JP2006243111A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式に用いる熱定着装置を有する画像形成装置に関し、特に、定着ベルトを用いた熱定着装置を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a heat fixing device used for an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a fax machine, and more particularly to an image forming apparatus having a heat fixing device using a fixing belt.
複写機、プリンタ等の画像形成装置においてトナー像の定着装置として用いられるベルト加熱方式の定着装置を例にして説明する。 A belt heating type fixing device used as a toner image fixing device in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer will be described as an example.
図5は、従来のベルト加熱方式の定着装置の一形式の概略構成図である。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram of one type of a conventional belt heating type fixing device.
図5において、40はニッケルまた耐熱処理したポリイミド製のエンドレスの定着ベルトであり、41は不図示の動力源より駆動力を得て回転する加熱ローラで、円筒形のアルミ管で成形され、ハロゲンヒータ47を内包している。
43は、アルミのコア411に発泡性のウレタン412がライニングされ、外面がフッ素系樹脂413の被膜で覆われた固定摺動部材である。42は加圧ローラで、前記定着ベルト40を介して前記固定摺動部材43に圧着および圧着解除可能な機構になっている。また、当該加圧ローラ42はハロゲンヒータ46を内包することによって余熱が与えることもできる。44はテンションローラである。
In FIG. 5, 40 is an endless fixing belt made of nickel or heat-treated polyimide, and 41 is a heating roller that rotates by obtaining a driving force from a power source (not shown). A
前記定着ベルト40は、前記加熱ローラ41と、前記固定摺動部材43と、テンションローラ44とに張架され、前記加熱ローラ41の動力で回動し、前記固定摺動部材43とが摺動して回動する。トナー像を担持した転写材は前記定着ベルト40と加圧ローラ42とで形成されるニップ部Tで加熱、加圧され転写材上にトナー像が定着される。
The
このような機構で定着ベルト40が前記固定摺動部材43上を長期に摺動していると摺動に伴って固定摺動部材43のフッ素系樹脂等の摩耗粉等の異物が発生し、定着ベルト40の内側に付着し、定着ローラ41と定着ベルト40とが滑ってベルト搬送不良を起こしたり、ベルトに不均一な熱分布状態を作り、定着不良を引き起こす問題が生じる。
When the
このような問題を回避するために、例えば、加熱ローラ41の回転軸に不図示の軸受を介してクリーニングブラシ41Aを所定の角度で回動自在支持し、前記定着ベルト40の内側面の摩耗粉等を加熱ローラ41に付着させ、更にクリーニングブラシ41Aにて除去する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、駆動ローラの表面のみを清掃しているためベルトに残った異物が温度ムラやベルト搬送不良の不都合を発生させることが考えられる。 However, since only the surface of the drive roller is cleaned, it is conceivable that foreign matter remaining on the belt may cause inconveniences such as temperature unevenness and belt conveyance failure.
本発明は、定着ベルトの内側面のクリーニング装置が最適なクリーニング効果が得られる位置に配備された定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a fixing device arranged at a position where the cleaning device for the inner surface of the fixing belt can obtain an optimum cleaning effect.
定着ベルトを固定摺動部材とベルト駆動ローラとに張架、回動し、当該定着ベルトを介して、前記固定摺動部材または前記ベルト駆動ローラに、トナー像を担持した転写材を加圧手段で押圧して定着処理を行う定着装置を有する画像形成装置において、前記固定摺動部材の下流側にクリーニング部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 A fixing belt is stretched and rotated between a fixed sliding member and a belt driving roller, and a transfer material carrying a toner image is pressed onto the fixed sliding member or the belt driving roller via the fixing belt. An image forming apparatus having a fixing device that performs fixing processing by pressing with a cleaning member provided on the downstream side of the fixed sliding member.
定着ベルト内側面の清掃効果が向上することによってベルトの搬送不良を防止でき、ベルトに不均一な熱分布状態が回避され、安定した定着が可能となる。 By improving the cleaning effect on the inner side surface of the fixing belt, it is possible to prevent the conveyance failure of the belt, avoid the uneven heat distribution state on the belt, and enable stable fixing.
はじめに、本実施の形態の画像形成装置全体について説明する。 First, the entire image forming apparatus of the present embodiment will be described.
本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により本発明の技術範囲が限定されることはない。 In the description of the embodiment of the present invention, the technical scope of the present invention is not limited by the terms used in this specification.
図1は画像形成装置の一例を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus.
