JP4611664B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いた電子写真装置に関するものである。

レーザプリンタや複写機などの電子写真装置では、紙やＯＨＰなどの記録媒体の未定着トナー像を定着させる定着装置として、加熱ローラと加圧手段を有する構成が知られている。このような定着装置においては、高速定着用として記録媒体を加熱および加圧する時間を長くとるために、無端ベルトに対し３つの加圧部材を設けた構成の定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来技術は、加熱源を内蔵した加熱ローラ、加熱ローラに巻き掛けられた無端ベルト、無端ベルトを加熱ローラに圧接する３つの加圧部材により構成されたベルト定着装置において、３つの加圧部材の中で被記録体搬送方向上流側から２番目の加圧部材のトータル圧力及びピーク圧力を最大に設定している。

しかしながら、従来技術では、画質や被記録体の搬送に影響を与える加熱ローラの回転軸方向の圧力の状態に関しては記述がない。製造上のバラツキなどの影響により、加圧部材の加圧力に不均一な状態があった場合に印刷ムラなどが生じて印刷品質が低下するという課題がある。

特開２００４−２９６１１号公報

加熱ローラと加圧手段を備えた定着装置を有する電子写真装置において、加圧手段の長手方向にわたって加熱ローラを加圧する圧力を均一にして、高画質の印刷品質を得る電子写真装置を提供することにある。

加熱ローラと加圧手段を備えた定着装置によって記録媒体の表面上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させて印刷を行う電子写真装置において、前記加圧手段は無端ベルトと加圧部材と前記加圧部材を搭載した搭載部材を有し、非加圧時に前記加圧部材は前記加熱ローラを加圧する側に長手方向に凹型の形状をなし、前記搭載部材の長手方向の中央部付近に前記加圧部材と接する突起部を設け、前記突起部で前記加圧部材を支持して前記加熱ローラ側に加圧し、該加圧時に前記加圧部材は、長手方向の両端部付近で前記加熱ローラに接し、前記搭載部材を押圧することで、前記無端ベルトを介した前記加圧部材の前記加熱ローラに対する圧力がほぼ均一になるように構成したことを特徴とする。
加熱ローラと加圧手段を備えた定着装置によって記録媒体の表面上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させて印刷を行う電子写真装置において、前記加圧手段は無端ベルトと加圧部材と前記加圧部材を搭載した搭載部材を有し、非加圧時に前記加圧部材は前記加熱ローラを加圧する側に長手方向に凹型の形状をなし、前記加圧部材の長手方向の中央部付近に前記搭載部材と接する突起部を設け、前記加圧部材は前記搭載部材に対し前記突起部で支持されて前記加熱ローラ側を加圧し、該加圧時に前記加圧部材は、長手方向の両端部付近で前記加熱ローラに接し、前記搭載部材を押圧することで、前記無端ベルトを介した前記加圧部材の前記加熱ローラに対する圧力がほぼ均一になるように構成したことを特徴とする。
加熱ローラと加圧手段を備えた定着装置によって記録媒体の表面上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させて印刷を行う電子写真装置において、前記加圧手段は、無端ベルトと前記無端ベルトを介して前記加熱ローラを加圧する第１の加圧部材と第２の加圧部材と第３の加圧部材と少なくとも前記第２の加圧部材を搭載する搭載部材を有し、前記第２の加圧部材は前記記録媒体の搬送方向に沿って前記第１の加圧部材と第３の加圧部材の間に配置され、非加圧時に前記第２の加圧部材は前記加熱ローラを加圧する側に長手方向に凹型の形状をなし、前記搭載部材の長手方向の中央部付近に突起部を設け、前記突起部で前記加圧部材を支持し、加圧時に前記第２の加圧部材は、該長手方向の両端部付近で前記加熱ローラに接し、前記搭載部材を押圧することで、前記無端ベルトを介した前記第２の加圧部材の前記加熱ローラに対する圧力がほぼ均一になるように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、加圧手段の長手方向にわたって加圧手段が加熱ローラを加圧する圧力を均一にすることで、高画質の印刷品質を得る電子写真装置を提供できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施例を適用した電子写真装置であるカラーレーザプリンタの模式図である。

