(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷ユニットの最下流側の枚葉紙の受け渡し部より下流方向に離隔した位置に、内装した加熱ヒータにて外周面を加熱可能にした定着ドラムを上記印刷ユニットでの枚葉紙の走行速度と同一の周速度で回転するようにして設け、
印刷ユニットの最下流側の枚葉紙の受け渡し部に隣接する位置に第１のスプロケットを、また上記定着ドラムと同軸位置にこの定着ドラムの周径と略同径のピッチ円径を有すると共に、定着ドラムと一体回転するようにした第２のスプロケットを設け、
上記第１・第２のスプロケットに、咥え爪を有し、上記最下流側の受け渡し部から走行されている枚葉紙を咥え爪にて咥え替えて定着ドラムの周面に巻回搬送する搬送チェーンを巻き掛け、
上記定着ドラムの周面に、この周面に加圧接触する加圧部材を転接した、
咥え爪にて咥えられて走行する枚葉紙に電子写真印刷方式を用いた印刷ユニットにて印刷した印刷画像を加熱定着する枚葉電子写真印刷機の定着装置において、
定着ドラムの円周の長さを複数の枚葉紙を同時に巻回搬送できるものとし、
加圧部材を複数配置するとともに、複数の加圧部材の少なくとも二つは定着ドラムを相互に反対方向に押圧する配置とした、
ことを特徴とする枚葉電子写真印刷機の定着装置。
【請求項２】
定着ドラムを固定軸に回転可能に支持し、この固定軸に加熱ヒータを設けたことを特徴とする請求項１記載の枚葉電子写真印刷機の定着装置。
【請求項３】
定着ドラムと一体状に設ける第２のスプロケットを定着ドラムの軸方向両側に位置される一対のスプロケット部材とで構成すると共に、第１のスプロケットをこの第２のスプロケットの両スプロケット部材に対応する一対のスプロケット部材とで構成し、搬送チェーンを上記各対のスプロケット部材に巻き掛けた一対のチェーン部材にて構成し、
一対のチェーン部材間に咥え爪を架橋支持し、
定着ドラムの周面にこの定着ドラムの回転に従って走行するチェーン部材の咥え爪が没入する凹溝を設けた
ことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項記載の枚葉電子写真印刷機の定着装置。
【請求項４】
定着ドラムに転接する加圧部材に、定着ドラムの周速と同一の周速で回転駆動するようにした加圧ローラか加圧ベルトのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の枚葉電子写真印刷機の定着装置。
【請求項５】
定着ドラムの周面に離型性ジャケットを着脱可能に装着したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の枚葉電子写真印刷機の定着装置。
【請求項６】
第１のスプロケットから第２のスプロケットにわたって走行される間の搬送チェーンに対向する位置に、搬送チェーンの咥え爪にて搬送される枚葉紙面を加熱する加熱装置を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の枚葉電子写真印刷機の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枚葉電子写真印刷機にて枚葉紙を連続的に印刷するようにした枚葉電子写真印刷機の定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の定着装置としては、加熱ローラの周囲に、それぞれ加熱ローラに転接してニップを形成する複数（第１・第２）のロールを加熱ロールの回転軸よりも重力方向において上方に位置させ設けたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３０３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の定着装置にあっては、加熱ローラの周面に、これの回転方向に離して２個のローラを転接させた構成であることにより、加熱ローラの回転に従って走行する枚葉紙は、２個のローラの間で加熱ローラから離れて浮き上がる場合があった。
【０００５】
