JP2005189693A - Fixing method, fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録媒体(以下、用紙又はシートともいう)に未定着画像を定着する定着方法、定着装置、該定着装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing method for fixing an unfixed image on a recording medium (hereinafter also referred to as paper or sheet), a fixing device, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a printing machine having the fixing device.
複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、記録用紙などのシート状媒体上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, or a printing machine, a copy or a recorded material is obtained by heating and fixing an unfixed image transferred and carried on a sheet-like medium such as recording paper. be able to.
定着に際しては、未定着画像を担持しているシートを挟持搬送しながら未定着画像を加熱することにより未定着画像中に含まれる現像剤、特にトナーの溶融軟化及びシートへの浸透を行わせることによりシートにトナーを定着することが行われる。 During fixing, the unfixed image is heated while nipping and transporting the sheet carrying the unfixed image, so that the developer contained in the unfixed image, in particular, the toner is melted and softened and penetrated into the sheet. Thus, the toner is fixed on the sheet.
公知文献には、中間転写体を張架し駆動する駆動ローラの内部に熱源を設け、該中間転写体に加圧部材を圧接してニップを形成する方式が提案されているものがある(例えば、特許文献1参照)。かかる文献技術によれば、トナーはニップ手前で加熱され、加熱されたトナーをニップで記録媒体に定着する。この方式によれば、中間転写体から記録媒体への2次転写は静電気力ではなく定着の熱によって行われる。また、トナーの加熱時間を長く設定することができる。 A known document proposes a method in which a heat source is provided inside a driving roller that stretches and drives an intermediate transfer member, and a pressure member is pressed against the intermediate transfer member to form a nip (for example, , See Patent Document 1). According to this literature technique, the toner is heated before the nip, and the heated toner is fixed to the recording medium at the nip. According to this method, the secondary transfer from the intermediate transfer member to the recording medium is performed not by electrostatic force but by fixing heat. Further, the toner heating time can be set longer.
一方、トナーの飛び散りおよび紙詰まりを防止するために、第1の中間転写体と、第1の中間転写体上のトナー像が転写される第2の中間転写体を有し、上記第1の中間転写体上のトナー像および上記第2の中間転写体に転写されたトナー像を加熱し、上記第1の中間転写体上のトナー像と第2の中間転写体上のトナー像を記録媒体の表裏面のそれぞれに同時に転写するものがある(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, in order to prevent toner scattering and paper jamming, the first intermediate transfer member and a second intermediate transfer member onto which the toner image on the first intermediate transfer member is transferred are provided. The toner image on the intermediate transfer member and the toner image transferred to the second intermediate transfer member are heated, and the toner image on the first intermediate transfer member and the toner image on the second intermediate transfer member are recorded on the recording medium. There are those that are simultaneously transferred to each of the front and back surfaces (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1や上記特許文献2に記載の方式では、トナー加熱時間と同じだけ中間転写体も加熱され、しかも内面側から層厚み方向全体に加熱されるため、中間転写体が次に一次転写領域に入る際に像担持体も加熱され、トナーの固着などの問題が発生する。
However, in the methods described in Patent Document 1 and
さらに、上記特許文献2のように、像担持体へのトナーの固着を防止するために、転写定着領域下流に冷却手段を設ける必要があり、装置が大型化する。このような構成において用紙へ定着するための温度を得るためには、冷却手段等を含む中間転写体全体を加熱する必要があり、放熱や熱容量が大きいため、エネルギーのロスが大きく、立ち上げ時間がかかる。
Further, as in
また、中間転写体が加熱されることで、感光体にまで熱が及ぶことからこれらの寿命も短くなる。特に、この種の画像形成装置では、高画質化に影響を及ぼすトナーの転写性がトナーの形状に関与していることが知られており、高画質化の観点からトナー形状の最適化が望まれている。 In addition, since the intermediate transfer member is heated, heat is applied to the photosensitive member, so that the lifetime thereof is shortened. In particular, in this type of image forming apparatus, it is known that the transferability of the toner that affects the high image quality is related to the shape of the toner. From the viewpoint of improving the image quality, it is desired to optimize the toner shape. It is rare.
本発明の課題は、低温定着が可能でウォームアップ時間が短く、省エネルギー性に優れ、高画質、耐久性及び熱効率の観点からも良好な定着方法、定着装置、該定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a fixing method, a fixing device, and an image forming apparatus provided with the fixing device that are capable of low-temperature fixing, have a short warm-up time, are excellent in energy saving, and are excellent in terms of high image quality, durability, and thermal efficiency. Is to provide.
また、本発明の課題は、中間転写体を用いた場合の中間転写体への加熱を防止しながら印刷効率及び画像品質を向上させることができる定着装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a fixing device capable of improving printing efficiency and image quality while preventing the intermediate transfer member from being heated when the intermediate transfer member is used.
さらに、本発明の課題は、中間転写体を用いた場合の中間転写体への加熱を防止しながら省スペース化及び印刷効率さらには画像品質の向上を図ることが可能な画像形成装置を提供することである。 Furthermore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of saving space, improving printing efficiency and improving image quality while preventing the intermediate transfer member from being heated when the intermediate transfer member is used. That is.
本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
(1). 定着装置について、各々表面に画像を保持する一対の回転体と、この一対の回転体表面の各画像を加熱する加熱手段とを備え、前記一対の回転体間のニップ部に記録媒体を通過させることにより、前記一対の回転体表面から前記記録媒体の表裏に画像を転写定着する構成とした。
(2). (1)記載の定着装置において、前記一対の回転体が第1の回転体と第2の回転体からなり、前記第1の回転体の表面に画像を転写する中間転写体を備えるとともに、前記第1の回転体はその表面から前記第2の回転体の表面に画像を転写することとした(請求項2)。
(3). (1)又は(2)記載の定着装置において、前記第1の回転体は、記録材により前記中間転写体上に形成された画像が転写される第1の転写定着部材であり、前記第2の回転体は、前記第1の転写定着部材上の画像が転写される第2の転写定着部材であり、前記中間転写体から前記第1の転写定着部材に画像を転写する第1の転写手段と、前記第1の転写定着部材から前記第2の転写定着部材に画像を転写する第2の転写手段と、前記第1の転写定着部材、前記第2の転写定着部材、およびこれら第1の転写定着部材、前記第2の転写定着部材上にそれぞれ転写された画像を加熱する加熱手段を備えたこととした(請求項3)。
(4). (1)乃至(3)の何れかに記載の画像形成装置において、前記第2の転写定着部材の周長が前記記録媒体の長さと同等かそれよりも長いこととした(請求項4)。
(5). (1)乃至(4)の何れかに記載の画像形成装置において、前記第2の転写定着部材が少なくとも前記加圧部材に懸架された無端状のベルトであることとした(請求項5)。
(6). (5)に記載の画像形成装置において、前記ベルトは基材、弾性層、離型層で構成されることとした(請求項6)。
(7). (1)乃至(6)の何れかに記載の定着装置において、前記一対の回転体、前記第1の回転体、前記第2の回転体、前記第1の転写定着部材、前記第2の転写定着部材の表層が導電性を有するフッ素系樹脂であることとした(請求項7)。
(8). (3)乃至(7)の何れかに記載の定着装置において、前記第1の転写定着部材は、複数のローラに懸架された無端状のベルトであり、前記複数のローラの中の1つは前記ベルトを介して前記中間転写体と対向していることとした(請求項8)。
(9). (1)乃至(8)の何れかに記載の定着装置において、前記加熱部、前記加熱手段は、前記一対の回転体、前記転写定着部材の内部に設けられたハロゲンヒータであることとした(請求項9)。
(10). (1)乃至(8)の何れかに記載の定着装置において、前記転写定着部材は基材、断熱層、磁性体層、弾性層、離型層で構成され、前記加熱手段が電磁誘導加熱であることとした(請求項10)。
(11). (1)乃至(8)の何れかに記載の定着装置において、前記加熱部、前記加熱手段は、前記一対の回転体、前記転写定着部材の外部に設けられたハロゲンヒータとした(請求項11)。
(12). (3)乃至(11)の何れかに記載の定着装置において、前記第1の転写定着部材と第2の転写定着部材に対応した温度検出手段を備え、前記加熱手段は前記温度検出手段の情報に基づいて前記第1の転写定着部材と第2の転写定着部材をそれぞれ独立に加熱制御することとした(請求項12)。
(13). (3)乃至(12)の何れかに記載の定着装置において、前記第1の転写定着部材と前記第2の転写定着部材で成す前記ニップ部におけるニップ面圧を可変する圧力可変手段を設けた(請求項13)。
(14). (3)乃至(13)の何れかに記載の定着装置において、前記記録材は少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有したトナーとした(請求項14)。
(15). (14)に記載の定着装置において、前記トナーは円形度が0.96以上であることとした。
(16). (14)又は(15)に記載の定着装置において、前記トナーは重量平均粒径が2〜6μmであることとした。
(17). (1)乃至(16)の何れかに記載の定着装置において、前記回転体を清掃する清掃部材を具備することとした(請求項17)。
(18). (2)乃至(17)の何れかに記載の定着装置において、前記中間転写体と前記第1の回転体との間に熱遮蔽手段を介在させた(請求項18)。
(19). 像担持体に形成した記録材としてのトナーによる画像を記録媒体に転写したのち、該記録媒体上の前記画像を加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置が(1)乃至(17)に記載の定着装置であることとした(請求項19)。
