JP2019211697A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光沢度の調整範囲を広く確保でき、光沢度の調整を高効率で行なえる定着装置を得る。【解決手段】ニップ形成部材10は、曲面領域12、中央領域14および境界領域13とを含む。中央領域14は、平坦な面形状を有して境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。ニップ形成部材10のうち、定着ベルト20を介して対向回転体30との接触を開始する位置を接触開始点18と定義し、接触開始点18の位置におけるニップ形成部材10の曲率中心17と、接触開始点18とを通る第1直線L1を描き、曲率中心17と境界領域13とを通る第2直線L2を描き、第1直線L1と第2直線L2との成す角を接触角θと定義したとすると、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体S上に定着されるトナー像50の光沢度を調整する。【選択図】図4
Description
本発明は、定着装置に関する。
下記の特許文献1,2に開示されているように、無端状の定着ベルトを備えた定着装置が知られている。ベルト定着方式の定着装置は、高速化、小型化および省エネルギー化等を目的として画像形成装置に近年多く採用されている。一方で、下記の特許文献3,4に開示されているように、出力画像の光沢度を調整する技術も知られている。同様な技術は下記の特許文献5〜10にも開示されている。
記録媒体上に定着されるトナー像の光沢度を調整するための手法としては、たとえば、定着温度を制御するという手法や、トナー像の上下面(トナー面および非トナー面)の速度差を制御するという手法、および、記録媒体上のトナー像がニップ部を通過する時間(ニップ幅)を制御するという手法が挙げられる。ニップ面がすべて平面から形成される場合には、たとえばニップ幅を広げることにより光沢度を向上させることができるが、平面のみから形成されたニップ面の幅を制御するのみでは、光沢度の調整範囲を広く確保することは難しい。
ローラー定着方式のようにニップ面がすべて曲面から形成される場合には、光沢度を高い値に設定することができるが、曲面のみから形成されたニップ面の幅を制御するのみでは、光沢度の調整範囲を広く確保することは難しい。これらに対し、たとえばニップ面が曲面と平面との組合せから形成される場合には、光沢度を広い範囲で調整することが可能となる。光沢度を調整するに当たっては、より効率よくその調整を行なえることが望ましい。
本発明は、光沢度の調整範囲を広く確保できるとともに、光沢度の調整を高効率で行なうことが可能な構成を備えた定着装置を提供することを目的とする。
本発明に基づく定着装置は、記録媒体上に転写されたトナー像を上記記録媒体上に定着させる定着装置であって、回転可能な無端状の定着ベルトと、上記定着ベルトを加熱する加熱部と、上記定着ベルトの内周側に配設されたニップ形成部材と、上記定着ベルトを介して上記ニップ形成部材と当接することにより上記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向回転体と、を備え、上記ニップ形成部材は、上記ニップ部の入口側に設けられ、上記対向回転体の側に向かって凸状に湾曲する曲面領域と、上記曲面領域の下流側に設けられた中央領域と、上記曲面領域と上記中央領域との間に設けられ、上記曲面領域と上記中央領域との間の境界を規定する境界領域と、を含み、上記中央領域は、平坦な面形状を有して上記境界領域を起点として下流側に向かって延びているか、上記対向回転体の側から遠ざかるように凹状に湾曲するように形成されて上記境界領域を起点として下流側に向かって延びているか、若しくは、上記対向回転体の側に向かって凸状に湾曲し、上記曲面領域の曲率半径よりも大きな曲率半径を有するように形成されて上記境界領域を起点として下流側に向かって延びており、上記ニップ形成部材のうち、上記定着ベルトを介して上記対向回転体との接触を開始する位置を接触開始点と定義し、上記接触開始点の位置における上記ニップ形成部材の曲率中心と、上記接触開始点とを通る第1直線を描き、上記曲率中心と上記境界領域とを通る第2直線を描き、上記第1直線と上記第2直線との成す角を接触角と定義したとすると、上記接触開始点が上記曲面領域内に常に含まれるような範囲内でのみ上記接触角を変更することにより、上記記録媒体上に定着される上記トナー像の光沢度を調整するようにした。
上記定着装置において好ましくは、上記記録媒体上に転写された上記トナー像の厚みに応じて、上記接触角を変更する範囲を調節するように構成してもよい。
上記定着装置において好ましくは、上記記録媒体上に転写された上記トナー像が単層であるか2層以上であるかに応じて、上記接触角を変更するように構成してもよい。
上記定着装置において好ましくは、上記記録媒体上に転写された上記トナー像が文字であるか画像であるかに応じて、上記接触角を変更するように構成してもよい。
上記定着装置において好ましくは、上記記録媒体の種類に応じて、上記接触角を変更するように構成してもよい。
上記定着装置において好ましくは、光沢度を制御できるモードを複数有しており、設定された上記モードに応じて、上記接触角を変更するように構成してもよい。
上記定着装置において好ましくは、上記接触角を変更するとともに、定着温度も変更するように構成してもよい。
上記定着装置において好ましくは、上記対向回転体と上記定着ベルトとの間のニップ圧を変更させることにより、上記接触角を変更するように構成してもよい。
上記定着装置において好ましくは、上記中央領域は、平坦な面形状を有して上記境界領域を起点として下流側に向かって延びているように構成してもよい。
上記構成を備えた定着装置によれば、光沢度の調整範囲を広く確保できるとともに、光沢度の調整を高効率で行なうことが可能となる。
発明を実施するための形態について、以下、図面を参照しながら説明する。以下の説明において同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
[実施の形態1]
(画像形成装置100)
図1は、実施の形態1における画像形成装置100を示す概略図である。画像形成装置100は、モノクロ複写機、カラー複写機、プリンターおよび/またはファックスとして機能し得る。本実施の形態の画像形成装置100は、給紙部1、画像形成部2Y,2M,2C,2K、中間転写ベルト3、支持ローラー3a,3b、対向ローラー3c、クリーニング装置3d、制御部4、給紙ローラー4a、レジストローラー4b、排紙ローラー4c、搬送経路4d、排紙部4e、および、定着装置5を備える。
(画像形成装置100)
図1は、実施の形態1における画像形成装置100を示す概略図である。画像形成装置100は、モノクロ複写機、カラー複写機、プリンターおよび/またはファックスとして機能し得る。本実施の形態の画像形成装置100は、給紙部1、画像形成部2Y,2M,2C,2K、中間転写ベルト3、支持ローラー3a,3b、対向ローラー3c、クリーニング装置3d、制御部4、給紙ローラー4a、レジストローラー4b、排紙ローラー4c、搬送経路4d、排紙部4e、および、定着装置5を備える。
