詰まり等により火災の発生の虞が少
なく、温度制御が容易であるという利点を有するが、反
面、装置の高速化を図ろうとする場合、あるいは大版の
転写材を使用しようとする場合、従来の中速機に比べて
加熱ローラの設定温度を幾分か高くしなければならな
い。この場合、転写材としてトレーシングペーパーを使
用したとき、定着中にトレーシングペーパーに皺や波打
ちが発生するという問題が生じる。また合成樹脂フィル
ムを転写材とした場合、高温のためにフィルムが軟化し
実用的な複写物が得られないという問題がある。

一方、オーブン型定着装置にあっては、皺や波打ちは
発生しないが、転写材としてトレーシングペーパーを用
いた場合、急激な熱幅射によりトレーシングペーパー発
泡するという虞がある。また転写材として合成樹脂フィ
ルムを用いた場合、定着部で詰まりが生じたような場
合、フィルムが溶融して定着装置を破損するという問題
がある。

また更に、従来の定着装置においては半定着（コピー
した図面等を消しゴムで消し易いように完全にトナー像
を定着させない）コピーを得ようとする場合、定着ロー
ラの定着温度を調節可能として半定着コピー時にはこれ
を低温に設定することにより実施しているが、定着温度
が設定値まで変化するまでの時間を必要とし即時の対応
が不可能である。

［課題を解決するための手段］ 上記課題解決するため、本発明による画像形成装置
は、転写材の搬送路に従って定着装置の直前に、搬送さ
れる転写材のトナー像を前加熱する前加熱装置を設け、
定着装置の定着温度を前記前加熱装置によりトナー像が
前加熱されている場合にのみ、充分にトナー像を平均的
熱容量の転写材上に定着することが出来るような値に設
定し、前記前加熱装置を手動によりオンオフ切り替えす
るスイッチを設け、前加熱装置をオフすることにより半
定着画像を形成し得るようにしたことを特徴とする ［作 用］ このような手段によれば、転写材上のトナー像は前加
熱装置により予め加熱され、引続き定着装置により加熱
され続けることにより最終的に転写材上に融着される。
一方、半定着コピーを必要とする場合には前加熱装置を
オフすることにより実現される。

［実施例］ 以下、図面を参照として本発明を説明する。

第１図は、本発明による画像形成装置の定着部の一例
を示す。１はトナー像を担持する転写材を定着部へと搬
送するための搬送ベルト装置であり、対の回転ローラ
２、３によって張架されて矢印Ａ方向に移動する搬送ベ
ルト４を有する。５は枢軸5aを中心に枢動可能に配置さ
れた転写材位置センサーであり、ベルト上を搬送されて
来た転写材の先端がセンサー５を下方に押し下げた時に
転写材が該位置に搬送されてきたことを検知する。

定着部は前加熱装置11と定着装置21とによって構成さ
れ、搬送ベルト装置１の排出部に前加熱装置11が設けら
れ、その直後に定着装置21が設けられている。

第２図に特に示されるように、前加熱装置11は、搬送
ベルト４によって搬送されてきた転写材をその上面に受
けるガイド部材12を有し、ガイド部材12は複数の通風口
12aを有し且つその上面は好ましくは鏡面とされてい
る。ガイド部材12は転写材の加熱を抑制するために、熱
容量が小さくなるように設計されている。ガイド部材の
上面と離間して加熱手段13が設けられている。加熱手段
13は、転写材を横切る方向に延在した下方が開口したＵ
字状断面の反射鏡14を有し、反射鏡14の内面は鏡面に形
成されている。反射鏡14内には熱源として、長波長の棒
状ハロゲンランプ16が転写材を横切る方向に延びって配
置されている。19が反射鏡14の下部開口に張り巡らせた
ガイド線で、転写材がハロゲンランプに接触または近接
するのを防止する。

一方、ガイド部材12の背面側を吸気してガイド部材12
を冷却するように、排熱ファン17が適当なダクト（図示
なし）を介して設けられている。排熱ファン17は機械の
運転中常時付勢されている。18はガイド部材12の背面側
に設けられたサーモスイッチであり、周辺温度を検知し
てハロゲンランプ16をオンオフ制御して加熱温度を制御
する。例えばガイド部材12の飽和表面温度が270℃以下
となるように設定される。

前記したように、前加熱装置11の直後に定着装置21が
設けられている。定着装置21は、この例ではベルト型定
着装置からなり、内部にハロゲンランプ22を内蔵したア
ルミニウムシリンダーの表面にテフロン被覆した定着ロ
ーラ23と、定着ローラ23に圧接される加圧ベルト24とを
有する。定着ローラ23の周囲には定着ローラ表面を清掃
するゴムブレード28、定着ローラ表面にシリコンオイル
を塗布する塗布装置29、定着ローラ表面の温度を検知す
るサーミスタ31が配置されている。加圧ベルト24は対の
支持ローラ26、27に張架されて矢印Ｂ方向に移動し、前
加熱装置11から排出された転写材を直ちに受け取って、
前加熱されている状態のトナー像を担持した転写材を定
着ローラと圧力ベルト24との間に通過させて引続き加熱
し、トナー像を最終的に定着する。

