JP5152132B2 - Belt fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置のベルト式定着装置において画像未定着の記録媒体を挟持して定着を実行する記録媒体挟持部の熱及び圧力のエネルギーを低減でき且つ用紙の曲率分離性に優れたベルト式定着装置に関する。 The present invention provides a belt capable of reducing the heat and pressure energy of a recording medium clamping unit that performs fixing by sandwiching an unfixed recording medium in a belt-type fixing device of an image forming apparatus, and having excellent sheet curvature separation. The present invention relates to a type fixing device.
近年、プリンタやコピー機等の画像形成装置に対する基本的な要望として、高速化と省エネルギー化の二つがある。一般に、装置の高速化には多大な電力の増強を必要とする。したがって、高速化と省エネルギー化は相反する又は矛盾する内容を含んでいるといえるものである。 In recent years, there are two basic demands for image forming apparatuses such as printers and copiers: speeding up and energy saving. In general, a great increase in power is required for speeding up the apparatus. Therefore, it can be said that speeding up and energy saving contain contradictory or contradictory contents.
ところで、画像形成装置のエネルギー消費の約６〜７割は定着器における消費であるから、画像形成装置における高速化と省エネルギー化には定着装置の機能が大きく関わってくる。そこで、定着装置について定着方式毎に分けて考察することにする。 By the way, since about 60 to 70% of the energy consumption of the image forming apparatus is consumed by the fixing device, the speed of the image forming apparatus and the energy saving are greatly related to the function of the fixing device. Therefore, the fixing device will be considered separately for each fixing method.
先ず、ローラ定着方式について考察する。ローラ定着方式は、ローラ自身の熱容量が大きいため、所定温度までの到達時間が長く待機中に保温のためのヒータを点灯する等の制御が必要であり、消費電力が多大であって、省エネルギー化の主旨を実現するには不向きである。 First, the roller fixing method will be considered. The roller fixing method has a large heat capacity of the roller itself, so it takes a long time to reach a predetermined temperature, so control such as turning on a heater for heat retention during standby is necessary, and power consumption is great, saving energy. It is not suitable for realizing the purpose of
また、ローラ定着方式では、記録媒体を挟持する把持部の幅（搬送方向に沿った長さ）が数ミリと小さいため、高速で連続印刷する場合は、記録媒体に熱を奪われて良好な定着性を持続できない虞がある。 Also, in the roller fixing method, the width of the gripping part (the length along the conveying direction) that sandwiches the recording medium is as small as several millimeters, so when continuously printing at high speed, the recording medium is deprived of heat and is good. There is a possibility that the fixing property cannot be maintained.
したがって、高速化のためにはローラの熱容量を更に大きくする必要があり、ローラの径を大径化しなければならない。そうすると装置全体が大型化するだけでなく消費電力が更に大きくなって、高速化は実現しても省エネルギー化の主旨に反し、さらには近年の装置の小型化の要望にそぐわなくなる。 Therefore, to increase the speed, it is necessary to further increase the heat capacity of the roller, and the diameter of the roller must be increased. This not only increases the size of the entire apparatus but also increases the power consumption. Even if the speed is increased, it is contrary to the purpose of energy saving, and further, it does not meet the recent demand for downsizing of the apparatus.
なお、加圧ローラ側にヒータを追加すれば定着性は良くなるが、加圧ローラは記録媒体の裏面側に配置されるローラであり、未定着画像を直接加熱することはできない。つまり記録媒体を介して未定着画像を加熱することになるから加熱の効率は良くない。したがって、定着性に有効な熱量を得るためにはヒータの発熱量を大きくする必要がある。つまり消費電力が大きくなる。この場合も省エネルギー化の主旨に反する。 Note that if a heater is added to the pressure roller side, the fixability is improved, but the pressure roller is a roller disposed on the back side of the recording medium, and an unfixed image cannot be directly heated. That is, since the unfixed image is heated through the recording medium, the heating efficiency is not good. Therefore, in order to obtain an amount of heat effective for fixing performance, it is necessary to increase the amount of heat generated by the heater. That is, power consumption increases. This is also contrary to the purpose of energy saving.
このように、ローラ定着方式は、高速化を図ろうとすると、ローラ内蔵のヒータの発熱量を大きくし且つ記録媒体の把持部幅を大きくするために定着ローラの径及び加圧ローラの径の拡大が必要となるので、高速化と省エネルギー化を両立させることができない。 As described above, in the roller fixing method, in order to increase the speed, the heat generation amount of the heater built in the roller is increased, and the diameter of the fixing roller and the pressure roller are increased in order to increase the width of the holding portion of the recording medium. Therefore, it is impossible to achieve both high speed and energy saving.
次に、フィルム定着方式（サーフ定着方式ともいう）について考察する。フィルム定着方式は、固定された発熱体上を定着面に離型性のあるポリイミド等の薄膜ベルトを走らせ、この薄膜ベルトにより記録媒体上の画像を定着させるものである。 Next, a film fixing method (also called a surf fixing method) will be considered. In the film fixing system, a thin film belt made of polyimide or the like having releasability is run on a fixed heating element on a fixing surface, and an image on a recording medium is fixed by the thin film belt.
薄膜ベルトは熱容量が小さいので、定着動作の立ち上がりが早く、最初の印刷開始時間は短くなるという利点を有する。しかし、熱容量が小さいので高速化には適さない。したがって、現在では、フィルム定着方式は低速機に特化されている。 Since the thin film belt has a small heat capacity, it has an advantage that the start-up of the fixing operation is quick and the initial printing start time is shortened. However, since the heat capacity is small, it is not suitable for speeding up. Therefore, at present, the film fixing method is specialized for low speed machines.
最後に、ベルト定着方式について考察する。ベルト定着方式のベルトは、ベルト基材とシリコンゴムの二層構成であるため、ある程度の熱容量もあり、且つベルト状であるため、熱応答性が良好である。このため中速から高速領域までこの方式を採用している装置が多くなっている。熱源としては、誘導加熱方式あるいはハロゲンヒータを用いる方式などがある。 Finally, consider the belt fixing method. Since the belt of the belt fixing system has a two-layer structure of a belt base material and silicon rubber, it has a certain heat capacity and has a belt-like shape, and thus has a good thermal response. For this reason, an increasing number of apparatuses adopt this method from medium speed to high speed. Examples of the heat source include an induction heating method and a method using a halogen heater.
しかしながら、ベルト定着方式は、ローラ定着方式とフィルム定着装置の中間的な方式であるため、更なる高速化及び省エネルギー化を追求する上では限界が有るとされる。近年では低温定着トナー等との組み合わせで、高速化と省エネルギー化を実現しようとする試みも散見される。 However, since the belt fixing method is an intermediate method between the roller fixing method and the film fixing device, there is a limit in pursuing further higher speed and energy saving. In recent years, there have been some attempts to achieve high speed and energy saving in combination with low-temperature fixing toner.