このように第１のローラを通過したときに枚葉紙が浮き上がると第２のローラとのニップによってシワが発生したり、枚葉紙の搬送速度が高速になるほど定着のための熱の供給が不十分になる問題があり、その上、第１のニップから第２のニップに搬送される途上では枚葉紙の先端部はフリー状態になって枚葉紙の搬送自体が不安定になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記のことに鑑みなされたもので、枚葉紙を高速搬送する場合であってもシワが発生することなく安定して搬送することができ、かつ定着熱を十分に供給することができることにより、均一な安定した印刷品質で画像の熱定着を高速で行うことができる枚葉電子写真印刷機の定着装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項に係る枚葉電子写真印刷機の定着装置は、印刷ユニットの最下流側の枚葉紙の受け渡し部より下流方向に離隔した位置に、内装した加熱ヒータにて外周面を加熱可能にした定着ドラムを上記印刷ユニットでの枚葉紙の走行速度と同一の周速度で回転するようにして設け、印刷ユニットの最下流側の枚葉紙の受け渡し部に隣接する位置に第１のスプロケットを、また上記定着ドラムと同軸位置にこの定着ドラムの周径と略同径のピッチ円径を有すると共に、定着ドラムと一体回転するようにした第２のスプロケットを設け、上記第１・第２のスプロケットに、咥え爪を有し、上記最下流側の受け渡し部から走行されている枚葉紙を咥え爪にて咥え替えて定着ドラムの周面に巻回搬送する搬送チェーンを巻き掛け、上記定着ドラムの周面に、この周面に加圧接触する加圧部材を転接した、咥え爪にて咥えられて走行する枚葉紙に電子写真印刷方式を用いた印刷ユニットにて印刷した印刷画像を加熱定着する枚葉電子写真印刷機の定着装置において、定着ドラムの円周の長さを複数の枚葉紙を同時に巻回搬送できるものとし、
加圧部材を複数配置するとともに、複数の加圧部材の少なくとも二つは定着ドラムを相互に反対方向に押圧する配置とした構成になっている。
【０００８】
上記構成の装置において、定着ドラムを固定軸に回転可能に支持し、この固定軸に加熱ヒータを設けた。
【０００９】
また、上記構成の装置において、定着ドラムと一体状に設ける第２のスプロケットを定着ドラムの軸方向両側に位置される一対のスプロケット部材とで構成すると共に、第１のスプロケットをこの第２のスプロケットの両スプロケット部材に対応する一対のスプロケット部材とで構成し、搬送チェーンを上記各対のスプロケット部材に巻き掛けた一対のチェーン部材にて構成し、一対のチェーン部材間に咥え爪を架橋支持し、定着ドラムの周面にこの定着ドラムの回転に従って走行するチェーン部材の咥え爪が没入する凹溝を設けた構成になっている。
【００１０】
また、上記装置において、定着ドラムに転接する加圧部材に、定着ドラムの周速と同一の周速で回転駆動するようにした加圧ローラか加圧ベルトのいずれかを用いた。
【００１１】
また、上記装置において、定着ドラムの周面に離型性ジャケットを着脱可能に装着した。
【００１２】
さらに上記構成の装置において、第１のスプロケットから第２のスプロケットにわたって走行される間の搬送チェーンに対向する位置に、搬送チェーンの咥え爪にて搬送される枚葉紙面を加熱する加熱装置を設けた。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、枚葉電子写真印刷機にて印刷された枚葉紙は、チェーンの咥え爪に咥えられた状態で定着ドラムに巻回搬送されて安定した加熱定着搬送ができる。その上、上記定着ドラムの周面に巻回搬送される枚葉紙は、定着ドラムの周面に加圧接触される加圧部材にて加圧されることにより、均質で安定した高速走行による定着を行うことができる。
【００１４】
定着装置に搬送される枚葉紙は、搬送チェーンの咥え爪により完全に固定されることにより、枚葉紙は定着作用中にずれることがなく正確な定着を行うことができる。そして定着装置における上記枚葉紙の搬送手段が咥え爪を用いたチェーン搬送方式であることにより、定着搬送時の枚葉紙固定構造を簡素な構成で実施でき、コスト面での経済的効果も得ることができる。
【００１５】
上記定着装置の定着ドラムが固定軸に対して回転可能に支持したことにより、定着ドラムの内側に設けられる加熱ヒータをこの固定軸に固定配置できると共に、固定軸内部を介して電源及び制御回線を簡素な構成で容易に設けることができる。
【００１６】
また、本発明によれば定着ドラムの周面に離型性ジャケットを装着したことにより、両面印刷の場合であっても印刷トナー画像の定着ドラム表面への転移を防止できて均一、高品質の定着トナー画像を得ることができる。そしてこの離型性ジャケットが着脱可能になっていることにより、良好な保守性を得ることができる。
