(57)【要約】【課題】改良された画像形成装置を提供する。【解決手段】フラットで直線状の表面板２０４、及び組み合わせロールでその表面板２０４のうちの１つの外側に独立して回るベルト３０１と、により規定される画像形成装置は、直線状のニップ領域を形成するために寸法が選択可能であり剛であり直線状であり摩擦の無い面を提供する。直線状のニップ領域はベルト３０１の各内部で動作する、入口ロール３１２により規定される入口及び出口ロール３１８により規定される出口をさらに有する。圧力載荷装置は適切な画像性能を達成するために直線状のニップ領域を可能とするためにフラットで直線状の表面板２０４に要求される圧力を提供する。熱源が２つのベルト３０１のそれぞれに関係し、熱源は直線状のニップ領域を通って処理されるシート３１０に直接接触するベルト３０１の表面に直接熱を供給する。【選択図】図４
2008077081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのフラットで直線状の表面板、及び、
組み合わされたロールを用いて当該２つのフラットで直線状の表面板のうちの１つの外側に独立して回る２つのベルトを備え、
当該２つのベルトと、当該２つのベルトにより囲まれる当該フラットで直線状の表面板とは、直線状のニップ領域を形成するために寸法が選択可能であり剛であり直線状であり摩擦の無い面を提供し、
当該直線状のニップ領域は、当該２つのベルトのそれぞれの内部で動作する入口ロールにより規定される入口と、当該２つのベルトのそれぞれの内部で動作する出口ロールにより規定される出口とにより規定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
当該２つのフラットで直線状の表面板と関連する圧力載荷装置をさらに備え、
当該圧力載荷装置は、適切な画像性能を達成するための直線状のニップ領域を可能とするために、当該２つのフラットで直線状の表面板に要求される圧力を提供し、及び、
少なくとも１つの熱源が当該２つのベルトのそれぞれに関連し、当該少なくとも１つの熱源は、直線状のニップ領域を通過して処理されるシートに直接接触する当該２つのベルトの表面に直接熱を供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
直線状のニップ領域を形成する一部として望ましい滞留時間および処理幅を達成するために規定された幅及び長さとすることができる剛であり直線状であり摩擦のない面を供給する２つの加熱されていないフラットな空気支持表面板と、
それぞれが組み合わされたロールを用いて前記２つの加熱されていないフラットな空気支持表面板のうちの１つの外側を囲み、２つの独立した非透過性ベルトは、ニップ領域と、
当該２つの独立した非透過性ベルトのそれぞれと動作する入口ロールにより規定される入口と、当該２つの独立した非透過性ベルトのそれぞれと動作する出口ロールにより規定される出口とを有する２つの独立した非透過性ベルトと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
拡張された直線状の領域を生成するために２つの対向する加熱されていないフラットな空気支持表面板を供給し、
各加熱されていないフラットな空気支持表面板を圧力載荷装置により支持し、適切な画像性能を達成するために要求される圧力が、圧力載荷装置によりフラットな空気支持表面板に供給され、
当該２つの独立したベルトに関連した入口ロール及び出口ロールを含むロールの補助によりフラットな空気支持表面板間を通過するように構成された２つの独立したベルトを供給することで拡張された直線状のニップ領域を生成し、
前記２つの独立したベルトの接触面に外部から熱を加えることで加熱された融解ニップ領域を形成する、
ことを特徴とするニップ機構を提供する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に画像処理に関する。また、本発明はニップ機構の分野に関する。さらに、本発明はニップ機構における直線状の融解に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像処理にはプロセス及び装置が用いられ、そのなかでニップ機構が、電子写真コピー、レーザプリンタ、或いはファクシミリ機に代表される画像処理機器に適用され得る。ニップ機構は、通常は光電性ドラムを通過して移送されるトナー画像を有するシートを運搬するための転写ベルトから下流に配置された定着装置に提供される。ニップ機構は、その内部に組み込まれたヒータを有する固定ロールと、その下部が固定ロールに密着しつつ固定ロールに対向する位置に配置される圧力ロールとから構成される。
【０００３】
そのような電子画像装置は、一般的には加熱ロール及び圧力ロールから成る２つのロールシステムによる定着装置であり、それらのロールは相互に接触した状態であるが、それらの表面を通じて記録媒体が伝達される。定着されていないトナー画像はニップ領域を通過することで形成され得る。ニップ領域は、記録媒体が双方のロールに接触した際に形成される。その後、電子画像装置のトナーは、永久画像として記録媒体の表面に定着させられるために熱及び圧力により融解される。加熱ロール及び圧力ロールを代替する場合には、それぞれの加熱部材はエンドレスベルトの形状をしている。
【０００４】
