JP2005189694A - Fixing device, fixing method and image forming apparatus - Google Patents

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Atsushi Nakato
淳 中藤
Hiroyuki Kunii
博之 国井
Shigeo Kurotaka
重夫 黒高
Hisashi Kikuchi
尚志 菊地
Takashi Fujita
貴史 藤田
Katsuhiro Echigo
勝博 越後
Satohiko Baba
聡彦 馬場
Yukimichi Someya
幸通 染矢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of realizing the shortening of warm-up time, being excellent in energy saving, and further restraining image deterioration caused by the shortening of operating time and the reduction of the number of operating times at the double-sided image forming time. <P>SOLUTION: The fixing device 12 is equipped with a pair of rotating bodies 13 and 14 carrying images on their surfaces, and one or a plurality of heating parts 15 heating the respective images on the rotating surfaces of a pair of rotating bodies 13 and 14, and has constitution for transferring and fixing the images on respective front and back surfaces of a recording medium P from the surfaces of a pair of rotating bodies by making the medium P pass through a nip part N between a pair of rotating bodies, and it is equipped with an intermediate transfer body 2 carrying the image on its surface, transferring the image to the surface of either 13 of a pair of rotating bodies 13 and 14, and also transferring the image to the surface 14 of the other. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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装置および定着方法、さらには、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し、さらに詳しくは、記録媒体の表裏両面への画像形成が可能な構成に関する。   The present invention relates to a fixing device and a fixing method for fixing an unfixed image on a recording medium (hereinafter also referred to as paper or sheet), and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a printing machine having the fixing device. More specifically, the present invention relates to a configuration capable of forming images on both the front and back surfaces of a recording medium.

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 can be obtained by heat-fixing an unfixed image that is transferred and carried on a sheet such as recording paper. it can.

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.

定着装置に用いられる構成の一つに熱源を内蔵した定着部材と加圧部材とを当接させてその当接位置をシートなどの記録媒体の搬送位置および加熱位置に相当するニップ部を形成する構成がある。定着部材としては、ローラやベルトが用いられ、加圧部材としては、ローラやベルトあるいは固定パッドが用いられる。   One of the configurations used in the fixing device is a contact between a fixing member having a built-in heat source and a pressure member, and forms a nip portion corresponding to a conveyance position and a heating position of a recording medium such as a sheet. There is a configuration. A roller or a belt is used as the fixing member, and a roller, a belt, or a fixed pad is used as the pressure member.

一方、転写対象となる画像には単一色のみでなくフルカラーなどのように複数の色の画像を組み合わせたものがある。これら各画像に対する定着に際しては、転写される対象の画像形態に応じた定着特性、特に温度特性が重要となる。
温度特性は、トナーとシートとの間の熱移動に影響し、熱移動は定着部材に接触するトナー表面温度と、トナーおよびこれが接触するシート表面の温度(界面温度)によって変化する。温度特性のうちで、トナーの表面温度はフルカラー画像などに要求される光沢度に影響し、トナーおよびこれが接触するシートの表面温度はシートに対するトナーの浸透度(密着性)に影響を及ぼす。
On the other hand, an image to be transferred includes not only a single color but also a combination of images of a plurality of colors such as full color. When fixing these images, fixing characteristics, particularly temperature characteristics, according to the image form to be transferred are important.
The temperature characteristic affects the heat transfer between the toner and the sheet, and the heat transfer varies depending on the temperature of the toner surface in contact with the fixing member and the temperature of the toner and the surface of the sheet in contact with the toner (interface temperature). Among the temperature characteristics, the surface temperature of the toner affects the glossiness required for a full-color image, and the surface temperature of the toner and the sheet in contact with the toner affects the penetration (adhesion) of the toner to the sheet.

図5は、フルカラー画像を対象とした定着構造の一例を示す図であり、同図において、各色毎の画像を形成可能な潜像担持体A〜Dの並置方向に沿って展張面を有する1次転写部材に相当する中間転写体Eが設けられ、中間転写体Eに対して各色毎の画像が順次転写されるようになっている。中間転写体Eには、重畳転写された画像をシートに対して一括転写するための2次転写部材としての転写装置Fが対向当接して設けられており、一括転写されたシートが定着装置Gに向けて搬送されるようになっている。図5に示す定着装置Gは、互いに対向当接してニップ部を構成可能な定着ローラG1および加圧ローラG2を備えた熱ローラ定着方式を採用した構成であり、定着ローラG1からの加熱によりシート上の未定着画像が定着されるようになっている。熱ローラ定着方式は、熱効率が高く高速化が図れること、伝熱効率が高く安定した定着効率が得られることおよびシートの搬送媒体として利用できることにより構造が簡単であることなどの利点があることから近年多用されるようになっている。   FIG. 5 is a diagram showing an example of a fixing structure for a full-color image. In FIG. 5, 1 has a stretched surface along the juxtaposing direction of latent image carriers A to D capable of forming images for each color. An intermediate transfer member E corresponding to the next transfer member is provided, and an image for each color is sequentially transferred to the intermediate transfer member E. The intermediate transfer member E is provided with a transfer device F as a secondary transfer member for transferring the images transferred and superimposed onto the sheet in a lump so as to face each other. It is transported toward the. The fixing device G shown in FIG. 5 employs a heat roller fixing system including a fixing roller G1 and a pressure roller G2 that can be opposed to each other to form a nip portion, and the sheet is heated by the fixing roller G1. The upper unfixed image is fixed. In recent years, the heat roller fixing method has advantages such as high heat efficiency and high speed, high heat transfer efficiency and stable fixing efficiency, and simple structure due to its use as a sheet conveyance medium. It has come to be used frequently.

従来、定着装置においては所定の温度に達するまでのウォームアップ作業が行われるようになっているが、フルカラー画像の場合には、白黒画像のような単一色画像の場合と違って重畳されるトナーの層厚が厚いことが原因しておおよそ1.5倍程度多い熱量が必要とされている。このため、単一色画像を対象とした場合に比べてシートへの加熱熱量が増加する傾向となり、シートが過熱状態に陥りやすいばかりでなく、フルカラー画像を高速で多数定着する際には商用電源である100V、15Aなどの電源容量では加熱電力が不足してしまい、対応できなくなる虞があった。   Conventionally, in a fixing device, a warm-up operation is performed until a predetermined temperature is reached. However, in the case of a full-color image, toner that is superimposed is different from the case of a single-color image such as a monochrome image. The amount of heat that is about 1.5 times greater is required due to the thick layer thickness. For this reason, the amount of heat applied to the sheet tends to increase compared to the case of a single color image, and not only the sheet is likely to fall into an overheated state, but also when a large number of full-color images are fixed at high speed, A certain power source capacity of 100 V, 15 A, etc. may cause insufficient heating power and cannot be used.

過剰な加熱が起こると、シート自体も過熱気味となりこのような現象がシートを取り扱う際にユーザの意に沿わないばかりでなく、過熱によりトナーが再軟化を引き起こした場合に積層されたシート同士が密着していわゆる、貼り付いた状態となりシートの取り出作業時に剥ぎ取らなければならなくなるなどの作業性の悪化を招く。   When excessive heating occurs, the sheet itself becomes overheated, and this phenomenon does not follow the user's will when handling the sheet, but also the stacked sheets are formed when the toner causes re-softening due to overheating. Adhering to each other, the so-called stuck state is brought about, and the workability is deteriorated such that the sheet must be peeled off when the sheet is taken out.