(20). 中間転写体上に記録材により形成された画像を第1の転写定着部材に転写する1次転写工程と、さらに前記第1の転写定着部材上の前記転写画像を第2の転写定着部材に転写する2次転写工程と、前記中間転写体上に形成された画像を再び前記第1の転写定着部に転写して前記第1の転写定着部材上の画像と前記第2の転写定着部材上の画像を加熱して前記第1の転写定着部材と前記第2の転写定着部材により成すニップ部に記録媒体を通過させることで前記記録媒体の表裏に同時に画像を定着する定着方法とした(請求項20)。
(21). (20)に記載の定着方法において、前記第1の転写定着部材、前記第2の転写定着部材を加熱する加熱手段が備えられていて、前記2次転写工程時には、前記加熱手段のうち前記第1の転写定着部材を加熱する加熱手段の加熱をオフにすることとした(請求項21)。
(22). (20)乃至(21)に記載の定着方法において、前記2次転写工程時には、前記第1および第2の転写定着部材の温度は、前記記録材のガラス転位温度以下とした(請求項22)。
(23). (20)乃至(22)に記載の定着方法において、前記第1の転写定着部材と前記第2の転写定着部材で成すニップ部のニップ圧力が、前記2次転写工程時には、前記記録媒体を通紙する際の定着動作時以下であることとした(請求項23)。
The present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
(1). The fixing device includes a pair of rotating bodies each holding an image on the surface and a heating unit that heats each image on the surface of the pair of rotating bodies, and allows the recording medium to pass through a nip portion between the pair of rotating bodies. Thus, an image is transferred and fixed on the front and back of the recording medium from the surfaces of the pair of rotating bodies.
(2). (1) In the fixing device according to (1), the pair of rotating bodies includes a first rotating body and a second rotating body, and includes an intermediate transfer body that transfers an image onto the surface of the first rotating body. The first rotating body transfers an image from the surface thereof to the surface of the second rotating body (claim 2).
(3). In the fixing device according to (1) or (2), the first rotating member is a first transfer fixing member to which an image formed on the intermediate transfer member is transferred by a recording material, and the second rotating member. The rotating body is a second transfer fixing member to which an image on the first transfer fixing member is transferred, and a first transfer means for transferring an image from the intermediate transfer body to the first transfer fixing member. A second transfer means for transferring an image from the first transfer fixing member to the second transfer fixing member, the first transfer fixing member, the second transfer fixing member, and the first transfer fixing member. The image forming apparatus includes heating means for heating the image transferred onto the transfer fixing member and the second transfer fixing member.
(4). In the image forming apparatus according to any one of (1) to (3), the circumference of the second transfer fixing member is equal to or longer than the length of the recording medium.
(5). In the image forming apparatus according to any one of (1) to (4), the second transfer fixing member is an endless belt suspended from at least the pressure member.
(6). In the image forming apparatus described in (5), the belt includes a base material, an elastic layer, and a release layer.
(7). In the fixing device according to any one of (1) to (6), the pair of rotating bodies, the first rotating body, the second rotating body, the first transfer fixing member, and the second transfer. The surface layer of the fixing member is made of a fluororesin having conductivity.
(8). In the fixing device according to any one of (3) to (7), the first transfer fixing member is an endless belt suspended on a plurality of rollers, and one of the plurality of rollers is The intermediate transfer member is opposed to the belt via the belt.
(9). In the fixing device according to any one of (1) to (8), the heating unit and the heating unit are halogen heaters provided inside the pair of rotating bodies and the transfer fixing member ( Claim 9).
(10). In the fixing device according to any one of (1) to (8), the transfer fixing member includes a base material, a heat insulating layer, a magnetic layer, an elastic layer, and a release layer, and the heating unit is electromagnetic induction heating. (Claim 10).
(11). In the fixing device according to any one of (1) to (8), the heating unit and the heating unit are halogen heaters provided outside the pair of rotating bodies and the transfer fixing member. ).
(12). (3) The fixing device according to any one of (11) to (11), further comprising temperature detection means corresponding to the first transfer fixing member and the second transfer fixing member, wherein the heating means is information on the temperature detection means. Based on the above, the first transfer fixing member and the second transfer fixing member are independently heated and controlled (claim 12).
(13). In the fixing device according to any one of (3) to (12), a pressure variable unit that varies a nip surface pressure in the nip portion formed by the first transfer fixing member and the second transfer fixing member is provided. (Claim 13).
(14). In the fixing device according to any one of (3) to (13), the recording material is a toner containing at least a binder resin, a colorant, and wax.
(15). In the fixing device described in (14), the toner has a circularity of 0.96 or more.
(16). In the fixing device described in (14) or (15), the toner has a weight average particle diameter of 2 to 6 μm.
(17). In the fixing device according to any one of (1) to (16), a cleaning member for cleaning the rotating body is provided.
(18). In the fixing device according to any one of (2) to (17), a heat shielding unit is interposed between the intermediate transfer member and the first rotating member (claim 18).
(19). An image forming apparatus including a fixing device that transfers an image formed by toner as a recording material formed on an image carrier onto a recording medium and then heat-fixes the image on the recording medium. The fixing device according to (17) is defined (claim 19).
(20). A primary transfer step of transferring an image formed of a recording material on the intermediate transfer member to a first transfer fixing member, and further transferring the transfer image on the first transfer fixing member to a second transfer fixing member A secondary transfer step, and an image formed on the intermediate transfer member is transferred again to the first transfer and fixing unit, and the image on the first transfer and fixing member and the second transfer and fixing member are transferred. A fixing method in which an image is heated and the recording medium is passed through a nip portion formed by the first transfer fixing member and the second transfer fixing member to simultaneously fix the image on both sides of the recording medium. 20).
(21). (20) In the fixing method described in (20), a heating unit that heats the first transfer fixing member and the second transfer fixing member is provided, and the second of the heating units includes the first transfer fixing member. The heating of the heating means for heating one transfer fixing member is turned off (claim 21).
(22). In the fixing method according to any one of (20) to (21), during the secondary transfer step, the temperature of the first and second transfer fixing members is set to be equal to or lower than the glass transition temperature of the recording material. .