【００１７】
さらに、枚葉電子写真印刷機から搬送チェーンの咥え爪に咥え替えられて定着ドラムに搬送される前の枚葉紙は加熱装置にて加熱されるため、この枚葉紙に印刷されたトナー画像は、この加熱装置にて予備加熱されて軟化溶融されてから定着ドラムにて加熱定着され、この定着ドラムによる加熱定着を良好に行うことができると共に、定着搬送速度の高速化と高速定着化を図ることができる。このように高速定着が可能な装置であっても装置を大型化することなく簡素な構成で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明装置の全体を示す概略的な構成説明図である。
【図２】定着ドラム部を示す概略的な構成説明図である。
【図３】定着ドラム部を示す断面図である。
【図４】定着ドラム部を一部破断して示す概略的な構成説明図である。
【図５】定着ドラム部での咥え爪部を示す断面図である。
【図６】定着装置への枚葉紙の咥え替え部を示す説明図である。
【図７】定着ドラム部の正面図である。
【図８】定着ドラム周面に対する押圧部材の他例を概略的に示す構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１において、１は電子写真印刷手段を用いて枚葉紙に１色あるいは多数色（４色）印刷するようにした枚葉電子写真印刷機であり、１ａ，１ｂ…は上記各色を印刷する印刷ユニット、２ａ，２ｂ…は各印刷ユニット１ａ，１ｂ…の圧胴で、この各圧胴２ａ，２ｂ…にプリントユニット３ａ，３ｂ…が対向されている。図中４ａ，４ｂ…は各印刷ユニットの各圧胴間に枚葉紙を受け渡しする渡し胴であり、５は最下流側の印刷ユニット１ａの圧胴２ａから枚葉紙を受け取ると共に、枚葉電子写真印刷機１の下流側に設けられた定着装置６へ受け渡しする受け渡し胴である。
【００２１】
この枚葉紙電子写真印刷機１における圧胴２ａ，２ｂ…及び渡し胴４ａ，４ｂ…、さらに受け渡し胴５の周面には図１では図示しないが枚葉紙の天地方向長さ分の等間隔位置に咥え爪が設けてあり、枚葉電子写真印刷機１の上流側からの枚葉紙はこの各胴の咥え爪に咥え替えられて順次搬送されるようになっている。
【００２２】
図１において、定着装置６は上記枚葉電子写真印刷機１の受け渡し胴５の下流側に設けられて、枚葉電子写真印刷機１の各印刷ユニット１ａ，１ｂ…にて電子写真印刷された各枚葉紙のトナー画像を加熱定着するようになっており、以下図面を参照してこの定着装置の構成を説明する。
【００２３】
定着装置６は、上記枚葉電子写真印刷機１の受け渡し胴５から下流側へ所定の距離、例えば上方へ離隔した位置に、図３で示したところの前後のフレーム７，７に固着された支軸８に回転自在に支持された定着ドラム９と、受け渡し胴５に隣接して設けられた第１のスプロケット１０（図１）と、上記定着ドラム９と一体で、かつ同心状に設けられ、さらにピッチ円径を定着ドラム９の外径と略同一にした第２のスプロケット１１と、この両スプロケット１０，１１に巻き掛けられる搬送チェーン１２とからなっている。
【００２４】
搬送チェーン１２は、上記枚葉電子写真印刷機１の用紙搬送路内の咥え爪の間隔の整数倍の長さになっていて、この各間隔位置に上記用紙搬送路に送られてくる枚葉紙を咥える咥え爪１３が設けられている。
【００２５】
定着ドラム９は上記枚葉紙の幅より広い軸方向長さと、上記咥え爪１３の間隔長さの整数倍、例えば３倍の周長を有しており、これの周面に上記搬送チェーン１２と一体状に走行する咥え爪１３が没入される凹溝１４が上記咥え爪間隔位置に設けられる。
【００２６】
また、第２のスプロケット１１は図３に示すように、定着ドラム９の軸方向両側に位置される一対のスプロケット部材１１ａ，１１ｂにて構成されている。そして第１のスプロケット１０も図示していないが、この第２のスプロケット１１のスプロケット１１ａ，１１ｂと対応する間隔に回転自在に設けられた一対のスプロケット部材にて構成されていて、搬送チェーン１２はこの各一対のスプロケット部材に巻き掛けられる一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂにて構成されており、上記咥え爪１３はこの両チェーン部材１２ａ，１２ｂに架橋支持されている。
【００２７】