過熱による不具合としては、トナーが転写対象となる普通紙などのシートと違って、表面に滲み防止のための特別なコーティング処理が施されているようなシートが誤って画像形成のために用いられるとコーティング材料が熱によって定着部材に転移していわゆるオフセットが発生しやすくなり、定着部材での汚れの発生やシートの巻き付き等が発生しやすくなる。このため、巻き付いたシートの除去作業や定着部材の清掃作業など、本来、画像形成装置において必要とされない余計な作業が必要となり、作業性において不利となる。   As a malfunction due to overheating, unlike a sheet of plain paper or the like to which toner is transferred, a sheet with a special coating treatment for preventing bleeding on the surface is erroneously used for image formation. The coating material is transferred to the fixing member by heat, so that a so-called offset is likely to occur, and the fixing member is likely to be contaminated or the sheet is wound. For this reason, extra work that is not originally required in the image forming apparatus, such as the removal work of the wound sheet and the cleaning work of the fixing member, is necessary, which is disadvantageous in terms of workability.

従来、電子写真画像形成方法を用いる装置においては、シート裏面から電気的なバイアスを掛けることで画像を静電的にシートへ転写するようになっているが、シートの吸湿性、厚さ、表面特性(凹凸)等の条件によってシートの電気的特性が変化しやすいことから、潜像担持体上の画像を直接あるいは中間転写部を介してシートの転写する際の転写品質を一定化することが難しく、異常画像が発生しやすいという不具合もあった。   Conventionally, in an apparatus using an electrophotographic image forming method, an image is electrostatically transferred to a sheet by applying an electrical bias from the back side of the sheet. Since the electrical characteristics of the sheet are likely to change depending on conditions such as characteristics (unevenness), it is possible to make the transfer quality constant when transferring the image on the latent image carrier directly or via the intermediate transfer unit. There was also a problem that an abnormal image was easily generated.

このような問題を解消すべく、図6に示すように、中間転写体100の駆動ローラ101の内部に熱源102を設け、該中間転写体100に加圧部材103を圧接してニップを形成する方式が提案されている(例えば、特許文献1)。
図6において、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104に定着するものである。符号105は像担持体を、106は一次転写手段を示している。
この方式によれば、中間転写体100からシートなどの記録媒体104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ので、転写品質の一定化が可能となる。トナー加熱時間は容易に長く設定できて十分に加熱可能であり、記録媒体の過剰加熱も防止できる。
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 6, a heat source 102 is provided inside the driving roller 101 of the intermediate transfer member 100, and a pressure member 103 is pressed against the intermediate transfer member 100 to form a nip. A method has been proposed (for example, Patent Document 1).
In FIG. 6, the toner is heated before the nip, and the heated toner is fixed to the recording medium 104 at the nip. Reference numeral 105 denotes an image carrier, and 106 denotes a primary transfer unit.
According to this method, since the secondary transfer from the intermediate transfer body 100 to the recording medium 104 such as a sheet is performed not by electrostatic force but by the heat of fixing, the transfer quality can be made constant. The toner heating time can be easily set long and can be sufficiently heated, and overheating of the recording medium can be prevented.

定着装置に用いられる構成の一つに熱源を内蔵した定着部材と加圧部材とを当接させてその当接位置をシートの挟持搬送位置および加熱位置に相当するニップ部を形成する構成がある。定着部材としてはローラやベルトが用いられ、加圧部材としてはローラやベルトあるいは固定パッドなどが用いられる。   One of the configurations used in the fixing device is a configuration in which a fixing member having a built-in heat source and a pressure member are brought into contact with each other to form a nip portion corresponding to the nipping / conveying position and the heating position of the sheet. . A roller or a belt is used as the fixing member, and a roller, a belt, or a fixed pad is used as the pressure member.

一方、画像形成には、記録媒体として用いられるシートの表裏両面への画像形成がある。
両面への画像形成を実行するための構成として、例えば、記録媒体の両面に対して同時に画像転写を行うようにした構成がある(例えば、特許文献2)。
特許文献2に開示されている構成は次の通りである。
記録媒体の表裏各面に対向可能な第1,第2の転写手段を設け、両面への画像形成時には、第1の転写手段から第2の転写手段へ画像転写を行って一面の画像を第2の転写手段に保持させ、第1の転写手段では他の面の画像を保持させ、これら各転写手段での温度制御により画像中のトナーの軟化点を維持させてトナー画像の静電的な転写とは異なる粘着を用いて各転写手段間に記録媒体を通過させる際に記録媒体の両面へ同時に画像転写および定着を行う構成である。
On the other hand, image formation includes image formation on both front and back surfaces of a sheet used as a recording medium.
As a configuration for executing image formation on both sides, for example, there is a configuration in which image transfer is simultaneously performed on both sides of a recording medium (for example, Patent Document 2).
The configuration disclosed in Patent Document 2 is as follows.
First and second transfer units that can be opposed to the front and back surfaces of the recording medium are provided. When forming an image on both sides, the image is transferred from the first transfer unit to the second transfer unit, and an image on one side is transferred. The first transfer unit holds the image on the other surface, and the temperature of each of the transfer units maintains the softening point of the toner in the image. The image transfer and fixing are simultaneously performed on both sides of the recording medium when the recording medium is passed between the transfer units using an adhesive different from the transfer.

特開平10−63121号公報(段落「0030」欄)JP-A-10-63121 (paragraph "0030" column) 特開2000−250272号公報(段落「0048」欄)JP 2000-250272 A (paragraph “0048” column)

しかしながら、上記特許文献1に開示されている構成では、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 configuration disclosed in Patent Document 1, since the intermediate transfer member is heated as much as the toner heating time and is heated in the entire layer thickness direction from the inner surface side, the intermediate transfer member is then moved to the primary transfer region. When entering, the image carrier is also heated, and problems such as toner sticking occur.

また、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。   Further, 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.

一方、両面画像形成のための構成として挙げた上記特許文献2に開示の構成においては、フルカラー画像形成の際に各色の画像を重畳転写される第1の転写手段が第2の転写手段に対する中間転写体として機能することになるが、この中間転写体が加熱されることが前提とあることから感光体と対向した際には感光体への熱伝達が発生してトナーの固着を招く虞がある。そこで、特許文献2に開示されているように、中間転写体を冷却する必要となるが、このような構成を用いると、装置の大型化を招く。さらに、冷却が行われる中間転写体による定着温度設定時には、冷却手段を含む中間転写体全体を加熱することとなり、放熱や熱容量が大きくなることにより加熱エネルギーロスが大きくなる。このため、定着温度までの立ち上げ時間が長大化するだけでなく、感光体への熱の波及も相俟って装置の寿命に支障を来す結果となる。特に、第1,第2の転写手段への画像転写さらには記録媒体への画像転写という多くの行程を経ると、画像の劣化が著しくなることがあり、なるべく転写回数を低減することが画像劣化を防止する上で望まれる。   On the other hand, in the configuration disclosed in Patent Document 2 mentioned above as the configuration for double-sided image formation, the first transfer unit that superimposes and transfers the image of each color during the formation of a full-color image is intermediate to the second transfer unit. Although it functions as a transfer member, since it is assumed that the intermediate transfer member is heated, heat transfer to the photosensitive member may occur when it is opposed to the photosensitive member, leading to toner fixation. is there. Therefore, as disclosed in Patent Document 2, it is necessary to cool the intermediate transfer member. However, when such a configuration is used, the size of the apparatus is increased. Further, when the fixing temperature is set by the intermediate transfer body to be cooled, the entire intermediate transfer body including the cooling means is heated, and the heat energy loss increases due to the increase in heat dissipation and heat capacity. For this reason, not only the start-up time to the fixing temperature is lengthened, but also the influence of the heat spread to the photoconductor causes a problem in the life of the apparatus. In particular, after many steps of image transfer to the first and second transfer means and further image transfer to the recording medium, the image deterioration may become remarkable. It is desirable to prevent

