JP2006349885A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱ローラと、該加熱ローラに押圧する加圧ローラと、該加圧ローラの外周に捲着され前記加熱ローラとの間に挟持されて移動するベルトと、該ベルトを張架するベルト張架部材とを備え、転写材上に形成した未定着トナー像を定着する定着装置及びそれを搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heating roller, a pressure roller that presses against the heating roller, a belt that is attached to the outer periphery of the pressure roller and moves while being sandwiched between the heating roller, and the belt is stretched. The present invention relates to a fixing device that includes a belt stretching member and fixes an unfixed toner image formed on a transfer material, and an image forming apparatus equipped with the fixing device.
従来、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録紙上の未定着トナー像を接触加熱定着するいわゆる加熱ローラ型定着装置、とりわけ加熱ローラとベルト圧接装置とからなるベルトニップ方式の定着装置が開発されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in image forming apparatuses such as facsimiles, a so-called heating roller type fixing device that heats and fixes an unfixed toner image on a recording paper, in particular, a belt nip type fixing device including a heating roller and a belt pressure contact device has been developed. .
従来のベルトニップ方式の定着装置を図1により説明する。加熱ローラ100は、アルミ製の中空ロール103に下地層102としてHTVシリコンゴムが被覆され、その表面にトップコート層103としてシリコンRTVゴムがディップコートされ鏡面状態に近い表面に仕上げられている。加熱ローラ100の内部には加熱源としてのハロゲンランプ105が設けられる。ポリイミド樹脂製のエンドレスベルト106が3個のステンレス製の加圧ローラ107、支持ローラ108、支持ローラ109により所定の張力で張架されている。加圧ローラ108は、加圧手段としての圧縮コイルスプリング110によって加熱ローラ100の中心に向かって付勢されており、エンドレスベルト106を加熱ローラ100に圧着されている。加圧ローラ106はモータ111により回転駆動され、エンドレスベルト106と支持ローラ108、109は従動回転する。加圧ローラ107と支持ローラ108との間のエンドレスベルト106の内側に圧力補助ローラ112を配置し、圧力補助ローラ112でエンドレスベルト106に押圧力を加えて、エンドレスベルトの張力を制御する。
上記特許文献1の定着装置においては、エンドレスベルトの張力を制御する圧力補助ローラを、エンドレスベルトの内側に配置するため、エンドレスベルト内側の空間を広くする必要がある。また、加圧ローラと支持ローラが位置固定であるため加熱ローラに対するエンドレスベルトの巻き掛け量を変化させることはできない。
In the fixing device disclosed in
そのため、エンドレスベルトを張架する支持ローラの数を増やさなければならず、その結果エンドレスベルトの周長が長くなるという問題を有していた。支持ローラの増加とエンドレスベルトの周長の増加は、装置の大型化を招き、さらに、エンドレスベルトの周長の増加は、加熱ローラとのニップ部で加熱されたエンドレスベルトが所定の経路で移動する時、その周長が長いため自然放熱により温度が低下し、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能となるまでのウオーミング時間が長くなるという問題を有するものであった。また、ベルトの張力以外の加熱ローラに対するベルトの巻き掛け量が紙種の変化に応じた定着性にとって大きな要素であることが判明した。 Therefore, the number of supporting rollers for stretching the endless belt has to be increased, and as a result, there is a problem that the peripheral length of the endless belt becomes long. The increase in the number of support rollers and the increase in the circumference of the endless belt lead to an increase in the size of the device. In addition, the increase in the circumference of the endless belt causes the endless belt heated at the nip with the heating roller to move along a predetermined path. In this case, since the circumference is long, the temperature is lowered due to natural heat dissipation, and there is a problem that the warming time from when the power is turned on until reaching a desired temperature and fixing can be increased. Further, it has been found that the amount of the belt wound around the heating roller other than the belt tension is a major factor for the fixing property according to the change of the paper type.
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、ベルトニップ定着装置において、構成が簡単で、紙種に応じてベルトの巻き掛け量を制御可能であり、小型化が可能な定着装置とそれを搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and is a belt nip fixing device that has a simple configuration, can control the belt winding amount according to the paper type, and can be downsized. And an image forming apparatus equipped with the same.
