JP2011191708A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置およびこれを有する画像形成装置に関し、詳しくは、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に用いられる定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus having the fixing device, and more particularly, to a fixing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile machine, a plotter, or a multifunction machine having a plurality of functions. Relates to the device.
電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置における定着装置において、定着装置における加熱ローラの温度をモニタして、規定値に対して高温になった場合は、冷却ファンを駆動して常に最適な加熱ローラの温度を維持する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In a fixing device in an image forming apparatus such as an electrophotographic printer or copying machine, the temperature of a heating roller in the fixing device is monitored, and when the temperature becomes higher than a specified value, a cooling fan is driven to be always optimal. A technique for maintaining the temperature of a simple heating roller is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1記載の技術を始めとする従来の技術では、加熱ローラまたは加圧ローラ(以下、「加熱/加圧ローラ」と略称する)の冷却手段として、ファンなどでの送風による冷却が考えられている。しかしながら、加熱/加圧ローラ周囲は、これらローラの表面温度を検出する温度センサや、加熱/加圧ローラ表面から異物を除去する巻物状のクリーニングウェブと、このクリーニングウェブを加熱/加圧ローラに当接させるクリーニングウェブ当接部材とを有した清掃機構が配置され、ファンなどの送風部材を設置するのは困難である場合がある。 In the conventional technique including the technique described in Patent Document 1, cooling by blowing air with a fan or the like is considered as a cooling means for a heating roller or a pressure roller (hereinafter abbreviated as “heating / pressure roller”). ing. However, around the heating / pressure roller, there are a temperature sensor for detecting the surface temperature of these rollers, a roll-shaped cleaning web for removing foreign matter from the surface of the heating / pressure roller, and this cleaning web as a heating / pressure roller. A cleaning mechanism having a cleaning web abutting member to be abutted is disposed, and it may be difficult to install a blowing member such as a fan.
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、トナー像を担持するシート状記録媒体を搬送する無端状の定着ベルトと、定着ベルトを巻き掛けられ内部にヒータ等の加熱手段を備えた加熱部材としての加熱ローラと、定着ベルトを巻き掛けられた定着部材としての定着ローラと、定着ベルトを介して定着ローラに対向して配置された加圧部材としての加圧ローラと、加圧ローラの表面を清掃する巻物状のクリーニングウェブと、クリーニングウェブを介して加圧ローラに当接するクリーニングウェブ当接部材と、クリーニングウェブ当接部材を加圧ローラに押し付ける当接部材圧接機構とを有し、シート状記録媒体にトナー像を定着する定着装置において、クリーニングウェブ当接部材を、熱伝導性の高い材料で構成し、かつ、当接部材圧接機構が、加圧ローラの熱が伝導されたクリーニングウェブ当接部材に接触して放熱する放熱手段を有する構成により、ファンなどの送風部材を配置することで装置の大型化を招くことなく、加圧ローラの表面温度を冷却することを主な目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and includes an endless fixing belt that conveys a sheet-like recording medium carrying a toner image, and a heating unit such as a heater around which the fixing belt is wound. A heating roller as a heating member, a fixing roller as a fixing member around which a fixing belt is wound, and a pressure roller as a pressing member arranged to face the fixing roller via the fixing belt, A scroll-like cleaning web that cleans the surface of the pressure roller, a cleaning web contact member that contacts the pressure roller via the cleaning web, and a contact member press-contact mechanism that presses the cleaning web contact member against the pressure roller A fixing device for fixing a toner image on a sheet-like recording medium, wherein the cleaning web contact member is made of a material having high thermal conductivity, The contact member press-contact mechanism has a heat dissipating means that dissipates heat by contacting the cleaning web contact member through which the heat of the pressure roller has been conducted, and by arranging a blower member such as a fan, the size of the apparatus can be increased. The main purpose is to cool the surface temperature of the pressure roller without incurring it.
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項(以下、「構成」という)を採っている。
請求項1記載の発明は、トナー像を担持するシート状記録媒体を搬送する無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを巻き掛けられ内部に加熱手段を備えた加熱部材と、前記定着ベルトを巻き掛けられた定着部材と、前記定着ベルトを介して前記定着部材に対向して配置された加圧部材と、該加圧部材の表面を清掃する巻物状のクリーニングウェブと、前記クリーニングウェブを介して前記加圧部材に当接するクリーニングウェブ当接部材と、前記クリーニングウェブ当接部材を前記加圧部材に押し付ける当接部材圧接機構とを有し、前記シート状記録媒体にトナー像を定着する定着装置であって、前記クリーニングウェブ当接部材が、熱伝導性の高い材料で構成され、かつ、前記当接部材圧接機構が、前記クリーニングウェブ当接部材に接触して放熱する放熱手段を有することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the above-mentioned object, the invention according to each claim employs the following characteristic means / invention-specific matters (hereinafter referred to as “configuration”).