給紙部1は、記録シート等の記録媒体Sを収容する。画像形成部2Y,2M,2C,2Kの各々は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の各色に対応しており、中間転写ベルト3の下方に配置される。中間転写ベルト3は支持ローラー3a,3bによって支持されており、矢印A方向に回転する。
画像形成部2Y,2M,2C,2Kは、トナー色が異なる他は略同一の構成を有する。画像形成部2Y,2M,2C,2Kの各々は、感光体ドラム6、帯電器7、露光装置8、現像器9および1次転写ローラー3Rを含む。感光体ドラム6は、時計回りに回転する。感光体ドラム6の周囲には、感光体ドラム6の回転方向に沿って、帯電器7、露光装置8、現像器9および1次転写ローラー3Rがこの順に配置される。1次転写ローラー3Rは中間転写ベルト3を介して感光体ドラム6と対向している。
制御部4は、画像形成装置100の全体を制御する。外部装置から制御部4に画像信号が入力されると、制御部4の画像信号処理部は、この画像信号をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各々に色変換し、デジタル画像信号を生成する。デジタル画像信号に基づき露光装置8が駆動され、露光装置8(ポリゴンミラーとレーザー用いたものやLEDのライン発光素子)からの光によって感光体ドラム6の表面が露光される。感光体ドラム6上には静電潜像が形成され、静電潜像は現像器9により現像されてトナー像となる。
記録媒体Sに形成されるトナー像の解像度(ドット密度)をd[dpi]とした場合、上記トナー像を形成するために露光する間隔は、予め決められている。上記間隔は、解像度[dpi]に従って定められる。上記間隔は、解像度が600[dpi]であれば42.3[μm]、解像度が1200[dpi]であれば21.2[μm]である。
画像形成部2Y,2M,2C,2Kの各々の感光体ドラム6上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト3上に1次転写されて重ね合わされる。対向ローラー3cと中間転写ベルト3との間には2次転写部が形成されており、中間転写ベルト3上のトナー像は中間転写ベルト3の回転により2次転写部に搬送される。給紙部1内の普通紙などの記録媒体Sは、給紙ローラー4aおよびレジストローラー4bの回転により搬送経路4dに沿って搬送され、2次転写部に搬送される。
フルカラーのトナー像は2次転写部において記録媒体上に転写され、トナー像が2次転写された記録媒体は定着装置5に向けてさらに搬送される。中間転写ベルト3上に残留したトナーはクリーニング装置3dにより中間転写ベルト3上から除去される。トナーは、図示しない搬送スクリューによって搬送され、図示しない廃トナー容器内に回収される。
定着装置5は2次転写部に対して搬送経路4dの下流側に配置されている。記録媒体Sが定着装置5を通過することで記録媒体S上のトナー像は加圧および加熱され、記録媒体S上に定着される。記録媒体Sは排紙ローラー4cを介して排紙部4eに排出される。以下、定着装置5についてより詳細に説明する。
(定着装置5)
図2は、実施の形態1における定着装置5を示す概略図である。図2中に示された矢印DR1は記録媒体Sの搬送方向を示しており、矢印DR2は記録媒体Sの厚み方向を示している。記録媒体S上にはトナー像50が形成されている。記録媒体Sの厚み方向(矢印DR2)における長さはたとえば140[μm]である。
図2は、実施の形態1における定着装置5を示す概略図である。図2中に示された矢印DR1は記録媒体Sの搬送方向を示しており、矢印DR2は記録媒体Sの厚み方向を示している。記録媒体S上にはトナー像50が形成されている。記録媒体Sの厚み方向(矢印DR2)における長さはたとえば140[μm]である。
記録媒体Sは、図示しないローラーにより搬送方向(矢印DR1)に搬送され、トナー像50とともに後述するニップ部Nに突入する。定着装置5は上述のとおり、記録媒体S上に転写されたトナー像50を記録媒体S上に定着させる。本実施の形態の定着装置5は、ニップ形成部材10、定着ベルト20、対向回転体30、加熱部40、圧接ばね60、ヒンジ機構62、固定部材64および潤滑剤塗布部66を備える。
定着ベルト20は、回転可能な無端状の形状を有する。定着ベルト20は、加熱部40(加熱ローラー42)、ニップ形成部材10および潤滑剤塗布部66によって張架されている。定着ベルト20の外径は任意であるが、たとえば70[mm]である。定着ベルト20は、基層、弾性層、および離型層を有している。上記基層は、たとえばポリイミド(PI)から構成される。上記基層の厚みは、たとえば80[μm]である。
上記弾性層は、シリコーンゴム、およびフッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が好ましい。上記弾性層の厚みは、たとえば200[μm]である。上記離型層は、フッ素チューブおよびフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が好ましい。上記離型層は、たとえばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)チューブである。上記離型層の厚みは、たとえば30[μm]である。
ニップ形成部材10は定着ベルト20の内周側に配置されている。ニップ形成部材10は固定部材64によって固定されており、定着ベルト20の内周面と摺動する。ニップ形成部材10は、たとえば液晶ポリマー(LCP)で構成されている。ニップ形成部材10は、その周囲に(本体部の周囲に)摺動シートを備えているとよい。摺動シートは、たとえば、ガラスクロスのフッ素樹脂含浸タイプである。
摺動シートは、ニップ形成部材10と定着ベルト20の内周面との間に生じる摩擦力を低減する。摺動シートは、ニップ形成部材10の本体部に巻付けて固定される。摺動シートは、中興化成工業社製のフッ素樹脂ファブリック(MSファブリック)や住友電工ファインポリマー社製の架橋フッ素樹脂FEXなどの耐摩耗性、耐熱性が高い素材が好ましい。ニップ形成部材10の更なる詳細については後述する。
対向回転体30の外径は、たとえば50[mm]である。対向回転体30は、鉄製の芯金と、弾性層と、離型層とを有している。上記芯金の厚みは、たとえば40[mm]である。上記弾性層の厚みは、たとえば5[mm]である。上記離型層は、たとえばPFAチューブである。上記離型層の厚みは、たとえば20[μm]である。対向回転体30は、モーター等の駆動装置(図示しない)によって、たとえば415[mm/s]で回転する(図2中のB方向)。対向回転体30の回転に従動して定着ベルト20が回転する(図2中のC方向)。記録媒体Sもたとえば415[mm/s]で搬送されることとなる。
