JP2007025500A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンター、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定着装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device that heats and fixes an unfixed toner image on a recording sheet in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine.
従来、複写装置やプリンター、ファクシミリ装置等の、電子写真方式の画像形成装置(印刷装置)には、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置等が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus (printing apparatus) such as a copying apparatus, a printer, or a facsimile apparatus is provided with a photosensitive drum, a charging device, an exposure device, a developing device, a transfer device, a fixing device, and the like. .
このような画像形成装置では、帯電装置によって帯電させた感光体ドラムの感光面(静電潜像面)に対して、露光装置による露光を行って静電潜像を形成する。そして、形成した静電潜像を現像装置においてトナー(現像剤)によって現像し、トナー像(可視像)を生成する。そして、このトナー像を、転写装置によって記録紙(記録材;普通紙やOHP記録紙等の印刷媒体)に転写した後、定着装置によって定着するように設定されている。 In such an image forming apparatus, the exposure surface exposes the photosensitive surface (electrostatic latent image surface) of the photosensitive drum charged by the charging device to form an electrostatic latent image. Then, the formed electrostatic latent image is developed with toner (developer) in a developing device to generate a toner image (visible image). Then, the toner image is set to be fixed by a fixing device after being transferred onto a recording paper (recording material; a printing medium such as plain paper or OHP recording paper) by a transfer device.
定着装置は、加熱や加圧によって記録紙などの記録媒体に対してトナーを定着させるものである。定着装置としては、一方が加熱された1対のローラ間(定着ローラと加圧ローラとの間)に形成された圧接領域に未定着トナー像を通過させることにより定着を行うローラ対方式の定着装置が一般的である。 The fixing device fixes toner onto a recording medium such as recording paper by heating or pressing. The fixing device is a roller pair type fixing in which fixing is performed by passing an unfixed toner image through a pressure contact area formed between a pair of heated rollers (between the fixing roller and the pressure roller). The device is common.
定着ローラとしては、例えば、アルミニウムなどの、金属製の中空芯金の表面に、弾性層が形成され、芯金の内部に加熱源としてハロゲンランプが配置されており、定着ローラ表面に設けた温度センサの信号に基づいて図示しない温度制御回路がハロゲンランプをオン、オフ制御し、定着ローラ表面の温度を一定に保つように構成されたものが用いられる。 As the fixing roller, for example, an elastic layer is formed on the surface of a hollow metal core made of metal such as aluminum, and a halogen lamp is disposed as a heating source inside the core metal, and the temperature provided on the surface of the fixing roller. A temperature control circuit (not shown) is controlled to turn on / off the halogen lamp based on the sensor signal, and the temperature of the fixing roller surface is kept constant.
また、加圧ローラとしては、芯金上に被覆層としてシリコーンゴムなどの耐熱性弾性層を設けたものが用いられる。そして、加圧ローラと定着ローラとが圧接された時に、この弾性層が弾性変形することによって所定のニップ領域(ニップ部、押圧部)が形成される。そして、このニップ領域に未定着トナー像が形成された記録紙を通過させ、トナー像を熱溶融することによって定着が行われる。 In addition, as the pressure roller, a roller provided with a heat-resistant elastic layer such as silicone rubber as a coating layer on a cored bar is used. When the pressure roller and the fixing roller are pressed against each other, the elastic layer is elastically deformed to form a predetermined nip region (a nip portion or a pressing portion). Then, fixing is performed by passing a recording sheet on which an unfixed toner image is formed in the nip region and thermally melting the toner image.
ところで、ローラ対方式の定着装置では、トナー像を定着させるために記録紙に加えるべき熱はトナーの熱特性等によって決まる。言い換えれば、トナー像に所定の熱を与えなければ定着させることができない。このため、例えば、より高速に定着しようとする場合、定着速度に応じてニップ幅(ニップ領域の記録紙搬送方向の幅)を広くする必要がある。 In the roller pair type fixing device, the heat to be applied to the recording paper for fixing the toner image is determined by the thermal characteristics of the toner. In other words, the toner image cannot be fixed unless given heat is applied. For this reason, for example, when fixing at a higher speed, it is necessary to increase the nip width (the width of the nip region in the recording paper conveyance direction) according to the fixing speed.
ニップ幅を広くするためには、両ローラ間の荷重(押圧力)を大きくする、弾性体の厚みを厚くする、ローラ径を大きくする等の方法が有る。しかし、ローラ間の荷重を大きくすると、ローラの撓みが発生し、ニップ幅が軸方向(ローラの回転軸方向)に均一に形成されなくなり、搬送性や画質に影響が出る。また、弾性体を厚くしたり、ローラ径を大きくしたりするのは、画像品質上問題ないが、装置の大型化や熱容量の増大に伴ってウォームアップ時間が長くなるといった問題がある。 In order to widen the nip width, there are methods such as increasing the load (pressing force) between both rollers, increasing the thickness of the elastic body, and increasing the roller diameter. However, when the load between the rollers is increased, the rollers are bent, and the nip width is not formed uniformly in the axial direction (the rotational axis direction of the rollers), which affects the transportability and image quality. Increasing the thickness of the elastic body or increasing the roller diameter has no problem in image quality, but there is a problem that the warm-up time becomes longer as the apparatus becomes larger and the heat capacity increases.
これらの問題点を解決し、より高速化に対応できるようにするため、例えば、特許文献1には、複数の加圧ローラを用いることで複数の定着ニップ部を形成した定着装置が提案されている。また、特許文献2、特許文献3等には、複数の加圧ローラとこれらに掛け渡された加圧ベルトとを用いることで複数かつ幅広の定着ニップ部を形成した定着装置が提案されている。さらに、特許文献4、特許文献5等には、複数のローラに懸架された定着ベルトを用いることで複数かつ幅広の定着ニップ部を形成した定着装置が提案されている。
In order to solve these problems and cope with higher speeds, for example,
これらの定着装置の場合、従来のローラ対方式からなる定着装置に比べ、複数形成された幅広の定着ニップ部によって、記録紙上の未定着トナー像に長時間熱を与えることにより、トナーを十分に溶融させ、高速化に対応している。
しかしながら、上記した従来の技術では、プロセス速度(定着処理の速度)を速くしていくと、画像欠陥が生じるという問題がある。 However, the above-described conventional technique has a problem that an image defect occurs when the process speed (fixing process speed) is increased.
実際に、本願発明の発明者らが、上記したような複数の定着ニップ部を有する定着装置を用いて定着実験を行ったところ、いずれの定着装置においても、プロセス速度を速くしていくと、特にトナー像が100%印字されたソリッド画像部(所謂、ベタ画像部)において、ミクロな濃淡むらによる画像欠陥が発生した。 Actually, the inventors of the present invention conducted a fixing experiment using a fixing device having a plurality of fixing nips as described above. In any fixing device, when the process speed is increased, In particular, in a solid image portion (so-called solid image portion) on which a 100% toner image is printed, an image defect due to micro unevenness in density occurs.
また、この画像欠陥を詳細に分析したところ、画像欠陥は、記録紙上で部分的に発生するトナー像の位置ずれ(画像ずれ)に起因していることがわかった。また、この位置ずれがひどい場合、トナー像がずれた部分では下地の記録紙が露出してしまうことから、濃度低下を生じてしまう場合もある(以降の説明では、これらの画像欠陥を画像ずれと記す)。 Further, when this image defect was analyzed in detail, it was found that the image defect was caused by a positional deviation (image deviation) of the toner image partially generated on the recording paper. In addition, when this positional deviation is severe, the underlying recording paper is exposed at the portion where the toner image is displaced, and this may cause a decrease in density (in the following description, these image defects will be referred to as image deviation). ).
また、上記した従来の技術では、より高速に定着させるために複数の定着ニップ部同士の間隔を広くしており、この場合、高温オフセットによる画像欠陥(高温オフセットのような画像欠陥)が生じるという問題がある。すなわち、加熱部材と第1の押圧部材(加圧部材)とによって最も入紙側に形成される定着ニップ部(第1ニップ部)と、この第1ニップ部よりも用紙搬送方向の下流側に加熱部材と第2の押圧部材とによって形成される定着ニップ部(第2ニップ部)との間における、押圧部材が当接していない部分(仮想ニップ部)の用紙搬送方向の幅を広くしていくと、高温オフセットによる画像欠陥が生じてしまう。 Further, in the above-described conventional technology, the intervals between the plurality of fixing nip portions are widened in order to fix at higher speed, and in this case, image defects (image defects such as high temperature offsets) due to high temperature offset occur. There's a problem. That is, a fixing nip portion (first nip portion) formed most on the paper entering side by the heating member and the first pressing member (pressure member), and on the downstream side in the paper transport direction from the first nip portion. The width in the paper conveyance direction of the portion (virtual nip portion) where the pressing member is not in contact with the fixing nip portion (second nip portion) formed by the heating member and the second pressing member is increased. As a result, image defects due to high temperature offsets occur.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の定着ニップ部を有する定着装置において、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥を生じることなく、高速化が可能な定着装置および画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to increase the speed of a fixing device having a plurality of fixing nip portions without causing image misalignment or image defects due to high temperature offset. An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus.
本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するために、定着部材と、該定着部材を加圧する第1の加圧部材および第2の加圧部材と、該第1の加圧部材および第2の加圧部材に張架され、記録材を搬送する無端状の搬送部材とを備え、上記第1の加圧部材および第2の加圧部材が搬送部材を介して定着部材を加圧することにより、上記第1の加圧部材と定着部材との間には第1ニップ部が形成され、かつ上記第2の加圧部材と定着部材との間には第2ニップ部が形成されており、上記第1ニップ部および第2ニップ部に記録材を搬送することにより、該記録材上の現像剤を定着させる定着装置であって、押圧面を有し、第1の加圧部材と第2の加圧部材との間において上記押圧面が上記搬送部材を介して定着部材を加圧する第3の加圧部材を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a fixing device according to the present invention includes a fixing member, a first pressure member and a second pressure member that pressurize the fixing member, and the first pressure member and the first pressure member. And an endless conveyance member that conveys the recording material, and the first pressure member and the second pressure member pressurize the fixing member via the conveyance member. Thus, a first nip portion is formed between the first pressure member and the fixing member, and a second nip portion is formed between the second pressure member and the fixing member. A fixing device that fixes the developer on the recording material by conveying the recording material to the first nip portion and the second nip portion, and has a pressing surface, and includes a first pressure member and a first pressure member. A third pressing member that presses the fixing member between the pressing member and the pressing member via the conveying member. It is characterized by that example.
