JP2008026588A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine thereof, and a fixing device installed therein, and more particularly to a fixing device and an image forming apparatus using an electromagnetic induction heating method. It is.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置が広く用いられている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an electromagnetic induction heating type fixing device has been widely used for the purpose of reducing the rise time of the device and saving energy (see, for example, Patent Document 1). .)
特許文献1等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、支持ローラ(加熱ローラ)と定着補助ローラ(定着ローラ)とによって張架された定着ベルトや、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部(誘導加熱装置)や、定着補助ローラに定着ベルトを介して圧接する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向(記録媒体の搬送方向に直交する方向である。)に延設されたコイル部(励磁コイル)や、コイル部に対向するコア部(芯材)、等で構成される。 In Patent Document 1, etc., an electromagnetic induction heating type fixing device includes a fixing belt stretched by a support roller (heating roller) and a fixing auxiliary roller (fixing roller), and an induction facing the support roller via the fixing belt. A heating unit (induction heating device), a pressure roller that presses the fixing auxiliary roller through a fixing belt, and the like are included. The induction heating unit includes a coil unit (excitation coil) extending in the width direction (a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium), a core unit (core material) facing the coil unit, and the like. The
そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部に対向する定着ベルト及び支持ローラの位置に磁力線が形成されて、支持ローラ表面に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式を用いた定着装置は、熱ローラ方式(ヒータランプ加熱方式)等の他方式のものに比べて熱変換効率が高く、少ないエネルギー消費で短い立ち上がり時間にて定着ベルトの表面温度(定着温度)を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。
The fixing belt is heated at a position facing the induction heating unit. The heated fixing belt heats and fixes the toner image on the recording medium conveyed to the positions of the auxiliary fixing roller and the pressure roller. Specifically, when a high-frequency alternating current is passed through the coil portion, magnetic lines of force are formed at the positions of the fixing belt and the support roller facing the coil portion, and an eddy current is generated on the surface of the support roller. When an eddy current is generated in the support roller, Joule heat is generated by the electrical resistance of the support roller itself. The fixing belt wound around the support roller is heated by the Joule heat.
A fixing device using such an electromagnetic induction heating method has higher heat conversion efficiency than other methods such as a heat roller method (heater lamp heating method), and requires less energy consumption and a shorter rise time. It is known that the surface temperature (fixing temperature) can be raised to a desired temperature.
一方、特許文献1等には、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、待機時に定着温度を維持することを目的として、加圧ローラに内設したヒータランプによって加圧ローラを加熱する技術が開示されている。 On the other hand, Patent Document 1 and the like are electromagnetic induction heating type fixing devices that have a technique of heating a pressure roller with a heater lamp provided in the pressure roller for the purpose of maintaining the fixing temperature during standby. It is disclosed.
上述した特許文献1等における定着装置は、ヒータランプによる輻射熱によって加熱する加熱ローラの立ち上がり時間(所定温度から定着可能温度に達するまでの時間である。)が、誘導加熱部によって電磁誘導加熱する定着ベルトの立ち上がり時間に比べて、非常に長いために、定着ベルトの昇温特性がそれ程向上していなかった。
すなわち、電磁誘導加熱方式によって加熱される定着ベルトの立ち上がりをさらに向上させるために、ヒータランプ方式によって加圧ローラを加熱しても、大きな効果がなかった。特に、定着装置を長時間放置した後に(定着温度が充分に低下した後に)、定着装置を立ち上げるときには、上述した現象が顕著になっていた。
In the fixing device described in Patent Document 1 and the like described above, the heating roller that is heated by the radiant heat from the heater lamp has a rising time (a time required to reach a fixing temperature from a predetermined temperature). Since the rise time of the belt is very long, the temperature rise characteristic of the fixing belt has not been improved so much.
That is, in order to further improve the rising of the fixing belt heated by the electromagnetic induction heating method, heating the pressure roller by the heater lamp method has no significant effect. In particular, when the fixing device is started up after the fixing device is left for a long time (after the fixing temperature is sufficiently lowered), the above-described phenomenon becomes remarkable.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電磁誘導加熱方式によって加熱される定着ベルトの立ち上がりがさらに向上される、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus in which the rising of the fixing belt heated by the electromagnetic induction heating method is further improved.
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、磁束を発生させる第1誘導加熱部と、複数のローラ部材に張架されるとともに、前記第1誘導加熱部によって発生された前記磁束によって直接的又は間接的に加熱されてトナー像を溶融して記録媒体上に定着する定着ベルトと、複数のローラ部材に張架されるとともに、圧接する前記定着ベルトとの間に搬送される前記記録媒体を加圧する加圧ベルトと、磁束を発生させて当該磁束によって前記加圧ベルトを直接的又は間接的に加熱する第2誘導加熱部と、を備えたものである。 According to a first aspect of the present invention, a fixing device includes a first induction heating unit that generates a magnetic flux, and a plurality of roller members that are stretched by the magnetic flux generated by the first induction heating unit. The recording conveyed between the fixing belt that is directly or indirectly heated to melt the toner image and is fixed on the recording medium, and the fixing belt that is stretched between a plurality of roller members and press-contacted. A pressure belt that pressurizes the medium, and a second induction heating unit that generates magnetic flux and heats the pressure belt directly or indirectly by the magnetic flux.
また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記定着ベルトは、第1支持ローラと定着補助ローラとに張架され、前記加圧ベルトは、第2支持ローラと加圧補助ローラとに張架され、前記定着補助ローラ及び前記加圧補助ローラは、前記定着ベルト及び前記加圧ベルトを介して圧接するものである。 The fixing device according to a second aspect of the present invention is the fixing device according to the first aspect, wherein the fixing belt is stretched between a first support roller and a fixing auxiliary roller, and the pressure belt is 2 It is stretched between a supporting roller and a pressure auxiliary roller, and the fixing auxiliary roller and the pressure auxiliary roller are in pressure contact with each other via the fixing belt and the pressure belt.
