JP2004271761A - Thermal fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの複合機などのトナーを使用する電子写真方式の画像形成装置及びこれに用いられる熱定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング・除電等を繰り返して像担持体に順次トナー画像を形成し、そのトナー画像を、記録媒体・OHPフィルム等の記録媒体に逐次転写して画像を記録媒体に形成する電子写真式の画像形成装置がある。
【0003】
このような電子写真式の画像形成装置では、定着用回転部材であり内部に熱源を有する加熱ローラ等に定着用回転部材である加圧ローラ等を押し当て、それらの間にトナー画像転写後の記録媒体を通してその記録媒体を搬送しながら、その記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置を備えるものが主である。
【0004】
この種の熱定着装置では、記録媒体上のトナーが加熱ローラに付着する、いわゆるオフセットと呼ばれる現象を生ずることがある。このようなオフセットを生ずると、オフセットしたトナーが加圧ローラにも付着し、それら加熱ローラおよび加圧ローラから記録媒体に逆転写して記録媒体を汚すことが知られている。
【0005】
このようなオフセットを防止すべく、従来の熱定着装置では、例えば加熱ローラの表面にフッ素コートなどを施している。しかし、環境条件や記録媒体の種類などによって、オフセットを完全に防止することは難しく、やはり逆転写を生ずる問題があった。
【0006】
そこで、従来の熱定着装置では、回転自在なクリーニング部材としてクリーニングローラなどを加熱ローラや加圧ローラに接触させて設け、加熱ローラや加圧ローラに付着したトナーを除去するものがある。すなわち、表面離型性を向上させた加熱ローラや加圧ローラに対してそれらの表面離型性よりも表面離型性の低いクリーニングローラを押し当てることにより、表面離型性の差からトナーを除去するようにしている(例えば、特許文献1)。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−112279公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クリーニングローラの加熱ローラや加圧ローラに対する圧力が不適当であると、例えば、圧力不足の場合には加熱ローラや加圧ローラに付着したトナーを十分に除去できなかったり、また圧力が高すぎる場合にはその部分の熱エネルギーが高くなりこれによりせっかくクリーニング部材に付着したトナーが溶解してしまい加熱ローラや加圧ローラに逆転写してしまう、いわゆる溶け出しが発生してしまう場合がある。
【0009】
本発明の目的は、定着用回転部材に対するクリーニング不足や除去したトナーの逆転写を防止することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明の熱定着装置は、トナー像が形成された記録媒体を挟持搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録媒体に定着させる回転自在な一対の定着用回転部材と、前記定着用回転部材に対して単位長さ1cm当たり0.1Nから1.0Nまでの圧力で当接し、前記定着用回転部材に付着したトナーを除去する回転自在なクリーニング部材と、を備える。
【0011】
したがって、定着用回転部材に付着したトナーをクリーニング部材によって確実に除去することが可能であり、かつ、除去したトナーの溶融による定着用回転部材への逆転写を防止することが可能となる。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の熱定着装置において、前記クリーニング部材に対して送風することにより前記クリーニング部材を冷却する送風装置を備える。
【0013】
したがって、クリーニング部材の温度上昇が防止される。
【0014】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の熱定着装置において、前記クリーニング部材の内部には、ヒートパイプが設けられている。
【0015】
したがって、クリーニング部材の温度を均一化することが可能となる。
【0016】
請求項4記載の発明は、請求項1,2又は3記載の熱定着装置において、前記クリーニング部材の前記定着用回転部材に対する圧力を調節する圧力調節機構を備える。
【0017】
したがって、クリーニング部材の定着用回転部材に対する圧力を調節することが可能となる。
【0018】
請求項5記載の発明は、記録媒体上に形成したトナー像を熱定着装置で定着させて前記記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記熱定着装置を請求項1,2,3又は4記載の熱定着装置とした。
【0019】
したがって、請求項1,2,3又は4記載の発明と同様な作用を奏することが可能となる。
【0020】
請求項6記載の発明は、記録媒体上に形成したトナー像を熱定着装置で定着させて前記記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記熱定着装置を請求項4記載の熱定着装置とし、前記トナーの消費量に応じて前記クリーニング部材の前記定着用回転部材に対する圧力を調節するように前記圧力調節機構を制御する第一の圧力調節手段を備える。
【0021】
したがって、トナー消費量に応じてクリーニング部材の定着用回転部材に対する圧力が調節される。
【0022】
請求項7記載の発明は、請求項6記載の画像形成装置において、連続で前記熱定着装置を通過する前記記録媒体の枚数に応じて前記クリーニング部材の前記定着用回転部材に対する圧力を調節するように前記圧力調節機構を制御する第二の圧力調節手段を備える。
【0023】
したがって、連続で熱定着装置を通過する記録媒体の枚数に応じてクリーニング部材の定着用回転部材に対する圧力が調節される。
【0024】
請求項8記載の発明は、請求項5,6又は7記載の画像形成装置において、前記トナーは、重合法により製造された重合トナーである。
【0025】
したがって、高画質な画像を出力することが可能となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図1ないし図5に基づいて説明する。本実施の形態は、画像形成装置として電子写真方式の複写機への適用例である。ここで、図1は本実施の形態の複写機を概略的に示す縦断正面図である。
【0027】
本実施の形態の複写機1は、プリンタ2と、プリンタ2の上部に取付けられた画像読取装置3とにより構成されている。
【0028】
