JP2007047674A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子写真方式によって画像形成をおこなう複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における定着装置部に関するものである。 The present invention relates to a fixing device section in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or the like that forms an image by electrophotography.
便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備させる、トナー画像を被記録材に加熱定着させる像加熱装置(定着装置)を例にして説明する。 For convenience, an image heating apparatus (fixing apparatus) that is provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer and that heats and fixes a toner image onto a recording material will be described as an example.
画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で被記録材(転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・OHPシート・印刷用紙・フォーマット紙など)に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた目的の画像情報の未定着画像(トナー画像)を被記録材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く用いられているが、近年ではクイックスタートや省エネルギーの観点からベルト加熱方式の装置が実用化されている。 In an image forming apparatus, a recording material (transfer material sheet, electrofax sheet, electrostatic recording paper, OHP sheet, printing paper, printing paper, electrophotographic process, electrostatic recording process, magnetic recording process, etc. As a fixing device that heats and fixes an unfixed image (toner image) of target image information formed and supported on a recording sheet or the like by a transfer method or a direct method as a permanently fixed image on a recording material surface, a heat roller device In recent years, belt heating systems have been put into practical use from the viewpoint of quick start and energy saving.
a)フィルム加熱方式の定着装置
フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭63−313182号公報・特開平2−157878号公報・特開平4−44075号公報・特開平4−204980号公報等に提案されている。
a) Film heating type fixing device Examples of the film heating type fixing device include JP-A-63-313182, JP-A-2-157878, JP-A-4-44075 and JP-A-4-204980. Has been proposed.
即ち、加熱体としての一般にセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム(定着フィルム)を挟ませてニップ部を形成させ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入してフィルムと一緒に挟持搬送させることでニップ部においてセラミックヒータの熱をフィルムを介して被記録材に与え、またニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。 That is, a nip portion is formed by sandwiching a heat-resistant film (fixing film) between a ceramic heater as a heating element and a pressure roller as a pressure member, and the film in the nip portion and the pressure roller The recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed is formed and supported is introduced and conveyed together with the film so that the heat of the ceramic heater is applied to the recording material through the film at the nip portion. Further, the unfixed toner image is fixed to the surface of the recording material by heat and pressure by the applied pressure of the nip portion.
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電力)等の利点がある。 This film heating type fixing device can be configured as an on-demand type device using a ceramic heater and a film having a low heat capacity as a film, and energizes the ceramic heater as a heat source only when the image forming apparatus performs image formation. It is only necessary to generate heat at a predetermined fixing temperature, and the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start property), and the power consumption during standby is greatly reduced (saving) Power).
b)電磁誘導加熱方式の定着装置
実開昭51−109739号公報には、磁束により定着ローラに電流を誘導させてジュール熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させることができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
b) Electromagnetic induction heating type fixing device Japanese Utility Model Laid-Open No. 51-109739 discloses an induction heating fixing device that induces a current in a fixing roller by magnetic flux and generates heat by Joule heat. This makes it possible to directly heat the fixing roller by using the generation of induced current, and achieves a fixing process that is more efficient than a heat roller type fixing device using a halogen lamp as a heat source.
しかしながら、磁場発生手段としての励磁コイルにより発生した交番磁束のエネルギーが定着ローラ全体の昇温に使われるため放熱損失が大きく、投入エネルギーに対する定着エネルギーの密度が低く効率が悪いという欠点があった。 However, since the energy of the alternating magnetic flux generated by the exciting coil as the magnetic field generating means is used for raising the temperature of the entire fixing roller, the heat dissipation loss is large, and the fixing energy density with respect to the input energy is low and the efficiency is low.
そこで近年では、定着に作用するエネルギーを高密度で得るために発熱体である定着ローラに励磁コイルを接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ部近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が考案されている。 Therefore, in recent years, in order to obtain energy that affects fixing at high density, the excitation coil is brought close to the fixing roller, which is a heating element, or the alternating magnetic flux distribution of the excitation coil is concentrated in the vicinity of the fixing nip portion to achieve high efficiency. A fixing device has been devised.
図2に電磁誘導加熱方式の定着器における定着ニップ部の概略拡大図を示す。 FIG. 2 is a schematic enlarged view of the fixing nip portion in the electromagnetic induction heating type fixing device.