電子写真画像システムは速度が継続して増大しつつあるため、融解トナー及び媒体に対して適切なニップ幅を供給する必要性もまた増大している。図１を参照し、従来の組み合わせロールに関し「背景技術」と表記されたグラフ１００が図示されている。このグラフでは、ロール径、エラストマーの厚み、及び可能な圧力の間の関係により従来の組み合わせロールの種類が制限されていることが示される。例えば、１００ｐｐｍ（パルス位置変調）の速度が要求される際に、３０ｍｓ（ミリ秒）の滞留時間を達成するためには、１４．０４ｍｍ（ミリメータ）のニップ幅が要求される。速度が１５０ｐｐｍに増加すると等価なニップ幅は２１．０６ｍｍとなる。２００ｐｐｍではニップ幅は２８．０８となる。このグラフでは、荷重（ポンド）１０２が横軸を規定し、滞留時間（ｍｓ）１０４が縦軸を規定する。また、グラフはプロットされた特定値１０６を代表値として示す。
【０００５】
従って、ニップ機構を用いて定着トナーに適切なニップ幅を提供するニーズがある。電子写真画像システムは速度が継続して増大しつつあるため、改良された性能を供給するために画像処理に用いられる融解を増強したニップ機構が必要とされている。理想として、シートのニップ機構、及び定着装置のニップ機構は、ニップ機構に直線状の融解方法を採用することで増強され得る。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１１５９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、改良された画像形成装置を提供することは本発明の１つの態様である。
【０００８】
改良されたニップ機構を提供することは本発明の他の態様である。
【０００９】
融解ニップ機構により改良された画像性能を提供することは本発明の更なる態様である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した態様及び他の目的や利点は、以下に記載されるように達成可能である。２つのフラットで直線状の表面板、及び組み合わされたロールを用いて２つのフラットで直線状の表面板のうちの１つの外側に独立して回る２つのベルトと、により規定される画像形成装置は、直線状のニップ領域を形成するために寸法が選択可能であり剛であり直線状であり摩擦の無い面を提供する。直線状のニップ領域は、２つのベルトのそれぞれの内部で動作する入口ロールにより規定される入口と、２つのベルトのそれぞれの内部で動作する出口ロールにより規定される出口とをさらに有する。圧力載荷装置は、適切な画像性能を達成するために直線状のニップ領域を可能とするために、２つのフラットで直線状の表面板に要求される圧力を提供する。少なくとも１つの熱源が２つのベルトのそれぞれに関連し、少なくとも１つの熱源は、直線状のニップ領域を通過して処理されるシートに直接接触する当該２つのベルトの表面に直接熱を供給する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２を参照し、図示されているのは、好ましい実施形態における直線状の融解ニップ領域の画像形成装置２００の斜視図である。追跡ロール２０２は直線状の空気支持表面板２０４に関連して設置される。
【００１２】
図３を参照し、図示されているのは、好ましい実施形態における直線状の融解ニップ領域のブロック図３００である。本システムでは、シート３１０は入口ロール３１２の補助により画像形成装置内に入る。この入口ロール３１２は、拡張された直線状の領域を生成するための２つの対向する加熱されていないフラットな空気支持表面板２０４と共に構成されて設置される。このフラットな空気支持表面板は、融解のために媒体の曲がりがない領域（ｚｅｒｏ  ｍｅｄｉａ‐ｂｅｎｄ  ｚｏｎｅ）を提供する。各フラットな空気支持表面板は、１つ又はそれ以上のスプリング、或いは圧力載荷装置３１６により支持され、これにより画像が処理される際に適切な画像性能を達成するために要求される圧力を供給する。ベルト設置ユニット３０４は、融解ニップ領域を生成するために、２つの独立した非透過性のベルトを含む。このベルトはベルト追跡動作３０６及びベルト緊張動作３０８により制御される。加熱ロール３０２及び追跡ロール２０２は、印刷が行われる際に、ベルトを過熱し走行させるためにベルトに接触して図示される。加熱ロール３０２は、理想的には直線状の融解ニップ領域の操作の間シートと接触するようになるベルトの側方の表面を直接加熱する位置であることが望ましい。加熱ロール３０２が示されるが、ロールは加熱される必要がなく、例えば、加熱ランプのような他の熱源により媒体（シート）と直接接触するようになるベルトの表面の加熱に用いることができることを理解すべきである。出口ロール３１８は出力インターフェースとして機能し、印刷されたシートは直線状の融解ニップ領域の画像形成装置から出力される。
【００１３】
図４を参照し、図示されているのは、２つの対向するセクションを用いたニップ機構４００の断面図である。破線４０４により囲われた部分は、ニップ機構の上部セクションからなる構成要素が鏡像として下部に配置されたものである。本実施形態によると、フラットな空気支持表面板２０４は直線状の融解ニップ領域において直線状のニップの一部を形成する。２つの独立した非透過性ベルト３０１がそれらの領域間を走行してそれにより融解ニップ領域を形成するが、ニップ機構４００は拡張された直線状の領域を形成するために２つの対向する加熱されていないフラットで直線状の空気支持表面板２０４を採用する。ベルト３０１は、追跡ロール２０２上でベルト追跡動作制御３０６及びベルト緊張動作制御３０８により制御される。加熱ロール３０２及び追跡ロール２０２は、直線状の融解ニップ領域内のベルト３０１の外部表面間に形成される画像形成領域において印刷が行われる際にベルト３０１を走行させる。操作の間、シート３１０はベルト３０１及び入口ロール３１２の補助により処理ユニット内に入り込むことができる。さらに、入口ロール３１２は２つの対向する加熱されていないフラットな空気支持表面板２０４と共に構成されて設置され、それにより拡大された直線状の領域を形成する。直線状の融解ニップ領域の画像形成装置における加圧の操作は、入口ロール３１２と直線状のフラットな空気支持表面板２０４との間の紙詰まり（ｊａｍ）用のクリアランス４０２を可能とするために縦に並んで移動する。