According to the first aspect of the present invention, an endless fixing belt that conveys a sheet-like recording medium carrying a toner image, a heating member that is wound around the fixing belt and includes a heating means, and a winding member that winds the fixing belt. A fixed fixing member, a pressing member disposed to face the fixing member via the fixing belt, a scroll-like cleaning web for cleaning the surface of the pressing member, and the cleaning web. A fixing device that has a cleaning web contact member that contacts the pressure member and a contact member pressure contact mechanism that presses the cleaning web contact member against the pressure member, and fixes a toner image on the sheet-like recording medium. The cleaning web contact member is made of a material having high thermal conductivity, and the contact member press-contact mechanism is in contact with the cleaning web contact member. It characterized by having a heat dissipation means that dissipates.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の定着装置において、前記クリーニングウェブ当接部材は、表面が熱伝導性の高い材料で、内部が弾性材料から構成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the cleaning web contact member has a surface made of a material having high thermal conductivity and an inside made of an elastic material.
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の定着装置において、前記クリーニングウェブ当接部材が、複数具備されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, a plurality of the cleaning web contact members are provided.
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか一つに記載の定着装置において、前記加圧部材の表面温度に応じて、前記クリーニングウェブ当接部材の前記加圧部材に対する当接面積を変える当接面積可変手段を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the cleaning web contact member abuts against the pressure member according to a surface temperature of the pressure member. A contact area variable means for changing the area is provided.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の定着装置において、搬送するシート状記録媒体の長さおよび前記加圧部材の外周長から前記加圧部材の表面温度上昇部分を特定し、前記加圧部材の表面温度上昇部分がシート状記録媒体と接触する前記加圧部材の回転タイミングに合わせて、前記当接面積を大きく設定したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fourth aspect, the surface temperature rising portion of the pressure member is specified from the length of the sheet-like recording medium to be conveyed and the outer peripheral length of the pressure member, The contact area is set to be large in accordance with the rotation timing of the pressure member where the surface temperature rising portion of the pressure member comes into contact with the sheet-like recording medium.
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5の何れか一つに記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置である。 A sixth aspect of the present invention is an image forming apparatus having the fixing device according to any one of the first to fifth aspects.
本発明によれば、上記課題を解決して新規な定着装置および異常画像のない新規な画像形成装置を実現し提供することができる。請求項ごとの発明の効果を挙げれば、以下のとおりである。
請求項1記載の発明によれば、上記構成により、主として加圧部材からクリーニングウェブ当接部材に伝導した熱を放熱手段によって吸収し放熱することができるので、従来のようにファンなどの送風部材を配置することで装置の大型化を招くことなく、加圧部材(例えば加圧ローラ)の表面温度を冷却することができる。
According to the present invention, it is possible to realize and provide a novel fixing device and a novel image forming apparatus having no abnormal image by solving the above problems. The effects of the invention for each claim are as follows.
According to the first aspect of the present invention, the heat transmitted from the pressure member to the cleaning web contact member can be absorbed and dissipated by the heat dissipating means. The surface temperature of the pressure member (for example, the pressure roller) can be cooled without increasing the size of the apparatus.
請求項2記載の発明によれば、上記構成により、請求項1記載の発明の効果に加えて、熱伝導性を維持したまま加圧部材とクリーニングウェブ当接部材との当接面積(接触面積)が拡大するので、加圧部材の表面温度の冷却効率を高めることができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the contact area (contact area) between the pressure member and the cleaning web contact member while maintaining thermal conductivity can be obtained. ) Is enlarged, the cooling efficiency of the surface temperature of the pressure member can be increased.
請求項3記載の発明によれば、上記構成により、請求項1または2記載の発明の効果に加えて、加圧部材とクリーニングウェブ当接部材との当接面積がさらに拡大するので、加圧部材の表面温度の冷却効率をさらに高めることができる。 According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first or second aspect, the contact area between the pressure member and the cleaning web contact member is further expanded. The cooling efficiency of the surface temperature of the member can be further increased.
請求項4記載の発明によれば、上記構成により、請求項1ないし3の何れか一つに記載の発明の効果に加えて、加熱部材の表面温度が高い部分では加熱部材に対するクリーニングウェブ当接部材の当接面積を拡大することができるので、加圧部材の表面温度の冷却効果を高めることができる。 According to the invention described in claim 4, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 1 to 3, according to the above configuration, the cleaning member abuts against the heating member at a portion where the surface temperature of the heating member is high. Since the contact area of the member can be increased, the cooling effect of the surface temperature of the pressure member can be enhanced.
