JP2007065518A - Image heating device - Google Patents

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JP2007065518A JP2005254274A JP2005254274A JP2007065518A JP 2007065518 A JP2007065518 A JP 2007065518A JP 2005254274 A JP2005254274 A JP 2005254274A JP 2005254274 A JP2005254274 A JP 2005254274A JP 2007065518 A JP2007065518 A JP 2007065518A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a belt fixing device capable of restraining the deterioration of the glossiness of an image by appropriately removing toner adhering to a belt. <P>SOLUTION: The fixing device 110 has: a fixing belt 114 for heating a toner image on recording material; a heating roller 112 for heating the belt 114; a cooling fan 116 for cooling the already heated recording material moving together with the belt 114 before separation; and a cleaning roller 120 for cleaning the surface of the belt 114. The cleaning roller 120 is installed in the temperature area of the belt 114, where the loss modulus of toner is 10<SP>3</SP>to 10<SP>7</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、記録材上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。この画像加熱装置としては、例えば、記録材上の未定着トナー像を定着する定着装置や、記録材に定着されたトナー像を加熱することにより画像の光沢度を調整する光沢調整装置を挙げることができる。   The present invention relates to an image heating apparatus that heats a toner image on a recording material. Examples of the image heating device include a fixing device that fixes an unfixed toner image on a recording material, and a gloss adjusting device that adjusts the glossiness of an image by heating the toner image fixed on the recording material. Can do.

従来から電子写真方式を用いた画像形成装置は、モノクロのみならず、カラーの画像形成を行うものも商品化されている。この電子写真方式の画像形成装置が様々な分野で使用されるのに伴い、画質に対する要求も益々高度なものとなっている。ここで、画質、特にカラー画像の光沢度を決定付ける要因の一つとしては、出力画像の平滑性が挙げられる。この光沢性に優れたカラー画像を得るための技術としては、例えば、熱可塑性樹脂からなる透明樹脂層を設けた記録材に、熱可塑性樹脂からなるカラートナーを転写し、加熱、溶融することによりカラー画像を形成する画像形成方法が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses using an electrophotographic method have been commercialized not only for monochrome but also for forming color images. As this electrophotographic image forming apparatus is used in various fields, the demand for image quality is becoming higher and higher. Here, one of the factors that determine the image quality, particularly the glossiness of a color image, is the smoothness of the output image. As a technique for obtaining a color image having excellent glossiness, for example, a color toner made of a thermoplastic resin is transferred to a recording material provided with a transparent resin layer made of a thermoplastic resin, and heated and melted. An image forming method for forming a color image is known.

このような画像形成方法を採用したベルト定着装置(画像加熱装置)が提案されている。例えば、特許部文献1のベルト定着装置では、未定着トナー像を担持した記録材を耐熱フィルムからなる定着ベルトに密着させつつ加熱及び加圧する。その記録材を定着ベルトに密着させたままの状態で強制的に冷却してトナー像を固化させる。その後、トナー像が定着固化された記録材が定着ベルトから剥離される。その結果、トナー像は記録材の透明樹脂層に埋め込まれた状態で定着され、記録材表面上の透明樹脂層とトナー像とは、共に定着ベルトの表面形状にならって凝固し、記録材全面が平滑な面となる。これにより、光沢性に優れたカラー画像を得る事ができる。   A belt fixing device (image heating device) employing such an image forming method has been proposed. For example, in the belt fixing device disclosed in Patent Document 1, a recording material carrying an unfixed toner image is heated and pressed while being in close contact with a fixing belt made of a heat-resistant film. The toner is solidified by forcibly cooling the recording material while keeping the recording material in close contact with the fixing belt. Thereafter, the recording material on which the toner image is fixed and solidified is peeled off from the fixing belt. As a result, the toner image is fixed while being embedded in the transparent resin layer of the recording material, and both the transparent resin layer on the surface of the recording material and the toner image are solidified according to the surface shape of the fixing belt, and the entire surface of the recording material Becomes a smooth surface. Thereby, a color image excellent in glossiness can be obtained.

また、ベルト定着装置において、定着ベルト上に付着したトナーを除去する技術が提案されている。例えば、特許文献2のベルト定着装置では、定着ベルトを張架している2つのローラのうち記録材分離部に設けられたテンションローラとの間で定着ベルトを挟み込むようクリーニングローラが当接している。また、このクリーニングローラにはハロゲンヒータが内蔵されている。   In the belt fixing device, a technique for removing toner adhering to the fixing belt has been proposed. For example, in the belt fixing device disclosed in Patent Document 2, the cleaning roller is in contact with the tension roller provided in the recording material separating portion among the two rollers that stretch the fixing belt. . The cleaning roller has a built-in halogen heater.

特開平4−362679号公報JP-A-4-362679 特開平11−352819号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-352819 特開平5−72925号公報JP-A-5-72925

しかしながら、上記特許文献2のベルト定着装置では、クリーニングローラにハロゲンヒータが内蔵されているため、クリーニングの為に新たなヒータが必要になるという効率が悪いシステムになっている事と、冷却されているローラに加熱物体が当接する事により、冷却ローラが若干暖められてしまい、良好な分離を持続する事が難しいことと、加熱ローラが冷却ローラに当接しているために、加熱が十分に行われず、記録材上のトナー像を十分に加熱して、ベルトからクリーニングローラにオフセットトナーを回収する事が難かしくなる欠点を有していた。従って、分離時に記録材上のトナー像の一部が定着ベルトに転移してしまい(所謂、オフセット)、画像の平滑度が低下し光沢性が悪化してしまったり、十分なクリーニングが行われなかったりする欠点があった。   However, since the belt fixing device of Patent Document 2 has a halogen heater built in the cleaning roller, it is an inefficient system that requires a new heater for cleaning, and is cooled. When the heated object comes into contact with the existing roller, the cooling roller is slightly warmed up, making it difficult to maintain good separation, and because the heating roller is in contact with the cooling roller, heating is performed sufficiently. Accordingly, it has been difficult to sufficiently heat the toner image on the recording material and collect the offset toner from the belt to the cleaning roller. Accordingly, a part of the toner image on the recording material is transferred to the fixing belt at the time of separation (so-called offset), the smoothness of the image is lowered, the glossiness is deteriorated, and sufficient cleaning is not performed. There was a drawback.

また、特許文献3のベルト定着装置では、加熱ローラに対向する位置にクリーニングローラが設置されている。しかしながら、このクリーニングローラの配置ではベルトが十分に加熱された状態となっておらず、このクリーニング位置におけるベルト上のトナーは固化した状態にある。従って、クリーニングローラによるクリーニングを十分に行うことができず、ベルトにトナーが付着したまま通り過ぎてしまう恐れがある。その結果、ベルトに付着したままのトナーが次の定着時に影響を及ぼし、画像不良や光沢性低下につながる恐れがある。   Further, in the belt fixing device of Patent Document 3, a cleaning roller is installed at a position facing the heating roller. However, with the arrangement of the cleaning roller, the belt is not sufficiently heated, and the toner on the belt at the cleaning position is in a solidified state. Therefore, the cleaning by the cleaning roller cannot be performed sufficiently, and there is a possibility that the toner may pass through the belt. As a result, the toner remaining on the belt may affect the next fixing, leading to an image defect and a decrease in glossiness.

そこで、本発明の目的は、ベルトに付着したトナーを適正に除去し、画像の光沢性の低下を抑制することができる画像加熱装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image heating apparatus that can appropriately remove toner adhering to a belt and suppress a decrease in glossiness of an image.

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、記録材上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、このベルトを加熱する加熱手段と、ベルトと共に移動する加熱後の記録材を分離前に冷却する冷却手段と、ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材と、を有する画像加熱装置において、トナーの損失弾性率が10〜10となるベルトの温度領域にクリーニング部材を設置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a typical configuration of the present invention includes an endless belt that heats a toner image on a recording material, a heating unit that heats the belt, and a heated recording material that moves with the belt before separation. And a cleaning member for cleaning the belt surface, wherein the cleaning member is installed in the temperature region of the belt where the loss elastic modulus of the toner is 10 3 to 10 7. To do.

本発明によれば、ベルトに付着したトナーを適正に除去し、画像の光沢性の低下を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to appropriately remove the toner adhering to the belt and to suppress a decrease in glossiness of the image.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, what attached | subjected the same code | symbol in each drawing has the same structure or effect | action, The duplication description about these was abbreviate | omitted suitably.