また、高速化の一端として動作の立ち上がりを早めるために予熱時間（ウォーミングアップタイム）の短縮を、ヒートローラ自体を改変することなく且つ生産性の低下を来たすことなく両立できるベルト式の定着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In addition, a belt-type fixing device that can shorten the preheating time (warming up time) as a part of speeding up without changing the heat roller itself and reducing the productivity is proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に見られる技術は、ヒートローラ自体を改変することなく、とあるが、予熱時において、定着ニップＮに近い側のヒートローラ２２の表面と定着ベルト２３との当接部Ａに、ヒータ２１の距離ｄを近づけるために、ヒータ２１とヒートローラ２２の表面の距離を変えるための移動手段が設けられている。 However, the technique found in Patent Document 1 is that the heat roller itself is not altered, but the contact portion A between the surface of the heat roller 22 near the fixing nip N and the fixing belt 23 is preheated. Further, in order to reduce the distance d of the heater 21, moving means for changing the distance between the surface of the heater 21 and the heat roller 22 is provided.
定着装置の内部又は近傍に、このような移動手段を配設するのは、装置全体が大形化するだけでなく、移動手段の制御も面倒である。また、この特許文献１では、動作の立ち上がりの予熱時間を短縮するだけで、連続印刷の高速化については考慮されていない。 Providing such moving means inside or in the vicinity of the fixing device not only increases the overall size of the apparatus but also makes it difficult to control the moving means. Moreover, in this patent document 1, only the preheating time of the start-up of operation | movement is shortened and it does not consider about the high speed of continuous printing.
本発明の課題は、上記従来の実状に鑑み、高速で連続して印刷でき、かつ定着を実行する記録媒体挟持部における熱及び圧力のエネルギーを低減できるベルト式定着装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a belt-type fixing device capable of continuously printing at high speed and reducing heat and pressure energy in a recording medium holding portion that performs fixing in view of the above-described conventional situation.
上記の課題を解決するために、本発明のベルト式定着装置は、未定着トナー像を担持して搬送手段により搬送される記録媒体の搬送を引き継いで該記録媒体を挟持し熱及び圧力を加えながら上記未定着トナー像を上記記録媒体に定着する一対の定着手段を備えた画像形成装置のベルト式定着装置において、上記一対の定着手段は、一対のうち少なくとも上記未定着トナー像に接しない側の一方の定着手段に、加熱ローラと、加圧ローラと、該両ローラに掛け渡されて回転する熱伝導ベルトと、該熱伝導ベルトに係合する静電吸着手段と、を備え、該静電吸着手段は、上記熱伝導ベルトの表面に絶縁部材を介し所定の形状に形成された導電パターンと、該導電パターンに電圧を印加する電圧印加手段とを備え、該電圧印加手段により上記導電パターンに所定の電圧を印加して上記導電パターンに電荷を誘起させ、上記熱伝導ベルトは、上記加熱ローラにより加熱され、上記導電パターンに誘起された電荷により上記記録媒体をベルト面に静電的に吸着して予熱を加えながら搬送し、上記加圧ローラにより他方の定着手段に押圧されて把持部を形成し、該把持部により予熱を加えた上記記録媒体を挟持して搬送しながら上記加圧ローラ及び上記他方の定着手段と協働して上記未定着トナー像を上記記録媒体に定着させ、上記画像形成装置の制御部は、上記未定着トナー像を定着させた上記記録媒体の先端部が上記把持部を通過するときだけ上記導電パターンに対する電圧の印加を停止するよう上記電圧印加手段を制御する、ことを特徴とするベルト式定着装置。 In order to solve the above-described problems, the belt-type fixing device of the present invention takes over the conveyance of the recording medium that carries the unfixed toner image and is conveyed by the conveying means, sandwiches the recording medium, and applies heat and pressure. However, in the belt-type fixing device of the image forming apparatus provided with a pair of fixing means for fixing the unfixed toner image to the recording medium, the pair of fixing means is at least one of the pair not contacting the unfixed toner image. One of the fixing means is provided with a heating roller, a pressure roller, a heat conduction belt that is stretched across the two rollers, and an electrostatic adsorption means that engages with the heat conduction belt. The electroadsorption means includes a conductive pattern formed in a predetermined shape on the surface of the heat conducting belt via an insulating member, and a voltage applying means for applying a voltage to the conductive pattern. A predetermined voltage is applied to the conductive pattern to induce a charge in the conductive pattern, and the heat conductive belt is heated by the heating roller, and the recording medium is electrostatically applied to the belt surface by the charge induced in the conductive pattern. Is adsorbed and transported while preheating, is pressed by the other fixing means by the pressure roller to form a gripping portion, and the recording medium preheated by the gripping portion is sandwiched and transported The unfixed toner image is fixed on the recording medium in cooperation with the pressure roller and the other fixing means, and the control unit of the image forming apparatus fixes the leading end of the recording medium on which the unfixed toner image is fixed. The belt-type fixing device is characterized in that the voltage applying means is controlled so that the voltage application to the conductive pattern is stopped only when the portion passes the gripping portion.
このベルト式定着装置において、上記他方の定着手段は、例えば、ヒータを内蔵した定着ローラであるように構成される。 In the belt-type fixing device, the other fixing unit is configured to be a fixing roller incorporating a heater, for example.
本発明によれば、画像形成装置のベルト式定着装置において、高速で連続して印刷でき、定着を実行する記録媒体把持部における熱及び圧力のエネルギーを大きく低減でき、かつ用紙の曲率分離性に優れたベルト式定着装置を提供することができる。 According to the present invention, in the belt-type fixing device of the image forming apparatus, it is possible to continuously print at a high speed, greatly reduce the heat and pressure energy in the recording medium gripping portion that performs fixing, and improve the curvature separation of the paper. An excellent belt-type fixing device can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図１は、本発明の実施例１に係るベルト式定着装置を備えたフルカラー画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration of a full-color image forming apparatus (hereinafter simply referred to as a printer) provided with a belt-type fixing device according to Embodiment 1 of the present invention. A printer 1 shown in FIG. 1 is an electrophotographic secondary transfer tandem color image forming apparatus, and includes an image forming unit 2, an intermediate transfer belt unit 3, a paper feeding unit 4, and a duplex printing conveyance unit 5. It consists of
上記画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。 The image forming unit 2 has a configuration in which four image forming units 6 (6M, 6C, 6Y, and 6K) are arranged in a multistage manner from right to left in FIG.
上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。 Of the four image forming units 6, three image forming units 6M, 6C and 6Y on the upstream side (the right side in the figure) are magenta (M), cyan (C) and yellow (subtractive three primary colors, respectively). A mono-color image is formed with the color toner of Y), and the image forming unit 6K forms a monochrome image with black (K) toner mainly used for dark portions of characters and images.
上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。 Each of the image forming units 6 has the same configuration except for the color of the toner stored in the toner container (toner cartridge). Accordingly, the configuration of the black (K) image forming unit 6K will be described below as an example.
画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電ローラ９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。 The image forming unit 6 includes a photosensitive drum 7 at the bottom. The peripheral surface of the photosensitive drum 7 is made of, for example, an organic photoconductive material. A cleaner 8, a charging roller 9, an optical writing head 11, and a developing roller 13 of the developing device 12 are arranged around the periphery of the photosensitive drum 7.
現像器１２は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。 The developing device 12 puts one of magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (K) toners in the upper toner container as indicated by M, C, Y, and K in the drawing. An intermediate portion is provided with a toner replenishing mechanism for the lower portion.
また、現像器１２の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にはトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。 Further, the developing roller 13 is provided in the lower side of the developing device 12 in the side opening, and a toner stirring member, a toner supply roller for supplying toner to the developing roller 13, and a toner layer on the developing roller 13 are fixed. It has a doctor blade that regulates the layer thickness.
