JP2012189721A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置において、記録シート上に形成されたトナー像を記録媒体に加熱定着させる定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that heats and fixes a toner image formed on a recording sheet on a recording medium in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine of these, and an image forming apparatus using the fixing device. About.
定着装置としては、回転可能な加熱ローラと、この加熱ローラに圧接し且つ回転する加圧ローラとで構成されるものが一般的である。当該定着装置では、加熱ローラと加圧ローラとの間にニップ部を形成し、未定着トナーを載せた記録シートを当該ニップ部に挿通して加熱及び加圧してトナーを溶融定着させることで定着画像を作成している。 Generally, the fixing device includes a rotatable heating roller and a pressure roller that is in pressure contact with the heating roller and rotates. In the fixing device, a nip portion is formed between a heating roller and a pressure roller, and a recording sheet on which unfixed toner is placed is inserted into the nip portion and heated and pressed to fix the toner. Creating an image.
このような定着装置において、トナーの定着性及び記録シートの剥離性等を向上させる定着方法等が複数提案されている。 In such a fixing device, a plurality of fixing methods and the like for improving the toner fixing property and the recording sheet peeling property have been proposed.
例えば特許文献1では、回転する耐熱性ベルトと移動可変に設けられた案内板との間に、記録紙を搬送する領域のニップ幅を形成する方法が提案されている。当該方法によれば、案内板への加圧状態を制御することでニップ幅を可変自在にしてトナー画像を加熱定着することが可能となる。 For example, Patent Document 1 proposes a method of forming a nip width in an area for transporting a recording paper between a rotating heat-resistant belt and a guide plate that is variably provided. According to this method, it is possible to heat and fix the toner image by controlling the pressure applied to the guide plate so that the nip width can be varied.
さらに特許文献2及び特許文献3では、表面が加熱されて回転する加熱ロールと、該加熱ロールの表面に当接して従動される無端状の加圧ベルトと、該加圧ベルトの周内から前記加熱ロールの表面に付勢する押圧部材を備え、前記加熱ロールと前記加圧ベルトとの間に記録シートを挿通可能なニップ部を形成する方法が提案されている。当該方法によれば、前記押圧部材の形状及び位置によって、ニップ部の形状を制御して加圧状態を適正化することが可能になる。 Further, in Patent Literature 2 and Patent Literature 3, a heating roll whose surface is heated and rotated, an endless pressure belt driven in contact with the surface of the heating roll, and the circumference of the pressure belt There has been proposed a method of forming a nip portion that includes a pressing member that urges the surface of the heating roll and is capable of inserting a recording sheet between the heating roll and the pressure belt. According to the method, it is possible to optimize the pressure state by controlling the shape of the nip portion according to the shape and position of the pressing member.
しかしながら、特許文献1の定着装置では、記録シートのカールを抑制し、定着性を良好に保つためにニップ幅を大きくしており、幅広に形成された平面状のニップ部内における圧力を均一に保つことが困難であった。このため、記録シートの種類や未定着トナーの量等によっては定着部材へのトナー付着や、記録シートのシワ、といった問題が生じる場合があった。 However, in the fixing device of Patent Document 1, the nip width is increased in order to suppress the curling of the recording sheet and to maintain good fixing properties, and the pressure in the flat nip portion formed wide is kept uniform. It was difficult. For this reason, depending on the type of recording sheet and the amount of unfixed toner, problems such as toner adhesion to the fixing member and wrinkling of the recording sheet may occur.
また、特許文献2及び3の定着装置においては、ニップ部の記録シート出口側に突出する形の押圧部材を設けることで、ニップ出口の曲率を局所的に大きくすると同時に、この部分を記録シートが通過する際の圧力を大きくしている。この方法によれば、記録シートと定着部材との剥離性を向上させることが可能だが、記録シートに与える負荷が大きく、記録シートの種類によっては過剰なカールが発生する、という問題を生じる場合があった。 Further, in the fixing devices of Patent Documents 2 and 3, by providing a pressing member that protrudes toward the recording sheet exit side of the nip portion, the curvature of the nip exit is locally increased, and at the same time, the recording sheet covers this portion. The pressure when passing is increased. According to this method, it is possible to improve the releasability between the recording sheet and the fixing member, but there is a case where the load applied to the recording sheet is large and excessive curling may occur depending on the type of the recording sheet. there were.
