JP4705486B2

JP4705486B2 - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP4705486B2
Application number: JP2006040716A
Authority: JP
Inventors: 豊長沢; 友英竹中; 洋一竹内; 倉一深谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP2007219246A

Description

本発明は、定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

連続紙プリンタに用いられる定着装置は、連続紙を予め熱板であるプレヒータで予熱してから、加熱ロールと加圧ロールとの圧接で構成するニップ部に用紙を送って、熱定着するものである。このように、プレヒータで用紙を予め加熱し、用紙温度を高めておくことは、定着性能を安定化する上で極めて有効である。

しかしながら、このような装置は印刷待機時にもプレヒータで用紙を予熱するため、とかく用紙の変形をきたし、しわの原因となることがあり、この抑制に用紙をある程度の張力で張ることやプレヒータで用紙をできるだけ均一に吸引し、特に用紙の側端側を拘束することが行われてきている。

これは、用紙からの空気の抜けやすさをあらわす透気度値が高い（空気が抜けにくい）用紙ほど、また、厚い紙になればなるほど、更には印刷部分が多いなど印刷密度が高い場合や、レーザビームプリンタの場合は、転写部のトナー付着量が多いほど搬送力不足となって印刷ができない場合がある。

上述のように従来の定着装置においては、印刷時、印刷待機時などの非印刷時常においても、プレヒータでの用紙吸引圧力を一定にし、プレヒータ上でのしわ抑制の為、プレヒータで用紙をできるだけ均一に吸引するよう吸引箇所を増やしたり、特に用紙の側端側を拘束するように用紙の側端位置に相当するプレヒータ側の溝部に詰物などをしてエア漏れ防止を施して用紙を強く拘束し、しわを抑制させる場合がある。

しかし、用紙連量が高い厚い用紙の印刷時に、用紙搬送抵抗力が大きくなり、加熱ロールと加圧ロールとの圧接による搬送力よりも大きくなり、搬送できなく印刷ができない場合がある。また、用紙からの空気の抜けやすさをあらわす透気度値が高い用紙ほど、また、一般的に厚い紙になればなるほど、更には印刷部分が多いなど印刷密度が高い場合や、レーザビームプリンタの場合は、転写部のトナー付着量が多いほど一層搬送力不足となって印刷ができない場合があった。

本発明は、このような場合でも印刷時の用紙搬送抵抗力を低減して搬送力不足を防ぎ、高信頼の印刷ができる定着装置を得ることを目的としている。

本発明は、連続紙を吸引することにより密着させ且つ予熱する加熱手段を有したプレヒータと、ヒータを内蔵した加熱ロールとこれに離間可能に支持され圧接して回転する加圧ロールとを有し、転写された連続紙を前記プレヒータを通して加熱ロールと加圧ロールとの間に通すことにより、該連続紙上に形成されたトナー像を定着する画像形成装置の定着装置において、該連続紙を吸引するプレヒータで用紙幅、用紙透気度値により過度な搬送抵抗力にならないように吸引するサクション圧力をほぼ一定の圧力に制御する圧力制御手段と、該プレヒータの連続紙最大用紙幅相当位置にシール部材を有したことを特徴とする。

本発明によれば、連続紙画像形成装置の定着装置において、連続紙の用紙連量や透気度値に影響されずにプレヒータ上での用紙吸引圧力を、しわが発生しない特定の吸引圧力で一定に安定に作用するようにしたので、用紙連量が低い薄い連続紙に対しては用紙しわを抑制した運用を、また、用紙連量が高い厚い用紙や透気度値が高い連続紙に対しては連続紙の搬送抵抗力が上がらないようにしたので、短い時間で印刷と停止を繰り返す間欠印刷や印刷位置合せなどの間欠印刷でも高密度の印刷が十分できる。これにより、高信頼の定着装置を実現して、快適な印刷業務等ができる印刷装置を提供できるという顕著な効果を奏するものである。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施例である連続紙レーザビームプリンタ（以下、連続紙プリンタという。）の定着部における定着装置１の構成図であり、印刷時の状態を示す。

