JP2006251250A - Fixing device and image forming apparatus equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置およびこれを備える画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus including the same.
電子写真方式を採用するプリンタ、コピー、ファクシミリなどの画像形成装置には、トナーにより形成されたトナー像を未定着状態で担持する紙等の記録媒体を加圧しながら加熱することにより、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置が備えられている(例えば、特許文献1参照。)。
かかる定着装置は、例えば、互いに圧接回転する定着ローラおよび加圧ローラと、この定着ローラを加熱するヒータと、定着ローラの外周面に当接する分離爪とを有している。定着動作時には、記録媒体上のトナー像を定着ローラ側にして、定着ローラおよび加圧ローラの圧接により形成されたニップ部に、記録媒体を通紙することにより、記録媒体を加熱および加圧して、記録媒体上に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる。その際、記録媒体上のトナー像は定着ローラからの熱により溶融して、記録媒体が定着ローラの外周面に張り付きやすくなるが、ニップ部通過後の記録媒体は、分離爪によって定着ローラから分離(剥離)されて、正規の搬送位置へもたらされる。
In an image forming apparatus such as a printer, a copy, or a facsimile employing an electrophotographic method, a toner image formed by toner is heated while pressing a recording medium such as paper carrying a toner image in an unfixed state. A fixing device for fixing to a recording medium is provided (for example, see Patent Document 1).
Such a fixing device has, for example, a fixing roller and a pressure roller that are pressed against each other, a heater that heats the fixing roller, and a separation claw that abuts on the outer peripheral surface of the fixing roller. During the fixing operation, the recording medium is heated and pressed by passing the recording medium through a nip portion formed by pressing the fixing roller and the pressure roller with the toner image on the recording medium facing the fixing roller. Then, the toner image formed on the recording medium is fixed on the recording medium. At that time, the toner image on the recording medium is melted by the heat from the fixing roller, and the recording medium tends to stick to the outer peripheral surface of the fixing roller. However, the recording medium after passing through the nip portion is separated from the fixing roller by the separation claw. (Peeling) and brought to a normal transport position.
しかし、特許文献1では、分離爪が定着ローラに当接しているため、その当接圧が高いと、定着ローラに傷を付け、その結果、定着画像の品質が低下してしまうおそれがある。仮に、分離爪が定着ローラに当接する圧力を小さくしたり、分離爪を定着ローラに対し近接させて非接触とすると、ニップ部通過後の記録媒体を定着ローラから分離することができない場合がある。
また、ニップ部通過後の記録媒体が定着ローラから剥離される際に、記録媒体上の定着後の画像が分離爪と接触して、画像品質が低下するおそれがある。
However, in Patent Document 1, since the separation claw is in contact with the fixing roller, if the contact pressure is high, the fixing roller may be damaged, and as a result, the quality of the fixed image may be deteriorated. If the pressure at which the separation claw contacts the fixing roller is reduced, or if the separation claw is brought close to the fixing roller and is not in contact with the fixing roller, the recording medium after passing through the nip portion may not be separated from the fixing roller. .
Further, when the recording medium after passing through the nip portion is peeled off from the fixing roller, the image after fixing on the recording medium may come into contact with the separation claw and image quality may be deteriorated.
本発明の目的は、定着ローラに接触する部材を設けなくても、ニップ部通過後の記録媒体を定着ローラから剥離することができる定着装置およびこれを備える画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fixing device that can peel a recording medium after passing through a nip portion from a fixing roller without providing a member that contacts the fixing roller, and an image forming apparatus including the fixing device.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の定着装置は、互いに圧接回転する定着ローラおよび加圧ローラと、
前記定着ローラを加熱するヒータとを有し、
前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接により形成されたニップ部に、未定着像を担持する記録媒体を通過させて、前記記録媒体を加熱・加圧することにより、前記未定着像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記加圧ローラは、基部と、その外周側に設けられた加圧側弾性層とを有し、前記加圧ローラの軸線方向における前記加圧側弾性層の端部での硬度が中央部での硬度よりも小さくなっていることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The fixing device of the present invention includes a fixing roller and a pressure roller that are pressed against each other, and
A heater for heating the fixing roller,
By passing a recording medium carrying an unfixed image through a nip formed by the pressure contact between the fixing roller and the pressure roller, the recording medium is heated and pressed to record the unfixed image on the recording medium. A fixing device for fixing to a medium,
The pressure roller has a base and a pressure-side elastic layer provided on the outer periphery thereof, and the hardness at the end of the pressure-side elastic layer in the axial direction of the pressure roller is the hardness at the center. It is characterized by being smaller than.
これにより、ニップ部の長手方向(加圧ローラの軸線に平行な方向)における端部の幅が中央部の幅よりも大きくなる。その結果、記録媒体は、ニップ部を通過している範囲において、その幅方向(ニップ部Nの長手方向)での端部側が中央部側よりも定着ローラ側に巻き付くような状態、すなわち幅方向で湾曲した状態となる。これにより、ニップ部通過後の記録媒体のコシが増大して、より確実に、定着後の記録媒体を定着ローラから剥離することができる。 As a result, the width of the end portion in the longitudinal direction of the nip portion (direction parallel to the axis of the pressure roller) becomes larger than the width of the central portion. As a result, in a range where the recording medium passes through the nip portion, the end side in the width direction (longitudinal direction of the nip portion N) is wound around the fixing roller side rather than the center side, that is, the width. It becomes a state curved in the direction. Thereby, the stiffness of the recording medium after passing through the nip portion is increased, and the recording medium after fixing can be more reliably peeled off from the fixing roller.