(23). In the fixing method according to any one of (20) to (22), a nip pressure at a nip portion formed by the first transfer fixing member and the second transfer fixing member passes through the recording medium during the secondary transfer step. It is determined that the temperature is equal to or less than that during the fixing operation when paper is used (claim 23).
請求項1、20記載の発明は、両面画像について低温定着が可能でウォームアップ時間が短く、省エネルギー性に優れ、高画質、耐久性及び熱効率の観点からも良好な定着方法、定着装置、該定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
請求項2記載の発明は、中間転写体を具備することで色重ねによるカラー画像形成が可能である。
請求項3記載の発明は、両面画像について画像形成効率の向上を図ることができる。
請求項4記載の発明は、記録媒体の全面画像形成が可能である。
請求項5記載の発明は、転写定着部材をベルト状にすることでローラ構成よりも容易に画像の保持する長さを長くできる。
請求項6記載の発明は、ベルトに弾性層を設けることでトナーや用紙の凹凸に追従して加圧が可能になり、光沢ムラを防止できる。
請求項7記載の発明は、表層に導電性の離型層を設けたことで、そこにバイアスをかけることで静電吸着力を落とすことなく効率的に転写が可能になる。
請求項8記載の発明は、第1の転写定着部材をベルトで構成することで、熱容量を低減でき、立ち上がり時間を短縮できる。
請求項9記載の発明は、温度制御が容易で簡単に実施できる加熱手段を提供できる。
請求項10記載の発明は、弾性層とすることで記録媒体の凹凸に追従して接触し、光沢ムラを防止できる。電磁誘導加熱であるので温度立ち上がり時間も短縮される。
請求項11記載の発明は、ハロゲンヒータ外部設置による直接、間接的な画像加熱により温度立ち上げ時間の短縮を図ることができる。
請求項12記載の発明は、記録媒体の表裏で独立して温度を制御することで光沢差をなくすように調整することができる。
請求項13記載の発明は、圧力可変手段により、2次転写工程時のニップ面圧を定着時よりも低く制御することでトナーのつぶれを抑制し、表裏の画質差を抑制することができる。
請求項14記載の発明は、ワックス含有により離型性が向上し、従来の離型剤及び離型剤塗布手段が不要となる。
請求項15記載の発明は、かかる円形度のトナーを用いることで転写効率が上がり、転写残トナーが減少し、転写残トナーによる用紙の汚れ等を防止できる。
請求項16記載の発明は、トナー粒径を小さくすることで加熱による温度勾配を小さくでき、ホットオフセットを防止して画質の劣化を防ぐ。さらに定着前後での面積変化を小さくできる。
請求項17記載の発明は、用紙の汚れを防止し、画質を向上できる。
請求項18記載の発明は、中間転写体への加熱を防止しながら印刷効率および画像品質を向上させることができる。また、画像形成装置の省スペースを図ることができる。
The invention according to
According to the second aspect of the present invention, a color image can be formed by color superposition by providing the intermediate transfer member.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to improve the image forming efficiency for double-sided images.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to form an entire image on a recording medium.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to easily lengthen the image holding length by making the transfer fixing member in a belt shape as compared with the roller configuration.
According to the sixth aspect of the present invention, by providing an elastic layer on the belt, it is possible to press the toner and the unevenness of the paper so that pressurization is possible, and uneven gloss can be prevented.
According to the seventh aspect of the present invention, by providing a conductive release layer on the surface layer, by applying a bias to the surface, it becomes possible to transfer efficiently without reducing the electrostatic attraction force.
According to the eighth aspect of the present invention, the first transfer fixing member is constituted by a belt, whereby the heat capacity can be reduced and the rise time can be shortened.
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to provide a heating means that can be easily and easily controlled in temperature.
According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to follow the unevenness of the recording medium by using the elastic layer and prevent uneven glossiness. Because of electromagnetic induction heating, the temperature rise time is also shortened.
According to the eleventh aspect of the invention, the temperature rise time can be shortened by direct or indirect image heating by external installation of the halogen heater.
The invention according to claim 12 can be adjusted to eliminate the difference in gloss by controlling the temperature independently on the front and back of the recording medium.
According to the thirteenth aspect of the present invention, by controlling the nip surface pressure during the secondary transfer step to be lower than that during fixing by the pressure variable means, it is possible to suppress the collapse of the toner and to suppress the image quality difference between the front and back sides.
In the invention of the fourteenth aspect, the releasability is improved by containing the wax, and the conventional release agent and the release agent coating means are not required.
According to the fifteenth aspect of the present invention, by using the toner having such a circularity, the transfer efficiency is increased, the transfer residual toner is reduced, and the paper can be prevented from being stained by the transfer residual toner.
According to the sixteenth aspect of the present invention, the temperature gradient due to heating can be reduced by reducing the toner particle diameter, and hot offset is prevented to prevent image quality deterioration. Furthermore, the area change before and after fixing can be reduced.
According to the seventeenth aspect of the present invention, it is possible to prevent the paper from being stained and improve the image quality.
The invention according to claim 18 can improve printing efficiency and image quality while preventing the intermediate transfer member from being heated. Further, the space of the image forming apparatus can be saved.
請求項19記載の発明は、定着品質を向上した画像形成装置を提供できる。
請求項21記載の発明は、2次転写工程時に加熱手段をオフにすることで記録材(トナー粘度)を低下させないようにし、画像乱れを防止できる。
The invention according to claim 19 can provide an image forming apparatus with improved fixing quality.
According to the twenty-first aspect of the present invention, it is possible to prevent the recording material (toner viscosity) from being lowered by turning off the heating means during the secondary transfer process, and to prevent image disturbance.
請求項22記載の発明は、2次転写工程時に記録材(トナー温度)を溶融点以下に制御可能であり、画像乱れを防止できる。 According to the twenty-second aspect of the present invention, the recording material (toner temperature) can be controlled to be equal to or lower than the melting point during the secondary transfer process, and image disturbance can be prevented.
請求項23記載の発明は、2次転写工程時のニップ面圧を定着時よりも低くすることで記録材(トナー)のつぶれを抑制し、表裏の画質差を抑制する。 According to the twenty-third aspect of the present invention, the nip surface pressure during the secondary transfer step is made lower than that during fixing, thereby suppressing the collapse of the recording material (toner) and suppressing the difference in image quality between the front and back sides.
[例1]
先ず、図1に基づいて本実施形態における画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の構成及び動作の概要を説明する。カラー複写機1は、装置本体中央部に位置する画像形成部1Aと、該画像形成部1Aの下方に位置する給紙部1Bと、画像形成部1Aの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
[Example 1]
First, the outline of the configuration and operation of a tandem type color copier as an image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The color copying machine 1 includes an
画像形成部1Aには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト2が配置されており、該中間転写ベルト2の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色(イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B))の記録材、例えば、トナーによる像を担持可能な像担持体としての感光体3Y、3M、3C、3Bが中間転写ベルト2の転写面に沿って並置されている。
An
ここで、感光体3Y、3M、3C、3Bは共通する構成の4つの感光体3について、用いるトナーの色に応じて、イエローなら3Y、マゼンタなら3C、シアンなら3C、ブラックなら3Bと表示している。以下の説明では、文章上ではその部材を数字で表現した場合でも、図中にその部材を示す数字にY、M、C、Bの符号を付したものがあるときは、これらの部材全部を指しているものとする。
Here, the
各感光体3Y、3M、3C、3Bはそれぞれ同じ方向(反時計回り方向)に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置4、光書き込み手段としての書き込み装置5、現像装置6、転写装置7、及びクリーニング装置8が配置されている。 Each of the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3B is configured by a drum that can rotate in the same direction (counterclockwise direction). A writing device 5, a developing device 6, a transfer device 7, and a cleaning device 8 are arranged as writing means.