また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項2に記載の発明において、前記第1誘導加熱部は、前記定着ベルトを介して前記第1支持ローラに対向するとともに、前記定着ベルト及び前記第1支持ローラのうち少なくとも一方を電磁誘導加熱し、前記第2誘導加熱部は、前記加圧ベルトを介して前記第2支持ローラに対向するとともに、前記加圧ベルト及び前記第2支持ローラのうち少なくとも一方を電磁誘導加熱するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the first induction heating unit is opposed to the first support roller via the fixing belt, and the fixing is performed. At least one of the belt and the first support roller is electromagnetically heated, and the second induction heating unit faces the second support roller through the pressure belt, and the pressure belt and the second support roller. At least one of the support rollers is heated by electromagnetic induction.
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項2又は請求項3に記載の発明において、前記定着補助ローラ及び前記加圧補助ローラのうち少なくとも一方を回転駆動して前記定着ベルト及び前記加圧ベルトを走行させるように構成されたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to the second or third aspect, at least one of the auxiliary fixing roller and the auxiliary pressure roller is rotationally driven to rotate the fixing belt. And the pressure belt is made to travel.
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、装置を立ち上げるときには前記第1誘導加熱部及び前記第2誘導加熱部が通電されて、装置が立ち上がった後には前記第1誘導加熱部及び前記第2誘導加熱部のうち少なくとも一方が通電されるように制御されるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first induction heating unit and the second induction heating unit are provided when the apparatus is started up. After energization and the apparatus is started up, at least one of the first induction heating unit and the second induction heating unit is controlled to be energized.
また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記第1誘導加熱部によって加熱される前記定着ベルトの立ち上がり時間が、前記第2誘導加熱部によって加熱される前記加圧ベルトの立ち上がり時間よりも短くなるように構成されたものである。 A fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the rising time of the fixing belt heated by the first induction heating unit is This is configured to be shorter than the rise time of the pressure belt heated by the second induction heating unit.
また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記第1誘導加熱部及び前記第2誘導加熱部は、商用電源に接続された主電源と、電力の充放電が可能な補助電源と、のうち少なくとも一方から電力が供給されるように構成されたものである。 A fixing device according to a seventh aspect of the invention is the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the first induction heating unit and the second induction heating unit are connected to a commercial power source. The power is supplied from at least one of the main power source and the auxiliary power source capable of charging / discharging the power.
また、請求項8記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記トナー像に係わるトナーは、有機溶媒中に変性ポリエステル系樹脂からなるプレポリマーと該プレポリマーを伸長又は架橋させた化合物とトナー組成分とを溶解又は分散させてその溶解物又は分散物を水系媒体中で架橋反応及び/又は伸長反応させて得られた分散液から溶媒を除去することにより得られたものであって、その中に分散された顔料系着色剤の分散粒径が個数平均径で0.5μm以下であり、その個数平均径が0.7μm以上の個数割合が5個数%以下となるように形成されたものである。 The fixing device according to an eighth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the toner relating to the toner image is a pre-made of a modified polyester resin in an organic solvent. Solvent from a dispersion obtained by dissolving or dispersing a polymer, a compound obtained by extending or cross-linking the prepolymer, and a toner composition, and subjecting the solution or dispersion to a cross-linking reaction and / or an extension reaction in an aqueous medium. In which the dispersed particle diameter of the pigment-based colorant dispersed therein is 0.5 μm or less in number average diameter, and the number average diameter is 0.7 μm or more. It is formed so that the ratio is 5% by number or less.
また、請求項9記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項8に記載の発明において、前記トナーは、前記顔料系着色剤の分散粒径が個数平均径で0.3μm以下であり、その個数平均径が0.5μm以上の個数割合が10個数%以下となるように形成されたものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the eighth aspect, wherein the toner has a dispersed particle diameter of the pigment-based colorant of 0.3 μm or less in terms of number average diameter. The number average diameter is 0.5 μm or more, and the number ratio is 10% by number or less.
また、請求項10記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項8又は請求項9に記載の発明において、前記分散液は、アミンに対して非反応性のポリエステル系樹脂を溶解したものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the eighth or ninth aspect, the dispersion is obtained by dissolving a polyester-based resin that is non-reactive with amines. .
また、請求項11記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項10のいずれかに記載の発明において、前記トナー像に係わるトナーは、重量平均粒径をDv(μm)として個数平均粒径をDn(μm)としたときに、
3.0≦Dv≦7.0
1.00≦Dv/Dn≦1.20
なる関係が成立するように形成されたものである。
The fixing device according to an eleventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the number of toners related to the toner image is a number having a weight average particle diameter Dv (μm). When the average particle diameter is Dn (μm),
3.0 ≦ Dv ≦ 7.0
1.00 ≦ Dv / Dn ≦ 1.20
It is formed so that the following relationship is established.
また、請求項12記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項11のいずれかに記載の発明において、前記トナー像に係わるトナーは、その円形度が0.900〜0.960の範囲内になるように形成されたものである。 A fixing device according to a twelfth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the toner related to the toner image has a circularity of 0.900 to 0.960. It was formed so as to be within the range.
また、請求項13記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項12のいずれかに記載の発明において、前記トナー像に係わるトナーは、その中に含まれるポリエステル系樹脂のテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、その分子量2500〜10000の領域にメインピークが存在し、その数平均分子量が2500〜50000の範囲になるように形成されたものである。 The fixing device according to a thirteenth aspect of the invention is the fixing device according to any one of the first to twelfth aspects of the invention, wherein the toner relating to the toner image can be a tetrahydrofuran of polyester resin contained therein. In the molecular weight distribution of the solute, a main peak is present in the molecular weight range of 2500 to 10,000, and the number average molecular weight is in the range of 2500 to 50000.
また、請求項14記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項13のいずれかに記載の発明において、前記トナー像に係わるトナーは、その中に含まれるポリエステル系樹脂のガラス転移点が40〜65℃であり、その酸価が1〜30mgKOH/gとなるように形成されたものである。 The fixing device according to a fourteenth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the toner related to the toner image is a glass transition of a polyester resin contained therein. The point is 40 to 65 ° C., and the acid value is 1 to 30 mgKOH / g.
また、この発明の請求項15記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項14のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to a fifteenth aspect of the present invention includes the fixing device according to any one of the first to fourteenth aspects.
また、請求項16記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項15に記載の発明において、キャリアと前記トナー像に係わるトナーとからなる現像剤を収容するとともに像担持体上に形成された潜像を現像する現像部を備えたものである。 An image forming apparatus according to a sixteenth aspect of the invention is the image forming apparatus according to the fifteenth aspect of the invention, which contains a developer composed of a carrier and toner relating to the toner image and is formed on the image carrier. The image forming apparatus includes a developing unit that develops the latent image.