本発明の目的は、上記従来の定着、特に転写と同時に定着を行う構成を対象とした場合にウオームアップ時間を短縮できると共に省エネルギー性に優れ、さらには両面画像形成時での作業時間の短縮および作業回数の短縮による画像劣化の低減が可能な定着装置、定着方法および画像形成装置を提供することにある。   The object of the present invention is to reduce the warm-up time and energy saving in the case of the above-described conventional fixing, particularly when the fixing is performed at the same time as the transfer. It is an object of the present invention to provide a fixing device, a fixing method, and an image forming apparatus capable of reducing image deterioration by shortening the number of operations.

請求項1記載の発明は、各々の表面に画像を担持する一対の回転体と、この一対の回転体の回転表面の各画像を加熱する一または複数の加熱部とを備え、上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上記一対の回転体表面から上記記録媒体の表裏各面に画像を転写定着する構成を備えた定着装置において、表面に画像を担持可能であって、上記一対の回転体の一方の表面に画像を転写すると共に上記一対の回転体の他方の表面に対しても画像を転写可能な中間転写体を備えたことを特徴としている。   The invention according to claim 1 includes a pair of rotating bodies that carry images on the respective surfaces, and one or a plurality of heating units that heat the images on the rotating surfaces of the pair of rotating bodies, and the pair of rotating bodies. In a fixing device having a configuration for transferring and fixing an image from the surface of the pair of rotating bodies to the front and back surfaces of the recording medium by passing the recording medium through a nip portion between the bodies, the image can be carried on the surface. And an intermediate transfer member capable of transferring an image to one surface of the pair of rotating members and transferring an image to the other surface of the pair of rotating members.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の定着装置において、上記中間転写体は、上記一対の回転体に対して時間的に別々な時期に画像を転写する構成を備えていることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the intermediate transfer member is configured to transfer an image to the pair of rotating members at different times in time. It is said.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の定着装置において、上記一対の回転体は、上記中間転写体にそれぞれ対向して画像を転写されるとともに転写されて担持した画像を加熱することができる転写定着手段であり、これら回転体間に導入された記録媒体の表裏各面への画像転写および画像定着が可能であることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the pair of rotating members transfers the image while facing the intermediate transfer member and heats the transferred and carried image. It is a transfer fixing means capable of transferring an image to the front and back surfaces of the recording medium introduced between the rotating members and fixing the image.

請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のうちの一つに記載の定着装置において、上記一対の回転体は、これら回転体への画像転写を行う中間転写体に対して交互対向する構成を備え、各回転体同士の相対位置関係が保たれた状態で上記中間転写体に対向する構成を備えていることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the pair of rotating members are alternately opposed to an intermediate transfer member that performs image transfer to the rotating members. It is characterized in that it has a configuration and is configured to face the intermediate transfer member in a state where the relative positional relationship between the rotating members is maintained.

請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のうちの一つに記載の定着装置において、上記一対の回転体のうちの一つは、その周長が記録媒体の長さ以上に設定されていることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to one of the first to fourth aspects, one of the pair of rotating bodies has a circumference set to be equal to or greater than a length of the recording medium. It is characterized by having.

請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のうちの一つに記載の定着装置において、上記一対の回転体のうちの一つが他方の回転体に上記記録媒体を押圧可能な加圧部材として用いられ、加圧部材として無端状ベルトが用いられれることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, the pressure member is such that one of the pair of rotating bodies can press the recording medium against the other rotating body. And an endless belt is used as the pressure member.

請求項7記載の発明は、請求項1乃至7のうちの一つに定着装置による記録媒体への表裏各面への画像転写および定着を行うことを特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, in one of the first to seventh aspects, the image is transferred and fixed to the front and back surfaces of the recording medium by the fixing device.

請求項8記載の発明は、請求項1乃至6のうちの一つに記載の定着装置または請求項7記載の定着方法を画像形成装置に用いることを特徴としている。   The invention described in claim 8 is characterized in that the fixing device according to one of claims 1 to 6 or the fixing method according to claim 7 is used in an image forming apparatus.

請求項1乃至3記載の発明によれば、一対の回転体に対してそれぞれ画像転写が可能な中間転写体を備え、各回転体への画像転写が時間的にずらされて行われるので、回転体同士での転写を行う場合と違って、記録媒体の表裏面への画像形成時には、中間転写体と回転体との間の転写を介して記録媒体の表裏面に画像が形成されることになる。これにより、記録媒体の表裏面に対向する回転体は回転体同士での転写が必要ない分、転写回数が低減され、転写時に発生する画像劣化を防止することが可能となる。   According to the first to third aspects of the present invention, the intermediate transfer body capable of image transfer is provided for each of the pair of rotating bodies, and the image transfer to each rotating body is performed while being shifted in time. Unlike the case of transferring between bodies, when an image is formed on the front and back surfaces of the recording medium, images are formed on the front and back surfaces of the recording medium through transfer between the intermediate transfer body and the rotating body. Become. As a result, the number of times of transfer is reduced because the rotating bodies facing the front and back surfaces of the recording medium do not need to be transferred between the rotating bodies, and image deterioration that occurs during transfer can be prevented.

請求項4記載の発明によれば、回転体同士の相対位置関係が保たれた状態で中間転写体への対向関係を切り換えることができるので、両者で構成される転写および定着ニップの状態を安定した状態維持することが可能となり、ニップ域の変化による転写不良や定着不良を防止することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, since the opposing relationship to the intermediate transfer member can be switched while the relative positional relationship between the rotating members is maintained, the state of the transfer and fixing nip constituted by both can be stabilized. Thus, it is possible to prevent the transfer failure and the fixing failure due to the change in the nip area.

請求項5記載の発明によれば、回転体の一つの周長が記録媒体の長さ以上に設定されているので、記録媒体として用いられるシート長分の画像の保持が可能となる。   According to the fifth aspect of the present invention, since one peripheral length of the rotating body is set to be equal to or longer than the length of the recording medium, it is possible to hold an image for the sheet length used as the recording medium.

請求項6記載の発明によれば、加圧部材としてベルトが用いられるので、ローラとした場合と違って設置スペースに自由度が得られることにより装置の大型化を防止できると共に、ローラと違って熱容量を小さくできることにより定着温度への立ち上げ時間の短縮および記録媒体の長さに対応させて画像の一部が転写できないというような不具合を解消することができる。   According to the invention described in claim 6, since a belt is used as the pressure member, it is possible to prevent an increase in the size of the apparatus by obtaining a degree of freedom in the installation space unlike the case of using a roller, and unlike a roller. By making the heat capacity small, it is possible to solve the problem that a part of the image cannot be transferred corresponding to the shortening of the rise time to the fixing temperature and the length of the recording medium.