前記したように、図中、4、5、6、7、8の各符号に付記しているY、M、C、Bのアルファベットは、感光体3と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置6Y、6M、6C、6Bには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラートナーが収容されている。中間転写ベルト2は、駆動ローラ9と、従動ローラ10に掛け回されて感光体3Y、3M、3C、3Bとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。従動ローラ10と対向する位置には、中間転写ベルト2の表面をクリーニングするクリーニング装置11が設けられている。
As described above, the alphabets Y, M, C, and B added to the reference numerals 4, 5, 6, 7, and 8 in the figure correspond to the toner colors as in the photosensitive member 3. . The developing
感光体3Yの表面が帯電装置4により一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体3Y上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置6Yによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される転写装置7Yにより中間転写ベルト2上に1次転写される。
The surface of the
他の感光体3M、3C、3Bでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト2上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後、各感光体3上に残留したトナーは各クリーニング装置8により除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体3の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
The
駆動ローラ9と従動ローラ10間に掛けまわされた中間転写ベルト2の張設方向での一端側で、駆動ローラ9に対し、中間転写ベルト2を介して第1転写定着ローラ13が設けられている。
A first
この第1転写定着ローラ13は、一対の回転体を構成する一方の回転体であり、第1の回転体(又は、第1の転写定着部材)である。この第1転写定着ローラ13には一対の回転体を構成するもう一方の回転体である第2の回転体(又は、第2の転写定着部材)としての第2転写定着ローラ14が圧接している。
The first
給紙部1Dは、記録媒体としての用紙Pを積載収容する給紙トレイ16と、該給紙トレイ16内の用紙Pを最上位置のものから順に1枚ずつ分離して給紙する給紙コロ17と、給紙された用紙Pを搬送する搬送ローラ対18と、用紙Pが一旦停止され、斜めずれを修正された後、第1転写定着ローラ13および第2転写定着ローラ14上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップ部Nに向けて送り出されるレジストローラ対19を有している。
The paper feed unit 1D includes a
感光体3Y、3M、3C、3Bから中間転写ベルト2上に転写されたトナー像T(以下、単にトナーともいう)は、電源E1を含む1次バイアス印加手段により駆動ローラ9と第1転写定着ローラとの間に印加されるバイアス(AC、パルスなどの重畳を含む)により第1転写定着ローラ13に静電気力で1次的に転写される。
A toner image T (hereinafter also simply referred to as toner) transferred from the
ここで、電源E1を含む1次バイアス印加手段および駆動ローラ9、第1転写定着ローラ13は中間転写体2上の画像を第2転写定着ローラ14に転写する第1の転写手段の例であり、電源E2を含む2次バイアス印加手段および第1転写定着ローラ13、第2転写定着ローラ14は第1転写定着ローラ13上の画像を第2転写定着ローラ14に転写する第2の転写手段の例である。
Here, the primary bias applying means including the power source E1, the driving
図2に示すように、中間転写ベルト2と第1転写定着ローラ13間の距離としてのギャップgは、画像を形成するトナー層の厚み以下に設定されている。すなわち、トナーTを介した接触転写方式となっており、高画質化が図られている。この場合、非画像部では非接触となる。
As shown in FIG. 2, the gap g as the distance between the
中間転写ベルト2と第1転写定着ローラ13がトナーTを介してしか接触しないため、中間転写ベルト2が第1転写定着ローラ13により加熱されることを低減でき、感光体3Y、3M、3C、3B等の寿命を長くできる。ギャップgをトナー層Tの厚みよりも大きく設定してもよい。この場合、中間転写ベルト2の加熱をさらに抑制でき、感光体3Y、3M、3C、3B等の一層の長寿命化を実現できる。
Since the
また、中間転写ベルト2に熱を奪われないので省エネルギーとなる。但し、熱的には安定するが、トナーTの転写飛距離が長くなるため画質の低下を伴う懸念がある。このため、実験等により最適値を設定することが望ましい。トナーTは、少なくとも、結着部材、着色剤、およびワックスを含有する。また、円形度が0.96以上、好ましくは0.98以上の形状にすることで、トナーの帯電のバラツキを小さくでき、転写率を高くできる。また、重量平均粒径が2〜6μmの小粒径トナーを使用することで、加熱時の温度勾配が小さくなり、ホットオフセットを防止できる。
Further, energy is saved because the
さらには定着時のドットゲインが小さくなるため、潜像に忠実な画像が得られ、高画質化できる。また、ワックスを内添することで、定着部材からのトナーを離型するためのシリコンオイル等の離型剤やオイル塗布手段等を無くすことができ、装置の小型化やコストダウンが可能になる。 Furthermore, since the dot gain at the time of fixing becomes small, an image faithful to the latent image can be obtained and the image quality can be improved. Also, by adding wax internally, it is possible to eliminate a release agent such as silicone oil and oil application means for releasing the toner from the fixing member, and the size and cost of the apparatus can be reduced. .
図1に示すように、中間転写ベルト2と第1転写定着ローラ13との間には、第1転写定着ローラ13から中間転写ベルト2への熱放射(熱移動)を抑制する熱遮蔽手段としての断熱プレート20が設けられている。
As shown in FIG. 1, as a heat shielding unit that suppresses heat radiation (heat transfer) from the first
断熱プレート20は、中間転写ベルト2から第1転写定着ローラ13への1次転写を阻害しない状態で中間転写ベルト2への熱放射を極力抑えるように、開口部を有する形状に形成されており、図示しない定着装置本体、画像形成装置本体のいずれの側に設けてもよい。
The
熱遮蔽手段としては、放射率の低い金属光沢を有する板状のものが好ましく、特に2枚の金属シートを微小空隙又は断熱材を挟んで配置すると優れた効果が得られる。また、ノートパソコンのCPU冷却用に用いられるマイクロヒートパイプ構造を内包する薄板を用いた場合、熱遮蔽手段を低温に保ち熱移動を抑制することができる。 As the heat shielding means, a plate-like thing having a metallic luster with low emissivity is preferable, and an excellent effect can be obtained particularly when two metal sheets are arranged with a minute gap or a heat insulating material interposed therebetween. Moreover, when the thin plate which includes the micro heat pipe structure used for CPU cooling of a notebook personal computer is used, the heat shielding means can be kept at a low temperature and the heat transfer can be suppressed.