対向回転体30は、定着ベルト20を介してニップ形成部材10と当接することにより、対向回転体30と定着ベルト20との間にニップ部Nを形成する。ニップ部Nは、対向回転体30がニップ形成部材10を押圧することによりこれらの間に形成される領域である。ニップ部Nにおいて記録媒体S上のトナー像50が加熱および加圧され記録媒体S上に定着される。
ニップ部Nにおけるニップ圧(荷重)の大きさは、たとえば700[N]以上1000[N]以下であり、圧接ばね60の長さに応じて圧接力(ニップ圧)を調節可能である。搬送方向(矢印DR1方向)におけるニップ部Nの幅(ニップ幅)は、たとえば18[mm]である。ニップ部Nの長手方向(搬送方向に対して直交する方向)の幅は、たとえば320[mm]である。
潤滑剤塗布部66は、ニップ形成部材10に対して定着ベルト20の回転方向の下流側に配置されている。潤滑剤塗布部66は、定着ベルト20の内周面に潤滑剤を塗布する。潤滑剤塗布部66は、固定部材64によって固定されている。潤滑剤塗布部66は、定着ベルト20の内周側に配置されており、定着ベルト20を支持している。
加熱部40は、定着ベルト20の内周側に配置されている。加熱部40は、加熱源41および加熱ローラー42を有している。加熱ローラー42の外径は、たとえば40[mm]である。加熱ローラー42のアルミ部分の厚みは、たとえば0.7[mm]である。加熱ローラー42の表面は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)によってコーティングされている。コーティング層の厚みは、たとえば40[μm]である。
加熱源41(ヒーター等)の出力は、たとえば1000[W]である。温調温度は、たとえば170[℃]である。加熱源41は、加熱ローラー42を介して定着ベルト20を加熱する。実施の形態において、加熱源41は、定着ベルト20を介してトナー像50に熱を供給する。
(ニップ形成部材10)
図3は、実施の形態1における定着装置5に備えられるニップ形成部材10を示す断面図である。図3では、弾性変形前における対向回転体30の形状がわかるように、対向回転体30の変形前の外形形状を2点鎖線で示している。説明上の便宜のため図3には定着ベルト20を図示していない。図4は、実施の形態1における定着装置5のニップ部Nの入口側部分を拡大して示す断面図である。
図3は、実施の形態1における定着装置5に備えられるニップ形成部材10を示す断面図である。図3では、弾性変形前における対向回転体30の形状がわかるように、対向回転体30の変形前の外形形状を2点鎖線で示している。説明上の便宜のため図3には定着ベルト20を図示していない。図4は、実施の形態1における定着装置5のニップ部Nの入口側部分を拡大して示す断面図である。
ニップ形成部材10は、定着ベルト20(図4)の内周面に接触する部分を有しており、当該部分の表面形状に倣うように対向回転体30の表面は弾性変形する。ニップ形成部材10の搬送方向(矢印DR1)における長さ(図3中のa)はたとえば27.5[mm]である。搬送方向(矢印DR1)に対して直交する方向における寸法を「高さ」とすると、ニップ形成部材10の高さ(図3中のb)はたとえば6.474[mm]である。
ニップ形成部材10には穴部10a(図3)が形成されている。穴部10aには、固定部材64(図2)の一部が挿入される。穴部10aの深さ(図3中のc)は、たとえば3[mm]であり、これによりニップ形成部材10の強度が確保されている。ニップ形成部材10のうちの対向回転体30の側に位置する外表面は、上流端11、曲面領域12、境界領域13、中央領域14、下流境界領域15(図3)および下流曲面領域16(図3)を含み、これらは上流側から下流側に向かって順に並んでいる。
(曲面領域12)
上流端11と境界領域13との間に、曲面領域12が形成されている。曲面領域12のうちの最も上流側に位置する部分が上流端11と一致しており、曲面領域12のうちの最も下流側に位置する部分が境界領域13と一致している。曲面領域12は、ニップ部Nの入口側に設けられており、対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。
上流端11と境界領域13との間に、曲面領域12が形成されている。曲面領域12のうちの最も上流側に位置する部分が上流端11と一致しており、曲面領域12のうちの最も下流側に位置する部分が境界領域13と一致している。曲面領域12は、ニップ部Nの入口側に設けられており、対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。
曲面領域12は、ニップ形成部材10の長手方向(対向回転体30の回転軸と平行な方向)に対して直交する断面において、湾曲状の形状を有している。曲面領域12は、上記断面が円弧状の外形形状を有しており、当該円弧部分は、曲率中心17を中心とする一様の曲率を有している。図4中に示される曲面領域12の曲率半径Ra,RbおよびRcはいずれも同一の値であり、たとえば4[mm]である。
曲面領域12の一部(曲面領域12のうちの境界領域13寄りの部分)は、記録媒体Sおよび定着ベルト20を介して対向回転体30と対向する。曲面領域12に対して搬送方向(矢印DR1方向)の下流側には、境界領域13を介して曲面領域12と滑らかに連なる中央領域14が設けられている。境界領域13は、曲面領域12と中央領域14との間に設けられ、曲面領域12と中央領域14との間の境界を規定している。
(中央領域14)
境界領域13と下流境界領域15との間に、中央領域14が形成されている。中央領域14のうちの最も上流側に位置する部分が境界領域13と一致しており、中央領域14のうちの最も下流側に位置する部分が下流境界領域15と一致している。中央領域14は、平坦な面形状(二次元平面の形状)を有しており、境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。
境界領域13と下流境界領域15との間に、中央領域14が形成されている。中央領域14のうちの最も上流側に位置する部分が境界領域13と一致しており、中央領域14のうちの最も下流側に位置する部分が下流境界領域15と一致している。中央領域14は、平坦な面形状(二次元平面の形状)を有しており、境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。
中央領域14は、ニップ形成部材10の長手方向(対向回転体30の回転軸と平行な方向)に対して直交する断面において、真っ直ぐに延びる形状を有している。中央領域14の曲率は、中央領域14の全域にわたって略ゼロである。中央領域14に対して搬送方向(矢印DR1方向)の下流側には、下流境界領域15を介して中央領域14と滑らかに連なる下流曲面領域16が設けられている。下流境界領域15は、中央領域14と下流曲面領域16との間に設けられ、中央領域14と下流曲面領域16との間の境界を規定している。
(下流曲面領域16)
