(57)【要約】【課題】  電力断等の異常時におけるウェブへの焼損防止を達成する非接触のオーブン方式の両面同時定着装置を提供する。【解決手段】  連続したウェブを搬送するウェブ搬送手段と、トナー担持体を有し、該トナー担持体表面に形成されたトナー像をウェブの片面もしくは両面に転写する画像記録手段と、ウェブの両面に非接触で対向配置した加熱源を有するオーブン定着手段において、トナー像を定着する加熱板開放位置と非印刷時の加熱板閉止位置の動作間に、前記定着手段は前記画像記録手段とウェブ搬送手段の間に配置され、非印刷時の加熱板停止位置はウェブの両側に待避する手段を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続したウェブを搬送するウェブ搬送手段と、トナー担持体を有し、該トナー担持体表面に形成されたトナー像を前記ウェブの片面もしくは両面に転写する画像記録手段と、ウェブに転写されたトナー像を定着する定着装置と、前記ウェブの両面に非接触で対向配置した加熱源を有する加熱板とを備えたプリンタ等の印刷装置において、印刷停止時の前記加熱板はウェブの両側に待避可能としたことを特徴とするオーブン定着装置。
【請求項２】
前記加熱板の印刷停止位置において、対向する前記加熱板の加熱面が向い合う配置としたことを特徴とする請求項１記載のオーブン定着装置。
【請求項３】
前記加熱板は回転可能であり、その回転動作支持位置は前記加熱板が自重で印刷停止位置に動作可能な位置で支持されることを特徴とする請求項１又は２記載のオーブン定着装置。
【請求項４】
対向する前記加熱板は、その開閉動作の駆動源を個々に有することを特徴とする請求項１、２、３の何れかに記載のオーブン定着装置。
【請求項５】
連続したウェブを搬送するウェブ搬送手段と、トナー担持体を有し、該トナー担持体表面に形成されたトナー像を前記ウェブの片面もしくは両面に転写する画像記録手段と、ウェブに転写された該トナー像を定着する定着装置と、前記ウェブの両面に非接触で対向配置した加熱源を有する加熱板を備えたプリンタ等の印刷装置において、前記加熱板をウェブ中央付近で分離し、個々に印刷停止時にはウエブの両側に待避可能としたことを特徴とするオーブン定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙もしくはシート状のプラスチックフィルム等の連続した被記録体の片面もしくは両面の未定着トナー像を非接触で定着するプリンタ等の印刷装置におけるオーブン定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の印刷装置に用いられる連続したウェブへの非接触定着装置としては、例えば、公知の技術でフラッシュ定着が知られている。前記フラッシュ定着装置はトナー像に短時間で放射エネルギーを与えて、トナー像を溶融しウェブに定着させる方式であるが、多色画像の定着には吸収スペクトルの違いにより、不適であるという問題がある。
【０００３】
また、オーブン方式の両面非接触定着装置のオーブン開閉方式としては、ウェブに対向する少なくとも一対の加熱装置が各々蝶番式に結合された熱遮蔽筐体の形状を有し、印刷時と非印刷時のそれぞれ開放位置から閉止位置の間で移動自在とする機構を設け、ウェブの停止時にはウェブに対向する加熱面がそれぞれ、向き合うように移動する手段が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７２７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的にプリンタ等の定着装置は加熱ロールと加圧ロールによるニップ定着方式が多く採用されている。更には、高速のプリンタにおいてはロール定着装置だけでは不十分なため、前段に予熱装置を設け、トナーのウェブへの定着を達成している。また、画質向上を図った両面印刷対応のプリンタ等の連続したウェブを用いた１筐体両面印刷装置においては、両面同時定着を達成するためには、ウェブの両面に未定着のトナーがあるため、非接触での定着方式が必要となる。または従来のニップ定着方式でも可能ではあるが、両面に加熱ロールが必要となるため、定着に必要なニップ時間を確保できないため、低速領域に限定されたものである。