図1において、その構成について説明すると、10は感光体、11は帯電手段であるスコロトロン帯電器、12は画像書き込み手段である書き込み装置、13は現像手段である現像器、14は感光体10の表面を清掃するためのクリーニング装置、15はクリーニングブレード、16は現像スリーブ、20は中間転写ベルトを示す。画像形成手段1は感光体10、スコロトロン帯電器11、現像器13、およびクリーニング装置14等からなっており、各色毎の画像形成手段1の機械的な構成は同じであるので、図1ではY(イエロー)系列のみの構成について参照符号を付けており、M(マゼンタ)、C(シアン)およびK(黒)の構成要素については参照符号を省略した。
In FIG. 1, the configuration will be described. 10 is a photoconductor, 11 is a scorotron charger as charging means, 12 is a writing device as image writing means, 13 is a developing device as developing means, and 14 is a
各色毎の画像形成手段1の配置は中間転写ベルト20の走行方向に対して、Y、M、C、Kの順になっており、各感光体10は中間転写ベルト20の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト20の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
The arrangement of the image forming means 1 for each color is in the order of Y, M, C, K with respect to the running direction of the
中間転写ベルト20は駆動ローラ21、アースローラ22、テンションローラ23、除電ローラ27、従動ローラ24に張架され、これらのローラと中間転写ベルト20、転写器25、クリーニング装置28等でベルトユニット3を構成する。
The
中間転写ベルト20の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ21の回転によって行われる。
The
感光体10は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、a−Si層あるいは有機感光体(OPC)等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図1の矢印で示す反時計方向に回転する。
The
読み取り装置80からの画像データに対応する電気信号は画像形成レーザで光信号に変換され、書き込み装置12によって感光体10上に投光される。
An electrical signal corresponding to the image data from the
現像器13は、感光体10の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体10の回転方向と最接近位置において同方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ16を有している。
The developing
中間転写ベルト20は、体積抵抗率106〜1012Ω・cmの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ0.04〜0.10mmの半導電性シームレスベルトである。
The
25は転写器で、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体10上に形成されたトナー像を中間転写ベルト20上に転写させる機能を有する。転写器25としてはコロナ放電器の他に転写ローラを用いることもできる。
A
26はアースローラ22から当接および当接解除可能な転写ローラで、中間転写ベルト20上に形成されたトナー画像を用紙である転写材Pに再転写する。
28はクリーニング装置で、中間転写ベルト20を挟んで従動ローラ24に対向して設けられている。トナー画像を転写材Pに転写後、中間転写ベルト20は、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加された除電ローラ27で残留トナーの電荷が弱められ、クリーニングブレード29によって周面上に残ったトナーが清掃される。
A cleaning device 28 is provided to face the driven roller 24 with the
7は搬送路で、70は紙送り出しローラ、71はタイミングローラ、72は紙カセット、73は搬送ローラである。 7 is a transport path, 70 is a paper feed roller, 71 is a timing roller, 72 is a paper cassette, and 73 is a transport roller.
81は排紙ローラで、85は操作パネルである。B1は画像形成プロセス、転写材搬送、定着温度等のコントロール部である。 81 is a paper discharge roller, and 85 is an operation panel. B1 is a control unit for the image forming process, transfer material conveyance, fixing temperature, and the like.
次に、本発明に係わる定着装置について説明する。 Next, the fixing device according to the present invention will be described.
4は転写材上のトナー像を定着処理する定着装置であり、ベルト駆動ローラ41、加圧手段である加圧ローラ42、定着ベルト40、固定摺動部材である定着パッド43とを有しており、前記定着ベルト40を介して前記定着パッド43と前記加圧ローラ42とを圧接してニップ部Tを形成し、前記ニップ部Tに未定着トナー像を担持した転写材Pを通過させることにより、加熱、加圧によってトナー像が転写材P上に溶融される。トナー像が定着された転写材Pは、ニップ部Tの末端で定着ベルト40から曲率分離され、定着ガイド44に沿って進み、定着排紙ローラ45から排出される。なお、ここで使用されるトナーはワックスを含有しているため、定着処理時にベルトからの離形成が優れているので、オイル塗布等をする必要はない。
A fixing device 4 fixes the toner image on the transfer material. The fixing device 4 includes a
ベルト駆動ローラ41は、図2に示すように筒状のアルミ管431の外装に離型層432が被膜され、中空にベルト加熱用にハロゲンランプ47が配置されている。加圧ローラ42は、アルミから形成された円筒状の芯金423に弾性体である発泡シリコーンゴムの耐熱層422がライニングされ、中空に予熱用のヒータ46が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
図2は、図1における定着装置の主要部を拡大した図を示す。 FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the fixing device in FIG.