プリンタ１は、以下の構成部を備えている。感光体ベルト２は、駆動ローラ２２と、感光体ベルト２に張力を与えるテンションローラを兼ね備えた従動ローラ２１により地面に対して垂直方向に張架され、一定速度で回転している。感光体ベルト２の周囲には、感光体ベルト２と接触配置される中間転写体３と、感光体ベルト２の表面を一様に帯電する帯電器４と、一様に帯電された感光体ベルト２の表面を露光して該表面に静電潜像を形成する露光装置５と、感光体ベルト２の垂直面に当接するよう配置され静電潜像を現像してトナー像を形成する４つの現像機６１，６２，６３，６４と、転写後に感光体ベルト２の表面に残留するトナーを除去するブレード８と、トナー像転写後に感光体ベルト２の表面に残留する電荷を除去するイレーズランプ９が設けられている。また中間転写体３の周囲には、中間転写体３の表面に残留するトナーを除去するクリーナ１５を備えている。更に、記録媒体である用紙１６を収納したカセット１０と、カセット１０から用紙を給紙する給紙ローラ１１と、カセット１０より給紙された用紙１６の姿勢を矯正するレジストローラ１２と、トナー像を用紙１６に転写する転写ローラ１３と、加熱ローラ，加圧部材及び無端ベルトから構成される用紙１６に転写されたトナー像を定着する定着装置１４と、定着され機外に排出された用紙１６を収容する排紙部１７が、用紙の搬送路に設けられている。

次に、本電子写真装置によるカラー画像の形成方法を説明する。

電源を投入した後にプリント待機状態となったプリンタ１本体に、図示されない情報処理装置からプリント信号が送られると、露光装置５がプリント信号にしたがってレーザ光を帯電器４により一様に帯電された感光体ベルト２の表面上に照射し、感光体ベルト２の表面に静電潜像が形成される。

まず、感光体ベルト２の表面に露光装置５によりイエロー色のトナー像に対応する静電潜像を形成し、現像機６１によりイエロー色のトナー像を現像する。ここで、６１はイエロー色のトナーを使用する現像機、６２はマゼンタ色のトナーを使用する現像機、６３はシアン色のトナーを使用する現像機、６４はブラック色のトナーを使用する現像機であり、各現像機にはバイアス電圧を制御することにより現像機能が付与または消失されるようになっている。感光体ベルト２の表面に形成されたトナー像は中間転写体３との接触部で中間転写体３の表面に転写されて保持される。

一方、トナー像転写後の感光体ベルト２の表面には転写されずにトナーが残留しているので、ブレード８により残留トナーを除去した後、感光体ベルト２の表面に残留する電荷をイレーズランプ９で除去することで感光体ベルト２の表面は初期状態に戻る。

感光体ベルト２表面を初期状態に戻す工程が終了した後、次色であるマゼンタ色のトナー像を同様に感光体ベルト２の表面に形成し、中間転写体３の表面上に保持されている前記イエロー色のトナー像に重ね合わせて転写して中間転写体３の表面に保持する。

同様の工程をシアン、ブラック色についても繰り返し中間転写体３の表面で４色のトナー像を重ね合わせて保持する。

このようにして中間転写体３の表面上に形成した４色のトナー像を用紙１６に転写するために、給紙ローラ１１を回転させカセット１０に収納された用紙１６を１枚づつに分離し、レジストローラ１２まで搬送し、レジストローラ１２で用紙１６の斜行を矯正した後、停止する。次いで、中間転写体３上のトナー像と整合するようなタイミングでレジストローラ１２の回転を始動する。搬送される用紙１６の先端が中間転写体３と接触すると同時に転写ローラ１３を用紙１６の背面より押し付け、中間転写体３表面上の４色のトナー像を一度に用紙１６上に静電転写する。

こうして用紙１６上に出来上がった４色のトナー像は定着装置１４の加熱ローラと加圧部材に押圧された無端ベルトの間を通過することにより用紙１６上に定着される。トナー像を定着された用紙１６は、排紙部１７に排出される。