次いで、トナー像を定着された転写材は、排出ローラ
対32により画像形成装置の外部に排出される。尚、定着
装置21からの転写材の排出を検知するために転写材排出
センサー33が設けられている。

このような構成において、搬送ベルト４により搬送さ
れる転写材の先端が転写材検知センサー５を付勢する
と、センサー５からの信号に基づき適当なコントロール
が働き、所定のタイミング、即ち、転写材が前加熱装置
11の入口の直前に達したときにハロゲンランプ16を付勢
して点灯し、その輻射熱により転写材上のトナー像を前
加熱する。ここで重要なことはトナー像のみを加熱し、
転写材自体は高温に加熱させないことである。仮にハロ
ゲンランプ16からの輻射熱エネルギーが高過ぎると、転
写材にトレーシングペーパーを用いた場合、トレーシン
グペーパーが発泡する虞がある。このため、発熱体16は
熱容量が小さいものとし、また反射鏡14は内面が研磨さ
れた熱容量の小さいものが好ましく、更にガイド部材12
が加熱されないようにその表面を鏡面とすると共に排熱
ファンにより冷却することが好ましい。仮に発熱体16の
熱容量が大きく且つガイド部材12が加熱すると、前加熱
部で転写材が停止したときに発火したり黒化する虞があ
る。

転写材の先端が排出センサー33により検知されると、
予め計算された所定のタイミングで、即ち転写材の後端
が前加熱装置11を通過した直後にハロゲンランプ16が消
勢されて消灯する。このように前加熱装置11は該装置内
を転写材が通過中のときのみ付勢され、これによりガイ
ド部材の不要な加熱を防止する。

上記の構成において、定着装置21の定着温度は、前加
熱装置11によりトナー像が前加熱されている場合にの
み、充分にトナー像を平均的熱容量の転写材上に定着す
ることが出来るような値に設定される。このようにする
ことにより、熱容量の小さい転写材を用いる場合や、半
定着（コピーした図面等を消しゴムで消し易いようにト
ナー像を完全に定着しない。）コピーを作る場合は前加
熱装置11をオフにすることができる。このような前加熱
装置11のオンオフの切り替えスイッチは例えば、画像形
成装置の操作パネルに配置することができ、これにより
オペレータが転写材の種類や半定着像コピーに応じて該
スイッチを切り換えることにより前加熱装置のオンオフ
が任意に選択され、所望の性質の複写像を得ることがで
きる。

実験例１ 第１図に示す装置において、トナー像を担持した幅36
インチ、厚み80g/m²の普通紙転写材を搬送ベルト４によ
り搬送し、センサー５の働きにより転写材が前加熱装置
11に進入する直前にハロゲンランプ16を点灯し転写材上
のトナー像を前加熱装置11により前加熱させ、引続き定
着ローラ23と加圧ベルト24により圧力加熱してトナー像
を完全定着する。前加熱装置は、ガイド部材12の飽和温
度が転写材があるところが約85℃、無いところが約195
℃となるように設定した。定着ローラは厚み3mmのアル
ミニウム材表面にテフロン被覆したものを用い、ハロゲ
ンランプ22により165℃に加熱し定温度に制御した。加
圧ベルトはシリコンゴム表面にテフロン被覆を施し、定
着ローラに軽く圧接するように配置した。排熱ファン17
は転写材の有無に拘らず常時付勢させてガイド部材12を
冷却させた。転写材の後端が前加熱装置を通過した直
後、ハロゲンランプ16をオフした。

このようにして得られた複写物は完全にトナー像が定
着され、皺の無い且つ倍率の変化もほとんど無いもので
あった。

実験例２ 実験例１において前加熱装置をオフして転写材に厚さ
75ミクロンのトナーシングペーパーを用い、コピーを行
ったところ皺の発生がなく、複写倍率がほとんど変化し
ていない半定着の複写像を得た。

実験例３ 第１図の構成で定着ローラ温度を135℃に設定し、ト
レーシングペーパー、フィルムのコピーを行ったとろ完
全に定着がなされ皺が無く倍率変化がない複写像が得ら
れた。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、前加熱装置を設けることにより
従来大版転写材では困難があった高速の画像形成装置を
提供することができる。

更に、前加熱装置をオンオフにより容易に完全定着コ
ピー／半定着コピーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の定着部の一例を示
す概略図、第２図は、第１図の前加熱装置を示す概略図
である。 １……搬送ベルト装置、５……転写材位置センサ、 11……前加熱装置、12……ガイド部材、 14……反射鏡、17……排熱ファン 21……定着装置、33……排出センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−77078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−164865（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−194481（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/20 G03G 13/20 G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 384

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】転写材の搬送路に従って定着装置の直前
   に、搬送される転写材のトナー像を前加熱する前加熱装
   置を設け、定着装置の定着温度を前記前加熱装置により
   トナー像が前加熱されている場合にのみ、充分にトナー
   像を平均的熱容量の転写材上に定着することが出来るよ
   うな値に設定し、前記前加熱装置を手動によりオンオフ
   切り替えするスイッチを設け、前加熱装置をオフするこ
   とにより半定着画像を形成し得るようにしたことを特徴
   とする画像形成装置。