請求項7および8記載の発明によれば、両面画像形成時での画像劣化や定着温度への立ち上げ時間の短縮が可能な画像転写および定着行程を用いた画像形成装置を得ることが可能となる。   According to the seventh and eighth aspects of the present invention, it is possible to obtain an image forming apparatus using an image transfer and fixing process that can reduce image deterioration during double-sided image formation and shorten the rise time to the fixing temperature. Become.

以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

図1は、本発明の実施例による定着装置を用いる画像形成装置が示されており、同図に示す画像形成装置は、タンデム型のカラー複写機である。以下、その構成および概要について説明する。
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。
FIG. 1 shows an image forming apparatus using a fixing device according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a tandem type color copying machine. The configuration and outline will be described below.
The color copying machine 1 includes an image forming unit 1A positioned at the center of the apparatus main body, a paper feeding unit 1B positioned below the image forming unit 1A, and an image reading unit (not shown) positioned above the image forming unit 1A. Have.

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、補色関係にある色の現像剤として用いられるトナー(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)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 intermediate transfer belt 2 as an intermediate transfer body having a transfer surface extending in the horizontal direction is disposed in the image forming unit 1A. The upper surface of the intermediate transfer belt 2 has a color complementary to the color separation color. A configuration for forming an image is provided. That is, the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3B as image carriers capable of carrying an image with toners (yellow, magenta, cyan, and black) used as a developer having a complementary color relationship are transferred to the intermediate transfer belt 2. It is juxtaposed along the surface.

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、1次転写装置7、及びクリーニング装置8が配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、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6には、それぞれのカラートナーが収容されている。   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 primary transfer device 7, and a cleaning device 8 are disposed as writing means. The alphabet added to each symbol corresponds to the color of the toner as in the photosensitive member 3. Each developing device 6 accommodates each color toner.

中間転写ベルト2は、駆動ローラ9,9’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。   The intermediate transfer belt 2 is configured to be able to move in the same direction at the facing position between the driving rollers 9, 9 'and the driven rollers 10 and the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, 3B. A cleaning device 11 for cleaning the surface of the intermediate transfer belt 2 is provided at a position facing the driven roller 10.

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1次転写装置7Yにより中間転写ベルト2上に1次転写される。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上に順次転写されて重ね合わせられる。
The surface of the photoreceptor 3Y is uniformly charged by the charging device 4, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 3Y based on image information from the image reading unit.
The electrostatic latent image is visualized as a toner image by a developing device 6Y containing yellow toner, and the toner image is primary-transferred onto the intermediate transfer belt 2 by a primary transfer device 7Y to which a predetermined bias is applied. Transcribed. The other photoconductors 3M, 3C, and 3B also form similar images only with different toner colors, and the toner images of the respective colors are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 2 and superimposed.

転写を終えた感光体3上に残留しているトナーはクリーニング装置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、次の作像行程に備えられる。   The toner remaining on the photosensitive member 3 after the transfer is removed by the cleaning device 8, and after the transfer, the potential of the photosensitive member 3 is initialized by a neutralizing lamp (not shown) to prepare for the next image forming process. .

上記各感光体を備えた作像部は、単一色若しくは複数色の画像形成モードに応じて選択使用されるようになっており、選択された画像形成モードに対応した作像部が上述した作像行程を実施するようになっている。   The image forming unit provided with each photoconductor is selected and used in accordance with a single-color or multiple-color image forming mode, and the image forming unit corresponding to the selected image forming mode has the above-described image forming unit. The image process is to be implemented.

駆動ローラ9,9’の近傍には、一対の回転体を用いた定着装置12が設けられている。
定着装置12は、中間転写ベルト2上の画像としての未定着トナー像を転写される転写定着部材として回転体であるローラが用いられている第1転写定着ローラ13と、第1転写定着ローラ13と対向して対をなし、互いにバネなどの加圧手段によって押圧されてニップ部Nを形成する回転体であるローラが用いられた第2転写定着ローラ14とを備えている。
In the vicinity of the drive rollers 9 and 9 ′, a fixing device 12 using a pair of rotating bodies is provided.
The fixing device 12 includes a first transfer fixing roller 13 in which a roller as a rotating body is used as a transfer fixing member to which an unfixed toner image as an image on the intermediate transfer belt 2 is transferred, and a first transfer fixing roller 13. And a second transfer fixing roller 14 using a roller that is a rotating body that forms a nip portion N by being pressed against each other by a pressing means such as a spring.

第1,第2の転写定着ローラ13,14は、図1において符号L1で示すように、中間転写体2に対して交互に対向することができる円弧状軌跡に沿って移動できるようになっており、図1では、第1転写定着ローラ13が中間転写ベルト2と対向し、図2においては第2の転写定着ローラ14が中間転写ベルト2に対向している状態が示されている。   The first and second transfer fixing rollers 13 and 14 can move along an arcuate locus that can alternately face the intermediate transfer member 2 as indicated by reference numeral L1 in FIG. FIG. 1 shows a state in which the first transfer fixing roller 13 faces the intermediate transfer belt 2, and FIG. 2 shows a state in which the second transfer fixing roller 14 faces the intermediate transfer belt 2.

第1および第2の転写定着ローラ13,14は、上述した円弧状軌跡に沿って移動する際に相対位置関係を保った状態で移動することができ、これにより両者で構成される転写・定着ニップ部が変化するのを防止することができるようになっている。   The first and second transfer and fixing rollers 13 and 14 can move in a state where the relative positional relationship is maintained when moving along the above-mentioned arcuate locus, thereby transferring and fixing composed of both. It is possible to prevent the nip portion from changing.

第1および第2転写定着ローラ13,14は、図示しない圧力解除機構により図2に示すように互いに離間することができるようになっており、離れた場合には、図2において符号Gで示す間隔が設定される。この間隔Gは、第2転写定着ローラ14が中間転写ベルト2に対向して画像転写を受ける際に第1転写定着ローラ13が接触することながなく互いに連れ動くことがない状態が得られる間隔に相当している。また、第2転写定着ローラ14は、第1転写定着ローラ13とは独立して逆転することもでき、逆転時には、上述した間隔Gを設定されて第1転写定着ローラ13から離されるようになっている。   The first and second transfer and fixing rollers 13 and 14 can be separated from each other as shown in FIG. 2 by a pressure release mechanism (not shown). The interval is set. This interval G is an interval at which the first transfer fixing roller 13 does not come into contact with each other when the second transfer fixing roller 14 is opposed to the intermediate transfer belt 2 and is subjected to image transfer. It corresponds to. Further, the second transfer fixing roller 14 can be reversely rotated independently of the first transfer fixing roller 13, and at the time of reverse rotation, the above-described interval G is set and separated from the first transfer fixing roller 13. ing.