図1に画像形成装置の一例を示す。図1では、1個の像担持体1と、像担持体1の周囲に備えられた複数の現像器4(現像器41〜46)を搭載したロータリ4Aを使用した電子写真方式のカラープリンタ(以下「画像形成装置」という)を例示している。   FIG. 1 shows an example of an image forming apparatus. In FIG. 1, an electrophotographic color printer using a rotary 4A on which one image carrier 1 and a plurality of developing devices 4 (developing devices 41 to 46) provided around the image carrier 1 are mounted. Hereinafter, it is referred to as an “image forming apparatus”.

まず図1を用いて画像形成装置の概略構成について説明する。画像形成装置10は、デジタルカラー画像プリンタ部(以下「プリンタ部」という)Aと、プリンタ部Aの上部に設けられたデジタルカラー画像リーダ部(以下「リーダ部」という)Bと、を有している。   First, a schematic configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 10 includes a digital color image printer unit (hereinafter referred to as “printer unit”) A and a digital color image reader unit (hereinafter referred to as “reader unit”) B provided on the upper part of the printer unit A. ing.

プリンタ部Aには、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)1が矢印方向に回転可能に配設されている。感光ドラム1の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電手段としての一次帯電器2、露光手段としてのレーザ露光光学系3、現像手段としての現像装置4、中間転写体としての中間転写ベルト5、クリーニング手段としてのクリーニング装置6等が配設されている。   In the printer unit A, a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 as an image carrier is disposed so as to be rotatable in an arrow direction. Around the photosensitive drum 1, a primary charger 2 as a charging means, a laser exposure optical system 3 as an exposure means, a developing device 4 as a developing means, and an intermediate as an intermediate transfer body are arranged almost in order along the rotation direction. A transfer belt 5 and a cleaning device 6 as a cleaning unit are disposed.

上述の現像装置4は、回転自在なロータリ4Aと、これに搭載された複数の現像器を有している。ここでは、複数の現像器として、6個の現像器41〜46を例示している。この6個の現像器4には、現像剤として濃シアントナーが収容されたシアン現像器41、濃マゼンタトナーが収容されたマゼンタ現像器42、イエロートナーが収容されたイエロー現像器43、ブラックトナーが収容されたブラック現像器44、淡シアントナーが収容された淡シアン現像器45、淡マゼンタトナーが収容された淡マゼンタ現像器46がある。   The developing device 4 described above has a rotatable rotary 4A and a plurality of developing devices mounted on the rotary 4A. Here, six developing devices 41 to 46 are illustrated as a plurality of developing devices. The six developing devices 4 include a cyan developing device 41 containing dark cyan toner as a developer, a magenta developing device 42 containing dark magenta toner, a yellow developing device 43 containing yellow toner, and a black toner. Is a black developing device 44 in which a light cyan toner is stored, a light cyan developing device 45 in which a light cyan toner is stored, and a light magenta developing device 46 in which a light magenta toner is stored.

つまり、本例の画像形成装置は、マゼンタ、シアンについて、同一色相で明度の異なる組み合わせを有している。すなわち、明度の低いトナー(濃色トナー)として、濃マゼンタ、濃シアンと、明度の高いトナー(淡色トナー)として、淡マゼンタ、淡シアンをそれぞれ収容した濃色トナー現像器41、42と、淡色トナー現像器45、46との2種類を具備している。ここでは、同一色相で明度の異なる組み合わせのない、イエロー現像器43とブラックトナー現像器44も濃色トナー現像器とする。   That is, the image forming apparatus of this example has a combination of magenta and cyan with the same hue and different brightness. That is, dark toner developing devices 41 and 42 containing light magenta and light cyan as low-lightness toners (dark color toner) and light magenta and light cyan as high-lightness toners (light color toner), respectively, and light color Two types of toner developing devices 45 and 46 are provided. Here, the yellow developing device 43 and the black toner developing device 44 having the same hue and not having different lightness are also dark toner developing devices.

尚、同一色相で明度の異なるトナーとは、通常、樹脂と発色成分(顔料)とを基体とするトナーの中に含まれる発色成分(顔料)の分光特性が等しく、その量が異なるトナーをいう。明度の高いトナーとは、同一色相で明度の異なるトナーの組み合わせの中、濃度が相対的に低い方のものをいう。   The toners having the same hue and different lightness usually refer to toners having the same spectral characteristics and different amounts of the coloring component (pigment) contained in the toner based on the resin and the coloring component (pigment). . The toner having a high lightness means a toner having a relatively low density among a combination of toners having the same hue and different lightness.

又、同一色相とは、上述のように、発色成分(顔料)の分光特性が同一であるものを言うが、厳密に同一でなくても、一般的にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラック等のように、通常の色概念上同一色と呼べる範囲とする。同一色相で明度の高いトナーは記録材上でのトナー量が0.5mg/cmにつき、定着後の光学濃度が1.0未満であり、低いトナーとは記録材上でのトナー量が0.5mg/cmにつき、定着後の光学濃度が1.0以上である。本例では、濃色トナーである、濃シアン、濃マゼンタ、イエロー、ブラックは、トナーの記録材上での載り量が0.5mg/cmの際に定着後光学濃度が1.6となるように顔料の量を調整している。又、淡色トナーである、淡シアン、淡マゼンタは載り量0.5mg/cmで定着後の光学濃度が0.9となるように設計されている。この濃淡2種類のトナーをうまく混合させて、それぞれの色のトナーの階調を再現している。 The same hue means that the color developing components (pigments) have the same spectral characteristics as described above, but generally they are not exactly the same, such as magenta, cyan, yellow, black, etc. In addition, a range that can be called the same color in terms of the normal color concept. Toner having the same hue and high brightness has an optical density after fixing of less than 1.0 per 0.5 mg / cm 2 of toner on the recording material, and low toner has a toner amount of 0 on the recording material. The optical density after fixing is 1.0 or more per 0.5 mg / cm 2 . In this example, dark toners, dark cyan, dark magenta, yellow, and black, have a post-fixing optical density of 1.6 when the applied amount of toner on the recording material is 0.5 mg / cm 2. So that the amount of pigment is adjusted. Further, light cyan and light magenta, which are light color toners, are designed such that the applied density is 0.5 mg / cm 2 and the optical density after fixing is 0.9. The two gradations of toner are mixed well to reproduce the gradation of each color toner.

又、前記各現像器41〜46に収容されている現像剤は、トナーとキャリアを混合させて用いる二成分現像剤であるが、トナーのみの一成分現像剤でも問題はない。又、トナーの種類として、明度の異なる組み合わせをシアンとマゼンタの2色に関して備えているが、その2種類に限るわけではなく、シアンのみ、マゼンタのみ、イエローのみ等でも、全色に明度の異なる組み合わせを備えてもかまわない。つまり、どの色相に明度の異なる組み合わせを備えても良い。又、それにより、現像器の数は本例では6個であるが、これに限るものではない。   Further, the developer contained in each of the developing devices 41 to 46 is a two-component developer used by mixing toner and carrier, but there is no problem even if the toner is a single-component developer. In addition, as the toner types, combinations with different brightness are provided for two colors of cyan and magenta. However, the present invention is not limited to these two types, and the brightness is different for all colors for cyan only, magenta only, yellow only, and the like. A combination may be provided. In other words, any hue may have a combination with different brightness. Accordingly, the number of developing devices is six in this example, but is not limited thereto.

上述の中間転写ベルト5は、駆動ローラ51、テンションローラ52,54、二次転写対向ローラ53に掛け渡されている。また、中間転写ベルト5の内側には、中間転写ベルト5を感光ドラム1に押圧する一次転写ローラ50が配設されている。また、中間転写ベルト5の外側の二次転写対向ローラ53に対応する位置には二次転写ローラ55が配設されている。   The above-described intermediate transfer belt 5 is stretched around a driving roller 51, tension rollers 52 and 54, and a secondary transfer counter roller 53. A primary transfer roller 50 that presses the intermediate transfer belt 5 against the photosensitive drum 1 is disposed inside the intermediate transfer belt 5. A secondary transfer roller 55 is disposed at a position corresponding to the secondary transfer counter roller 53 outside the intermediate transfer belt 5.