本例では、中間転写ベルト2の第1転写定着ローラ13に対する転写部(第1転写定着ローラ13との対向部)と、最も上流側の感光体3Bに対する転写部との間に中間転写ベルト2の熱を奪う冷却部材としての冷却ローラ210が設けられている。
In this example, the
冷却ローラ210は熱伝導率の高い材料で形成されており、中間転写ベルト2に接触して回転する。本例では断熱プレート20と冷却ローラ210を同時に設ける構成としたが、いずれか一方を設ける構成としてもよい。本例によれば、中間転写ベルト2の温度を低減でき、中間転写ベルト2側の熱劣化を抑制できる。また、転写定着部材の設計上の自由度を大きくすることができる。
The cooling
駆動ローラ9の近傍には、定着装置12が設けられている。定着装置12は、中間転写ベルト2上の未定着トナー像が1次転写される第1転写定着ローラ13を具備している。第1転写定着ローラ13のまわりには、その回転方向上、ニップ部Nよりも下流側で当該第1転写定着ローラ13に接触する位置に第1転写定着ローラ13を清掃する清掃部材としてのクリーニングローラ69が設けられている。クリーニングローラ69は金属ローラ表面にフェルトが巻き付けられた構成であり、ニップ部Nを通過した転写残トナーを除去し、用紙の汚れを防止する働きをする。
A fixing
定着装置12は、第1転写定着ローラ13と対峙して設けられ、ニップ部Nを形成し、第1転写定着ローラ13上のトナー像をさらに転写して保持するための、第2転写定着ローラ14を有している。第2転写定着ローラ14は、加圧バネ21により第1転写定着ローラ13に押圧されるようになっている。
The fixing
第1転写定着ローラ13および第2転写定着ローラ14は共通な構成をしている。すなわち、アルミニウム等の金属製パイプ状芯金53と、その表面側に積層状に厚さ0.05〜0.5mm程度の弾性層と、さらにその表面側に厚さ10〜30μmのフッ素系樹脂系材料であるPFAやPTFE等の離型層が順にコーティングされた構成である。図では、これら弾性層および離型層を一括してハッチングで表示している。
The first
また、第1転写定着ローラ13および第2転写定着ローラ14の内部、つまり、芯金53の空洞状の中心部にはそれぞれのローラ表層上のトナー像(画像)を加熱する加熱手段としてハロゲンヒータ15が設けられている。これにより、温度制御が容易である。
A halogen heater is used as a heating means for heating the toner image (image) on the surface of each roller in the first
用紙長さ分の画像を保持する必要があるため、第2転写定着ローラ14の周長は用紙長さと同等かそれ以上の長さにしてある。用紙長に対して第2転写定着ローラ14の周長が短い場合は、用紙の全面を印刷することができないが、第2転写定着ローラ14の周長を用紙長さと同等かそれ以上の長さにすることで、用紙の全面画像形成が可能である。
Since it is necessary to hold an image for the length of the sheet, the circumferential length of the second
また、第1転写定着ローラ13および第2転写定着ローラ14の表面温度を測定するため、非画像領域には、温度検出手段として不図示のサーミスタが設けられ、このサーミスタの温度情報に基づき、各転写定着ローラそれぞれの表面温度に基づいてハロゲンヒータ15のオンオフをコントロールする不図示の温度コントローラが設けてある。
Further, in order to measure the surface temperatures of the first
各ハロゲンヒータ15は、前記サーミスタからの温度検出情報に基づいて第1転写定着ローラ13および第2転写定着ローラ14の各温度をそれぞれ独立に制御可能である。用紙の表裏の画像の加熱温度や加熱時間が異なると光沢差が生じるが、これにより、用紙の表裏の光沢差を生じさせない。用紙の表裏で独立して温度をコントロールすることで光沢差を無くすように調整可能となる。なお、加熱手段の温度コントロールについては、以下の各例においても同様である。
Each
前記したとおり、第1転写定着ローラ13上の画像を第2転写定着ローラ14に転写するために、電源E2を含む2次バイアス印加手段が設けられる。2次バイアス印加手段は、第1転写定着ローラ13と第2転写定着ローラ14の各芯金53にバイアスを印加(AC、パルスなどの重畳を含む)し、第2転写定着ローラ14に静電気力で転写をおこなう。また、第1転写定着ローラ13および14の離型層をカーボン等の導電物質を分散させた導電性のフッ素系樹脂系材料で構成し芯金と接続することで、該離型層間に転写バイアスを印加することが可能となり、転写バイアスを低電圧にでき、かつ、転写時の飛び散りを抑制できる。
As described above, in order to transfer the image on the first
次に、動作を説明する。
中間転写ベルト2上に形成されたトナー像Tは、マイナスに帯電しており、駆動ローラ9側がー0.5KV〜2KV、第1転写定着ローラ13の芯金53が0Vになるように電源E1を含む1次バイアス印加手段によりバイアス電圧が印加されることで、第1転写定着ローラ13に転写される。
Next, the operation will be described.
The toner image T formed on the
この際、第1転写定着ローラ13の表面温度はハロゲンヒータ15により所定の温度まで加熱されている。片面印刷の場合では、転写されたトナー像Tは第1転写定着ローラ13上において単独で加熱されながら、ニップ部Nで搬送されてきた用紙Pに圧接して定着し排紙される。
At this time, the surface temperature of the first
この場合、第1転写ローラ13内のハロゲンヒータ15のみを駆動する。両面印刷時においては、第1面側のトナー像T1が片面印刷時と同様に中間転写ベルト2から第1転写定着ローラ13に転写する。第1転写定着ローラ13上のトナー像T1(画像)はニップ部Nで電源E2を含む2次バイアス印加手段により第1転写定着ローラ13に0V、第2転写定着ローラ14の芯金53に+0.5KV〜+2KVのバイアスが印加されることで、第1転写定着ローラ13表面上のトナー像T1が第2転写定着ローラ14に転写される。
In this case, only the
つづけて、第2転写定着ローラ14上のトナー像T2との所定位置が一致するタイミングで第1転写定着ローラ14にトナー像T2を転写し、ニップ部Nに用紙Pを通紙することで、用紙Pの両面にそれぞれトナー像T1およびT2が同時に定着される。ここで、トナー像T1、T2は中間転写ベルト2に形成された色重ねによるカラー画像として形成できる。
Subsequently, the toner image T2 is transferred to the first
また、このように、トナー像Tのみを予め加熱する過程が十分に得られるので、トナーTと用紙Pを同時に加熱する従来方式に比べて加熱温度を低くできる。実験の結果、第1転写定着ローラ13および第2転写定着ローラ14の温度は110〜120°Cの低温でも十分な画質が得られることが確認された。
In addition, since the process of heating only the toner image T in advance is sufficiently obtained, the heating temperature can be lowered as compared with the conventional method in which the toner T and the paper P are heated at the same time. As a result of the experiment, it was confirmed that sufficient image quality can be obtained even when the temperature of the first
上述のように、従来のカラー画像形成装置では十分な光沢を得るために用紙による温度低下を考慮して白黒画像形成装置に比べて1.5倍ほどの熱量を与えていた。このため、用紙が必要以上に加熱されるとともに、トナーと用紙の密着性も必要以上に高められていた。 As described above, the conventional color image forming apparatus gives a heat amount of about 1.5 times that of the black and white image forming apparatus in consideration of the temperature drop due to the paper in order to obtain sufficient gloss. For this reason, the paper is heated more than necessary, and the adhesion between the toner and the paper is increased more than necessary.
本例では、用紙Pを考慮せずに十分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、第1転写定着ローラ13の温度(定着設定温度)を低くできる。また、用紙Pはニップ部Nのみで加熱されるので過剰に加熱されず、トナーTと用紙の密着性も必要以上に高められることはない。 In this example, since the temperature for obtaining sufficient gloss can be set independently without considering the paper P, the temperature of the first transfer fixing roller 13 (fixing set temperature) can be lowered. Further, since the paper P is heated only at the nip portion N, it is not heated excessively, and the adhesion between the toner T and the paper is not increased more than necessary.
さらには、回転体が定着機能と転写機能を兼用していて定着を行う際に、表裏のどちらかの画像を一時的に第2転写定着ローラ14に保持しながら加熱することで、ニップ部Nに用紙Pが一度通過するだけで、用紙Pの両面に印刷が可能となり、画像形成効率、印刷の効率が向上できる。
Further, when fixing is performed with the rotating body having both the fixing function and the transfer function, the nip portion N is heated by temporarily holding either the front or back image on the second
従来、両面印刷を行う際には、まず、片面を定着した後、さらに逆の面を定着させるため、通紙パスの切り替え機構が必要となり、コストが高く、また時間がかかり、さらには装置が大型化してしまっていた。 Conventionally, when performing double-sided printing, firstly fixing one side and then fixing the opposite side requires a mechanism for switching the paper passing path, which is expensive and time consuming. It was getting bigger.
本例のように、定着を行う際に、表裏のどちらかの画像を一時的に第2の転写定着部材に保持することで、定着装置を用紙が一度通紙されるだけで、用紙の両面に印刷(定着)が可能となり、印刷の効率が向上でき両面印刷における印刷効率の向上を図ることができる。 As in this example, when fixing, either the front or back image is temporarily held on the second transfer fixing member, so that the fixing device can pass both sides of the paper only once. Thus, printing (fixing) can be performed, so that the printing efficiency can be improved and the printing efficiency in double-sided printing can be improved.