【００１４】
フラットな空気支持表面板２０４は融解のために媒体の曲がりがない領域を提供する。これらのフラットな空気支持表面板２０４は、高度な載荷の適用であることが理解される。各フラットな空気支持表面板２０４は、１つ又はそれ以上のスプリング又は圧力載荷装置に支持されることが可能であり、それらにより、システム４００を通して適切な媒体の取扱い及び性能を達成するのに要求される圧力が供給される。ロール及びベルト３０１の組み合わせにより供給される圧力載荷装置は、直線状の融解ニップ領域の画像形成装置における累積誤差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ  ｓｔａｃｋ‐ｕｐｓ）や平行の問題（ｐａｒａｌｌｅｌｉｓｍ  ｉｓｓｕｅｓ）を取り除く手段を提供する。出口ロール３１８は出力インターフェースとして機能し、印刷されたシートは直線状の融解ニップ領域の画像形成装置から出力される。
【００１５】
シート上での画像の融解は、ベルト３０１が融解ニップ領域内でシートと直接接触する前に、ベルト３０１が例えば加熱ロール３０２のような熱源によりその外側表面を直接加熱されるため、図４に示された実施形態を用いることでさらに効果的とすることができる。他の熱源、例えば、この技術分野で公知の加熱ランプや他の熱源をベルト３０の外側表面の加熱を成し遂げるために使用することが可能である。しかし、加熱ロールは、加熱ロールが放射熱源に対向して直接接触することからシステムハウジング内により少ない熱が発生され理想的である。先行技術である装置は、ベルト３０１の接触面に対向して設置された熱源を用い、熱がベルト上に発生される。ベルトの接触面の反対側であるベルトの後方に適用される熱は、接触面を温めるために伝達される熱に依存し、ベルトを加熱するにはより効率の悪い方法であり、またシステム全体の部位又はハウジング内に望ましくない熱を発生する結果となる。
【００１６】
図５を参照し、図示されているのは、好ましい実施形態における直線状の融解ニップ領域の機能性を示す高度なフローチャート図である。ブロック５０２に示されるように初期化が行われる。次に、ブロック５０４に示されるように、２つの対向する加熱されていないフラットな空気支持表面板が拡張された直線状の領域を生成するために使用される。ブロック５０６に示されるように、フラットな空気支持表面板は、融解のために媒体の曲がりがない領域を提供し、高度な載荷状態に対して適切である。その後、ブロック５０８に示されるように、各フラットな空気支持表面板は１つ又はそれ以上のスプリング、又は圧力載荷装置により支持される。ブロック５１０に示されるように、適切な画像性能を達成するために要求される圧力が、１つ又はそれ以上のスプリング、又は圧力載荷装置によりフラットな空気支持表面板に提供される。ブロック５１２に示されるように、圧力載荷装置はまた累積誤差や平行の問題を取り除く手段を提供する。ブロック５１４に示されるように、フラットな空気支持表面板羽、システムに組み込まれ、望ましい滞留時間および処理幅を達成するために要求される幅や長さとすることができる剛であり直線状であり摩擦のない面を供給する。ブロック５１６に示すように、拡張された直線状のニップ領域がさらに形成され、２つの独立した非透過性のベルトは入口ロール及び出口ロールを含むロールの補助によりフラットな空気支持表面板間を通過する。最後に、ブロック５１８に示すように、加熱ロールによりベルトの接触面に熱を加えることで加熱された融解ニップ領域が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】「背景技術」と名称され、ニップ機構に用いられる圧力及び滞留時間に関する従来の組み合わせロールを示すグラフによる説明図である。
【図２】好ましい実施形態における、直線状の融解ニップ領域の画像形成装置の斜視図である。
【図３】好ましい実施形態における、直線状の融解ニップ領域のブロック図である。
【図４】好ましい実施形態における、直線状の融解ニップ領域の直線状のニップを形成する２つの対向したフラットな空気支持部の用法を示す断面図である。
【図５】好ましい実施形態における、直線状の融解ニップ領域の機能性を示す高度なフローチャート図である。
【符号の説明】
【００１８】
２００  画像形成装置、２０２  追跡ロール、２０４  空気支持表面板、３０１  ベルト、３０２  加熱ロール、３０６  ベルト追跡動作、３０８  ベルト緊張動作、３１０  シート、３１２  入口ロール、３１６  圧力載荷装置、３１８  出口ロール、４００  ニップ機構（システム）、４０２  ジャムクリアランス、４０４  破線。
【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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