本発明の定着装置では、前記加圧側弾性層は、弾性多孔質体で構成され、前記加圧ローラの軸線方向における前記加圧側弾性層の端部での空孔率が同方向における前記加圧側弾性層の中央部での空孔率よりも大きくなっていることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、加圧ローラの軸線方向における加圧側弾性層の端部での硬度を中央部での硬度よりも小さくすることができる。
In the fixing device of the present invention, the pressure-side elastic layer is formed of an elastic porous body, and the porosity at the end of the pressure-side elastic layer in the axial direction of the pressure roller is the pressure side in the same direction. The porosity is preferably larger than the porosity at the center of the elastic layer.
Thereby, the hardness at the end of the pressure-side elastic layer in the axial direction of the pressure roller can be made smaller than the hardness at the center with a relatively simple configuration.
本発明の定着装置では、前記加圧ローラの軸線方向における前記加圧側弾性層の端部には、その内部において、前記加圧ローラの軸線方向と平行な方向に延び、前記加圧側弾性層の他の部分よりも容易に変形する変形容易部を有していることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、加圧ローラの軸線方向における加圧側弾性層の端部での硬度を中央部での硬度よりも小さくすることができる。
In the fixing device of the present invention, an end portion of the pressure-side elastic layer in the axial direction of the pressure roller extends in a direction parallel to the axial direction of the pressure roller inside the pressure-side elastic layer. It is preferable to have an easily deformable portion that deforms more easily than other portions.
Thereby, the hardness at the end of the pressure-side elastic layer in the axial direction of the pressure roller can be made smaller than the hardness at the center with a relatively simple configuration.
本発明の定着装置では、前記定着ローラは、基部と、その外周側に設けられた定着側弾性層とを有し、前記変形容易部の横断面は、前記加圧側弾性層の内周側から外周側へ向けて延びる長手形状をなし、その長手方向が前記加圧ローラの半径方向に対し傾斜し、かつ、前記長手形状の前記加圧側弾性層の外周側の端部が前記加圧ローラの回転方向上流側に向いていることが好ましい。 In the fixing device of the present invention, the fixing roller has a base portion and a fixing side elastic layer provided on the outer peripheral side thereof, and the cross section of the easily deformable portion is from the inner peripheral side of the pressure side elastic layer. A longitudinal shape extending toward the outer peripheral side is formed, the longitudinal direction thereof is inclined with respect to the radial direction of the pressure roller, and an end portion on the outer peripheral side of the pressure-side elastic layer having the longitudinal shape is formed on the pressure roller. It is preferable to face upstream in the rotational direction.
これにより、記録媒体の通過方向におけるニップ部の下流側における定着ローラの外周面が比較的小さい曲率半径の湾曲面となる。このような湾曲面に記録媒体が達すると、記録媒体が定着ローラに付着しようとする力よりも記録媒体のコシ(すなわち、記録媒体を湾曲させたときに元の状態に戻ろうとする力)が勝って、記録媒体が定着ローラから剥離する。よって、定着ローラに接触してニップ部通過後の記録媒体を定着ローラから剥離する剥離部材のような部材を設けなくても、ニップ部通過後の記録媒体を定着ローラからより確実に剥離することができる。 Accordingly, the outer peripheral surface of the fixing roller on the downstream side of the nip portion in the recording medium passing direction becomes a curved surface having a relatively small radius of curvature. When the recording medium reaches such a curved surface, the stiffness of the recording medium (that is, the force to return to the original state when the recording medium is curved) is larger than the force that the recording medium tries to adhere to the fixing roller. The recording medium peels off from the fixing roller. Therefore, the recording medium after passing the nip portion can be more reliably peeled from the fixing roller without providing a member such as a peeling member that contacts the fixing roller and peels the recording medium after passing the nip portion from the fixing roller. Can do.
本発明の定着装置では、前記定着ローラは、基部と、その外周側に設けられた定着側弾性層とを有し、前記変形容易部の横断面は、前記加圧側弾性層の内周側から外周側へ向けて延びる長手形状をなし、その長手方向が前記加圧ローラの半径方向に対し傾斜し、かつ、前記長手形状の前記加圧側弾性層の外周側の端部が前記加圧ローラの回転方向下流側に向いていることが好ましい。 In the fixing device of the present invention, the fixing roller has a base portion and a fixing side elastic layer provided on the outer peripheral side thereof, and the cross section of the easily deformable portion is from the inner peripheral side of the pressure side elastic layer. A longitudinal shape extending toward the outer peripheral side is formed, the longitudinal direction thereof is inclined with respect to the radial direction of the pressure roller, and an end portion on the outer peripheral side of the pressure-side elastic layer having the longitudinal shape is formed on the pressure roller. It is preferable to face the downstream side in the rotation direction.