上記の構成によれば、第1の加圧部材および第2の加圧部材が搬送部材を介して定着部材を加圧することにより、第1ニップ部および第2ニップ部が形成される。この場合、これら各ニップ部の間には、ニップ部が形成されないかもしくは、見かけ上ニップ部が形成されていたとしても、ほとんど定着圧力がかかっていない状態のニップ部(仮想ニップ部)が形成されることになる。このため、記録材を第1ニップ部および第2ニップ部に搬送させる際に、これら各ニップ部の間の領域(仮想ニップ部)では定着部材と記録材との間に若干の隙間が生じることとなる。この場合、高温オフセットによる画像欠陥が生じてしまう。 According to the above configuration, the first nip portion and the second nip portion are formed when the first pressure member and the second pressure member pressurize the fixing member via the conveying member. In this case, a nip portion (virtual nip portion) in which almost no fixing pressure is applied is formed between these nip portions, even if a nip portion is not formed or an apparent nip portion is formed. Will be. For this reason, when the recording material is conveyed to the first nip portion and the second nip portion, a slight gap is generated between the fixing member and the recording material in a region (virtual nip portion) between these nip portions. It becomes. In this case, an image defect due to a high temperature offset occurs.
これに対して、上記の構成によれば、第1の加圧部材と第2の加圧部材との間において搬送部材を介して定着部材を加圧する第3の加圧部材を備えている。また、この第3の加圧部材は、押圧面を有しており、この押圧面が上記搬送部材を介して定着部材を加圧するようになっている。このため、第3の加圧部材と定着部材との間にはニップ部が形成されることとなる。すなわち、第1ニップ部と第2ニップ部との間にさらなるニップ部を形成することができる。従って、いわゆる仮想ニップ部となる領域を小さくすることができ、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥を生じることのない定着装置を実現することが可能になる。 On the other hand, according to said structure, the 3rd pressurization member which pressurizes a fixing member via a conveyance member between the 1st pressurization member and the 2nd pressurization member is provided. Further, the third pressure member has a pressing surface, and the pressing surface presses the fixing member via the conveying member. For this reason, a nip portion is formed between the third pressure member and the fixing member. That is, a further nip portion can be formed between the first nip portion and the second nip portion. Therefore, it is possible to reduce a region that becomes a so-called virtual nip portion, and it is possible to realize a fixing device that does not cause an image defect due to an image shift or a high temperature offset.
なお、上記記録材としては、現像剤像が形成されるシート状の印刷媒体であればよく、例えば、紙やOHP用シートなどを用いることができる。 The recording material may be a sheet-like print medium on which a developer image is formed. For example, paper or an OHP sheet can be used.
本発明に係る定着装置では、上記第3の加圧部材の押圧面が、第1の加圧部材側に延伸した形状となっていることが好ましい。上記の構成によれば、第1ニップ部および第2ニップ部の間の仮想ニップ部の領域を小さくすることができる。また、第3の加圧部材と定着部材との間に形成されるニップ部を第3ニップ部とすると、上記構成では、押圧面が第1の加圧部材側に延伸した形状となっているので、第1ニップ部と第3ニップ部との間に生じる仮想ニップ部の領域をより小さくすることができる。このため、第1ニップ部および第3ニップ部を実質的に1つのニップ部として作用させることができ、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥の発生を抑制することができる。 In the fixing device according to the present invention, it is preferable that the pressing surface of the third pressure member has a shape extending toward the first pressure member. According to said structure, the area | region of the virtual nip part between a 1st nip part and a 2nd nip part can be made small. In addition, when the nip portion formed between the third pressure member and the fixing member is the third nip portion, in the above configuration, the pressing surface has a shape extending toward the first pressure member. Therefore, the region of the virtual nip portion generated between the first nip portion and the third nip portion can be further reduced. For this reason, the first nip portion and the third nip portion can substantially act as one nip portion, and the occurrence of image defects due to image shift or high temperature offset can be suppressed.
本発明に係る定着装置では、上記第3の加圧部材は定着部材に向かう方向および定着部材から離れる方向に移動可能であり、第3の加圧部材を定着部材の方向に移動させる駆動部材をさらに備えていることが好ましい。上記の構成によれば、第3の加圧部材は、定着部材に向かう方向および定着部材から離れる方向に移動可能であり、駆動部材によって定着部材の方向に移動することができるようになっている。これにより、第3の加圧部材の定着部材への加圧力を調整することが可能となり、常に適切な力で加圧することができる。その結果、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥の発生を抑制することができる。 In the fixing device according to the present invention, the third pressure member is movable in a direction toward the fixing member and in a direction away from the fixing member, and a driving member for moving the third pressure member in the direction of the fixing member is provided. Furthermore, it is preferable to provide. According to the above configuration, the third pressure member is movable in the direction toward the fixing member and in the direction away from the fixing member, and can be moved in the direction of the fixing member by the driving member. . As a result, it is possible to adjust the pressure applied to the fixing member by the third pressure member, and the pressure can always be applied with an appropriate force. As a result, it is possible to suppress the occurrence of image defects due to image shift or high temperature offset.
本発明に係る定着装置では、上記駆動部材は、弾性力によって第3の加圧部材を、搬送部材を介して定着部材に押圧させる弾性部材を含むことが好ましい。上記の構成によれば、第3の加圧部材を移動させるための駆動部材が弾性部材を含んでいるため、第3の加圧部材を容易に移動させることが可能になる。 In the fixing device according to the present invention, it is preferable that the driving member includes an elastic member that presses the third pressure member against the fixing member via the conveying member by an elastic force. According to said structure, since the drive member for moving the 3rd pressurization member contains the elastic member, it becomes possible to move the 3rd pressurization member easily.
本発明に係る定着装置では、上記駆動部材は、第3の加圧部材を保持し、支点部を中心に回動可能であり、第3の加圧部材を上記押圧面による押圧動作を行う方向とその押圧動作を解除する方向とに移動させることが好ましい。第3の加圧部材が定着部材に対して押圧動作を行う方向とは異なる方向に移動する場合には、第3の加圧部材と定着部材との間に隙間が発生して記録材への加圧力が不足してしまうことがある。この場合、記録材の先端部分にて画像抜け(部分的に現像剤が細かく抜けてしまう現象;先端画像抜け)が発生してしまうことがある。 In the fixing device according to the present invention, the driving member holds the third pressure member, is rotatable about the fulcrum portion, and the third pressure member is pressed by the pressing surface. It is preferable to move in the direction of releasing the pressing operation. In the case where the third pressure member moves in a direction different from the direction in which the pressing operation is performed on the fixing member, a gap is generated between the third pressure member and the fixing member, and the recording material is pressed. The pressure may be insufficient. In this case, an image omission (a phenomenon in which the developer partially escapes finely; an image omission of the edge image) may occur at the leading edge of the recording material.
これに対して、上記の構成によれば、駆動部材によって、第3の加圧部材を常に一定の方向(押圧動作を行う方向および押圧動作を解除する方向)に移動させることが可能である。このため、先端画像抜けが生じることを抑制することができる。 On the other hand, according to said structure, it is possible to always move a 3rd pressurization member to a fixed direction (direction which performs a press operation | movement, and the direction which cancels | releases a press operation | movement) with a drive member. For this reason, it can suppress that a tip image omission occurs.
本発明に係る定着装置では、上記第3の加圧部材は、上記定着部材を加圧する部分が、該定着部材の加圧される面に沿った形状となっていることが好ましい。また、本発明に係る定着装置では、上記定着部材が定着ローラであり、上記第3の加圧部材における定着ローラを加圧する部分が、定着ローラの加圧される面の形状に応じて湾曲していることが好ましい。また、本発明に係る定着装置では、上記定着部材が定着ローラであり、上記第3の加圧部材における定着ローラを加圧する部分の曲率半径が、上記定着ローラの半径および搬送部材の厚さを合わせた長さと略同じであることが好ましい。 In the fixing device according to the present invention, it is preferable that the third pressure member has a shape in which a portion for pressing the fixing member is formed along a surface to be pressed of the fixing member. In the fixing device according to the present invention, the fixing member is a fixing roller, and a portion of the third pressure member that presses the fixing roller is curved according to the shape of the surface to be pressed of the fixing roller. It is preferable. In the fixing device according to the present invention, the fixing member is a fixing roller, and the radius of curvature of the portion of the third pressure member that presses the fixing roller determines the radius of the fixing roller and the thickness of the conveying member. The total length is preferably substantially the same.
上記の構成によれば、第3の加圧部材における定着部材(定着ローラ)を加圧する部分が、定着部材(定着ローラ)の加圧される面と略同じ形状となるため、より広い面で定着部材(定着ローラ)を加圧することが可能になる。その結果、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥の発生を効率的に抑制することができる。 According to the above configuration, the portion of the third pressure member that presses the fixing member (fixing roller) has substantially the same shape as the surface to be pressed of the fixing member (fixing roller). It becomes possible to pressurize the fixing member (fixing roller). As a result, it is possible to efficiently suppress the occurrence of image defects due to image shift or high temperature offset.
本発明に係る定着装置では、上記第1の加圧部材がローラであり、このローラにおける回転軸方向中央部の外径が端部の外径よりも大きいことが好ましい。例えば、ローラの外径が、回転軸方向端部から中央部にかけて一定である場合には、定着部材に付与する加圧力がローラの全領域で一定にならない場合がある。この場合、ニップ部の面圧が全領域で一定とならず、画像ずれが発生してしまう恐れがある。 In the fixing device according to the present invention, it is preferable that the first pressure member is a roller, and the outer diameter of the central portion in the rotation axis direction of the roller is larger than the outer diameter of the end portion. For example, when the outer diameter of the roller is constant from the end in the rotation axis direction to the center, the applied pressure applied to the fixing member may not be constant over the entire area of the roller. In this case, the surface pressure of the nip portion is not constant in the entire region, and there is a risk that image displacement occurs.