プリンタ2内の略中央部には画像形成部4が設けられ、この画像形成部4は、像担持体であるドラム状の感光体5、この感光体5のまわりに配置された帯電装置6、現像装置7、転写装置8、クリーニング装置9等により形成されている。現像装置7はトナー補給装置10に接続されている。この画像形成部4では、感光体5の外周面が帯電装置6により所定の電位に帯電され、帯電された感光体5の外周面が光書込装置11によって露光されることにより感光体5の外周面に静電潜像が形成され、この静電潜像に対して現像装置7からトナーが供給されることにより静電潜像がトナー像として顕像化され、顕像化されたトナー像が転写装置8により記録媒体S上に転写される。この転写時に記録媒体S上に転写されずに感光体5の外周面に残留したトナーは、クリーニング装置9により除去される。ここで、本実施の形態では、トナーとして重合法により製造された重合トナーが使用されている。
【0029】
プリンタ2における画像形成部4の下方には、記録媒体Sを収納する上下二段の給紙カセット12、記録媒体Sを手差し給紙可能な手差トレイ13等が設けられている。プリンタ2内には、給紙カセット12や手差トレイ13から給紙された記録媒体Sがプリンタ2と画像読取装置3との間の空隙部に形成された排紙トレイ14に向けて搬送される搬送経路15が形成され、この搬送経路15に沿って、搬送ローラ16、レジストローラ17、画像形成部4、熱定着装置18、排紙ローラ19等が配置されている。さらに、記録媒体Sの搬送方向に沿った熱定着装置18の下流側には、搬送経路15から分岐された反転搬送経路20が設けられている。熱定着装置18を通過した記録媒体Sを反転搬送経路20へ送り込み、この反転搬送経路20を経由して記録媒体Sを画像形成部4の上流側へ表裏逆向きにして送り出すことにより、記録媒体Sの両面へ画像形成を行える。
【0030】
画像読取装置3には、読取対象となる原稿を自動送りするADF(自動原稿搬送装置)21、コンタクトガラス22、原稿の読取面を照明する光源23、原稿の読取面からの反射光を順次反射させる複数のミラー24、結像用光学レンズ25、CCD等のイメージセンサ26などが設けられている。ADF21は、コンタクトガラス22上に原稿を給紙し、内容を読み取られた後の原稿を回収する。この際、ADF21は原稿の給紙搬送完了毎に原稿枚数を係数するカウント機能を有している。
【0031】
次に、熱定着装置18について図2及び図3に基づいて説明する。ここで、図2は熱定着装置18を概略的に示す縦断正面図である。図2に示すように、熱定着装置18は、定着ケース31を備え、この定着ケース31には、搬送経路15に沿って、記録媒体入口32、記録媒体出口33が設けられている。定着ケース31内には、搬送経路15を間にして、一対の定着用回転部材である加熱ローラ34と加圧ローラ35とが対向配置されている。
【0032】
加熱ローラ34は、回動自在に設けられており、モータ(図示せず)により駆動される。加熱ローラ34の表面は、フッ素コート処理が施され、加熱ローラ34の内部には熱源36が設けられている。熱源36は、図示例では、2つであるが、1つでもよいし、3つ以上であってもよい。加熱ローラ34は、例えば肉厚1mm以下のローラを用いることにより温度応答性が向上され、定着温度までの昇温時間を10秒程度にまで短縮することができる。
【0033】
加熱ローラ34のまわりには、加熱ローラ34に張り付いた記録媒体Sを加熱ローラ34から引き剥がして記録媒体出口33へ導く分離部材37が配置されている。さらに、加熱ローラ34のまわりには、加熱ローラ34の周面に当接しているサーミスタ38及びサーモスタット39が設けられており、サーミスタ38で加熱ローラ34の温度を検知し、その検知結果に基づき熱源36をオンオフして加熱ローラ34を所定温度に保持する。
【0034】
加圧ローラ35は、第一加圧機構40により加熱ローラ34に向けて押されている。第一加圧機構40は、加圧ローラ35を回転自在に保持するとともに支点41を中心に回動する加圧アーム42と、加圧アーム42の支点41とは反対側の端を加熱ローラ34側に付勢するコイルスプリング43とにより構成されている。この第一加圧機構40により加熱ローラ34に向けて付勢された加圧ローラ35と加熱ローラ34との間には、ニップ部が形成される。
【0035】
加圧ローラ35の周面には、クリーニング部材であるクリーニングローラ45が当接している。クリーニングローラ45は、無垢の金属製であり、加圧ローラ35に付着したトナーを表面離型性(被粘着性)を利用して除去するものである。本実施の形態では、加熱ローラ34は加圧ローラ35よりも表面離型性が良く、加圧ローラ35はクリーニングローラ45よりも表面離型性が良い。これにより記録媒体Sから加熱ローラ34にオフセットしたトナーが加圧ローラ35を介してクリーニングローラ45に除去される構造となっている。
【0036】
このクリーニングローラ45は、第二加圧機構46により加圧ローラ35に向けて押されている。第二加圧機構46は、クリーニングローラ45を回転自在に支持するとともに支点47を中心に回動する支持部材48、圧縮スプリングとして機能し支持部材48に支持されているクリーニングローラ45が加圧ローラ35を押圧するように支持部材48を付勢するコイルスプリング49等から構成されている。この第二加圧機構46により、クリーニングローラ45は、加圧ローラ35に対して単位長さ1cmあたり0.1N(つまり0.1N/cm)から1.0N(つまり1.0N/cm)までの圧力で当接している。
【0037】
ここで、クリーニングローラ45による加圧ローラ35に対する加圧力と加圧ローラ35上のトナー残留量との関係を調査した結果を図3に示す。図3に示すように、クリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する加圧力が0.1N/cmから1.0N/cmの間である場合は、加圧ローラ35にトナーが残留しないことが判明した。これは、加圧ローラ35に付着したトナーがクリーニングローラ45により除去されていることを示している。
【0038】
クリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する加圧力が0.1N/cmよりも小さい場合には、加圧ローラ35にトナーが残留していることが判明した。これは、加圧力が低いためにクリーニングローラ45にトナーが付着しなくなることを示している。
【0039】
クリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する加圧力が1.0N/cmよりも大きい場合にも、加圧ローラ35にトナーが残留していることが判明した。これは、溶融したトナーの一部がクリーニングローラ45に付着することなく加圧ローラ35に残留してしまったり、クリーニングローラ45に一度付着していたトナーが再溶融し加圧ローラ35に逆転写してしまったことを示している。これらにより、クリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する最適な加圧力は、0.1N/cmから1.0N/cmまでの圧力であることが判明した。