図１において、ヒータランプ４ａ〜４ｄは、加熱ロール２を加熱する。加熱ロール２の端部に取り付けた特定温度検出器３は、加熱ロール２がある一定の温度に達したことを検出する。また、加熱ロール２の上方には反駆動側から駆動側にかけて加熱ロール２の表面温度を検出する複数のサーミスタ５ａ、５ｂ、５ｃが設けてある。

６は異常温度検出器であり、加熱ロール２により暖められた空気の温度（雰囲気温度）がある一定の温度を超えた場合に検出する。１１は連続紙７を予熱するプレヒータで、加圧ロール１０と共にアーム１９に取り付けられ、一端は回転可能に支持されている。

定着動作においては、このアーム１９の回動により加圧ローラ１０は印刷開始と同時に加熱ロール２に圧接され、印刷停止と同時に加熱ロール２から離れるように制御される。プレヒータ１１には、溝１２が設けてあり、サクションブロア１７によりこの溝１２に貫通したサクション穴１４、サクションホース１５、および特定の圧力に調整する圧力レギュレータ１６を介してエアを吸引し、プレヒータ１１への連続紙７の密着性を良くして予熱を効果的に行うようにしている。

また、このプレヒータ１１の連続紙最大用紙幅相当位置には、特に連続紙７の両端側での密着性を高め用紙の拘束性を高めて印刷待機時におけるプレヒータ温度による用紙変形に起因する連続紙用紙しわを抑制するシール部材１３が設けられている。

図２は、本発明の一実施例による連続紙プリンタ用のプレヒータ１１における圧力レギュレータを設けたエア吸引圧力制御に関する透気度値特性及び用紙連量（上質紙）と吸引圧力仕様特性図である。図中の１点鎖線はしわ発生限界線を、２点鎖線は搬送力不足限界線を示す。また、実線は本発明での圧力レギュレータによるサクション圧力を、点線は従来のサクション圧力を示す。

圧力レギュレータ１６での圧力設定は、図２に示すように、従来は用紙しわが発生しやすい用紙厚さが薄い用紙、すなわち用紙連量が低い用紙に合せて、用紙しわが発生しないように吸引圧力を比較的高く設定する為、用紙厚さ等が増した用紙連量が高い用紙や透気度値が高い用紙では、通気性が悪くなったことによりサクション圧力が更に高くなり、プレヒータでの搬送抵抗力が一層高くなって搬送力不足となり、印刷ができない場合があった。

本発明では、圧力レギュレータ１６を設け、図２に示したように印刷停止時におけるプレヒータ１１上での用紙しわ発生防止を考慮して、用紙しわが防止できるサクション圧力で、かつ、用紙幅が大きい用紙、用紙連量や用紙透気度値が高い用紙でもほぼ一定の適性な特定のサクション圧力にして、プレヒータ１１での搬送抵抗力が増えないようにして搬送力不足にならないようにしている。

よって、上述の用紙でも過剰なサクション圧力になることはないので搬送力不足になることは無く、安定した信頼性の高い印刷が可能となる。

図１において、印刷時は、静電転写により形成されたトナー像８がのった連続紙７がプレヒータ１１上を通過することで、上述した適正な特定のサクション圧力での吸引によりプレヒータ１１側に密着性良く走行されるので、予熱効果は十分上げられ予熱されて、加熱ロール２と加圧ロール１０との間を通過し、挟持搬送され加熱加圧されて連続紙７上に定着される。

ここで、用紙の背面側から加熱するプレヒータ１１は１段のものとしたが、用紙の温度を徐々に上げるため、中温用の上段側プレヒータと、高温用の下段側プレヒータを設けて共にアーム１９に取り付けてもよく、これに限るものではない。

このようにして、サクション圧力は、プレヒータ上での用紙しわの発生防止を加味し、かつ印刷用紙の透気度値などに影響を受けにくいようにしたので、安定した信頼性の高い印刷が可能となる。

以上から、本発明によれば、用紙連量が低い、すなわち薄い連続紙の場合は、印刷待機時にもプレヒータへの用紙吸引圧力を高くし用紙拘束性を高めて用紙しわが発生しにくい運用ができる。また、用紙連量が高い厚い連続紙や透気度値の高い用紙の場合であっても、プレヒータへの用紙吸引圧力は上がることはないので搬送抵抗力は上がることは無く、搬送力不足となって印刷ができなくなることはない。