これに対して、上記の構成によれば、第1の加圧部材はローラであり、このローラにおける回転軸方向中央部の外径が端部の外径よりも大きい、いわゆるクラウン形状を有している。この構成とすることにより、第1ニップ部の面圧分布を均一に保つことが可能となり、ローラの回転軸方向でのトナー溶融状態に均一性を付与することができる。その結果、第1ニップ部全面で適切な加圧力を付与することができ、画像ずれが生じることを抑制することができる。 On the other hand, according to the above configuration, the first pressure member is a roller and has a so-called crown shape in which the outer diameter of the central portion in the rotation axis direction of the roller is larger than the outer diameter of the end portion. ing. With this configuration, the surface pressure distribution in the first nip portion can be kept uniform, and uniformity can be imparted to the toner melting state in the rotation axis direction of the roller. As a result, an appropriate pressure can be applied to the entire surface of the first nip portion, and the occurrence of image shift can be suppressed.
本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するために、定着ローラと、該定着ローラを加圧する第1加圧ローラおよび第2加圧ローラと、少なくとも第1加圧ローラおよび第2加圧ローラを含む複数のローラに張架され、記録材を搬送する無端状のベルトとを備え、上記第1加圧ローラおよび第2加圧ローラがベルトを介して定着ローラを加圧することにより、上記第1加圧ローラと定着ローラとの間には第1ニップ部が形成され、かつ第2加圧ローラと定着ローラとの間には第2ニップ部が形成されており、上記第1ニップ部および第2ニップ部に記録材を通過させることにより、該記録材上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、押圧面を有し、第1加圧ローラと第2加圧ローラとの間において上記押圧面が上記ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧パッドを備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a fixing device according to the present invention is provided with a fixing roller, a first pressure roller and a second pressure roller that pressurize the fixing roller, and at least a first pressure roller and a second pressure roller. An endless belt that is stretched around a plurality of rollers including a roller and conveys a recording material, and the first pressure roller and the second pressure roller press the fixing roller through the belt, thereby A first nip portion is formed between the first pressure roller and the fixing roller, and a second nip portion is formed between the second pressure roller and the fixing roller. And a fixing device that fixes unfixed toner on the recording material by passing the recording material through the second nip portion, and has a pressing surface, and includes a first pressure roller and a second pressure roller. In between the pressing surface via the belt It is characterized in that it comprises a pressure pad for pressing the wearing roller.
上記の構成によれば、第1加圧ローラおよび第2加圧ローラがベルトを介して定着ローラを加圧することにより、第1ニップ部および第2ニップ部が形成される。この場合、これら各ニップ部の間には、ニップ部が形成されないかもしくは、見かけ上ニップ部が形成されていたとしても、ほとんど定着圧力がかかっていない状態のニップ部(仮想ニップ部)が形成されることになる。このため、記録材を第1ニップ部および第2ニップ部に搬送させる際に、これら各ニップ部の間の領域(仮想ニップ部)では定着ローラと記録材との間に若干の隙間が生じることとなる。この場合、高温オフセットによる画像欠陥が生じてしまう。 According to the above configuration, the first nip portion and the second nip portion are formed by the first pressure roller and the second pressure roller pressing the fixing roller via the belt. In this case, a nip portion (virtual nip portion) in which almost no fixing pressure is applied is formed between these nip portions, even if a nip portion is not formed or an apparent nip portion is formed. Will be. For this reason, when the recording material is transported to the first nip portion and the second nip portion, a slight gap is generated between the fixing roller and the recording material in a region (virtual nip portion) between these nip portions. It becomes. In this case, an image defect due to a high temperature offset occurs.
これに対して、上記の構成によれば、第1加圧ローラと第2加圧ローラとの間においてベルトを介して定着ローラを加圧する加圧パッドを備えている。また、この加圧パッドは、押圧面を有しており、この押圧面が上記ベルトを介して定着ローラを加圧するようになっている。このため、加圧パッドと定着ローラとの間にはニップ部が形成されることとなる。すなわち、第1ニップ部と第2ニップ部との間にさらなるニップ部を形成することができる。従って、いわゆる仮想ニップ部となる領域を小さくすることができ、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥を生じることのない定着装置を実現することが可能になる。 On the other hand, according to said structure, the pressure pad which pressurizes a fixing roller via a belt between the 1st pressure roller and the 2nd pressure roller is provided. Further, the pressure pad has a pressing surface, and the pressing surface presses the fixing roller via the belt. For this reason, a nip portion is formed between the pressure pad and the fixing roller. That is, a further nip portion can be formed between the first nip portion and the second nip portion. Therefore, it is possible to reduce a region that becomes a so-called virtual nip portion, and it is possible to realize a fixing device that does not cause an image defect due to an image shift or a high temperature offset.
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記いずれかに記載の定着装置を備えていることを特徴としている。上記の構成によれば、画像ずれの発生を抑制することができるため、高画質の画像を形成する画像形成装置を実現することができる。 In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention includes any one of the fixing devices described above. According to the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of image shift, and thus it is possible to realize an image forming apparatus that forms a high-quality image.
本発明に係る定着装置は、以上のように、押圧面を有し、第1の加圧部材と第2の加圧部材との間において上記押圧面が上記搬送部材を介して定着部材を加圧する第3の加圧部材を備えているので、画像ずれや高温オフセットによる画像欠陥を生じることのない定着装置を実現することが可能になるという効果を奏する。また、本発明に係る画像形成装置は、以上のように、上記定着装置を備えているので、画像ずれの発生を抑制することができ、高画質の画像を形成する画像形成装置を実現することができるという効果を奏する。 As described above, the fixing device according to the present invention has a pressing surface, and the pressing surface adds the fixing member via the conveying member between the first pressing member and the second pressing member. Since the third pressure member that presses is provided, it is possible to realize a fixing device that does not cause image defects due to image shift or high temperature offset. In addition, since the image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device as described above, it is possible to suppress the occurrence of image shift and to realize an image forming apparatus that forms a high-quality image. There is an effect that can be.
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1について図1ないし図4に基づいて説明する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(画像形成装置)
図2は、本実施形態にかかる定着装置が備えられる画像形成装置の内部概略構造を示す断面図である。この画像形成装置は、乾式電子写真方式のカラー画像形成装置であり、例えばネットワークを介して接続される端末装置から送信された画像データ等に基づいて、所定の記録紙に対して多色または単色の画像を形成するようになっている。
(Image forming device)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal schematic structure of an image forming apparatus provided with the fixing device according to the present embodiment. This image forming apparatus is a dry electrophotographic color image forming apparatus. For example, based on image data transmitted from a terminal device connected via a network, the image forming apparatus is multicolored or monochromatic on a predetermined recording sheet. Images are formed.
図2に示すように、この画像形成装置は、可視像形成ユニット10、記録紙搬送手段30、定着装置40、供給トレイ20を備えている。
As shown in FIG. 2, the image forming apparatus includes a visible
可視像形成ユニット10には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色に対応して、4つの可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bが並設されている。つまり、可視像形成ユニット10は4つの可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bからなり、可視像形成ユニット10Yはイエロー(Y)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット10Mはマゼンダ(M)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット10Cはシアン(C)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット10Bはブラック(B)のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、記録紙(記録材)Pを給紙する供給トレイ20と定着装置40とを繋ぐ記録紙Pの搬送路に沿って、4組の可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bを配設した、所謂、タンデム式である。
The visible
可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bは、それぞれ実質的に同一の構成を有する。すなわち、それぞれに、感光体ドラム11、帯電器12、レーザ光照射手段13、現像器14、転写ローラ15、クリーナユニット16が設けられており、搬送される記録紙Pに各色のトナーを多重転写する。
The visible
帯電器12は、感光体ドラム11の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。レーザ光照射手段13は、画像形成装置に入力された画像データに応じて、帯電器12によって帯電した感光体ドラム11の表面を露光し、感光体ドラム11の表面に静電潜像を形成するものである。現像器14は、感光体ドラム11の表面に形成された静電潜像を、各色のトナーによって顕像化するものである。転写ローラ15は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体ドラム11に形成されたトナー像を、記録紙搬送手段30により搬送された記録紙Pに転写させる。クリーナユニット16は、現像器14での現像処理、および、転写ローラ15による転写処理の後に、感光体ドラム11の表面に残留したトナーを、除去・回収する。感光体ドラム11は、帯電器12によって表面を帯電され、帯電された表面にレーザ光照射手段13によって静電潜像を形成され、形成された静電潜像を現像器14によって現像され、現像されたトナー像を転写ローラ15によって記録紙Pに転写され、転写後に表面に残ったトナー像をクリーナユニット16によって除去回収される。
The
そして、このような、記録紙Pに対するトナー像の転写は、各色の可視像形成ユニットにおいて行われる。すなわち、上記4色について記録紙Pに対するトナー像の転写が行われるので、同様の処理が4回繰り返されることになる。 Then, the transfer of the toner image onto the recording paper P is performed in each color visible image forming unit. That is, since the toner image is transferred onto the recording paper P for the four colors, the same processing is repeated four times.