さらに、近年では1台の装置で多種多様な記録シート及び画像に対応することが求められており、全ての状況において上記いずれの問題も生じることなく記録シートにトナーを良好に定着させることは非常に困難である。 Furthermore, in recent years, it has been demanded that a single apparatus can handle a wide variety of recording sheets and images, and it is extremely difficult to satisfactorily fix toner on a recording sheet without causing any of the above problems in all situations. It is difficult to.
そこで、本発明では、特性の異なる多種多様な記録シート及び使用トナー量が異なる画像においても上記問題が発生することのない定着装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fixing device that does not cause the above problem even in various recording sheets having different characteristics and images having different amounts of toner used.
上記課題を解決するため、本発明に係る定着装置は、回転移動する定着ベルトと、前記定着ベルトに接触する加圧部材と、前記定着ベルトをその周内から前記加圧部材の表面に付勢して、前記加圧部材と前記定着ベルトとの間に、記録シートを通過させることによってトナーを記録シートに溶融定着させるニップ部を形成する柱状の押圧部材とを有し、前記押圧部材が回転可能に支持され、回転軸方向に直交する断面の外周に凹部及び平面部の少なくとも一方を有することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a fixing device according to the present invention includes a fixing belt that rotates and moves, a pressure member that contacts the fixing belt, and urges the fixing belt from the circumference to the surface of the pressure member. And a columnar pressing member that forms a nip portion that melts and fixes the toner to the recording sheet by passing the recording sheet between the pressing member and the fixing belt, and the pressing member rotates. It is supported so that it has at least one of a recessed part and a plane part in the outer periphery of the cross section orthogonal to a rotating shaft direction.
このような構成を有する本発明に係る定着装置では、押圧部材が回転自在に設置され、定着ベルトを介して加圧部材に接する位置を制御することで、ニップ部の形状を自在に制御することが可能になる。従って、記録シートの種類又は記録シート上の未定着トナーの量に応じたニップ部の形状を選択して形成できるため、定着装置における上記不具合の発生を防止することが可能になる。 In the fixing device according to the present invention having such a configuration, the pressing member is rotatably installed, and the position in contact with the pressure member via the fixing belt is controlled, so that the shape of the nip portion can be freely controlled. Is possible. Therefore, the shape of the nip portion can be selected and formed in accordance with the type of recording sheet or the amount of unfixed toner on the recording sheet, so that it is possible to prevent the occurrence of the above problems in the fixing device.
本発明によれば、記録シートの種類や記録シート上の未定着トナーの量といった様々な条件下においても、定着ベルトとの剥離性が良好で、かつ記録シートにシワや過剰なカールを生じることがない定着装置を提供できる。 According to the present invention, the releasability from the fixing belt is good and the recording sheet is wrinkled and excessively curled even under various conditions such as the type of recording sheet and the amount of unfixed toner on the recording sheet. It is possible to provide a fixing device without any problem.
以下、本発明の好適な実施の形態(以下「実施形態」という)について、図面を用いて詳細に説明する。
[第1の実施形態]
<画像形成装置の概要>