下流曲面領域16は、ニップ部Nの出口側に設けられており、対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。下流曲面領域16のうち、上流側の部分は凹面の形状を有し、その曲率半径はたとえば39[mm]であり、下流側の部分は凸面の形状を有し、その曲率半径はたとえば3[mm]である。
下流曲面領域16は、ニップ部Nの出口側に設けられており、対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。下流曲面領域16のうち、上流側の部分は凹面の形状を有し、その曲率半径はたとえば39[mm]であり、下流側の部分は凸面の形状を有し、その曲率半径はたとえば3[mm]である。
下流曲面領域16と対向回転体30とが定着ベルト20および記録媒体Sを介して相互に接触する領域のうちの上流側の部分においては、対向回転体30の弾性変形量は、搬送方向(矢印DR1)の下流側に向かうにつれて大きくなる。これにより、下流曲面領域16におけるニップ圧は下流側に向かうにつれて大きくなる。
下流曲面領域16と対向回転体30とが定着ベルト20および記録媒体Sを介して相互に接触する領域のうちの下流側の部分においては、対向回転体30の弾性変形量は、搬送方向(矢印DR1)の下流側に向かうにつれて小さくなる。これにより、対向回転体30および定着ベルト20に負荷をかけずに分離性を確保することができる。
搬送方向(矢印DR1)において、中央領域14から下流曲面領域16の頂部に向かうにつれて、対向回転体30の弾性変形量は大きくなっていく。すなわち、ニップ形成部材10は、搬送方向(矢印DR1)の下流側に向かうにつれてニップ圧力が大きくなる構成を有している。曲面領域12におけるニップ圧は、ニップ形成部材10のうち曲面領域12以外の部分(中央領域14)におけるニップ圧よりも小さい。
上記設計パラメータは一例であり、たとえば下流境界領域15よりも下流側の部分、すなわち下流曲面領域16は、必要に応じて設けられる。ニップ部Nのうちの境界領域13の位置よりも下流側の部分(中央領域14を含む部分)は、すべて平坦な面形状(二次元平面の形状)を有していても構わない。
(光沢度の調整)
図4では、記録媒体Sがニップ部Nに突入した直後の状態を示しているが、説明の便宜上、後述する速度差が生じていない状態を図示している。図4に示すように、ニップ形成部材10は接触開始点18を有する。ニップ形成部材10のうち、定着ベルト20を介して対向回転体30との接触を開始する位置が接触開始点18と定義される。
図4では、記録媒体Sがニップ部Nに突入した直後の状態を示しているが、説明の便宜上、後述する速度差が生じていない状態を図示している。図4に示すように、ニップ形成部材10は接触開始点18を有する。ニップ形成部材10のうち、定着ベルト20を介して対向回転体30との接触を開始する位置が接触開始点18と定義される。
接触開始点18は、搬送方向(矢印DR1)におけるニップ部Nの最上流部(以下、ニップ入口32という)に対応する部分である。ニップ入口32とは、対向回転体30の外表面のうち、搬送方向(矢印DR1)における記録媒体Sの最も上流側に位置する部分に接触している箇所である。
接触開始点18の位置におけるニップ形成部材10の曲率中心17と、接触開始点18とを通る第1直線L1を描いた場合には、ニップ入口32は第1直線L1上に位置する。すなわち、搬送方向(矢印DR1)におけるニップ入口32に対応する部分とは、ニップ形成部材10のうちのニップ入口32に対向している部分であって、第1直線L1と曲面領域12とが交わる位置に規定される。
曲率中心17と境界領域13とを通る第2直線L2を描き、第1直線L1と第2直線L2との成す角を接触角θと定義したとすると、本実施の形態の定着装置5においては、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体S上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されている。
すなわち、上記接触角θは、接触開始点18が上流端11と境界領域13との間に位置するように、たとえば0[°]〜15[°]の範囲内で可変とされるように構成されている。記録媒体S上に転写されたトナー像50の厚みに応じて、接触角θを変更する範囲を調節するとよい。トナー像50の光沢度を調整するに際し、本実施の形態の定着装置5においては、接触開始点18が曲面領域12の範囲外に設定される(境界領域13よりも下流側に設定される)ことはなく、常に曲面領域12の範囲内に設定されるように構成されている。
トナー像50は、表面部51および接着面52を有する。表面部51は、定着ベルト20と対向するとともに、定着ベルト20に接触している。表面部51は、記録媒体Sの厚み方向(矢印DR2)において、トナー像50から見て定着ベルト20の側に設けられている。
接着面52は、記録媒体Sと対向するとともに、記録媒体Sと接触している。接着面52は、記録媒体Sの厚み方向(矢印DR2)において、トナー像50から見て記録媒体Sの側(対向回転体30に向く側)に設けられている。
曲面領域12の曲率半径をR[μm]、定着ベルト20の厚みをh[μm]、トナー像50の厚みをt[μm](図4中のt)とすると、搬送方向(矢印DR1)における接着面52の長さ[μm]は、2π(R+t+h)×θ/360となる。搬送方向(矢印DR1)における表面部51の長さ[μm]は、2π(R+h)×θ/360となる。表面部51と接着面52との長さの差[μm]は、(2π×t×θ/360)となる。
このように、曲面領域12の曲率半径Rの大きさに依存せずに、トナー像50の厚みt[μm]および接触角θ[°]に依存して、単位時間あたりにおける、表面部51および接着面52の搬送方向(矢印DR1)における移動距離に差が生じる。この移動距離の差は「経路差」と定義される。経路差が生じるため、表面部51および接着面52が搬送方向(矢印DR1)に沿って移動する速度にも差が生じる。この速度の差は「速度差」と定義されるものであり、トナー像50の厚みに応じて増減し得る。
すなわち曲面領域12は、厚み方向(矢印DR2)において、トナー像50のうちのトナー像50と定着ベルト20とが相互に接触する側と、搬送方向(矢印DR1)において、トナー像50のうちのトナー像50と記録媒体Sとが相互に接触する側との間に、速度差が生じるような形状を有している。
図5は、トナー像50に速度差がほとんど生じていない状態を示す概略断面図である。トナー像50に速度差がほとんど生じていない場合には、トナー像50には剪断力はほとんど生じない。図6は、トナー像50に速度差が生じている状態を示す概略断面図である。
図6に示すように、対向回転体30は、たとえば415[mm/s]で駆動回転しているため、記録媒体Sが真っ直ぐに搬送されているとすると記録媒体Sも415[mm/s]で搬送される。曲面領域12に係る領域では、表面部51と接着面52との間に速度差が生じる。接着面52が搬送方向(矢印DR1)に沿って移動する速度は、表面部51が搬送方向(矢印DR1)に沿って移動する速度よりも大きくなる。