【０００６】
前述したウェブと非接触で加熱する定着装置は、画質を劣化させない等のメリットがあるが、非接触のため熱効率は２０〜３０％と低く、高速化や厚紙への対応に対しては、（１）加熱時間を長くする、（２）温度を上げる、（３）ウェブとのｇａｐを狭くする手段がある。（１）については装置自体の大きさに影響し、（３）についてはバタツキや熱による収縮から限界がある。よって、（２）の温度を上げる必要がある。しかしながら、高速機の場合、加熱板温度は２５０度以上の高温とする必要がり、特にウェブが紙である場合、駆動装置の故障や停電等の電力障害が発生した場合、加熱板が閉止状態のまま残っていると、直ぐには温度が下がらないため、焼損等の用紙ダメージを招く。よって、安全性の面から、加熱板をメカニカルに回避する構成が必要となる。
【０００７】
しかしながら、前述した後者の従来技術では、記録紙停止時には蝶番式に結合された加熱板が開放位置から閉止位置まで連続して動作するため、例えば、用紙が定着内部で破断した場合には、破断した紙の先端部分が動作中に向かい合う加熱板の中に入り込んでしまう可能性があり、完全な安全性の回避にはなっていない。
【０００８】
また、２つが蝶番式に結合されているため、開放位置でのウェブとの距離は常に一定である。このため、ウェブが紙の場合、各種連量に応じて同じ定着性を確保するためにはオーブンの温度を変える必要がある。しかしながら、用紙のオーブン出口温度を検知して、オーブンの制御温度を変更する制御は応答性の問題から追従性が悪い等の問題を招く。また、高温での温度コントロールのため、非印刷時の消費電力は大きいものとなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、連続したウェブを搬送するウェブ搬送手段と、トナー担持体を有し、該トナー担持体表面に形成されたトナー像を前記ウェブの片面もしくは両面に転写する画像記録手段と、ウェブに転写されたトナー像を定着する定着装置と、前記ウェブの両面に非接触で対向配置した加熱源を有する加熱板とを備えたプリンタ等の印刷装置において、印刷停止時の前記加熱板はウェブの両側に待避可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電力断等の異常時におけるウェブへの焼損防止を達成する非接触のオーブン方式の両面同時定着装置を提供することが可能となる。また、待機時の消費電力を低減したオーブン方式の両面同時定着装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例を備えたを備えたオーブン定着方式を用いた電子写真方式の両面印刷装置の概略構成を示す。
【００１３】
先ず、図１を用いて本発明を適用した両面印刷装置の全体構成について説明する。ロール状に巻かれた紙もしくはシート状のプラスチックフィルム等の連続したウェブ３は給紙装置１から搬送ローラ２に送られる。搬送ローラ２から送り出されたウェブ３はウェブ３に張力を作用させる張力制御部４、ウェブ３の幅方向の送行位置を規制する規制手段５、従動ローラ６を介した後、トナー画像形成部８ａ、８ｂに送られる。画像形成部前段に設けられた従動ローラ６には、実際のウェブ３の搬送速度を検出するエンコーダ等の検出手段７が設けられており、排出ローラ３０の速度コントロールを行い、定着部通過後のウェブ収縮の影響を考慮して一定速度でウェブ３を搬送する。トナー画像９を形成するトナー画像形成部８ａ、８ｂは、ウェブ３の両面に画像を形成するよう配置している。
【００１４】
トナー画像９を形成するトナー画像形成部８ａ、８ｂは金属製のドラム表面に感光体層を塗布したトナー担持体１０を回動可能に設け、トナー担持体１０の外周にトナー担持体１０の表面を一様に帯電させる帯電器１１、トナー担持体１０上に静電潜像を形成する光学部１２、静電潜像をトナーにより顕像化して、トナー像を形成するための現像機１３、トナー像を被記録体３に転写する転写器１４、トナー担持体１０上の転写後の残留トナーを除去する清掃機１５が設けられている。
【００１５】