[例2]
本例は、例1(図1)とほぼ同様な構成であり、異なるのは、図3に示したように図1に示した構成中、第1転写定着ローラ13と対峙している第2転写定着ローラ14に代えて第2の回転体、つまり、第2の転写定着部材として無端状の転写定着ベルト55を設けた(請求項5)。
[Example 2]
This example has substantially the same configuration as that of Example 1 (FIG. 1), and is different from the first example shown in FIG. 3 in the second configuration facing the first
転写定着ベルト55の周長は用紙長さ以上にする。ローラで構成すると大径化するために装置が大型化し、また、熱容量の増大により立上がり時間が大きくなってしまうが、ベルトにすることで、ローラ構成よりも容易に画像の保持する長さを長くすることができる。
The circumferential length of the
転写定着ベルト55は、加圧ローラ56と加熱ローラ57に張架されている。加圧ローラ56は、転写定着ベルト55を介してニップ部Nを形成する。加熱ローラ57は転写定着ベルト55を加熱する機能を有する。
The
加圧ローラ56はアルミニウム等の金属製ローラもしくは金属製ローラ54aの表面にカーボン等の導電体を分散させたゴム層54bを有する。
The
転写定着ベルト55は3層構造をしており、内側から基材となるポリイミドフィルムが70μm、弾性層のシリコンゴムが200μm、さらに表面(表層)に、フッ素樹脂であるPFAが20μmコーティングされている。離型層を導電性のPFAにすることで、そこにブラシなどの手段でバイアス電圧をかけ、これにより、静電吸着力を落とすことなく、転写の飛び散りを抑制して効率的な転写ができる。
The transfer and fixing
基材または芯金にバイアスをかけて転写を行うと弾性層が介在するため静電吸着力が弱く転写効率が悪いが、かかる点が改善されて転写効率が向上する。また、弾性層を設けることで、ニップ部Nで定着する際に加熱面がトナーTや用紙の凹凸に追従して加圧しやすくなり、画像の光沢ムラを防止し、柚肌防止により高画質化できる。 When transfer is performed with a bias applied to the base material or the cored bar, an elastic layer is interposed, so that the electrostatic adsorption force is weak and the transfer efficiency is poor. However, this point is improved and the transfer efficiency is improved. In addition, by providing an elastic layer, when fixing at the nip N, the heating surface easily follows the unevenness of the toner T and the paper and pressurizes, preventing uneven glossiness of the image, and improving the image quality by preventing skin fading. it can.
加熱ローラ57はアルミニウムの筒状に構成され、転写定着ベルト55と従動して回転する。また、該加熱ローラ57の内部には、該転写定着ベルト55および該ベルト上の画像を加熱するための加熱手段たるハロゲンヒータ15が設けられている。
The
第1転写定着ローラ13及び転写定着ベルト55の表面温度を測定するための非画像領域に設けられた不図示のサーミスタとそれぞれの表面温度に基づいてハロゲンヒータ15のオンオフをコントロールする不図示の温度コントローラが設けてあり、それぞれ独立に温度をコントロールできるようになっている。
A thermistor (not shown) provided in a non-image area for measuring the surface temperatures of the first
動作としては例1とほぼ同様で、両面印刷時に、第1面側のトナー像T1が中間転写ベルト2から第1転写定着ローラ13に転写される。第1転写定着ローラ13上のトナー像T1はニップ部Nで電源E2を含む2次転写バイアス印加手段により第1転写定着ローラ13に0V、転写定着ベルト55が張架されている加圧ローラ56に+0.5KV〜+3KVのバイアスが印加されることで、第1転写定着ローラ13上のトナー像T1が転写定着ベルト55に転写される。
The operation is almost the same as in Example 1, and the toner image T1 on the first surface side is transferred from the
つづけて、第2転写定着ローラ14上のトナー像Y2との所定位置が一致するタイミングで第1転写定着ローラ13にトナー像T2を転写し、ニップ部Nに用紙Pを通紙することで、用紙Pの両面にそれぞれトナー像T1およびT2が定着される。
Subsequently, the toner image T2 is transferred to the first transfer and fixing
このように第1の転写定着部材をベルト状にすることで、例1の構成よりも、熱容量を小さくでき、立ち上がり時間をさらに短縮できる。次に、図4に示した例は、図3に示した例において、転写定着ベルト55を支持するローラとして過熱ローラ57の他に、断熱ローラ67を加えたものである。このように、転写定着ベルト55の内部を複数のローラで張架することで、レイアウトの自由度を高くすることができる。
By thus forming the first transfer and fixing member in a belt shape, the heat capacity can be reduced and the rise time can be further shortened as compared with the configuration of Example 1. Next, the example shown in FIG. 4 is obtained by adding a
[例3]
図5により説明する。図5の例は、図4の例において、第1転写定着ローラ13が無端状のベルトからなる回転体としての第1の定着部材、具体的には第1転写定着ベルト62に置き換えた構成としたものである。第1転写定着ベルト62は、第1転写ローラ59、第1加熱ローラ60、転写ローラ61に張架されている。
[Example 3]
This will be described with reference to FIG. The example of FIG. 5 has a configuration in which the first
第1転写ローラ59は駆動ローラ9に対して転写定着ベルト62を介して対峙する位置に設けられ、該対峙する位置よりも該第1転写定着ベルト62の回転方向の下流側に加熱ローラ60、さらに下流側に転写ローラ61が設けられる。
The
転写ローラ61は加圧ローラ56に対峙して設けられている。加圧ローラ56、加熱ローラ57、断熱ローラ67は無端状の第2転写定着ベルトとしての転写定着ベルト55を張架しており、この構成は既に説明した図4の構成に準じている。転写ローラ61と加圧ローラ56は、転写定着ベルト61および転写定着ベルト55を介してニップ部Nを形成している。加熱ローラ57は、転写定着ベルト55を加熱する。同様に加熱ローラ60は転写定着ベルト62を加熱する。
The
転写ローラ61および加圧ローラ56はアルミニウム等の金属製ローラもしくは金属製ローラ54aの表面にカーボン等の導電体を分散させたゴム層54bを有している。
The
転写定着ベルト62および転写定着ベルト55は3層構造をしており、内側から基材となるポリイミドフィルムが70μm、弾性層のシリコンゴムが200μm、さらに表面にPFAが20μmコーティングされた同一の構成である。
The
離型層を導電性のPFAにすることで、転写の飛び散りを抑制できる。また、弾性層を設けることで、ニップ部Nで定着する際に加熱面がトナーTや用紙の凹凸に追従しやすくなり、画像の光沢ムラを防止し、高画質化できる。 By making the release layer conductive PFA, scattering of transfer can be suppressed. In addition, by providing an elastic layer, when fixing at the nip portion N, the heating surface can easily follow the unevenness of the toner T and the paper, thereby preventing uneven glossiness of the image and improving the image quality.