また、プリンタ部Aの下部には、画像形成対象となる記録材の搬送方向に沿って、その上流側から順に、給送カセット11,12,13、給送ローラ14,15,16、搬送ローラ17,18,19、レジストローラ20が配設されている。更に、ローラ22,23に掛け渡された搬送ベルト21、第1の画像加熱装置としての熱ローラ定着装置9、排出ローラ24などが配設されている。熱ローラ定着装置9は、定着ローラ91と加圧ローラ92と定着ローラクリーナ93が配設されている。また、プリンタ部Aには、両面搬送パス25、手差しトレイ26、給送ローラ27などが配設されている。   Further, in the lower part of the printer unit A, the feeding cassettes 11, 12, 13, feeding rollers 14, 15, 16 and the conveying rollers are sequentially arranged from the upstream side along the conveying direction of the recording material to be image formed. 17, 18, 19 and a registration roller 20 are disposed. Further, a conveying belt 21 stretched around the rollers 22 and 23, a heat roller fixing device 9 as a first image heating device, a discharge roller 24, and the like are disposed. The heat roller fixing device 9 is provided with a fixing roller 91, a pressure roller 92, and a fixing roller cleaner 93. Further, the printer unit A is provided with a duplex conveyance path 25, a manual feed tray 26, a feeding roller 27, and the like.

リーダ部Bには、原稿台ガラス31、原稿押圧板32、露光ランプ33、反射ミラー34,35,36、レンズ37、フルカラーCCDセンサ38等が配設されている。   In the reader section B, an original table glass 31, an original pressing plate 32, an exposure lamp 33, reflection mirrors 34, 35, and 36, a lens 37, a full color CCD sensor 38, and the like are disposed.

上記画像形成装置において、画像形成時には、リーダ部Bにおいて、原稿をその画像面を下方に向けた状態で原稿台ガラス31上に載せ、原稿押圧板32で押圧する。この原稿の画像面を露光ランプ33により露光走査する。原稿からの反射光像をレンズ37によりフルカラーCCDセンサ38に集光し、カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号は増幅回路(不図示)を経て、ビデオ処理ユニット(不図示)にて画像処理を施され画像メモリ(不図示)を介してプリンタ部Aに送出される。   In the image forming apparatus, at the time of image formation, the document is placed on the platen glass 31 with the image surface facing downward in the reader unit B and pressed by the document pressing plate 32. The image surface of the original is exposed and scanned by the exposure lamp 33. The reflected light image from the original is condensed on the full color CCD sensor 38 by the lens 37 to obtain a color separation image signal. The color-separated image signal is subjected to image processing by a video processing unit (not shown) through an amplifier circuit (not shown), and sent to the printer unit A via an image memory (not shown).

プリンタ部Aには、リーダ部Bからの信号のほか、外部機器としてのコンピュータからの画像信号、FAXからの画像信号なども同様に送出されてくる。   In addition to the signal from the reader unit B, an image signal from a computer as an external device, an image signal from a FAX, and the like are similarly sent to the printer unit A.

ここでは、その代表としてリーダ部Bからの信号に基づくプリンタ部Aの動作を説明する。   Here, as an example, the operation of the printer unit A based on the signal from the reader unit B will be described.

画像形成時に感光ドラム1は、駆動手段(不図示)によって矢印方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動され、その表面が一次帯電器2によって所定の極性・電位に一様に帯電される(帯電工程)。   At the time of image formation, the photosensitive drum 1 is rotationally driven at a predetermined process speed (circumferential speed) in a direction indicated by an arrow by a driving unit (not shown), and the surface thereof is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a primary charger 2. (Charging process).

帯電後の感光ドラム1表面は、レーザ露光光学系3によって静電潜像が形成される。リーダ部Bからの画像信号は、レーザ出力部(不図示)にて光信号に変換される。光信号に変換されたレーザ光はポリゴンミラー3aで反射され、レンズ3b及び各反射ミラー3cを経て帯電後の感光ドラム1表面に照射される。これにより、それぞれの分解色毎に、レーザ露光光学系3により露光し、感光ドラム1上に静電潜像を形成する(露光工程)。   An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 after charging by the laser exposure optical system 3. An image signal from the reader unit B is converted into an optical signal by a laser output unit (not shown). The laser beam converted into the optical signal is reflected by the polygon mirror 3a, and irradiated to the charged photosensitive drum 1 surface through the lens 3b and each reflecting mirror 3c. As a result, each separation color is exposed by the laser exposure optical system 3 to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 (exposure process).

次に、ロータリ4Aを回転させ、所定の現像器を感光ドラム1上の現像位置に移動させる。そして、その現像位置における現像器を作動させて、感光ドラム1上の潜像を現像し、感光ドラム1上に樹脂と顔料を基体とした現像剤像(トナー像)を形成する(現像工程)。   Next, the rotary 4A is rotated, and a predetermined developing device is moved to the developing position on the photosensitive drum 1. Then, the developing device at the development position is operated to develop the latent image on the photosensitive drum 1, and a developer image (toner image) based on resin and pigment is formed on the photosensitive drum 1 (developing step). .

なお、各現像器内のトナーは、図1に示すようにレーザ露光光学系3上部に配置された各色毎のトナー収容部(ホッパー)61〜66から各現像器41〜46内のトナー比率(又はトナー量)を一定に保つように所望のタイミングにて随時補給される。また、感光ドラム1上には、濃度検知手段であるフォトセンサ70が配置され、感光ドラム1上のトナー量を検知することが可能となっている。   As shown in FIG. 1, the toner in each developing device is a ratio of the toner in each developing device 41 to 46 from the toner container (hopper) 61 to 66 for each color disposed on the laser exposure optical system 3. (Or toner amount) is replenished as needed at a desired timing. Further, a photo sensor 70 as density detecting means is arranged on the photosensitive drum 1 so that the toner amount on the photosensitive drum 1 can be detected.

こうして感光ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ50により、中間転写ベルト5上に一次転写される(一次転写工程)。トナー像転写後の感光ドラム1は、表面に残ったトナー(残留トナー)がクリーニング装置6によって除去され(クリーニング工程)、次の色の画像形成に供される。前述した帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングの各画像形成プロセスを、6色の中から必要色について同様に繰り返す。これにより、中間転写ベルト5上で複数色のトナー像が重ね合わされる。   The toner image thus formed on the photosensitive drum 1 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 5 by the primary transfer roller 50 (primary transfer process). After the toner image is transferred, the toner (residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning device 6 (cleaning process), and is used for image formation of the next color. The above-described image forming processes of charging, exposure, development, primary transfer, and cleaning are similarly repeated for the necessary colors from among the six colors. As a result, toner images of a plurality of colors are superimposed on the intermediate transfer belt 5.

こうして中間転写ベルト5上で重ね合わされたトナー像は、二次転写ローラ55によって記録材上に一括して二次転写される。記録材は、給送カセット11〜13から選択的に給送され、レジストローラ20によって中間転写ベルト5上のトナー像とタイミングを合わせるようにして、中間転写ベルト5と二次転写ローラ55との間の二次転写部に供給される。トナー像転写後の中間転写ベルト5は、表面に残ったトナー(残留トナー)がベルトクリーナ56によって除去されて、次の一次転写に供される。   The toner images superposed on the intermediate transfer belt 5 in this way are collectively secondary-transferred onto the recording material by the secondary transfer roller 55. The recording material is selectively fed from the feeding cassettes 11 to 13, and the registration roller 20 matches the timing of the toner image on the intermediate transfer belt 5, so that the intermediate transfer belt 5 and the secondary transfer roller 55 Is supplied to the secondary transfer section. After the toner image has been transferred, the toner (residual toner) remaining on the surface of the intermediate transfer belt 5 is removed by a belt cleaner 56 and used for the next primary transfer.

なお、中間転写ベルト5において、従動ローラ52の対向には、感光ドラム1から転写された画像の位置ズレおよび濃度の検知を行う検知センサ57が配置されている。そして、検知センサ57の検知結果により画像形成装置本体制御部(不図示)にて、随時画像濃度、トナー補給量、画像書き込みタイミング、及び画像書き込み開始位置等に対して補正を行っている。   In the intermediate transfer belt 5, a detection sensor 57 that detects the positional deviation and density of the image transferred from the photosensitive drum 1 is disposed opposite the driven roller 52. The image forming apparatus main body control unit (not shown) corrects the image density, the toner supply amount, the image writing timing, the image writing start position, and the like at any time based on the detection result of the detection sensor 57.