表面部51の移動速度はたとえば412.7[mm/s]であり、接着面52の移動速度はたとえば415.0[mm/s]である。この場合の速度差は2.3[mm/s]である。速度差が生じると、トナーによる粘性力が生じ、トナー像50が引き伸ばされるように変形が起こる。この作用により表面部51が平滑にされて光沢度が高くなる。図7に示すように、トナー像50の厚みが大きい場合には、表面部51と接着面52との間により大きな速度差が生じ(たとえば4.6[mm/s])、トナーによる粘性力も大きくなり、光沢度もより高くなる。
(平滑化についてのメカニズム)
図8は、表面部51が平滑になる前のトナー像50の拡大概略図である。図9は、速度差が生じることにより表面部51が平滑となったトナー像50の拡大概略図である。図8および図9に示すように、多数のトナー53によってトナー像50が構成されている。図8および図9に示すように、トナー像50は、粒状のトナー53が積層されて形成されている。
図8は、表面部51が平滑になる前のトナー像50の拡大概略図である。図9は、速度差が生じることにより表面部51が平滑となったトナー像50の拡大概略図である。図8および図9に示すように、多数のトナー53によってトナー像50が構成されている。図8および図9に示すように、トナー像50は、粒状のトナー53が積層されて形成されている。
図9に示すように、トナー像50に対して速度差をつけた場合、定着ベルト20と接しているトナー53(以下、最上層トナー53a、図8参照)が搬送方向(矢印DR1)にずらされる。これにより、最上層トナー53aが、その下の層の隙間に入りこむ。したがって、表面部51が平滑化され、記録媒体Sの光沢度が大きくなる。
図10は、速度差が生じることによりトナー53が伸びて平滑にされたトナー像の50拡大概略図である。図9の場合は、最上層トナー53aが搬送方向(矢印DR1)にずらされることにより、表面部51が平滑になっていたが、図10に示す場合では、最上層トナー53aに定着ベルト20から熱が伝達し、粘性力が作用することによって、最上層トナー53aが引き伸ばされることにより、表面部51が平滑化される。
図9および図10に示したように、最上層トナー53aがずらされる場合と、引き伸ばされる場合との2つのメカニズムによって、表面部51が平滑化される。経路差(トナーのずれ量)の目安としては、トナー53同士の隙間に移動するぐらいの量(たとえば、トナー53の平均粒径PD[μm]の半分の値)で充分となる。トナー53の平均粒径PD[μm]は、たとえばフロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社製)で測定した場合、約6[μm]である。
図11は、定着装置5において接触角θ[°]を図4に示すものより大きくした状態を示す断面図である。上述のとおり本実施の形態の定着装置5においては、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体S上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されている。
接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更して経路差(≒2π×t×θ/360)を増減させた場合、経路差と光沢度との関係は以下のように示される。図12は、経路差と光沢度(トナー厚み30μmの光沢度)との関係をプロットした図である。図12の横軸は経路差[μm]を示しており、縦軸は光沢度を示している。図12における光沢度の測定においては、入射角が60[°]である(60°光沢度)。図12では、上記プロットの近似曲線が点線で図示されている。
経路差が小さい領域(0[μm]以上2[μm]付近の領域)においては、光沢度はおおよそ12[°]から14[°]の間の値であるのに対し、経路差が3[μm]以上5[μm]付近の領域において光沢度は急峻に高くなり、経路差が大きい領域(6[μm]以上14[μm]以下の領域)においては、光沢度はおおよそ20[°]から22[°]の間の値になっている。すなわち経路差を大きくすることにより光沢度の上昇を得ることが可能であることが実験によっても示されている。
図12の結果よれば、3[μm]以上5[μm]以下の領域(図12中の網掛け部分)において、光沢度が大きくなる効果が表れ始めている。すなわち、たとえばトナーの平均粒径が6[μm]の約半分の経路差(≒ずらし量)を設けることにより、光沢度を6[°]〜10[°]高くするという効果が得られることになる。この光沢度の上昇は、ニップ幅を約2[mm]拡大することによって得られる値に相当し、あるいは定着温度を10℃高くすることによって得られる値に相当する。つまりニップ幅を拡大したり定着温度を上げたりしなくても、トナー粒径程度の経路差を設けることで光沢度の上昇を得ることができる。
なお、トナー像50の厚みについては以下のように示される。図13は、トナー像50の表面を拡大した写真を示す図である。図14は、単層の場合におけるトナー像50の形状のプロファイル結果を示す図である。図14の横軸は、記録媒体Sが延在している方向における長さX[μm]を示しており、縦軸は、厚み方向におけるトナー像50の高さZ[μm]を示している。トナー像50の厚みは、非接触形状測定レーザマイクロスコープ(VKX−1000)を用いて測定できる。
図13に示す白い箇所が、記録媒体Sの下地(用紙表面)である。トナー像50の高さZ[μm](すなわち、下地(記録媒体S)から表層(表面部51)までの長さ)の最大値が、トナー像50の厚みt[μm]と定義される。図14に示される単層の場合には、トナー像50の厚みt[μm]は25[μm]となる。定着後のトナー像50が5[μm]の厚みを有しているため、トナー像50の厚みt[μm]は最大でも30[μm]となる。
(作用および効果)
以上のような技術的思想に基づき構成される定着装置5の作用および効果について、比較例1,2と対比しつつ説明する。図15は、比較例1に基づく定着装置5Z1を示す断面図である。定着装置5Z1においては、ニップ形成部材10Zのうちのニップ部Nの形成に寄与する部分は、上述の実施の形態1における中央領域14に相当する部分のみから構成されており、当該領域のすべての範囲が平坦な面形状(二次元平面の形状)を呈している。
以上のような技術的思想に基づき構成される定着装置5の作用および効果について、比較例1,2と対比しつつ説明する。図15は、比較例1に基づく定着装置5Z1を示す断面図である。定着装置5Z1においては、ニップ形成部材10Zのうちのニップ部Nの形成に寄与する部分は、上述の実施の形態1における中央領域14に相当する部分のみから構成されており、当該領域のすべての範囲が平坦な面形状(二次元平面の形状)を呈している。
したがって定着装置5Z1においては、ニップ部Nがすべて平面から形成されており、ニップ部Nの全域にわたって剪断力がトナー像50に作用せず、たとえばニップ幅を広げることにより光沢度を向上させることができるが、平面のみから形成されたニップ面の幅を制御するのみでは光沢度の調整範囲を広く確保することは難しい(高光沢を得ることが難しい)。
