JP2008058833A - Fixing device, and image forming apparatus with the fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置における定着装置及びこの定着装置を備えている画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer, and an image forming apparatus including the fixing device.
一般的に、とくに白黒画像形成装置では定着ニップの下流側に先端の尖った爪状の部材を当接して用紙の分離を行っているが色々な条件下では分離が不十分となり、用紙ジャムが発生することがあった。
また、カラー画像形成装置では白黒画像形成装置に比べ画質に対する要求が厳しく、白黒画像形成装置で主に用いられてきた定着部材に先端の尖った爪状の部材を当接させて強制分離するような方法は、直接定着部材に接する部分にて定着部材の表面性が他の部分と異なってしまうことに起因して、例えば、画像光沢ムラのような画質劣化を招いてしまう。
画像形成装置における用紙ジャム発生、画像光沢ムラのような画質劣化等の不都合を解消するために、従来から定着部の温度を制御する技術が種々提案されている(例えば、特許文献1乃至6参照)。
In general, in black and white image forming apparatuses, a paper sheet is separated by contacting a claw-like member with a sharp tip at the downstream side of the fixing nip. However, under various conditions, the separation becomes insufficient and a paper jam occurs. It sometimes occurred.
In addition, the color image forming apparatus is more demanding of image quality than the black and white image forming apparatus, and the fixing member which is mainly used in the black and white image forming apparatus is brought into contact with a claw-like member with a sharp tip to forcibly separate the color image forming apparatus. This method causes deterioration in image quality such as uneven image gloss, for example, because the surface property of the fixing member is different from other portions at the portion that directly contacts the fixing member.
Various techniques for controlling the temperature of the fixing unit have been proposed in order to eliminate inconveniences such as the occurrence of paper jam in the image forming apparatus and image quality deterioration such as uneven image gloss (see, for example, Patent Documents 1 to 6). ).
特許文献1では、定着分離ローラから冷却した空気を吹き付ける技術、特許文献2では、用紙サイズに応じて遮蔽板を移動させ、加熱手段からの熱を遮る技術そして特許文献3では、遮蔽板を用い、非通紙部へのヒータからの照射を少なくする技術等が開示されている。
特許文献4及び5では、定着ベルトを用いた場合のベルトと用紙の剥離時の温度及び冷却方法について記載している。それぞれ冷却手段を設けているので冷却効果は認められるが、特別な冷却手段を用いていること、ベルト定着方式を用いているため部品点数が多くなっていること、それぞれから、コスト面で高価になってしまう点、スペースが必要となる点が課題として挙げられる。
In Patent Document 1, a technique of blowing cooled air from a fixing separation roller, in
また、特許文献6では、定着ローラを用いて冷却手段を併せ持っていることが開示されている。冷却手段による効果は認められるが、ニップ部から冷却分離までの用紙がローラと接する部分においてヒータの熱を直接受けるので当該部分での冷却効果が得られないばかりかヒータ点灯のタイミングによっては逆に加熱されてしまうことがあり、さらに、特別な冷却手段を用いることによるコストアップが課題として挙げられる。
しかしながら、前述の従来技術においては、用紙が定着ニップにて加熱された後、定着部材から分離される時に十分冷却されることによる画質向上を目的としている。冷却されることによる他の効果として定着部材からの用紙の分離性が挙げられる。
そこで、カラー画像形成装置においては、例えば、定着部材に微小なギャップを持って近接された通紙幅全域に渡る板状部材(分離板)のような非接触式の分離方法が用いられているが、接触式に比べて分離性能が低下することは否めない。分離性能に寄与する要因として用紙と定着部材が分離する時の定着部材温度が挙げられる。
However, the above-described prior art aims at improving image quality by sufficiently cooling the sheet when it is separated from the fixing member after being heated at the fixing nip. Another effect of cooling is separation of the paper from the fixing member.
Therefore, in a color image forming apparatus, for example, a non-contact type separation method such as a plate-like member (separation plate) over the entire sheet passing width adjacent to the fixing member with a minute gap is used. It cannot be denied that the separation performance is lowered as compared with the contact type. A factor contributing to the separation performance is the fixing member temperature when the paper and the fixing member are separated.