これにより、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側における定着ローラの外周面が加圧ローラ側を凸面とする湾曲面となる。このような湾曲面は、記録媒体の通過方向におけるニップ部の上流側で記録媒体を加圧ローラ側の位置へもたらす。したがって、記録媒体へのトナー像の転写位置からニップ部までの距離が短く、かつ、ニップ部での記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体は加圧ローラ側へ撓むこととなる。その結果、記録媒体が中間転写体等のトナー像担持体からトナーの転写を受ける際に、転写位置を通過した後の記録媒体の領域がトナー像担持体に接近して記録媒体上のトナー像がトナー像担持体に再転写するのを防止することができる。 Thus, the outer peripheral surface of the fixing roller on the upstream side of the nip portion in the recording medium passing direction becomes a curved surface with the pressure roller side as a convex surface. Such a curved surface brings the recording medium to the position on the pressure roller side upstream of the nip portion in the passing direction of the recording medium. Therefore, even when the distance from the transfer position of the toner image to the recording medium to the nip is short and the passing speed of the recording medium at the nip is slower than the passing speed of the recording medium at the transfer position, The recording medium bends to the pressure roller side between the position and the nip portion. As a result, when the recording medium receives toner transfer from a toner image carrier such as an intermediate transfer member, the area of the recording medium after passing through the transfer position approaches the toner image carrier and the toner image on the recording medium. Can be prevented from being retransferred to the toner image carrier.
本発明の定着装置では、前記変形容易部は、前記加圧側弾性層に形成された孔であることが好ましい。
これにより、より簡単な構成で、加圧側弾性層に変形容易部を形成することができる。
本発明の定着装置では、前記変形容易部の横断面形状は、長方形または楕円形であることが好ましい。
これにより、より簡単な構成で、加圧側弾性層に変形容易部を形成することができる。
In the fixing device according to the aspect of the invention, it is preferable that the easily deformable portion is a hole formed in the pressure-side elastic layer.
Thereby, an easily deformable part can be formed in the pressure side elastic layer with a simpler configuration.
In the fixing device of the present invention, it is preferable that a cross-sectional shape of the easily deformable portion is a rectangle or an ellipse.
Thereby, an easily deformable part can be formed in the pressure side elastic layer with a simpler configuration.
本発明の定着装置では、前記加圧ローラの軸線方向における前記変形容易部の端部は先細りとなっていることが好ましい。
これにより、変形容易部の端部からその隣接部へ加圧側弾性層の変形量を徐々に変化させて、変形容易部の端部とその隣接部との間での加圧側弾性層の変形量の急激な変化を防止して、加圧側弾性層の耐久性の向上を図ることができる。
In the fixing device according to the aspect of the invention, it is preferable that an end portion of the easily deformable portion in the axial direction of the pressure roller is tapered.
Thus, the deformation amount of the pressure side elastic layer between the end portion of the easily deformable portion and the adjacent portion is gradually changed from the end portion of the easily deformable portion to the adjacent portion thereof. Can be prevented, and the durability of the pressure-side elastic layer can be improved.
本発明の定着装置では、前記変形容易部は、前記加圧ローラの周方向に複数点在していることが好ましい。
これにより、加圧ローラの周方向に亘って、加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
本発明の定着装置では、前記変形容易部は、前記加圧ローラの外周面側に偏在していることが好ましい。
これにより、変形容易部の形状効果をより効果的に発現させて、加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
In the fixing device according to the aspect of the invention, it is preferable that a plurality of the easily deformable portions are scattered in the circumferential direction of the pressure roller.
Thereby, the deformation amount of the pressure side elastic layer can be adjusted over the circumferential direction of the pressure roller.
In the fixing device according to the aspect of the invention, it is preferable that the easily deformable portion is unevenly distributed on the outer peripheral surface side of the pressure roller.
Thereby, the shape effect of an easily deformable part can be expressed more effectively, and the deformation amount of a pressurization side elastic layer can be adjusted.
本発明の定着装置では、前記変形容易部の横断面における長手方向での長さをL1[mm]とし、前記変形容易部の横断面における長手方向に直角な方向での長さをL2[mm]としたときに、L2/L1が0.2〜0.8であることが好ましい。
これにより、より確実に、加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
本発明の定着装置では、前記変形容易部の横断面にてその長手方向に延びる線と、前記変形容易部の横断面の前記他端を通り前記加圧ローラの半径方向に延びる線とのなす角をθ[°]としたときに、θが0〜45[°]であることが好ましい。
これにより、より確実に、加圧側弾性層の変形量を調整することができる。
In the fixing device of the present invention, the length in the longitudinal direction of the cross section of the easily deformable portion is L 1 [mm], and the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the easily deformable portion is L 2. when a [mm], L 2 / L 1 is preferably a 0.2 to 0.8.
Thereby, the deformation amount of the pressure side elastic layer can be adjusted more reliably.
In the fixing device of the present invention, a line extending in the longitudinal direction in the cross section of the easily deformable portion and a line extending in the radial direction of the pressure roller through the other end of the cross section of the easily deformable portion. When the angle is θ [°], θ is preferably 0 to 45 [°].
Thereby, the deformation amount of the pressure side elastic layer can be adjusted more reliably.