【0040】
図4は本実施の形態の複写機1が備える各部の電気的な接続を示すブロック図である。図4に示すように、複写機1には、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)50が備えられており、このマイコン50が各部を駆動制御する。マイコン50は、各種演算や各部の駆動制御を実行するCPU(Central Processing Unit)50aにバスライン50bを介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するROM(Read Only Memory)50cと各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するRAM(Random Access Memory)50dとが接続されて構成されている。マイコン50には、プリンタ2(画像形成部4、熱定着装置18)、画像読取装置3が接続されている。
【0041】
このような構成において、画像読取装置3により読み取られた原稿に基づくトナー画像がプリンタ2により記録媒体Sにトナー画像として形成され、熱定着装置18によって定着される。このとき、熱定着装置18では、クリーニングローラ45が加圧機構により加圧ローラ35に対して単位長さ1cmあたり0.1Nから1.0Nまでの圧力で当接していることにより、記録媒体Sから加熱ローラ34を介して加圧ローラ35に付着したトナーのクリーニング不足やクリーニングローラ45に付着したトナーの加圧ローラ35に対する逆転写(溶け出し)の発生が防止される。
【0042】
また、重合法により製造した重合トナーは、同一樹脂で粉砕法により製造したトナーに比べ、トナー粒子毎の構成物質が均一に分散されていて、粒子サイズ、形状が一定であるので、ドット再現性の優れた高画質な画像を出力することができる。
【0043】
なお、本実施の形態では、クリーニングローラ45を加熱ローラ34側に配置し加圧ローラ35に当接させた例を説明したが、これに限るものではなく、クリーニングローラ45を加熱ローラ34側に配置して加熱ローラ34に同じ圧力で当接させても良いし、クリーニングローラ45を2つ設けて加圧ローラ35と加熱ローラ34との両方に当接させても良い。
【0044】
また、本実施の形態では、定着用回転部材として加熱ローラ34、加圧ローラ35の例を説明したが、定着用回転部材としてはローラに限るものではなく、それらの一方又は両方をベルトとしても良い。例えば、図5に示すように、加圧ローラ35に代えて定着用回転部材として2つのローラ51に掛け回す加圧ベルト52としても良い。
【0045】
次に、本発明の第二の実施の形態を図6ないし図8に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同じ部分は同一符号を用いて示し説明も省略する(以降の実施の形態でも同じとする)ここで、図6は本実施の形態の熱定着装置18を概略的に示す縦断正面図、図7はクリーニングローラ圧力調節処理の流れを示すフローチャート、図8はトナー消費量とクリーニングローラ45の加圧力との関係を示すとともにトナー消費量に対する適正加圧力範囲を概略的に示す説明図である。
【0046】
図6に示すように、本実施の形態の熱定着装置18には、クリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する圧力を調節する圧力調節機構61が設けられている。この圧力調節機構61は、第二加圧機構46と、この第二加圧機構46のコイルスプリング49の一端を支持するソレノイド62とにより構成されている。このソレノイド62によりコイルスプリング49が伸縮され、クリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する圧力が0.1N/cmから1.0N/cmまでの範囲で調節される。
【0047】
次に、マイコン50がコンピュータプログラムに基づいて実行するクリーニングローラ圧力調節処理を図7及び図8に基づいて説明する。このクリーニングローラ圧力調節処理は、トナーの消費量(記録媒体Sのトナー付着量)に応じてクリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する圧力を調節する処理である。
【0048】
まず、図7に示すように、画像読取装置3による原稿の読み取りが実行された場合その原稿から読み取ったデータ量に基づいて必要となるトナー量(トナー消費量)を算出する(ステップS1)。
【0049】
次に、算出したトナー消費量に応じてクリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する圧力を0.1N/cmから1.0N/cmまでの範囲で調節するように圧力調節機構61のソレノイド62を駆動制御する(ステップS2、第一の圧力調節手段)。具体的には、図8に示すように、トナー消費量が多くなるに従いクリーニングローラ45の加圧力を大きくする。
【0050】
ここで、図8に示すように、トナー消費量に応じてクリーニングローラ45の適正圧力領域は変化する。例えば、トナー消費量が少ないときは、クリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する加圧力の下限と上限との幅が大きく、トナー消費量が多いときにはその幅は狭くなる。これは、トナー消費量が多くなるとクリーニングローラ45の加圧力はオフセットトナーを回収するのに大きな熱エネルギーを必要とするためであり、言い換えれば、これは高い加圧力によって加圧ローラ上のトナーの溶融を十分に行なう必要があるからである。
【0051】
以上説明したように、本実施の形態では、トナー消費量に応じてクリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する加圧力が調節されるので、加圧ローラ35に対するクリーニングが良好に行われる。
【0052】
次に、本発明の第三の実施の形態を図9及び図10に基づいて説明する。ここで、図9は本実施の形態のクリーニングローラ圧力調節処理の流れを示すフローチャート、図10は連続通紙枚数とクリーニングローラ45の加圧力との関係を示すグラフである。
【0053】
本実施の形態では、第二の実施の形態と同様に、熱定着装置18に圧力調節機構61が設けられている。
【0054】
次に、本実施の形態のマイコン50がコンピュータプログラムに基づいて実行するクリーニングローラ圧力調節処理を図9及び図10に基づいて説明する。本実施の形態のクリーニング調節処理は、ADF21に一度にセットされた原稿に対応して連続で熱定着装置18を通過する記録媒体Sの枚数(連続通紙枚数)に応じてクリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する圧力を調節する処理である。