定着フィルム8a―1は加圧ローラ8bとフィルム支持手段8a―2により圧接されつつ摩擦駆動されるが、フィルム支持手段の定着フィルムとの摺動部には低摩擦の摺動部材8a―5が設けられ、更にこの摺動部には摺動性を上げる為にグリスが塗布されている。このグリスは空回転または記録材の通紙により回転する定着フィルム内面と連れ回り循環する構成となっている。
The
またこの摺動部の通紙方向下流には特開平9-152804にて提案されているような段差8a―6が設けられる場合があり、定着ニップNを通過した定着フィルムがこの段差で屈曲し、定着フィルム外周面の曲率が上がることで記録材の定着フィルムからの分離能力を向上させることができる。このような構成とした場合には、高速機に比較的採用されることの多い接触式の分離爪を設置する必要がなくなるため、分離爪に起因する定着フィルム表面の傷の防止、耐久性の向上等をはかることができる。
ところで定着フィルムからの分離が難しい条件として、剛性のない薄紙の全面にトナーが載っている場合などが挙げられ、このような場合に対処する方法としては先の定着ニップ下流の段差(以下、下流段差)を高くすることが有効であることが知られている。しかしながら、下流段差は駆動する定着フィルムに対しては繰り返しの屈曲負荷となることから、定着フィルムの耐久性に大きく影響する。これは特に金属の基層を有する定着フィルムで顕著であり、表層の破壊まで到らなくとも金属基層の割れにより生じる凹凸が記録材上に形成された画像に現れてしまうという問題がある。 By the way, as a condition that makes it difficult to separate from the fixing film, there is a case where toner is placed on the entire surface of a thin paper having no rigidity. As a method for dealing with such a case, a step downstream of the fixing nip (hereinafter, downstream) It is known that increasing the level difference is effective. However, since the downstream step becomes a repeated bending load on the driving fixing film, it greatly affects the durability of the fixing film. This is particularly noticeable in a fixing film having a metal base layer, and there is a problem that irregularities caused by cracking of the metal base layer appear in an image formed on the recording material even if the surface layer is not destroyed.
また下流段差を高くすることにより、定着ニップ直後においては定着フィルム位置が記録材に近づく状態になることから、定着ニップ側のトナー画像の状態が変わり記録材の光沢度に影響を及ぼすという問題もある。 In addition, by increasing the downstream step, the fixing film position approaches the recording material immediately after the fixing nip, so that the state of the toner image on the fixing nip side changes and affects the glossiness of the recording material. is there.
その他、図2からも分かるように下流段差には定着フィルム内面に付着し潤滑に使用されるグリスを堰き止める作用があるため、下流段差を高くした場合には定着フィルムとの接触圧が上がり、定着フィルム内面の潤滑に必要なグリスが十分回らなくなってしまう問題がある。この結果、グリスが不足した摺動面では摺動部材または定着フィルム内面の磨耗が始まり定着フィルムの寿命への影響、駆動トルクのアップ、摺動部での異音発生など様々な問題を生じることとなる。 In addition, as can be seen from FIG. 2, the downstream step has an action of blocking the grease used for lubrication and adhering to the inner surface of the fixing film, so that the contact pressure with the fixing film increases when the downstream step is increased, There is a problem that the grease necessary for lubricating the inner surface of the fixing film cannot be sufficiently turned. As a result, wear on the sliding member or the inner surface of the fixing film starts on the sliding surface with insufficient grease, causing various problems such as influence on the life of the fixing film, increase in driving torque, and generation of abnormal noise at the sliding portion. It becomes.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第1の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記ニップ近傍には前記摺動部材よりフィルム部材を加圧部材側に突出し屈曲させる段差部材が、記録材搬送方向と直交するフィルム支持部材長手方向に設けられ、該段差部材のフィルム部材への突出量が可変であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the first invention of the present application is a cylindrical film member, a film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
In the vicinity of the nip, a step member that protrudes and bends the film member toward the pressure member from the sliding member is provided in the longitudinal direction of the film support member perpendicular to the recording material conveyance direction, and the step member protrudes to the film member. The quantity is variable.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第2の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材の突出量は、フィルム支持部材または加圧部材の温度に応じて変更されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the second invention according to the present application includes a cylindrical film member, a film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
The protruding amount of the step member is changed according to the temperature of the film support member or the pressure member.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第3の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材は熱膨張率の異なる複数の金属にて積層構成としたバイメタル又は形状記憶合金により支持されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the third invention of the present application is directed to a cylindrical film member, film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
The step member is supported by a bimetal or a shape memory alloy having a laminated structure of a plurality of metals having different coefficients of thermal expansion.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第4の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材は、挟持搬送される記録材の剛性にて変形する弾性部材より構成されたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention relates to a fourth aspect of the present invention, a cylindrical film member, a film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