本発明の画像形成装置は、一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする。
これにより、定着ローラに接触する剥離部材のような部材を設けなくても、ニップ部通過後の記録媒体を定着ローラから剥離することができる。
An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that records an image on a recording medium through a series of image forming processes, and includes the fixing device according to claim 1. .
Accordingly, the recording medium after passing through the nip portion can be peeled from the fixing roller without providing a member such as a peeling member that contacts the fixing roller.
以下、本発明の定着装置およびこれを備える画像形成装置の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態を図1ないし図4に基づき説明する。
図1は、本発明にかかる画像形成装置の1実施形態を示す全体構成の模式的断面図、図2は、図1に示す画像形成装置に備えられた定着装置の好適な実施形態を示す模式的断面図、図3は、図2におけるA−A線断面図、図4は、図2に示す定着装置の部分拡大図、図5は、図2に示す定着装置の他の形態を説明するための部分拡大図である。
Preferred embodiments of a fixing device and an image forming apparatus having the same according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an overall configuration showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing a preferred embodiment of a fixing device provided in the image forming apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, FIG. 4 is a partially enlarged view of the fixing device shown in FIG. 2, and FIG. 5 illustrates another embodiment of the fixing device shown in FIG. FIG.
§画像形成装置§
本発明の定着装置に先立ち、本発明の定着装置を備える画像形成装置を簡単に説明する。
本実施形態の画像形成装置10は、一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体に記録するものであり、図1に示すように、静電的な潜像を担持し図示矢印方向に回転する感光体20を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット30、露光ユニット40、現像ユニット50、一次転写ユニット60、クリーニングユニット75が配設されている。また、画像形成装置10は、図1にて下部に、紙などの記録媒体Pを収容する給紙トレイ82を有し、その給紙トレイ82に対して記録媒体Pの搬送方向下流に、二次転写ユニット80、定着装置90が記録媒体Pの搬送方向に沿って順次配設されている。また、二次転写ユニット80と定着装置90との間には、搬送ガイド87が配設されている。
§Image forming device§
Prior to the fixing device of the present invention, an image forming apparatus including the fixing device of the present invention will be briefly described.
The
感光体20は、円筒状の導電性基材(図示せず)と、その外周面に形成された感光層(図示せず)とを有し、その軸線まわりに図1中矢印方向に回転可能となっている。
帯電ユニット30は、コロナ帯電などにより感光体20の表面を一様に帯電するための装置である。
露光ユニット40は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体20上に、レーザを照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
The
The charging
The
現像ユニット50は、ブラック現像装置51と、マゼンタ現像装置52と、シアン現像装置53と、イエロー現像装置54との4つの現像装置を有し、これらの現像装置を感光体20上の潜像に対応して選択的に用いて、潜像をトナー像として可視化する装置である。ブラック現像装置51はブラック(K)トナー、マゼンタ現像装置52はマゼンタ(M)トナー、シアン現像装置53はシアン(C)トナー、イエロー現像装置54はイエロー(Y)トナーを用いて現像を行う。
The developing
本実施形態における現像ユニット50は、前述の4つの現像装置51、52、53、54を選択的に感光体20に対向するように、回転可能となっている。具体的には、この現像ユニット50は、軸50aを中心として回転可能な保持体55の4つの保持部55a、55b、55c、55dにそれぞれ4つの現像装置51、52、53、54が保持されており、保持体55の回転により、4つの現像装置51、52、53、54が相対位置関係を維持したまま、感光体20に選択的に対向するようになっている。
The developing
一次転写ユニット60は、感光体20に形成された単色のトナー像を中間転写体70に転写するための装置である。
中間転写体70は、エンドレスのベルトであり、図1に示す矢印方向に、感光体20とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。中間転写体70上には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのうちの少なくとも1色のトナー像が担持され、例えばフルカラー画像の形成時に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの4色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。
The
The
二次転写ユニット80は、中間転写体70上に形成された単色やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Pに転写するための装置である。
搬送ガイド87は、二次転写ユニット80でトナー像の転写を受けた記録媒体Pの裏面(トナー像を担持する面と反対側の面)と摺接しながら、この記録媒体Pを定着装置90へ案内するものである。
The
The
定着装置90は、前述したようにトナー像の転写を受けた記録媒体Pを加熱および加圧することにより、記録媒体P上のトナー像を記録媒体Pに融着させて永久像として定着させるための装置である。なお、定着装置90については、後に詳述する。
クリーニングユニット75は、一次転写ユニット60と帯電ユニット30との間で感光体20の表面に当接する例えばゴム製のクリーニングブレード76を有し、一次転写ユニット60によって中間転写体70上にトナー像が転写された後に、感光体20上に残存するトナーをクリーニングブレード76により掻き落として除去するための装置である。