次に図２を用いて、定着装置１４を詳細に説明する。

定着装置１４は、トナーを溶融するための加熱ローラ１４１と、加熱ローラ１４１によって溶けたトナーに圧力を加えて用紙１６に固着するための加圧部材と、加熱ローラ１４１に接触してニップ１８を形成するための無端ベルト１４５を備えている。加熱ローラ１４１は、ハロゲンランプ等の加熱源１４１１と、芯金１４１２と、芯金１４１２の表面を被覆するシリコーンゴム１４１３を備えている。加圧部材は、用紙１６の搬送方向に対し上流側の加圧パッド１４２１と、中央部の加圧パッド１４２２と、下流側の加圧ローラ１４２３と、加圧パッド１４２１，１４２２を搭載したステー１４２４を備えている。加圧ローラ１４２３とステー１４２４は、それぞれ図示しないバネなどの弾性部材によって加熱ローラ１４１側に押付けられている。また、加圧パッド１４２１は、加熱ローラ１４１の回転軸方向に数個のバネ１４２５を介してステー１４２４に搭載されている。さらに、無端ベルト１４５は、ポリイミドフィルム等から構成されており、加圧パッド１４２１，１４２２、加圧ローラ１４２３に張力を作用させない状態で架け渡されて、加熱ローラ１４１に押付けられ、加熱ローラ１４１と同時に回転する。

未定着のトナー像が転写された用紙１６が、加圧パッド１４２１，１４２２、加圧ローラ１４２３、無端ベルト１４５で形成されたニップ１８を通過すると、トナー像は加熱ローラ１４１、加圧パッド１４２１，１４２２、加圧ローラ１４２３、無端ベルト１４５から熱と圧力を受けて用紙１６上に定着される。

この際、加圧パッド１４２１，１４２２、加圧ローラ１４２３の加熱ローラ１４１の回転軸方向の圧力が不均一になると、トナー像の溶け具合の差による画質不良、しわなどによる用紙１６の搬送不良が発生する。

本実施例は、用紙１６の加圧パッド１４２２の加熱ローラ１４１の回転軸方向の圧力を均一化して、良好な印刷品質を得る構成としたものである。

次に図３，４，５を用いて本発明の実施例について説明する。いずれの図も、加熱ローラ１４１の回転軸と垂直な方向から見た図であり、加熱ローラ１４１と加圧パッド１４２２とステー１４２４の位置関係を示す模式図である。図３は、加圧パッド１４２２の加圧前の模式図である。図４は、加圧パッド１４２２の加圧後の模式図である。

図３の加圧前の加圧パッド１４２２は、加熱ローラ１４１に加圧する側の軸方向（長手方向）の形状が凹形状である。この凹形状は、加圧パット１４２２の両端部と中央部との寸法差は、０．１ｍｍ程度が望ましい。また凹形状は、加熱ローラ１４１側が該形状になっていれば良い。加熱ローラ１４１側とは反対方向の加圧パッド１４２２の内側部と、ステー１４２４の長手方向のほぼ中央付近に設けられた突起部２０が接触する構造となっている。加圧パッド１４２２は、ステー１４２４の突起部２０との接触部を支持点として矢印方向に揺動可能となっている。加圧パッド１４２２は、加圧する前の凹形状の状態から加熱ローラ１４１に対して加圧することで、加圧パッド１４２２の両端部が支点、中央部の支持点が加圧力の作用点となる。所定の加圧力となった時点で図４に示すように、加圧パッド１４２２の加熱ローラ１４１と接触する側は、凹形状から平らな状態に変形して加熱ローラ１４１に加圧されるので、長手方向の圧力が均一となる。また、加圧パッド１４２２を長手方向中央の１点支持により揺動可能とすることによって、加熱ローラ１４１に対する長手方向左右の当たりが均等になり、長手方向の圧力の均一化にも寄与している。