The step member is composed of an elastic member that is deformed by the rigidity of the recording material to be nipped and conveyed.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第5の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材の突出量は、圧電素子を用いた駆動手段により変更されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the fifth invention of the present application is directed to a cylindrical film member, film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
The protruding amount of the step member is changed by driving means using a piezoelectric element.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第6の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材の突出量は、偏心カムを用いた駆動手段により変更されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the sixth invention according to the present application includes a cylindrical film member, a film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
The protruding amount of the step member is changed by a driving means using an eccentric cam.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第7の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材の突出量は、電磁石を用いた駆動手段により変更されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the seventh invention according to the present application is a cylindrical film member, a film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
The protruding amount of the step member is changed by driving means using an electromagnet.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第8の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材の突出量は、記録材搬送路中に配置された記録材検出センサの信号により変更されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the eighth invention of the present application provides a cylindrical film member, a film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
The protruding amount of the step member is changed by a signal of a recording material detection sensor disposed in the recording material conveyance path.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第9の発明は
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材の突出量は、記録材搬送路中に配置された紙厚検出センサ、OHT検出センサ、光沢検出センサ、温湿度センサのいずれかのセンサの信号により変更されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the ninth invention of the present application is a cylindrical film member, a film support means for supporting the film member, a pressure member for pressurizing the film member to form a nip, A heating member that has a sliding member that slides on the film member at the nip portion, and holds and conveys the recording material between the film member and the pressure member at the nip portion, and fixes the image on the recording material.
The protruding amount of the step member is changed by a signal from any one of a paper thickness detection sensor, an OHT detection sensor, a gloss detection sensor, and a temperature / humidity sensor disposed in the recording material conveyance path.
本発明は上記問題を解決するため、本出願に係る第10の発明は
像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着装置と、
を有する画像形成装置において、
円筒状のフィルム部材と、フィルム部材を支持するフィルム支持手段と、フィルム部材を加圧しニップを形成する加圧部材と、ニップ部においてフィルム部材と摺動する摺動部材と、を有し、前記ニップ部において記録材をフィルム部材と加圧部材にて挟持搬送し、記録材上の画像を定着させる加熱手段において、
前記段差部材の突出量は、搬送される記録材の幅検知手段により検知された記録材幅内にて変更されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the tenth invention according to the present application is an image forming means for forming a toner image on an image carrier, and a toner image formed on the image carrier is transferred to a recording material. A transfer means; a fixing device for fixing the toner image transferred onto the recording material;
In an image forming apparatus having
A cylindrical film member, film support means for supporting the film member, a pressure member that pressurizes the film member to form a nip, and a sliding member that slides on the film member in the nip portion, In the heating means for nipping and conveying the recording material between the film member and the pressure member in the nip portion and fixing the image on the recording material,
The protruding amount of the step member is changed within the recording material width detected by the width detection means of the recording material to be conveyed.
以上説明したように、本出願に係る第1〜7の発明によれば、定着部での下流段差の突出量を変更することで定着フィルムへの負荷、摺動グリスの循環量、定着フィルムの姿勢を変更することができ、定着フィルムの高耐久性、高品質な出力を得ることができる。 As described above, according to the first to seventh aspects of the present invention, the load on the fixing film, the circulation amount of the sliding grease, the fixing film The posture can be changed, and high durability and high quality output of the fixing film can be obtained.
また本出願に係る第8、9の発明によれば、記録材検出センサにより記録材の特性を自動で検出することができ、手動で下流段差突出量を切り替える必要がなくユーザーが間違って設定をおこなうことを防止することができる。 According to the eighth and ninth inventions of the present application, the recording material characteristics can be automatically detected by the recording material detection sensor, so that the user does not need to manually switch the downstream step protrusion amount, and the user makes an incorrect setting. This can be prevented.