次に、このように構成された画像形成装置10の動作を説明する。
As described above, the fixing
The
Next, the operation of the
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体20、現像ユニット50に設けられた現像ローラ(図示せず)、および中間転写体70が回転を開始する。そして、感光体20は、回転しながら、帯電ユニット30により順次帯電される。
感光体20の帯電された領域は、感光体20の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット40によって、第1色目、例えばイエローYの画像情報に応じた露光処理を受ける。これにより、感光体20上に第1色目の画像情報に応じた潜像が形成される。
First, in response to a command from a host computer (not shown), the
The charged region of the
感光体20上に形成された潜像は、感光体20の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像装置54によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体20上にイエロートナー像が形成される。このとき、現像ユニット50は、イエロー現像装置54が、現像位置にて感光体20と対向している。
感光体20上に形成されたイエロートナー像は、感光体20の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット60によって、中間転写体70に転写される。このとき、一次転写ユニット60には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。なお、この間、二次転写ユニット80は、中間転写体70から離間している。
The latent image formed on the
The yellow toner image formed on the
一方、感光体20は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット75のクリーニングブレード76によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット75内の残存トナー回収部に回収される。
前述の処理と同様の処理が、第2色目、第3色目および第4色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写体70に重なり合って転写される。これにより、中間転写体70上にはフルカラートナー像が形成される。
On the other hand, after the primary transfer position has elapsed, the toner adhering to the surface of the
The same processing as described above is repeatedly executed for the second color, the third color, and the fourth color, so that the toner images of the respective colors corresponding to the respective image signals are transferred onto the
一方、記録媒体Pは、給紙トレイ82から、給紙ローラ84、レジローラ86によって二次転写ユニット80へ搬送される。
中間転写体70上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体70の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ユニット80によって記録媒体Pに転写される。このとき、二次転写ユニット80は中間転写体70に押圧されるとともに二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。
記録媒体Pに転写されたフルカラートナー像は、定着装置90によって加熱および加圧されて記録媒体Pに融着される。
On the other hand, the recording medium P is conveyed from the
The full-color toner image formed on the
The full-color toner image transferred to the recording medium P is heated and pressurized by the fixing
§定着装置§
ここで、定着装置90を図2ないし図4に基づいて詳細に説明する。
定着装置90は、図2に示すように、互いに圧接回転する定着ローラ91および加圧ローラ92と、定着ローラ91を加熱するためのヒータ93と、定着ローラ91の温度を検知するための温度検知体94と、定着ローラ91および加圧ローラ92のそれぞれの周面の一部を覆うカバー95とを有している。
§Fusing device§
Here, the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
この定着装置90は、定着ローラ91および加圧ローラ92の圧接により形成されるニップ部Nに対し、図2にて下方から、未定着像を担持する記録媒体がニップ部Nへ搬送され、前記記録媒体を加熱および加圧することにより、前記未定着像を前記記録媒体に定着させる。本実施形態では、ニップ部Nに搬送される記録媒体は定着ローラ91側に未定着像を担持している。
In the fixing
定着ローラ91は、円筒状をなし、その軸線まわりに回転可能となっている。
また、定着ローラ91は、図2および図3に示すように、円柱状をなす金属製の基部(芯金)91Aと、基部91Aの外周面を覆う定着側弾性層91Bと、定着側弾性層91Bの外周面を覆う離型層91Cとを有している。
また、離型層91Cの厚さは、10〜80μmであるのが好ましく、20〜50μmであるのがより好ましい。これにより、離型層91Cに必要な強度を保ちつつ、定着側弾性層91Bの弾性を十分に発揮させることができる。
The fixing
2 and 3, the fixing
In addition, the thickness of the
また、離型層91Cの構成材料としては、例えば、PTFE、PFAなどを好適に用いることができる。
また、定着側弾性層91Bの厚さは、0.3〜5mmであるのが好ましく、0.3〜3mmであるのがより好ましい。これにより、定着側弾性層91Bの耐久性とヒータ93から定着ローラ91の外周面への熱伝導性とを優れたものとしつつ、後述するような湾曲面Rを定着ローラ91の外周面に形成することができる。
Moreover, as a constituent material of the
Further, the thickness of the fixing-side
また、定着ローラ91の内部空間には、ヒータ93が配設され、定着ローラ91は、ヒータ93により加熱される。これにより、加圧ローラ92において、後述する加圧側弾性層92Bの弾性を十分に発揮させて、十分なニップ部幅を得つつ、定着ローラ91を効率よく加熱して、ニップ部Nの温度を安定的なものとすることができる。
このような定着ローラ91の温度を検知するための温度検知体94は、例えばサーミスタであり、定着ローラ91の周面に接触または近接して設けられている。このような温度検知体94によって検知された温度に基づき、図示しない制御手段により、定着ローラ91の外表面が目標温度となるように、前述したヒータ93の駆動が制御される。
A
Such a