【0055】
まず、図9に示すように、ADF21に一度にセットされた原稿に対応して連続で熱定着装置18を通過する記録媒体Sの枚数(連続通紙枚数)を取得する(ステップS11)。これは、ADF21に一度にセットされ読取処理がなされた原稿の枚数をADF21が計数しその原稿枚数をマイコン50に入力することにより行われる。
【0056】
次に、取得した連続通紙枚数に応じてクリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する圧力を0.1N/cmから1.0N/cmまでの範囲で調節するように圧力調節機構61のソレノイド62を駆動制御する(ステップS12、第二の圧力調節手段)。具体的には、図10に示すように、連続通紙枚数が多くなるに従いクリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する加圧力を大きくする。
【0057】
以上説明したように、本実施の形態では、連続通紙枚数が多くなるに従いクリーニングローラ45の加圧ローラ35に対する加圧力を大きくしているので、連続通紙枚数が多くなるに従い記録媒体Sから加圧ローラ35にオフセットするトナーの量が多くなっても、加圧ローラ35に対するクリーニングを良好に行うことができる。
【0058】
次に、本発明の第四の実施の形態を図11に基づいて説明する。ここで、図11は本実施の形態の熱定着装置18の一部を拡大して示す斜視図である。
【0059】
本実施の形態の熱定着装置18には、送風装置71が設けられている。送風装置71は、シロッコファン72と、ダクト73とを備え、シロッコファン72により外気を取り入れ、その外気をダクト73で案内して記録媒体搬送方向Aと直交する方向Bに送風し、クリーニングローラ45に吹き付けてそれを冷却する。
【0060】
また、本実施の形態のクリーニングローラ45は、中空パイプ形状であり、その内部にはヒートパイプ74が設けられている。ヒートパイプ74は、加熱ローラ34の軸方向に伸びて設けられている。ヒートパイプ74は、SUS、アルミ等により形成された金属パイプを減圧密封し、純水やアルコールなどの作動液を同時に封入しているものである。パイプ内の作動液は減圧されているため、非常に蒸発しやすい状態になっており、パイプの各部分に温度差が生じると、その温度が高い部分で中身の作動液が蒸発し、気化熱を管から奪い、圧力が高くなったことで、温度の低いほうへ移動、そこで冷やされ、再び液体に戻ることで潜熱を落とし、その循環でパイプ全体を同じ温度へ慣らす役割を持っている。ヒートパイプ74の性能を最も生かすには、クリーニングローラ45の表面に熱伝導性のよい金属を使うのがよいが、腐食、コスト、強度などの面から、アルミを選択するのがもっとも望ましい。
【0061】
このような構成において、送風装置71によってクリーニングローラ45に対して送風を行う。これにより、加熱ローラ34の熱が加圧ローラ35を介してクリーニングローラ45に伝わることがあったとしても、送風装置71によってクリーニングローラ45が冷却されるので、クリーニングローラ45上のトナーが溶融することを確実に防止することができる。これによりクリーニングローラ45から加圧ローラ35への逆転写の発生を確実に防止することができる。
【0062】
ここで、クリーニングローラ45にヒートパイプ74がクリーニングローラ45の軸方向に伸びて内蔵されているので、クリーニングローラ45全体の温度を均一化することができ、クリーニングローラ45表面の温度ムラによるクリーニングローラ45上のトナーが溶融することを確実に防止することができ、これによりクリーニングローラ45から加圧ローラ35への逆転写の発生を確実に防止することができる。
【0063】
また、クリーニングローラ45にヒートパイプ74を内蔵することで、クリーニングローラ45の軸方向の温度ムラをなくすことができるので、冷却ファンによるクリーニングローラ45の冷却効率も向上するため、シロッコファン72のエネルギー消費を抑えることができる。
【0064】
【発明の効果】
請求項1記載の発明の熱定着装置によれば、トナー像が形成された記録媒体を挟持搬送しながら加熱、加圧して前記トナー像を前記記録媒体に定着させる回転自在な一対の定着用回転部材と、前記定着用回転部材に対して単位長さ1cm当たり0.1Nから1.0Nまでの圧力で当接し、前記定着用回転部材に付着したトナーを除去する回転自在なクリーニング部材と、を備えることにより、定着用回転部材に付着したトナーをクリーニング部材によって確実に除去することができ、かつ、除去したトナーの定着用回転部材への逆転写を防止することができる。
【0065】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の熱定着装置において、前記クリーニング部材に対して送風することにより前記クリーニング部材を冷却する送風装置を備えることにより、クリーニング部材の温度上昇が防止されるので、クリーニング部材上のトナーの溶融を防止することができ、トナーの定着用回転部材への逆転写を確実に防止することができる。
【0066】
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載の熱定着装置において、前記クリーニング部材の内部には、ヒートパイプが設けられていることにより、クリーニング部材の温度を均一化することができる。
【0067】
請求項4記載の発明によれば、請求項1,2又は3記載の熱定着装置において、前記クリーニング部材の前記定着用回転部材に対する圧力を調節する圧力調節機構を備えることにより、クリーニング部材の定着用回転部材に対する圧力を調節することが可能であるので、状況に応じた圧力を設定することができる。
【0068】
請求項5記載の発明によれば、記録媒体上に形成したトナー像を熱定着装置で定着させて前記記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記熱定着装置を請求項1,2,3又は4記載の熱定着装置としたことにより、請求項1,2,3又は4記載の発明と同様な効果を奏することができる。
【0069】
請求項6記載の発明によれば、記録媒体上に形成したトナー像を熱定着装置で定着させて前記記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記熱定着装置を請求項4記載の熱定着装置とし、前記トナーの消費量に応じて前記クリーニング部材の前記定着用回転部材に対する圧力を調節するように前記圧力調節機構を制御する第一の圧力調節手段を備えることにより、トナー消費量に応じてクリーニング部材の定着用回転部材に対する圧力が調節されるので、定着用回転部材に対する良好なクリーニングを実行することができる。
【0070】