また、定着装置5Z1においては、ニップ形成部材10Zに曲面領域12が設けられているが、トナー像の光沢度を調整するに際し、接触開始点18が曲面領域12の範囲内にのみ設定される(少なくとも曲面領域12が境界領域13よりも上流側に設定される)ようには構成されておらず、常に、接触開始点18は曲面領域12の範囲外(すなわち中央領域14の範囲内)に設定されるように構成されている。
このような構成を採用した定着装置5Z1には、曲面領域12の曲面形状を活用してトナー像50の表面部51と接着面52との間に経路差を設けて光沢度を調整するという思想がない。このような定着装置5Z1の構成において上記経路差を設けることは容易ではなく、したがって、光沢度の調整範囲を広く確保することも容易ではなく、光沢度の調整を高効率で行なうことも容易ではない。
図16は、比較例2に基づく定着装置5Z2を示す断面図である。定着装置5Z2においては、実施の形態1におけるニップ形成部材10の代わりに、矢印Dの方向に回転する定着ローラー70が用いられる。定着装置5Z2においては、ニップ面がすべて曲面から形成されているため、ニップ部Nの全域にわたって剪断力がトナー像50に作用し、光沢度を高い値に設定することができるが、曲面のみから形成されたニップ面の幅を制御するのみでは光沢度の調整範囲を広く確保することは容易ではない(低光沢を得ることが難しい)。
上述のような比較例1,2に対して実施の形態1の定着装置5においては(図4,図11参照)、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体S上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されている。ニップ面が曲面と平面との組合せから形成されているため、光沢度を広い範囲で調整することが可能となる。言い換えれば、図17に示すように、比較例1の場合には同一の光沢度を得るためにニップ幅を範囲Z1内で変更可能であり、比較例2の場合には同一の光沢度を得るためにニップ幅を範囲Z2内で変更可能であるのに対して、実施の形態1の場合には、同一の光沢度を得るためにニップ幅を範囲EX内で変更可能である。すなわち、実施の形態1の場合には、同一の光沢度を得るためにより広い範囲でニップ幅を調整することも可能となる。
さらに、トナー像50の光沢度を調整するに際し、接触開始点18が曲面領域12の範囲外に設定される(境界領域13よりも下流側に設定される)ことはなく、常に曲面領域12の範囲内に設定されるように構成されている。当該構成によれば、曲面領域12の曲面形状を活用してトナー像50の表面部51と接着面52との間に経路差を設けて光沢度を効率的に調整することが可能となる。したがって本実施の形態の定着装置5によれば、光沢度の調整範囲を広く確保できるとともに(すなわち、剪断力をかけたり剪断力をかけなかったりという切換ないし程度の調節が可能であり、低光沢から高光沢まで光沢の調整範囲が広く)、さらには光沢度の調整を高効率で行なうことが可能な構成を備えた定着装置とすることが可能となる。
トナー像50の厚みが薄いと速度差が小さく低光沢になるため、接触角θが大きくなるような範囲で、記録媒体S上に転写されたトナー像50の厚みに応じて、所望の光沢度が得られるように接触角θを変更する範囲を調節するとよい。トナー像50の厚みが厚いと速度差が大きく高光沢になるため、接触角θが小さくなるような範囲で、記録媒体S上に転写されたトナー像50の厚みに応じて、所望の光沢度が得られるように接触角θを変更する範囲を調節するとよい。接触角θは0°であってもよい。
あるいは、記録媒体S上に転写されたトナー像50が単層であるか2層以上であるかに応じて接触角θを変更してもよい。単層の場合、トナー像50の厚みが薄いと速度差が小さく低光沢になるため、高光沢を得るためには接触角θが大きくなるようにするとよい。2層以上の場合、トナー像50の厚みが厚いと速度差が大きく高光沢になるため、低光沢を得るためには接触角θが小さくなるようにするとよい。
記録媒体S上に転写されたトナー像50が文字であるか画像(写真やグラフィック等)であるかに応じて、接触角θを変更してもよい。すなわち、図18に示すように文字の場合には、高光沢であると読みにくい可能性があるため、低光沢を得るために接触角θが小さくなるようにするとよい。接触角θは0°であってもよい。一方で図19に示すように、画像(写真やグラフィック等)の場合には、低光沢であると高級な質感や高い品質としにくくなる可能性があるため、高光沢を得るために接触角θが大きくなるようにするとよい。
記録媒体Sの種類に応じて、接触角θを変更してもよい。紙斤量が小さい薄紙の場合には、高光沢になりやすいため、低光沢を得るために接触角θが小さくなるようにするとよい。接触角θは0°であってもよい。紙斤量が大きい薄紙の場合には、低光沢になりやすいため、高光沢を得るために接触角θが大きくなるようにして、所望の光沢を得るようにするとよい。
図20に示すように、定着装置は、光沢度を制御できるモードを複数有しており、設定されたモードに応じて、接触角θを変更するように構成されてもよい。たとえば操作パネル80上に、低光沢モード用のボタン81と、高光沢モード用のボタン82とを設けておくことで、これらをユーザーに選択させることが可能となる。
上記のような接触角θの変更に限られず、光沢度の調整のためには、接触角θを変更するとともに、定着温度も変更してよい。すなわち、低光沢を得るためには接触角θを小さくし、高光沢を得るためには接触角θを大きくするというものであるが、接触角θで調整可能な範囲を超えるような光沢を得たい場合には、接触角θを変更するとともに、定着温度も変更するように構成するとよい。
以上で述べた接触角θを変更するための手段としては、対向回転体30と定着ベルト20との間のニップ圧を変更させることにより、接触角θを変更するとよい。ニップ部Nにおけるニップ圧(荷重)の大きさは、たとえば700[N]以上1000[N]以下であり、圧接ばね60(図2)の長さに応じて圧接力(ニップ圧)を調節可能である。
[実施の形態2]
図21は、実施の形態2における定着装置に備えられるニップ形成部材10Aを示す断面図である。実施の形態2のニップ形成部材10Aにおいては、曲率中心17を中心とする真円の円弧を描いた場合、曲面領域12はその円弧の一部から構成されている。当該構成においても、曲面領域12は、ニップ部の入口側に設けられており、不図示の対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。中央領域14は、平坦な面形状(二次元平面の形状)を有しており、境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。このような形状を有するニップ形成部材10Aであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