ウェブ３は、トナー画像記録８ａ、８ｂを通過し、両面にトナー画像９が形成され、トナー画像９が形成されたウェブ３はウェブ３に対向配置されたヒータ１７ａ〜１７ｄや温度検出センサ１８を内装する加熱板１６の間を適正な隙間で非接触で通過し、両面に永久画像が形成される。加熱板１６は、ウェブ３に対向して平行に配置した４枚の加熱板要素１６ａ〜１６ｄで構成され、該加熱板要素１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄはヒータ１７ａ〜１７ｄと温度検出センサ１８ａ〜１８ｄを備えている。
【００１６】
永久画像が形成されたウェブ３は従動ローラ６を介し、排出ローラ３０によって、図示しない後処理装置に送られ、印刷工程が完了する。
【００１７】
図１において、加熱板１６は表面温度を２５０℃以上に制御され、加熱板１６からウェブ３への熱移動は、熱板表面をウェブ３の吸収波長に合わせた放射率とすることによる輻射熱と加熱板１６をウェブ３に近接させることによる空気層を介した熱伝達により行われる。加熱板ユニットの構成はヒータ１７ａ〜１７ｄを内装したアルミ等の加熱板１６と、ウェブ対向面以外からの周囲への放熱を防ぐ断熱カバからなり、更には図示しない加熱板１６への給電線や加熱板１６の温度をコントロールする加熱板温度センサ１８ａ〜１８ｄの信号線等の構成部品への熱負荷を低減するため、断熱カバ内部に断熱材が具備されている。
【００１８】
加熱板１６を含む加熱板ユニットはウェブ３に対向するように、少なくとも１対で構成され、装置の印刷速度やウェブ３の厚み等の条件により、搬送方向に複数個配列される。
【００１９】
なお、図１では、対向配置された加熱板１６として、対を成した加熱板要素１６ａ、１６ｂ、及び１６ｃ、１６ｄが２対記載されているが、ウェブ搬送速度やウェブ坪量により、その数は適宜変更される。
【００２０】
また、図１では、オーブン単独定着としているが、更なる高速を考慮した場合、オーブンを予熱として使用し、オーブンの下流側に加熱ロールと加圧ロールによるニップ定着機構を付加した定着装置においても同様である。
【００２１】
ここで、本発明における加熱板開閉方式の構成を図２〜図４を用いて説明する。図２はオーブン定着部の印刷時の状態を示す斜視図である。
【００２２】
ウェブ３は、図中上から下に搬送される。それぞれの加熱板要素１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは幅方向端部に設けられたヒンジシャフト２０を固定軸として、図示しない定着フレームに支持されている。なお、加熱板１６はヒンジシャフト２０を回転軸として、回動可能となっている。加熱板１６の開閉駆動はヒンジシャフト回転軸に電磁クラッチ２１を介して、プーリ２２に連結されており、タイミングベルト２３を介した開閉駆動モータ２４によって行われる。なお、本実施例では、加熱板１６の駆動系にタイミングベルト駆動を用いたが、ギヤ若しくは他の手段でもよい。上述した構成はウェブ３に対向する側の加熱板１６ｂ、１６ｃ、１６ｄも同様に構成される。
【００２３】
続いて、本定着装置の加熱板の開閉動作について説明する。図３は、印刷時から印刷停止時へ移行途中の状態を示す斜視図、図４は非印刷時での加熱板停止位置を示す斜視図である。ウェブ３は連続した紙又はシート状のプラスチックであるため、印刷開始及び印刷終了時においても、定着装置内部に残っている。上記印刷停止時に加熱板１６が印刷時の状態で停止すると、ウェブ３の加熱板１６に対向する部分が、過剰に熱を加えられる為、用紙等のウェブ３は黄変や焼損、異臭の発生が生じる。従って、加熱板１６のウェブ対向面からウェブへの熱移動を遮断する必要が有り、開閉機構が必須となってくる。上記の加熱板１６のウェブ近接からの回避は通常の印刷停止時は勿論、装置の異常時においても自動的に行われなければならない。例えば、電力障害による装置への給電停止が発生しても、加熱板１６自体の温度はヒータ１７ａ〜１７ｄを遮断してもなかなか低下しないため、短時間で用紙の黄変や焼損の不具合が発生してしまう。
【００２４】