また本出願に係る第10の発明によれば、通紙される記録材の幅に応じて下流段差の突出量変更域を設定することができ、定着フィルムへの負荷を最小限にすることができることから、定着フィルムの耐久性を向上することができる。 Further, according to the tenth aspect of the present application, it is possible to set the protrusion amount change area of the downstream step according to the width of the recording material to be passed, and to minimize the load on the fixing film. As a result, the durability of the fixing film can be improved.
(実施例1)
以下図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
Example 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
{カラー画像形成装置の全体構成}
まずカラー画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概要説明する。なお、図1はカラー画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ100の全体構成を示す断面図である。
{Overall configuration of color image forming apparatus}
First, the overall configuration of the color image forming apparatus will be outlined with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a full-color
同図に示すカラー画像形成装置100は、水平方向に並設された4個の感光ドラム1a,1b,1c,1dを備えている。感光体ドラム1は、駆動手段(不図示)によって、同図中、時計回りに回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電装置2(2a、2b、2c、2d)、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム1上の静電潜像を形成するスキャナユニット3(3a、3b、3c、3d)、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置4(4a、4b、4c、4d)、感光体ドラム1上のトナー像を記録材Sに転写させる静電転写装置5、転写後の感光体ドラム1表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置6(6a、6b、6c、6d)等が配設されている。
A color
ここで、感光体ドラム1と帯電装置2、現像装置4、クリーニング装置6は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ7を形成している。
Here, the
以下、感光体ドラム1から順に詳述する。
Hereinafter, the
感光体ドラム1は、例えば直径30mmのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層(OPC感光体)を塗布して構成したものである。感光体ドラム1は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、時計周りに回転駆動される。
The
帯電装置2としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム1表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面を一様に帯電させるものである。
As the
スキャナユニット3は、感光ドラム1の略上方向に配置され、レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター(不図示)によって高速回転されるポリゴンミラー9(9a、9b、9c、9d)に照射される。ポリゴンミラー9に反射した画像光は、結像レンズ10(10a、10b、10c、10d)を介して帯電済みの感光体ドラム1表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
The
現像装置4a,4b,4c,4dはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成される。
Each of the developing
すべての感光体ドラム1a,1b,1c,1dに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト11が配設される。静電転写ベルト11は1011〜1014Ω・cmの体積固有抵抗を持たせた厚さ約150μmのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト11は、水平方向に4軸でローラに支持され、図中左側の外周面に記録材Sを静電吸着して上記感光体ドラム1に記録材Sを接触させるべく循環移動する。これにより、記録材Sは静電転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上のトナー像を転写される。
An
この静電転写ベルト11の内側に当接し、4個の感光体ドラム1a,1b,1c,1dに対向した位置に転写ローラ12(12a,12b,12c,12d)が並設される。これら転写ローラ12から正極性の電荷が静電転写ベルト11を介して記録材Sに印可され、この電荷による電界により、感光体ドラム1に接触中の用紙に、感光体ドラム1上の負極性のトナー像が転写される。
The transfer roller 12 (12a, 12b, 12c, 12d) is arranged in parallel at a position in contact with the inside of the
静電転写ベルト11は周長約700mm、厚み150μmのベルトであり、駆動ローラ13、従動ローラ14a、14b、テンションローラ15の4本のローラにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト11が循環移動して記録材Sが従動ローラ14a側から駆動ローラ13側へ搬送される間にトナー像を転写される。
The
給紙部16は、画像形成部に記録材Sを給紙搬送するものであり、複数枚の記録材Sが給紙カセット17に収納されている。画像形成時には給紙ローラ18(半月ローラ)、レジストローラ対19が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット17内の記録材Sを1枚毎分離給送するとともに、記録材S先端はレジストローラ対19に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト11の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対19によって静電転写ベルト11へと給紙されていく。
The paper feeding unit 16 feeds and conveys the recording material S to the image forming unit, and a plurality of recording materials S are stored in the