記録紙搬送手段30は、駆動ローラ31、アイドリングローラ32、搬送ベルト33からなり、記録紙Pに可視像形成ユニット10にてトナー像が形成されるように、記録紙Pを搬送するものである。駆動ローラ31およびアイドリングローラ32は、無端状の搬送ベルト33を架張するものであり、駆動ローラ31が所定の周速度に制御されて回転することで、無端状の搬送ベルト33を回転させている。搬送ベルト33は、外側表面に静電気を発生させており、記録紙Pを静電吸着させながら、記録紙Pを搬送する。
The recording
記録紙Pは、このようにして、搬送ベルト33に搬送されながらトナー像(未定着トナー像)を転写されたあと、駆動ローラ31の曲率により搬送ベルト33から剥離され、定着装置40に搬送される。定着装置40は、記録紙Pに適度な熱と圧力とを与えて、記録紙P上に転写されたトナーを溶解して記録紙Pに固定することで、記録紙P上に堅牢な画像を形成する。
In this way, the recording paper P is transferred to the toner belt (unfixed toner image) while being transported to the
(定着装置)
次に、定着装置40について、図1、図3および図4を用いて説明する。図1は、定着装置40の概略構成を示す断面図である。
(Fixing device)
Next, the fixing
図1に示すように、定着装置40は、定着ローラ(定着部材)41と、加圧ローラ(第1の加圧部材)42と、加圧パッド(第3の加圧部材)45と、剥離ローラ(第2の加圧部材)43と、ベルト(搬送部材)44とを備えている。
As shown in FIG. 1, the fixing
加圧ローラ42、加圧パッド45、剥離ローラ43は、記録紙の搬送方向にこの順で配置されている。また、加圧ローラ42および剥離ローラ43は、図示しない弾性部材(バネ等)により、ベルト44を介して定着ローラ41に圧接されている。また、加圧パッド45も弾性部材46(バネ等)を備えた加圧パッド駆動部(駆動部材)47により、ベルト44を介して定着ローラ41に圧接されている。これにより、加圧ローラ42、加圧パッド45および剥離ローラ43と定着ローラ41とがベルト44を介して当接する部分には定着ニップ部が形成されている。
The
図3は、定着ニップ部の概略構成を示す断面図である。図3に示すように、定着ローラ41と加圧ローラ42との当接(圧接)によって形成される定着ニップ部を第1ニップ部とする。また、定着ローラ41と剥離ローラ43との当接(圧接)によって形成される定着ニップ部を第2ニップ部とし、定着ローラ41と加圧パッド45との当接(圧接)によって形成される定着ニップ部を第3ニップ部とする。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the fixing nip portion. As shown in FIG. 3, a fixing nip portion formed by contact (pressure contact) between the fixing
さらに、第1ニップ部と第3ニップ部との間の特に圧接手段(加圧手段)が備えられていない領域を第1仮想ニップ部とし、第2ニップ部と第3ニップ部との間の特に圧接手段(加圧手段)が備えられていない領域を第2仮想ニップ部とする。なお、第1ニップ部の先端から第2ニップ部の後端までの領域をトータルニップ部とする。また、第1ニップ部は、入紙側から最初に形成される定着ニップ部であり、第3ニップ部は第1ニップ部よりも排紙側に形成される定着ニップ部であり、第2ニップ部は第3ニップ部よりも排紙側に形成される定着ニップ部である。 Further, a region between the first nip portion and the third nip portion, in particular, where no pressure contact means (pressure means) is provided is defined as a first virtual nip portion, and between the second nip portion and the third nip portion. In particular, a region where no pressure contact means (pressure means) is provided is defined as a second virtual nip portion. A region from the front end of the first nip portion to the rear end of the second nip portion is defined as a total nip portion. The first nip portion is a fixing nip portion that is formed first from the paper input side, and the third nip portion is a fixing nip portion that is formed closer to the paper discharge side than the first nip portion. The fixing portion is a fixing nip portion formed on the paper discharge side with respect to the third nip portion.
また、図1に示すように、定着ローラ41は、芯金41a上に弾性層41b、離型層41cがこの順で形成されており、また、芯金41aの内部には、加熱源(加熱手段)としてハロゲンランプ(図示せず)が設置されている。
As shown in FIG. 1, in the fixing
芯金41aは、外径47mmの中空のアルミニウムからなる。ただし、芯金41aの素材は、これに限るものでもなく、例えば鉄製の金属からなるものでもよい。また、芯金41aのサイズについても特に限定されるものではない。
The
弾性層41bは、厚さ1.5mmの耐熱性を有するシリコーンゴムからなる。離型層41cは、厚さ約30μmのPFA(テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)チューブからなる。離型層41cの材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、PFAに限らず、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の他のフッ素系材料を使用してもよい。なお、本実施形態にかかる定着ローラ41は、外径約50mm、表面硬度75°(アスカーC硬度)である。
The
加圧ローラ42は、芯金42aに弾性層(図示せず)を積層したものである。
また、加圧ローラ42は、図示していない弾性部材(バネ等)によって、ベルト44に定着ローラ41方向への加圧力(押圧力)を加えることにより、ベルト44を定着ローラ(加熱ローラ)41に圧接させて、定着ローラ41との間にベルト44を介して定着ニップ部(第1ニップ部)を形成している。これにより、第1ニップ部に記録紙が通紙された場合に、記録紙を定着ローラ41に押し付け、記録紙上のトナーに良好に熱が伝わるようにするという役割を果たしている。
The
The
加圧ローラ42の芯金42aは、ここでは鉄製で外径が15mmのものを用いているが、材料や大きさはこれに限られるものではなく、例えば、ステンレスやアルミニウム等からなるものであってもよい。
Here, the
加圧ローラ42は、その外径が17.0mmであり、クラウン量が0.2の正クラウンローラである。すなわち、加圧ローラ42は、その長手方向(回転軸方向)中央部と端部との外径差が0.2mmとなるように形成されたローラであり、ローラ中央部の外径が17.0mmであるのに対してローラ端部の外径が16.8mmとなっているローラである。ただし、クラウン量はこれに限定されるものではなく、使用する定着ローラの撓み量(撓み量は、定着ローラにかかる荷重、芯金・弾性層・離型層の厚さ、芯金のヤング率、外径等によって決まる)に応じて適宜設定すればよい。
The
なお、加圧ローラ42の弾性層は、記録紙を均等に加圧し、定着ローラ41の熱を記録紙に十分に伝達させて記録紙上のトナーを溶融させるためのものである。弾性層としては、例えば、厚さ8.5mmの耐熱性のシリコーンゴムを用いることができる。しかし、弾性層としては、このような機能を果たすものであればよく、材料や厚さは特に限定されるものではない。
The elastic layer of the
また、加圧ローラ42には、定着ローラ41の離型層41cと同様にトナーの付着を防止する目的で、離型層を設けてもよい。離型層としては、例えばPFAやPTFEなどからなるものを用いることができる。
Further, the
また、加圧ローラ42を、ベルト44を介して定着ローラ41に圧接させることにより形成される第1ニップ部のニップ幅(記録紙の搬送方向の長さ)は、弾性部材の荷重を変化させることで調整することができる。本実施の形態においては、加圧ローラに対して15kgfの荷重がかけられている。ただし、これに限定されるものではない。
Further, the nip width (the length in the recording paper transport direction) of the first nip portion formed by pressing the
加圧パッド45は、第1ニップ部で加熱昇温された記録紙上のトナー像を再度加圧パッドに圧接させることによってトナー像をさらに加熱昇温し、十分な定着強度を確保するためのものである。加圧パッド45は、弾性部材46によって定着ローラ41に圧接されており、ベルト44を介して定着ローラ41との間に定着ニップ部(第3ニップ部)を形成している。また、加圧パッド45は、定着ローラに向かう方向および定着ローラから離れる方向に移動可能になっており、自身が回転しない非回転部材である。
The
図1に示すように、加圧パッド45は、定着ローラ41の中心に向かう方向に延伸した形状を有しており、定着ローラ41側には、ベルト44を介して定着ローラ41と当接する面(当接面45a;押圧面)有している。この加圧パッド45の当接面45aは、定着ローラ41の加圧される面に沿った形状をしている。特に、当接面45aの曲率半径が、定着ローラ41の半径とベルト44の厚さとを合わせた長さと略同じであることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the
また、加圧パッド45は、定着ローラ41との当接面45aにおける加圧ローラ42側の端部が、加圧ローラ42に向かって鋭角状に突出した形状を有している。すなわち、当接面45aが加圧ローラ側に延伸した形状となっている。このため、第3ニップ部の領域を大きくすることができると共に、第1ニップ部側に近接した領域とすることができる。
The
加圧パッド45としては、アルミニウム製の基材上の当接面45a(ベルト44を介して定着ローラ41と当接する面)がPTFEでコーティングされたものを用いることができる。なお、加圧パッド45はこれに限定されるものではなく、例えば、定着ローラ41との当接面45aの密着性を高めるために、アルミニウム基材上に弾性層を設け、その上にPTFE等のフッ素コーティングしたものを用いてもよい。
As the
また、加圧パッド45は、加圧ローラ42よりも記録紙搬送方向の下流側に、加圧ローラ42と近接して配置されている。これにより、加圧ローラ42によって形成される第1ニップ部と、加圧パッド45によって形成される第3ニップ部とが非常に近接した状態となる。このため、第1ニップ部と第3ニップ部との間の第1仮想ニップ部の領域を非常に小さくすることが可能になり、第1ニップ部と第3ニップ部とが実質的に連続した一体のニップ部として作用する。
The
このように、第1ニップ部および第3ニップ部は、それぞれが繋がった状態で連続しているかもしくは非常に近接していることが好ましい。すなわち、上記第3ニップ部は、第1仮想ニップ部の領域をより小さくするよう形成されていることが好ましい。このように形成すれば、これら各ニップ部を実質的に1つのニップ部として作用させることができる。 Thus, it is preferable that the first nip portion and the third nip portion are continuous or very close to each other in a connected state. That is, it is preferable that the third nip portion is formed so as to make the region of the first virtual nip portion smaller. If formed in this way, each of these nip portions can be made to act substantially as one nip portion.