そのために本第1発明の定着装置は、加熱ローラと、該加熱ローラに押圧される加圧ローラと、該加圧ローラに対して紙搬送方向上流側に配置されるベルト張架部材と、前記加圧ローラおよびベルト張架部材の外周に捲着され前記加熱ロールとの間に定着ニップが形成されて移動するベルトとを備え、前記加熱ローラへのベルト巻掛け量を変化させるため前記ベルト張架部材を回動させる手段を備えることを特徴とする。 For this purpose, the fixing device according to the first aspect of the present invention includes a heating roller, a pressure roller pressed against the heating roller, a belt stretching member disposed on the upstream side in the paper conveyance direction with respect to the pressure roller, A belt that is attached to the outer periphery of a pressure roller and a belt stretching member and that moves with a fixing nip formed between the heating roller and the belt tension member for changing a belt winding amount around the heating roller. A means for rotating the gantry member is provided.
本第2発明は、本第1発明の定着装置において、前記加圧ローラとベルト張架部材を支持フレームに取り付けることを特徴とする。 The second invention is characterized in that, in the fixing device of the first invention, the pressure roller and a belt stretching member are attached to a support frame.
本第3発明は、本第1又は第2発明の定着装置において、前記ベルト張架部材の回動量を紙種に応じて変化させることを特徴とする。 The third invention is characterized in that, in the fixing device of the first or second invention, the amount of rotation of the belt stretching member is changed according to the type of paper.
本第4発明は、本第1〜第3発明のいずれかの定着装置において、前記ベルト張架部材の回動及び位置決めを前記支持フレームの回動及び位置決めにより行うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the belt stretching member is rotated and positioned by rotating and supporting the support frame.
本第5発明は、本第1〜第4発明のいずれかの定着装置において、前記加圧ローラとベルト張架部材との間に撓み防止材を配置したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, an anti-bending material is disposed between the pressure roller and the belt stretching member.
本第6発明は、画像形成装置において、本第1〜第5発明のいずれかの定着装置を搭載したことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the fixing device according to any one of the first to fifth aspects is mounted.
本発明の加熱ローラと、該加熱ローラに押圧される加圧ローラと、該加圧ローラに対して紙搬送方向上流側に配置されるベルト張架部材と、前記加圧ローラおよびベルト張架部材の外周に捲着され前記加熱ロールとの間に定着ニップが形成されて移動するベルトとを備え、前記加熱ローラへのベルト巻掛け量を変化させるため前記ベルト張架部材を回動させる手段を備える構成により、葉書やトランスペアレンシーシート、ラベル紙や封筒等では、カールやしわの発生を防止できる。また、ジャムした紙を取り除く際に巻き掛け量を減らすことで容易に取り除くことができる。
加圧ローラとベルト張架部材を支持フレームに取り付ける構成により、ベルト張架部材の回動によりベルトの巻き掛け量の制御が容易となる。
ベルト張架部材の回動量を紙種に応じて変化させる構成により、紙種に応じた巻き掛け量を選択できるので、カールやしわの発生の無い定着装置とすることができる。
ベルト張架部材の回動及び位置決めを前記支持フレームの回動及び位置決めにより行う構成により、ベルト張架部材の回動によりベルトの巻き掛け量の制御が容易となる。
加圧ローラとベルト張架部材との間に撓み防止材を配置する構成により、ベルト張架部材として大径の金属ローラを用いることなくベルト張架部材の軸方向の撓みを低減させることができ、ベルト張架部材を剛性の弱い樹脂製で構成可能とし、ウオームアップ時間の短縮および温度制御の応答性向上を図ることができると共に、装置を小型化することができ、高画質の画像を得ることができる。
本発明の定着装置を搭載した画像形成装置とすることにより、装置の小型化と高画質の画像が得られる画像形成装置とすることができる。
The heating roller of the present invention, a pressure roller pressed against the heating roller, a belt stretching member disposed on the upstream side in the paper conveying direction with respect to the pressure roller, the pressure roller and the belt stretching member And a belt that moves with a fixing nip formed between the belt and the heating roll, and means for rotating the belt stretching member in order to change a belt winding amount around the heating roller. With the configuration provided, curling and wrinkling can be prevented in postcards, transparency sheets, label paper, envelopes, and the like. Further, when removing the jammed paper, it can be easily removed by reducing the amount of winding.