静電吸着ベルト11により搬送されながら順次各色トナー像を転写された記録材Sは、その後定着部8にて加熱・加圧されることにより定着される。
The recording material S to which the respective color toner images are sequentially transferred while being conveyed by the
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ7a、7b、7c、7dが、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム1a、1b、1c、1dが、時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ7に対応するスキャナユニット3が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ2は感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット3は、その感光体ドラム1周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム1周面上に静電潜像を形成する。現像装置4内の現像ローラは、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム1周面上にトナー像を形成(現像)する。
As an image forming operation, the process cartridges 7a, 7b, 7c, and 7d are sequentially driven in accordance with the print timing, and the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d are driven to rotate clockwise in accordance with the drive. Is done. Then, the
最上流の感光体ドラム1周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に記録材Sの印字開始位置が一致するように、レジローラ対19が回転を開始して記録材Sを静電転写ベルト11へ給送する。
At the timing when the leading edge of the toner image on the circumferential surface of the most upstream photosensitive drum is rotated and conveyed to a point facing the
記録材Sは静電吸着ローラ22と静電転写ベルト11とによって挟み込むようにして静電転写ベルト11の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト11と静電吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘電体である記録材Sと静電転写ベルト11の誘電体層に電荷を誘起し、記録材を静電転写ベルト11の外周に静電吸着するように構成している。これにより、記録材Sは静電転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
The recording material S is pressed against the outer periphery of the
このように搬送されながら記録材Sは、各感光体ドラム1と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム1のトナー像を順次転写される。
While being conveyed in this manner, the toner image on each
4色のトナー像を転写された記録材Sは、ベルト駆動ローラ13の曲率による曲率分離能力により静電転写ベルト11から分離され、定着部8に搬入される。
The recording material S to which the four color toner images have been transferred is separated from the
記録材Sは、定着部8で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対23によって、排紙部24に排出される。
After the toner image is thermally fixed by the fixing
ここで定着部8の例として電磁誘導加熱方式の定着装置に関して説明する。
Here, an electromagnetic induction heating type fixing device will be described as an example of the fixing
図3に、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップに集中させて効率を向上させた電磁誘導加熱方式の定着装置の一例の概略構成を示した。 FIG. 3 shows a schematic configuration of an example of an electromagnetic induction heating type fixing device that improves the efficiency by concentrating the alternating magnetic flux distribution of the exciting coil in the fixing nip.
8a-1は電磁誘導発熱層(導電体層、磁性体層、抵抗体層)を有する、電磁誘導発熱性の回転体としての円筒状の定着フィルムである。 8a-1 is a cylindrical fixing film having an electromagnetic induction heat generating layer (conductor layer, magnetic layer, resistor layer) as an electromagnetic induction heat generating rotating body.
8a-2は横断面略半円弧状樋型のフィルムガイド部材であり、円筒状定着フィルム8a-1はこのフィルムガイド部材8a-2の外側にルーズに外嵌させてある。
8a-2 is a saddle-shaped film guide member having a substantially semicircular cross section, and the
励磁コイル8a-3とE型の磁性コア(芯材)8a-4とからなる磁場発生手段はフィルムガイド部材8a-2の内側に配設してある。
A magnetic field generating means comprising an
8bは弾性加圧ローラであり、定着フィルム8a-1を挟ませてフィルムガイド部材8a-2の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Nを形成させて相互圧接させてある。上記磁場発生手段の磁性コア8a-4は定着ニップ部Nに対応位置させて配設してある。
加圧ローラ8bは駆動手段により矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ8bの回転駆動による該加圧ローラ8bと定着フィルム8a-1の外面との摩擦力で定着フィルム8a-1に回転力が作用して、該定着フィルム8a-1がその内面が定着ニップ部Nにおいてフィルムガイド部材8a-2の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ8bの回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材8a-2の外回りを回転状態になる(加圧ローラ駆動方式)。