図1は本実施形態の定着装置が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。同図において符号100は画像形成装置としてのタンデム型中間転写式の画像形成装置本体、200は該画像形成装置本体100を載せる給紙テーブルをそれぞれ示している。また、画像形成装置本体100の内部には、複数の画像形成手段1Y、1M、1C、1Kが並設されたタンデム型中間転写式の画像形成部(以下、タンデム型画像形成部という)20が設けられている。上記の符号に付けた添え字Y、M、C、Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色をそれぞれ示している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
<Outline of image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus to which the fixing device of the present embodiment is applied. In the figure, reference numeral 100 denotes a tandem intermediate transfer type image forming apparatus main body as an image forming apparatus, and 200 denotes a paper feed table on which the image forming apparatus main body 100 is placed. Further, inside the image forming apparatus main body 100, a tandem type intermediate transfer type image forming unit (hereinafter referred to as a tandem type image forming unit) 20 in which a plurality of
画像形成装置本体100には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写体(以下、中間転写ベルトと言う)10が設けられている。この中間転写ベルト10は、複数の支持ローラ14、15、16等に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
The image forming apparatus main body 100 is provided with an endless belt-shaped intermediate transfer member (hereinafter referred to as an intermediate transfer belt) 10 near the center. The
本実施例においては、支持ローラ16の左に、中間転写ベルト用のクリーニング装置17を設けている。クリーニング装置17は画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去する。
In this embodiment, a
支持ローラ14と支持ローラ15間に張り渡した中間転写ベルト10上には、その搬送方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4つの画像形成手段1Y、1M、1C、1Kを横に並べて配置してタンデム型画像形成部20を構成する。このタンデム型画像形成部20の各画像形成手段1Y、1M、1C、1Kは、各色のトナー画像を担持する像担持体としての感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kを有している。
On the
そして、このタンデム型画像形成部20の上部には、2つの露光装置4が設けられている。各露光装置4はそれぞれ2つの画像形成手段(1Yと1M、1Cと1K)に対応している。例えば、2つの光源装置(半導体レーザ、半導体レーザアレイ、あるいはマルチビーム光源等)とカップリング光学系、共通の光偏向器(ポリゴンミラー等)、2系統の走査結像光学系等で構成される光走査方式の露光装置である。イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の画像情報に応じて各感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kに露光を行い、静電潜像を形成する。
Two exposure devices 4 are provided above the tandem
また、各画像形成手段1Y、1M、1C、1Kの感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kの周囲には以下の装置が設けられている。まず、露光に先立って各感光体ドラムを均一に帯電する帯電装置3Y、3M、3C、3Kである。次に、上記露光装置4によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像する現像装置5Y、5M、5C、5Kである。さらに、感光体ドラム上の転写残トナーを除去する感光体用クリーニング装置7Y、7M、7C、7Kが設けられている。さらに、各感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kから中間転写ベルト10にトナー画像を転写する一次転写ローラ6Y、6M、6C、6Kが設けられている。一次転写ローラ6Y、6M、6C、6Kは、中間転写ベルト10を挟んで感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kに対向するように設けられている。
The following devices are provided around the
中間転写ベルト10を支持する複数の支持ローラのうち、支持ローラ14は中間転写ベルト10を回転駆動する駆動ローラである。支持ローラ14は、図示しない駆動伝達機構(ギヤ、プーリ、ベルト等)を介してモータと接続されている。また、ブラックの単色画像を中間転写ベルト10上に形成する場合には、駆動ローラ14以外の支持ローラ15等を移動させて、画像を形成しない感光体ドラム2Y、2M、2Cを中間転写ベルト10から離間させることが可能である。これによって、感光体ドラム2Y、2M、2Cや中間転写ベルト10の長寿命化を図ることができる。
Among the plurality of support rollers that support the
中間転写ベルト10下部の、タンデム型画像形成部20と反対の側には、2次転写装置22を備えている。この2次転写装置22は、図示の例では、2次転写対向ローラ16を押し当てて転写電界を印加することで中間転写ベルト10上の画像を転写媒体としての記録シートに転写する。