咥え爪１３は図４、図５に示すようになっていて、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂ間に架け渡した連結部材１５と、この連結部材１５に回転自在に支持された回転軸１６と、この回転軸１６の軸方向複数箇所に固着された回動爪１７と、この回動爪１７と対向させて上記連結部材１５に固着した固定爪１８とからなっている。
【００２８】
咥え爪１３の固定爪１８は搬送チェーン１２の走行方向上流側へ向けた姿勢になっており、回動爪１７が固定爪１８に対して閉じる方向に回動することにより、この両爪１７，１８にて枚葉紙Ａの搬送方向先端部が咥えられるようになっている。
【００２９】
なお、このように枚葉紙Ａを咥えた状態の咥え爪１３の定着ドラム９の周面に対向する位置では、上記したように定着ドラム９の周面に設けた凹溝１４内に没入されるが、このときの咥え爪１３の先端部は図４に示したように凹溝１４内に僅かに入り込む状態となるようにしてある。
【００３０】
回転軸１６の連結部材１５より外側へ突出する一端部、あるいは両端部にレバー部材１９が固着されていて、このレバー部材１９にカムフォロア２０が設けられている。このカムフォロア２０は咥え爪１３が受け渡し胴５に対向した枚葉紙の受け渡し部で図示しないカムに当接して回動し、これによりこの受け渡し部にて受け渡し胴５の咥え爪にて咥えられて搬送されてきた枚葉紙が搬送チェーン１２側に咥え替えられるようになっている。
【００３１】
図６は上記受け渡し胴５から定着装置６の搬送チェーン１２へ枚葉紙Ａを咥え替えする部分を示すもので、この部分には搬送チェーン１２を案内するチェーン案内部材２１が設けてある。
【００３２】
図７は咥え爪１３が定着ドラム９の周囲を走行する状態を示すもので、この状態で咥え爪１３に加えられた枚葉紙Ａは定着ドラム９の周面に巻き付いた状態で走行されるようになっている。
【００３３】
上記定着ドラム９の軸方向一端部には従動プーリ２２が固着してあり、この従動プーリ２２を介して定着ドラム９は上記印刷ユニット１ａ，１ｂ…における搬送速度と同一周速となるように回転駆動されるようになっている。
【００３４】
また、定着ドラム９の周囲にはこの定着ドラム９の周面に転接する加圧ローラ２３が複数設けられている。この加圧ローラ２３は複数個ずつ支持枠２４に回転自在に支持されていて、この各支持枠２４は加圧ローラ着脱シリンダ２５，２５を介して前後のフレーム７，７に支持されている。なお、上記加圧ローラ２３は支持枠２４ごと定着ドラム９の周面に対して接離可能になっている。
【００３５】
加圧ローラ２３のそれぞれの軸端には小歯車２６が固着してあり、この各歯車２６に上記定着ドラム９に同心状に固着して設けた大歯車２７に噛合されている。上記小歯車２６のピッチ円径は加圧ローラ２３と同径に、また大歯車２７のピッチ円径が定着ドラム９と同径になっていて、両歯車２６，２７の噛合により、加圧ローラ２３と定着ドラム９は同一周速で回転方向に遊びが生じることなく回転されるようになっている。このとき加圧ローラ２３は、加圧ローラ着脱シリンダ２５，２５により定着ドラム９の周面に対して加圧付勢されるようになっている。なお、この加圧ローラ２３の定着ドラム９側への付勢範囲は、図示しないストッパにて規制されるようになっている。
【００３６】
また、上記した加圧ローラ２３は、図８に示すようにローラに替えて加圧ベルト２８を用いることができる。この場合もこの加圧ベルト２８は、定着ドラム９の周速と同一で同一方向に走行駆動するようにする。
【００３７】
定着ドラム９は図３に示すように中空状になっていて、この定着ドラム９の内側にＩＲヒータ等の加熱ヒータ２９がヒータ保持器３０を介して支軸８に支持して設けられている。そしてこの加熱ヒータ２９は、支軸８の図示しない中空穴部を通して電源部からの電気配線が接続されていて、本機の稼動状況に合わせて定着ドラム９の表面が適正に加熱制御されるようになっている。
【００３８】
上記定着ドラム９の周面には図４に示すように、凹溝１４，１４間にわたる周面に離型性ジャケット３１が脱着可能に取り付けられている。この離型性ジャケット３１の下流側端部は凹溝１４の上流側端部に設けられた溝３２に挿し込み係合され、上流側端部は凹溝１４の下流側部に設けた締め込み軸３３の溝３４に挿し込み、締め込み軸３２を締め込み方向に回転して係合することにより、この離型性ジャケット３１が定着ドラム９の周面に隙間なく沿わされるようになっている。
【００３９】
また、上記搬送チェーン１２の走行経路で、第１のスプロケット１０から第２のスプロケット１１に至る間で、受け渡し胴５から搬送チェーン１２側への枚葉紙Ａの受け渡し位置から上方にわたる位置の外側に、搬送チェーン１２の咥え爪１３にて咥えられて走行される枚葉紙に対向する位置にＩＲヒータ等の加熱ヒータ３５が設けられている。