前述の如くしてトナー像が転写された記録材は、搬送ベルト21によって熱ローラ定着装置9に搬送される。記録材は、熱ローラ定着装置9において、定着ローラ91とこれに押圧されている加圧ローラ92との間の定着ニップ部に供給されて加熱・加圧され、表面にトナー像が定着される。   The recording material on which the toner image is transferred as described above is conveyed to the heat roller fixing device 9 by the conveying belt 21. In the heat roller fixing device 9, the recording material is supplied to a fixing nip portion between the fixing roller 91 and the pressure roller 92 pressed against the recording material, and is heated and pressed to fix the toner image on the surface. .

また、記録材の両面に画像を形成する場合には、熱ローラ定着装置9を記録材が通過後すぐに搬送パスガイド(不図示)を駆動し、記録材を搬送パス28を経て反転パス29に一旦導く。その後、記録材を、反転ローラ30の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、両面搬送パス25へと送る。その後、記録材は、両面搬送パス25を通過し、両面搬送ローラにて斜行補正とタイミング取りが行われ、所望のタイミングにてレジストローラ20へと搬送される。その後、再び上述した画像形成プロセスによってもう一方の面にトナー像が転写され、その後、定着される。これにより、記録材の両面に対する画像形成が終了する。   Further, when images are formed on both sides of the recording material, a conveyance path guide (not shown) is driven immediately after the recording material passes through the heat roller fixing device 9, and the recording material passes through the conveyance path 28 and the reverse path 29. To once. After that, the recording material is retreated in the direction opposite to the feeding direction from the trailing edge when fed by the reverse rotation of the reversing roller 30 and sent to the duplex conveyance path 25. Thereafter, the recording material passes through the double-sided conveyance path 25, skew correction and timing are performed by the double-sided conveyance roller, and conveyed to the registration roller 20 at a desired timing. Thereafter, the toner image is transferred to the other surface again by the above-described image forming process, and then fixed. Thereby, the image formation on both sides of the recording material is completed.

更に、前述の画像形成装置には、図1に示すように、表面に熱可塑性樹脂からなる透明樹脂層を設けた記録材に画像形成するための画像加熱装置110を備えたオプションユニット100が着脱自在に装着されている。即ち、オプションユニット100が装着された図1の画像形成装置には、前述した第1の画像加熱装置としての熱ローラ定着装置9と、後述する第2の画像加熱装置としてのベルト定着装置110が搭載されている。   Further, as shown in FIG. 1, an optional unit 100 having an image heating device 110 for forming an image on a recording material having a transparent resin layer made of a thermoplastic resin on the surface is attached to and detached from the image forming apparatus described above. It is installed freely. In other words, the image forming apparatus of FIG. 1 to which the option unit 100 is attached includes the heat roller fixing device 9 as the first image heating device and the belt fixing device 110 as the second image heating device described later. It is installed.

ここで、ベルト定着装置110を備えたオプションユニット100の詳細について説明する。   Here, details of the option unit 100 including the belt fixing device 110 will be described.

オプションユニット100には、ベルト定着装置110の他に、切替ガイド101が配置されている。この切替ガイド101は、熱ローラ定着装置9にて定着処理された記録材を、オプションユニット100の上面に設けられた排出トレイ102に向けてそのまま搬送するか、ベルト定着装置110に向けて搬送するかを切り替える。またオプションユニット100の側面には、ベルト定着装置110にて定着処理された記録材を載置する排出トレイ103が配置されている。その他、記録材を搬送するためのローラ対104,105,106が適所に配置されている。   In addition to the belt fixing device 110, a switching guide 101 is disposed in the option unit 100. The switching guide 101 conveys the recording material fixed by the heat roller fixing device 9 as it is toward the discharge tray 102 provided on the upper surface of the option unit 100 or toward the belt fixing device 110. Switch between. A discharge tray 103 on which the recording material fixed by the belt fixing device 110 is placed is disposed on the side surface of the option unit 100. In addition, roller pairs 104, 105, and 106 for conveying the recording material are arranged at appropriate positions.

図2にベルト定着装置110の模式断面図を示す。ベルト定着装置110は、記録材上のトナー像を加熱するエンドレスベルトとしての定着ベルト114と、このベルト114を加熱する加熱手段と、を有している。本例では加熱手段として、熱源を有する加熱回転体としての加熱ローラ111を有する構成としている。本例ではこの熱源として加熱ローラに内蔵されたハロゲンランプを使用しているが、他の熱源を使用しても構わない。また、ベルト定着装置110は、加熱ローラ111から所定間隔を保ち配設された分離ローラ112を有している。そして、この2本のローラ111,112間に定着ベルト114を懸回張設してある。この定着ベルト114を挟んで加熱ローラ111の対向位置には、加圧回転体としての加圧ローラ115が圧接されている。また、定着ベルト114の内側で、加熱ローラ111と分離ローラ112との間に、定着ベルト114に密着したまま共に移動する記録材を冷却するための冷却手段としての冷却ファン116、冷却ダクト121が設けられている。この冷却ダクト121には定着ベルト裏面と摺動する冷却フィン121aが設けられている。定着ベルト114に密着したまま共に移動する記録材は、冷却手段により十分に冷却された後、分離ローラ112と対向した分離位置にて定着ベルト114から分離される。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the belt fixing device 110. The belt fixing device 110 includes a fixing belt 114 as an endless belt that heats the toner image on the recording material, and a heating unit that heats the belt 114. In this example, a heating roller 111 as a heating rotator having a heat source is used as the heating means. In this example, a halogen lamp built in the heating roller is used as the heat source, but another heat source may be used. In addition, the belt fixing device 110 includes a separation roller 112 disposed at a predetermined interval from the heating roller 111. A fixing belt 114 is stretched between the two rollers 111 and 112. A pressure roller 115 as a pressure rotator is pressed against the heating roller 111 across the fixing belt 114. In addition, a cooling fan 116 and a cooling duct 121 are provided as cooling means for cooling the recording material that moves together while being in close contact with the fixing belt 114 between the heating roller 111 and the separation roller 112 inside the fixing belt 114. Is provided. The cooling duct 121 is provided with cooling fins 121a that slide on the back surface of the fixing belt. The recording material that moves together while being in close contact with the fixing belt 114 is sufficiently cooled by the cooling means and then separated from the fixing belt 114 at a separation position facing the separation roller 112.

加熱ローラ111は、同心円状に3層構造を採用しており、コア部分、弾性層、離型層を有している。このコア部分は直径44mm、厚さ5mmのアルミニウム製中空パイプにより構成される。弾性層はJIS−A硬度50度、厚さ300μmのシリコンゴムにより構成される。離型層は厚さ50μmのPFAにより構成される。コア部分の中空パイプ内部には、熱源(ローラ加熱ヒータ)としてのハロゲンランプ117が配設されている。なお、熱源としてはハロゲンヒータに限らず、加熱ローラを励磁コイルから生じた磁束により電磁誘導加熱する構成のものを採用しても構わない。   The heating roller 111 adopts a concentric three-layer structure, and has a core portion, an elastic layer, and a release layer. This core portion is constituted by an aluminum hollow pipe having a diameter of 44 mm and a thickness of 5 mm. The elastic layer is made of silicon rubber having a JIS-A hardness of 50 degrees and a thickness of 300 μm. The release layer is made of PFA having a thickness of 50 μm. A halogen lamp 117 as a heat source (roller heater) is disposed inside the hollow pipe of the core portion. The heat source is not limited to the halogen heater, and a heating roller having a configuration in which the heating roller is heated by electromagnetic induction using a magnetic flux generated from an exciting coil may be adopted.

加圧ローラ115もほぼ同様の構成を採用している。弾性層は厚さ3mmのシリコンゴムを用いる。これは、弾性層により加熱ニップ部Nの幅(記録材搬送方向の長さ)を稼ぐためである。加圧ローラ115のコア部分の中空パイプ内部にも、熱源(ローラ加熱ヒータ)としてのハロゲンランプ118が配設されている。   The pressure roller 115 also has a substantially similar configuration. The elastic layer is made of silicon rubber having a thickness of 3 mm. This is because the elastic layer increases the width of the heating nip portion N (length in the recording material conveyance direction). A halogen lamp 118 as a heat source (roller heater) is also disposed inside the hollow pipe in the core portion of the pressure roller 115.

加熱ローラ111と加圧ローラ115は定着ベルト114を挟んで所定の押圧力で圧接させて記録材搬送方向において所定幅の加熱・加圧部としての加熱ニップ部Nを形成している。ここでは、加圧ローラ115による加熱ローラ111への加圧力は、総圧で490N(50kgf)に設定している。このときの加熱ニップ部Nの幅(記録材搬送方向の長さ)は5mmであった。   The heating roller 111 and the pressure roller 115 are pressed against each other with a predetermined pressing force across the fixing belt 114 to form a heating nip portion N as a heating / pressing portion having a predetermined width in the recording material conveyance direction. Here, the pressure applied to the heating roller 111 by the pressure roller 115 is set to 490 N (50 kgf) as a total pressure. At this time, the width of the heating nip portion N (length in the recording material conveyance direction) was 5 mm.