加圧ローラ92は、円筒状または円柱状をなし、その軸線まわりに回転可能となっているとともに、定着ローラ91に圧接している。
また、加圧ローラ92は、図2および図3に示すように、円柱状をなす金属製の基部(芯金)92Aと、基部92Aの外周面を覆う加圧側弾性層92Bと、加圧側弾性層92Bの外周面を覆う離型層92Cとを有している。
加圧側弾性層92Bの構成材料としては、例えば、Siゴム、EPDM、フッ素ゴムなどを好適に用いることができる。
The
As shown in FIGS. 2 and 3, the
As a constituent material of the pressure side
また、加圧ローラ92の軸線方向における加圧側弾性層92Bの端部には、その内部において、図3に示すように、加圧ローラ92の軸線方向と平行な方向に延び、加圧側弾性層92Bの他の部分よりも容易に変形する変形容易部92B1を有している。
このような変形容易部92B1の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、基部92A上に均質な弾性層を形成した後に、これにドリルやレーザ等により穿孔する方法、中空弾性部材を予め基部92A上に配置し、その上に弾性材料を付与する方法、弾性層を押出し成型する際に、予め孔を設けた形状に押出し成型する方法等が挙げられる。
Further, at the end of the pressure side
A method for forming such an easily deformable portion 92B1 is not particularly limited. For example, after forming a uniform elastic layer on the
このような変形容易部92B1が加圧ローラ92の軸線方向における加圧側弾性層92Bの端部に設けられているので、加圧ローラ92の軸線方向における加圧側弾性層92Bの端部での硬度が中央部での硬度よりも小さくなっている。これにより、ニップ部Nの長手方向(加圧ローラ92の軸線に平行な方向)における端部の幅が中央部の幅よりも大きくなる。その結果、記録媒体は、ニップ部Nを通過している範囲において、その幅方向(ニップ部Nの長手方向)での端部側が中央部側よりも定着ローラ91側に巻き付くような状態、すなわち幅方向で湾曲した状態となり、ニップ部N通過後の記録媒体のコシが増大して、定着後の記録媒体を定着ローラ91から剥離することができる。
Since such an easily deformable portion 92B1 is provided at the end of the pressure side
また、加圧側弾性層92Bは、弾性多孔質体で構成され、加圧ローラ92の軸線方向における加圧側弾性層92Bの端部での空孔率が加圧側弾性層92Bの中央部での空孔率よりも大きくなっているのが好ましい。これにより、前述した効果をより顕著なものとすることができる。なお、この場合、前述したような変形容易部92B1を加圧側弾性層92B内に設けなくても、比較的簡単な構成で、加圧ローラ92の軸線方向における加圧側弾性層92Bの端部での硬度が中央部での硬度よりも小さくすることができる。
The pressure-side
この変形容易部92B1は、図4に示すように、その横断面が加圧側弾性層92Bの内周側から外周側へ向けて延びる長手形状(本実施形態では楕円形状)をなしている。そして、変形容易部92B1の横断面は、その長手方向が加圧ローラ92の半径方向に対し傾斜し、かつ、長手形状の加圧側弾性層92Bの外周側の端部が加圧ローラ92の回転方向下流側に向いている。
As shown in FIG. 4, the easily
このような変形容易部92B1は、その横断面の長手方向での外力に対しては、比較的剛性が高いため、変形量が少なく、その横断面の長手方向に直角な方向(すなわち、幅方向)での外力に対しては、比較的剛性が低いため、変形量が大きくなる。したがって、変形容易部92B1は、図4に示すように、その横断面の長手形状の外周側端部が加圧ローラ92の回転方向上流側に向いているため、記録媒体の通過方向におけるニップ部Nの上流側(以下、ニップ部Nの上流側という)では変形量が大きく、記録媒体の通過方向におけるニップ部Nの下流側(以下、ニップ部Nの下流側という)では変形量が小さくなる。その結果、ニップ部Nの下流側での圧接力がニップ部Nの上流側での圧接力よりも大きくなる。
すなわち、変形容易部92B1は、ニップ部Nの下流側での圧接力をニップ部Nの上流側での圧接力よりも大きくするように、加圧側弾性層92Bの変形量を調整する変形量調整手段を構成する。
Such an easily deformable portion 92B1 has a relatively high rigidity with respect to an external force in the longitudinal direction of its transverse section, and therefore has a small amount of deformation and is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the transverse section (that is, the width direction). ), The amount of deformation increases because the rigidity is relatively low. Accordingly, as shown in FIG. 4, the easily deformable portion 92B1 has a nip portion in the recording medium passing direction because the longitudinal outer peripheral end of the cross section faces the upstream side in the rotation direction of the
That is, the easily deformable portion 92B1 adjusts the amount of deformation of the pressure side
ニップ部Nの下流側での圧接力がニップ部Nの上流側での圧接力よりも大きくなると、ニップ部Nの下流側における定着ローラ91の外周面が比較的小さい曲率半径の湾曲面Rとなる。このような湾曲面Rに記録媒体が達すると、記録媒体が定着ローラ91に付着しようとする力よりも記録媒体のコシ(すなわち、記録媒体を定着ローラ91側に湾曲させたときに元の状態に戻ろうとする力)が勝って、記録媒体が定着ローラ91から剥離する。このように、定着ローラ91に接触してニップ部N通過後の記録媒体を定着ローラ91から剥離する剥離部材のような部材を別途設けなくても、より確実に、ニップ部N通過後の記録媒体を定着ローラ91から剥離することができる。
When the pressure contact force on the downstream side of the nip portion N becomes larger than the pressure contact force on the upstream side of the nip portion N, the outer peripheral surface of the fixing
本実施形態では、変形容易部92B1が加圧側弾性層92Bに形成された孔であるので、より簡単な構成で、加圧側弾性層92Bに変形容易部92B1を形成することができる。