A
また、2次転写装置22の横に、記録シート上の転写画像を定着する定着装置25を設けている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を接触させて構成する。定着ベルト26は駆動ローラ31とテンションローラ32及び押圧部材29に懸架されている。本実施例におけるテンションローラ32の内部には加熱手段(ヒータ、ランプ、あるいは電磁誘導式の加熱装置等)が設けられている。
A fixing
2次転写装置22で画像が転写された記録シートは、2つのローラ23に支持された搬送ベルト24により上記定着装置25へと搬送される。搬送ベルト24の部分は、固定されたガイド部材でも良く、また、搬送ローラや搬送コロ等でも良い。
The recording sheet on which the image has been transferred by the
なお、本実施例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム型画像形成部20と平行に、記録シートの両面に画像を記録すべく記録シートを反転して搬送するシート反転装置28を備えている。
In the present embodiment, the recording sheet is reversed under the
画像形成装置本体100に画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、タンデム型画像形成部20では、不図示の駆動モータで支持ローラ14を回転駆動して他の複数の支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト10を図中の矢印方向に回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段1Y、1M、1C、1Kでは、まず各感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kが不図示の駆動モータで反時計回りの回転を開始する。次に、帯電装置3Y、3M、3C、3Kによる帯電、露光装置4による露光(潜像形成)が行われる。その後に、現像装置5Y、5M、5C、5K各色の現像プロセスを経て、各感光体ドラム2Y、2M、2C、2K上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。その後、中間転写ベルト10の搬送とともに、それらの単色画像を一次転写ローラ6Y、6M、6C、6Kで順次中間転写ベルト10に転写して、中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。
When image data is sent to the image forming apparatus main body 100 and an image formation start signal is received, the tandem
画像転写後の記録シートは、搬送ベルト24で搬送して定着装置25へと送り込まれ、定着装置25で熱と圧力とを加えられて転写画像が定着される。定着後の記録シートは、不図示の切換爪で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックされる。または、不図示の切換爪で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び画像形成装置本体100内の給紙路に導かれ、反転搬送されて裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
The recording sheet after the image transfer is transported by the
一方、画像転写後の各感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kは、感光体用クリーニング装置7Y、7M、7C、7Kで、画像転写後に各感光体ドラム2Y、2M、2C、2K上に残留する残留トナーを除去される。また、画像転写後の中間転写ベルト10は、中間転写ベルト用のクリーニング装置17で、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去される。そして、上記のクリーニング工程後、画像形成装置はタンデム型画像形成部20による再度の画像形成に備えられる。
<定着装置の構成>
次に、本実施例に係る定着装置25について図2〜図6を用いて詳細に説明する。
On the other hand, the photoconductor drums 2Y, 2M, 2C, and 2K after image transfer remain on the photoconductor drums 2Y, 2M, 2C, and 2K after image transfer by the
<Configuration of fixing device>
Next, the fixing
図2に、本発明に係る定着装置25を示す。本実施形態における定着装置25は、前記加圧部材として加圧ローラ27と、前記押圧部材として押圧ローラ29を有する。また、定着ベルト26、駆動ローラ31、内部にハロゲンヒータ33を備えるテンションローラ32で構成される。定着ベルト26と加圧ローラ27とが接触することでニップ部35が形成される。このニップ部35を記録シートが通過することによって、記録シート上のトナーを溶融して定着することができる。
<加圧部材について>
加圧部材としては、表面に弾性材料を有するローラや、弾性部材を有する平板上の部材であっても良く、無端状のベルトの周内部から定着ベルト26を加圧するように弾性部材を構成して用いることもできる。いずれにしても、後述する押圧部材の表面形状に応じた形状にニップ部35が形成されるものであれば用いることができる。
FIG. 2 shows a fixing
<Pressurizing member>
The pressing member may be a roller having an elastic material on the surface or a member on a flat plate having an elastic member, and the elastic member is configured so as to press the fixing