請求項5記載の発明によれば、搬送するシート状記録媒体の長さおよび加圧部材の外周長から加圧部材の表面温度上昇部分を特定し、加圧部材の表面温度上昇部分がシート状記録媒体と接触する加圧部材の回転タイミングに合わせて、当接面積可変手段による当接面積を大きく設定したことにより、加圧部材の表面温度を検出するセンサを配置することなく、加圧部材の表面温度上昇部分においては加熱部材に対するクリーニングウェブ当接部材の当接面積を拡大することができるので、加圧部材の表面温度の冷却効果を高めることができる。 According to the fifth aspect of the invention, the surface temperature increasing portion of the pressure member is specified from the length of the sheet-like recording medium to be conveyed and the outer peripheral length of the pressure member, and the surface temperature increasing portion of the pressure member is the sheet shape. By setting the contact area by the contact area variable means large in accordance with the rotation timing of the pressure member in contact with the recording medium, the pressure member can be arranged without arranging a sensor for detecting the surface temperature of the pressure member. Since the abutting area of the cleaning web abutting member with respect to the heating member can be enlarged at the surface temperature rising portion, the effect of cooling the surface temperature of the pressing member can be enhanced.
請求項6記載の発明によれば、請求項1ないし5の何れか一つに記載の定着装置を有することにより、異常画像のない画像形成装置を実現し提供することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, an image forming apparatus having no abnormal image can be realized and provided by having the fixing device according to any one of the first to fifth aspects.
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態(以下、「実施形態」という)を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素(部材や構成部品)等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、各実施形態等のそれと区別するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention including examples will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment and the like, components (members and components) having the same function and shape are described once unless they are confused, and the description thereof is omitted by giving the same reference numerals. In order to simplify the drawings and the description, even if the components are to be represented in the drawings, the components that do not need to be specifically described in the drawings may be omitted as appropriate. When quoting and explaining constituent elements such as published patent gazettes, the reference numerals are shown in parentheses to distinguish them from those of the embodiments.
(第1の実施形態)
図1〜図3を参照して、本発明の第1の実施形態を説明する。まず、図3を参照して、本発明の第1の実施形態に係る定着装置20を備えた画像形成装置100の全体構成とともに動作を説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the operation of the
図3に例示する画像形成装置100は、タンデム型中間転写方式のカラー複写機である。同図に示すように、画像形成装置100は、装置本体101と、装置本体101の上部に配置された画像読取装置であるスキャナ102と、該スキャナ102のさらに上部に配置された自動原稿給送装置(ADF)103とを有している。
装置本体101の下部には、複数の給紙カセット104a,104b,104c,104dを備えた給紙部104が配置されている。
An
A
装置本体101のほぼ中央部には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト105が配置されている。中間転写ベルト105は、複数の支持ローラ106,107,108等に掛け渡されて支持されており、図示しない駆動源により図中時計回り方向に回転駆動される。
支持ローラ108の近傍には、2次転写後に中間転写ベルト105上に残留する残留トナー等を除去する中間転写体クリーニング装置109が設けられている。