第1転写定着ローラ13および第2転写定着ローラ14は、アルミニウム等の金属製パイプ53と、その表面に設けられている、0.05〜0.5mm程度の厚さを有する弾性層と、その表層に位置する10〜30μm厚のフッ素系樹脂材料であるPFA(パーフルオロアルコキシ・フッ素樹脂)やPTFE(ポリテトラフルオラエチレン)などの離型層とが設けられて構成されている。   The first transfer fixing roller 13 and the second transfer fixing roller 14 are made of a metal pipe 53 such as aluminum, an elastic layer having a thickness of about 0.05 to 0.5 mm provided on the surface thereof, A release layer such as PFA (perfluoroalkoxy / fluorine resin) or PTFE (polytetrafluoroethylene), which is a fluorine-based resin material having a thickness of 10 to 30 μm, is provided on the surface layer.

第1,第2転写定着ローラ13,14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材料で構成し、芯金である金属製パイプ53と電気的接続することにより離型層間に転写バイアスを印可することが可能となり、転写バイアスを低電圧にできるとともに、低電圧とすることによりトナーへの充電作用をなくしてトナーがローラ表面から反撥して飛び散る現象を抑制することができる。第1および第2転写定着ローラ13,14の内部には、ローラ表層上に保持されるトナー像を加熱するための加熱源としてのハロゲンヒータ15が設けられている。   The release layers of the first and second transfer and fixing rollers 13 and 14 are made of a conductive fluororesin material in which a conductive material such as carbon is dispersed, and are electrically connected to a metal pipe 53 that is a core metal. This makes it possible to apply a transfer bias between the release layers, lowering the transfer bias, and lowering the charging effect on the toner by lowering the voltage prevents the toner from repelling and scattering from the roller surface. can do. Inside the first and second transfer and fixing rollers 13 and 14, a halogen heater 15 is provided as a heating source for heating the toner image held on the roller surface layer.

第2転写定着ローラ14は、第1転写定着ローラ13に対して押圧されることにより転写・定着ニップ部Nを構成することができる加圧部材であり、記録媒体の方面への画像形成時には押圧部材として機能し、記録媒体の両面への画像形成時にはトナー像を保持する部材として機能するようになっている。
第2転写定着ローラ14は、記録媒体の両面への画像形成時に自らが画像の転写部材として機能するため、その周長が記録媒体の長さ以上に設定されている。これにより、記録媒体へ転写される画像の一部が欠損しないようになっている。
The second transfer fixing roller 14 is a pressure member that can form a transfer / fixing nip portion N by being pressed against the first transfer fixing roller 13, and is pressed when an image is formed on the direction of the recording medium. It functions as a member, and functions as a member for holding a toner image when images are formed on both sides of a recording medium.
Since the second transfer fixing roller 14 functions as an image transfer member when forming an image on both sides of the recording medium, the peripheral length thereof is set to be equal to or longer than the length of the recording medium. Thereby, a part of the image transferred to the recording medium is not lost.

第1転写定着ローラ13は後述する給紙装置から繰り出される記録媒体の通路を挟んで表面側に位置する配置構成とされているので、中間転写部ベルト2から連続した画像の転写を受けることができる反面、第2転写定着ローラ14は、一旦画像転写を受けた後は画像転写が受けられない位置に設けられることになる。このため、第1の転写定着ローラ13と違って記録媒体が転写・定着ニップ部Nを通過している間は記録媒体への画像転写のみで新規な画像の転写が受けられない。そこで、予め記録媒体の長さ以上の周長範囲を対象として画像転写を受けることで記録媒体の裏面全域にわたっての画像転写が可能となる。   Since the first transfer and fixing roller 13 is disposed on the surface side with a recording medium path fed out from a sheet feeding device to be described later, the first transfer and fixing roller 13 can receive continuous image transfer from the intermediate transfer unit belt 2. On the other hand, the second transfer fixing roller 14 is provided at a position where the image transfer cannot be received after the image transfer is once received. Therefore, unlike the first transfer / fixing roller 13, while the recording medium passes through the transfer / fixing nip N, only image transfer to the recording medium is possible, and no new image transfer is received. Therefore, image transfer over the entire back surface of the recording medium can be performed by receiving image transfer for a peripheral length range equal to or greater than the length of the recording medium in advance.

第1,第2の転写定着ローラ13,14の表面温度は図示しないサーミスタなどの温度検知手段により監視され、図示しない温度コントローラを介してハロゲンヒータ15がそれぞれ独立してオンオフ制御が行われることにより表面温度が各ローラ独自に所定温度に維持される。   The surface temperatures of the first and second transfer and fixing rollers 13 and 14 are monitored by temperature detection means such as a thermistor (not shown), and the halogen heater 15 is independently turned on and off via a temperature controller (not shown). The surface temperature is maintained at a predetermined temperature independently for each roller.

一方、給紙部1Bは、記録媒体としての用紙等のシートPを積載収容する給紙トレイ16と、該給紙トレイ16内のシートPを最上のものから順に1枚ずつ分離して給紙する給紙コロ17と、給紙されたシートPを搬送する搬送ローラ対18と、シートPが一旦停止され、斜めずれを修正された後転写定着ローラ13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。   On the other hand, the sheet feeding unit 1B separates and feeds the sheet P in the sheet feeding tray 16 one by one in order from the uppermost one, and the sheet feeding tray 16 in which sheets P such as sheets as recording media are stacked and stored. A feeding roller 17 that carries the fed sheet P, and a pair of conveying rollers 18 that feed the fed sheet P. After the sheet P is temporarily stopped and the skew is corrected, the leading edge of the image on the transfer fixing roller 13 and a predetermined conveying direction are set. A registration roller pair 19 is sent out toward the nip N at the timing when the position coincides.

感光体3Y、3M、3C、3Bから中間転写ベルト2上に1次転写されたトナー像T(以下、単にトナーともいう)は、図示しないバイアス印加手段により駆動ローラ9に印加されるバイアス(AC、パルスなどの重畳を含む)により転写定着ローラ13に対して静電的に2次転写される。   A toner image T (hereinafter also simply referred to as toner) that has been primarily transferred from the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3B onto the intermediate transfer belt 2 is biased (AC) by a bias applying unit (not shown). , Including superimposition of pulses and the like) and electrostatically secondary transfer to the transfer fixing roller 13.

中間転写ベルト2と転写定着ローラ13との間には、図示しないがトナーTの厚さ以下に設定されたギャップが設けられており、中間転写ベルト2と転写定着ローラ13とがトナーTを介した接触転写方式とされている。従って、非画像部は非接触な状態を維持されている。   Although not shown, a gap which is set to be equal to or less than the thickness of the toner T is provided between the intermediate transfer belt 2 and the transfer fixing roller 13, and the intermediate transfer belt 2 and the transfer fixing roller 13 are interposed with the toner T interposed therebetween. The contact transfer method. Accordingly, the non-image portion is maintained in a non-contact state.