The
フィルムガイド部材8a-2は、定着ニップ部への加圧、磁場発生手段としての励磁コイル8a-3と磁性コア8a-4の支持、定着フィルム8a-1の支持、該フィルム8a-1の回転時の搬送安定性を図る役目をする。このフィルムガイド部材8a-2は磁束の通過を妨げない絶縁性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いられる。
The
励磁コイル8a-3は不図示の励磁回路から供給される交番電流によって交番磁束を発生する。交番磁束は定着ニップ部Nの位置に対応しているE型の磁性コア8a-4により定着ニップ部Nに集中的に分布し、その交番磁束は定着ニップ部Nにおいて定着フィルム8a-1の電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によって電磁誘導発熱層にジュール熱を発生させる。
The
この定着フィルム8a-1の電磁誘導発熱は交番磁束を集中的に分布させた定着ニップ部Nにおいて集中的に生じて定着ニップ部Nが高効率に加熱される。
The electromagnetic induction heat generation of the fixing
定着ニップ部Nの温度は、不図示の温度検知手段を含む温調系により励磁コイル8a-3に対する電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるように温調される。
The temperature of the fixing nip portion N is controlled so that a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the
而して、加圧ローラ8bが回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム8a-1がフィルムガイド部材8a-2の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル8a-3への給電により上記のように定着フィルム8a-1の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Nが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、不図示の画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像tが形成された被記録材Sが定着ニップ部Nの定着フィルム8a-1と加圧ローラ8bとの間に画像面が上向き、即ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Nにおいて画像面が定着フィルム8a-1の外面に密着して定着フィルム8a-1と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。この定着ニップ部Nを定着フィルム8a-1と一緒に被記録材Sが挟持搬送されていく過程において定着フィルム8a-1の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材S上の未定着トナー画像tが加熱定着される。
Thus, the
被記録材Sは定着ニップ部Nを通過すると、加圧ローラ8b及びフィルムガイド部材8a-2と定着フィルム8a-1における曲率により曲率分離される。
When the recording material S passes through the fixing nip N, the recording material S is separated by the curvature of the
本実施の形態の特徴は、下流段差の定着フィルムへの突出量を可変とすることで、摺動グリスの循環、定着フィルムの耐久性を確保できることである。 The feature of this embodiment is that the amount of protrusion of the downstream step to the fixing film can be made variable to ensure the circulation of sliding grease and the durability of the fixing film.
本実施例では下流段差部材8a-6に対し、形状記憶合金の付勢手段8a-8とバイアス付勢手段8a-7にて保持する構成とした。ここで定着部の温度を上げて出力できる状態が図3の状態であり、図4にはまだ十分に温度が上昇していない状態を示している。
In this embodiment, the
例えば画像形成装置の電源投入直後など図4の状態では、下流段差部材8a-6周囲の温度が低く、形状記憶合金の付勢手段8a-8の付勢力よりもバイアス付勢手段8a-7の付勢力の方が勝っており、定着フィルム8a-1への下流段差部材8a-6の突出量は抑えられた構成となる。
For example, in the state of FIG. 4 such as immediately after the image forming apparatus is turned on, the temperature around the
また外部より画像形成装置本体へ出力信号が入ってくると、加熱手段はあらかじめ定められた定着温度に上昇するまで加圧ローラ8bにより定着フィルムを回転駆動させる事となるが、この温度上昇中においては形状記憶合金の付勢手段8a-8の付勢力がバイアス付勢手段8a-7の付勢力に打ち勝ち図4の状態となるまで、定着フィルム内面に付着したグリスが下流段差部材8a-6に堰き止められることがなく摺動部、定着フィルム内面に適度にグリスを循環させることができる。
When an output signal is input from the outside to the main body of the image forming apparatus, the heating unit rotates the fixing film by the
(実施例2)
次に図5、6に第2の実施例に係る画像形成装置の概略図を示す。
(Example 2)
Next, FIGS. 5 and 6 are schematic views of an image forming apparatus according to the second embodiment.
本実施例では、下流段差部材8a-6を付勢手段8a-7にて付勢するようにし、定着フィルム8a-1への突出量変更手段として偏心カム8a-8を用いた構成とした。機能としては実施例1と同様に、温度上昇前には偏心カムにより下流段差部材の定着フィルムへの突出量を抑えておき、出力前の温調前回転時に摺動部及び定着フィルム内面に塗布されたグリスの循環を行なう構成である。
In this embodiment, the
ここで図5、6では定着フィルム8a-1内のフィルムガイド部材8a-2内に偏心カムを収納した配置としたが、偏心カムはあくまで駆動する手段であり、例えば偏心カムを定着フィルム外部など他部に設けレバー等を介して下流段差部材の突出量を変更することも可能である。
Here, in FIGS. 5 and 6, the eccentric cam is housed in the
(実施例3)
次に図7に第3の実施例に係る画像形成装置の概略図を示す。
(Example 3)
Next, FIG. 7 shows a schematic diagram of an image forming apparatus according to the third embodiment.