定着ベルト114は、記録材に形成された画像と密着するベルト表面が、高光沢画像を形成するために鏡面状とされている。本例の定着ベルト114は、ポリイミド樹脂の上にシリコンゴムを弾性層として持ち、その上に離型層としてポリイミドシリコン樹脂を皮膜してなる。   The fixing belt 114 has a mirror surface with a belt surface in close contact with the image formed on the recording material in order to form a high gloss image. The fixing belt 114 of this example has a silicone rubber as an elastic layer on a polyimide resin, and a polyimide silicon resin is coated thereon as a release layer.

本例では、冷却ファン116が作動することにより冷却ダクト121内を流れる冷却風によって、定着ベルト114を冷却する構成とされている。その結果、定着ベルト114に密着したまま共に移動する記録材(トナー像)が十分に強制的に冷却される。なお、冷却手段としては、上述の冷却フィンを使用する構成に限らず、定着ベルトに非接触で冷却する冷却ファンのみの構成であっても良い。また定着ベルトに接触して冷却する、ペルチェ素子、ヒートパイプ、水の循環型冷却装置を用いても良い。   In this example, the fixing belt 114 is cooled by cooling air flowing in the cooling duct 121 when the cooling fan 116 is operated. As a result, the recording material (toner image) that moves together while being in close contact with the fixing belt 114 is sufficiently forcibly cooled. The cooling means is not limited to the configuration using the above-described cooling fins, and may be a configuration of only a cooling fan that cools the fixing belt in a non-contact manner. Further, a Peltier element, a heat pipe, or a water circulation type cooling device that cools in contact with the fixing belt may be used.

このようなベルト冷却定着装置に用いる記録材は、紙などの記録材基層の上下にトナー受容層となる熱可塑性樹脂をコーティングした記録材(レジンコートペーパーなど)である。本例の記録材は、記録材基層上にポリエチレン樹脂を塗工し、更にその上にトナーと相溶性の良いポリエステル樹脂(トナーと同じ樹脂)を塗工してなる。ポリエステル樹脂の量は約15g/mで、記録材全体の坪量として200g/mとしてなる。この記録材のトナー受容層はトナーと相容性があり、ベルト定着装置110による加熱によりトナーと共に軟化(溶融)する性質を有している。本例では、トナー受容層の樹脂をトナーを構成する樹脂と同じポリエステル樹脂を採用している。 A recording material used for such a belt cooling and fixing device is a recording material (resin coated paper or the like) in which a thermoplastic resin serving as a toner receiving layer is coated on top and bottom of a recording material base layer such as paper. The recording material of this example is formed by coating a polyethylene resin on the recording material base layer, and further coating a polyester resin (the same resin as the toner) that is compatible with the toner. The amount of the polyester resin is about 15 g / m 2 , and the basis weight of the entire recording material is 200 g / m 2 . The toner receiving layer of this recording material is compatible with the toner, and has a property of being softened (melted) together with the toner when heated by the belt fixing device 110. In this example, the same polyester resin as the resin constituting the toner is used as the resin of the toner receiving layer.

このように、加熱時にトナーと共にトナー受容層が軟化しトナー像がトナー受容層に埋め込まれ、そして、記録材上のトナー像が十分に冷却されてから記録材が定着ベルトから分離される。その結果、記録材の画像面の平滑性が良好になり、記録材の画像の光沢度を向上させることが可能となる。   As described above, the toner receiving layer is softened together with the toner during heating, the toner image is embedded in the toner receiving layer, and the recording material is separated from the fixing belt after the toner image on the recording material is sufficiently cooled. As a result, the smoothness of the image surface of the recording material is improved, and the glossiness of the image of the recording material can be improved.

このような記録材上に、前述した画像形成方法にてトナー像を形成する。すなわち、ポリエステル樹脂層(トナー受容層)上にトナー像を形成し、画像形成装置本体10の熱ローラ定着装置9にて仮定着を行う。この状態では、トナー像は加熱によりポリエステル樹脂層上に固着しているのみであり、各カラートナー同士が溶融混色する状態までには至っていない。また、記録材のトナー受容層は加熱を受けても非溶融の状態である。その後、図2のベルト定着装置110に進入させる。このように、記録材上の未定着トナー像に対し仮定着を施すことにより、記録材上のトナー像がベルト定着装置へ至る間に搬送ローラなどにオフセットしてしまうのを防止している。   A toner image is formed on such a recording material by the image forming method described above. That is, a toner image is formed on the polyester resin layer (toner receiving layer), and is assumed by the heat roller fixing device 9 of the image forming apparatus main body 10. In this state, the toner image is only fixed on the polyester resin layer by heating, and does not reach a state where each color toner is melted and mixed. Further, the toner receiving layer of the recording material is not melted even when heated. Thereafter, the belt fixing device 110 shown in FIG. 2 is entered. As described above, by assuming the unfixed toner image on the recording material, the toner image on the recording material is prevented from being offset to the conveyance roller or the like while reaching the belt fixing device.

加熱ローラ111は駆動機構(不図示)により時計回り方向に所定の速度で回転駆動される。この加熱ローラ111の回転駆動により定着ベルト114が時計回り方向に所定の速度(本例では50mm/s)で回動状態になる。分離ローラ112、加圧ローラ115は定着ベルト114の回転に伴い従動回転する。分離ローラ112は定着ベルト114に所定の張力を与えるテンションローラの機能も兼ねている。   The heating roller 111 is rotationally driven at a predetermined speed in a clockwise direction by a driving mechanism (not shown). By the rotation driving of the heating roller 111, the fixing belt 114 is rotated in a clockwise direction at a predetermined speed (in this example, 50 mm / s). The separation roller 112 and the pressure roller 115 are driven to rotate as the fixing belt 114 rotates. The separation roller 112 also functions as a tension roller that applies a predetermined tension to the fixing belt 114.

加熱ローラ111と加圧ローラ115のそれぞれ内部に配設されるハロゲンランプ117,118に電力が供給され、ハロゲンランプ117,118の発熱により加熱ローラ111と加圧ローラ115が加熱されて表面温度が上昇する。加熱ローラ111と加圧ローラ115の表面温度はそれぞれサーミスタ(不図示)によって検知され、それらサーミスタの検知温度が制御回路(本例では画像形成装置本体のCPU)にフィードバックされる。制御回路は各サーミスタから入力する検知温度が加熱ローラ111と加圧ローラ115のそれぞれに設定された所定の目標温度に維持されるようにハロゲンランプ117,118に供給する電力を制御する。すなわち、加熱ローラ111と加圧ローラ115を所定の目標温度に温調管理して加熱ニップ部Nの温度を所定の定着温度(本例では約180℃)に温度管理する。   Electric power is supplied to the halogen lamps 117 and 118 disposed inside the heating roller 111 and the pressure roller 115, respectively, and the heating roller 111 and the pressure roller 115 are heated by the heat generated by the halogen lamps 117 and 118, so that the surface temperature is increased. To rise. The surface temperatures of the heating roller 111 and the pressure roller 115 are respectively detected by a thermistor (not shown), and the detected temperatures of the thermistors are fed back to the control circuit (in this example, the CPU of the image forming apparatus main body). The control circuit controls the power supplied to the halogen lamps 117 and 118 so that the detected temperature input from each thermistor is maintained at a predetermined target temperature set for each of the heating roller 111 and the pressure roller 115. That is, the temperature control of the heating roller 111 and the pressure roller 115 is controlled to a predetermined target temperature, and the temperature of the heating nip portion N is controlled to a predetermined fixing temperature (about 180 ° C. in this example).

なお、ここでは、画像形成装置本体側の制御手段(図1に示すCPU)を用いて、オプションユニット側の制御を行うように構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、オプションユニット側に専用の制御手段を設けた構成としても良いし、或いは画像形成装置本体及びオプションユニットの両方に制御手段をそれぞれ設けた構成としても良い。   Here, the control unit (CPU shown in FIG. 1) on the image forming apparatus main body side is used to perform control on the option unit side, but the present invention is not limited to this. For example, a dedicated control unit may be provided on the option unit side, or a control unit may be provided on both the image forming apparatus main body and the option unit.