本発明は、加圧ローラに比べて熱容量が小さな加圧ベルトを設置して、電磁誘導加熱方式によって定着ベルトを加熱するとともに、電磁誘導加熱方式によって加圧ベルトを加熱しているために、昇温特性がさらに向上される、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, a pressure belt having a smaller heat capacity than that of the pressure roller is installed, the fixing belt is heated by the electromagnetic induction heating method, and the pressure belt is heated by the electromagnetic induction heating method. It is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus in which the temperature characteristics are further improved.
実施の形態.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
Embodiment.
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される感光体ドラム、12は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上を帯電する帯電部、13は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成される静電潜像を現像する現像部、14は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成されたトナー像を記録媒体P上に重ねて転写する転写バイアスローラ、15は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an apparatus main body of a tandem color copier as an image forming apparatus, 2 a writing unit that emits laser light based on input image information, and 3 an original conveying unit that conveys an original D to an original reading unit 4. 4 is a document reading unit that reads image information of the document D, 7 is a paper feeding unit that accommodates a recording medium P such as transfer paper, 9 is a registration roller that adjusts the conveyance timing of the recording medium P, and 11Y, 11M, and 11C. , 11BK are photosensitive drums on which toner images of respective colors (yellow, magenta, cyan, and black) are formed, 12 is a charging unit that charges the
また、16は転写ベルト17を清掃する転写ベルトクリーニング部、17は複数色のトナー像が記録媒体P上に重ねて担持されるように記録媒体Pを搬送する転写ベルト、19は記録媒体P上のトナー像(未定着画像)を定着する電磁誘導加熱方式の定着装置、を示す。
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document D is transported from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the transport rollers of the document transport unit 3 and placed on the
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the document reading unit 4 scans the image of the document D on the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応する感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に向けて発せられる。
Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
一方、4つの感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKは、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
On the other hand, the four
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目の感光体ドラム11Y表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11Yの回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
Laser light corresponding to the yellow component is irradiated on the surface of the first photosensitive drum 11Y from the left side of the drawing. At this time, the yellow component laser light is scanned in the rotation axis direction (main scanning direction) of the photosensitive drum 11Y by a polygon mirror that rotates at high speed. Thus, an electrostatic latent image corresponding to the yellow component is formed on the photosensitive drum 11Y charged by the charging
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11M表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11C表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11BK表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the second
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、現像部13との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の潜像が現像される(現像工程である。)。なお、本実施の形態では、各現像部13に、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤が収容されている。そして、現像部13内で、トナーとキャリアとを撹拌・混合しながら充分に摩擦帯電させた後に、感光体ドラム11上に形成された静電潜像にトナーを静電的に付着させる。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、転写ベルト17上の記録媒体Pに、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(転写工程である。)。
Thereafter, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
そして、転写工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、クリーニング部15との対向位置に達する。そして、クリーニング部15で、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
他方、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の各色のトナーが重ねて転写(担持)された記録媒体Pは、図中の矢印方向に走行して、分離チャージャ18との対向位置に達する。そして、分離チャージャ18との対向位置で、記録媒体Pに蓄積された電荷が中和されて、トナーのちり等を生じさせることなく記録媒体Pが転写ベルト17から分離される。
その後、転写ベルト17表面は、転写ベルトクリーニング部16の位置に達する。そして、転写ベルト17上に付着した付着物が転写ベルトクリーニング部16に回収される。
On the other hand, the recording medium P on which the toners of the respective colors on the
Thereafter, the surface of the
ここで、転写ベルト17上に搬送される記録媒体Pは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、不図示の搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、転写ベルト17の位置に向けて搬送される。
Here, the recording medium P transported onto the