支持ローラ106と支持ローラ107との間に張り渡された中間転写ベルト105上には、その搬送方向に沿って、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つの画像形成手段としてのプロセスカートリッジ29Y,29M,29C,29Kがこの順に並設・配置され、タンデム画像形成部30が構成されている。但し、これら4つの色順は一例であり、これに限定されるものではない。
An almost endless
In the vicinity of the
On the
プロセスカートリッジ29Y,29M,29C,29Kには、像担持体としてのドラム状の感光体ドラム21Y,21M,21C,21Kが配置されている。以下、プロセスカートリッジ29Y,29M,29C,29Kの構成は、露光される画像データ色に対応した現像剤中のトナー色が異なるのみで他の構成は同様のため、色を表す添え字符号を削除した符号で総括的に説明する。
プロセスカートリッジ29における感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム表面に像担持体保護剤を供給する保護層形成装置22、感光体ドラム表面を均一に帯電させる帯電装置23、後述する露光装置としての潜像形成装置28からの露光を受け入れる部位、感光体ドラム表面の潜像形成部分にトナーを供給してトナー可視像化する現像装置25、感光体ドラム表面のトナー画像を中間転写ベルト105に1次転写する転写装置26および転写後の感光体ドラム表面の残留トナー等をクリーニングするクリーニング装置24が配置されている。
The process cartridges 29Y, 29M, 29C, and 29K are provided with drum-shaped
Around the photosensitive drum 21 in the process cartridge 29 are a protective
タンデム画像形成部30の上方には、露光装置としての潜像形成装置28が配置されている。中間転写ベルト105を挟んで支持ローラ108と反対の側には、転写装置としての2次転写ローラ110が配置されている。該2次転写ローラ110により、中間転写ベルト105上のトナー画像が、給紙部104から給送されるシート状記録媒体の一例としての用紙に転写される。
2次転写ローラ110の左側には、用紙上に転写された転写画像を定着する本実施形態の定着装置20が配置されている。定着装置20は、無端ベルト状の定着ベルト3に加圧部材としての加圧ローラ4を押し当てる構成を備えている。定着装置20の細部構成および動作等は後述する。
定着装置20の下方には、上述したタンデム画像形成部30とほぼ平行に、用紙の両面に画像を形成する場合に用紙を反転するシート反転装置112が配置されている。
Above the tandem
On the left side of the
Below the fixing
画像形成のための一連のプロセスについて、ネガ−ポジプロセスで説明を行うが、色を表す符号を省略して簡明に述べる。有機光導電層を有する感光体(OPC)に代表される感光体ドラム21は、除電ランプ(図示せず)等で除電され、帯電装置23の帯電ローラで均一にマイナスに帯電される。
帯電装置23による感光体ドラム21の帯電が行われる際には、電圧印加機構(図示せず)から帯電装置23に、感光体ドラム21を所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
帯電された感光体ドラム21は、レーザ光学系等の潜像形成装置28によって照射されるレーザ光で潜像形成が行われる。レーザ光は半導体レーザから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡(ポリゴンミラー)等により感光体ドラム21の表面を、感光体ドラム21の回転軸方向に走査する。
A series of processes for forming an image will be described by a negative-positive process, but will be briefly described by omitting a color symbol. A photosensitive drum 21 typified by a photosensitive member (OPC) having an organic photoconductive layer is neutralized by a neutralizing lamp (not shown) or the like, and is uniformly negatively charged by a charging roller of a charging
When the photosensitive drum 21 is charged by the charging
The charged photosensitive drum 21 is subjected to latent image formation with laser light irradiated by a latent
このようにして形成された潜像が、現像装置25にある現像剤担持体である現像スリーブ(現像ローラ)上に供給されたトナー粒子、またはトナー粒子およびキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。潜像の現像時には、電圧印加機構(図示せず)から現像スリーブに、感光体ドラム21の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
各色に対応した感光体ドラム21上に形成されたトナー像は、図示しない転写装置を構成する転写ローラ26にて中間転写ベルト105上に転写され、給紙部104から給送され、あるいは手差しトレイ113から給送された紙などの転写媒体(シート状記録媒体)上に、2次転写ローラ110により重ね合わされたトナー像(カラー画像)が一括転写される。その後、中間転写ベルト105は、感光体ドラム21から分離され、転写像が得られる。
The latent image formed in this way is developed with a developer composed of toner particles or a mixture of toner particles and carrier particles supplied onto a developing sleeve (developing roller) which is a developer carrying member in the developing