With the configuration in which the pressure roller and the belt stretching member are attached to the support frame, the belt winding amount can be easily controlled by the rotation of the belt stretching member.
Since the amount of winding according to the paper type can be selected by the configuration in which the rotation amount of the belt stretching member is changed according to the paper type, a fixing device free from the occurrence of curling and wrinkling can be obtained.
With the configuration in which the belt stretching member is rotated and positioned by rotating and positioning the support frame, the belt winding amount can be easily controlled by the rotation of the belt stretching member.
The configuration in which the bending prevention material is disposed between the pressure roller and the belt stretching member can reduce the axial deflection of the belt stretching member without using a large-diameter metal roller as the belt stretching member. The belt tension member can be made of a resin having low rigidity, so that the warm-up time can be shortened and the responsiveness of the temperature control can be improved, the apparatus can be miniaturized, and a high-quality image can be obtained. be able to.
By using the image forming apparatus equipped with the fixing device of the present invention, it is possible to reduce the size of the apparatus and obtain an image with high image quality.
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図2は本発明の定着装置の1実施形態を示す模式的断面図である。
定着装置は、加熱ローラ1と、該加熱ローラ1に押圧される加圧ローラ2と、該加圧ローラに対して転写材搬送方向上流側に配置されるベルト張架部材3と、前記加圧ローラ2およびベルト張架部材3の外周に捲着され前記加熱ロール1との間に定着ニップが形成されて移動するベルト4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the fixing device of the present invention.
The fixing device includes a
加熱ローラ1は、直径24mm程度で、パイプ状の芯金1aの外周に弾性層1bを被覆して形成し、芯金1aの内部にハロゲンランプ等の加熱源1cを内蔵し、図示A方向に回転する。
The
加圧ローラ2は、直径24mm程度で、パイプ状の芯金2aの外周に弾性層2bを被覆して形成し、加熱ローラ1に対向して配置し、加熱ローラ1と所定の圧力で圧接して回転可能としたものである。
The
ベルト張架部材3は、直径10mm程度の樹脂製パイプで形成され、加圧ローラ2と協働してベルト4に張力を付与すると共に、ベルト4を加熱ローラ1に巻き付けてニップを形成する位置に配置する。ベルト張架部材3は、ベルト摺動部材であるのでローラ状であっても半月状であってもよい。紙等の転写材はC方向から進入しD方向に排出される。加圧ローラ2に対しベルト張架部材3には矢印G方向にテンション力がかけられ、ベルト4にテンションが付与され加圧ローラ2がB方向に回転するので、ベルト張架部材3には加熱ローラ1への押圧力が生じている。
The
図3及び図4に示されるように、加圧ローラ2とベルト張架部材3は、保持フレーム6によりその位置を固定されて配置される。保持フレーム6は、加圧ローラ2の中心軸を軸として回動可能とされる。保持フレーム6は、スプリング7により矢印F方向に付勢されている。保持フレーム6には、カム型の変更レバー8が回動自在に当接している。図3は、通常紙の場合のベルト4の巻き掛け量Xの状態を示すものである。図4は、葉書やトランスペアレンシーシート、ラベル紙や封筒等のカールの発生やしわの発生の恐れがある場合、変更レバー8を回動操作して、保持フレーム6を回動させ、ベルト4の巻き掛け量Yと減少させた状態を示すものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図5は、本発明の他の実施形態を示す図である。この実施形態と図2に示される実施形態の相違は、加圧ローラ2とベルト張架部材3との間に撓み防止部材5を配設する点である。加圧ローラ2とベルト張架部材3にベルト4を所定張力で取り付けると、ベルト張架部材3がその張力により撓むことがある。そのため、ベルト張架部材3としては、軸方向で撓みの少ない径を有する金属ローラを採用し、金属ローラの両端部で張力を付与させるのが一般的である。しかしながら、このような径を有する金属ローラを採用すると、熱容量が増大しウオームアップ時間が増大し、また、温度制御の応答性が悪くなるという問題を有している。また、装置が大型化すると共に放熱量が増大するため省エネルギーを図ることが困難になるという問題を有している。また、ベルト張架ローラの径を細いものや、樹脂製のものにすると、ベルト張力によりベルト張架部材が撓み、ベルト張架部材側から紙が入った時、幅方向中央部に画像ズレが生じるという問題を有している。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention. The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. 2 is that a deflection preventing member 5 is disposed between the