中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させるベルト駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。 The intermediate transfer belt unit 3 has an endless transfer belt 14 extending in a flat loop shape from substantially the left and right sides of the figure at the approximate center of the main unit, and the transfer belt 14 is stretched over the transfer belt 14. A belt driving roller 15 and a driven roller 16 are provided to circulate and move the belt 14 counterclockwise in the figure.
上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に記録媒体（以下、用紙ともいう）に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。 The transfer belt 14 transfers the toner image directly to the belt surface (primary transfer), and further transfers the toner image to a recording medium (hereinafter also referred to as paper) (secondary transfer). Here, the entire unit is referred to as an intermediate transfer belt unit.
この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。 The intermediate transfer belt unit 3 includes a belt position control mechanism 17 in the loop of the flat loop-shaped transfer belt 14. The belt position control mechanism 17 includes a primary transfer roller 18 made of a conductive foam sponge that presses against the lower peripheral surface of the photosensitive drum 7 via the transfer belt 14.
ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。 The belt position control mechanism 17 has three primary transfer rollers 18 corresponding to the three image forming units 6M, 6C, and 6Y of magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) as vertical support shafts. Rotate to the center with the same period.
そして、ベルト位置制御機構１７は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させる。 Then, the belt position control mechanism 17 rotates and moves one primary transfer roller 18 corresponding to the black (K) image forming unit 6K at a rotational movement cycle different from the cycle of the three primary transfer rollers 18. The belt 14 is moved away from the photosensitive drum 7.
すなわち、ベルト位置制御機構１７は、中間転写ベルトユニット３の転写ベルト１４の位置を、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。 That is, the belt position control mechanism 17 moves the position of the transfer belt 14 of the intermediate transfer belt unit 3 to full color mode (all four primary transfer rollers 18 are in contact with the transfer belt 14), monochrome mode (to the image forming unit 6K). Only the corresponding primary transfer roller 18 is in contact with the transfer belt 14) and all non-transfer modes (all four primary transfer rollers 18 are separated from the transfer belt 14).
上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーニング部３４が配置され、ベルト下面部には、ほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器１９が着脱自在に配置されている。 In the intermediate transfer belt unit 3, a belt cleaning unit 34 is disposed further upstream of the uppermost image forming unit 6 </ b> M in the belt moving direction on the upper surface, and the belt lower surface is substantially along the entire surface. A flat and thin waste toner collecting container 19 is detachably disposed.
給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５が配置されている。 The paper feed unit 4 includes two paper feed cassettes 21 arranged in two upper and lower stages, and in the vicinity of the paper feed opening (right side in the figure) of the two paper feed cassettes 21, respectively, A feeding roller 23, a separating roller 24, and a standby conveying roller pair 25 are disposed.
待機搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。 In the paper conveyance direction (vertical upward direction in the figure) of the standby conveyance roller pair 25, a secondary transfer roller 26 that is in pressure contact with the driven roller 16 via the transfer belt 14 is disposed, and the secondary transfer portion to the paper is arranged. Forming.
この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式定着装置２７が配置されて、ベルト式定着装置２７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式定着装置２７から搬出する搬出ローラ対２８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。 A belt-type fixing device 27 is disposed on the downstream side (upward in the drawing) of the secondary transfer unit, and the fixed sheet is carried out of the belt-type fixing device 27 further downstream of the belt-type fixing device 27. A pair of carry-out rollers 28 and a pair of paper discharge rollers 31 that discharge the discharged paper to a paper discharge tray 29 formed on the upper surface of the apparatus are disposed.
両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。 The duplex printing conveyance unit 5 includes a start return path 32a that branches from the intermediate conveyance path between the carry-out roller pair 28 and the discharge roller pair 31 to the right lateral direction in the drawing, and then an intermediate return path 32b that bends downward. A terminal return path 32c that bends in the left lateral direction opposite to the above and eventually reverses the return sheet, and four return roller pairs 33a, 33b, 33c, and 33d disposed in the middle of these return paths. ing.
上記終端返送路３２ｃの出口は、給紙部４の下方の給紙カセット２１に対応する待機搬送ローラ対２５への搬送路に連絡している。また、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部には、前述したベルトクリーニング部３４が配置されている。 The exit of the end return path 32 c communicates with a conveyance path to the pair of standby conveyance rollers 25 corresponding to the sheet feeding cassette 21 below the sheet feeding unit 4. In this example, the belt cleaning unit 34 described above is disposed on the upper surface of the intermediate transfer belt unit 3.
ベルトクリーニング部３４は、転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去して、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより落下筒内を上部まで搬送し、落下筒を介して廃トナー回収容器１９に送り込んでいる。 The belt cleaning unit 34 comes into contact with the upper surface of the transfer belt 14 to scrape and remove the waste toner, and stores it in a temporary storage unit of a belt cleaner unit (not shown). The stored waste toner is dropped by a conveying screw. The inside of the cylinder is conveyed to the upper part, and is sent to the waste toner collecting container 19 through the dropping cylinder.
図１に示すように、このプリンタ１は、用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対２５により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト１４を介してトナー像を転写する方式となっている。 As shown in FIG. 1, the printer 1 is not a system that directly transfers a toner image onto a sheet, but a sheet conveyed in the vertical direction to a secondary transfer unit by a standby conveyance roller pair 25 via an intermediate transfer belt 14. The toner image is transferred.
したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図１の右側を開放するのみで対処できるようになっている。 Therefore, it is possible to cope with a maintenance process for recovering from a problem such as a paper jam occurring in the paper transport path by simply opening the right side of FIG.
そして、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないので、図１の左側に集中するキット類などの消耗品の着脱の操作は、長手方向に入れ替え操作するだけの小さなスペースで良いように構成されている。 In addition, since troubles such as paper jam do not occur in the arrangement section of the kits, the operation for attaching and detaching consumables such as the kits concentrated on the left side of FIG. 1 may be a small space that can be replaced in the longitudinal direction. It is configured as follows.
これにより、キット間の寸法は、可及的に縮小されており、装置本体全体の小型化が図られている。また、光書込みヘッド自体も小型化され、感光体ドラムに、より近接している構成となっている。 Thereby, the dimension between kits is reduced as much as possible, and size reduction of the whole apparatus main body is achieved. Further, the optical writing head itself is also miniaturized and is configured closer to the photosensitive drum.
図２は、上記のプリンタ１の制御装置を含む回路ブロック図である。図２に示すように回路ブロックは、ＣＰＵ（central processing unit)３５を中心にして、このＣＰＵ３５に、それぞれデータバスを介してインターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）３６及びプリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）３７が接続されている。このＰＲ＿ＣＯＮＴ３７にはプリンタ印字部３８が接続されている。 FIG. 2 is a circuit block diagram including the control device of the printer 1 described above. As shown in FIG. 2, the circuit block has a CPU (central processing unit) 35 as a center, and an interface controller (I / F_CONT) 36 and a printer controller (PR_CONT) 37 are connected to the CPU 35 via data buses. ing. A printer printing unit 38 is connected to the PR_CONT 37.