【００４０】
上記した定着装置６の下流側には、この定着装置６にて定着された枚葉紙Ａを受け取って下流側へ搬出する搬出装置３６が設けてある。なお、図中３７は定着装置６の搬送チェーン１２に噛合するテンションスプロケットで、搬送チェーン１２にテンションを付与する方向にばね付勢されている。
【００４１】
上記構成において、枚葉電子写真印刷機１にて印刷されて搬送されてきた枚葉紙Ａは、これの受け渡し胴５から定着装置６の第１スプロケット１０部において、この第１のスプロケット１０と第２のスプロケット１１に巻き掛けられた搬送チェーン１２に設けられた咥え爪１３に咥え替えられて定着ドラム側に搬送される。このとき受け渡し部直後の走行路にて枚葉紙Ａの表面が加熱ヒータ３５にて予備加熱されて、枚葉紙Ａに印刷されたトナー画像が軟化溶融される。
【００４２】
ついで、搬送チェーン１２の走行に従って枚葉紙Ａを咥えている咥え爪１３は、定着ドラム９の凹溝１４に没入されて定着ドラム９の周囲を移動し、これに従って枚葉紙Ａは定着ドラム９の周囲に巻き付き走行され、その間に加熱ヒータ２９にて加熱された定着ドラム９の周面にて加熱されて枚葉紙Ａのトナー画像が紙面に定着される。この定着装置６にて定着された枚葉紙Ａは、搬出装置３６より咥え替えされて下流側へ搬出されていく。
【００４３】
このときにおいて、定着ドラム９の表面での枚葉紙Ａは搬送チェーン１２の咥え爪１３により咥えられて固定されているので、ドラム表面に対しての位置ずれを起こさず、また速度的に同期回転する加圧ローラ２３または加圧ベルト２８によりニップ搬送されることにより、安定した正確な搬送を行うことができてシワ等が発生することなく高速な搬送と安定した定着が行われる。
【００４４】
また、内周面近接位置に多数のＩＲヒータを用いた加熱ヒータの配置が可能である大径の定着ドラム９と多数の加圧ローラ２３、あるいは加圧ベルト２８により繰り返しての加圧定着が行われることにより、高速でのトナー画像の均質、安定な定着を行うことができる。
【００４５】
また、搬送チェーン１２による搬送方式であるため、これの直線走行部に設けられる予備加熱用の加熱ヒータ３５による加熱距離は搬送チェーン１２の長さの設定だけで用途に応じて自由に変更することができる。さらに、この加熱ヒータ３５を枚葉紙Ａの受け渡し部の上方に設けることにより、予備加熱距離が長い方へ変化しても装置の全長に影響されることがない。
【００４６】
さらに定着装置６内での枚葉紙Ａの搬送が搬送チェーン１２にて行われることにより定着装置６の構成が簡素化される。
【００４７】
また、離型性ジャケット３１が定着ドラム９の表面に着脱可能になっていることにより、両面印刷の場合などにおいて、定着ドラム９の表面へのトナー画像の転移を防止することができる。
【００４８】
なお、上記した実施の形態では、咥え爪１３を定着ドラム９の周囲に対応する位置に設けた例を示したが、用紙幅や紙質等用紙条件によっては、この咥え爪１３は定着ドラム９の軸方向両外側部で各チェーン部材１２ａ，１２ｂに設けるようにしてもよい。この場合、咥え爪１３は定着ドラム９の両側に設けたチェーン部材１２ａ，１２ｂ間に架橋する必要がなくなり、したがって定着ドラム９の表面の凹溝１４を設ける必要がなくなる。
【符号の説明】
【００４９】
１…枚葉電子写真印刷機、１ａ，１ｂ…印刷ユニット、２ａ，２ｂ…圧胴、３ａ，３ｂ…プリントユニット，４ａ，４ｂ…渡し胴、５…受け渡し胴、６…定着装置、７…フレーム、８…支軸、９…定着ドラム、１０，１１…スプロケット、１１ａ，１１ｂ…スプロケット部材、１２…搬送チェーン、１２ａ，１２ｂ…チェーン部材、１３…咥え爪、１４…凹溝、１５…連結部材、１６…回転軸、１７…回動爪、１８…固定爪、１９…レバー部材、２０…カムフォロア、２１…チェーン案内部材、２２…従動プーリ、２３…加圧ローラ、２４…支持枠、２５…加圧ローラ着脱シリンダ、２６…小歯車、２７…大歯車、２８…加圧ベルト、２９…加熱ヒータ、３０…ヒータ保持器、３１…離型性ジャケット、３２，３４…溝、３３…締め込み軸、３５…加熱ヒータ、Ａ…枚葉紙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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