Specifically, the recording medium P fed by the paper feeding roller 8 from the paper feeding unit 7 that stores the recording medium P passes through a conveyance guide (not shown) and is guided to the
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、転写ベルト17から分離された後に定着装置19に導かれる。定着装置19では、定着ベルトと加圧ベルトとの間(定着ニップ部である。)にて、カラー画像(トナー)が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、不図示の排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
The recording medium P to which the full color image has been transferred is separated from the
Then, the recording medium P after the fixing step is discharged as an output image outside the apparatus main body 1 by a discharge roller (not shown), and a series of image forming processes is completed.
次に、画像形成装置本体1に設置される定着装置19の構成・動作について詳述する。
図2に示すように、定着装置19は、定着補助ローラ20、第1支持ローラ21(第1加熱ローラ)、定着ベルト22、第1誘導加熱部24、加圧補助ローラ30、第2支持ローラ41(第2加熱ローラ)、加圧ベルト42、第2誘導加熱部34、等で構成される。
Next, the configuration and operation of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
ここで、定着補助ローラ20は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ50の弾性層は、肉厚が1〜5mmで、アスカー硬度が30〜60度となるように形成されている。
Here, the fixing
第1支持ローラ21は、鉄、コバルト、ニッケル、又は、それらの合金等の磁性金属材料で形成された中空円筒部材である。第1支持ローラ21は、図2の時計方向に回転する。そして、第1支持ローラ21は、第1誘導加熱部24から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。
The
定着ベルト22は、第1支持ローラ21及び定着補助ローラ20(2つのローラ部材である。)に張架・支持されている。定着ベルト22は、内周面側から発熱層、弾性層、離型層等が積層された多層構造の無端ベルトである。
定着ベルト22の発熱層の材料として、鉄、コバルト、ニッケル、又は、それらの合金等の磁性金属材料を用いることができる。
定着ベルト22の弾性層は、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等からなり、層厚が50〜500μmでアスカー硬度が5〜50度となるように形成されている。これにより、出力画像において、光沢ムラのない均一な画質を得ることができる。
定着ベルト22の離型層は、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又は、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたものである。離型層22dの層厚は、5〜50μm(好ましくは、10〜30μmである。)に形成されている。これにより、定着ベルト22上のトナー離型性が担保されるとともに、定着ベルト22の柔軟性が確保される。
なお、定着ベルト22の各層の間に、プライマ層等を設けることもできる。
The fixing
As a material for the heat generating layer of the fixing
The elastic layer of the fixing
The release layer of the fixing
A primer layer or the like can be provided between the layers of the fixing
定着ベルト22は、図2の時計方向に走行する。そして、定着ベルト22(発熱層)は、第1誘導加熱部24から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。
このように本実施の形態における定着ベルト22は、トナー像を溶融する定着部材として機能するとともに、第1誘導加熱部24によって直接的に電磁誘導加熱される発熱部材としても機能する。
また、定着ベルト22は、第1誘導加熱部24によって電磁誘導加熱された第1支持ローラ21によって、間接的にも加熱(受熱)される。
The fixing
Thus, the fixing
The fixing
なお、本実施の形態では、定着ベルト22の発熱層を、磁性金属材料からなる単層構造とした。これに対して、定着ベルト22の発熱層を、第1非磁性層と第2非磁性層との2層構造とすることもできる。その場合、第1非磁性層としては、SUS304、SUS301、SUS316(いずれも非磁性ステンレス)等を用いることができる。第2非磁性層としては、銅(Cu)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)等を用いることができる。さらに、発熱層の酸化を防止するために、発熱層上にニッケル(Ni)等からなる酸化防止層を形成することもできる。
In the present embodiment, the heat generating layer of the fixing
第1誘導加熱部24は、定着ベルト22を介して第1支持ローラ21に対向するように配設されている。第1誘導加熱部24は、コイル部25(励磁コイル)、コア部26(励磁コイルコア)、コイルガイド27、カバー部材28、等で構成される。コイル部25は、細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向(図2の紙面垂直方向である。)に延設したものである。コイルガイド27は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、定着ベルト22との対向面の側でコイル部25を保持する。コア部26は、フェライト等の強磁性体(比透磁率が1000〜3000程度である。)からなり、定着ベルト22及び第1支持ローラ21に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。コア部26は、幅方向に延設されたコイル部25に対向するように設置されている。カバー部材28は、コイル部25及びコア部26を覆うように構成されている。
なお、第1支持ローラ21の内部に、フェライト等の強磁性体からなる内部コアを設置したり、内部コアの外周の一部を覆う磁束遮蔽部材を設置することもできる。
The first
An internal core made of a ferromagnetic material such as ferrite can be installed inside the
また、図示は省略するが、定着ベルト22の表面には、サーミスタが当接されている。サーミスタは、熱応答性の高い感温素子であって、定着ベルト22上の温度(定着温度)を検知する。そして、サーミスタによる検知結果に基いて、第1誘導加熱部24による加熱量を調整する。
Although not shown, a thermistor is in contact with the surface of the fixing
加圧補助ローラ30は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材32上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層31が形成されたものである。加圧補助ローラ30の弾性層31は、肉厚が0.5〜2mmで、アスカー硬度が60〜90度となるように形成されている。加圧補助ローラ30は、定着ベルト22及び加圧ベルト42を介して、定着補助ローラ20に圧接している。そして、定着ベルト22と加圧ベルト42との当接部(定着ニップ部である。)に、記録媒体Pが搬送される。
The
第2支持ローラ41は、第1支持ローラ21と同様に、鉄、コバルト、ニッケル、又は、それらの合金等の磁性金属材料で形成された中空円筒部材である。第2支持ローラ41は、図2の反時計方向に回転する。そして、第2支持ローラ41は、第2誘導加熱部34から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。
Similar to the
加圧ベルト42は、第2支持ローラ41及び加圧補助ローラ30(2つのローラ部材である。)に張架・支持されている。加圧ベルト42は、定着ベルト22と同様に、内周面側から発熱層、弾性層、離型層等が積層された多層構造の無端ベルトである。加圧ベルト42の各層の構成は、定着ベルト22のものとほぼ同等である。
加圧ベルト42は、図2の反時計方向に走行する。そして、加圧ベルト42(発熱層)は、第2誘導加熱部34から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。
このように本実施の形態における加圧ベルト42は、定着ニップ部に搬送される記録媒体Pを加圧する加圧部材として機能するとともに、第2誘導加熱部34によって直接的に電磁誘導加熱される発熱部材としても機能する。
また、加圧ベルト42は、第2誘導加熱部34によって電磁誘導加熱された第2支持ローラ41によって、間接的にも加熱(受熱)される。
The
The
As described above, the
The