本実施例においては、加圧部材として回転駆動する加圧ローラ27を用いている。加圧ローラ27は、芯金として、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属あるいはそれらの合金等で、例えばステンレス鋼が用いられ、表面には弾性材料として、例えば発泡性樹脂を一体成形して作られている。また、表面には、耐熱性及び弾性を有するゴム材料として、例えばシリコンゴムと、その上にはPFA(パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂のうち、例えばPFAをコーティングし、溶融したトナーが表面に容易に付着するのを防いでいる
また、本実施形態においては、図示しない加熱手段によって加圧ローラ27表面を加熱している。これによってニップ部35を通過する記録シートの両面の温度差を低減でき、記録シートのカールやシワの発生をさらに抑制できる。さらに、加圧ローラ27は、押圧ローラ29方向に移動可能に支持されており、ニップ部35を通過する記録シートに加える圧力を調整できるようになっている。本実施の形態においては、加圧ローラ29を移動可能に支持しているが、押圧ローラ29を移動可能に支持することによっても、ニップ部35を通過する記録シートに加える圧力を制御することができる。
<定着ベルトについて>
定着ベルト26は、無端状のベルトであり、周内から押圧部材によって付勢されて加圧ローラ27と接触する。定着ベルト26は、記録シートと接触する面が加熱された状態で記録シートの搬送速度と同速にて回転移動し、ニップ部35において記録シート上の未定着トナーを溶融定着させる。
In this embodiment, a
<About fixing belt>
The fixing
本実施例における定着ベルト26は、駆動ローラ31とテンションローラ32及び押圧部材との間に懸架された状態で回転移動する。定着ベルト両端部には一定の間隔で直径3mmの穴が設けられており、駆動ローラ31の軸方向端部に設けられた突起と噛み合うように構成され、駆動ローラ31の回転に応じて移動する。定着ベルト26は、テンションローラ32に懸架することで撓むことがなく、テンションローラ32と押圧部材の表面に接触した状態で摺動する。また、定着ベルト32は、テンションローラ32内部に設けられたハロゲンヒータ33によって、トナーを溶融定着する温度まで加熱される。
本実施例の定着ベルト26は、無端状のベルトであり、基材の表面に弾性層、離型層が形成されている。基材としては、耐熱性樹脂のうち、例えばポリイミドフィルムを用い、その表面を厚さ2mm程度の耐熱性及び弾性に優れたエラストマー材料、例えばシリコンゴムがコーティングされ、さらに内外周面を離型層として耐熱性及び離型性に優れたフッ素樹脂材料で、例えばPFAをコーティングしている。
In this embodiment, the fixing
The fixing
駆動ローラ31とテンションローラ32を一体の構成にし、一つのローラで定着ベルト26を懸架すると共に駆動力を与える構成にしても良い。また、定着ベルト26を加熱する手段としては、定着ベルト26の周外から定着ベルト26表面を加熱するよう構成しても良い。
<押圧部材について>
柱状の押圧部材は、定着ベルト26を周内から加圧ローラ27に付勢して、その表面形状に応じたニップ部35を形成するように設けられる。押圧部材は、後述する場合を除き、記録シートがニップ部35を通過する間は固定して保持され、一定形状のニップ部35を形成する。押圧部材に摺動する定着ベルト26は、押圧部材の表面に接しながら、記録シートと共にニップ部35を通過するように回転移動する。
The driving
<Pressing member>
The columnar pressing member is provided so as to urge the fixing
また、押圧部材は回転可能に設けられており、回転軸方向と直交する断面の外周に平坦部や凹部を有しており、定着時に定着ベルト26を介して加圧ローラ27を押圧する部位を変えることで、記録シートの種類や未定着トナーの量といった条件に応じて様々なニップ部35を形成できる。
The pressing member is rotatably provided and has a flat portion or a concave portion on the outer periphery of a cross section perpendicular to the rotation axis direction, and a portion that presses the
押圧部材として用いる押圧ローラ29は、アルミニウム、鉄等の耐熱金属材料のうち、例えばステンレス鋼を基材として柱状に成型し、表面に耐熱性及び離型性に優れたPFA等のフッ素樹脂がコーティングされている。
押圧ローラ29は、加圧ローラ27方向にスプリングバネ37を用いた加圧機構38により加圧され、定着ベルト26を付勢して加圧ローラ27に圧接する。これにより加圧ローラ27の表面付近の発泡性樹脂部分が変形し、押圧ローラ29の表面形状に応じたニップ部35が形成される。
The
The
また、押圧ローラ29は回転可能に支持され、図示しない駆動源によって自由に回転及び静止することができ、押圧ローラ29端部に取り付けた図示しないエンコーダによって、その位置を制御することが可能になっている。
The
本実施形態における押圧ローラ29は、回転軸方向の長さが230〜370mmの範囲であり、回転軸方向に直交する断面における軸心から外縁までの最大長さが15〜40mmの範囲が好ましい。また、図3に示す様に、軸方向に直交する断面の外周に凸状の円弧部aと、異なる長さの平坦部b1、b2と、凹部cを有している。円弧部aは、半径10〜40mmの範囲の半円形状が好ましく、凹部cは半径(加圧ローラ27の外径/2+5〜30)mmの範囲の円に沿って窪む形状が好ましい。押圧部材の断面外周には、円弧部に加えて平面部及び凹部の少なくとも一つを形成するだけでも良いが、平坦部及び凹部の両方を有し、さらに周方向の長さが異なる平坦部もしくは凹部を形成することがより好ましい。異なる部分を複数有することで、様々なニップ幅及び形状を作成することが可能となるためである。
In the present embodiment, the pressing
本実施形態における押圧ローラ29によって形成されるニップ部35を、図4に示す。図4(A)は押圧ローラ29の円弧部によってニップ部35が形成されている状態を示し、図4(B)及び(C)は、それぞれ押圧ローラ29の平坦部及び凹部によってニップ部35が形成されている状態を表している。このように本実施形態では、ニップ部35の形状を、押圧ローラ29を回転させることによって制御している。さらに本実施形態においては、加圧ローラ27を押圧ローラ29方向に移動させることによってニップ部35に加わる圧力を制御することが可能となる。