請求項7記載の発明は、請求項6記載の画像形成装置において、連続で前記熱定着装置を通過する前記記録媒体の枚数に応じて前記クリーニング部材の前記定着用回転部材に対する圧力を調節するように前記圧力調節機構を制御する第二の圧力調節手段を備えることにより、連続で熱定着装置を通過する記録媒体の枚数に応じてクリーニング部材の定着用回転部材に対する圧力が調節されるので、定着用回転部材に対する良好なクリーニングを実行することができる。
【0071】
請求項8記載の発明によれば、請求項5,6又は7記載の画像形成装置において、前記トナーは、重合法により製造された重合トナーであることにより、高画質な画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態の複写機を概略的に示す縦断正面図である。
【図2】熱定着装置を概略的に示す縦断正面図である。
【図3】クリーニングローラによる加圧ローラに対する加圧力と加圧ローラのトナー残留量との関係を示すグラフである。
【図4】複写機が備える各部の電気的な接続を示すブロック図である。
【図5】熱定着装置の変形例を示す縦断正面図である。
【図6】本発明の第二の実施の形態の熱定着装置を概略的に示す縦断正面図である。
【図7】クリーニングローラ圧力調節処理の流れを示すフローチャートである。
【図8】トナー消費量とクリーニングローラの加圧力との関係を示すとともにトナー消費量に対する適正加圧力範囲を概略的に示す説明図である。
【図9】本発明の第三の実施の形態のクリーニングローラ圧力調節処理の流れを示すフローチャートである。
【図10】連続通紙枚数とクリーニングローラの加圧力との関係を示すグラフである。
【図11】本発明の第四の実施の形態の熱定着装置の一部を拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
1 複写機(画像形成装置)
18 熱定着装置
34 加熱ローラ(定着用回転部材)
35 加圧ローラ(定着用回転部材)
45 クリーニングローラ(クリーニング部材)
61 圧力調節機構
71 送風装置
74 ヒートパイプ
S 記録媒体
ステップS2 第一の圧力調節手段
ステップS12 第二の圧力調節手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus using a toner, such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction peripheral thereof, and a heat fixing device used in the electrophotographic image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a toner image is sequentially formed on an image carrier by repeating charging, writing, development, transfer, cleaning, charge elimination, and the like, and the toner image is sequentially transferred to a recording medium such as a recording medium or an OHP film to record the image. There is an electrophotographic image forming apparatus for forming on a medium.
[0003]
In such an electrophotographic image forming apparatus, a pressing roller or the like serving as a fixing rotating member is pressed against a heating roller or the like having a heat source therein as a fixing rotating member, and a toner image after transfer of the toner image is interposed therebetween. Mainly, there is provided a heat fixing device for fixing a toner image on the recording medium while conveying the recording medium through the recording medium.
[0004]
In this type of thermal fixing device, a phenomenon called offset, in which toner on a recording medium adheres to a heating roller, may occur. When such an offset occurs, it is known that the offset toner adheres to the pressure roller, reversely transfers the toner from the heating roller and the pressure roller to the recording medium, and stains the recording medium.
[0005]
In order to prevent such offset, in a conventional heat fixing device, for example, a fluorine coat is applied to the surface of a heating roller. However, it is difficult to completely prevent the offset depending on the environmental conditions, the type of the recording medium, and the like, and there is still a problem that reverse transfer occurs.
[0006]