第2誘導加熱部34は、加圧ベルト42を介して第2支持ローラ41に対向するように配設されている。第2誘導加熱部34は、第1誘導加熱部24と同様に、コイル部35、コア部36、コイルガイド37、カバー部材38、等で構成される。コイル部35は、細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向に延設したものである。コイルガイド37は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、加圧ベルト42との対向面の側でコイル部35を保持する。コア部36は、フェライト等の強磁性体(比透磁率が1000〜3000程度である。)からなり、加圧ベルト42及び第2支持ローラ41に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。
なお、第2支持ローラ41の内部に、フェライト等の強磁性体からなる内部コアを設置したり、内部コアの外周の一部を覆う磁束遮蔽部材を設置することもできる。
The second
An internal core made of a ferromagnetic material such as ferrite can be installed inside the
このように第2誘導加熱部34によって加圧ベルト42を加熱することにより、定着部材側から加圧部材側への熱損失が軽減されるために、定着ベルト22の立ち上がり時間が短縮化される。特に、本実施の形態では、ローラ状の加圧部材(加圧ローラ)に比べて熱容量が小さな加圧ベルト42を電磁誘導加熱方式によって加熱しているために、定着ベルト22(定着装置)の昇温特性がさらに向上される。
Since the heat loss from the fixing member side to the pressure member side is reduced by heating the
このように構成された定着装置19は、次のように動作する。
不図示の駆動モータによって定着補助ローラ20が回転駆動されることによって、定着ベルト22は図2の時計方向に走行するとともに、第1支持ローラ21も時計方向に回転する。さらに、加圧ベルト42が反時計方向に走行するとともに、加圧補助ローラ30及び第2支持ローラ41も反時計方向に回転する。そして、定着ベルト22は第1誘導加熱部24との対向位置で加熱されて、加圧ベルト42は第2誘導加熱部34との対向位置で加熱される。
The fixing
When the
詳しくは、不図示の電源部からコイル部25に10kHz〜1MHz(好ましくは、20kHz〜800kHzである。)の高周波交番電流を流すことで、コイル部25から第1支持ローラ21及び定着ベルト22に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、第1支持ローラ21表面と定着ベルト22の発熱層とに渦電流が生じて、第1支持ローラ21及び発熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生して、第1支持ローラ21及び発熱層が加熱される。こうして、定着ベルト22は、発熱した第1支持ローラ21から受ける熱と、自身の発熱層の発熱と、によって加熱される。すなわち、定着ベルト22は、第1誘導加熱部24によって直接的に加熱されるとともに、第1誘導加熱部24によって間接的に加熱される(第1支持ローラ21を介して加熱される。)。
Specifically, a high-frequency alternating current of 10 kHz to 1 MHz (preferably 20 kHz to 800 kHz) is supplied from the power supply unit (not shown) to the
その後、第1誘導加熱部24によって加熱された定着ベルト22表面は、加圧ベルト42との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体P上のトナー像T(トナー)を加熱して溶融する。
定着位置を通過した定着ベルト22表面は、その後に再び第1誘導加熱部24との対向位置に達する。
Thereafter, the surface of the fixing
The surface of the fixing
一方、第2誘導加熱部34のコイル部35にも、電源部から10kHz〜1MHz(好ましくは、20kHz〜800kHzである。)の高周波交番電流が流されて、コイル部35から第2支持ローラ41及び加圧ベルト42に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、第2支持ローラ41表面と加圧ベルト42の発熱層とに渦電流が生じて、第2支持ローラ41及び発熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生して、第2支持ローラ41及び発熱層が加熱される。こうして、加圧ベルト42は、発熱した第2支持ローラ41から受ける熱と、自身の発熱層の発熱と、によって加熱される。すなわち、加圧ベルト42は、第2誘導加熱部34によって直接的に加熱されるとともに、第2誘導加熱部34によって間接的に加熱される(第2支持ローラ41を介して加熱される。)。
On the other hand, a high frequency alternating current of 10 kHz to 1 MHz (preferably, 20 kHz to 800 kHz) is supplied from the power supply unit to the
その後、第2誘導加熱部34によって加熱された加圧ベルト42表面は、定着ベルト22との当接部に達する。そして、定着ニップ部に向けて搬送される記録媒体Pを加圧する。
定着位置を通過した加圧ベルト42表面は、その後に再び第2誘導加熱部34との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程(記録媒体P上にトナー像を加熱・加圧して定着する工程である。)が完了する。
Thereafter, the surface of the
The surface of the
Such a series of operations is continuously repeated to complete the fixing step in the image forming process (the step of fixing the toner image by heating and pressing on the recording medium P).
このように、本実施の形態では、第2誘導加熱部34によって加圧ベルト42を加熱しているために、定着部材側から加圧部材側への熱損失が軽減される。そのため、電磁誘導加熱方式により加熱される定着ベルト22の昇温時間がさらに短縮化される。特に、定着ベルト22や加圧ベルト42は、定着ローラや加圧ローラに比べて熱容量が小さいために、定着ベルト22(定着装置)の昇温特性がさらに向上される。
Thus, in this embodiment, since the
なお、本実施の形態では、定着補助ローラ20のみを駆動モータで回転駆動することで、定着ベルト22及び加圧ベルト42を所定方向に走行させた。これに対して、加圧補助ローラ30のみを駆動モータで回転駆動させて定着ベルト22及び加圧ベルト42を走行させることもできるし、定着補助ローラ20及び加圧補助ローラ30の双方を駆動モータで回転駆動させて定着ベルト22及び加圧ベルト42を走行させることもできる。それらの場合にも、定着ベルト22及び加圧ベルト42が良好に走行されることになる。
In the present embodiment, the fixing
また、本実施の形態において、定着装置を立ち上げるとき(稼動開始時等であって、昇温範囲が大きいときである。)には第1誘導加熱部24及び第2誘導加熱部34の双方が通電されて、定着装置が立ち上がった後には第1誘導加熱部24及び第2誘導加熱部34のうち少なくとも一方が通電されるように制御することができる。すなわち、定着ベルト22を所望の温度まで昇温させるために大きな熱エネルギーが必要なときには第1誘導加熱部24及び第2誘導加熱部34をフル稼働させて、小さな熱エネルギーで定着ベルト22の温度を維持できるときには第1誘導加熱部24及び第2誘導加熱部34の稼働率を低下させている。これにより、第1誘導加熱部24及び第2誘導加熱部34において消費される電力を効率的に軽減することができる。
In the present embodiment, both the first
また、本実施の形態において、第1誘導加熱部24によって加熱される定着ベルト22の立ち上がり時間が、第2誘導加熱部によって加熱される加圧ベルト42の立ち上がり時間よりも短くなるように設定することができる。具体的には、電源部から第1誘導加熱部24に供給する電力が、電源部から第2誘導加熱部34に供給する電力よりも、大きくなるように設定することができる。そして、定着ベルト22が所望の定着温度に達した時点で、上述した定着工程をおこなう。これは、トナー像を直接的に溶融する定着ベルト22において必要とされる熱エネルギーに比べて、加圧ベルト42において必要とされる熱エネルギーが、小さいことによる。すなわち、定着ベルト22の立ち上げを優先させるように電源部の電力配分をおこなうことで、効率的な電力消費がおこなわれるとともに、定着装置全体の立ち上げを効率的におこなうことができる。
In the present embodiment, the rising time of the fixing
ここで、本実施の形態では、第1誘導加熱部24及び第2誘導加熱部34に電力を供給する電源部が、主電源61と補助電源62とで構成されている。
詳しくは、図3を参照して、第1誘導加熱部24及び第2誘導加熱部34は、商用電源に接続された主電源61と、電力の充放電が可能な補助電源62と、のうち少なくとも一方から電力が供給されるように構成されている。
Here, in the present embodiment, a power supply unit that supplies power to the first
Specifically, referring to FIG. 3, the first
図3に示すように、誘導加熱部24、34は、複数のスイッチ65A〜65Cを有するスイッチ回路65を介して、主電源61及び補助電源62に接続されている。主電源61は、画像形成装置の設定場所に備えられているコンセント(商用電源)に接続されている。補助電源62には、充放電可能なコンデンサが設けられている。補助電源62のコンデンサとしては、2000F程度の静電容量を有していて数秒から数十秒の電力供給をおこなうのに充分な容量を有する電気二重層コンデンサ(例えば、日本ケミコン社製)を用いることができる。