転写定着ベルト62の画像を転写定着ベルト55に転写するため、電源E2を含む2次転写バイアス印加手段が設けられていて、転写定着ベルト62、転写定着ベルト55の表層にブラシなどの手段によりバイアス電圧を印加するようにしている。
In order to transfer the image on the transfer and fixing
第1加熱ローラ60はアルミニウムの筒状に構成され、転写定着ベルト62と従動して回転する。加熱ローラ57も同様にアルミニウムの筒状に構成され、転写定着ベルト55と従動して回転する。
The
第1加熱ローラ60および加熱ローラ57の内部には、転写定着ベルト62、55をそれぞれ加熱するための加熱手段としてハロゲンヒータ15が設けられている。転写定着ベルト62及び転写定着ベルト55の表面温度を測定するための不図示のサーミスタが非画像領域に設けられ、それぞれの表面温度に基づいてハロゲンヒータ15のオンオフをコントロールする不図示の温度コントローラが設けてあり、それぞれ独立に温度をコントロールできるようになっている。
Inside the
電源E1を含む1次転写バイアス印加手段によるバイアス電圧により中間転写ベルト2上のトナー像T1は中間転写体2から転写定着ベルト62に静電的に転写される。
The toner image T1 on the
転写定着ベルト62に転写されたトナー像T1はニップ部Nで電源E2を含む2次転写バイアス印加手段のバイアス電圧によって転写定着ベルト62から転写定着ベルト55に転写される。
The toner image T1 transferred to the
所定のタイミングで転写定着ベルト62にトナー像T2を転写し、ニップ部Nに用紙Pを通紙することで、用紙Pの両面にそれぞれトナー像T1およびT2が定着される。
By transferring the toner image T2 to the transfer and fixing
このように、対向する一対の回転体、つまり、転写定着ベルト62、転写定着ベルト55を3層構造のベルトとすることで、熱容量を軽減し、例1、例2に対して立ち上がり時間を短縮できる。
In this way, the heat capacity is reduced by using a pair of rotating members facing each other, that is, the transfer and fixing
[例4]
本例は、図6に示すように、図5に示した構造における転写定着ベルト62に代えて第1転写定着ベルト50を第1転写ローラ59と転写ローラ61に掛けまわし、また、転写定着ベルト55に代えて第2転写定着ベルト51を加圧ローラ56と断熱ローラ67に掛けまわした。さらに、加熱手段15および張架ローラとしての加熱ローラ57は第1加熱ローラ60は除去し、代りに、加熱手段として第1転写定着ベルト50、第2転写定着ベルト51の各ベルトの外部に、電磁誘導加熱を行う誘導コイル65をそれぞれ配置した。
[Example 4]
In this example, as shown in FIG. 6, instead of the
第1転写定着ベルト50と第2転写定着ベルト51のニップ部Nの各上流位置にそれぞれ誘導コイル65を設けている。第1転写定着ベルト50と第2転写定着ベルト51は4層構造をしており、内側から基材となるポリイミドフィルムが70μm、磁性体層としてAgやSUS、ニッケル等の金属層が10μm、弾性層のシリコンゴムが200μmさらに表面に、PFAが20μmコーティングされる。
An
第1転写定着ベルト50と第2転写定着ベルト51の上記磁性体層は、誘導コイル65によって誘導加熱され、トナー像Tが溶融し、ニップ部Nで用紙Pに定着される。本例では、例1〜3の場合に対して、誘導加熱によりベルト部分のみを加熱するために、ハロゲンヒータを用いる場合のようにジャム時における用紙発火の危険がなくまた、熱容量が小さく立ち上がり時間を早くできる。
[例5]
図7に示したように前記例4での誘導コイル65に代えて前記例1におけるハロゲンヒータ15の位置をローラ内からニップ部Nの上流側に外部から輻射加熱するように設けた。このようにすることで、トナー像Tを直接加熱し、立ち上げ時間をほぼ0にすることができ、より少ないエネルギーで定着可能である。
The magnetic layers of the first
[Example 5]
As shown in FIG. 7, instead of the
本例は、前記各例中、ローラ内部にハロゲンヒータを設けた例に代えて適用可能である。 This example can be applied in place of the example in which the halogen heater is provided inside the roller in each of the above examples.
[例6]
これまでに説明した、例1〜例5の各例は、中間転写体上に記録材により形成された画像を第1の転写定着部材に転写する1次転写工程と、さらに前記第1の転写定着部材上の前記転写画像を第2の転写定着部材に転写する2次転写工程と、前記中間転写体上に形成された画像を再び前記第1の転写定着部に転写して前記第1の転写定着部材上の画像と前記第2の転写定着部材上の画像を加熱して前記第1の転写定着部材と前記第2の転写定着部材により成すニップ部に記録媒体を通過させることで前記記録媒体の表裏に同時に画像を定着する定着方法を実行する定着装置、画像形成装置である。
[Example 6]
Each of the examples 1 to 5 described so far includes a primary transfer step of transferring an image formed of a recording material on an intermediate transfer member to a first transfer fixing member, and the first transfer. A secondary transfer step of transferring the transfer image on the fixing member to a second transfer fixing member; and an image formed on the intermediate transfer member is transferred again to the first transfer fixing portion and the first transfer fixing portion is transferred. The recording medium is heated by heating the image on the transfer fixing member and the image on the second transfer fixing member and passing the recording medium through a nip portion formed by the first transfer fixing member and the second transfer fixing member. A fixing device and an image forming apparatus execute a fixing method for simultaneously fixing images on the front and back of a medium.
かかる定着方法において、本例では前記例1〜5の場合において、両面印刷時に中間転写ベルト2からトナー像T2が第1転写定着ローラ13または転写定着ベルト62(第1転写定着ベルト50)に転写され、さらに第2転写定着ローラ14または転写定着ベルト55(第2転写定着ベルト51)に転写が完了するまで、第1転写定着ローラ13または転写定着ベルト62(第1転写定着ベルト50)側のハロゲンヒータ15または誘導コイル65の駆動(加熱)をオフにし、トナーTのガラス転移温度よりも低温にしておく(請求項21、22)。
In this fixing method, in this example, in the case of Examples 1 to 5, the toner image T2 is transferred from the
このようにすることで、ニップ部Nでトナー像T1が溶融されていない状態で2次転写することができ、トナー像T1がつぶされない。よって、画像乱れを防止できる。トナー像T1が2次転写された後に両方のハロゲンヒータ15または誘導コイル65を駆動し所定の温度にすることで、トナー像T1とトナー像T2の加熱時間差を小さくし、表裏の光沢差を小さくできる。特に、例4と例5の構成においてはトナー像T1、T2の加熱時間を同等にし、表裏の光沢差を防止することができる。
By doing so, secondary transfer can be performed in a state where the toner image T1 is not melted at the nip portion N, and the toner image T1 is not crushed. Therefore, image disturbance can be prevented. After the toner image T1 is secondarily transferred, both the
[例7]
本例は、図8に示したように図7に示した構成において、加圧ローラ56の軸が圧力可変手段としてのカム70によって移動可能に設置され、加圧ローラ56と成すニップ部Nの加圧力(ニップ面圧)を可変にするように構成される。
[Example 7]
In this example, as shown in FIG. 8, in the configuration shown in FIG. 7, the shaft of the
前記した図1〜図6までの例においてもこれに準じて行うようにする。つまり、第2転写定着ローラ14または加圧ローラ56の軸についてカム70を作用させてニップ部Nの加圧力(ニップ面圧)を可変にするように構成される。カム70は不図示の駆動源により任意で駆動可能になっている。
The above examples in FIGS. 1 to 6 are also performed in accordance with this. In other words, the
2次転写を行う際には、カム70を回転駆動し、ニップ部Nでの圧力を通紙して両面定着する場合の圧力1〜3kg/cm2から0.05〜0.5kgf/cm2程度の低圧に切りかえる。こうすることで、常時加熱している場合においても2次転写時にトナー像T1が半溶融状態の場合でも圧力が低いために必要以上につぶされず、ドットゲインによる画像の劣化を防止できる。
During secondary transfer, the
転写ニップ部の面圧が高いと2次転写工程時と定着時で2度トナーがつぶされ、表裏で光沢やドット太りが異なってしまう。本例のように、カム70などを用いて2次転写工程時の面圧を定着時よりも低くするなど、ニップ圧力を可変可能にすることでトナーのつぶれを抑制し、表裏の画質差を抑制することができ、画質劣化を防止できる。
If the surface pressure at the transfer nip is high, the toner is crushed twice during the secondary transfer process and during fixing, and gloss and dot thickness are different on the front and back sides. As in this example, the crushing of the toner is suppressed by making the nip pressure variable, such as by using a
これまでの説明中、バイアス電圧の印加手段として、ブラシを利用するほか、芯金の部位を露出させてそこに、導電コロを接触回転させ、該導電コロについてはその軸受部を導電部材で構成し、軸受の固定側を電源と接続するなどの構成を採る。 In the explanation so far, in addition to using a brush as a bias voltage applying means, a portion of the core bar is exposed and a conductive roller is contacted and rotated there, and the bearing portion of the conductive roller is constituted by a conductive member. Then, a configuration is adopted in which the fixed side of the bearing is connected to a power source.