これにより、用紙の特性によらず安定した印刷業務ができ、信頼性の高い運用ができる。また、サクション圧力の切り替えなどはなく、短い時間で印刷と停止を繰り返す間欠印刷や印刷位置合せ印刷でも問題なく印刷ができるという顕著な効果を有するものである。

図３は、本発明の一実施例である連続紙プリンタ用定着装置を搭載した高速レーザビームプリンタの断面図である。

図３において、感光体５１は帯電器５２により所定電圧に均一に帯電され、上位装置（図示せず）から送信された画像情報を光源５３により照射ビ−ムを放射させ、照射ビ−ムを受けた感光体５１には静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は現像機５４で樹脂及び着色剤、帯電制御剤、流動性向上剤等からなるトナ−を用いて現像され可視像となる。

感光体５１上にトナ−により可視像化された画像は、転写器５５により連続紙７上に転写される。その後、感光体５１の表面は除電器５６により表面の電荷が除去され、クリ−ニング機構５７により感光体５１の表面に残留したトナ−が取り除かれ、再度帯電、露光、現像と工程が繰り返される。そしてトナ−像を転写された連続用紙７は、前方に搬送されプレヒータ１１を経て加熱ロール２と加圧ロール１０が接触した加熱点より加熱加圧作用を受けながら挟持搬送され、転写されたトナ−像は連続紙７に定着される。定着された連続紙７は、テンションロ−ラ５８を通り、用紙受けであるスタッカ５９へ順次排出される。

ここでは、上述した定着装置１を搭載しているので、用紙が薄い連続紙（用紙連量が低い）の場合は、印刷待機時にプレヒータへの用紙吸引圧力を高くして用紙拘束性を高めることにより、用紙しわの抑制ができる。また、用紙が厚い連続紙（用紙連量が高い）や透気度値が高い用紙の場合でも、上述した圧力レギュレータによりプレヒータへの用紙吸引圧力はほぼ一定にコントロールされる為、プレヒータ１１上での搬送抵抗力は増えることは無く、従来のように搬送力不足になって印刷ができなくなることはない。短い時間で印刷と停止を繰り返す間欠印刷や印刷位置合せなどの間欠印刷で高密度の印刷を行う場合でも問題なく印刷ができるという安定した信頼性の高い印刷業務ができる。

本発明の一実施例である連続紙プリンタ用の定着部における定着装置１の構成図である。本発明の一実施例による連続紙プリンタ用のプレヒータにおける圧力レギュレータを設けたエア吸引圧力制御に関する用紙透気度値及び用紙連量（上質紙）と吸引圧力仕様特性図である。本発明の一実施例である連続紙プリンタ用定着装置を搭載した高速レーザビームプリンタの断面図である。

符号の説明

１…定着装置、２…加熱ロール、３…特定温度検出器、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…ヒータランプ、５ａ、５ｂ、５ｃ…サーミスタ、６…異常温度検出器、７…連続紙、８、９…トナー像、１０…加圧ロール、１１…プレヒータ、１２…溝、１３…シール部材、１４…サクション穴、１５…サクションホース、１６…圧力レギュレータ、１７サクションブロア、１９…アーム、５０…連続紙レ−ザビ−ムプリンタ、５１…感光体、５２…帯電器、５３…光源、５４…現像器、５５…転写器、５６…徐電器、５７…クリ−ニング機構、５８…テンションロ−ラ、５９…スタッカ。

Claims

連続紙を吸引することにより密着させ且つ予熱する加熱手段を有したプレヒータと、ヒータを内蔵した加熱ロールとこれに離間可能に支持され圧接して回転する加圧ロールとを有し、転写された連続紙を前記プレヒータを通して加熱ロールと加圧ロールとの間に通すことにより、該連続紙上に形成されたトナー像を定着する画像形成装置の定着装置において、
該連続紙を該吸引するプレヒータで用紙幅、用紙透気度値により過度な搬送抵抗力にならないように吸引するサクション圧力をほぼ一定の圧力に制御する圧力制御手段と、該プレヒータの連続紙最大用紙幅相当位置にシール部材を有したことを特徴とする定着装置。
前記圧力制御手段は、圧力レギュレータからなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
請求項１または２のいずれかに記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。