そして、スイッチ回路65の複数のスイッチ65A〜65Cを切り替えることで、主電源61又は/及び補助電源62から誘導加熱部24、34への電力の供給又は遮断をおこなったり、主電源61から補助電源62へ電力供給して補助電源(コンデンサ)を充電したりする。
As shown in FIG. 3, the
Then, by switching a plurality of
図4は、主電源61及び補助電源62から誘導加熱部24、34に供給される電力供給量を示す波形図である。
図4を参照して、誘導加熱部24、34の稼動が開始されると、スイッチ回路65の第1スイッチ65Aのみが接続されて、主電源61から誘導加熱部24、34への電力供給がおこなわれる。これにより、定着ベルト22及び加圧ベルト42が誘導加熱部24、34による加熱によって所望の温度に昇温して、所定の定着工程がおこなわれる。
そして、誘導加熱部24、34が待機状態(大きな加熱を必要としない状態である。)になると、第2スイッチ65Bが接続されて、主電源61から補助電源62に電力が供給されて補助電源62の充電がおこなわれる。
そして、誘導加熱部24、34が待機状態から再び加熱開始されると、第1スイッチ65A及び第3スイッチ65Cが接続されて、主電源61から誘導加熱部24、34への電力供給に加えて、補助電源62から誘導加熱部24、34への電力供給(放電)がおこなわれる。
FIG. 4 is a waveform diagram showing the amount of power supplied from the
Referring to FIG. 4, when the operation of
When the
When the
ここで、補助電源62のコンデンサは二次電池とは異なり、化学反応をともなわないために次のような優れた特徴を有する。すなわち、二次電池(例えば、ニッケル−カドミウム電池)を補助電源として用いた場合には急速充電をおこなっても数時間を要するが、コンデンサを補助電源として用いた場合には数分程度の急速充電が可能である。そのため、同一時間内で待機状態と加熱状態とを繰り返す場合、コンデンサを補助電源として使用することにより、確実に補助電源から誘導加熱部に電力を供給することができて、誘導加熱部を短時間で所定の温度に立ち上げることができる。また、ニッケル−カドミウム電池等の二次電池は、充放電の繰り返し回数が500から1000回であるため、補助電源としては寿命が短く、交換の手間やコストがかかる。これに対して、コンデンサは、長寿命であり、繰り返しの充放電による劣化が少なく、鉛蓄電池のように液交換や補充等も必要ないためメンテナンスがほとんど不要で、安定して使用することができる。
Here, unlike the secondary battery, the capacitor of the
ここで、本実施の形態では、現像部13に収容される現像剤中のトナー(トナー像を形成するためのトナーである。)として、以下の製造方法で形成されたものが用いられている。
すなわち、本実施の形態におけるトナーは、有機溶媒中に変性ポリエステル系樹脂からなるプレポリマーとそのプレポリマーを伸長又は架橋させた化合物とトナー組成分とを溶解又は分散させてその溶解物又は分散物を水系媒体中で架橋反応及び/又は伸長反応させて得られた分散液から溶媒を除去することにより得られたものである。さらに、その中に分散された顔料系着色剤の分散粒径が個数平均径で0.5μm以下であり、その個数平均径が0.7μm以上の個数割合が5個数%以下となるように形成されたものである。
このように形成されたトナーは、低温定着性、帯電安定性、流動性に優れ、高品質の画像を得ることができる。特に、カラー画像形成装置においては、透明性が良く光沢性に優れたカラー画像を得ることができる。
Here, in the present embodiment, toner formed by the following manufacturing method is used as the toner (developer for forming a toner image) in the developer stored in the developing
That is, the toner in the present embodiment is obtained by dissolving or dispersing a prepolymer composed of a modified polyester resin in an organic solvent, a compound obtained by extending or cross-linking the prepolymer, and a toner composition, and dissolving or dispersing the dispersion or dispersion. It was obtained by removing the solvent from the dispersion obtained by crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous medium. Furthermore, the dispersed particle diameter of the pigment-based colorant dispersed therein is 0.5 μm or less in terms of the number average diameter, and the number ratio in which the number average diameter is 0.7 μm or more is 5% by number or less. It has been done.
The toner thus formed is excellent in low-temperature fixability, charging stability, and fluidity, and can provide a high-quality image. In particular, in a color image forming apparatus, a color image having excellent transparency and excellent gloss can be obtained.
さらに、上述した顔料系着色剤の分散粒径を個数平均径で0.3μm以下として、その個数平均径が0.5μm以上の個数割合が10個数%以下となるように形成されたトナーを用いることで、さらに高品質の画像を得ることができる。このようなトナーは、画像解像力に優れていて、デジタル方式の画像形成装置用のものとして好適である。特に、カラー画像形成装置においては、解像力及び透明性が良く色再現性に優れたカラー画像を得ることができる。 Further, a toner formed so that the dispersed particle diameter of the above-mentioned pigment-based colorant is 0.3 μm or less in number average diameter and the number ratio of the number average diameter is 0.5 μm or more is 10% by number or less is used. As a result, a higher quality image can be obtained. Such toner is excellent in image resolving power and is suitable for a digital image forming apparatus. In particular, in a color image forming apparatus, a color image having excellent resolution and transparency and excellent color reproducibility can be obtained.
また、上述したトナーの製造方法において、分散液(油性分散液)を、アミンに対して非反応性のポリエステル系樹脂を溶解したものとすることができる。このように形成されたトナーを用いることで、低定着性、耐オホットフセット性を向上させることができる。 In the toner production method described above, the dispersion (oil-based dispersion) can be obtained by dissolving a polyester-based resin that is non-reactive with amines. By using the toner formed in this way, it is possible to improve the low fixing property and the hot-offset resistance.
また、本実施の形態にて用いられるトナーは、重量平均粒径をDv(μm)として個数平均粒径をDn(μm)としたときに、
3.0≦Dv≦7.0
1.00≦Dv/Dn≦1.20
なる関係が成立するように形成されたものである。このように形成されたトナーは、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性に優れ、光沢性に優れたカラー画像を得ることができる。さらに、2成分現像剤において長期にわたるトナーの消費・補給がおこなわれても、現像剤中のトナーの粒子径の変動が少なく、現像部において撹拌が長期間おこなわれても安定した現像性が維持される。
なお、トナーの重量平均粒径及び個数平均粒径は、粒度分布測定装置「コールターカウンターTA−2」、「コールターマルチサイザー2」(いずれもコールター社製)等を用いて求めることができる。
Further, the toner used in the present embodiment has a weight average particle diameter of Dv (μm) and a number average particle diameter of Dn (μm).