Therefore, in a conventional heat fixing device, there is a rotatable cleaning member in which a cleaning roller or the like is provided in contact with a heating roller or a pressure roller, and removes toner attached to the heating roller or the pressure roller. That is, by pressing a cleaning roller having a lower surface releasability than the surface releasability against a heating roller or a pressure roller having improved surface releasability, the toner is removed from the surface releasability. It is to be removed (for example, Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-112279 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the pressure of the cleaning roller against the heating roller or the pressure roller is inappropriate, for example, if the pressure is insufficient, the toner adhered to the heating roller or the pressure roller cannot be sufficiently removed, or the pressure becomes high. If the temperature is too high, the thermal energy in that portion becomes high, so that the toner adhering to the cleaning member may be melted and may be reversely transferred to the heating roller or the pressure roller, so-called melting may occur.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to prevent insufficient cleaning of a rotating member for fixing and reverse transfer of removed toner.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The heat fixing device according to claim 1, wherein a pair of rotatable fixing rotating members for fixing the toner image to the recording medium by applying heat and pressure while nipping and conveying the recording medium on which the toner image is formed, and A rotatable cleaning member that abuts against the fixing rotating member at a pressure of 0.1 N to 1.0 N per unit length of 1 cm to remove toner attached to the fixing rotating member.
[0011]
Therefore, the toner adhered to the fixing rotating member can be reliably removed by the cleaning member, and reverse transfer to the fixing rotating member due to melting of the removed toner can be prevented.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the thermal fixing device according to the first aspect, further comprising a blower that cools the cleaning member by blowing air to the cleaning member.
[0013]
Therefore, the temperature rise of the cleaning member is prevented.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the thermal fixing device of the first or second aspect, a heat pipe is provided inside the cleaning member.
[0015]
Therefore, the temperature of the cleaning member can be made uniform.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the thermal fixing device of the first, second or third aspect, a pressure adjusting mechanism for adjusting a pressure of the cleaning member on the fixing rotating member is provided.
[0017]
Therefore, it is possible to adjust the pressure of the cleaning member on the fixing rotating member.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus for forming an image on the recording medium by fixing the toner image formed on the recording medium by a thermal fixing device, the heat fixing device may be configured to include the first, second, and third aspects. 4. The heat fixing device described in No. 4.