図21は、実施の形態2における定着装置に備えられるニップ形成部材10Aを示す断面図である。実施の形態2のニップ形成部材10Aにおいては、曲率中心17を中心とする真円の円弧を描いた場合、曲面領域12はその円弧の一部から構成されている。当該構成においても、曲面領域12は、ニップ部の入口側に設けられており、不図示の対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。中央領域14は、平坦な面形状(二次元平面の形状)を有しており、境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。このような形状を有するニップ形成部材10Aであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
[実施の形態3]
図22は、実施の形態3における定着装置に備えられるニップ形成部材10Bを示す断面図である。実施の形態3のニップ形成部材10Bにおいては、曲面領域12は、楕円の円弧の一部から構成されている。曲面領域12の曲率半径は、上流側が相対的に小さく、下流側が相対的に大きい。当該構成においても、曲面領域12は、ニップ部の入口側に設けられており、不図示の対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。中央領域14は、平坦な面形状(二次元平面の形状)を有しており、境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。このような形状を有するニップ形成部材10Bであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
図22は、実施の形態3における定着装置に備えられるニップ形成部材10Bを示す断面図である。実施の形態3のニップ形成部材10Bにおいては、曲面領域12は、楕円の円弧の一部から構成されている。曲面領域12の曲率半径は、上流側が相対的に小さく、下流側が相対的に大きい。当該構成においても、曲面領域12は、ニップ部の入口側に設けられており、不図示の対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。中央領域14は、平坦な面形状(二次元平面の形状)を有しており、境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。このような形状を有するニップ形成部材10Bであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
[実施の形態4]
図23は、実施の形態4における定着装置に備えられるニップ形成部材10Cを示す断面図である。実施の形態4のニップ形成部材10Cにおいても、曲面領域12は、楕円の円弧の一部から構成されている。曲面領域12の曲率半径は、上流側が相対的に大きく、下流側が相対的に小さい。当該構成においても、曲面領域12は、ニップ部の入口側に設けられており、不図示の対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。中央領域14は、平坦な面形状(二次元平面の形状)を有しており、境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。このような形状を有するニップ形成部材10Cであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
図23は、実施の形態4における定着装置に備えられるニップ形成部材10Cを示す断面図である。実施の形態4のニップ形成部材10Cにおいても、曲面領域12は、楕円の円弧の一部から構成されている。曲面領域12の曲率半径は、上流側が相対的に大きく、下流側が相対的に小さい。当該構成においても、曲面領域12は、ニップ部の入口側に設けられており、不図示の対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲する形状を有している。中央領域14は、平坦な面形状(二次元平面の形状)を有しており、境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。このような形状を有するニップ形成部材10Cであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
[実施の形態5]
図24は、実施の形態5における定着装置に備えられるニップ形成部材10Dを示す断面図である。実施の形態5のニップ形成部材10Dにおいては、中央領域14が、対向回転体30の側から遠ざかるように凹状に湾曲するように形成されて境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。境界領域13は、曲面領域12の曲面形状から中央領域14の逆向きの曲面形状に変化する位置、すなわち曲率が切り替わる位置に設けられている。このような形状を有するニップ形成部材10Dであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
図24は、実施の形態5における定着装置に備えられるニップ形成部材10Dを示す断面図である。実施の形態5のニップ形成部材10Dにおいては、中央領域14が、対向回転体30の側から遠ざかるように凹状に湾曲するように形成されて境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。境界領域13は、曲面領域12の曲面形状から中央領域14の逆向きの曲面形状に変化する位置、すなわち曲率が切り替わる位置に設けられている。このような形状を有するニップ形成部材10Dであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
[実施の形態6]
図25は、実施の形態6における定着装置に備えられるニップ形成部材10Eを示す断面図である。実施の形態6のニップ形成部材10Eにおいては、中央領域14が、対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲し、曲面領域12の曲率半径よりも大きな曲率半径Rdを有するように形成されて境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。このような形状を有するニップ形成部材10Dであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