ベルト定着装置110に送られた記録材は、定着ベルト114と加圧ローラ115により形成された加熱ニップ部Nに導入されて挟持搬送される。その際、加熱ローラ111と加圧ローラ115からの熱により、透明樹脂層(トナー受容層)の温度が上昇してトナーと共に軟らかくなり、さらに加熱ローラ111と加圧ローラ115との圧力が加わることによりトナー像がその高温の透明樹脂層中に埋没される。同時に、記録材は定着ベルト114の表面に密着する。この時、トナー像が形成されている記録材の画像面は定着ベルト114の表面性(鏡面状)に沿うように均一化される。   The recording material sent to the belt fixing device 110 is introduced into a heating nip portion N formed by the fixing belt 114 and the pressure roller 115 and is nipped and conveyed. At that time, due to the heat from the heating roller 111 and the pressure roller 115, the temperature of the transparent resin layer (toner receiving layer) rises and becomes soft with the toner, and further, pressure from the heating roller 111 and the pressure roller 115 is applied. As a result, the toner image is buried in the high-temperature transparent resin layer. At the same time, the recording material adheres to the surface of the fixing belt 114. At this time, the image surface of the recording material on which the toner image is formed is made uniform so as to follow the surface property (mirror surface shape) of the fixing belt 114.

トナー像が透明樹脂層中に埋め込まれた記録材は、定着ベルト114表面に密着したまま、分離ローラ112による分離部に至るまで搬送される。この定着ベルト114に密着した状態の記録材は分離部に至るまでの間(冷却領域)に、冷却ファン116により効率よく強制的に冷却される。すなわち、トナー像は、トナーの軟化点温度(ガラス転移点温度:約50℃)よりも低い温度(約35℃)に冷却される。これによって、定着ベルト表面の離型性と相まって、記録材が定着ベルトから剥がれやすい状態になる。なお、この分離部でのベルト温度は後述するトナーの損失弾性率G″に置き換えると10となっている。 The recording material in which the toner image is embedded in the transparent resin layer is conveyed to the separation portion by the separation roller 112 while keeping in close contact with the surface of the fixing belt 114. The recording material in close contact with the fixing belt 114 is efficiently and forcibly cooled by the cooling fan 116 until it reaches the separation portion (cooling region). That is, the toner image is cooled to a temperature (about 35 ° C.) lower than the softening point temperature of the toner (glass transition temperature: about 50 ° C.). As a result, the recording material is easily peeled off from the fixing belt in combination with the releasability of the fixing belt surface. Note that the belt temperature at the separating portion has a substitute when 10 9 to loss modulus G "of the toner to be described later.

そして、定着ベルト114の表面に密着された記録材は冷却領域で十分に冷却されてから分離ローラ112により定着ベルト114の曲率が変化する分離部にて定着ベルト114から自らの剛性(こし)により剥離(曲率分離)される。   Then, the recording material in close contact with the surface of the fixing belt 114 is sufficiently cooled in the cooling region and then separated from the fixing belt 114 by its own rigidity (strain) at the separation portion where the curvature of the fixing belt 114 is changed by the separation roller 112. Stripped (curvature separation).

このように冷却分離を施すことにより、記録材の表面が定着ベルト114の鏡面状の表面とほぼ対応して凹凸のない状態に仕上げることが可能となる。従って、前述のベルト定着装置110を使用すれば、銀鉛写真に匹敵する光沢度を備えた高品質画像を得ることができる。   By performing the cooling separation in this manner, the surface of the recording material can be finished in a state having no irregularities substantially corresponding to the mirror-like surface of the fixing belt 114. Therefore, if the above-described belt fixing device 110 is used, a high-quality image having a gloss level comparable to that of a silver-lead photograph can be obtained.

前述の如き定着動作の間、定着ベルト上に、記録材表面の熱可塑性樹脂(ポリエステル樹脂)が記録材周囲に若干染み出し、定着ベルトに付着するオフセット現象が発生する場合がある。これは加熱ニップ部Nにおいて記録材が加熱及び加圧されて、記録材表面の熱可塑性樹脂が溶け、周囲に広がる事による。或いは、記録材表面において画像をなすトナーや、このトナーと同じ樹脂(熱可塑性樹脂)である記録材表層のポリエステル樹脂が、定着ベルトに付着するオフセット現象が発生する場合もある。なお、定着ベルト上に付着する付着物(熱可塑性樹脂)としては、トナーや記録材表層をなす透明樹脂層が含まれるが、以下の説明では定着ベルト上に付着した付着物をトナーと称する。この定着ベルト上にオフセットしたトナーは、このままにしておくと、定着ベルトを周回し、次の記録材上に付着してしまう可能性がある。これによって、次の記録材の画像にダメージが与えられる。   During the fixing operation as described above, the thermoplastic resin (polyester resin) on the surface of the recording material may slightly ooze out around the recording material on the fixing belt and may cause an offset phenomenon that adheres to the fixing belt. This is because the recording material is heated and pressurized in the heating nip portion N, and the thermoplastic resin on the surface of the recording material is melted and spreads around. Alternatively, an offset phenomenon may occur in which the toner that forms an image on the surface of the recording material or the polyester resin on the surface of the recording material that is the same resin (thermoplastic resin) as the toner adheres to the fixing belt. The deposit (thermoplastic resin) that adheres to the fixing belt includes a toner and a transparent resin layer that forms the surface layer of the recording material. In the following description, the deposit that adheres to the fixing belt is referred to as toner. If the toner offset on the fixing belt is left as it is, it may circulate around the fixing belt and adhere to the next recording material. This damages the image of the next recording material.

そこで、本例のベルト定着装置110は、定着ベルト114に当接して、定着ベルト114に付着したトナーを除去するクリーニング部材としてのクリーニングローラ120を有している。   Therefore, the belt fixing device 110 of this example has a cleaning roller 120 as a cleaning member that contacts the fixing belt 114 and removes toner adhering to the fixing belt 114.

このクリーニングローラ120は金属製のローラである。具体的には、本例では直径30mm、表面粗さRzが約0.1〜1.0μmで加工されたSUS製ローラをクリーニングローラとして用いている。また、クリーニングローラ120による定着ベルト114への当接圧は、総圧で196N(20kgf)に設定している。なお、付着したトナーは表面エネルギーの高い方から低い方へと転移するため、定着ベルトからクリーニングローラ120へトナーが転移する構成とされている。なお、クリーニングローラの表面粗さRzは定着ベルト114表面の鏡面性を維持できる程度の値であることが好ましい。   The cleaning roller 120 is a metal roller. Specifically, in this example, a SUS roller processed with a diameter of 30 mm and a surface roughness Rz of about 0.1 to 1.0 μm is used as the cleaning roller. The contact pressure of the cleaning roller 120 against the fixing belt 114 is set to 196 N (20 kgf) as a total pressure. Since the adhered toner is transferred from the higher surface energy to the lower one, the toner is transferred from the fixing belt to the cleaning roller 120. The surface roughness Rz of the cleaning roller is preferably a value that can maintain the specularity of the surface of the fixing belt 114.

また、クリーニングローラ120は、定着ベルト114とほぼ等速に駆動されるように、駆動機構(不図示)によって回転駆動される構成となっている。クリーニングローラ120の回転方向はクリーニング位置において定着ベルトと同方向に移動する方向とされている。   The cleaning roller 120 is driven to rotate by a drive mechanism (not shown) so as to be driven at substantially the same speed as the fixing belt 114. The rotation direction of the cleaning roller 120 is a direction that moves in the same direction as the fixing belt at the cleaning position.

なお、クリーニングローラ120が定着ベルト114に従動して回転する構成であると、トナー中のワックスなどが定着ベルト114に付着した際など、定着ベルト114表面が滑り易い状態となる。つまり、クリーニングローラ120が定着ベルト表面でスリップしてしまう恐れがある。クリーニングローラ120がスリップをすることにより、定着ベルト表面に傷が付くと、記録材の画像面にその傷が転写されてしまい、画像不良(光沢性低下)となってしまう。これを防止するために、前述したようにクリーニングローラ120は定着ベルト114と略等速で回転駆動される構成としている。   If the cleaning roller 120 is configured to rotate following the fixing belt 114, the surface of the fixing belt 114 becomes slippery when wax or the like in the toner adheres to the fixing belt 114. That is, the cleaning roller 120 may slip on the surface of the fixing belt. If the cleaning roller 120 slips and scratches the surface of the fixing belt, the scratch is transferred to the image surface of the recording material, resulting in an image defect (decrease in glossiness). In order to prevent this, as described above, the cleaning roller 120 is driven to rotate at substantially the same speed as the fixing belt 114.