また、加圧パッド45の定着ローラ41との当接面45aが、定着ローラ41の加圧される面に沿った形状となっているので、第3ニップ部のニップ幅を広く確保することが可能になり、画像ずれを効果的に防止することができる。これは、特に当接面45aの曲率半径を、定着ローラ41の半径とベルト44の厚さとを合わせた長さと略同じにした場合により顕著なものとなる。
Further, since the
加圧パッド45は、加圧パッド駆動部47に保持されている。加圧パッド駆動部47は、加圧パッド45を保持すると共に、加圧パッド45を移動させて定着ローラ41にベルト44を介して当接させるための駆動部材である。
The
加圧パッド駆動部46は、バネ46と側板48とを備えている。バネ46は、加圧パッド45の当接面45aとは反対側に接続されている。加圧パッド45は、バネ46の伸縮によって定着ローラ41の中心方向に向かって往復運動(往復移動)するようになっている。また、側板48は、加圧パッド45およびバネ46の周囲を取り囲むようにして設けられた保護部材であると共に、一方の端部がバネ46に接続されたバネ保持部材である。
The pressure
従って、より詳細には、加圧パッド45は、バネ46によって保持されており、このバネ46は側板48によって保持された状態になっている。また、バネ46は側板48に囲まれた領域を定着ローラ41の中心方向に向かって伸縮運動し、加圧パッド45はこれに従って側板48に囲まれた領域を往復運動するようになっている。それゆえ、バネ46の伸縮程度を調整することで加圧パッド45が定着ローラ41を加圧する強度を調整することが可能になる。なお、本実施形態ではバネ46を用いて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、加圧パッド45を往復運動させることが可能な弾性体や駆動部材であればよい。
Therefore, in more detail, the
なお、図4は、加圧パッド45周辺の概略構成を示す拡大断面図である。図4に示すように、上記側板48と加圧パッド45およびバネ46との間には微少なギャップ(間隔)49a・49bが存在する。このギャップ49a・49bは、バネ46の伸縮運動と加圧パッド45の往復運動をスムーズに行うために設けられているものである。もし、ギャップ49a・49bがない場合には、側板48と加圧パッド45とが接触するため、これらの熱膨張差により摩擦が大きくなり、加圧パッド45がスムーズに移動しなくなってしまう恐れがある。しかしながら、ギャップ49a・49bを設けることによりこれを回避している。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a schematic configuration around the
上述のように、加圧パッド45は、バネ46によってベルト44を介して定着ローラ41の表面を加圧する。これにより、加圧パッド45と定着ローラ41との間には第3ニップ部が形成される。ここで、加圧パッド45の定着ローラ41との当接面45aにおける記録紙搬送方向の長さは、第1ニップ部のニップ幅よりも長いことが好ましい。この場合、加圧パッド45(加圧パッド45によって加圧力を付与されたベルト44)と定着ローラ41との間に形成されるニップ幅は、加圧ローラ45(加圧ローラ45によって加圧力を付与されたベルト44)と定着ローラ41との間に形成されるニップ幅よりも広くなる。すなわち、第3ニップ部の領域が第1ニップ部の領域よりも大きくなる。
As described above, the
このように、第3ニップ部を形成する手段(加圧部材)として、加圧パッド45を用いることにより、低荷重でしかも狭いスペースで広いニップ幅を確保することができるので、装置の小型化が可能になる。
Thus, by using the
剥離ローラ43は、第3ニップ部で加熱昇温された記録紙上のトナー像を、ベルト44を介して再度定着ローラ41に加圧させることで、トナー像を更に加熱昇温して、十分な定着強度を確保すると同時に、記録紙を定着ローラ41の表面から剥離させるためのものである。この剥離ローラ43は、ステンレス製の芯金に離型層を被覆したものである。なお、離型層は、必ずしも備えられなくてもよい。また、剥離ローラ43は加圧ローラ42と同様、図示しない弾性部材(バネ)によってベルト44に定着ローラ41方向への加圧力を加えることで、ベルト44を定着ローラ41に圧接させ、定着ローラ41とベルト44との間に定着ニップ部(第2ニップ部)を形成している。
The peeling
本実施形態では、剥離ローラ43として外径15mmのものを用いている。また、芯金と離型層のあいだに弾性層を設けてもよい。なお、剥離ローラ43の表面硬度は、定着ローラ41の弾性層41bの表面硬度より高い方がよい。なぜなら、剥離ローラ43を、ベルト44を介して定着ローラ41に圧接させて形成した第2ニップ部におけるニップ形状を下向きにさせることができる。このため、カラー画像を定着する際に、自己剥離(剥離爪などの強制剥離補助手段を必要とせず紙のこしで剥離)がしやすくなり、剥離爪などに極力頼らず剥離することができるからである。一方、定着ローラ41の弾性層41bの表面硬度より、剥離ローラ43の表面硬度が低いと、第2ニップ部のニップ形状が上向きになるため、第2ニップ部から排出された紙は、定着ローラ41表面に沿って排出される。このため、十分な自己剥離性能が得られない。
In the present embodiment, a peeling
ベルト44は、ベルト基材と離型層とからなり(ともに図示せず)、加圧ローラ42、加圧パッド45、剥離ローラ43、および2つのテンションローラ50a・50bに懸架(張架)されている。ベルト44の離型層は、定着ローラ41の離型層41cと同様、トナーの付着を防止する目的で設けられるものであり、例えばPFAやPTFEなどからなる。また、ベルト基材の材質は特に限定されるものではないが、例えばPI(ポリイミド)などからなる。なお、ベルト44の表面硬度は、剥離ローラ43と同様、定着ローラ41の弾性層41bの表面硬度より高い方がよい。また、テンションローラ50a・50bは、ベルトのテンションを保持する目的で用いられるローラである。
The
なお、本実施形態にかかる定着装置40では、加圧ローラ42およびベルト44と定着ローラ41とで形成される第1ニップ部のニップ幅が4mm、加圧パッド45およびベルト44と定着ローラ41とで形成される第3ニップ部のニップ幅が14mm、第1ニップ部と第3ニップ部との間に形成される第1仮想ニップ部のニップ幅が3mmとなっている。また、剥離ローラ43およびベルト44と定着ローラ41とで形成される第2ニップ部のニップ幅が3mm、第2ニップ部と第3ニップ部との間に形成される第2仮想ニップ部のニップ幅が5mmとなっている。したがって、トータルニップ幅は、29mmである。
In the fixing
また、第1仮想ニップ部および第2仮想ニップ部では、定着ローラ41とベルト44とが接触している。このため、記録紙の搬送不良を防止することができる。また、第1仮想ニップ部および第2仮想ニップ部には加圧部材がないものの、定着ローラ41とベルト44とが接触していることにより、定着ローラ41の熱を記録紙に適度に伝熱することができるので、定着性を向上させることができる。
Further, the fixing
定着装置40では、上記各定着ニップ部、すなわち、図示しない加熱手段によって一定温度に加熱された定着ローラ41と加圧部材(加圧ローラ42、加圧パッド45および剥離ローラ43)とによって挟まれる領域に、表面に未定着のトナーが付着した記録紙(被加熱材)Pを通紙することで、トナーを溶融させて記録紙に押し付け、記録紙に画像を定着させる。なお、定着後には、記録紙にトナーが溶着された状態となり、光沢が出る。
In the fixing
上記のように、複数の加圧部材(加圧ローラ42、剥離ローラ43)を用いた定着装置において、加圧ローラ42と剥離ローラ43との間に加圧パッド45を設けたことによって、第1ニップ部と第2ニップ部との間の仮想ニップ部(ベルト44の撓み部分)に第3定着ニップ部が形成される。これにより、定着性を向上させることが可能となり、画像ずれを防止することができる。
As described above, in the fixing device using the plurality of pressure members (the
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2について図5および図6に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1に記載した各部材と同様の機能を有する部材については、実施形態1と同じ符号を用い、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having functions similar to those of the members described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.
本実施形態は、実施形態1と比較して加圧パッド駆動部が異なるのみで他の構成は実施形態1と同様である。このため、本実施形態では、加圧パッド駆動部の構成と加圧パッドを移動させる方法とを主として説明する。 The present embodiment is the same as the first embodiment except for the pressure pad driving unit as compared with the first embodiment. For this reason, in this embodiment, the configuration of the pressure pad driving unit and the method for moving the pressure pad will be mainly described.
図5は、本実施形態における加圧パッド駆動部(駆動部材)51の概略構成を示す断面図である。図5に示すように、加圧パッド駆動部51は、バネ46と駆動ローラ52とを備えている。バネ46は、加圧パッド45の当接面45aとは反対側に接続されている。加圧パッド45は、バネ46の伸縮によって定着ローラ41の中心方向に向かって往復運動するようになっている。なお、本実施形態においてもバネ46を用いて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、加圧パッド45を往復運動させることが可能な弾性体や駆動部材であればよい。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the pressure pad drive unit (drive member) 51 in the present embodiment. As shown in FIG. 5, the pressure
駆動ローラ52は、加圧パッド45の側部に接するように複数設けられている。これら複数の駆動ローラ52は、加圧パッド45が移動方向以外の方向にぐらつくことがないように加圧パッド45を挟みこむ位置に配置されていると共に、加圧パッド45の往復運動をスムーズに行うために移動方向に沿って配置されている。
A plurality of
すなわち、加圧パッド45はバネ46によって保持されており、バネ46の伸縮運動に伴って定着ローラ41の中心方向(移動方向)に向かって往復運動するようになっている。また、加圧パッド45の周囲には複数の駆動ローラ52が配置されており、これら駆動ローラ52は加圧パッド45の移動方向への移動に従動して回転する。それゆえ、加圧パッド45は移動方向に対してスムーズな往復運動を行うことが可能になる。また、バネ46の伸縮程度を調整することで加圧パッド45が定着ローラ41を加圧する強度を調整することが可能になる。
That is, the
なお、上記実施形態1の加圧パッド駆動部47では、加圧パッド45のスムーズな移動のために、加圧パッド45と側板48との間に微少なギャップ49a・49bを設けていた。しかしながら、このように微少なギャップ49a・49bが存在する場合には、加圧パッド45は、厳密には移動方向の往復運動の他に移動方向とは異なる方向にも移動する可能性がある。
In the pressure
すなわち、加圧パッド45は、移動方向とは異なる方向に若干ぐらつく場合がある。この場合、加圧パッド45の先端部分(当接面45a;定着ローラ41と当接する部分)は、記録紙搬送方向に対してぐらつく状態になっている。このため、図6に示すように、加圧パッド45の先端部分が下に動き、先端部分が浮いた状態になってしまう場合がある。定着ローラ41と加圧パッド45との間に記録紙Pが搬送されてきた際に、このような状態になっていると、記録紙の先端に加圧パッド45からの十分な圧力が加えられず、画像先端には、部分的にトナーが細かく抜けてしまう現象(先端画像抜け)が発生してしまうことがある。
That is, the
これに対して、本実施形態では、加圧パッド45に接して配置された駆動ローラ52を備えた加圧パッド駆動部51を用いているため、加圧パッド45の移動方向に対するスムーズな往復運動を可能にすると共に、加圧パッド45のぐらつきを回避することが可能になっている。従って、本実施形態の加圧パッド駆動部51を用いることにより、画像ずれを防止できることに加えて、先端画像抜けをも防止することができ、より高画質な画像を形成することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the pressure
なお、上記駆動ローラ52は、加圧パッド45の移動に従動して回転して、加圧パッド45の往復運動をスムーズにすると共に、加圧パッド45のぐらつきを回避できるものであればよく、その材質、大きさ、配置位置等は適宜設定すればよい。
The
〔実施形態3〕
本発明の実施形態3について図7に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1に記載した各部材と同様の機能を有する部材については、実施形態1と同じ符号を用い、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, members having functions similar to those of the members described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.