先ず、通常動作の場合について説明する。コントローラより印刷停止信号が立つとオーブンは図４の停止位置への動作を開始し、駆動モータ２４が駆動し、加熱板１６が図３のように図中右側の加熱板要素１６ａ、１６ｂは時計方向に、左側の加熱板要素１６ｃ、１６ｄは反時計方向に回転動作を行う。
【００２５】
この時、対向する加熱板要素１６ａと１６ｂ、１６ｃと１６ｄは加熱面を向き合いながら開閉動作を行う。図４の印刷停止位置においては、加熱板１６の加熱面はウェブ３に対し概略９０度回転しているため、ウェブ３へのダメージは回避される。
【００２６】
しかしながら、加熱板１６は高温のため、規定温度を維持するための消費電力が大きくなるため、可能な限り断熱を強化する必要がある。よって、待機時の消費電力低減図るため、この加熱面同士を互いに向き合せることにより、互いの加熱面からの熱の授受はなくなるため、消費電力は単独時と比較し、概略１／２に低減することが可能となる。
【００２７】
次に、電力障害等の装置の異常時が発生した場合について説明する。前述した図２の印刷位置から図４の印刷停止位置への回転動作はタイミングベルト２３を介した駆動モータ２４により駆動されるが、プーリ２２とヒンジシャフト２０の間に電磁クラッチ２１を配備しておく。図２の印刷位置において加熱板１６は駆動モータ２４によって保持されているが、異常時に給電が止まった場合、電磁クラッチ２１にも給電が停止するため、加熱板１６は自重によって、図４の印刷停止位置まで自動的に戻される。これにより、例えば、ウェブが破断した時の紙片が加熱面に入り込む可能性がなくなり、ウェブ３の黄変や焼損、異臭の発生を完全に回避することが可能となる。
【００２８】
また、前述した加熱板を個々に回転動作可能としておくことにより、次のような使用方法も有効となる。図５は片面のみ（加熱板要素１６ｂ、１６ｄ）を動作させた印刷状態を示す斜視図であり、図６は本状態を上から見た上面図を示す。ウェブ３の片面しか印刷しない場合、ウェブ３上のトナー９は片面しかないため、図６に示すようにトナー面の方のみ加熱板１６を対向させて定着すれば良い。これにより、定着全体の消費電力を低減させることが可能となる。もちろん、電力障害時にも同様の動作をすることにより達成される。
【００２９】
次に、図７及び図８を用いて、他の実施例を説明する。図７は印刷状態を示す定着部の斜視図を示し、図８は印刷状態の上面からみた上面図を示す。
基本的な動作、構成は先に述べた実施例１と同じであるが、相違点は加熱板１６を幅方向の中央部で分割したことである。これにより、加熱板重量の軽減やウェブ３の幅狭を使用する時に片側のみで可能等があげられる。また、図８に示すように加熱板１６の駆動モータ２４は対向する加熱板１６ａと１６ｂ（１６ｃと１６ｄ）を動作可能となるように連結されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のオーブン定着装置の実施例を適用した両面印刷装置全体の概略構成図である。
【図２】本発明に係るオーブン定着装置の印刷状態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るオーブン定着装置の動作仮定を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るオーブン定着装置の印刷停止状態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るオーブン定着装置の片面印刷時を示す斜視図である。
【図６】本発明に係るオーブン定着装置の片面印刷時示す上面図である。
【図７】本発明に係るオーブン定着装置の印刷状態を示す斜視図である。
【図８】本発明に係るオーブン定着装置の印刷状態を示す上面図である。
【符号の説明】
【００３１】
３はウェブ、１６は加熱板、１７はヒータ、１８は加熱板温度センサ、１９はウエブ温度検出センサ、２０はヒンジシャフト、２１は電磁クラッチ、２２はプーリ、２３はタイミングベルト、２４は加熱板駆動モータを示す。
【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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