加圧ローラ2とベルト張架部材3との間で、ベルト張架部材3の軸方向の中央部に撓み防止部材5を配置すると、ベルト張架部材3のベルト張力による撓みが防止され、ベルト架部材3を小径の樹脂製とすることができ、装置の小型化及びであるため、その中央部が撓むので、撓み防止部材5をその中央に配置し、加圧ローラ2とベルト張架部材に当接して配置することで、ウオームアップ時間の短縮化を図ることができる。
When the bending prevention member 5 is disposed between the
図6は、本発明に係る画像形成装置の1実施形態を示す全体構成の模式的断面図である。図中、10は画像形成装置、10aはハウジング、10bは扉体、11は紙搬送ユニット、15はクリーニング手段、17は像担持体、18は画像転写搬送手段、20は現像手段、21はスキャナ手段、30は給紙ユニット、40は定着手段、Wは露光ユニット、Dは画像形成ユニットを示す。そして、定着手段40は、上述した本発明の定着装置である加熱ローラ1、加圧ローラ2およびベルト張架部材3から構成されている。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the overall configuration showing an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In the figure, 10 is an image forming apparatus, 10a is a housing, 10b is a door, 11 is a paper transport unit, 15 is a cleaning means, 17 is an image carrier, 18 is an image transfer transport means, 20 is a developing means, and 21 is a scanner. Means, 30 is a paper feeding unit, 40 is fixing means, W is an exposure unit, and D is an image forming unit. The fixing
本実施形態の画像形成装置10は、ハウジング10aと、ハウジング10aの上部に形成された排紙トレイ10cと、ハウジング10aの前面に開閉自在に装着された扉体10bを有し、ハウジング10a内には、露光ユニット(露光手段)W、画像形成ユニットD、画像転写搬送手段18を有する転写ベルトユニット29、給紙ユニット30が配設され、扉体10b内には紙搬送ユニット11が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
The
画像形成ユニットDは、複数(本実施形態では4つ)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イェロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)を備えている。そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kには、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体17と、像担持体17の周囲に配設された、コロナ帯電手段からなる帯電手段19および現像手段20を有する。これら各画像形成ステーションY,M,C,Kは、転写ベルトユニット29の下側に斜めアーチ状のラインに沿って像担持体17が上向きになるように並列配置されている。なお、各画像形成ステーションY,M,C,Kの配置順序は任意である。
The image forming unit D includes image forming stations Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black) that form a plurality (four in this embodiment) of different color images. I have. In each of the image forming stations Y, M, C, and K, an
転写ベルトユニット29は、ハウジング10aの下側に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ロール12と、駆動ロール12の斜め上方に配設される従動ロール13と、テンションロール14と、これら3本、少なくとも2本のロール間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルトからなる画像転写搬送手段18と、画像転写搬送手段18の表面に当接するクリーニング手段15とを備えている。従動ロール13、テンションロール14および画像転写搬送手段18は、駆動ロール12に対して図で左側に傾斜する方向に配設され、これにより画像転写搬送手段18駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面18aが下方に位置し、搬送方向が上向きになるベルト面18bが上方に位置するようにされている。
The transfer belt unit 29 is disposed below the
したがって、各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ロール12に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。そして、像担持体17は、アーチ状のラインに沿って画像転写搬送手段18の搬送方向下向きのベルト面18aに接触され、図示矢印に示すように画像転写搬送手段18の搬送方向に回転駆動される。可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬送手段18は、像担持体17に対して上側から被せるように略同一の巻き付け角度で接触させるため、像担持体17と画像転写搬送手段18との間の接触圧やニップ幅は、テンションロール14により画像転写搬送手段18に付与される張力、像担持体17の配置間隔、巻き付け角度(アーチの曲率)などを制御することにより調整することができる。