本実施形態は、実施形態1と比較して加圧パッド駆動部が異なるのみで他の構成は実施形態1と同様である。このため、本実施形態では、加圧パッド駆動部の構成と加圧パッドを移動させる方法とを主として説明する。 The present embodiment is the same as the first embodiment except for the pressure pad driving unit as compared with the first embodiment. For this reason, in this embodiment, the configuration of the pressure pad driving unit and the method for moving the pressure pad will be mainly described.
図7は、本実施形態における定着装置58の概略構成を示す断面図である。図7に示すように、加圧パッド駆動部(駆動部材)53は、加圧パッド保持部54、固定部55、および回動部56を備えている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the fixing
加圧パッド保持部54は、加圧パッド45を保持・固定するものである。また、加圧パッド保持部54は、固定部55と回動部56との接続点(支点部)57を支点として回動可能になっている。従って、加圧パッド45は、加圧パッド保持部54の回動に伴って一定の方向に回動するようになっている。
The pressure
固定部55は、回動部56や加圧パッド保持部54を回動可能に固定・保持するものである。固定部55は、接続点57にて回動部56を回動可能に固定しており、回動部56は接続点57を支点として回動するようになっている。また、加圧パッド保持部54は、回動部56の回動に従動して回動し、これによって加圧パッド45が回動するようになっている。
The fixing
上述のように、加圧パッド45は加圧パッド保持部54に保持されており、加圧パッド保持部54は回動部56に固定されている。また、回動部56は固定部55に回動可能な状態で(接続点57で)固定されている。この接続点57を回動支点として回動部56を回動させることによって、加圧パッド45を回動させることができ、加圧パッド45を、ベルト44を介して定着ローラ41に加圧させることができる。これにより、加圧パッド45と定着ローラ41との間にはニップ部が形成される。
As described above, the
また、本実施形態の構成では、加圧パッド45は、加圧パッド保持部54に保持されているため、加圧パッド45がベルト44を介して定着ローラ41と当接する面(当接面45a;押圧面)は、接続点57を中心とした回動方向にのみ移動することなる。
Further, in the configuration of the present embodiment, since the
このため、加圧パッド45の先端部分が動いてしまう(ぐらついてしまう)といったことはなく、本実施形態の加圧パッド駆動部54を用いた場合においても、画像ずれを防止できることに加えて、先端画像抜けをも防止することができ、より高画質な画像を形成することができる。
For this reason, the tip portion of the
なお、加圧パッド45の回動半径は、加圧パッド45の押圧面45aを定着ローラ41にほぼ均一に押し当てることができると共に、定着装置の大型化に繋がらない程度の長さであることが好ましい。例えば、加圧パッド45の回動半径が極端に小さい場合には、加圧パッド45を定着ローラ41に当接・加圧する際に加圧パッド45が傾く可能性がある。一方、加圧パッド45の回動半径が極端に大きい場合には、定着装置および画像形成装置が大型化し無駄なスペースが増えてしまう。従って、加圧パッド45の回動半径は、上記好ましい範囲となるように、使用目的に応じて適宜設定すればよい。
The rotation radius of the
好ましい回動半径として、例えば60mm(接続点57から回動部56と加圧パッド保持部54との接続部分までの距離が60mm)とすることができる。この場合、加圧パッド45の押圧面45aを定着ローラ41にほぼ均一に押し当てることができ、装置の大型化に繋がるような不要なスペースを要さない範囲とすることができる。
As a preferable turning radius, for example, 60 mm (the distance from the
また、回動部56に回動力を発生させるための部材としては、例えば「バネ」を用いることができる。ただしこれに限定されるものではなく、他の弾性部材等の回動力を発生させることができるものであればよい。
In addition, as a member for generating the rotational force in the
なお、本実施形態では、回動部56が加圧パッド保持部54および加圧パッド45を回動可能に保持している構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回動部56は、加圧パッド45、加圧パッド保持部54、加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ50a・50b、ベルト44も含めて全体を回動可能に保持する構成であってもよい。
In addition, although the
次に、実施例および比較例により本発明を具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples.
(実施例1)
上記の定着装置58を用いて、未定着画像を載せた記録紙(未定着画像サンプル)を通紙し、定着後のサンプルの画像ずれ、先端画像抜けを評価する実験を行った。
Example 1
Using the fixing
なお、上記定着装置58では、第1ニップ部のニップ幅が4mm、第1仮想ニップ部(定着ローラ41と加圧ローラ42とで形成された第1ニップ部の後端部から定着ローラ41と加圧パッド45とで形成された第3ニップ部の先端部までのニップ部)のニップ幅が3mm、第3ニップ部のニップ幅が14mm、第2仮想ニップ部(第3ニップ部の後端部から定着ローラ41と剥離ローラ43とで形成された第2ニップ部の先端部までのニップ部)のニップ幅が5mm、第2ニップ部のニップ幅が3mmであり、トータルニップ部のニップ幅は29mmである。
In the fixing
未定着画像サンプルとして、ワックスを内包したカラー用オイルレストナー(ポリエステル樹脂)を用いて記録紙上に形成した未定着画像を使用した。トナーの粒径(体積平均粒径)は、6.5μmであり、このトナーの記録紙に対する単位面積毎の付着量は0.5mg/cm2である。記録紙としては、65gの普通紙を使用した。また、プロセス速度は350mm/sとし、定着ローラ41の表面温度(定着温度)は170℃とした。
As an unfixed image sample, an unfixed image formed on a recording paper using a color oilless toner (polyester resin) containing wax was used. The particle diameter (volume average particle diameter) of the toner is 6.5 μm, and the adhesion amount of this toner to the recording paper per unit area is 0.5 mg / cm 2 . As the recording paper, 65 g of plain paper was used. The process speed was 350 mm / s, and the surface temperature (fixing temperature) of the fixing
画像ずれの評価は、未定着画像サンプルを定着装置58に通紙して定着させた後のサンプルの濃度測定、および主観による画質評価によって行った。主観による画質評価とは、従来から用いられているローラ対方式の定着装置で定着したサンプルを比較例(標準サンプル)として用意し、この標準サンプルに対する相対評価である。画像ずれの評価結果については、画像濃度、画質共に問題なければ「○」、画像濃度は問題ないが、トナーが抜けたような微少な濃淡むらが所々に存在し、画質として問題があるものを「△」、画像濃度が低下し、かつ、画質が劣るレベルのもの(比較例に対して画像ずれが明らかに目立つもの)を[×]とした。
The evaluation of the image shift was performed by measuring the density of the sample after passing the unfixed image sample through the fixing
また、先端画像抜けの評価は、定着後のサンプルの記録紙の先端部分に画像ずれが起きているか否かの評価によって行った。先端画像抜けの評価結果については、画像先端が特に問題なければ「○」、画像先端が抜けている(画像先端にトナーが抜けたような微少な濃淡ムラが存在する)場合には「×」とした。画像ずれおよび先端画像抜けの評価結果を表1に示す。また、各ニップ幅を表2に示す。 The evaluation of the leading edge image omission was performed by evaluating whether or not an image shift occurred at the leading edge portion of the sample recording paper after fixing. As for the evaluation result of the leading edge image omission, “◯” indicates that there is no particular problem with the leading edge of the image, and “X” indicates that the leading edge of the image is missing (a slight shading unevenness such as toner is missing at the leading edge of the image). It was. Table 1 shows the evaluation results of image misalignment and tip image omission. Table 2 shows the nip widths.
(実施例2)
上記実施例1の定着装置58において、第1仮想ニップ部のニップ幅を2mmに変更し、第2仮想ニップ部のニップ幅を6mmに変更した。なお、第1ニップ部のニップ幅(4mm)、第3ニップ部のニップ幅(14mm)、および第2ニップ部のニップ幅(3mm)は変更せず、トータルニップ部のニップ幅は29mmと一定にした。このような定着装置を用いて、実施例1と同様の定着条件にて画像ずれおよび先端画像抜けを評価する実験を行った。この評価結果を表1に示す。また、各ニップ幅を表2に示す。
(Example 2)
In the fixing
(実施例3)
上記の定着装置40を用いて、実施例1と同様の定着条件にて画像ずれおよび先端画像抜けを評価する実験を行った。なお、定着装置40における各ローラ41・42・43、加圧パッド45、ベルト44等の材料、各ニップ幅の条件は全て実施例1の定着装置58と同等な条件とした。すなわち、本実施例の定着装置40は、実施例1の定着装置58と比較して加圧パッド45の当接方法が異なるのみであり、他は全て同一の構成である。この評価結果を表1に示す。また、各ニップ幅を表2に示す。
(Example 3)
Using the fixing
(比較例1)
上記実施例1の定着装置58において、第1仮想ニップ部のニップ幅を4mmに変更し、第2仮想ニップ部のニップ幅を4mmに変更した。なお、第1ニップ部のニップ幅(4mm)、第3ニップ部のニップ幅(14mm)、および第2ニップ部のニップ幅(3mm)は変更せず、トータルニップ部のニップ幅は29mmと一定にした。このような定着装置を用いて、実施例1と同様の定着条件にて画像ずれおよび先端画像抜けを評価する実験を行った。この評価結果を表1に示す。また、各ニップ幅を表2に示す。
(Comparative Example 1)
In the fixing
(比較例2)
上記実施例1の定着装置58において、第1仮想ニップ部のニップ幅を5mmに変更し、第2仮想ニップ部のニップ幅を3mmに変更した。なお、第1ニップ部のニップ幅(4mm)、第3ニップ部のニップ幅(14mm)、および第2ニップ部のニップ幅(3mm)は変更せず、トータルニップ部のニップ幅は29mmと一定にした。このような定着装置を用いて、実施例1と同様の定着条件にて画像ずれおよび先端画像抜けを評価する実験を行った。この評価結果を表1に示す。また、各ニップ幅を表2に示す。
(Comparative Example 2)
In the fixing
(評価結果の解析1)
表1に示すように、実施例1および実施例2では、画像ずれおよび先端画像抜けの発生が見られず画質上問題ないことが確認された。一方、比較例1および比較例2では、第1仮想ニップ部のニップ幅を3mm以上(比較例1では4mm、比較例2では5mm)に設定することで、全体に画像ずれが顕著に発生した。比較例1および比較例2では、画像ずれが発生しているレベルが画像全体に及ぼされており、先端画像抜けとの切り分けが困難であったものの、先端部分においても著しく画像が抜けていたため「×」とした。
(Analysis of evaluation results 1)
As shown in Table 1, in Example 1 and Example 2, it was confirmed that there was no problem in image quality because no image shift or tip image omission occurred. On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, when the nip width of the first virtual nip portion was set to 3 mm or more (4 mm in Comparative Example 1 and 5 mm in Comparative Example 2), the image shift occurred significantly throughout. . In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the level at which image misalignment occurs is exerted on the entire image, and although it is difficult to distinguish from the leading edge image omission, the image is significantly missing even at the leading edge portion. × ”.