また、変形容易部92B1の横断面形状が楕円形であるので、より簡単な構成で、加圧側弾性層92Bに変形容易部92B1を形成することができる。なお、変形容易部92B1の横断面形状は、図5に示すように、長方形であってもよく、この場合も、変形容易部92B1の横断面形状が楕円形である場合と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, since the easily deformable portion 92B1 is a hole formed in the pressure side
In addition, since the easily deformable portion 92B1 has an elliptical cross-sectional shape, the easily deformable portion 92B1 can be formed on the pressure-side
また、変形容易部92B1は、図2に示すように、加圧ローラ92の周方向に複数点在している。これにより、加圧ローラ92の周方向に亘って、加圧側弾性層92Bの変形量を調整することができる。したがって、本実施形態では、常に、ニップ部Nの下流側での圧接力をニップ部Nの上流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層92Bの変形量を調整することができる。したがって、記録媒体がニップ部Nに突入するタイミングを加圧ローラ92の回転状態と同期させなくても、ニップ部N通過後の記録媒体を定着ローラ91から剥離することができる。
Further, as shown in FIG. 2, a plurality of easily
また、変形容易部92B1は、図2および図4に示すように、加圧側弾性層92Bの外周面側に偏在している。これにより、変形容易部92B1の形状効果をより効果的に発現させることができる。したがって、本実施形態では、より確実に、ニップ部Nの下流側での圧接力をニップ部Nの上流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層92Bの変形量を調整することができる。
また、加圧側弾性層92Bの厚さは、0.3〜10mmであるのが好ましく、0.6〜8mmであるのがより好ましい。これにより、加圧側弾性層92Bの耐久性を優れたものとしつつ、ニップ部Nの幅を十分なものとすることができる。
Moreover, as shown in FIGS. 2 and 4, the easily deformable portion 92B1 is unevenly distributed on the outer peripheral surface side of the pressure-side
In addition, the thickness of the pressure side
また、変形容易部92B1の横断面における長手方向での長さをL1[mm]とし、変形容易部92B1の横断面における長手方向に直角な方向での長さをL2[mm]としたときに、L2/L1が0.2〜0.8であるのが好ましく、0.3〜0.6であるのがより好ましい。これにより、より確実に、加圧側弾性層92Bの変形量を調整することができる。したがって、本実施形態では、ニップ部Nの下流側での圧接力をニップ部Nの上流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層92Bの変形量を調整することができる。
Further, the length in the longitudinal direction in the transverse section of the easily deformable portion 92B1 is L 1 [mm], and the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction in the transverse section of the easily deformable portion 92B1 is L 2 [mm]. Occasionally, it is preferable L 2 / L 1 is 0.2 to 0.8, and more preferably 0.3 to 0.6. Thereby, the deformation amount of the pressure side
また、変形容易部92B1の横断面の長手方向に延びる線と、変形容易部92B1の横断面の中心を通り加圧ローラ92の半径方向に延びる線とのなす角をθ[°]としたときに、θが0〜45[°]であるのが好ましく、10〜30[°]であるのがより好ましい。これにより、より確実に、加圧側弾性層92Bの変形量を調整することができる。したがって、本実施形態では、ニップ部Nの下流側での圧接力をニップ部Nの上流側での圧接力よりも大きくするように加圧側弾性層92Bの変形量を調整することができる。
When the angle formed by the line extending in the longitudinal direction of the cross section of the easily deformable portion 92B1 and the line extending through the center of the cross section of the easily deformable portion 92B1 and extending in the radial direction of the
また、図3に示すように、加圧ローラ92の軸線方向における変形容易部92B1の端部が先細りとなっている。これにより、変形容易部92B1の端部からその隣接部へ加圧側弾性層92Bの変形量を徐々に変化させて、変形容易部92B1の端部とその隣接部との間での加圧側弾性層92Bの変形量の急激な変化(ストレスの発生)を防止して、加圧側弾性層92Bの耐久性の向上を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 3, the end of the easily deformable portion 92B1 in the axial direction of the
また、離型層92Cの厚さは、10〜80μmであるのが好ましく、20〜50μmであるのがより好ましい。これにより、離型層92Cに必要な強度を保ちつつ、加圧側弾性層92Bの弾性を十分に発揮させることができる。
また、離型層92Cの構成材料としては、例えば、PTFE、PFAなどを好適に用いることができる。
以上説明したように、本実施形態の定着装置90は、定着ローラ91に接触しながらニップ部N通過後の記録媒体を定着ローラ91から剥離する剥離部材のような部材を設けなくても、ニップ部N通過後の記録媒体を定着ローラ91から剥離することができる。
In addition, the thickness of the
Moreover, as a constituent material of the
As described above, the fixing
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態を図6に基づき説明する。以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図6は、本実施形態の定着装置を説明するための図である。
本実施形態の定着装置90’は、加圧ローラの加圧側弾性層の構成が異なる以外は、第1実施形態の定着装置90と同様である。
定着装置90’に備えられた加圧ローラ92’は、図6に示すように、変形容易部92’B1の横断面の長手方向が前記加圧ローラの半径方向に対し傾斜し、かつ、変形容易部92’B1の長手形状の加圧側弾性層92’Bの外周側の端部が加圧ローラ92’の回転方向下流側に向いている。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
FIG. 6 is a diagram for explaining the fixing device of the present embodiment.