特許文献5の記載にあるように冷却された時のほうが、「トナー同士の凝集力」>「トナーと定着部材の接着力」の傾向が強くなり分離性能が向上する。従来技術において冷却手段について開示されているが、ベルト定着装置である点、特別な冷却手段を用いている点から、コスト面、スペース面での課題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、汎用的に用いられかつ構成も簡素であるローラ定着方式における分離部での定着ローラの温度冷却を安価かつ省スペースな構成で達成することにより、定着ローラからの記録媒体(用紙)の分離性能を向上する定着装置及びこれを含んでいる画像形成装置を提供することにある。
As described in
Accordingly, an object of the present invention is to achieve temperature cooling of the fixing roller at the separation unit in a roller fixing method that is used for general purposes and has a simple configuration in consideration of the above-described situation, with an inexpensive and space-saving configuration. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fixing device that improves the separation performance of the recording medium (paper) from the fixing roller and an image forming apparatus including the fixing device.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、内部に加熱源を有する回転自在な定着ローラと、この定着ローラと圧接して加圧する加圧ローラを含み、前記定着ローラと前記加圧ローラのニップ部間で未定着のトナー画像を記録媒体とともに加熱及び加圧して定着する定着装置において、未定着画像の定着に必要な定着ローラ温度をT1、前記記録媒体が前記ニップ部を通過後前記定着ローラから剥離する際の分離抵抗力が所定の値以下となる定着ローラ温度をT2とした時、前記ニップ部直前の定着ローラ温度TinがT1以上、前記ニップ部直後の定着ローラ温度ToutがT2以下であり、かつT1>T2に制御される定着装置を特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 includes a rotatable fixing roller having a heating source therein, and a pressure roller that presses and presses the fixing roller. In a fixing device for fixing an unfixed toner image by heating and pressing with a recording medium between nip portions of the pressure roller, the fixing roller temperature required for fixing the unfixed image is T1, and the recording medium is the nip portion. When the fixing roller temperature at which the separation resistance when separating from the fixing roller after passing through the fixing roller becomes T2 or less is T2, the fixing roller temperature Tin immediately before the nip portion is T1 or more and the fixing roller immediately after the nip portion The fixing device is characterized in that the temperature Tout is equal to or lower than T2 and T1> T2.
また、請求項2に記載の発明は、前記定着ローラ内部に配置されかつ前記定着ローラ内を選択的に遮蔽する遮蔽部材を有する請求項1記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記遮蔽部材が、前記定着ローラと前記加圧ローラにより形成されるニップ近傍部を遮蔽しかつ加熱源から前記ニップ部の直接加熱を避ける請求項2記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記遮蔽部材が、前記定着ローラ内を移動可能に構成されている請求項3記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記遮蔽部材の遮蔽範囲を変更可能に構成している請求項3記載の定着装置を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the first aspect, further comprising a shielding member that is disposed inside the fixing roller and selectively shields the inside of the fixing roller.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the shielding member shields a portion near the nip formed by the fixing roller and the pressure roller, and avoids direct heating of the nip portion from a heating source. Features a fixing device.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the third aspect, wherein the shielding member is configured to be movable in the fixing roller.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the third aspect, wherein the shielding range of the shielding member is changeable.
また、請求項6に記載の発明は、前記遮蔽部材は、記録媒体搬送速度に応じて、当該遮蔽部材の位置及び範囲を選択する請求項4又は5記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記遮蔽部材は、設置環境に応じて、当該遮蔽部材の位置及び範囲を選択する請求項4又は5記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、前記遮蔽部材は、通紙枚数に応じて、当該遮蔽部材の位置及び範囲を変更していく請求項4又は5記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、前記遮蔽部材が、ウォームアップ動作時、待機時、通紙時において、それぞれ異なるその位置及び範囲を選択する請求項4又は5記載の定着装置を特徴とする。
The invention according to
The invention according to claim 7 is characterized in that the shielding member selects the position and range of the shielding member according to an installation environment.
The invention according to
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the fourth or fifth aspect, wherein the shielding member selects different positions and ranges at the time of warm-up operation, standby, and paper passing. To do.