画像ずれが発生する原因は、次のように説明できる。すなわち、本発明のように、定着ローラと複数の加圧部材(本発明では加圧ローラ、加圧パッドおよび剥離ローラ)とによって複数の定着ニップ部が形成される定着装置の場合、第1ニップ部と第3ニップ部との間には、定着ニップが形成されないか、もしくは、本実施の形態のようにベルトによって見かけ上定着ニップが形成されていても、ベルトの張力による圧力のみであることから、ほとんど定着圧力がかかっていない状態のニップ部(仮想ニップ部)が形成されることになる。 The cause of the image shift can be explained as follows. That is, in the case of a fixing device in which a plurality of fixing nip portions are formed by a fixing roller and a plurality of pressure members (in the present invention, a pressure roller, a pressure pad and a peeling roller) as in the present invention, The fixing nip is not formed between the portion and the third nip portion, or even if the fixing nip is apparently formed by the belt as in this embodiment, the pressure is only due to the belt tension. Therefore, a nip portion (virtual nip portion) in which almost no fixing pressure is applied is formed.
従って、記録紙が定着装置を通過する場合、第1ニップ部では加圧部材によって定着部材(定着ローラおよびベルト)、トナー、記録紙の各々が密着しているものの、第1ニップ部通過後、第3ニップ部に至るまでの第1仮想ニップ部では加圧部材が存在しないために、定着部材と記録紙との間に若干の隙間が生じることとなる。 Therefore, when the recording paper passes through the fixing device, the fixing member (fixing roller and belt), toner, and recording paper are in close contact with each other by the pressure member in the first nip portion, but after passing through the first nip portion, Since there is no pressure member in the first virtual nip portion up to the third nip portion, a slight gap is generated between the fixing member and the recording paper.
このため、第1ニップ部でのトナーの溶融状態が不十分であると、トナー像の一部は低温オフセット現象により、定着部材側に付着することとなる。そして、第1仮想ニップ部で定着部材と記録紙との間で微妙な位置ずれが生じた場合には、第3ニップ部にて再度定着部材と記録紙とが密着した際に、定着部材に付着していたトナー像の位置がずれて画像ずれが生じてしまう。 For this reason, if the melting state of the toner at the first nip portion is insufficient, a part of the toner image adheres to the fixing member side due to the low temperature offset phenomenon. If a slight positional deviation occurs between the fixing member and the recording paper at the first virtual nip portion, the fixing member and the recording paper are brought into close contact with each other at the third nip portion. The position of the adhering toner image is deviated and image deviation occurs.
つまり、本発明にて示されるような複数の定着ニップ部を有する定着装置において画像ずれを防止するためには、未定着トナー像を有する記録紙が第1ニップ部を通過した直後に低温オフセットが発生しない程度に、未定着トナー像が加熱溶融されるように第1ニップ部での定着条件を設定する必要がある。あるいは、第1ニップ部を形成する加圧ローラの下流側に近接して加圧パッドを配置し、第1ニップ部と第3ニップ部とが連続または非常に近接した状態にして、実質上、第1ニップ部に第3ニップ部を加えたニップ部を連続した一体のニップ部として作用させることによって、第1ニップ部通過直後に低温オフセットが発生しない程度に未定着トナー像を加熱溶融させる必要がある。 That is, in order to prevent image misalignment in a fixing device having a plurality of fixing nip portions as shown in the present invention, a low temperature offset is applied immediately after a recording paper having an unfixed toner image passes through the first nip portion. It is necessary to set the fixing conditions at the first nip so that the unfixed toner image is heated and melted to such an extent that it does not occur. Alternatively, a pressure pad is disposed in the vicinity of the downstream side of the pressure roller that forms the first nip portion, and the first nip portion and the third nip portion are continuously or very close to each other. It is necessary to heat and melt the unfixed toner image to such an extent that a low temperature offset does not occur immediately after passing through the first nip portion by causing the nip portion obtained by adding the third nip portion to the first nip portion to act as a continuous integral nip portion. There is.
特に、画像形成の速度を高速化させる場合には、第1ニップ部のみで未定着トナー像を十分加熱溶融させるには限界がある(加圧ローラを大径化する必要がある)ので、加圧パッドを用いて第1ニップ部と第3ニップ部とを近接させ、実質上連続した一体のニップ部として作用させる方法が有効である。さらに、加圧パッドの当接面を定着ローラの外周面とベルトの厚みを合わせた曲率とほぼ同等の曲率の面に形成することで、第3ニップ部のニップ幅を広く確保することができ、画像ずれを効果的に防止することができる。 In particular, when the image forming speed is increased, there is a limit to sufficiently heating and melting the unfixed toner image only at the first nip portion (the pressure roller needs to be increased in diameter). It is effective to use a pressure pad to bring the first nip portion and the third nip portion close to each other and act as a substantially continuous integral nip portion. Furthermore, the nip width of the third nip portion can be widened by forming the contact surface of the pressure pad on a surface having a curvature substantially equal to the curvature of the outer peripheral surface of the fixing roller and the thickness of the belt. , Image displacement can be effectively prevented.
(評価結果の解析2)
表1に示すように、実施例3では、画像ずれについては改善されており、問題ないことが確認された。しかしながら、先端画像抜けが発生していた。
(Analysis of evaluation results 2)
As shown in Table 1, in Example 3, it was confirmed that the image shift was improved and there was no problem. However, the tip image omission occurred.
実施例3の定着装置40において先端画像抜けが発生する原因は、次のように説明できる。図1に示す定着装置40のように、加圧パッドを定着ローラの中心方向にバネ荷重をかけて当接させる定着装置の場合には、バネの上下移動をスムーズに行わせるために、図4に示すように加圧パッドとそれを支える側板との間に微少のギャップが存在している。これは、ギャップがないと側板と加圧パッドとの熱膨張差によって摩擦が大きくなり加圧パッドがスムーズに移動しなくなるためである。
The cause of the loss of the leading edge image in the fixing
従って、このギャップの影響で、加圧パッドは記録紙が搬送されて来る方向に対して先端がぐらつく状態になってしまう。記録紙が定着ローラと加圧パッドとの間に搬送された際に、図6に示すように加圧パッドの先端が下に動き、浮いた状態になる。このため、記録紙の先端は加圧パッドから十分な圧力がかかっておらず、本来なら第1仮想ニップ部のニップ幅が3mmで構成されているにも関わらず、加圧パッドの圧力のかかっていないニップ部も仮想ニップ部と同等の条件になり、結果として第1仮想ニップ部が3mm以上存在することと同等の条件になってしまう。この影響で、画像先端のみ微少な画像ずれの現象が発生し、全部ではないものの、微少のトナーがずれて、濃淡むらが発生してしまうものと考えられる。 Therefore, under the influence of this gap, the pressure pad is in a state where the leading end is wobbled in the direction in which the recording paper is conveyed. When the recording paper is conveyed between the fixing roller and the pressure pad, the leading end of the pressure pad moves downward and floats as shown in FIG. For this reason, the front end of the recording paper is not applied with sufficient pressure from the pressure pad, and although the nip width of the first virtual nip portion is originally 3 mm, the pressure of the pressure pad is applied. The nip portion that is not provided has the same condition as the virtual nip portion, and as a result, the first nip portion is equivalent to the presence of 3 mm or more. Due to this influence, a slight image shift phenomenon occurs only at the leading edge of the image, and although it is not all, it is considered that a slight amount of toner shifts and uneven density occurs.
(実施例4)
上記の定着装置58を用いて、加圧ローラのクラウン量だけを変化させて、実施例1と同様の定着条件で画像ずれを評価する実験を行った。
Example 4
Using the fixing
本実施例では、加圧ローラとして、クラウン量0.2の正クラウンローラ(ローラの軸方向(長手方向)中央部の外径が17mmで、軸方向端部の外径が16.8mmのローラ)を用いて行った。 In this embodiment, as a pressure roller, a regular crown roller having a crown amount of 0.2 (a roller having an outer diameter of 17 mm at the center in the axial direction (longitudinal direction) of the roller and an outer diameter of 16.8 mm at the end in the axial direction. ).
なお、画像ずれの評価方法や使用する記号は実施例1と同様である。これら画像ずれの評価結果を表3に示す。また、本実施例における、第1ニップ部における軸方向のニップ面圧(kgf/cm2)と、加圧ローラの軸方向の距離(ローラ軸長(mm))との関係を図8に示す。第1ニップ部の軸方向の長さは300mmであり、図8では軸方向の中央部を0mmとした。 Note that the image shift evaluation method and the symbols used are the same as in the first embodiment. Table 3 shows the evaluation results of these image shifts. FIG. 8 shows the relationship between the axial nip surface pressure (kgf / cm 2 ) in the first nip portion and the axial distance of the pressure roller (roller shaft length (mm)) in this embodiment. . The length of the first nip portion in the axial direction is 300 mm, and the central portion in the axial direction is 0 mm in FIG.