[0019]
Therefore, it is possible to achieve the same effect as the first, second, third or fourth aspect of the present invention.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus for forming an image on the recording medium by fixing a toner image formed on a recording medium by a thermal fixing apparatus, wherein the heat fixing apparatus is the same as the fourth aspect. A first pressure adjusting unit that controls the pressure adjusting mechanism so as to adjust the pressure of the cleaning member on the fixing rotating member in accordance with the toner consumption.
[0021]
Therefore, the pressure of the cleaning member on the fixing rotating member is adjusted according to the toner consumption.
[0022]
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect, the pressure of the cleaning member with respect to the fixing rotating member is adjusted in accordance with the number of recording media continuously passing through the heat fixing device. And a second pressure adjusting means for controlling the pressure adjusting mechanism.
[0023]
Therefore, the pressure of the cleaning member with respect to the fixing rotating member is adjusted according to the number of recording media continuously passing through the heat fixing device.
[0024]
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth, sixth or seventh aspect, the toner is a polymerized toner manufactured by a polymerization method.
[0025]
Therefore, it is possible to output a high-quality image.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is an example of application to an electrophotographic copying machine as an image forming apparatus. Here, FIG. 1 is a longitudinal sectional front view schematically showing the copying machine of the present embodiment.
[0027]
The copying machine 1 according to the present embodiment includes a
[0028]
An
[0029]
Below the
[0030]
The image reading device 3 includes an ADF (automatic document feeder) 21 for automatically feeding a document to be read, a
[0031]
Next, the
[0032]
The
[0033]
Around the
[0034]
The
[0035]
A cleaning
[0036]
The cleaning
[0037]
Here, FIG. 3 shows the result of investigating the relationship between the pressure applied to the
[0038]
When the pressure of the cleaning
[0039]
It was also found that the toner remained on the
[0040]
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical connection of each unit provided in the copying machine 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 4, the copying machine 1 is provided with a microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer) 50, and the
[0041]
In such a configuration, a toner image based on the document read by the image reading device 3 is formed as a toner image on the recording medium S by the
[0042]
In addition, compared to a toner produced by the pulverization method using the same resin, the polymerized toner produced by the polymerization method has a uniform particle size and shape because the constituent substances of each toner particle are uniformly dispersed. It is possible to output a high-quality image with excellent image quality.
[0043]
In the present embodiment, an example in which the cleaning
[0044]
Further, in the present embodiment, the example of the
[0045]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted (the same applies to the following embodiments). FIG. 6 schematically shows the
[0046]
As shown in FIG. 6, the
[0047]
Next, the cleaning roller pressure adjustment processing executed by the
[0048]
First, as shown in FIG. 7, when a document is read by the image reading device 3, a necessary toner amount (toner consumption amount) is calculated based on the data amount read from the document (step S1).
[0049]
Next, the
[0050]
Here, as shown in FIG. 8, the appropriate pressure region of the cleaning
[0051]
As described above, in the present embodiment, the pressing force of the cleaning
[0052]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the cleaning roller pressure adjustment processing of the present embodiment, and FIG. 10 is a graph showing the relationship between the number of continuous paper passes and the pressing force of the cleaning
[0053]
In this embodiment, a
[0054]
Next, a cleaning roller pressure adjusting process executed by the
[0055]
First, as shown in FIG. 9, the number of recording media S (the number of continuous paper passing) that continuously passes through the
[0056]
Next, the
[0057]
As described above, in this embodiment, as the number of continuous sheets passed increases, the pressing force of the cleaning
[0058]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 11 is an enlarged perspective view showing a part of the
[0059]
A
[0060]
Further, the cleaning
[0061]
In such a configuration, the blowing
[0062]
Here, since the
[0063]
In addition, by incorporating the
[0064]
【The invention's effect】
According to the thermal fixing device of the present invention, a pair of rotatable fixing rotations for fixing the toner image on the recording medium by heating and pressing while fixing and transporting the recording medium on which the toner image is formed are held. A member, and a rotatable cleaning member that abuts against the fixing rotating member at a pressure of 0.1 N to 1.0 N per unit length of 1 cm to remove toner attached to the fixing rotating member. With this arrangement, the toner adhered to the fixing rotary member can be reliably removed by the cleaning member, and reverse transfer of the removed toner to the fixing rotary member can be prevented.
[0065]
According to the second aspect of the present invention, in the thermal fixing device according to the first aspect, an air blowing device that cools the cleaning member by blowing air to the cleaning member is provided, thereby preventing a temperature rise of the cleaning member. Therefore, the toner on the cleaning member can be prevented from melting, and the reverse transfer of the toner to the fixing rotating member can be reliably prevented.
[0066]
According to the third aspect of the present invention, in the thermal fixing device according to the first or second aspect, the temperature of the cleaning member can be made uniform by providing a heat pipe inside the cleaning member. it can.