A toner image formed on the photosensitive drum 21 corresponding to each color is transferred onto the
感光体ドラム21上に残存するトナー粒子は、クリーニング装置24内のクリーニングブレード等によって回収される。画像転写後の未定着のトナー像を担持した用紙は、定着装置20へと搬送され、定着ローラ2に巻き掛けられた定着ベルト3と加圧ローラ4とのニップ部で熱と圧力を加えられて転写画像を定着される。定着された用紙は、排紙ローラ対115により排紙トレイ116上に排出・スタックされる。
あるいは、図示しない切換爪で搬送路を切り換えられてシート反転装置112に搬送され、そこで反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を形成された後に、排紙ローラ対115により排紙トレイ116上に排出・スタックされる。画像転写後の中間転写ベルト105は、中間転写体ベルトクリーニング装置109により残留トナー等を除去され、タンデム画像形成部30による再度の画像形成に備える。
The toner particles remaining on the photosensitive drum 21 are collected by a cleaning blade or the like in the
Alternatively, the conveyance path is switched by a switching claw (not shown) and conveyed to the
図1および図2を参照して、本発明の第1の実施形態に係る定着装置20について詳述する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る定着装置20全体の断面図、図2は、定着装置20の当接部材圧接機構13周りの拡大断面図である。
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the fixing
図1に示すように、定着装置20は、トナー像を担持するシート状記録媒体としての用紙を搬送する無端状の定着ベルト3と、該定着ベルト3を巻き掛けられ内部に加熱手段としてのヒータ8を備えた加熱部材としての加熱ローラ1と、定着ベルト3を巻き掛けられた定着部材としての定着ローラ2と、定着ローラ2近傍の定着ベルト3に対向して配置され、定着ベルト3上の表面温度を検出する温度検出手段としての温度検出装置9と、定着ベルト3を介して定着ローラ2に対向して配置された加圧部材としての加圧ローラ4と、該加圧ローラ4の表面を清掃する巻物状のクリーニングウェブ11と、クリーニングウェブ11を介して加圧ローラ4に当接するクリーニングウェブ当接部材12と、クリーニングウェブ当接部材12を加圧ローラ4に押し付ける破線で示す当接部材圧接機構13とを有する。
As shown in FIG. 1, the fixing
定着ベルト3、加熱ローラ1、定着ローラ2、加圧ローラ4、クリーニングウェブ11、クリーニングウェブ当接部材12は、各ローラの軸方向、すなわち図1の紙面の手前から奥側に適宜の長さをもって延在して設けられている。図1において、19は、定着装置20の上記各部材を収納している筺体状のハウジングを示す。加熱ローラ1、定着ローラ2、加圧ローラ4は、ハウジング19側に軸支されている。
The fixing
加圧ロ−ラ4は、定着ベルト3を介して定着ローラ2に図示しない圧接機構にて脱圧/押圧が可能に配置されている。加熱ロ−ラ1は、芯金部5とテフロン(登録商標)等の表面離型層6とからなり、芯金部5の軸方向中央孔7にはヒータ8が設けられている。
本実施形態では、例えば、定着ローラ2は芯金にシリコーンゴムを形成したもので、定着ベルト3はポリイミドの基材上にシリコーンゴム層を設け、表層にPFAコートを施したもので、加圧ロ−ラ4は芯金にシリコーンゴムを形成し、表層にPFAチューブを巻いたもので、それぞれ構成されているが、これはあくまでも一例であり、目的、用途等によって種々の材料の組合せ構成があることは無論である。
The pressure roller 4 is disposed on the fixing
In the present embodiment, for example, the fixing
ヒータ8の熱は加熱ローラ1に伝熱し、加熱ローラ1の熱は定着ベルト3に伝熱する。例えば、サーミスタやサーモパイルからなる温度検出装置9により、定着ベルト3の表面温度を検知し、これが一定温度(例えば135〜180℃)になるようにヒータ8をオン、オフして制御を行っている。
Heat from the
加圧ローラ4に対向して、クリーニングユニット10が配置されている。クリーニングユニット10は、クリーニングウェブ11、クリーニングウェブ当接部材12、当接部材圧接機構13で構成されている。クリーニングウェブ11には、巻き取り軸14と送り出し軸15が取り付けられており、図示しない駆動機構にてクリーニングウェブ11を巻き取っている。クリーニングウェブ11は、数十μm程度の厚さの巻物状で、クリーニングウェブ当接部材12によって加圧ローラ4に押し付けられ当接されている。クリーニングウェブ当接部材12は、軸と一体的に形成されたローラ状をなし、ハウジング19に軸支されている。巻き取り軸14および送り出し軸15は、ハウジング19に回転可能に支持されている。
A
クリーニングウェブ当接部材12は、例えば銅やアルミのような熱伝導性(熱伝導率)の高い金属材料にて構成されていて、主として加圧ローラ4の熱を受け取り、その熱を当接部材圧接機構13を介して放熱することで加圧ローラ4を冷却する。当接部材圧接機構13は、クリーニングウェブ当接部材12に接触して放熱する放熱フィン16を装備しており、加圧ローラ4から受け取った熱を効率的に放熱することができるよう構成されている。放熱フィン16も、例えば銅やアルミのような熱伝導性(熱伝導率)の高い金属材料にて構成されている。
なお、熱伝導性(熱伝導率:W/m・K)の高い金属のうち、最も高い方からは銀、銅、金、アルミの順であるが、入手のし易さおよび現在のコストを考慮して銅やアルミを採用している。
The cleaning
Of the metals with the highest thermal conductivity (thermal conductivity: W / m · K), the highest order is silver, copper, gold, and aluminum. Copper and aluminum are used in consideration.