Accordingly, the image forming stations Y, M, C, and K are also arranged in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the
駆動ロール12は、2次転写ロール39のバックアップロールを兼ねている。駆動ロール12の周面には、例えば厚さ3mm程度、体積抵抗率が105 Ω・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、2次転写ロール39を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ロール12に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へ転写材が進入する際の衝撃が画像転写搬送手段18に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。また、駆動ロール12は、その径を従動ロール13、バックアップロール14の径より小さくすることにより、2次転写後の転写材が転写材自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ロール13を後述するクリーニング手段15のバックアップロールとして兼用させている。
The
なお、画像転写搬送手段18を駆動ロール12に対して図で右側に傾斜する方向に配設し、これに対応して各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ロール12に対して図で右側に傾斜する方向に斜めアーチ状に沿って、つまり、図7と左右対象に配設してもよい。
The image transfer / conveying
画像転写搬送手段の好適な素材としては、PC樹脂、PET樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等があり、当然のことながら、導電性や剛性等、または表面粗度、摩擦係数等を所望の特性に設定する目的で、対応する添加剤などを添加することもよい、また、剛性に関しては、厚さの設定によって所望の剛性に設定することもできる。 Suitable materials for the image transfer / conveyance means include PC resin, PET resin, polyimide resin, urethane resin, silicon resin, polyether resin, polyester resin, etc. Of course, conductivity, rigidity, etc. For the purpose of setting the degree, friction coefficient and the like to desired characteristics, a corresponding additive or the like may be added, and the rigidity can be set to a desired rigidity by setting the thickness.
実施例では、比較的剛性が小さくて永久歪み、クリープを残さないウレタン樹脂及びポリエーテル樹脂によって画像転写搬送手段を形成し、ロールの付勢力により張力を40N、像担持体の巻き付け角度を4°に設定してニップ部に作用する接触圧を約2.8N(=40N×sin4°)として安定した転写条件を設定した。しかし、上記の素材を勘案すると、ロールの付勢力により張力を10N〜100N、像担持体の巻き付け角度を0.5°〜15°のそれぞれの組み合わせを設定すれば、所望の転写条件の設定が可能であることが確認された。
In this embodiment, the image transfer / conveying means is formed of urethane resin and polyether resin which are relatively small in rigidity and have permanent distortion and no creep, and the tension is 40 N by the urging force of the roll, and the winding angle of the image carrier is 4 °. The contact pressure acting on the nip portion was set to about 2.8 N (= 40 N ×
1次転写部材16は、トナー像を順次重ねて転写して画像を形成する転写バイアス印加手段として、画像転写搬送手段の内側に接する位置に配置しているが、上記のような接触圧の付与により、転写ニップを形成するための押圧力の付与は必要ない。単に画像転写搬送手段への通電を確保可能な手段として接すればよいので、例えば画像転写搬送手段に接して従動回転する導電性ロールやリジッドな接触子、あるいは板バネ等の導電性弾性部材、樹脂等の繊維群によって形成した導電性ブラシ等でも構成可能になる。したがって、画像転写搬送手段との摺動抵抗が少なく、互いの寿命が向上させることができるばかりでなく、安価に構成できる。
The
上記のように本実施形態の画像形成装置では、複数の像担持体17を並列配置し、各像担持体17に対して略同一の巻き付け角度を有する姿勢で可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬送手段18を接触配置して少なくとも2本のロール12、13に張架して回転駆動し、画像転写搬送手段18には、いずれかのロール12、13によって張力を付与して像担持体17のトナー像を順次重ねて転写する構造に構成する。このようにすると、略同一の巻き付け角度に応じて像担持体17と画像転写搬送手段18との接触部には、容易に略同一のニップが形成され、その接触部の接触圧力も略同一に構成される。
As described above, in the image forming apparatus according to the present embodiment, a plurality of