また、クリーニングローラ120は、トナーの損失弾性率G″が10〜10となる定着ベルト114の温度領域に配設されている。以下、詳しく説明する。 The cleaning roller 120 is disposed in the temperature region of the fixing belt 114 where the loss elastic modulus G ″ of the toner is 10 3 to 10 7. This will be described in detail below.

なお、トナー損失弾性率G″の測定には、レオメトリック社RMS−800等の動的粘弾性測定装置を用いた。測定方法としては、パラレルプレートテストフィクスチャーにサンプル約1gをプレート間に固定し(約110℃で数分加熱)、一方より62.8rad/secのねじり往復運動の歪みを与え、他方でこの歪みに対する応力を検出する。歪み率は自動(最大20%)である。この状態で温度を上昇させ、粘弾性の温度依存性の測定を行った。   The toner loss elastic modulus G ″ was measured using a dynamic viscoelasticity measuring device such as Rheometric RMS-800. As a measuring method, about 1 g of a sample was fixed between the plates on a parallel plate test fixture. (Heated at about 110 ° C. for several minutes), and a strain of 62.8 rad / sec of torsional reciprocating motion is applied from one side, and the stress for this strain is detected on the other side. The temperature was raised in the state, and the temperature dependence of viscoelasticity was measured.

この結果と、ベルト上の各地点a〜g(図2参照)でのトナーの温度と、その時のトナーの損失弾性率G″の関係が結び付けられる。   This result is linked to the relationship between the toner temperature at each point ag on the belt (see FIG. 2) and the loss elastic modulus G ″ of the toner at that time.

その結果を図3に示す。図3(a)は加熱ローラ上の定着ベルトの位置とその位置での定着ベルトの温度の関係を表す図であり、図3(b)はトナーの温度とトナーの損失弾性率G″の関係を表す図である。また、定着ベルトの温度と、この定着ベルトに付着したトナーの温度は等しいものとする。また、加熱ローラが巻回された部分の定着ベルトのトナー温度を検出する地点を図2にa〜gで示した。これらa〜gの各地点は30°間隔で位置している。   The result is shown in FIG. FIG. 3A is a diagram showing the relationship between the position of the fixing belt on the heating roller and the temperature of the fixing belt at that position, and FIG. 3B is the relationship between the toner temperature and the loss elastic modulus G ″ of the toner. In addition, the temperature of the fixing belt and the temperature of the toner attached to the fixing belt are assumed to be equal, and the point at which the toner temperature of the fixing belt in the portion around which the heating roller is wound is detected. 2, the points a to g are located at intervals of 30 °.

図3(a)に示すように、ヒータを有する加熱ローラが巻回された部分の定着ベルトの温度変化は、冷却された定着ベルトが加熱ローラに接する略12時の地点aから加熱ニップ部Nとなる6時の地点gに向けて温度が高くなる。この定着ベルトの温度変化は、すなわち定着ベルトに付着したトナーの温度変化である。このトナーの温度変化に対するトナーの損失弾性率G″は、図3(b)に示すように温度が高くなるに従ってその乗数が小さくなる。   As shown in FIG. 3 (a), the temperature change of the fixing belt in the portion around which the heating roller having the heater is wound changes from the point a at approximately 12:00 when the cooled fixing belt contacts the heating roller to the heating nip portion N. The temperature increases toward the point g at 6 o'clock. This change in the temperature of the fixing belt is a change in the temperature of the toner attached to the fixing belt. The loss elastic modulus G ″ of the toner with respect to the temperature change of the toner decreases as the temperature increases as shown in FIG.

ここで、図3に示すトナー損失弾性率G″のうち10,10,10,10に相当する各地点a,d,f,gで、クリーニングローラにより定着ベルトのトナー除去を行いつつ、その定着ベルトの耐久枚数について実験を行った。その結果は以下の通りである。 Here, the toner on the fixing belt is removed by the cleaning roller at points a, d, f, and g corresponding to 10 9 , 10 7 , 10 3 , and 10 2 in the toner loss elastic modulus G ″ shown in FIG. An experiment was conducted on the durability of the fixing belt, and the results were as follows.

まず、定着ベルトの温度が低温側となるトナー損失弾性率G″が10の地点aでは、定着ベルトの耐久枚数は約1000枚程度であり、定着ベルトの耐性としては好ましい結果ではなかった。これは、定着ベルト上に付着したトナーが固化した状態にあることからクリーニングローラにより十分に除去できず、定着ベルト上に蓄積されてしまったためと考えられる。 First, the point a of toner loss modulus G "is 10 9 the temperature of the fixing belt becomes low temperature side, the number of durable sheets of the fixing belt is in the order of about 1,000, was not a desirable result as resistance of the fixing belt. This is presumably because the toner adhering to the fixing belt is in a solidified state and cannot be sufficiently removed by the cleaning roller and accumulated on the fixing belt.

また、定着ベルトの温度が高温側となるトナー損失弾性率G″が10の地点gでは、定着ベルトの耐久枚数は約5000枚程度であり、定着ベルトの耐性としては好ましい結果ではなかった。これは、定着ベルト上に付着したトナーが過剰に加熱されてトナーの粘性が低くなりすぎ、クリーニングローラによる除去がしにくい状態であったためと考えられる。 Also, the point g temperature hot side to become toner loss modulus G "of 10 2 of the fixing belt, the number of durable sheets of the fixing belt is in the order of about 5,000 sheets, was not a desirable result as resistance of the fixing belt. This is presumably because the toner adhering to the fixing belt was excessively heated and the viscosity of the toner became too low to be easily removed by the cleaning roller.

一方、定着ベルトの温度がトナー損失弾性率G″が10,10の地点d,fでは、定着ベルトの耐久枚数はそれぞれ約100000枚、約30000枚程度であり、ともに定着ベルトの耐性として十分な結果であった。 On the other hand, when the temperature of the fixing belt is the points d and f where the toner loss elastic modulus G ″ is 10 7 and 10 3 , the durable number of the fixing belt is about 100,000 and about 30,000, respectively. The result was sufficient.

すなわち、トナー損失弾性率G″が10を下回るような、トナーが固い状態ではクリーニングできず、トナー損失弾性率G″が10を上回るような、トナーが溶けきった状態では、クリーニングがしにくいということがわかった。 In other words, cleaning cannot be performed when the toner is hard such that the toner loss elastic modulus G ″ is less than 10 7, and cleaning is not performed when the toner is completely melted such that the toner loss elastic modulus G ″ exceeds 10 3. I found it difficult.

上記の結果から、本ベルト定着装置110では、前述したように、トナーの損失弾性率G″が10〜10となる定着ベルト114の温度領域に前記クリーニングローラ120を配置している。 From the above results, in the belt fixing device 110, as described above, the cleaning roller 120 is disposed in the temperature region of the fixing belt 114 in which the loss elastic modulus G ″ of the toner is 10 3 to 10 7 .

また、本ベルト定着装置110では、図2に示すように、クリーニングローラ120を、加熱ローラ111と対向した領域に設置している。更に詳しくは、上述の結果に基づいて、クリーニングローラ120を、トナーの損失弾性率G″が10〜10となるベルト114の温度領域に相当する、前記加熱ローラ111上の3時から5時の位置(地点d〜fの範囲内)に配設している。 In the belt fixing device 110, as shown in FIG. 2, the cleaning roller 120 is installed in a region facing the heating roller 111. More specifically, based on the above results, the cleaning roller 120 is moved from 3 o'clock on the heating roller 111 to 5 o'clock, which corresponds to the temperature region of the belt 114 where the loss elastic modulus G ″ of the toner is 10 3 to 10 7. It is disposed at the time position (within the range of points d to f).

これにより、定着ベルトに付着したトナーをクリーニングローラで適正に除去し、画像の光沢性の低下を抑制することができる。また定着ベルトが寿命に達するまでの耐性についても、耐性枚数が3万〜10万枚と長寿命となる。よって、十分なクリーニング効果を得つつ、光沢性に優れたカラー画像をも得ることができる。   As a result, the toner adhering to the fixing belt can be appropriately removed by the cleaning roller, and deterioration of the glossiness of the image can be suppressed. Further, the durability until the fixing belt reaches the end of its life is as long as 30,000 to 100,000. Therefore, it is possible to obtain a color image excellent in gloss while obtaining a sufficient cleaning effect.