3.0 ≦ Dv ≦ 7.0
1.00 ≦ Dv / Dn ≦ 1.20
It is formed so that the following relationship is established. The toner thus formed is excellent in heat-resistant storage stability, low-temperature fixability and hot offset resistance, and can provide a color image excellent in glossiness. In addition, even when toner is consumed and replenished for a long time in a two-component developer, there is little fluctuation in the particle size of the toner in the developer, and stable developability is maintained even if stirring is performed for a long time in the developing section. Is done.
The weight average particle diameter and number average particle diameter of the toner can be determined using a particle size distribution measuring device “Coulter Counter TA-2”, “
また、本実施の形態にて用いられるトナーは、略球形トナーであって、その円形度が0.900〜0.960の範囲内になるように形成されたものである。このようなトナーを用いることで、転写性に優れ、チリのない高画質の画像を得ることができる。
なお、トナーの円形度は、その投影面積と面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値であって、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2000」(シスメックス社製)等を用いて求めることができる。
In addition, the toner used in the present embodiment is a substantially spherical toner, and is formed so that its circularity is in the range of 0.900 to 0.960. By using such a toner, a high-quality image having excellent transferability and no dust can be obtained.
The circularity of the toner is a value obtained by dividing the perimeter of an equivalent circle having the same area as the projected area by the perimeter of the actual particles, and is a flow type particle image analyzer “FPIA-2000” (manufactured by Sysmex Corporation). Etc. can be obtained.
また、本実施の形態にて用いられるトナーは、その中に含まれるポリエステル系樹脂のテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布において、その分子量2500〜10000の領域にメインピークが存在し、その数平均分子量が2500〜50000の範囲になるように形成されたものである。このようなトナーを用いることで、耐熱保存性が最適化され、良好な低温定着性、耐ホットオフセット性を得ることができる。 Further, the toner used in the present embodiment has a main peak in the molecular weight range of 2500 to 10,000 in the molecular weight distribution of the tetrahydrofuran-soluble portion of the polyester resin contained therein, and the number average molecular weight thereof. It is formed to be in the range of 2500 to 50000. By using such a toner, heat-resistant storage stability is optimized, and good low-temperature fixability and hot offset resistance can be obtained.
また、本実施の形態にて用いられるトナーは、その中に含まれるポリエステル系樹脂のガラス転移点が40〜65℃であり、その酸価が1〜30mgKOH/gとなるように形成されたものである。このようなトナーを用いることによって、低定着性、耐オホットフセット性を向上させることができる。 The toner used in the present embodiment is formed such that the polyester resin contained therein has a glass transition point of 40 to 65 ° C. and an acid value of 1 to 30 mg KOH / g. It is. By using such a toner, it is possible to improve the low fixing property and the resistance to hot offset.
以下、図5にて、第2誘導加熱部34により加圧ベルト42を加熱することによって定着装置の昇温時間が短縮化される効果を確認するために、本願発明者がおこなった実験について説明する。
図5は、加圧補助ローラ(又は加圧ローラ)の昇温特性を示すグラフである。図5において、実線Rは、第2誘導加熱部34によって加圧ベルト42を加熱する定着装置(本実施の形態における定着装置である。)における、加圧補助ローラ30の昇温特性を示す。また、破線Sは、加圧ローラ内にハロゲンランプ(ヒータランプ)を内設した定着装置(上述した特許文献1等における定着装置である。)における、加圧ローラの昇温特性を示す。
Hereinafter, in FIG. 5, an experiment conducted by the present inventor in order to confirm the effect of shortening the heating time of the fixing device by heating the
FIG. 5 is a graph showing the temperature rise characteristics of the pressure auxiliary roller (or pressure roller). In FIG. 5, a solid line R indicates a temperature rise characteristic of the
実線Rに係わる定着装置と破線Sに係わる定着装置とにおいて、加圧部材の加熱方式以外の条件は同等とした。双方の画像形成装置における作像線速(及び、記録媒体の搬送速度)は185mm/秒に設定した。ここで、厚さ(紙厚)が100g/m2の記録媒体P上に0.9mg/cm2のトナーが付着している場合(ベタ画像作像時である。)、定着性を満足するために、定着補助ローラ20の温度が165℃に達していて、加圧補助ローラ30(又は加圧ローラ)の温度が80℃に達している必要がある。実験は、室温及び装置内温度が20℃の状態から、定着ベルト22及び加圧ベルト42(又は加圧ローラ)の昇温を開始した。具体的に、第1誘導加熱装置24には1100Wの電力を供給して、第2誘導加熱装置34(又は、ハロゲンヒータ)には350Wの電力を供給した。
The fixing device related to the solid line R and the fixing device related to the broken line S were the same except for the heating method of the pressure member. The image forming linear speed (and the recording medium conveyance speed) in both image forming apparatuses was set to 185 mm / sec. Here, when 0.9 mg / cm 2 of toner adheres to the recording medium P having a thickness (paper thickness) of 100 g / m 2 (when a solid image is formed), the fixing property is satisfied. Therefore, the temperature of the
その結果、ハロゲンヒータを用いた定着装置では加圧ローラ表面が80℃に達するまでの昇温時間が40秒であったのに対して、本実施の形態における定着装置では加圧補助ローラ表面が80℃に達するまでの昇温時間が30秒であった。このとき、定着補助ローラ20及び定着ベルト22の温度が165℃(定着可能温度)に達するまでの時間は、ハロゲンヒータを用いた定着装置が28秒であったのに対して、本実施の形態における定着装置では26秒であった。これは、加圧部材側の温度上昇が速い分だけ、定着部材側の熱量が移動しにくくなるためである。
このように、第2誘導加熱部34によって加圧ベルト42を加熱することにより、ウォームアップから作像開始までの所要時間が短縮される。さらに、電磁誘導加熱方式を用いて加圧ベルト42を加熱する定着装置は、ハロゲンヒータを用いた定着装置のように立ち上がり時間の短縮を目的として加圧ローラ内のヒータを断続的にオン・オフする必要がないので、省エネルギー化が向上する。
As a result, in the fixing device using the halogen heater, the temperature rising time until the pressure roller surface reaches 80 ° C. is 40 seconds, whereas in the fixing device in the present embodiment, the pressure auxiliary roller surface is The temperature rising time until reaching 80 ° C. was 30 seconds. At this time, the time required for the temperature of the
Thus, by heating the
以上説明したように、本実施の形態では、熱容量が小さな加圧ベルト42を設置して、電磁誘導加熱方式によって定着ベルト22を加熱するとともに、電磁誘導加熱方式によって加圧ベルト42を加熱しているために、昇温特性がさらに向上される、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、定着ベルト22及び第1支持ローラ21がどちらも第1誘導加熱部24によって電磁誘導加熱されて、加圧ベルト22及び第2支持ローラ41がどちらも第2誘導加熱部34によって電磁誘導加熱される構成とした。これに対して、定着ベルト22及び第1支持ローラ21のうちいずれか一方のみが第1誘導加熱部24によって電磁誘導加熱され、加圧ベルト42及び第2支持ローラ41のうちいずれか一方のみが第2誘導加熱部34によって電磁誘導加熱される構成とすることもできる。例えば、定着ベルト22や加圧ベルト42に発熱層を設けない場合には、第1支持ローラ21や第2支持ローラ41のみが誘導加熱部24、34によって電磁誘導加熱されて、定着ベルト22や加圧ベルト42を加熱する加熱部材として機能する。そのような場合も、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, both the fixing