一方、像担持体17とそれに接触して駆動される画像転写搬送手段18において、接触部の移動周速度は双方一致しているのが好ましい状態であるが、量産形態の中では、像担持体17の外径や偏心または駆動手段の偏心等のバラツキ、画像転写搬送手段18の駆動ロール12の径、あるいは駆動手段等のバラツキによって完全に等速に設定することは現実的ではない。
On the other hand, in the
そこで、これらのバラツキを勘案したとき、像担持体17の移動速度に対して画像転写搬送手段18の移動速度が相対的に速くなったり遅くなったりしてバラツクことになり、転写諸条件を設定する上で好ましくない。むしろ、相対速度は、像担持体17に対していずれか一方にシフトした相対速度差を設けることが好ましい。しかしながら、極端な速度差を設けると、像担持体17によって搬送されるトナー像が画像転写搬送手段18に転写される時にこのトナー像の位置にズレが生じて画像乱れが発生するので、極力小さな速度差を設けることが好ましい。
Therefore, when these variations are taken into consideration, the moving speed of the image transfer / conveying
上記の内容によって生じる速度差を、複数の像担持体17に対していずれか一方にシフトした相対速度差に設定する場合に量産上からの実力及び画像乱れの限界を勘案すると、その速度差は、像担持体17の移動速度に対する画像転写搬送手段18の速度は、±(方向)3±(バラツキ)2%程度に構成することが好ましい。
When the speed difference caused by the above contents is set to a relative speed difference shifted to one of the plurality of
また、像担持体17の移動速度と画像転写搬送手段18の移動速度が等速の場合は、トナー像は転写バイアスの電気エネルギー作用によって転写されるが、上記の速度差を設けた場合には、電気エネルギー作用に加えて機械的なかきとり作用も付加されて転写効率が向上するので、像担持体17の転写残りトナーをクリーニングする工程を廃止または簡略化することが可能となる。
Further, when the moving speed of the
さらに、像担持体17の移動速度と画像転写搬送手段18の移動速度に相対的な速度差を設けると、可撓性を有する画像転写搬送手段18の駆動ロール12間または像担持体17への当接ニップ間に弛みが発生して好ましくない。そこで、像担持体17に対して画像転写搬送手段18の速度を速い方向にシフトする場合には、画像転写搬送手段18の駆動ロール12を下流側に配置し、像担持体17に対して画像転写搬送手段18の速度を遅い方向にシフトする場合には画像転写搬送手段18の駆動ロール12を上流側に配置して構成すると、上記弛み発生が防止可能になり、好ましい転写条件設定ができる。
Further, if a relative speed difference is provided between the moving speed of the
クリーニング手段15は、搬送方向下向きのベルト面18a側に設けられ、二次転写後に画像転写搬送手段18の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード15aと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材15bを備えている。クリーニングブレード15aは、従動ロール13への画像転写搬送手段18の巻きかけ部において画像転写搬送手段18に当接されている。また、画像転写搬送手段18の裏面には、後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17に対向して1次転写部材16が当接され、1次転写部材16には転写バイアスが印加されている。
The
露光手段Wは、斜め方向に配設された画像形成ユニットDの斜め下方に形成された空間に配設されている。また、露光手段Wの下部でハウジング10aの底部には給紙ユニット30が配設されている。露光手段Wは、全体がケースに収納され、ケースは、搬送方向下向きのベルト面の斜め下方に形成される空間に配設されている。ケースの底部には、ポリゴンミラーモータ21a、ポリゴンミラー(回転多面鏡)21bからなる単一のスキャナ手段21を水平に配設されるとともに、各色の画像信号により変調される複数のレーザ光源23からのレーザビームをポリゴンミラー21bで反射させ各像担持体上に偏向走査する光学系Bには、単一のf−θレンズ22および各色の走査光路が像担持体17にそれぞれ非平行になって折り返すように複数の反射ミラー24が配設されている。
The exposure means W is disposed in a space formed obliquely below the image forming unit D disposed in the oblique direction. A
上記構成からなる露光手段Wにおいては、ポリゴンミラー21bから各色に対応した画像信号が、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されたレーザビームで射出され、f−θレンズ22、反射ミラー24を経て、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17に照射され、潜像が形成される。反射ミラー24を設けることにより走査光路を屈曲させ、ケースの高さを低くすることが可能となり光学系のコンパクト化が可能となる。しかも、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17への走査光路長は同一の長さになるように反射ミラー24が配置されている。このように各画像形成ユニットDに対する露光手段Wのポリゴンミラー21bから像担持体17までの光路の長さ(光路長)が略同一の長さになるように構成することにより、各光路で走査された光ビームの走査幅も略同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必要としない。したがって、レーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なった色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるため副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成できる。