なお、前述した実施の形態では、定着ベルト114に対するクリーニングローラ120の当接位置として、加熱ローラ111上の定着ベルト114の3時から5時の位置(地点d〜fの範囲内)を例示したが、これに限定されるものではない。すなわち、クリーニングローラ120を、定着ベルト114に対して、トナーの損失弾性率G″が10〜10となる位置に当接する構成であれば、その他の位置であっても良い。 In the above-described embodiment, the position of the fixing belt 114 on the heating roller 111 from 3 o'clock to 5 o'clock (within the range of points df) is exemplified as the contact position of the cleaning roller 120 with respect to the fixing belt 114. However, the present invention is not limited to this. That is, the cleaning roller 120 may be in any other position as long as the cleaning roller 120 is in contact with the fixing belt 114 at a position where the loss elastic modulus G ″ of the toner is 10 3 to 10 7 .

また、前述したベルト定着装置では、クリーニングローラを所定の位置に固定し、クリーニングローラが定着ベルトに対し常時当接している構成を例示したが、これに限定されるものではない。クリーニングローラを定着ベルトに対し接離自在な構成としても良い。この構成によれば、定着ベルトに傷を付ける可能性が減り、特に好適である。   In the belt fixing device described above, the cleaning roller is fixed at a predetermined position and the cleaning roller is always in contact with the fixing belt. However, the configuration is not limited thereto. The cleaning roller may be configured to be able to contact and separate from the fixing belt. According to this configuration, the possibility of scratching the fixing belt is reduced, which is particularly preferable.

また前述したベルト定着装置では、クリーニング手段として、コーティングなどによる層構成を持たない金属製ローラを例示した。この構成によれば、構成が簡易であり、コストも安価である。しかしながら、クリーニング手段はこれに限定されるものではない。例えば、ローラによって定着ベルトに当接されたベルト状のクリーニング部材を用いても良い。また、クリーニングローラとしてSUS製ローラを例示したが、これに限定されるものではない。金属の表層を有するものであればその他のローラ或いはベルトであっても良い。   In the belt fixing device described above, a metal roller having no layer structure by coating or the like is exemplified as the cleaning means. According to this configuration, the configuration is simple and the cost is low. However, the cleaning means is not limited to this. For example, a belt-like cleaning member that is in contact with the fixing belt by a roller may be used. Further, although the SUS roller is exemplified as the cleaning roller, the present invention is not limited to this. Other rollers or belts may be used as long as they have a metal surface layer.

また前述したベルト定着装置では、加熱回転体としての加熱ローラと、加圧回転体としての加圧ローラの両方が熱源を有する構成としたが、これに限定されるものではなく、少なくとも加熱回転体が熱源を有する構成であれば良い。   In the belt fixing device described above, both the heating roller as the heating rotator and the pressure roller as the pressure rotator have the heat sources. However, the present invention is not limited to this, and at least the heating rotator. As long as the configuration has a heat source.

また前述した実施の形態では、エンドレスベルトを備えた画像加熱装置として、画像形成装置本体に対して着脱自在な画像加熱装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像形成装置が一体的に有する画像加熱装置であっても良く、該画像加熱装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiments, the image heating apparatus provided with the endless belt is exemplified as the image heating apparatus that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. However, the present invention is not limited to this. For example, the image forming apparatus may be an image heating apparatus integrally provided, and the same effect can be obtained by applying the present invention to the image heating apparatus.

また前述した実施の形態では、画像形成装置として、図1に示すように複数の現像器を回転体で支持し、この回転体を回転移動させて所定の現像器を使用するロータリ型の画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図4に示すように複数の現像器を並設して使用するタンデム型の画像形成装置であっても良い。また、図1及び図4に示すように、中間転写体を使用し、該中間転写体に必要色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録材に一括して転写する画像形成装置に限定されるものではない。例えば、記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に必要色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。また、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる、無端状ベルト部材を備えた画像加熱装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。   In the embodiment described above, as the image forming apparatus, as shown in FIG. 1, a plurality of developing devices are supported by a rotating member, and the rotating member is rotated and moved so that a predetermined developing device is used. Although an apparatus was illustrated, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, a tandem type image forming apparatus using a plurality of developing devices arranged in parallel may be used. Further, as shown in FIGS. 1 and 4, an intermediate transfer member is used, toner images of necessary colors are sequentially transferred onto the intermediate transfer member, and the toner image carried on the intermediate transfer member is used as a recording material. The present invention is not limited to an image forming apparatus that performs batch transfer. For example, an image forming apparatus that uses a recording material carrier and sequentially superimposes and transfers toner images of necessary colors on the recording material carried on the recording material carrier. Further, the printer is exemplified as the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this. For example, other image forming apparatuses such as a copying machine and a facsimile machine, or a multifunction machine combining these functions, etc. Other image forming apparatuses may be used. A similar effect can be obtained by applying the present invention to an image heating apparatus provided with an endless belt member used in these image forming apparatuses.

また、現像器が収容する現像剤の色相や数はこれに限定されず、明度の違う組み合わせを有する色相も、マゼンタやシアンに限らない。   Further, the hue and number of the developer contained in the developing device are not limited to this, and the hue having a combination with different brightness is not limited to magenta or cyan.

その他、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   In addition, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of the components of the image forming apparatus described above are not intended to limit the scope of the present invention to those unless otherwise specified. Absent.

画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus. ベルト定着装置の模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view of a belt fixing device. トナー損失弾性率の説明図である。It is explanatory drawing of a toner loss elastic modulus. 画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of an image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

A …プリンタ部
B …リーダ部
G″ …トナー損失弾性率
N …加熱ニップ部
1 …感光ドラム
4 …現像装置
4A …ロータリ
5 …中間転写ベルト
9 …熱ローラ定着装置
10 …画像形成装置
41〜46 …現像器
100 …オプションユニット
110 …ベルト定着装置
111 …加熱ローラ(加熱回転体)
112 …分離ローラ(回転体)
114 …定着ベルト(エンドレスベルト)
115 …加圧ローラ(加圧回転体)
116 …冷却ファン(冷却手段)
117,118 …ハロゲンランプ
120 …クリーニングローラ(クリーニング手段)
121 …冷却ダクト
121a …冷却フィン
A ... Printer B ... Reader G "... toner loss elastic modulus N ... heating nip 1 ... photosensitive drum 4 ... developing device 4A ... rotary 5 ... intermediate transfer belt 9 ... heat roller fixing device 10 ... image forming devices 41 to 46 ... Developer 100 ... Option unit 110 ... Belt fixing device 111 ... Heating roller (heating rotator)
112 ... Separation roller (rotating body)
114 .. fixing belt (endless belt)
115 ... pressure roller (pressure rotating body)
116 ... Cooling fan (cooling means)
117, 118 ... halogen lamp 120 ... cleaning roller (cleaning means)
121 ... Cooling duct 121a ... Cooling fin

Claims (5)

記録材上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、このベルトを加熱する加熱手段と、ベルトと共に移動する加熱後の記録材を分離前に冷却する冷却手段と、ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材と、を有する画像加熱装置において、
トナーの損失弾性率が10〜10となるベルトの温度領域にクリーニング部材を設置したことを特徴とする画像加熱装置。
An endless belt for heating the toner image on the recording material, a heating means for heating the belt, a cooling means for cooling the heated recording material moving with the belt before separation, a cleaning member for cleaning the belt surface, In an image heating apparatus having
An image heating apparatus, wherein a cleaning member is provided in a temperature region of a belt in which a loss elastic modulus of toner is 10 3 to 10 7 .
前記加熱手段は前記ベルトを懸架する加熱回転体を有し、前記クリーニング部材を前記加熱回転体と対向した領域に設置したことを特徴とする請求項1の画像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the heating unit includes a heating rotator over which the belt is suspended, and the cleaning member is disposed in a region facing the heating rotator. 前記クリーニング部材は当接位置において同方向に前記ベルトと略等速で回転する回転体を有することを特徴とする請求項1又は2の画像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the cleaning member includes a rotating body that rotates at a substantially constant speed with the belt in the same direction at the contact position. 前記ベルトの表面粗さRzは0.1〜1.0μmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの画像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the belt has a surface roughness Rz of 0.1 to 1.0 μm. 前記クリーニング部材は前記ベルトに対し接離自在であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの画像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the cleaning member is detachable from the belt.
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