図2に示すように、当接部材圧接機構13は、両端が放熱フィン16の両端部におけるクリーニングウェブ当接部材12寄り部分に固着され、平面視でほぼコ字形状をなすフィン支持部材17と、フィン支持部材17の図において右端とハウジング19との間に介装され、放熱フィン16、フィン支持部材17およびクリーニングウェブ11を介してクリーニングウェブ当接部材12を加圧ローラ4に常に当接する向きに付勢する付勢手段としての圧縮バネ18とから主に構成されている。
圧縮バネ18は、クリーニングウェブ当接部材12の軸方向に沿って複数配置されている。このような圧縮バネ18の配置により、クリーニングウェブ11を介して、加圧ローラ4とクリーニングウェブ当接部材12とが当接面積を形成するような適度な付勢力をクリーニングウェブ当接部材12の軸方向に渡って付与すべく設けられている。
As shown in FIG. 2, the abutting member press-contacting
A plurality of compression springs 18 are arranged along the axial direction of the cleaning
フィン支持部材17には、フィン支持部材17の外側に突出した複数の被ガイドピン17a(図2の紙面の手前および奥側に2本ずつの計4本)が一体的に植設されている。フィン支持部材17は、複数の被ガイドピン17aが、ハウジング19に一体的に設けられた図示しないガイド部の図における左右方向に形成された長孔に嵌入されることで、放熱フィン16とともに、クリーニングウェブ当接部材12に接触する左右方向にガイドされている。
In the
また、当接部材圧接機構13は、図示しないヒートパイプなどの熱伝達手段を放熱フィン16に接続して、熱を定着装置20の外部に伝達し、送風ファンなどにて冷却することにより、さらに効率的に加圧ローラ4を冷却することも可能である。
Further, the contact member press-
上述したとおり、本実施形態によれば、主として加圧ローラ4からクリーニングウェブ当接部材12に伝導した熱を、当接部材圧接機構13の放熱フィン16(放熱手段)によって吸収し放熱することができるので、従来のようにファンなどの送風部材を配置することで装置の大型化を招くことなく、加圧ローラ4の表面温度を冷却することができる。
As described above, according to the present embodiment, heat conducted mainly from the pressure roller 4 to the cleaning
(変形例1)
図4を参照して、第1の実施形態の変形例1に係る定着装置20Aを説明する。同図は、変形例1に係る定着装置20A全体の断面図である。変形例1の定着装置20Aは、第1の実施形態の定着装置20と比較して、クリーニングウェブ当接部材12に代えて、クリーニングウェブ当接部材12Aを用いる点のみ相違する。この相違点以外の変形例1の定着装置20Aは、第1の実施形態の定着装置20と同様である。
(Modification 1)
With reference to FIG. 4, a fixing
クリーニングウェブ当接部材12Aは、表面を含む当接部材表層部121がフィルム状の熱伝導性の高い材料からなる、例えば高熱伝導ポリイミドで構成され、内部の当接部材内部122がスポンジ状の弾性材料、例えば発泡シリコーンゴムで構成されている。
なお、クリーニングウェブ当接部材12Aは、これに限らず、内部が弾性材料の多層構造から構成されているものでもよい。
In the cleaning
The cleaning
上述したとおり、変形例1によれば、当接部材圧接機構13の付勢力によって、クリーニングウェブ当接部材12Aがクリーニングウェブ11を介して加圧ローラ4に当接すると、熱伝導性を維持したまま、当接部材内部122が弾性変形して加圧ローラ4とクリーニングウェブ当接部材12Aとの当接面積(以下、「接触面積」ともいう)が拡大するので、加圧ローラ4の表面温度の冷却効率を高めることができる。
As described above, according to the first modification, when the cleaning
(変形例2)
図5を参照して、第1の実施形態の変形例2に係る定着装置20Bを説明する。同図は、変形例2に係る定着装置20B全体の断面図である。変形例2の定着装置20Bは、第1の実施形態の定着装置20と比較して、クリーニングウェブユニット10のクリーニングウェブ当接部材12を複数(図示例では2つ)有する点のみ相違する。この相違点以外の変形例2の定着装置20Bは、第1の実施形態の定着装置20と同様である。
変形例1は、図4に示した変形例1にも適用することができ、適用した場合にはクリーニングウェブ当接部材12Aを複数有することとなる。
(Modification 2)
With reference to FIG. 5, a fixing
Modification 1 can also be applied to Modification 1 shown in FIG. 4, and when applied, a plurality of cleaning
上述したとおり、変形例2によれば、クリーニングウェブユニット10が複数のクリーニングウェブ当接部材12を有しており、クリーニングウェブ11を介して加圧ローラ4とクリーニングウェブ当接部材12との接触面積をさらに拡大することが可能である。
As described above, according to the second modification, the cleaning
(変形例3)
図6を参照して、第1の実施形態の変形例3を説明する。同図は、変形例3に係る定着装置20Cのクリーニングウェブユニット10の拡大断面図である。変形例3の定着装置20Cは、第1の実施形態の定着装置20と比較して、加圧ローラ4の表面温度に応じて、クリーニングウェブ当接部材12の加圧ローラ4に対する当接面積を変える当接面積可変手段31を有する点のみ相違する。この相違点以外の変形例3の定着装置20Cは、第1の実施形態の定着装置20と同様である。
(Modification 3)
With reference to FIG. 6, the
当接面積可変手段31は、図2に示した当接部材圧接機構13の押付量を変えることができるように、圧縮バネ18のバネ長さを可変にした機構である。当接面積可変手段31は、当接部材圧接機構13における圧縮バネ18の他端を係止するとともに同図の左右方向に移動可能なバネ係止部材32と、バネ係止部材32に係合する偏心カム33と、偏心カム33を駆動する駆動手段としての駆動モータ34とから主に構成されている。
The contact area varying means 31 is a mechanism in which the spring length of the
バネ係止部材32は、同図における左右方向に移動可能にフィン支持部材17にガイドされる断面コ字形状をなしている。偏心カム33のカム軸33aは、ハウジング19に回転可能に支持されている。カム軸33aには、図示しないギヤ等の駆動力伝達手段を介して、例えばステッピングモータからなる駆動モータ34が連結されている。
The
図6に示す偏心カム33は、その小径部がバネ係止部材32に当接した初期位置を占めている状態を示している。駆動モータ34の回転駆動により偏心カム33の大径部がバネ係止部材32に当接すると、圧縮バネ18のバネ長さが縮められ変わることで、クリーニングウェブ当接部材12の加圧ローラ4に対する押付量が変わることとなる。加圧ローラ4の表面温度に基づいて、駆動モータ34の回転駆動を制御する制御手段としての、CPU、ROM、RAM、タイマ等を備えたマイクロコンピュータに接続すれば、加圧ローラ4の表面温度に応じて駆動モータ34の回転量を任意に調節することができる。
変形例3は、図4の変形例1、図5の変形例2にも適用できることは無論である。
The
Needless to say, the third modification can be applied to the first modification in FIG. 4 and the second modification in FIG.