図25は、実施の形態6における定着装置に備えられるニップ形成部材10Eを示す断面図である。実施の形態6のニップ形成部材10Eにおいては、中央領域14が、対向回転体30の側に向かって凸状に湾曲し、曲面領域12の曲率半径よりも大きな曲率半径Rdを有するように形成されて境界領域13を起点として下流側に向かって延びている。このような形状を有するニップ形成部材10Dであっても、接触開始点18が曲面領域12内に常に含まれるような範囲内でのみ接触角θを変更することにより、記録媒体上に定着されるトナー像50の光沢度を調整するように構成されることで、上述の実施の形態1の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 給紙部、2C,2K,2M,2Y 画像形成部、3 中間転写ベルト、3R 1次転写ローラー、3a,3b 支持ローラー、3c 対向ローラー、3d クリーニング装置、4 制御部、4a 給紙ローラー、4b レジストローラー、4c 排紙ローラー、4d 搬送経路、4e 排紙部、5,5Z1,5Z2 定着装置、6 感光体ドラム、7 帯電器、8 露光装置、9 現像器、10,10A,10B,10C,10D,10E,10Z ニップ形成部材、10a 穴部、11 上流端、12 曲面領域、13 境界領域、14 中央領域、15 下流境界領域、16 下流曲面領域、17 曲率中心、18 接触開始点、20 定着ベルト、30 対向回転体、32 ニップ入口、40 加熱部、41 加熱源、42 加熱ローラー、50 トナー像、51 表面部、52 接着面、53 トナー、53a 最上層トナー、60 圧接ばね、62 ヒンジ機構、64 固定部材、66 潤滑剤塗布部、70 定着ローラー、80 操作パネル、81,82 ボタン、100 画像形成装置、L1 第1直線、L2 第2直線、N ニップ部、R,Ra,Rb,Rc,Rd 曲率半径、S 記録媒体、X 長さ、Z 高さ、t 厚み。
Claims (9)
- 記録媒体上に転写されたトナー像を前記記録媒体上に定着させる定着装置であって、
回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱部と、
前記定着ベルトの内周側に配設されたニップ形成部材と、
前記定着ベルトを介して前記ニップ形成部材と当接することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向回転体と、を備え、
前記ニップ形成部材は、
前記ニップ部の入口側に設けられ、前記対向回転体の側に向かって凸状に湾曲する曲面領域と、
前記曲面領域の下流側に設けられた中央領域と、
前記曲面領域と前記中央領域との間に設けられ、前記曲面領域と前記中央領域との間の境界を規定する境界領域と、を含み、
前記中央領域は、
平坦な面形状を有して前記境界領域を起点として下流側に向かって延びているか、
前記対向回転体の側から遠ざかるように凹状に湾曲するように形成されて前記境界領域を起点として下流側に向かって延びているか、若しくは、
前記対向回転体の側に向かって凸状に湾曲し、前記曲面領域の曲率半径よりも大きな曲率半径を有するように形成されて前記境界領域を起点として下流側に向かって延びており、
前記ニップ形成部材のうち、前記定着ベルトを介して前記対向回転体との接触を開始する位置を接触開始点と定義し、
前記接触開始点の位置における前記ニップ形成部材の曲率中心と、前記接触開始点とを通る第1直線を描き、
前記曲率中心と前記境界領域とを通る第2直線を描き、
前記第1直線と前記第2直線との成す角を接触角と定義したとすると、
前記接触開始点が前記曲面領域内に常に含まれるような範囲内でのみ前記接触角を変更することにより、前記記録媒体上に定着される前記トナー像の光沢度を調整するようにした、
定着装置。 - 前記記録媒体上に転写された前記トナー像の厚みに応じて、前記接触角を変更する範囲を調節する、
請求項1に記載の定着装置。 - 前記記録媒体上に転写された前記トナー像が単層であるか2層以上であるかに応じて、前記接触角を変更する、
請求項1に記載の定着装置。 - 前記記録媒体上に転写された前記トナー像が文字であるか画像であるかに応じて、前記接触角を変更する、
請求項1に記載の定着装置。 - 前記記録媒体の種類に応じて、前記接触角を変更する、
請求項1に記載の定着装置。 - 光沢度を制御できるモードを複数有しており、設定された前記モードに応じて、前記接触角を変更する、
請求項1に記載の定着装置。 - 前記接触角を変更するとともに、定着温度も変更する、
請求項1に記載の定着装置。 - 前記対向回転体と前記定着ベルトとの間のニップ圧を変更させることにより、前記接触角を変更する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記中央領域は、平坦な面形状を有して前記境界領域を起点として下流側に向かって延びている、
請求項1から8のいずれか1項に記載の定着装置。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006030744A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
| JP2010211080A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Ricoh Co Ltd | 定着装置、及び、画像形成装置 |
| JP2015114394A (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-22 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
| JP2016080989A (ja) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
| JP2016177095A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
-
2018
- 2018-06-07 JP JP2018109591A patent/JP2019211697A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006030744A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
| JP2010211080A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Ricoh Co Ltd | 定着装置、及び、画像形成装置 |
| JP2015114394A (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-22 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
| JP2016080989A (ja) * | 2014-10-21 | 2016-05-16 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
| JP2016177095A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
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