また、ＣＰＵ３５には、ＲＯＭ（read only memory）３９、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）４１、本体操作部の操作パネル４２、及び各部に配置されたセンサからの出力が入力されるセンサ部４３が接続されている。ＲＯＭ３９には、システムプログラムが記憶され、ＣＰＵ３５は、このシステムプログラムに従って各部を制御して処理を行う。 Connected to the CPU 35 are a read only memory (ROM) 39, an electrically erasable programmable ROM (EEPROM) 41, an operation panel 42 of the main body operation unit, and a sensor unit 43 to which outputs from sensors arranged in the respective units are input. Has been. A system program is stored in the ROM 39, and the CPU 35 performs processing by controlling each unit in accordance with the system program.
すなわち、各部において、先ず、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ３６は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ４４に展開する。フレームメモリ４４は、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）ごとに記憶エリアが設定されており、各色のデータが対応するエリアに展開される。 That is, in each unit, first, the I / F_CONT 36 converts print data supplied from a host device such as a personal computer into bitmap data and develops it in the frame memory 44. In the frame memory 44, a storage area is set for each of black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y), and data of each color is developed in a corresponding area.
フレームメモリ４４に展開されたデータはＰＲ＿ＣＯＮＴ３７に出力され、ＰＲ＿ＣＯＮＴ３７からプリンタ印字部３８に出力される。 The data expanded in the frame memory 44 is output to the PR_CONT 37, and is output from the PR_CONT 37 to the printer printing unit 38.
プリンタ印字部３８は、エンジン部であり、ＰＲ＿ＣＯＮＴ３７からの制御の下で、図１に示した感光体ドラム７、一次転写ローラ１８等を含む回転駆動系、帯電ローラ９、光書込ヘッド１１等の被駆動部を有する画像形成部の印加電圧などのプロセス負荷への駆動出力を制御する。 The printer printing unit 38 is an engine unit, and under the control of the PR_CONT 37, the rotation driving system including the photosensitive drum 7, the primary transfer roller 18 and the like shown in FIG. 1, the charging roller 9, the optical writing head 11, etc. A drive output to a process load such as an applied voltage of an image forming unit having a driven portion is controlled.
更にプリンタ印字部３８は、中間転写ベルトユニット３の上下移動や転写ベルト１４の回転駆動、ベルト式定着装置２７のベルト駆動などを行うベルト駆動部４５、用紙取出ローラ２２〜排紙ローラ対３１等の回転駆動される各部からなる搬送機構を駆動する搬送機構駆動部４６への駆動出力を制御する。 Further, the printer printing unit 38 includes a belt driving unit 45 that performs the vertical movement of the intermediate transfer belt unit 3, the rotation driving of the transfer belt 14, the belt driving of the belt-type fixing device 27, the sheet take-out roller 22 to the discharge roller pair 31, and the like. The drive output to the transport mechanism drive unit 46 that drives the transport mechanism composed of the various parts that are rotationally driven is controlled.
更にプリンタ印字部３８は、ベルト式定着装置３７の発熱駆動及びベルトの静電電荷発生機構の駆動を行う印加電圧出力部４７の出力を制御する。 Further, the printer printing unit 38 controls the output of the applied voltage output unit 47 that drives the heat generation of the belt-type fixing device 37 and the electrostatic charge generation mechanism of the belt.
そして、ＰＲ＿ＣＯＮＴ３７から出力されたブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色のデータは、プリンタ印字部３８からそれぞれ対応する図１に示した光書込ヘッド２１に供給される。 The black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) data output from the PR_CONT 37 are respectively sent from the printer printing unit 38 to the corresponding optical writing head 21 shown in FIG. To be supplied.
図３は、上記構成のプリンタ１におけるベルト式定着装置２７の、より詳細な構成を示す断面図である。なお、図３には、図１と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a more detailed configuration of the belt-type fixing device 27 in the printer 1 having the above-described configuration. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are given the same numbers as in FIG.
図３に示すように、ベルト式定着装置２７は、下部に用紙搬入口５１、上部に用紙搬出口５２を形成された断熱性の筐体５３で外側を囲まれた内部に、加圧ローラ５４、熱源５５を内蔵した加熱ローラ５６、これら加圧ローラ５４と加熱ローラ５６とに掛け渡された熱伝導ベルト５７、熱伝導ベルト５７を介して加圧ローラ５４に圧接して定着挟持部Ａを形成する定着ローラ５８を備えている。 As shown in FIG. 3, the belt-type fixing device 27 includes a pressure roller 54 in an inside surrounded by a heat-insulating housing 53 having a paper carry-in port 51 at the bottom and a paper carry-out port 52 at the top. The heating roller 56 with a built-in heat source 55, the heat transfer belt 57 spanned between the pressure roller 54 and the heat roller 56, and the pressure holding roller 54 via the heat transfer belt 57 are pressed against the fixing pinching portion A. A fixing roller 58 is provided.
定着ローラ５８には、熱源５９が内蔵されている。また、加圧ローラ５４はアルミ素管の表面にシリコンゴムを２〜４ｍｍの厚さに形成し、更にその上をＰＦＡ（フッ素樹脂）チューブで被覆して、表面の円滑性と定着ローラ５８との挟持性の向上を図っている。 The fixing roller 58 incorporates a heat source 59. Further, the pressure roller 54 is formed by forming silicon rubber with a thickness of 2 to 4 mm on the surface of the aluminum base tube, and further covering the surface with a PFA (fluororesin) tube. The improvement of the pinching property is aimed at.
また、定着挟持部Ａの出口側となる用紙搬出口５２の両側には、用紙分離板６１（６１ａ、６１ｂ）が配置されている。また、定着挟持部Ａの入口側となる用紙搬入口５１の両側には、用紙案内板６２（６２ａ、６２ｂ）が配置されている。 In addition, on both sides of the sheet carry-out port 52 which is the exit side of the fixing and clamping unit A, sheet separation plates 61 (61a and 61b) are disposed. In addition, paper guide plates 62 (62a, 62b) are arranged on both sides of the paper carry-in entrance 51, which is the entrance side of the fixing and clamping unit A.
用紙６０は、従動ローラ１６が転写ベルト１４を介して二次転写ローラ２６に圧接する二次転写部Ｂで未定着トナー像を二次転写される。その後、用紙６０は、二次転写部Ｂとベルト式定着装置２７の用紙搬入口５１との間に配置された案内板６３に案内されて、矢印Ｃで示すように、ベルト式定着装置２７に搬入される。 An unfixed toner image is secondarily transferred on the sheet 60 at the secondary transfer portion B where the driven roller 16 is pressed against the secondary transfer roller 26 via the transfer belt 14. Thereafter, the paper 60 is guided by a guide plate 63 disposed between the secondary transfer portion B and the paper carry-in port 51 of the belt-type fixing device 27, and as shown by an arrow C, is fed to the belt-type fixing device 27. It is brought in.
このように、ベルト式定着装置２７の中に搬入される用紙６０の未定着トナー像の定着を、定着挟持部Ａの熱を高温化させずに、かつ高速に連続して行うには、未定着トナー像を担持する用紙６０そのものを定着前に予熱することが必要と考えられる。 Thus, in order to fix the unfixed toner image on the paper 60 carried into the belt type fixing device 27 continuously at a high speed without increasing the temperature of the fixing nipping portion A, it is not yet determined. It is considered necessary to preheat the sheet 60 itself that carries the contact toner image before fixing.