上述したとおり、変形例3によれば、加熱ローラ4の表面温度が高い部分では加熱ローラ4に対するクリーニングウェブ当接部材12の接触面積(当接面積)を拡大することができるので、加圧ローラ4の表面温度の冷却効果を高めることができる。
As described above, according to the third modification, the contact area (contact area) of the cleaning
(変形例4)
図7を参照して、変形例3の変形例4を説明する(請求項5参照)。同図は、変形例4に係る加圧ローラ4の外周長(以下、「加圧ローラ周長」という)と、搬送される用紙Sの長さ(以下、「用紙長」という)との関係を表したタイミングチャートである。
(Modification 4)
With reference to FIG. 7, the modification 4 of the
図7に示すように、搬送される用紙Sが少なくとも搬送方向に同一サイズの場合、すなわち1ジョブ毎に同一サイズの用紙Sが給送されて連続的に印刷・定着が実行される通常印刷の場合であって、かつ、加圧ローラ4の2回転で用紙Sの1枚分が定着されるような加圧ローラ周長と用紙長との関係・タイミングにあるとき、加圧ローラ4は、前に搬送される用紙Sと次に搬送される用紙Sの紙間部分にて定着ベルト7と接触し、その定着ベルト7部分の表面温度が局所的に上昇する。これにより、定着ベルト7の局所的表面温度上昇部分と対応した加圧ローラ4の表面温度上昇部分は、加圧ローラ周長L1、用紙長L2、紙間距離L3から容易に算出することが可能である。図7において、太矢印は伝熱の移動方向を示している。
As shown in FIG. 7, when the paper S to be transported is at least the same size in the transport direction, that is, normal printing in which the same size paper S is fed for each job and printing / fixing is continuously performed. When the pressure roller 4 is in a relationship / timing between the pressure roller circumference and the sheet length so that one sheet of the sheet S is fixed by two rotations of the pressure roller 4, the pressure roller 4 The fixing
このため、本変形例では、特別に加圧ローラ4の温度検出手段を設けなくても、局所的に表面温度が上昇する部分を特定することが可能である。この特定部分の加圧ローラ4の表面温度上昇部分が用紙S(図7では2枚目の用紙S)と接触する加圧ローラ4の回転タイミングに合わせて、変形例3の当接面積可変手段31(図6参照)を利用して、当接部材圧接機構13による押付量を大きくし、加圧ローラ4に対するクリーニングウェブ当接部材12の接触面積を広げることで、効率的に加圧ローラ4を冷却することが可能である。
変形例4は、図4の変形例1、図5の変形例2、変形例3にも適用できることは無論である。
For this reason, in this modification, it is possible to specify a portion where the surface temperature rises locally without specially providing the temperature detection means of the pressure roller 4. The contact area varying means of the third modification is adjusted in accordance with the rotation timing of the pressure roller 4 at which the surface temperature rising portion of the pressure roller 4 in this specific portion comes into contact with the sheet S (second sheet S in FIG. 7). 31 (see FIG. 6) is used to increase the pressing amount by the abutting
Needless to say, the fourth modification can be applied to the first modification in FIG. 4, the second modification in FIG. 5, and the third modification.