The
また、押圧ローラ29の軸心を通る軸方向断面図を図5に示す。図5(A)は、図3のイ−イ´断面、図5(B)は図3におけるロ−ロ´断面で、異なる周方向における断面図を表している。図5各図に示したように、押圧ローラ29は軸方向断面において回転軸方向中央部が窪んでいる、鼓状の形状を有している。また、周方向によって中央部の窪む量が異なっている。
FIG. 5 is a sectional view in the axial direction passing through the axis of the
具体的には、図5各図の通り、押圧ローラ29の中央部における軸心から外縁までの長さL1は、周辺部における軸心から外縁までの長さL2よりも小さい。さらに、イ−イ´断面とロ−ロ´断面では長さL1とL2とが異なるように、周方向で長さL1とL2とが連続的に変化するように形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, the length L1 from the axial center to the outer edge of the central portion of the
本実施例における押圧ローラ29の各部のL1とL2の差は、図3における円弧部aにおいては0.05mmから0.15mmまで周方向で変化し、平坦部b1では0.15mm、b2では0.05mm、凹部cでは0.05mmになるように形成している。
The difference between L1 and L2 of each part of the
画像形成装置100の内部メモリには、記録シートの大きさや厚み、光沢紙などの特殊紙及び封筒等の種類、記録シート上に形成された未定着トナーの量といった情報を複合して良好な定着画像を得るために最適なニップ部35の状態が予め保持されている。この情報に基づいて、押圧ローラ29の定着ベルト26を介して加圧ローラ27を押圧する位置を制御して最適なニップ部を形成することで、各種条件下において不具合の無い画像を得ることが可能となる。
<定着装置の動作について>
本実施形態によれば、以下に記載するように、記録シートにシワや過剰なカールが発生するのを効果的に防止し、記録シートと定着ベルト26との剥離性を向上させることができる。
≪記録シートのシワ防止について≫
例えば、ニップ部35内における圧力が押圧ローラの回転軸方向で均一でないと、結果的に記録シートの搬送速度に局所的な差異が生じ、記録シートにシワが発生しやすくなるという問題がある。特に、腰の弱い記録シートの場合に顕著な現象である。
The internal memory of the image forming apparatus 100 combines information such as the size and thickness of the recording sheet, the type of special paper such as glossy paper and envelopes, and the amount of unfixed toner formed on the recording sheet, for good fixing. The optimum state of the
<Operation of the fixing device>
According to the present embodiment, as described below, it is possible to effectively prevent the recording sheet from being wrinkled or excessively curled, and to improve the peelability between the recording sheet and the fixing
≪Record sheet wrinkle prevention≫
For example, if the pressure in the
本実施形態の押圧ローラ29は、上記したように、軸心を通る軸方向断面において、中央部における軸心から外縁までの長さL1を、周辺部における長さL2よりも小さくしている。押圧ローラ29がこのような形状を有することによって、ニップ部35を通過する記録シートの幅方向端部における圧力の方が、中央部における圧力よりも大きくなる。従って、記録シートには常に中央部から両端部に向かって広がる力が付与されることになり、一般紙のみならず、腰の弱い記録シートにおいても、シワを生じることなく定着画像を得ることができる。
As described above, the pressing
また、本実施形態における押圧ローラ29は、軸方向断面における中央部と周辺部の上記長さの差(L2−L1)が、周方向で異なる形状を有している。このような形状によって、厚みや用紙幅が異なるサイズの記録シートにおいてもシワの発生を有効に防止することができる。例えば、押圧ローラ29の円弧部において定着する際に、用紙幅が大きい場合には上記差(L2−L1)が大きい部分でニップ部35を形成し、用紙幅が小さい場合には上記差(L2−L1)が小さい部分でニップ部35を形成すれば良い。これによって、用紙の幅によらずシワの発生を有効に防止することができる。
Further, the
また、記録シートが封筒の場合、ニップ部35を通過する際に、封筒の表面と裏面で線速差が生じるため、表裏の結合部分にシワを生じることがある。しかし、押圧ローラ29の平坦部を使用すれば、封筒の表裏の線速差が少なくなるので、シワの発生を抑えることが出来る。
≪記録シートと定着ベルトとの剥離性について1≫
未定着トナーを記録シートに定着させるには、記録シートがニップ部35を通過する間に十分な熱と圧力をトナー及び記録シートに加える必要がある。いずれかが不十分な場合には、定着部材への記録シートの巻き付き及び定着部材へのトナー付着が生じてしまうからである。熱と圧力のいずれかが過剰な場合にも、やはり定着部材へのトナー付着、記録シートのカールの発生といった不具合が生じやすい。特に、記録シートの腰が弱く、トナー量が少量の場合には巻き付きや過剰なカールの発生が顕著である。
Further, when the recording sheet is an envelope, when passing through the
≪Releasability between recording sheet and fixing belt 1≫