図2において、43は固定摺動部材である定着パッドで、その構成は、アルミの芯金411に発泡性のシリコーンスポンジ層412が被着され、さらにその上に耐熱質膜であるフッ素系樹脂413が表層として貼着されている。定着パッド43を使用することでニップ部Tの幅を広く確保できる利点がある。
In FIG. 2,
前述したが、定着ベルト40が固定摺動部材43上を長時間摺動するとフッ素系樹脂の摩耗粉等の異物が発生し、定着ベルト40の内側に付着し、ベルト駆動ローラ41と定着ベルト40とが滑ってベルト搬送不良を起こしたり、ベルトに不均一な熱分布状態を作り、定着不良を引き起こす問題が生じる。
As described above, when the fixing
この問題を回避するために、定着ベルト40の内側面を清掃する、クリーニングブレード451、除去された異物の受け皿452からなるクリーニング装置を配置することでベルトの搬送不良を回避することができる。
In order to avoid this problem, a belt conveyance failure can be avoided by arranging a cleaning device including a
しかしながら、クリーニング効果はクリーニング装置の配置位置によって大きく左右される。 However, the cleaning effect greatly depends on the arrangement position of the cleaning device.
本発明は、前記クリーニング装置を適切な位置に配置することによって効率の良いクリーニング効果が得られることを特徴としている。 The present invention is characterized in that an efficient cleaning effect can be obtained by arranging the cleaning device at an appropriate position.
すなわち、本発明では、クリーニング装置45を、定着ベルト40の走行方向、定着パッド43下流側に配置してある。これは定着パッド43のフッ素系樹脂の摩耗粉等の異物が加熱ローラ41に送られる前に除去される利点がある上に、ベルト駆動から見ると引っ張り側にあり、より強いテンション状態にあるベルト内側面にクリーニングブレード541を当接することでより完全な当接状態を保つことができる利点がある。
That is, in the present invention, the
図3は、固定摺動部材に円弧形状のヒートプレートを用いたタイプの定着装置の主要部を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a main part of a fixing device of a type using an arc-shaped heat plate as a fixed sliding member.
図3において、48は加熱手段であるヒートプレートである。41Aはベルト駆動ローラで、鉄の芯金41Bの外周に弾性層であるシリコーンゴム41Cをライニングし、さらに外周にPFA樹脂を被覆したもで、図示の駆動部から動力を得て矢印方向に回転する。その他加圧ローラは前述した図2のものと同一のもので、参照符号は同一としてあり、その機能の構成も同様故に省略する。
In FIG. 3, 48 is a heat plate which is a heating means. 41A is a belt drive roller, which is lined with
次に、ヒートプレート48について図4を基のその構成を述べる。
Next, the structure of the
図4はヒートプレートの断面図である。 FIG. 4 is a sectional view of the heat plate.
ヒートプレート48は、発熱電気抵抗体を担持したSUS箔(本実施の形態では20μm)に絶縁層PI(20μm)、その上にアルミ板(0.8mm)、さらにフッ素系樹脂(20μm)が被膜されて構成され、電源からの電力供給により発熱する。
The
図3に戻って、定着ベルト40は、前記ヒートプレート48で加熱され、当該定着ベルト40を介してベルト駆動ローラ41Aと加圧手段である加圧ローラ42とを圧接して形成されたニップ部T1に未定着トナー像を担持した転写材Pを通過させることにより、加熱、加圧によってトナー像が転写材P上に溶融される。トナー像が定着された転写材Pは、ニップ部T1の末端で定着ベルト40から曲率分離され、定着ガイド44(図1参照)に沿って進み、定着排紙ローラ45(図1参照)から排出される。
Returning to FIG. 3, the fixing
このタイプの定着装置でもベルト内側面のクリーニング装置45を定着ベルト40の走行方向、固定摺動部材であるヒートプレート48の下流側に配置してある。これによってヒートプレート48からのフッ素系樹脂の摩耗粉等の異物が駆動ローラ41A、およびヒートプレート48に送られる前に除去される利点がある上に、ベルト駆動から見ると引っ張り側にあり、より強いテンション状態にあるベルト内側面にクリーニングブレード451を当接することでより完全な当接状態を保つことができる利点がある。
Even in this type of fixing device, the
以上から、最適な位置に定着ベルト内側面のクリーニング装置を配備することで安定した定着処理が可能となる。 From the above, it is possible to perform a stable fixing process by disposing a cleaning device for the inner surface of the fixing belt at an optimal position.
10 感光体
20 中間転写ベルト
4 定着装置
40 定着ベルト
41、41A ベルト駆動ローラ
42 加圧ローラ
43 定着パッド
451 クリーニングブレード
46、47 ハロゲンヒータ
48 ヒートプレート
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JPH06118823A (en) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Canon Inc | Endless belt driving device |
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