上述したとおり、変形例4によれば、加圧ローラ4の表面温度を予測することが可能な構成であることにより、加圧ローラ4の表面温度を検出するセンサを配置することなく、加熱ローラ4の表面温度上昇部分においては加熱ローラ4に対するクリーニングウェブ当接部材12の接触面積を拡大することができるので、加圧ローラ4の表面温度の冷却効果を高めることができる。
As described above, according to the fourth modification, since the surface temperature of the pressure roller 4 can be predicted, the heating roller can be provided without arranging a sensor for detecting the surface temperature of the pressure roller 4. 4, the contact area of the cleaning
以上説明したとおり、本発明を特定の実施形態や変形例等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した実施形態や変形例あるいは実施例等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。 As described above, the present invention has been described with respect to specific embodiments, modifications, and the like. However, the technical scope disclosed by the present invention is limited to those exemplified in the above-described embodiments, modifications, or examples. However, it should be understood that various embodiments, modifications, or examples may be configured within the scope of the present invention in accordance with the necessity and application thereof. It will be clear to the trader.
画像形成装置としては、上述のように、現像装置が複数配置されたものを用い、複数の現像装置によって順次作製された色が異なる複数トナー像を順次一旦中間転写媒体上に順次転写した後、これを一括して紙などのようなシート状記録媒体に転写後に定着する「タンデム型中間転写方式」のものに限定されるものではなく、同様に作製された色が異なる複数トナー像を順次紙などのような転写媒体上へ重ねて転写した後、定着する「タンデム型直接転写方式」や、電子写真方式のモノクロの複写機、あるいはスキャナやADF等が配設されていないプリンタやファクシミリ等であってもよいことは無論である。
また、シート状記録媒体ないしシート状媒体には、用紙や転写紙、あるいはOHPフィルムシートなどに画像形成ないし印刷・記録可能であるとともに、それらに担持された未定着のトナー像を定着し搬送可能な全てが含まれる。
As described above, as the image forming apparatus, a plurality of developing devices are used, and a plurality of toner images with different colors sequentially produced by the plurality of developing devices are sequentially and sequentially transferred onto an intermediate transfer medium. This is not limited to the “tandem-type intermediate transfer method” in which the toner images are collectively transferred to a sheet-like recording medium such as paper and then fixed, and a plurality of similarly produced toner images having different colors are sequentially printed on the paper. "Tandem type direct transfer method" which is transferred after being superimposed on a transfer medium such as, a monochrome copying machine of an electrophotographic method, a printer or a facsimile without a scanner or ADF, etc. Of course there may be.
In addition, on a sheet-like recording medium or sheet-like medium, an image can be formed, printed or recorded on paper, transfer paper, or an OHP film sheet, and an unfixed toner image carried thereon can be fixed and conveyed. Everything is included.
1 加熱ローラ(加熱部材)
2 定着ローラ(定着部材)
3 定着ベルト
4 加圧ローラ(加圧部材)
8 ヒータ(加熱手段)
9 温度検出装置(温度検出手段)
10 クリーニングユニット
11 クリーニングウェブ
12 クリーニングウェブ当接部材
13 当接部材圧接機構
14 巻き取り軸
15 送り出し軸
16 放熱フィン(放熱手段)
17 フィン支持部材
18 圧縮バネ(付勢手段)
19 ハウジング
20、20A、20B、20C 定着装置
21 感光体ドラム(像担持体)
30 タンデム画像形成部
31 当接面積可変手段
100 画像形成装置
1 Heating roller (heating member)
2 Fixing roller (fixing member)
3 Fixing belt 4 Pressure roller (Pressure member)
8 Heater (heating means)
9 Temperature detection device (temperature detection means)
DESCRIPTION OF
17
19
Claims (6)
前記クリーニングウェブ当接部材が、熱伝導性の高い材料で構成され、かつ、前記当接部材圧接機構が、前記クリーニングウェブ当接部材に接触して放熱する放熱手段を有することを特徴とする定着装置。 An endless fixing belt for conveying a sheet-like recording medium carrying a toner image, a heating member around which the fixing belt is wound and provided with a heating means, a fixing member around which the fixing belt is wound, A pressure member disposed to face the fixing member via a fixing belt, a scroll-like cleaning web for cleaning the surface of the pressure member, and a cleaning contacting the pressure member via the cleaning web A fixing device that fixes a toner image on the sheet-like recording medium, comprising: a web contact member; and a contact member pressure contact mechanism that presses the cleaning web contact member against the pressure member.
The fixing is characterized in that the cleaning web contact member is made of a material having high thermal conductivity, and the contact member pressure contact mechanism has a heat radiating means for radiating heat in contact with the cleaning web contact member. apparatus.
前記加圧部材の表面温度上昇部分がシート状記録媒体と接触する前記加圧部材の回転タイミングに合わせて、前記当接面積を大きく設定したことを特徴とする請求項4記載の定着装置。 From the length of the sheet-like recording medium to be conveyed and the outer peripheral length of the pressure member, the surface temperature rising portion of the pressure member is specified,
The fixing device according to claim 4, wherein the contact area is set to be large in accordance with a rotation timing of the pressure member where the surface temperature rising portion of the pressure member contacts the sheet-like recording medium.
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