(比較例3)
上記実施例4の定着装置58において、クラウン量0(ローラの軸方向中央部の外径および端部の外径が17mm)のいわゆるストレート形状の加圧ローラを用いて、実施例4と同様の定着条件にて画像ずれを評価する実験を行った。この評価結果を表3に示す。また、本比較例における、第1ニップ部における軸方向のニップ面圧(kgf/cm2)と、加圧ローラの軸方向の距離(ローラ軸長(mm))との関係を図9に示す。
(Comparative Example 3)
In the fixing
(比較例4)
上記実施例4の定着装置58において、クラウン量0.4(ローラの軸方向中央部の外径が17mmで、軸方向端部の外径が16.6mm)の加圧ローラを用いて、実施例4と同様の定着条件にて画像ずれを評価する実験を行った。この評価結果を表3に示す。また、本比較例における、第1ニップ部における軸方向のニップ面圧(kgf/cm2)と、加圧ローラの軸方向の距離(ローラ軸長(mm))との関係を図10に示す。
(Comparative Example 4)
In the fixing
(評価結果の解析3)
表3に示すように、評価の結果、実施例4(クラウン量0.2)では、画像ずれの発生が見られず問題ないことが確認された。一方、比較例3(ストレート形状)では、軸方向中央部において微少な画像ずれが発生した。また、比較例4(クラウン量0.4)では、軸方向両端部に微少な画像ずれが発生した。
(Analysis of evaluation results 3)
As shown in Table 3, as a result of the evaluation, it was confirmed that in Example 4 (crown amount 0.2), no occurrence of image shift was observed and there was no problem. On the other hand, in Comparative Example 3 (straight shape), a slight image shift occurred in the central portion in the axial direction. Further, in Comparative Example 4 (crown amount 0.4), a slight image shift occurred at both ends in the axial direction.
表3の結果と図8〜図10のニップ面圧分布を比較すると、ニップ面圧が低い部分において画像ずれが発生していることがわかる。これは、ニップ面圧が低い部分では、トナーに対して十分な圧力がかけられず、トナーを記録紙に十分溶融させて浸透させることができないために、仮想ニップ部において微少な画像ずれが発生してしまうことに起因する。 Comparing the results shown in Table 3 with the nip surface pressure distributions shown in FIGS. 8 to 10, it can be seen that image displacement occurs in a portion where the nip surface pressure is low. This is because, at the portion where the nip surface pressure is low, a sufficient pressure cannot be applied to the toner, and the toner cannot be sufficiently melted and penetrated into the recording paper, so that a slight image shift occurs in the virtual nip portion. It is caused by that.
また、実施例4からわかるように、加圧ローラとしてクラウン量0.2のローラを用いることで、ニップ面圧分布を均一に保つことが可能であるが、例えば、加圧ローラの大径化や、加圧ローラにヤング率の高い材料を用いることによって加圧ローラ自身の撓みを抑制することが可能になるので、このような方法でニップ面圧を均一にさせてもよい。 Further, as can be seen from Example 4, it is possible to keep the nip surface pressure distribution uniform by using a roller having a crown amount of 0.2 as the pressure roller. For example, the diameter of the pressure roller is increased. In addition, since it is possible to suppress the bending of the pressure roller itself by using a material having a high Young's modulus for the pressure roller, the nip surface pressure may be made uniform by such a method.
上述のように、本発明の定着装置は、表面に弾性層が被覆された定着ローラと架橋されたベルトとを有し、ベルトの内面から加圧ローラ、加圧パッド、剥離ローラ等、複数の押圧部材で加圧されることにより、複数の定着ニップ部が形成されてなるベルト定着装置において、加圧パッドの当接手段として、ある支点からの回転により(回転稼動により)、加圧パッドを当接することで、画像ずれを防止することができるものである。 As described above, the fixing device of the present invention has a fixing roller having a surface coated with an elastic layer and a bridged belt, and includes a plurality of belts such as a pressure roller, a pressure pad, and a peeling roller from the inner surface of the belt. In a belt fixing device in which a plurality of fixing nip portions are formed by being pressed by a pressing member, the pressure pad is rotated by rotation from a certain fulcrum (by rotating operation) as a pressing pad contact means. By abutting, image displacement can be prevented.
また、本発明の定着装置は、表面に弾性層が被覆された定着ローラと架橋されたベルトを有し、ベルトの内面から加圧ローラ、加圧パッド、剥離ローラで構成された複数の押圧部材で加圧されることにより、複数の定着ニップ部が形成され、未定着トナー像が形成された記録紙を、前記複数の定着ニップ部に通過させることで前記未定着トナー像の定着を行う定着装置において、加圧パッドを定着ローラの中心方向に向かう力でベルトを介して定着ローラに押しあて、ベルトを定着ローラに密着させる当接手段が備えられている構成と表現することもできる。 Further, the fixing device of the present invention has a fixing roller having an elastic layer coated on the surface thereof and a cross-linked belt, and a plurality of pressing members constituted by a pressure roller, a pressure pad, and a peeling roller from the inner surface of the belt. A plurality of fixing nip portions are formed by applying pressure to the recording paper, and a recording sheet on which an unfixed toner image is formed passes through the plurality of fixing nip portions to fix the unfixed toner image. In the apparatus, the pressure pad can be expressed as a configuration provided with contact means that presses the pressing pad against the fixing roller via the belt with a force directed toward the center of the fixing roller, thereby bringing the belt into close contact with the fixing roller.
また、上記定着装置では、当接手段は予め定められる支点からの回転により(回転稼動により)、加圧パッドを定着ローラに当接させる構成としてもよい。さらに、上記定着装置は、加圧ローラとベルトおよび定着ローラにより構成される第1ニップ部と、加圧パッドとベルトおよび定着ローラにより構成される第2ニップ部が連続してニップを形成するように加圧ローラと加圧パッドが配置されている構成としてもよい。 In the fixing device, the contact means may be configured to contact the pressure pad with the fixing roller by rotation from a predetermined fulcrum (by rotation operation). Further, in the fixing device, the first nip portion constituted by the pressure roller, the belt and the fixing roller and the second nip portion constituted by the pressure pad, the belt and the fixing roller form a nip continuously. It is good also as a structure by which a pressure roller and a pressure pad are arrange | positioned.
また、上記定着装置では、加圧パッドは、ベルトを介して定着ローラに当接される当接面が定着ローラの外周面とベルトの厚みをあわせた曲率とほぼ同等の曲率面が形成されている構成としてもよい。さらに、上記定着装置は、加圧ローラがクラウン形状を有し、第1ニップ部の軸方向のニップ面圧を均等にした構成としてもよい。 Further, in the above fixing device, the pressure pad has a contact surface that is in contact with the fixing roller through the belt and has a curvature surface that is substantially equal to the curvature of the outer peripheral surface of the fixing roller and the thickness of the belt. It is good also as composition which has. Furthermore, the fixing device may have a configuration in which the pressure roller has a crown shape and the nip surface pressure in the axial direction of the first nip portion is equalized.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、複数の定着ニップ部を有するあらゆる定着装置およびそれを備えた画像形成装置に適用できる。 The present invention can be applied to any fixing device having a plurality of fixing nip portions and an image forming apparatus having the fixing device.
40・58 定着装置
41 定着ローラ(定着部材)
41a 芯金
41b 弾性層
41c 離型層
42 加圧ローラ(第1の加圧部材)
42a 芯金
43 剥離ローラ(第2の加圧部材)
44 ベルト(搬送部材)
45 加圧パッド(第3の加圧部材)
45a 当接面(押圧面)
46 バネ(弾性部材)
47・51・53 加圧パッド駆動部(駆動部材)
48 側板
49a・49b ギャップ
52 駆動ローラ
54 加圧パッド保持部
55 固定部
56 回動部
57 接続点(支点部)
40/58
44 Belt (conveying member)
45 Pressure pad (third pressure member)
45a Contact surface (pressing surface)
46 Spring (elastic member)
47, 51, 53 Pressure pad drive (drive member)
48
Claims (11)
上記第1の加圧部材および第2の加圧部材が搬送部材を介して定着部材を加圧することにより、上記第1の加圧部材と定着部材との間には第1ニップ部が形成され、かつ上記第2の加圧部材と定着部材との間には第2ニップ部が形成されており、
上記第1ニップ部および第2ニップ部に記録材を搬送することにより、該記録材上の現像剤を定着させる定着装置であって、
押圧面を有し、第1の加圧部材と第2の加圧部材との間において上記押圧面が上記搬送部材を介して定着部材を加圧する第3の加圧部材を備えていることを特徴とする定着装置。 A fixing member, a first pressure member and a second pressure member that pressurize the fixing member, and an endless belt that is stretched over the first pressure member and the second pressure member and conveys a recording material And a transport member
When the first pressure member and the second pressure member pressurize the fixing member via the conveying member, a first nip portion is formed between the first pressure member and the fixing member. And a second nip portion is formed between the second pressure member and the fixing member,
A fixing device that fixes the developer on the recording material by conveying the recording material to the first nip portion and the second nip portion,
A pressing surface, and a third pressing member that presses the fixing member via the conveying member between the first pressing member and the second pressing member. A fixing device characterized.
上記第3の加圧部材における定着ローラを加圧する部分が、定着ローラの加圧される面の形状に応じて湾曲していることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing member is a fixing roller;
The portion of the third pressure member that presses the fixing roller is curved in accordance with the shape of the surface to be pressed of the fixing roller. Fixing device.
上記第3の加圧部材における定着ローラを加圧する部分の曲率半径が、上記定着ローラの半径および搬送部材の厚さを合わせた長さと略同じであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing member is a fixing roller;
8. The radius of curvature of the portion of the third pressure member that presses the fixing roller is substantially the same as the combined length of the fixing roller and the thickness of the conveying member. The fixing device according to claim 1.
上記第1加圧ローラおよび第2加圧ローラがベルトを介して定着ローラを加圧することにより、上記第1加圧ローラと定着ローラとの間には第1ニップ部が形成され、かつ第2加圧ローラと定着ローラとの間には第2ニップ部が形成されており、
上記第1ニップ部および第2ニップ部に記録材を通過させることにより、該記録材上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、
押圧面を有し、第1加圧ローラと第2加圧ローラとの間において上記押圧面が上記ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧パッドを備えていることを特徴とする定着装置。 It is stretched over a plurality of rollers including a fixing roller, a first pressure roller and a second pressure roller that pressurize the fixing roller, and at least the first pressure roller and the second pressure roller, and conveys the recording material. With an endless belt,
When the first pressure roller and the second pressure roller press the fixing roller through the belt, a first nip portion is formed between the first pressure roller and the fixing roller, and the second A second nip is formed between the pressure roller and the fixing roller,
A fixing device that fixes unfixed toner on a recording material by passing the recording material through the first nip portion and the second nip portion,
A fixing device having a pressing surface, wherein the pressing surface presses the fixing roller via the belt between the first pressure roller and the second pressure roller.
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