In the exposure means W configured as described above, an image signal corresponding to each color is emitted from the
また、本実施形態においては、装置下方に走査光学系を配置することにより、画像形成手段の駆動系が装置を支持するフレームへ与える振動による走査光学系の振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。とくに、スキャナ手段21をケースの底部に配置することにより、ポリゴンモータ21a自身がケース全体に与える振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。また、振動源であるポリゴンモータ21aの数を一つにすることによりケース全体に与える振動を最小限にすることができる。
Further, in this embodiment, by arranging the scanning optical system below the apparatus, the vibration of the scanning optical system due to the vibration that the drive system of the image forming means gives to the frame that supports the apparatus can be minimized. Degradation of image quality can be prevented. In particular, by arranging the scanner means 21 at the bottom of the case, the vibration that the
給紙ユニット30は、転写材が積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35から転写材を一枚ずつ給送するピックアップロール36を備えている。紙搬送ユニット11は、二次転写部への転写材の給紙タイミングを規定するゲートロール対37(一方のロールはハウジング10a側に設けられている)と、駆動ロール12および画像転写搬送手段18に圧接される二次転写手段としての二次転写ロール39と、主記録媒体搬送路38と、定着手段40と、排紙ロール対41と、両面プリント用搬送路42を備えている。
The
転写材に2次転写された2次画像(未定着トナー像)は、定着手段40の形成するニップ部で所定の温度で定着される。本実施形態においては、転写ベルトの搬送方向上向きのベルト面18bの斜め上方に形成される空間、換言すれば、転写ベルトに対して画像形成ステーションと反対側の空間に定着手段40を配設することが可能になり、露光手段W、画像転写搬送手段18、画像形成手段への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。特に、露光手段Wは、定着手段40から最も離れた位置にあり、走査光学系部品の熱による変位を最小限にすることができ、色ズレを防ぐことができる。
The secondary image (unfixed toner image) secondarily transferred to the transfer material is fixed at a predetermined temperature at the nip portion formed by the fixing
本実施形態においては、画像転写搬送手段18を駆動ロール12に対して傾斜する方向に配設しているため、図で右側空間に広いスペースが生じその空間に定着手段40を配設することができ、コンパクト化を実現することができると共に、定着手段40で発生する熱が、左側に位置する露光ユニットW、画像転写搬送手段18および各画像形成ステーションY,M,C,Kへ伝達されるのを防止することができる。また、画像形成ユニットDの左側下部の空間に露光ユニットWを配置することができるため、画像形成手段の駆動系がハウジング10aへ与える振動による、露光ユニットWの走査光学系の振動を最小限に抑えることができ、画質の劣化を防止することができる。
In the present embodiment, the image transfer / conveyance means 18 is arranged in a direction inclined with respect to the
また、本実施形態においては、球形化されたトナーを用いることにより、1次転写効率を高め(略100%)、各像担持体17には、1次転写残りトナーを回収するクリーニング手段を設置していない。これにより、30mm径以下の感光体ドラムからなる各像担持体17を近接して配置することが可能となり、装置を小型化することができる。
In this embodiment, the use of the spherical toner increases the primary transfer efficiency (approximately 100%), and each
また、クリーニング手段を設置しないことに伴い、帯電手段としてはコロナ帯電手段19を採用している。帯電手段がロールである場合は、微量ではあるが像担持体17上に存在する1次転写残りトナーがロール上に堆積して帯電不良が発生するが、非接触帯電手段であるコロナ帯電手段19はトナーが付着しにくく、帯電不良の発生を防ぐことができる。
Further, the corona charging means 19 is adopted as the charging means in accordance with the absence of the cleaning means. When the charging unit is a roll, a small amount of primary transfer residual toner that is present on the
また、上記実施形態では、中間転写ベルトを画像転写搬送手段18として像担持体17に接触させる構成としたが、表面に転写材を吸着して搬送移動し、該転写材の表面にトナー像を順次重ねて転写して画像を形成搬送する転写材搬送ベルトを画像転写搬送手段18として像担持体17に接触させる構成としてもよい。この場合、上記各実施形態と異なるのは、画像転写搬送手段18である転写材搬送ベルトのベルト搬送方向が像担持体17に接触する下面で逆方向の上向きになることである。