本実施例では下流段差部材8a-6の定着フィルム8a-1への突出量変更手段を圧電素子8a-7とし、外部の電圧入力手段により圧電素子への入力電圧を制御し、下流段差部材を変位させる構成とした。
In this embodiment, the projecting amount changing means for the
この構成においては、圧電素子自体の積層状態などの構成及び入力電圧制御手段の構成により10μmオーダーの制御が可能となる為、ユーザーが厚み等の材質の異なる記録材を交互に通紙する場合などでは、給送部に設けた記録材厚み検出センサ(不図示)等の検出信号に応じて下流段差突出量を細かく制御することができ、定着フィルムへの負荷を最低限に抑えることが可能である。 In this configuration, since the control of the order of 10 μm is possible by the configuration of the piezoelectric element itself such as the laminated state and the configuration of the input voltage control means, the user alternately passes recording materials of different materials such as thickness. Therefore, it is possible to finely control the amount of protrusion of the downstream step according to a detection signal from a recording material thickness detection sensor (not shown) provided in the feeding section, and to minimize the load on the fixing film. is there.
また図9(定着フィルム等不図示)に示すように、下流段差部材8a-6及び対応する圧電素子8a-7をフィルム支持手段8a-2の長手に渡り複数配置した場合には、通紙する記録材Sの幅Lに対して最低限の下流段差手段8a-6を突出させることができ定着フフィルムへの負荷を最低限にすることができると共に、突出させなかった下流段差部ではグリスの循環を行なうことが可能である。
Further, as shown in FIG. 9 (fixing film etc. not shown), when a plurality of
(実施例4)
次に図8に第4の実施例に係る画像形成装置の概略図を示す。
Example 4
Next, FIG. 8 shows a schematic view of an image forming apparatus according to the fourth embodiment.
本実施例では下流段差部材8a-6に付勢手段8a-7を設け、定着フィルムへの突出負荷を変更できる構成とした。図8においては下流段差部材と付勢手段を別部材にて構成したが、下流段差部材をシリコンゴム、表層をフッ素系のコート処理を施した板バネ材等の弾性部材で構成し、突出量可変の機能を持たせる構成とすることも可能である。
In this embodiment, the
この構成においては、例えば坪量が大きく剛性のある厚紙等の記録材を通紙した場合にも、定着フィルム内面と下流段差部材と接触圧が大きくなることを下流段差の変位又は変形にて回避することができ、定着フィルム内面の磨耗防止、定着フィルム基層の耐久性の向上が可能である。 In this configuration, for example, even when a recording material such as thick paper having a large basis weight and rigidity is passed, an increase in contact pressure between the inner surface of the fixing film and the downstream step member is avoided by the displacement or deformation of the downstream step. It is possible to prevent wear on the inner surface of the fixing film and to improve the durability of the fixing film base layer.
1 感光ドラム
3 スキャナユニット
4 現像カートリッジ
5 静電転写ベルトユニット
7 プロセスカートリッジ
8 定着部
8a、b ‥定着ローラ対
17 給紙カセット
18 給紙ローラ
19 レジストローラ対
22 吸着ローラ
23a、b 排紙ローラ対
24 排紙トレー
100 カラー画像形成装置
S 記録材
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ニップ近傍には前記摺動部材よりフィルム部材を加圧部材側に突出し屈曲させる段差部材が、記録材搬送方向と直交するフィルム支持部材長手方向に設けられ、該段差部材のフィルム部材への突出量が可変であることを特徴とする。 A cylindrical film member, film support means for supporting the film member, a pressure member that pressurizes the film member to form a nip, and a sliding member that slides on the film member in the nip portion, In the heating means for nipping and conveying the recording material between the film member and the pressure member in the nip portion and fixing the image on the recording material,
In the vicinity of the nip, a step member that protrudes and bends the film member toward the pressure member from the sliding member is provided in the longitudinal direction of the film support member perpendicular to the recording material conveyance direction, and the step member protrudes to the film member. The quantity is variable.
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