しかし、用紙６０を予熱するための熱源を、上記の構成とは別に配置したのでは、装置の大形化を招くだけでなく、予熱する熱源のための電力が新たに必要となるので省エネルギー化に寄与する構成とはならない。 However, if the heat source for preheating the paper 60 is arranged separately from the above configuration, not only the apparatus is increased in size but also the power for the heat source for preheating is newly required, thereby saving energy. It is not a structure that contributes to
そこで、加熱ローラ５６と定着挟持部Ａとの間には距離が在るので、この間で熱伝導ベルト５７に用紙６０を密着させて定着挟持部Ａまで搬送すれば、用紙６０を定着前に予熱することができる。 Therefore, since there is a distance between the heating roller 56 and the fixing pinching portion A, if the paper 60 is brought into close contact with the heat conducting belt 57 and conveyed to the fixing pinching portion A during this time, the paper 60 is preheated before fixing. can do.
用紙６０のような紙葉類を、ベルト等の搬送体に密着させるのには、搬送体を帯電させて、その電荷によって紙葉類を吸着することは従来行われていたことであった。しかしながら、ベルト式定着装置２７の内部には、図３では図示を省略しているが、クリーナ、巻き付き防止装置など、他の部材が配置されており、帯電器を設けるような余剰な空間は存在しない。 In order to bring a paper sheet such as the paper 60 into close contact with a conveyance body such as a belt, it has been conventionally performed to charge the conveyance body and to adsorb the paper sheet by the charge. However, although not shown in FIG. 3, other members such as a cleaner and an anti-winding device are disposed inside the belt-type fixing device 27, and there is an excessive space for providing a charger. do not do.
そこで、本実施例においては、帯電器を用いずに、熱伝導ベルト５７の配置構成も変更することなく、用紙６０を熱伝導ベルト５７に吸着させることにした。 Therefore, in this embodiment, the sheet 60 is adsorbed to the heat conduction belt 57 without using a charger and without changing the arrangement configuration of the heat conduction belt 57.
また、従来は、加熱ローラ５６には熱源５５としてハロゲンランプを二本内蔵し、定着ローラ５８には熱源を設けなかったが、本例では、加熱ローラ５６の二本のハロゲンランプを分割して、加熱ローラ５６と定着ローラ５８にそれぞれ一本のハロゲンランプを配置している。総ワット数的には従来構成と略同等である。 Conventionally, the heating roller 56 has two built-in halogen lamps as the heat source 55 and the fixing roller 58 has no heat source. However, in this example, the two halogen lamps of the heating roller 56 are divided. A single halogen lamp is provided for each of the heating roller 56 and the fixing roller 58. The total wattage is almost the same as the conventional configuration.
図４は、上記のベルト式定着装置２７の吸着機能を有する熱伝導ベルト５７の構成を示す図である。熱伝導ベルト５７は薄肉のポリイミドフィルムから成り、図４に示すように、片面には、絶縁部材６４を介して銅箔から成る導電パターン６５（６５ａ、６５ｂ）と電極６６（６６ａ、６６ｂ）が配置されている。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the heat conduction belt 57 having the suction function of the belt-type fixing device 27 described above. The heat conduction belt 57 is made of a thin polyimide film. As shown in FIG. 4, a conductive pattern 65 (65a, 65b) made of copper foil and an electrode 66 (66a, 66b) are formed on one surface via an insulating member 64. Has been placed.
導電パターン６５は、プラス極性となる導電パターン６５ａとマイナス極性となる導電パターン６５ｂとが平行して交互に配置されている。これらの導電パターン６５（６５ａ、６５ｂ）には、熱伝導ベルト５７の両側部にベルト側部に沿って配設された電極６６（６６ａ、６６ｂ）から電圧が印加される。 In the conductive pattern 65, conductive patterns 65a having a positive polarity and conductive patterns 65b having a negative polarity are alternately arranged in parallel. A voltage is applied to these conductive patterns 65 (65a, 65b) from electrodes 66 (66a, 66b) disposed on both sides of the heat conducting belt 57 along the belt side portions.
すなわち電極６６ａには導電パターン６５ａの一端が接続されプラスの電圧が印加される。導電パターン６５ａの他端は自由端となっている。また、電極６６ｂには導電パターン６５ｂの一端が接続され、マイナスの電圧が印加される。導電パターン６５ｂの他端は自由端となっている。 That is, one end of the conductive pattern 65a is connected to the electrode 66a, and a positive voltage is applied. The other end of the conductive pattern 65a is a free end. Further, one end of the conductive pattern 65b is connected to the electrode 66b, and a negative voltage is applied. The other end of the conductive pattern 65b is a free end.
プラス極性となる導電パターン６５ａとマイナス極性となる導電パターン６５ｂ間は絶縁部材６４によって絶縁領域となっており、これにより電圧の流出が防止されている。 Between the conductive pattern 65a having the positive polarity and the conductive pattern 65b having the negative polarity, an insulating region is formed by the insulating member 64, thereby preventing the voltage from flowing out.
電極６６ａには電圧印加手段としての電源６７のプラス側出力線が、特には図示しないハーネスを介し、更に例えば摺接ブラシ、摺接板バネ、又は滑接ローラ等の導電伝達部材６８ａを介して接続され、電極箔６６ｂには、電源６７のマイナス側出力線が、同じくハーネスを介し、更に摺接ブラシ、摺接板バネ、又は滑接ローラ等の導電伝達部材６８ｂを介して接続されている。 A positive output line of a power source 67 as a voltage applying means is connected to the electrode 66a, in particular, through a harness (not shown), and further via a conductive transmission member 68a such as a sliding contact brush, a sliding contact leaf spring, or a sliding contact roller. The negative output line of the power supply 67 is also connected to the electrode foil 66b via a harness, and further via a conductive transmission member 68b such as a sliding contact brush, a sliding contact leaf spring, or a sliding roller. .
また、電源６７のプラス側出力線及びマイナス側出力線には、それぞれ常時閉型スイッチ６９ａ及び６９ｂが配置されている。常時閉型スイッチ６９ａ及び６９ｂは絶縁性連動駆動部材７１により連結され、連動して開閉する。 In addition, normally closed switches 69a and 69b are arranged on the positive output line and the negative output line of the power supply 67, respectively. The normally closed switches 69a and 69b are connected by an insulative interlocking drive member 71 and open and close in conjunction with each other.
これにより、電源６７から、出力線、常時閉型スイッチ、導電伝達部材、及び電極箔６６を介して、導電パターン６５ａ及び６５ｂに印加される電圧により、導電パターン６５ａにはプラス極性の電荷が誘起され、導電パターン６５ｂにはマイナス極性の電荷が誘起される。 Thereby, a positive polarity charge is induced in the conductive pattern 65a by the voltage applied to the conductive patterns 65a and 65b from the power source 67 through the output line, the normally closed switch, the conductive transmission member, and the electrode foil 66. As a result, a negative polarity charge is induced in the conductive pattern 65b.
図５(a),(b),(c) は、実施例１に係る上記構成のベルト式定着装置２７における用紙６０の搬送と画像定着の基本動作を示す動作状態図である。
図６は、図５(b) の破線丸印ｇで囲んだ部分の拡大断面図である。
FIGS. 5A, 5B, and 5C are operation state diagrams showing the basic operations of the conveyance of the paper 60 and the image fixing in the belt-type fixing device 27 having the above-described configuration according to the first embodiment.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by a broken-line circle g in FIG.