In the above-described embodiment, the intermediate transfer belt is configured to contact the
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
(1)図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が画像形成装置10の制御ユニットに入力されると、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17、現像手段20の各ロール、および画像転写搬送手段18が回転駆動される。
(2)像担持体17の外周面が帯電手段19によって一様に帯電される。
(3)各画像形成ステーションY,M,C,Kにおいて一様に帯電した像担持体17の外周面に、露光ユニットWによって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
(4)それぞれの像担持体17に形成された静電潜像が現像手段20によりトナー像が現像される。
(5)画像転写搬送手段18の1次転写部材16には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体17上に形成されたトナー像が一次転写部において画像転写搬送手段18の移動に伴って順次、画像転写搬送手段18上に重ねて転写される。
(6)この1次画像を1次転写した画像転写搬送手段18の移動に同期して、給紙カセット35に収納された転写材が、レジストロール対37を経て2次転写ロール39に給送される。
(7)1次転写画像は、2次転写部位で転写材と同期合流し、図示省略した押圧機構によって画像転写搬送手段18の駆動ロール12に向かって押圧された2次転写ロール39で、1次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、画像転写搬送手段18上に形成された1次転写画像は、同期給送された転写材に2次転写される。
(8)2次転写に於ける転写残りのトナーは、従動ロール13方向へと搬送されて、このロール13に対向して配置したクリーニング手段15によって掻き取られ、そして、画像転写搬送手段18はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
(9)転写材が定着手段40を通過することによって転写材上のトナー像が定着し、その後、転写材が所定の位置に向け(両面印刷でない場合には排紙トレイ10cに向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路42に向け)搬送される。
The outline of the operation of the entire image forming apparatus as described above is as follows.
(1) When a print command signal (image forming signal) from a host computer or the like (not shown) is input to the control unit of the
(2) The outer peripheral surface of the
(3) The exposure unit W selectively exposes the outer peripheral surface of the
(4) The toner image is developed by the developing means 20 from the electrostatic latent image formed on each
(5) The
(6) In synchronization with the movement of the image transfer conveying means 18 that has primarily transferred the primary image, the transfer material stored in the
(7) The primary transfer image is a
(8) The transfer residual toner in the secondary transfer is conveyed in the direction of the driven
(9) When the transfer material passes through the fixing
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来公知または周知の技術を必要に応じて置換または付加することが可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and a conventionally known or well-known technique can be replaced or added as necessary.
1:加熱ローラ、2:加圧ローラ、3:ベルト張架部材、4:ベルト、5:撓み防止部材、6:保持フレーム、7:スプリング、8:変更レバー、10:画像形成装置、11:紙搬送ユニット、15:クリーニング手段、17:像担持体、18:画像転写搬送手段、20:現像手段、21:スキャナ手段、30:給紙ユニット、40:定着手段、W:露光ユニット、D:画像形成ユニット 1: heating roller, 2: pressure roller, 3: belt stretching member, 4: belt, 5: deflection preventing member, 6: holding frame, 7: spring, 8: change lever, 10: image forming apparatus, 11: Paper transport unit, 15: cleaning means, 17: image carrier, 18: image transfer transport means, 20: developing means, 21: scanner means, 30: paper feed unit, 40: fixing means, W: exposure unit, D: Image forming unit
Claims (6)
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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