中間転写ベルト2は転写定着ローラ13に対してトナーTを介した部分でのみしか接触しないため、中間転写ベルト2が転写定着ローラ13に常時接触している場合と違って中間転写ベルト2が転写定着ローラ13から直接熱を受けることが少なくされるので、中間転写ベルト2が加熱された場合のように、加熱された中間転写ベルト2から感光体3Y、3M、3C、3Bへの熱伝達が抑えられることになり、感光体の寿命を長くすることができる。
なお、上述したギャップをトナー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。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ので、実験等により最適値を設定することが望ましい。
Since the intermediate transfer belt 2 contacts the transfer fixing roller 13 only at a portion through the toner T, the intermediate transfer belt 2 is transferred unlike the case where the intermediate transfer belt 2 is always in contact with the transfer fixing roller 13. Since direct heat from the fixing roller 13 is reduced, heat transfer from the heated intermediate transfer belt 2 to the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3B is performed as in the case where the intermediate transfer belt 2 is heated. As a result, the life of the photoreceptor can be extended.
The gap described above may be set larger than the thickness of the toner T. In this case, the heating of the intermediate transfer belt 2 can be further suppressed, and the life of the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, 3B, etc. can be further extended. Further, energy is saved because the intermediate transfer belt 2 is not deprived of heat. However, although it is thermally stable, there is a concern that the transfer distance of the toner T becomes long and the image quality is deteriorated. Therefore, it is desirable to set an optimum value by an experiment or the like.

図1において、中間転写ベルト2と第1,第2転写定着ローラ13,14との間には、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)を抑制する熱遮蔽部材あるいは熱移動抑止部材としての断熱プレート20が設けられている。
断熱プレート20は、中間転写ベルト2から転写定着ローラ13への2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。団悦プレート20が用いられている熱遮蔽部材あるいは熱移動抑止部材は、放射率の低い金属光沢を有する材料を用いた板状のものが好ましく、特に2枚の金属シートを微小間隙または断熱材を挟んで配置すると熱遮蔽あるいは熱移動抑止に優れた効果を発揮する。また、熱移動を抑止する構成として、例えば、ノートパソコンなどのCPU冷却用として知られているマイクロヒートパイプ構造を内包した薄板を用いることもでき、この場合には、熱移動抑止部材を低温に保って熱移動を抑制できる。
In FIG. 1, between the intermediate transfer belt 2 and the first and second transfer fixing rollers 13 and 14, a heat shielding member for suppressing heat radiation (heat transfer) from the transfer fixing roller 13 to the intermediate transfer belt 2 or A heat insulating plate 20 is provided as a heat transfer inhibiting member.
The heat insulating plate 20 is formed so as to suppress heat radiation to the intermediate transfer belt 2 as much as possible without inhibiting secondary transfer from the intermediate transfer belt 2 to the transfer fixing roller 13. It may be provided on either side of the apparatus main body. The heat shielding member or heat transfer restraining member in which the aggregate plate 20 is used is preferably a plate-shaped member using a material having a metallic luster with low emissivity. If it is arranged with a pinch in between, it exhibits an excellent effect in heat shielding or heat transfer inhibition. In addition, as a configuration for suppressing heat transfer, for example, a thin plate including a micro heat pipe structure known for CPU cooling such as a notebook personal computer can be used. In this case, the heat transfer suppressing member is set to a low temperature. Heat transfer can be suppressed.

本実施例においては、中間転写ベルト2の熱的劣化を防止するための構成として、中間転写ベルト2の周長方向において、第1転写定着ローラ13が中間転写ベルト2に対向する位置と、中間転写ベルト2の移動方向で最も上流側に位置する感光体3Bからの転写位置との間に、中間転写ベルト2に接触してベルトからの熱を奪うことができる冷却部材としての冷却ローラ210が配置されている。   In this embodiment, as a configuration for preventing the thermal deterioration of the intermediate transfer belt 2, a position where the first transfer fixing roller 13 faces the intermediate transfer belt 2 in the circumferential direction of the intermediate transfer belt 2, and an intermediate A cooling roller 210 serving as a cooling member that can contact the intermediate transfer belt 2 and remove heat from the belt between the transfer position from the photosensitive body 3B located on the most upstream side in the moving direction of the transfer belt 2 is provided. Has been placed.

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。本実施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。本実施形態によれば、中間転写体の温度を低減でき、中間転写体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 roller 210 is made of a material having high thermal conductivity, and rotates in contact with the intermediate transfer belt 2. In the present embodiment, the heat insulating plate 20 and the cooling roller 210 are provided at the same time, but either one may be provided. According to this embodiment, the temperature of the intermediate transfer member can be reduced, and thermal deterioration on the intermediate transfer member side can be suppressed. Further, the degree of freedom in designing the transfer fixing member can be increased.

本実施例は以上のような構成であるから、その動作について説明すると次の通りである。
図2は、記録媒体として用いられる用紙Pの両面への画像形成を行う場合を示している。
Since the present embodiment is configured as described above, the operation thereof will be described as follows.
FIG. 2 shows a case where image formation is performed on both sides of a sheet P used as a recording medium.

図2において用紙Pに対する両面印刷の場合、まず用紙Pの裏面に転写する画像の形成が行われる。この場合には、第1転写定着ローラ13および第2転写定着ローラ14が図2に示す位置に移動する。つまり、円弧状軌跡L1上に沿って第1転写定着ローラ13が中間転写ベルト2から離れ(図2中、矢印Sで示す方向の一方に相当)、第2転写定着ローラ14が中間転写ベルト2に対峙して中間転写ベルト2に対しほぼ接触している状態とされる。   In the case of duplex printing on the paper P in FIG. 2, first, an image to be transferred to the back surface of the paper P is formed. In this case, the first transfer fixing roller 13 and the second transfer fixing roller 14 move to the positions shown in FIG. That is, the first transfer fixing roller 13 is separated from the intermediate transfer belt 2 along the arcuate locus L1 (corresponding to one of the directions indicated by the arrow S in FIG. 2), and the second transfer fixing roller 14 is moved to the intermediate transfer belt 2. The intermediate transfer belt 2 is almost in contact with the intermediate transfer belt 2.

このときには、第1転写定着ローラ13と第2転写定着ローラ14とが圧力の解除機構により、ギャップG分だけ離間されており、両ローラが連れ周りで回転しない状態になっている。   At this time, the first transfer fixing roller 13 and the second transfer fixing roller 14 are separated by the gap G by the pressure release mechanism, and both the rollers are not rotated together.

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−0.5kV〜2kV、第2転写定着ローラ13の芯金が0Vになるようにバイアスが印加されることで、第2転写定着ローラ13に順次転写される。この際、第2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。なお、このとき転写されるトナー像T2は最終的に記録媒体に形成される画像の搬送方向に対して、前後が逆に形成されるようになっている。   The toner image T formed on the intermediate transfer belt 2 is negatively charged, and a bias is applied so that the drive roller 9 side is −0.5 kV to 2 kV and the core of the second transfer fixing roller 13 is 0 V. As a result, the images are sequentially transferred to the second transfer fixing roller 13. At this time, the surface temperature of the second transfer fixing roller 13 is heated to a predetermined temperature by the halogen heater 15. The toner image T2 transferred at this time is formed so that the front and rear thereof are reversed with respect to the conveyance direction of the image finally formed on the recording medium.