また、請求項10に記載の発明は、前記遮蔽部材は、通紙する記録媒体サイズに応じて、当該遮蔽部材の位置及び範囲を変更していく請求項5記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項11に記載の発明は、前記定着ローラからの記録媒体分離手段として、非接触の分離手段を有する請求項1乃至10のいずれか1項記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項12に記載の発明は、前記記録媒体分離手段と前記定着ローラのギャップから前記ニップ部に向けて送風する送風手段を有する請求項11記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項13に記載の発明は、電子写真方式を実施する画像形成装置において、請求項1乃至12のいずれか1項記載の定着装置を備えている画像形成装置を特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the fifth aspect, wherein the shielding member changes a position and a range of the shielding member according to a size of a recording medium to be passed.
The invention according to claim 11 is characterized in that the fixing device according to any one of claims 1 to 10 has a non-contact separating means as a recording medium separating means from the fixing roller.
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the eleventh aspect, further comprising a blowing unit that blows air from a gap between the recording medium separating unit and the fixing roller toward the nip portion.
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus that implements an electrophotographic system, wherein the image forming apparatus includes the fixing device according to any one of the first to twelfth aspects.
本発明によれば、定着に必要な定着ローラ温度をT1、記録媒体(用紙)がニップ部を通過後定着ローラから剥離する際の分離力が所定の値以下となる定着ローラ温度をT2とした時に、定着ローラと加圧ローラにより形成されるニップ部直前の定着ローラ温度がT1以上、ニップ部直後の定着ローラ温度がT2以下であり、かつT1>T2に制御しているので、定着ローラからの記録媒体の分離を安価な構成で達成することができる。 According to the present invention, the fixing roller temperature required for fixing is T1, and the fixing roller temperature at which the separation force when the recording medium (paper) is separated from the fixing roller after passing through the nip portion is equal to or less than a predetermined value is T2. Sometimes, the fixing roller temperature immediately before the nip formed by the fixing roller and the pressure roller is T1 or more, the fixing roller temperature immediately after the nip is T2 or less, and T1> T2 is controlled. The recording medium can be separated with an inexpensive configuration.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」という)に適用した実施の形態について説明する。
図1は本発明を実施するプリンタの実施の形態を示す概略構成図である。このプリンタAは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの4つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An embodiment in which the present invention is applied to a color laser printer (hereinafter simply referred to as “printer”) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a printer embodying the present invention. The printer A constitutes a tandem image forming unit by arranging four image forming units of yellow, cyan, magenta, and black side by side.
タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段である画像形成手段13Y、13C、13M、13Kが、図中、左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。
また、タンデム画像形成部においては、個々の画像形成手段13Y、13C、13M、13Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体12Y、12C、12M、12Kの周りに、帯電装置、現像装置10Y、10C、10M、10K、感光体クリーニング装置等を備えている。
プリンタAの上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル2Y、2C、2M、2Kが配置されている。そして、このトナーボトル2Y、C、M、Kから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色現像装置10Y、10C、10M、10Kに各色トナーが補給される。
In the tandem image forming unit,
In the tandem image forming unit, each of the
At the top of the printer A,
また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書き込みユニット9を設ける。この光書き込みユニット9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体12Y、12C、12M、12Kの表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
また、タンデム画像形成部の直ぐ上には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト1を設けている。この中間転写ベルト1は、支持ローラ1a、1bに掛け回され、この支持ローラのうち、駆動ローラ1aの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。
An