図３、図４の実施例では、ステー１４２４の加圧パッド１４２２側に向いた個所に突起部を設けて支持する構成であった。また、加圧パッド１４２２のステー１４２４側に向いた個所に突起部を設け、ステー１４２４との接触部を支持点とした構成としても、同様の効果が得られる。図５は、突起部２３を加圧パッド１４２２側に設け、ステー１４２４との接触部を支持点として、加圧パッド１４２２を揺動可能とした構成の模式図である。

以上の構成により、加圧パッド１４２２は、長手方向の加熱ローラに対する圧力を均一とすることができる。このため、プリンタ１で用紙１６に印刷した場合、トナー像の溶け具合の差による画質不良、更にはしわなどによる用紙１６の搬送不良の発生を防止することができる。

本発明の一実施例である電子写真装置の模式図である。 本発明の一実施例である定着装置の模式図である。 本発明の一実施例である定着装置の加圧前の構成を示す模式図である。 本発明の一実施例である定着装置の加圧後の構成を示す模式図である。 本発明の他の実施例である定着装置の模式図である。

符号の説明

１…プリンタ、２…感光体ベルト、３…中間転写体、４…帯電器、５…露光装置、８…ブレード、９…イレーズランプ、１４…定着装置、１４１…加熱ローラ、１４１１…加熱原、１４１２…芯金、１４１３…シリコーンゴム、１４２１，１４２２…加圧パッド、１４２３…加圧ローラ、１４２４…ステー、１４５…無端ベルト、２０，２３…突起部。

Claims (3)

1. 加熱ローラと加圧手段を備えた定着装置によって記録媒体の表面上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させて印刷を行う電子写真装置において、
   前記加圧手段は無端ベルトと加圧部材と前記加圧部材を搭載した搭載部材を有し、
   非加圧時に前記加圧部材は前記加熱ローラを加圧する側に長手方向に凹型の形状をなし、
   前記搭載部材の長手方向の中央部付近に前記加圧部材と接する突起部を設け、前記突起部で前記加圧部材を支持して前記加熱ローラ側に加圧し、
   該加圧時に前記加圧部材は、長手方向の両端部付近で前記加熱ローラに接し、前記搭載部材を押圧することで、前記無端ベルトを介した前記加圧部材の前記加熱ローラに対する圧力がほぼ均一になるように構成したことを特徴とする電子写真装置。
2. 加熱ローラと加圧手段を備えた定着装置によって記録媒体の表面上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させて印刷を行う電子写真装置において、
   前記加圧手段は無端ベルトと加圧部材と前記加圧部材を搭載した搭載部材を有し、
   非加圧時に前記加圧部材は前記加熱ローラを加圧する側に長手方向に凹型の形状をなし、
   前記加圧部材の長手方向の中央部付近に前記搭載部材と接する突起部を設け、前記加圧部材は前記搭載部材に対し前記突起部で支持されて前記加熱ローラ側を加圧し、
   該加圧時に前記加圧部材は、長手方向の両端部付近で前記加熱ローラに接し、前記搭載部材を押圧することで、前記無端ベルトを介した前記加圧部材の前記加熱ローラに対する圧力がほぼ均一になるように構成したことを特徴とする電子写真装置。
3. 加熱ローラと加圧手段を備えた定着装置によって記録媒体の表面上の未定着トナー像を前記記録媒体に定着させて印刷を行う電子写真装置において、
   前記加圧手段は、無端ベルトと前記無端ベルトを介して前記加熱ローラを加圧する第１の加圧部材と第２の加圧部材と第３の加圧部材と少なくとも前記第２の加圧部材を搭載する搭載部材を有し、
   前記第２の加圧部材は前記記録媒体の搬送方向に沿って前記第１の加圧部材と第３の加圧部材の間に配置され、
   非加圧時に前記第２の加圧部材は前記加熱ローラを加圧する側に長手方向に凹型の形状をなし、
   前記搭載部材の長手方向の中央部付近に突起部を設け、前記突起部で前記加圧部材を支持し、
   加圧時に前記第２の加圧部材は、該長手方向の両端部付近で前記加熱ローラに接し、前記搭載部材を押圧することで、前記無端ベルトを介した前記第２の加圧部材の前記加熱ローラに対する圧力がほぼ均一になるように構成したことを特徴とする電子写真装置。

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