The fixing
As shown in FIG. 6, the
これにより、ニップ部Nの上流側における定着ローラ91の外周面が加圧ローラ92’側を凸面とする湾曲面となる。このような湾曲面は、ニップ部Nの上流側で記録媒体を加圧ローラ92’側(すなわち、搬送ガイド87側)の位置へもたらす。したがって、記録媒体へのトナー像の転写位置(すなわち、中間転写体70と二次転写ユニット80との対向部)からニップ部Nまでの距離が記録媒体の搬送方向での長さよりも短く、かつ、ニップ部Nでの記録媒体の通過速度が転写位置での記録媒体の通過速度より遅い場合であっても、転写位置とニップ部との間で記録媒体は加圧ローラ92’側へ撓むこととなる。その結果、記録媒体が中間転写体70からトナーの転写を受ける際に、転写位置を通過した記録媒体の領域が中間転写体70に接近して記録媒体上のトナー像が中間転写体70に再転写するのを防止することができる。
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
Thereby, the outer peripheral surface of the fixing
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to this.
例えば、本発明の定着装置および画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。
本発明における加圧側弾性層は、加圧ローラの軸線方向における加圧側弾性層の端部での硬度が中央部での硬度よりも小さくなっているものであれば、前述した実施形態のものに限定されない。例えば、加圧ローラの軸線方向における加圧側弾性層の中央部に、その内部において、加圧ローラの軸線方向と平行な方向に延び、加圧側弾性層の他の部分よりも変形し難い難変形部を有しているものであってもよい。
For example, each unit constituting the fixing device and the image forming apparatus of the present invention can be replaced with an arbitrary one that exhibits the same function, or another configuration can be added.
The pressure-side elastic layer in the present invention is the same as that of the above-described embodiment as long as the hardness at the end of the pressure-side elastic layer in the axial direction of the pressure roller is smaller than the hardness at the center. It is not limited. For example, in the central part of the pressure side elastic layer in the axial direction of the pressure roller, it extends in a direction parallel to the axial direction of the pressure roller and is hard to be deformed more easily than other parts of the pressure side elastic layer. It may have a part.
また、前述した実施形態では、変形容易部が加圧側弾性層に形成された孔として形成されたものについて説明したが、変形容易部は、加圧側弾性層の他の部分よりも容易に変形するものであればよい。例えば、加圧側弾性層に形成された孔に、加圧側弾性層の他の部分よりも容易に変形な材料が充填されていてもよい。
また、変形容易部の形状、位置、大きさは、前述した実施形態のものに限定されず、任意である。
In the above-described embodiment, the description has been given of the case where the easily deformable portion is formed as a hole formed in the pressure-side elastic layer. However, the easily deformable portion deforms more easily than other portions of the pressure-side elastic layer. Anything is acceptable. For example, a hole formed in the pressure-side elastic layer may be filled with a material that is more easily deformed than other portions of the pressure-side elastic layer.
Further, the shape, position, and size of the easily deformable portion are not limited to those of the above-described embodiment, and are arbitrary.
10‥‥‥画像形成装置 20‥‥‥感光体 30‥‥‥帯電ユニット 40‥‥‥露光ユニット 50‥‥‥現像ユニット 50a‥‥‥軸 51‥‥‥ブラック現像装置 52‥‥‥マゼンタ現像装置 53‥‥‥シアン現像装置 54‥‥‥イエロー現像装置 55‥‥‥保持体 55a〜55d‥‥‥保持部 60‥‥‥一次転写ユニット 70‥‥‥中間転写体 75‥‥‥クリーニングユニット 76‥‥‥クリーニングブレード 80‥‥‥二次転写ユニット 82‥‥‥給紙トレイ 84‥‥‥給紙ローラ 86‥‥‥レジローラ 87‥‥‥搬送ガイド 90、90’‥‥‥定着装置 91‥‥‥定着ローラ(回転体) 91A‥‥‥基部 91B‥‥‥定着側弾性層 92、92’‥‥‥加圧ローラ(回転体) 92A‥‥‥基部 92B‥‥‥加圧側弾性層 92B1、92’B1‥‥‥変形容易部 91C、92C‥‥‥離型層 93‥‥‥ヒータ 94‥‥‥温度検知体 95‥‥‥カバー N‥‥‥ニップ部 P‥‥‥記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記定着ローラを加熱するヒータとを有し、
前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接により形成されたニップ部に、未定着像を担持する記録媒体を通過させて、前記記録媒体を加熱・加圧することにより、前記未定着像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記加圧ローラは、基部と、その外周側に設けられた加圧側弾性層とを有し、前記加圧ローラの軸線方向における前記加圧側弾性層の端部での硬度が中央部での硬度よりも小さくなっていることを特徴とする定着装置。 A fixing roller and a pressure roller that are pressed against each other;
A heater for heating the fixing roller,
By passing a recording medium carrying an unfixed image through a nip formed by the pressure contact between the fixing roller and the pressure roller, the recording medium is heated and pressed to record the unfixed image on the recording medium. A fixing device for fixing to a medium,
The pressure roller has a base and a pressure-side elastic layer provided on the outer periphery thereof, and the hardness at the end of the pressure-side elastic layer in the axial direction of the pressure roller is the hardness at the center. A fixing device characterized in that the fixing device is smaller.
An image forming apparatus for recording an image on a recording medium by a series of image forming processes, comprising the fixing device according to any one of claims 1 to 12.
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