図３に示したように二次転写部Ｂで未定着トナー像を二次転写された後、図５(a) の矢印Ｃで示すようにベルト式定着装置２７に進入した用紙６０は、加熱ローラ５６の部分で矢印ｆで示すように、転写ベルト５７のベルト面に静電的に吸着される。 After the unfixed toner image is secondarily transferred at the secondary transfer portion B as shown in FIG. 3, the paper 60 that has entered the belt-type fixing device 27 as shown by the arrow C in FIG. The roller 56 is electrostatically attracted to the belt surface of the transfer belt 57 as indicated by an arrow f.
その後、用紙６０は、図５(b) に示すように、熱伝導ベルト５７に密着状態で、定着挟持部Ａまで搬送される。熱伝導ベルト５７は、図６に拡大して示すように、電圧印加により、プラス領域とマイナス領域が交互に形成され、加熱ローラ５６の回転に沿って矢印ｈ方向に移動する。 Thereafter, as shown in FIG. 5B, the sheet 60 is conveyed to the fixing nipping portion A while being in close contact with the heat conducting belt 57. As shown in an enlarged view in FIG. 6, the heat conduction belt 57 is alternately formed with a positive region and a negative region by applying a voltage, and moves in the direction of arrow h along with the rotation of the heating roller 56.
用紙６０には、ベルトの極性と反対の電荷が誘起され、熱伝導ベルト５７と用紙６０は互いの異極の極性部分で引き合い、これにより用紙６０は熱伝導ベルト５７に静電的に吸着される。この静電的吸着技術は古くから静電アクチュエータとして提案されており、半導体ウエハ等の移動装置として現実化されており、周知の技術である。 A charge opposite to the polarity of the belt is induced on the paper 60, and the heat conducting belt 57 and the paper 60 are attracted to each other in the polar parts of the opposite polarities, whereby the paper 60 is electrostatically attracted to the heat conducting belt 57. The This electrostatic adsorption technique has been proposed as an electrostatic actuator for a long time, has been realized as a moving device for semiconductor wafers, etc., and is a well-known technique.
加熱ローラ５６は熱源としてハロゲンヒータ５５を内蔵しており、薄肉の熱伝導ベルト５７は所定の設定温度まで急速に加熱されるよう制御される。用紙６０は熱伝導ベルト５７に密着状態であるため、熱伝導により、高い効率で加熱される。 The heating roller 56 incorporates a halogen heater 55 as a heat source, and the thin heat conduction belt 57 is controlled to be rapidly heated to a predetermined set temperature. Since the paper 60 is in close contact with the heat conducting belt 57, it is heated with high efficiency by heat conduction.
このように高い効率で加熱された用紙６０は、未定着トナー像が完全に定着されるまでには至らないが、図５(c) に示す加熱ローラ５６から定着挟持部Ａまでの距離ｄの間で十分に予熱を与えられた状態で定着挟持部Ａに搬送される。 The sheet 60 heated with such high efficiency does not reach the point where the unfixed toner image is completely fixed, but the distance d from the heating roller 56 to the fixing nipping portion A shown in FIG. Then, the sheet is conveyed to the fixing nipping portion A in a state where the preheating is sufficiently given.
したがって最終的に未定着トナー像が定着される定着挟持部Ａでは、従来必要であった熱エネルギー及び圧力を大幅に低減させることができる。また、この状態で高速な連続印刷にも十分対応することができる。 Therefore, in the fixing nipping portion A where the unfixed toner image is finally fixed, the heat energy and pressure required conventionally can be greatly reduced. In this state, high-speed continuous printing can be sufficiently handled.
更に用紙６０は、熱伝導ベルト５７に密着状態で定着挟持部Ａに進入するため、未定着トナー画像が他の部分に接触して画像を乱すことも無く、また、安定した姿勢で定着挟持部Ａに進入するため、皺等の変形を生じることも無い。 Further, since the sheet 60 enters the fixing pinching portion A in a state of being in close contact with the heat transfer belt 57, the unfixed toner image does not touch other portions and disturb the image, and the fixing pinching portion has a stable posture. Since it enters A, deformation such as wrinkles does not occur.
定着が完了した用紙６０は、加圧ローラ５４と定着ローラ５８の外径曲率によって熱伝導ベルト５７及び定着ローラ５８から分離される。但し、分離爪等の分離補助部材を用いる場合もある。 The sheet 60 that has been fixed is separated from the heat transfer belt 57 and the fixing roller 58 by the outer diameter curvature of the pressure roller 54 and the fixing roller 58. However, a separation assisting member such as a separation claw may be used.
ところで、用紙６０が通常の厚さであるときは、用紙６０には平面性を維持しようとするある程度の剛性があるので、図５(c) に示したように用紙６０の先端６０ａが定着挟持部Ａから搬出されるときには、加圧ローラ５４の曲率によって熱伝導ベルト５７から分離される。 By the way, when the sheet 60 has a normal thickness, the sheet 60 has a certain degree of rigidity to maintain the flatness, so that the leading edge 60a of the sheet 60 is fixedly sandwiched as shown in FIG. When unloaded from the part A, it is separated from the heat conducting belt 57 by the curvature of the pressure roller 54.
しかし、プリンタ１に用いられる用紙は通常の厚さのものと限られるわけではなく、剛性の低い薄手の用紙を用いる必要がある場合もある。そのような薄手の用紙の場合には、つまり用紙の種類によっては、ベルト式定着装置２７の用紙搬送、特に搬出時において、加圧ローラ５４の曲率による用紙剥離作用が働かないという不具合が予想される。 However, the paper used in the printer 1 is not limited to the normal thickness, and it may be necessary to use a thin paper with low rigidity. In the case of such a thin sheet, that is, depending on the type of sheet, a problem that the sheet peeling action due to the curvature of the pressure roller 54 does not work during sheet conveyance of the belt-type fixing device 27, particularly during unloading, is expected. The
図７(a),(b),(c) は、上述した構成のベルト式定着装置２７における用紙６０の搬出時において予想される不具合を示す図である。図７(a),(b) までは図５(a),(b) の場合と同様である。 FIGS. 7A, 7B, and 7C are diagrams showing problems expected when the paper 60 is unloaded in the belt-type fixing device 27 having the above-described configuration. The processes up to FIGS. 7A and 7B are the same as those in FIGS. 5A and 5B.
ここで剛性の低い薄手の用紙６０を用いた場合は、用紙６０の剛性よりも静電吸着力のほうが強く発揮され、図７(c) に示すように、用紙６０の先端６０ａが熱伝導ベルト５７に静電吸着されたまま加圧ローラ５４の曲率に沿って巻き込まれ、用紙ジャムの不具合を発生させる。 Here, when the thin paper 60 having low rigidity is used, the electrostatic attraction force is exerted more strongly than the rigidity of the paper 60, and as shown in FIG. The sheet 57 is wound along the curvature of the pressure roller 54 while being electrostatically attracted to the sheet 57, causing a paper jam problem.
通常このような場合、分離爪をベルト表面に軽く接触させる又は非接触であるが極めて近接した位置に配置するなどして用紙を分離させるようにする。ところが用紙に厚みが無いことと用紙の先端部そのものがベルトに静電吸着されていることから、分離爪のような強制分離方式でも十分な分離作用が得られない場合が多い。 Usually, in such a case, the paper is separated by making the separation claw lightly contact the belt surface or disposing it in a non-contact but very close position. However, since the paper is not thick and the leading edge of the paper itself is electrostatically attracted to the belt, there are many cases where a sufficient separation action cannot be obtained even with a forced separation system such as a separation claw.