Further, an intermediate transfer belt 1 in the form of an endless belt is provided as an intermediate transfer member immediately above the tandem image forming unit. The intermediate transfer belt 1 is wound around
この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト1が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ1bが回転する。中間転写ベルト1の内側には、感光体12Y、12C、12M、12K上に形成されたトナー像を中間転写ベルト1上に転写するための1次転写装置11Y、11C、11M、11Kを設ける。
また、1次転写装置11Y、11C、11M、11Kより中間転写ベルト1の駆動方向下流に2次転写装置としての2次転写ローラ4を設ける。この2次転写ローラ4と中間転写ベルト1を挟んで反対の側には、支持ローラ1bが配置されており、押圧部材としての機能を果たしている。
また、給紙カセット8、給紙コロ7、レジストローラ6等を備えている。さらに、2次転写ローラ4によりトナー画像を転写された記録媒体Sの進行方向に関して2次転写ローラ4の下流部には、記録媒体S上のトナー画像を定着する定着装置5、排紙ローラ3を備えている。
When this drive motor is driven, the intermediate transfer belt 1 rotates counterclockwise in the figure and the
Further, a secondary transfer roller 4 as a secondary transfer device is provided downstream of the
Further, a
次に、上記プリンタAの動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体12Y、12C、12M、12Kを回転し、これらの感光体12Y、12C、12M、12Kの回転とともに、まず、帯電装置で感光体12Y、12C、12M、12Kの表面を一様に帯電する。
次いで、画像データを光書き込みユニット9からのレーザによる書き込み光を照射して感光体12Y、12C、12M、12K上に静電潜像を形成する。その後、現像装置10Y、10C、10M、10Kによりトナーが付着され、静電潜像を可視像化して各感光体ド12Y、12C、12M、12K上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。
Next, the operation of the printer A will be described. The
Next, the image data is irradiated with laser writing light from the
また、図示してない駆動モータで駆動ローラ1aを回転駆動して他の従動ローラ1b、2次転写ローラ4を従動回転し、中間転写ベルト1を回転搬送して、その可視像を1次転写装置11Y、11C、11M、11Kで中間転写ベルト1上に順次転写する。
これによって中間転写ベルト1上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体12Y、12C、12M、12Kの表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃し、再度の画像形成に備える。
また、上記画像形成のタイミングに合わせて、給紙カセット8からは記録媒体S先端が給紙コロ7により繰り出され、レジストローラ6まで搬送され、いったん停止する。そして、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、2次転写ローラ4と中間転写ベルト1の間に搬送される。
Further, the driving roller 1a is rotationally driven by a driving motor (not shown), the other driven
As a result, a composite color image is formed on the intermediate transfer belt 1. The surface of the photoconductors 12Y, 12C, 12M, and 12K after image transfer is cleaned by removing residual toner with a photoconductor cleaning device to prepare for image formation again.
In accordance with the timing of image formation, the leading edge of the recording medium S is fed from the
ここで、中間転写ベルト1と2次転写対向ローラ4とは記録媒体Sを挟んでいわゆる2次転写ニップを形成し、2次転写ローラ4にて中間転写ベルト1上のトナー像を記録媒体S上に2次転写する。
画像転写後の記録媒体Sは定着装置5へと送り込まれ、加熱源14を内部に有し、温度制御手段によって表面を所定の温度に維持される定着ローラ15と、この定着ローラ15に対向しかつ定着ローラ15に圧接される加圧ローラ16によりニップ部(定着ニップ部)が形成され、このニップ部が記録媒体Sを挟持・搬送することによって記録媒体S上のトナー像を加熱・加圧して記録媒体Sに定着させる。
また、ニップ部から排出された記録媒体Sは分離部材(図示せず)により分離された後、排紙ローラ3から機外に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト1は、中間転写体クリーニング装置18で、画像転写後に中間転写ベルト1上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
Here, the intermediate transfer belt 1 and the secondary transfer counter roller 4 form a so-called secondary transfer nip across the recording medium S, and the secondary transfer roller 4 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 1 to the recording medium S. Secondary transfer on top.
The recording medium S after the image transfer is sent to the
The recording medium S discharged from the nip portion is separated by a separation member (not shown) and then discharged from the
上述したように、定着装置5は、定着ローラ15に圧接される加圧ローラ16により形成されたニップ部に記録媒体Sを挟持・搬送することで記録媒体S上のトナー像を加熱・加圧して記録媒体Sに定着させる。本発明に関する定着装置5において、トナー像を記録媒体Sに定着させるためには定着ニップ部での所定の定着温度、所定の圧力、所定の加熱加圧時間が必要である。
この所定の条件は主にトナーの特性に起因するもの、トナーの単位面積当たりの付着量、装置の設置環境、記録媒体(用紙)の種類等により決定するが、それらはその定着装置により固有の範囲を持った値である。
As described above, the fixing
This predetermined condition is mainly determined by the characteristics of the toner, the amount of toner adhered per unit area, the installation environment of the apparatus, the type of recording medium (paper), etc., and these are specific to the fixing device. A value with a range.