[0067]
According to a fourth aspect of the present invention, in the thermal fixing device according to the first, second, or third aspect, a pressure adjusting mechanism for adjusting a pressure of the cleaning member with respect to the fixing rotating member is provided, so that the fixing of the cleaning member is performed. Since it is possible to adjust the pressure on the rotary member for use, it is possible to set the pressure according to the situation.
[0068]
According to the fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus for forming an image on the recording medium by fixing the toner image formed on the recording medium by the heat fixing apparatus, By adopting the heat fixing device according to the third or fourth aspect, it is possible to achieve the same effect as the invention according to the first, second, third or fourth aspect.
[0069]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus for forming an image on the recording medium by fixing the toner image formed on the recording medium by the thermal fixing apparatus, the heat fixing apparatus may be configured to perform the thermal fixing according to the fourth aspect. A fixing device that includes a first pressure adjusting unit that controls the pressure adjusting mechanism so as to adjust a pressure of the cleaning member with respect to the fixing rotating member in accordance with the amount of consumption of the toner; Since the pressure of the cleaning member with respect to the fixing rotary member is adjusted accordingly, good cleaning of the fixing rotary member can be performed.
[0070]
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect, the pressure of the cleaning member with respect to the fixing rotating member is adjusted in accordance with the number of recording media continuously passing through the heat fixing device. Is provided with a second pressure adjusting means for controlling the pressure adjusting mechanism, so that the pressure of the cleaning member with respect to the fixing rotating member is adjusted in accordance with the number of recording media continuously passing through the heat fixing device. Good cleaning of the rotating member for cleaning.
[0071]
According to the eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fifth, sixth or seventh aspect, since the toner is a polymerized toner manufactured by a polymerization method, a high quality image can be output. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view schematically showing a copying machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional front view schematically showing a heat fixing device.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a pressure applied to a pressure roller by a cleaning roller and a residual toner amount of the pressure roller.
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical connection of each unit provided in the copying machine.
FIG. 5 is a longitudinal sectional front view showing a modification of the heat fixing device.
FIG. 6 is a longitudinal sectional front view schematically showing a heat fixing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of a cleaning roller pressure adjustment process.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a toner consumption amount and a pressing force of a cleaning roller, and schematically illustrating an appropriate pressing force range with respect to the toner consumption amount.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a flow of a cleaning roller pressure adjustment process according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing a relationship between the number of continuous sheets and the pressure of a cleaning roller.
FIG. 11 is an enlarged perspective view showing a part of a heat fixing device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Copier (image forming apparatus)
18 Thermal fixing device
34 Heating roller (rotating member for fixing)
35 Pressure roller (rotating member for fixing)
45 Cleaning roller (cleaning member)
61 Pressure adjustment mechanism
71 Blower
74 heat pipe
S recording medium
Step S2: First pressure adjusting means
Step S12: Second pressure adjusting means
Claims (8)
前記定着用回転部材に対して単位長さ1cm当たり0.1Nから1.0Nまでの圧力で当接し、前記定着用回転部材に付着したトナーを除去する回転自在なクリーニング部材と、
を備える熱定着装置。A pair of rotatable fixing rotating members for fixing the toner image to the recording medium by heating and pressing while holding and conveying the recording medium on which the toner image is formed,
A rotatable cleaning member that abuts against the fixing rotating member at a pressure of 0.1 N to 1.0 N per unit length of 1 cm to remove toner attached to the fixing rotating member;
A heat fixing device comprising:
前記熱定着装置を請求項1,2,3又は4記載の熱定着装置としたことを特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus that forms an image on the recording medium by fixing the toner image formed on the recording medium with a heat fixing device,
An image forming apparatus, wherein the heat fixing device is the heat fixing device according to claim 1, 2, 3, or 4.
前記熱定着装置を請求項4記載の熱定着装置とし、
前記トナーの消費量に応じて前記クリーニング部材の前記定着用回転部材に対する圧力を調節するように前記圧力調節機構を制御する第一の圧力調節手段を備えることを特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus that forms an image on the recording medium by fixing the toner image formed on the recording medium with a heat fixing device,
The heat fixing device is the heat fixing device according to claim 4,
An image forming apparatus comprising: a first pressure adjusting unit that controls the pressure adjusting mechanism so as to adjust a pressure of the cleaning member on the fixing rotating member in accordance with a consumption amount of the toner.
Priority Applications (1)
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JP2003060610A JP2004271761A (en) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | Thermal fixing device and image forming apparatus |
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JP2006119209A (en) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Toshiba Corp | Fixing device |
-
2003
- 2003-03-06 JP JP2003060610A patent/JP2004271761A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006119209A (en) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Toshiba Corp | Fixing device |
JP4515882B2 (en) * | 2004-10-19 | 2010-08-04 | 株式会社東芝 | Fixing device |
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