また、本実施の形態では、定着ベルト22や加圧ベルト42の外周面に対向する位置に誘導加熱部24、34を配設したが、支持ローラ21、41の外周面に対向するように誘導加熱部24、34を配設することもできる。すなわち、誘導加熱部24、34を、定着ベルト22や加圧ベルト42を介することなく、支持ローラ21、41に直接的に対向させることができる。そのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and it is obvious that the present embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the present embodiment. is there. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the present embodiment, and the number, position, shape, and the like suitable for implementing the present invention can be achieved.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
19 定着装置、
20 定着補助ローラ(ローラ部材)、
21 第1支持ローラ(ローラ部材)、
22 定着ベルト、
24 第1誘導加熱部、
25、35 コイル部、 26、36 コア部、
30 加圧補助ローラ(ローラ部材)、
34 第2誘導加熱部、
41 第2支持ローラ(ローラ部材)、
42 加圧ベルト、
61 主電源、 62 補助電源。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
19 fixing device,
20 Fixing auxiliary roller (roller member),
21 first support roller (roller member),
22 fixing belt,
24 1st induction heating part,
25, 35 coil part, 26, 36 core part,
30 Pressure auxiliary roller (roller member),
34 Second induction heating unit,
41 second support roller (roller member),
42 pressure belt,
61 Main power, 62 Auxiliary power.
Claims (16)
複数のローラ部材に張架されるとともに、前記第1誘導加熱部によって発生された前記磁束によって直接的又は間接的に加熱されてトナー像を溶融して記録媒体上に定着する定着ベルトと、
複数のローラ部材に張架されるとともに、圧接する前記定着ベルトとの間に搬送される前記記録媒体を加圧する加圧ベルトと、
磁束を発生させて当該磁束によって前記加圧ベルトを直接的又は間接的に加熱する第2誘導加熱部と、
を備えたことを特徴とする定着装置。 A first induction heating unit for generating magnetic flux;
A fixing belt stretched over a plurality of roller members and heated directly or indirectly by the magnetic flux generated by the first induction heating unit to melt and fix the toner image on a recording medium;
A pressure belt that is stretched between a plurality of roller members and pressurizes the recording medium conveyed between the pressure-contacting fixing belt;
A second induction heating unit that generates magnetic flux and heats the pressure belt directly or indirectly by the magnetic flux;
A fixing device comprising:
前記加圧ベルトは、第2支持ローラと加圧補助ローラとに張架され、
前記定着補助ローラ及び前記加圧補助ローラは、前記定着ベルト及び前記加圧ベルトを介して圧接することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing belt is stretched between a first support roller and a fixing auxiliary roller,
The pressure belt is stretched between a second support roller and a pressure auxiliary roller,
The fixing device according to claim 1, wherein the auxiliary fixing roller and the auxiliary pressure roller are in pressure contact with each other via the fixing belt and the pressure belt.
前記第2誘導加熱部は、前記加圧ベルトを介して前記第2支持ローラに対向するとともに、前記加圧ベルト及び前記第2支持ローラのうち少なくとも一方を電磁誘導加熱することを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 The first induction heating unit faces the first support roller via the fixing belt, and electromagnetically heats at least one of the fixing belt and the first support roller,
The second induction heating unit opposes the second support roller via the pressure belt, and electromagnetically heats at least one of the pressure belt and the second support roller. Item 3. The fixing device according to Item 2.
3.0≦Dv≦7.0
1.00≦Dv/Dn≦1.20
なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の定着装置。 The toner relating to the toner image has a weight average particle diameter of Dv (μm) and a number average particle diameter of Dn (μm).
3.0 ≦ Dv ≦ 7.0
1.00 ≦ Dv / Dn ≦ 1.20
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is formed so as to satisfy the following relationship.
The image forming apparatus according to claim 15, further comprising a developing unit that stores a developer composed of a carrier and toner related to the toner image and develops a latent image formed on the image carrier.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008139864A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Toshiba Corp | Fixing device for image forming apparatus |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002169415A (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming device provided therewith |
JP2003131516A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-09 | Oki Data Corp | Fixing device |
JP2004020776A (en) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Sharp Corp | Fixing device |
JP2005173445A (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2005181860A (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2005301200A (en) * | 2004-03-17 | 2005-10-27 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2006098901A (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
-
2006
- 2006-07-21 JP JP2006199010A patent/JP2008026588A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002169415A (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming device provided therewith |
JP2003131516A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-09 | Oki Data Corp | Fixing device |
JP2004020776A (en) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Sharp Corp | Fixing device |
JP2005173445A (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2005181860A (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2005301200A (en) * | 2004-03-17 | 2005-10-27 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2006098901A (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008139864A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Toshiba Corp | Fixing device for image forming apparatus |
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