第2転写定着ローラ14に転写されたトナー像T2は、第2転写定着ローラ14がハロゲンヒータ15による加熱によって軟化した状態で第2転写定着ローラ14上に完全に保持されると、次いで、用紙Pの表面に転写する画像が形成される。
この場合には、図3に示すように、第1転写定着ローラ13が元の位置である中間転写ベルト2に対峙する位置に移動し、第2の転写定着ローラ14も第1の転写定着ローラ13に当接され、第2転写定着ローラ14が一旦回転を止めることにより転写・定着ニップ部Nを形成する。その後、用紙Pの表面側に転写されるトナー像T1が第2転写定着ローラ14を対象とした場合と同様に中間転写ベルト2から第1転写定着ローラ13に転写される。
When the toner image T2 transferred to the second transfer fixing roller 14 is completely held on the second transfer fixing roller 14 in a state where the second transfer fixing roller 14 is softened by the heating by the halogen heater 15, the sheet is then transferred to the sheet. An image to be transferred to the surface of P is formed.
In this case, as shown in FIG. 3, the first transfer fixing roller 13 is moved to a position facing the intermediate transfer belt 2 which is the original position, and the second transfer fixing roller 14 is also moved to the first transfer fixing roller. 13, the transfer / fixing nip portion N is formed by the second transfer fixing roller 14 once stopping rotation. Thereafter, the toner image T1 transferred to the front side of the paper P is transferred from the intermediate transfer belt 2 to the first transfer fixing roller 13 in the same manner as the case where the second transfer fixing roller 14 is targeted.

このとき、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ように、第1転写定着ローラ13へのトナー像T1の転写タイミングを同期させ、両ローラ間に圧力をかけることで形成されているニップNに用紙Pを導入すると用紙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。   At this time, the transfer timing of the toner image T1 to the first transfer fixing roller 13 is synchronized and pressure is applied between both rollers so that the predetermined position with the toner image T2 on the second transfer fixing roller 14 coincides. When the paper P is introduced into the nip N formed in step S1, the toner images T1 and T2 are simultaneously fixed on both sides of the paper P, respectively.

一方、用紙Pの糧面への画像転写が行われる場合には、定着装置12は図3に示す状態、つまり、第1転写定着ローラ13が中間転写ベルト2に対峙した状態を維持したままで、トナー像は表面画像のみで、転写は第1転写定着ローラ13に対してのみ行われる。すなわち、転写されたトナー像T1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。この場合、第1転写ローラ13内のハロゲンヒータ15のみが駆動される。   On the other hand, when image transfer onto the surface of the paper P is performed, the fixing device 12 maintains the state shown in FIG. 3, that is, the state where the first transfer fixing roller 13 faces the intermediate transfer belt 2. The toner image is only the surface image, and the transfer is performed only to the first transfer fixing roller 13. That is, the transferred toner image T1 is fixed on the sheet P conveyed at the nip N while being heated alone on the first transfer fixing roller 13 and discharged. In this case, only the halogen heater 15 in the first transfer roller 13 is driven.

以上のように、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℃の低温でも十分な画質が得られることが確認された。   As described above, 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 simultaneously heated. As a result of the experiment, it was confirmed that sufficient image quality can be obtained even when the temperature of the first transfer fixing roller 13 and the second transfer fixing roller 14 is as low as 110 to 120 ° C.

上述したように、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, in the conventional color image forming apparatus, in order to obtain sufficient gloss, a heat amount about 1.5 times that of the black-and-white image forming apparatus is given in consideration of the temperature drop due to the paper. For this reason, the paper is heated more than necessary, and the adhesion between the toner and the paper is increased more than necessary.

本実施例では、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、トナーTと用紙の密着性も必要以上に高められることがないだけではなく、用紙PはニップNのみで加熱されるので過剰に加熱されないので、省エネ化に寄与する。   In this embodiment, the temperature for obtaining sufficient gloss without considering the paper P can be set independently, so that the temperature (fixing set temperature) of the first transfer fixing roller 13 can be lowered. Further, not only the adhesion between the toner T and the paper is not increased more than necessary, but also the paper P is heated only by the nip N and is not excessively heated, which contributes to energy saving.

さらには、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、転写回数を低減して印刷の効率が向上できる。   Furthermore, when fixing is performed, either the front or back image is temporarily held on the second transfer fixing roller 14 and heated, so that the paper P passes only once through the nip N, and the both sides of the paper P are transferred. Printing is possible, and the number of times of transfer can be reduced to improve printing efficiency.

次に本発明の別実施例について説明する。
本実施例は、第1転写定着ローラ13に対する加圧部材として機能することができる第2転写定着ローラ14に代えて、ベルトを用いることを特徴としている。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
This embodiment is characterized in that a belt is used in place of the second transfer fixing roller 14 that can function as a pressure member for the first transfer fixing roller 13.

図4において、第1転写定着ローラ13と対向する位置には無端状の転写定着ベルト55が配置されている。
転写定着ベルト55は、転写ローラ56および加熱ローラ57に掛け回され、転写ローラ56がバネなどの加圧付勢手段21により第1転写定着ローラ13に押圧されることによりニップNを形成している。
In FIG. 4, an endless transfer fixing belt 55 is disposed at a position facing the first transfer fixing roller 13.
The transfer fixing belt 55 is wound around the transfer roller 56 and the heating roller 57, and the transfer roller 56 is pressed against the first transfer fixing roller 13 by the pressure biasing means 21 such as a spring to form a nip N. Yes.

転写ローラ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表面にカーボン等の導電体を分散させたゴム層を設けて構成され、図示しないバイアス印加手段が接続されている。   The transfer roller 56 is configured by providing a metal roller such as aluminum or a rubber layer in which a conductor such as carbon is dispersed on the surface of the metal roller, and is connected to a bias applying unit (not shown).

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コーティングされている。離型層を導電性のPFAにすることで、図1に示した構成と同様に、不用意なトナーへの荷電作用を抑制してトナーが転写定着ベルト55から反撥することによる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。   The transfer and fixing belt 55 has a three-layer structure. From the inside, a polyimide film as a base material is 70 μm, an elastic layer of silicon rubber is 200 μm, and the surface is coated with PFA of 20 μm. By using a conductive PFA as the release layer, similar to the configuration shown in FIG. 1, the toner is repelled from the transfer and fixing belt 55 by suppressing an inadvertent charging action on the toner, thereby causing scattering of the transfer. Can be suppressed. Further, by providing the elastic layer, the heating surface can easily follow the unevenness of the toner T and the paper when fixing at the nip N, and uneven glossiness of the image can be prevented and the image quality can be improved.

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と従動して回転できる。また、該加熱ローラ57の内部には、該転写定着ベルト55を加熱するためのハロゲンヒータ15が設けられている。   The heating roller 57 is formed in an aluminum cylinder and can rotate following the transfer and fixing belt 55. A halogen heater 15 for heating the transfer and fixing belt 55 is provided inside the heating roller 57.

第1転写定着ローラ13および転写定着ベルト55の表面温度は、非画像領域に設けられた図示しない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温度コントローラ(図示されず)によってそれぞれ独立してコントロールできるようになっている。なお、転写定着ベルト55の周長は、図1に示した第2転写定着ローラ14の場合と同様に、用紙Pの長さ以上に設定されている。   The surface temperatures of the first transfer fixing roller 13 and the transfer fixing belt 55 are controlled by a thermistor (not shown) provided in the non-image area and a temperature controller (not shown) that controls on / off of the halogen heater 15 based on the respective surface temperatures. Each can be controlled independently. Note that the circumferential length of the transfer and fixing belt 55 is set to be equal to or longer than the length of the paper P as in the case of the second transfer and fixing roller 14 shown in FIG.