図８(a),(b),(c) は、本例のベルト式定着装置２７における用紙６０の搬出時において用紙６０の種類によっては予想される不具合を解消するベルト印加電圧の供給方法を示す図である。 FIGS. 8A, 8B, and 8C show a belt application voltage supply method that eliminates a problem that is expected depending on the type of the paper 60 when the paper 60 is unloaded in the belt-type fixing device 27 of this example. FIG.
尚、図８(a),(b),(c) は、ベルト式定着装置２７の構成を機能的に簡略に示しており、左側に図３、図５及び図７に示したと同様の断面図を示し、右側に図４に示したと同様の熱伝導ベルト５７と電源６７のベルト印加電圧の供給機構を示している。 8 (a), (b), and (c) functionally simply show the configuration of the belt-type fixing device 27, and the same cross section as shown in FIGS. 3, 5, and 7 on the left side. The drawing shows the mechanism for supplying the belt applied voltage of the heat conducting belt 57 and the power source 67 similar to that shown in FIG. 4 on the right side.
図８(a),(b),(c) に示すように、本例のベルト式定着装置２７には、その定着ニップ部の上流側、具体的にはベルト式定着装置２７に用紙が進入する直前位置に、用紙の進入を検出する用紙センサ７２が設置される。 As shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the belt-type fixing device 27 of this example has an upstream side of the fixing nip portion, specifically, the sheet enters the belt-type fixing device 27. A sheet sensor 72 that detects the entry of a sheet is installed at a position immediately before the start.
この用紙センサ７２は、印加電圧出力部４７により出力制御される電源６７から熱伝導ベルト５７へ印加される電圧の印加タイミングを制御するために配置されている。この電圧の印加タイミングは、絶縁性連動駆動部材７１により常時閉型スイッチ６９ａ及び６９ｂが連動して開閉されることによって制御される。 The paper sensor 72 is arranged to control the application timing of the voltage applied from the power source 67 whose output is controlled by the applied voltage output unit 47 to the heat conducting belt 57. The application timing of this voltage is controlled by the insulative interlocking drive member 71 opening and closing the normally closed switches 69a and 69b in conjunction with each other.
図８(a) に示すように、ベルト式定着装置２７に搬入されてくる用紙６０の先端６０ａが用紙センサ７２によって検出されると、電源６７から熱伝導ベルト５７に対する電圧の印加が開始される。用紙６０は更に進入し、導電パターン６５に発生した電荷により反対極性の電荷を誘起されて（図６参照）熱伝導ベルト５７に吸着される。 As shown in FIG. 8A, when the leading edge 60a of the paper 60 carried into the belt type fixing device 27 is detected by the paper sensor 72, application of a voltage from the power source 67 to the heat conducting belt 57 is started. . The sheet 60 further enters, charges of opposite polarity are induced by the charges generated in the conductive pattern 65 (see FIG. 6), and are attracted to the heat conducting belt 57.
用紙センサ７２が用紙６０の先端６０ａを検出すると、その用紙６０の先端６０ａが、図８(b) に示すように定着挟持部Ａに到達するまでの時間が演算される。そして、用紙６０の先端６０ａが定着挟持部Ａに到達する直前に、熱伝導ベルト５７への電圧の印加が一旦停止される。 When the paper sensor 72 detects the leading edge 60a of the paper 60, the time until the leading edge 60a of the paper 60 reaches the fixing pinching portion A is calculated as shown in FIG. Immediately before the leading edge 60a of the paper 60 reaches the fixing clamping portion A, the application of voltage to the heat conducting belt 57 is temporarily stopped.
そして、図８(c) に示すように、用紙６０の先端６０ａが定着挟持部Ａを通過すると、熱伝導ベルト５７に再度電圧が印加される。このように用紙６０の先端６０ａが定着挟持部Ａを通過中は電圧の印加が停止されているので、用紙６０の熱伝導ベルト５７への静電吸着状態は一時的に解除され、用紙６０の剛性による先端６０ａの平面性維持の作用が復活している。 Then, as shown in FIG. 8C, when the leading edge 60a of the paper 60 passes through the fixing clamping portion A, a voltage is applied to the heat conducting belt 57 again. In this way, since the application of voltage is stopped while the leading edge 60a of the paper 60 passes through the fixing clamping portion A, the electrostatic adsorption state of the paper 60 to the heat conduction belt 57 is temporarily released, and the paper 60 The effect of maintaining the flatness of the tip 60a due to rigidity has been restored.
したがって、用紙６０の加圧ローラ５４からの分離タイミングでは、用紙６０の先端６０ａは加圧ローラ５４の曲率により、加圧ローラ５４から容易に分離されて、常に安定した状態での分離が可能となる。 Therefore, at the separation timing of the paper 60 from the pressure roller 54, the leading edge 60a of the paper 60 is easily separated from the pressure roller 54 due to the curvature of the pressure roller 54, and can always be separated in a stable state. Become.
もちろん、この状態において、前述したように分離爪を補助的に用いるようにすれば、用紙６０の先端６０ａはすでに加圧ローラ５４の表面から浮いているので、分離の確実性を更に大きくすることができる。 Of course, in this state, if the separation claw is used supplementarily as described above, the leading edge 60a of the paper 60 has already floated from the surface of the pressure roller 54, so that the certainty of separation is further increased. Can do.
またこのとき、熱伝導ベルト５７への用紙６０の静電吸着作用が一時的に解除されるため、用紙６０の熱伝導ベルト５７からの浮きによる用紙６０への熱供給が低減することが予想されるが、印加電圧を停止する期間が極めて短いので、悪影響が生じる懸念が全くない。 At this time, since the electrostatic adsorption action of the paper 60 on the heat conduction belt 57 is temporarily released, it is expected that the heat supply to the paper 60 due to the floating of the paper 60 from the heat conduction belt 57 is reduced. However, since the period during which the applied voltage is stopped is extremely short, there is no concern about adverse effects.
このように、本発明の実施例によれば、用紙を静電的に吸着して搬送するベルト式定着装置において、用紙の先端が定着挟持部に到達後、定着挟持部を通過するまで、熱伝導ベルトへの電圧の印加を一時的に停止させ、用紙先端部の加圧ローラからの曲率性分離が完了した後に、熱伝導ベルトへの電圧印加を再開するので、用紙の薄い厚いに係わり無く、定着挟持部における用紙の分離が容易となり、ベルト式定着装置における安定した用紙搬送性を確保することができるようになるという効果を奏する。 As described above, according to the embodiment of the present invention, in the belt-type fixing device that electrostatically attracts and conveys the paper, after the leading edge of the paper reaches the fixing nip, the heat is applied until it passes through the fixing nip. The voltage application to the heat transfer belt is temporarily stopped and the voltage application to the heat transfer belt is resumed after the curvature separation from the pressure roller at the front end of the paper is completed. Thus, it is possible to easily separate the paper in the fixing and clamping unit, and to secure stable paper transportability in the belt-type fixing device.