In order to fix the unfixed toner on the recording sheet, it is necessary to apply sufficient heat and pressure to the toner and the recording sheet while the recording sheet passes through the
しかし、記録シートの腰が弱く、トナー量が少量である条件下においても、押圧ローラ29の平坦部や凹部でニップ部35を形成することで、上記不具合の発生を抑制することができる。これは、円弧部を用いた場合よりも低圧状態でニップ幅を広く形成できるため、トナー及び記録シートに十分な熱及び圧力を与えることができるからである。従って、定着部材への記録シートの巻き付きや定着部材へのトナー付着が無く、かつ記録シートに過剰なカールが付与されるのを防止することができる。
≪記録シートと定着ベルトとの剥離性について2≫
さらに、記録シートがニップ部35を通過する最中に押圧ローラ29を回転させることで、記録シートと定着ベルト26の剥離性をより良好に保つことができる。
However, even when the recording sheet is weak and the amount of toner is small, the occurrence of the above-described problem can be suppressed by forming the
≪Releasability between recording sheet and fixing belt 2≫
Further, by rotating the
図6は、押圧ローラ29の平坦部を用いてニップ部35を形成し、記録シートがニップ部35を通過する際の押圧ローラ29の動作を示している。
FIG. 6 shows the operation of the
特に腰の弱い記録シートで、かつ画像面積が大きく未定着トナーの量が多い場合に定着ベルト26と記録シートの剥離性が低下する。この様な場合には、まず押圧ローラ29の平坦部あるいは凹部を用いてニップ部35を形成する(図6(A))。次に、記録シート先端部がニップ部35を通過する最中に押圧ローラ29を、図中反時計回りに回転させ、記録シートに局所的に大きな圧力を加える(図6(B))。さらに記録シート先端部がニップ部35を通過した後は元の状態に戻す(図6(C))という制御を行う。具体的には、押圧ローラ29の回転角度を3°〜10°程度回転させることで、上記効果が得られる。
この様に押圧ローラ29の回転を制御することで、記録シート全域に渡るカールの発生を防ぎつつ、記録シートと定着ベルトとの剥離性を向上させることができる。押圧ローラ29のこのような動作は、押圧ローラ29の平坦部や凹部を用いて行う場合に特に有効である。また、押圧ローラ29の円弧部によってニップ部35を形成した場合においても、記録シートが通過する最中に加圧ローラ27と押圧ローラ29の距離を近付ける動作を行うことで、同様の効果を得ることもできる。
<まとめ>
以上、本実施形態における定着装置によれば、記録シートの種類や記録シート上のトナー量などの組み合わせによって生じる多様な条件下においても、押圧ローラ29の位置及び動作、加圧ローラ27の位置等を制御することによって最適なニップ部35を形成できるため、記録シートのシワや過剰なカールが発生するのを防止し、記録シートと定着ベルト26との剥離性を向上させ、良好な定着画像を得ることができる。
In particular, when the recording sheet is weak and the image area is large and the amount of unfixed toner is large, the peelability between the fixing
By controlling the rotation of the
<Summary>
As described above, according to the fixing device of the present embodiment, the position and operation of the
最後に、上記実施形態に挙げた形状や構成に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Finally, the present invention is not limited to the requirements shown here, such as combinations of other elements with the shapes and configurations described in the above embodiments. These points can be changed without departing from the gist of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ(加圧部材)
29 押圧ローラ(押圧部材)
35 ニップ部
25
29 Pressing roller (pressing member)
35 Nip part
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JP2011052191A JP2012189721A (en) | 2011-03-09 | 2011-03-09 | Fixing device and image forming apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017111188A (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | コニカミノルタ株式会社 | Fixing device, image forming apparatus, and nip shape change method |
JP2017181758A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus including the same |
JP2017198891A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
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- 2011-03-09 JP JP2011052191A patent/JP2012189721A/en not_active Withdrawn
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