13 第1転写定着ローラ
14 第2転写定着ローラ
15 ハロゲンヒータ
65 誘導コイル
N ニップ部
13 First
Claims (23)
前記一対の回転体が第1の回転体と第2の回転体からなり、前記第1の回転体の表面に画像を転写する中間転写体を備えるとともに、前記第1の回転体はその表面から前記第2の回転体の表面に画像を転写することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The pair of rotating bodies includes a first rotating body and a second rotating body, and includes an intermediate transfer body that transfers an image onto the surface of the first rotating body, and the first rotating body extends from the surface. A fixing device for transferring an image to a surface of the second rotating body.
前記第1の回転体は、記録材により前記中間転写体上に形成された画像が転写される第1の転写定着部材であり、前記第2の回転体は、前記第1の転写定着部
材上の画像が転写される第2の転写定着部材であり、
前記中間転写体から前記第1の転写定着部材に画像を転写する第1の転写手段と、
前記第1の転写定着部材から前記第2の転写定着部材に画像を転写する第2の転写手段と、
前記第1の転写定着部材、前記第2の転写定着部材、およびこれら第1の転写定着部材、前記第2の転写定着部材上にそれぞれ転写された画像を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
The first rotator is a first transfer and fixing member to which an image formed on the intermediate transfer member is transferred by a recording material, and the second rotator is on the first transfer and fixing member. A second transfer-fixing member to which the image is transferred,
First transfer means for transferring an image from the intermediate transfer member to the first transfer fixing member;
A second transfer means for transferring an image from the first transfer fixing member to the second transfer fixing member;
The image forming apparatus includes a first transfer fixing member, a second transfer fixing member, and a heating unit that heats the images transferred onto the first transfer fixing member and the second transfer fixing member. A fixing device.
前記第2の転写定着部材の周長が前記記録媒体の長さと同等かそれよりも長いことを特徴とする定着装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A fixing device, wherein a circumference of the second transfer and fixing member is equal to or longer than a length of the recording medium.
前記第2の転写定着部材が少なくとも前記加圧部材に懸架された無端状のベルトであることを特徴とする定着装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The fixing device, wherein the second transfer fixing member is an endless belt suspended from at least the pressure member.
前記ベルトは基材、弾性層、離型層で構成されることを特徴とする定着装置。 The image forming apparatus according to claim 5.
The fixing device according to claim 1, wherein the belt includes a base material, an elastic layer, and a release layer.
前記一対の回転体、前記第1の回転体、前記第2の回転体、前記第1の転写定着部材、前記第2の転写定着部材の表層が導電性を有するフッ素系樹脂であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The surface layers of the pair of rotating bodies, the first rotating body, the second rotating body, the first transfer fixing member, and the second transfer fixing member are conductive fluororesins. A fixing device.
前記第1の転写定着部材は、複数のローラに懸架された無端状のベルトであり、前記複数のローラの中の1つは前記ベルトを介して前記中間転写体と対向していることを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to any one of claims 3 to 7,
The first transfer fixing member is an endless belt suspended on a plurality of rollers, and one of the plurality of rollers faces the intermediate transfer member via the belt. A fixing device.
前記加熱部、前記加熱手段は、前記一対の回転体、前記転写定着部材の内部に設けられたハロゲンヒータであることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 8,
The fixing device, wherein the heating unit and the heating unit are halogen heaters provided inside the pair of rotating bodies and the transfer fixing member.
前記転写定着部材は基材、断熱層、磁性体層、弾性層、離型層で構成され、前記加熱手段が電磁誘導加熱であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 8,
The transfer fixing member includes a base material, a heat insulating layer, a magnetic layer, an elastic layer, and a release layer, and the heating unit is electromagnetic induction heating.
前記加熱部、前記加熱手段は、前記一対の回転体、前記転写定着部材の外部に設けられたハロゲンヒータであることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 8,
The fixing device according to claim 1, wherein the heating unit and the heating unit are a halogen heater provided outside the pair of rotating bodies and the transfer fixing member.
前記第1の転写定着部材と第2の転写定着部材に対応した温度検出手段を備え、前記加熱手段は前記温度検出手段の情報に基づいて前記第1の転写定着部材と第2の転写定着部材をそれぞれ独立に加熱制御することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 3 to 11,
Temperature detecting means corresponding to the first transfer fixing member and the second transfer fixing member is provided, and the heating means is the first transfer fixing member and the second transfer fixing member based on information of the temperature detection means. The fixing device is characterized in that the heating is controlled independently of each other.
前記第1の転写定着部材と前記第2の転写定着部材で成す前記ニップ部におけるニップ面圧を可変する圧力可変手段を設けたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 3 to 12,
A fixing device comprising: a variable pressure means for varying a nip surface pressure in the nip portion formed by the first transfer fixing member and the second transfer fixing member.
前記記録材は少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有したトナーであることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 3,
The fixing device, wherein the recording material is a toner containing at least a binder resin, a colorant, and wax.
前記トナーは円形度が0.96以上であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 14.
The fixing device according to claim 1, wherein the toner has a circularity of 0.96 or more.
前記トナーは重量平均粒径が2〜6μmであることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 14 or 15,
The fixing device according to claim 1, wherein the toner has a weight average particle diameter of 2 to 6 μm.
前記回転体を清掃する清掃部材を具備することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
A fixing device comprising a cleaning member for cleaning the rotating body.
前記中間転写体と前記第1の回転体との間に熱遮蔽手段を介在させたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2,
A fixing device, wherein a heat shielding means is interposed between the intermediate transfer member and the first rotating member.
前記定着装置が請求項1乃至17に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising a fixing device that heats and fixes the image on the recording medium after transferring an image formed by toner as a recording material formed on the image carrier to the recording medium.
An image forming apparatus, wherein the fixing device is the fixing device according to claim 1.
前記第1の転写定着部材、前記第2の転写定着部材を加熱する加熱手段が備えられていて、前記2次転写工程時には、前記加熱手段のうち前記第1の転写定着部材を加熱する加熱手段の加熱をオフにすることを特徴とする定着方法。 The fixing method according to claim 20, wherein
A heating unit for heating the first transfer fixing member and the second transfer fixing member is provided, and a heating unit for heating the first transfer fixing member among the heating units in the secondary transfer step. The fixing method is characterized by turning off the heating.
前記2次転写工程時には、前記第1および第2の転写定着部材の温度は、前記記録材のガラス転位温度以下であることを特徴とする定着装置。 The fixing method according to claim 20 to 21, wherein
In the secondary transfer step, the temperature of the first and second transfer fixing members is equal to or lower than the glass transition temperature of the recording material.
前記第1の転写定着部材と前記第2の転写定着部材で成すニップ部のニップ圧力が、前記2次転写工程時には、前記記録媒体を通紙する際の定着動作時以下であることを特徴とする定着方法。
The fixing method according to any one of claims 20 to 22.
A nip pressure of a nip portion formed by the first transfer fixing member and the second transfer fixing member is equal to or lower than that during a fixing operation when the recording medium is passed in the secondary transfer step. Fixing method to do.
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