本発明は、高速に連続印刷でき、定着を実行する記録媒体把持部における熱及び圧力のエネルギーを大きく低減でき且つ用紙の曲率分離性に優れたベルト式定着装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a belt-type fixing device that can perform continuous printing at high speed, can greatly reduce heat and pressure energy in a recording medium gripper that performs fixing, and has excellent curvature separation of paper.
１ 画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 中間転写ベルトユニット
４ 給紙部
５ 両面印刷用搬送ユニット
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ） 画像形成ユニット
７（７ｍ、７ｃ、７ｙ、７ｋ） 感光体ドラム
８ クリーナ
９ 帯電ローラ
１１ 光書込ヘッド
１２ 現像器
１３ 現像ローラ
１４ 転写ベルト
１５ 駆動ローラ
１６ 従動ローラ
１７ ベルト位置制御機構
１８ 一次転写ローラ
１９ 供給ローラ
２０ 廃トナー回収容器
２１ 給紙カセット
２２ 用紙取出ローラ
２３ 給送ローラ
２４ 捌きローラ
２５ 待機搬送ローラ対
２６ 二次転写ローラ
２７ ベルト式定着装置
２８ 搬出ローラ対
２９ 排紙トレー
３１ 排紙ローラ対
３２ａ 開始返送路
３２ｂ 中間返送路
３２ｃ 終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 返送ローラ対
３４ ベルトクリーニング部
３５ ＣＰＵ（central processing unit)
３６ インターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）
３７ プリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）
３８ プリンタ印字部
３９ ＲＯＭ（read only memory）
４１ ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）
４２ 操作パネル
４３ センサ部
４４ フレームメモリ
４５ ベルト駆動部
４６ 搬送機構駆動部
４７ 印加電圧出力部
５１ 用紙搬入口
５２ 用紙搬出口
５３ 断熱性の筐体
５４ 加圧ローラ
５５ 熱源（ハロゲンヒータ）
５６ 加熱ローラ
５７ 熱伝導ベルト
５８ 定着ローラ
５９ 熱源
６０ 用紙（記録媒体）
６０ａ 用紙先端
６１（６１ａ、６１ｂ） 用紙分離板
６２（６２ａ、６２ｂ） 用紙案内板
６３ 案内板
Ａ 定着挟持部
Ｂ 二次転写部
Ｃ 搬入経路
６４ 絶縁部材
６５（６５ａ、６５ｂ） 導電パターン
６６（６６ａ、６６ｂ） 電極
６７ 電源
６８（６８ａ、６８ｂ） 導電伝達部材
６９ａ、６９ｂ 常時閉型スイッチ
７１ 絶縁性連動駆動部材
７２ 用紙センサ
1 Image forming device (printer)
2 Image forming unit 3 Intermediate transfer belt unit 4 Paper feeding unit 5 Double-sided printing transport unit 6 (6M, 6C, 6Y, 6K) Image forming unit 7 (7m, 7c, 7y, 7k) Photosensitive drum 8 Cleaner 9 Charging roller DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Optical writing head 12 Developing device 13 Developing roller 14 Transfer belt 15 Drive roller 16 Driven roller 17 Belt position control mechanism 18 Primary transfer roller 19 Supply roller 20 Waste toner collection container 21 Paper feed cassette 22 Paper take-out roller 23 Feed roller 24 Separation roller 25 Standby conveying roller pair 26 Secondary transfer roller 27 Belt type fixing device 28 Unloading roller pair 29 Paper discharge tray 31 Paper discharge roller pair 32a Start return path 32b Intermediate return path 32c End return path 33a, 33b, 33c, 33d Return Roller pair 34 Belt cleaning section 35 CPU ( central processing unit)
36 Interface Controller (I / F_CONT)
37 Printer Controller (PR_CONT)
38 Printer printing section 39 ROM (read only memory)
41 EEPROM (electrically erasable programmable ROM)
42 Operation Panel 43 Sensor Unit 44 Frame Memory 45 Belt Drive Unit 46 Transport Mechanism Drive Unit 47 Applied Voltage Output Unit 51 Paper Inlet 52 Paper Outlet 53 Insulating Housing 54 Pressure Roller 55 Heat Source (Halogen Heater)
56 Heating roller 57 Heat conduction belt 58 Fixing roller 59 Heat source 60 Paper (recording medium)
60a Paper leading edge 61 (61a, 61b) Paper separating plate 62 (62a, 62b) Paper guide plate 63 Guide plate A Fixing clamping part B Secondary transfer part C Carrying path 64 Insulating member 65 (65a, 65b) Conductive pattern 66 (66a) , 66b) Electrode 67 Power supply 68 (68a, 68b) Conductive transmission member 69a, 69b Normally closed switch 71 Insulating interlocking drive member 72 Paper sensor
Claims (2)
前記一対の定着手段は、一対のうち少なくとも前記未定着トナー像に接しない側の一方の定着手段に、加熱ローラと、加圧ローラと、該両ローラに掛け渡されて回転する熱伝導ベルトと、該熱伝導ベルトに係合する静電吸着手段と、を備え、
該静電吸着手段は、前記熱伝導ベルトの表面に絶縁部材を介し所定の形状に形成された導電パターンと、該導電パターンに電圧を印加する電圧印加手段とを備え、該電圧印加手段により前記導電パターンに所定の電圧を印加して前記導電パターンに電荷を誘起させ、
前記熱伝導ベルトは、前記加熱ローラにより加熱され、前記導電パターンに誘起された電荷により前記記録媒体をベルト面に静電的に吸着して予熱を加えながら搬送し、前記加圧ローラにより他方の定着手段に押圧されて把持部を形成し、該把持部により予熱を加えた前記記録媒体を挟持して搬送しながら前記加圧ローラ及び前記他方の定着手段と協働して前記未定着トナー像を前記記録媒体に定着させ、
前記画像形成装置の制御部は、前記未定着トナー像を定着させた前記記録媒体の先端部が前記把持部を通過するときだけ前記導電パターンに対する電圧の印加を停止するよう前記電圧印加手段を制御する、
ことを特徴とするベルト式定着装置。 A pair of fixing means for carrying the unfixed toner image and conveying the recording medium conveyed by the conveying means to fix the unfixed toner image on the recording medium while sandwiching the recording medium and applying heat and pressure. In the belt-type fixing device of the image forming apparatus provided,
The pair of fixing units includes a heating roller, a pressure roller, and a heat conduction belt that is stretched between the two rollers and rotates on at least one fixing unit that is not in contact with the unfixed toner image. And electrostatic attraction means engaged with the heat conducting belt,
The electrostatic adsorption means includes a conductive pattern formed in a predetermined shape on the surface of the heat conducting belt via an insulating member, and a voltage applying means for applying a voltage to the conductive pattern, and the voltage applying means Applying a predetermined voltage to the conductive pattern to induce a charge in the conductive pattern;
The heat conduction belt is heated by the heating roller, and the recording medium is electrostatically attracted to the belt surface by the electric charge induced in the conductive pattern and conveyed while being preheated. The unfixed toner image is formed in cooperation with the pressure roller and the other fixing unit while sandwiching and transporting the recording medium preliminarily heated by the holding unit by being pressed by the fixing unit. Is fixed to the recording medium,
The control unit of the image forming apparatus controls the voltage applying unit to stop applying the voltage to the conductive pattern only when the leading end portion of the recording medium on which the unfixed toner image is fixed passes through the gripping portion. To
A belt-type fixing device.
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