本実施例は以上のような構成であるから、用紙Pの両面への画像形成時には、図1に示した構成の場合と同様に、中間転写ベルト2から第1転写定着ローラ13に対して転写されたトナー像が転写定着ベルト55に転写され、次いで、用紙Pの搬送時期に合わせると共に転写定着ベルト55上のトナー像T2に対する所定位置が一致するタイミングにより第1転写定着ローラ13に対して中間転写ベルト2から用紙Pの表面用としての画像が転写され、用紙Pがニップ部Nに導入される際に用紙Pの表裏両面に対して同時にトナー像T1,T2が転写されながら定着される。   Since the present embodiment is configured as described above, at the time of image formation on both sides of the paper P, transfer is performed from the intermediate transfer belt 2 to the first transfer fixing roller 13 as in the configuration illustrated in FIG. The transferred toner image is transferred to the transfer and fixing belt 55, and then intermediated with respect to the first transfer and fixing roller 13 at the timing when the predetermined position with respect to the toner image T2 on the transfer and fixing belt 55 coincides with the conveyance timing of the paper P. An image for the front surface of the paper P is transferred from the transfer belt 2, and when the paper P is introduced into the nip portion N, the toner images T 1 and T 2 are simultaneously transferred and fixed to the front and back surfaces of the paper P.

用紙Pの片面へのが像形成時には、詳細を説明しないが、転写定着ベルト55を第1転写定着ローラ13から離間させることで可能となる。   Although details are not described when an image is formed on one side of the paper P, the transfer and fixing belt 55 can be separated from the first transfer and fixing roller 13.

本実施例においては、ローラと違って熱容量が小さいベルトを用いることにより温度の立ち上げ時間をローラを用いた場合よりもさらに短縮させることができる。また、ローラの場合と違って占有空間に対応させる形態が採れるベルトであるので、ローラを用いた場合よりも設置に必要なスペースを含めてレイアウトの自由度を高めることができる。   In the present embodiment, unlike a roller, the use of a belt having a small heat capacity makes it possible to further shorten the temperature rise time compared to the case where a roller is used. Further, since the belt can take a form corresponding to the occupied space unlike the case of the roller, the degree of freedom of layout including the space necessary for installation can be increased as compared with the case of using the roller.

以上のような実施例においては、用紙Pが導入されるとその表裏両面で同時に画像の転写定着が行えるので、表面転写後、再度用紙を循環させるようなことがなく、しかも、第1転写定着部材から第2転写定着部材への画像転写回数も1回で済むので、転写回数に応じて劣化が増加するようなこともなくして画像品質の低下を防ぐことができる。   In the embodiment as described above, when the paper P is introduced, the image can be transferred and fixed on both the front and back surfaces simultaneously. Therefore, the paper is not circulated again after the surface transfer, and the first transfer fixing is performed. Since the number of times of image transfer from the member to the second transfer fixing member is only one, deterioration does not increase according to the number of transfers, and deterioration of image quality can be prevented.

本発明実施例による定着装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。1 is a schematic diagram for explaining a configuration of an image forming apparatus using a fixing device according to an embodiment of the present invention. 図1に示した画像形成装置における定着装置の一態様を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an aspect of a fixing device in the image forming apparatus illustrated in FIG. 1. 図1に示した画像形成装置における定着装置の他の態様を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining another aspect of the fixing device in the image forming apparatus shown in FIG. 1. 本発明の他の実施例による定着装置の要部構成を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a main configuration of a fixing device according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 カラー複写機
2 中間転写ベルト
3 感光体
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
55 転写定着ベルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color copier 2 Intermediate transfer belt 3 Photoconductor 13 1st transfer fixing roller 14 2nd transfer fixing roller 15 Halogen heater 55 Transfer fixing belt

Claims (8)

各々の表面に画像を担持する一対の回転体と、この一対の回転体の回転表面の各画像を加熱する一または複数の加熱部とを備え、上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上記一対の回転体表面から上記記録媒体の表裏各面に画像を転写定着する構成を備えた定着装置において、
表面に画像を担持可能であって、上記一対の回転体の一方の表面に画像を転写すると共に上記一対の回転体の他方の表面に対しても画像を転写可能な中間転写体を備えたことを特徴とする定着装置。
A pair of rotating bodies that carry images on the respective surfaces, and one or a plurality of heating sections that heat each image on the rotating surfaces of the pair of rotating bodies, and a recording medium in a nip portion between the pair of rotating bodies In a fixing device having a configuration in which an image is transferred and fixed on the front and back surfaces of the recording medium from the surface of the pair of rotating bodies by passing the
An intermediate transfer member capable of carrying an image on the surface and transferring an image to one surface of the pair of rotating members and transferring the image to the other surface of the pair of rotating members. A fixing device characterized by the above.
請求項1記載の定着装置において、
上記中間転写体は、上記一対の回転体に対して時間的に別々な時期に画像を転写する構成を備えていることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to claim 1.
The fixing device according to claim 1, wherein the intermediate transfer member is configured to transfer an image to the pair of rotating members at different times.
請求項1または2記載の定着装置において、
上記一対の回転体は、上記中間転写体にそれぞれ対向して画像を転写されるとともに転写されて担持した画像を加熱することができる転写定着手段であり、これら回転体間に導入された記録媒体の表裏各面への画像転写および画像定着が可能であることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to claim 1 or 2,
The pair of rotators is a transfer fixing unit that can transfer an image facing the intermediate transfer member and heat the transferred and carried image, and a recording medium introduced between the rotators. A fixing device characterized in that image transfer and image fixing can be performed on both front and back surfaces.
請求項1乃至3のうちの一つに記載の定着装置において、
上記一対の回転体は、これら回転体への画像転写を行う中間転写体に対して交互対向する構成を備え、各回転体同士の相対位置関係が保たれた状態で上記中間転写体に対向する構成を備えていることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to any one of claims 1 to 3,
The pair of rotators is configured to alternately oppose an intermediate transfer body that performs image transfer to the rotators, and faces the intermediate transfer body in a state where the relative positional relationship between the rotators is maintained. A fixing device having a configuration.
請求項1乃至4のうちの一つに記載の定着装置において、
上記一対の回転体のうちの一つは、その周長が記録媒体の長さ以上に設定されていることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
One of the pair of rotating bodies has a circumferential length set to be equal to or longer than the length of the recording medium.
請求項1乃至5のうちの一つに記載の定着装置において、
上記一対の回転体のうちの一つが他方の回転体に上記記録媒体を押圧可能な加圧部材として用いられ、加圧部材として無端状ベルトが用いられれることを特徴とする定着装置。
The fixing device according to any one of claims 1 to 5,
One of the pair of rotating bodies is used as a pressing member capable of pressing the recording medium against the other rotating body, and an endless belt is used as the pressing member.
請求項1乃至7のうちの一つに定着装置による記録媒体への表裏各面への画像転写および定着を行うことを特徴とする定着方法。   8. The fixing method according to claim 1, wherein the fixing device performs image transfer and fixing to the front and back surfaces of the recording medium by a fixing device. 請求項1乃至6のうちの一つに記載の定着装置または請求項7記載の定着方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus using the fixing device according to claim 1 or the fixing method according to claim 7.
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JP2021060526A (en) * 2019-10-08 2021-04-15 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus

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