ここで、以上の種々の条件から決定されるトナー像を記録媒体に定着させる定着最適温度をT1とする。最適温度は範囲を持った値であるが、ここでは最適範囲中の下限を示す意味合いが大きい。次に、定着ニップ部から排出される記録媒体の定着ローラ15からの分離について考える。
従来技術に関連して述べているように記録媒体の分離に対して定着温度は低い方が有利である。定着ローラ15からの記録媒体分離の条件もその定着装置により固有の範囲を持った値であるが、定着ローラ15からの分離を達成できる上限温度をT2とする。
ここで、分離達成可否を判断する指標として定着ニップ部を通過した記録媒体(用紙)と定着ローラ15の剥離力を考える。トナーの付着量を一定の値になるように統一された記録媒体を定着装置に通過させる。
Here, T1 is the optimum fixing temperature for fixing the toner image determined from the above various conditions on the recording medium. The optimum temperature is a value having a range, but here, the significance of indicating the lower limit in the optimum range is large. Next, separation of the recording medium discharged from the fixing nip portion from the fixing
As described in connection with the prior art, it is advantageous that the fixing temperature is lower for the separation of the recording medium. The condition for separating the recording medium from the fixing
Here, as an index for determining whether or not separation can be achieved, the peeling force between the recording medium (paper) that has passed through the fixing nip and the fixing
図2は記録媒体の押し付け力を測定する測定装置を説明する概略図である。図2において、記録媒体Sは測定爪28に押し付けられる形で搬送される。この時の押し付け力を測定爪28他端に設けたロードセル27により読み取る。測定爪28は、図2に示すように、定着ニップ部直後、定着ローラ15側に設けられる。
ロードセル27により読み取られた値が記録媒体Sを定着ローラ15から剥離するのに必要な力であり、これを分離抵抗力とする。この所定の条件の基に測定された分離抵抗力の大小により定着ローラ15からの記録媒体Sの分離が可能か否かを判断する。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a measuring apparatus for measuring the pressing force of the recording medium. In FIG. 2, the recording medium S is conveyed while being pressed against the measuring
The value read by the
図3は定着温度と定着ローラと記録媒体の分離抵抗力の関係をグラフで示す図である。図3には、定着温度を横軸に、定着ローラ15(図1)と記録媒体S(図1)の分離抵抗力を縦軸に取ったグラフの一例を示している。
個々の値については、装置固有の条件、設置環境等外的条件により変動するけれども、その傾向は同一であり、定着最適温度付近をピークとし、遠ざかるにつれ分離抵抗力は減少していく。
本例の場合で、定着温度160℃〜170℃の分離抵抗力をピークに、定着温度が低くなるとそれに伴って分離抵抗力も低くなっている。この定着装置においては分離抵抗力が30gf以下であれば、定着ローラ15から記録媒体Sの分離が達成できることが判っている。
ここで言う分離が達成できるレベルは、分離部材として分離爪を用いている場合は記録媒体Sの先端までトナー画像が印字された状態においても記録媒体Sがジャムすることなく通紙可能であることを言う。分離部材として非接触の分離板を用いている場合は記録媒体Sの先端余白を2mm確保して印字された状態において記録媒体Sがジャムすることなく通紙可能であることを言う。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the fixing temperature and the separation resistance of the fixing roller and the recording medium. FIG. 3 shows an example of a graph in which the fixing temperature is plotted on the horizontal axis and the separation resistance between the fixing roller 15 (FIG. 1) and the recording medium S (FIG. 1) is plotted on the vertical axis.
The individual values vary depending on the conditions specific to the apparatus and external conditions such as the installation environment, but the tendency is the same, with the peak around the optimum fixing temperature, and the separation resistance decreases as the distance increases.
In the case of this example, the separation resistance at a fixing temperature of 160 ° C. to 170 ° C. is peaked, and as the fixing temperature decreases, the separation resistance decreases accordingly. In this fixing device, it has been found that separation of the recording medium S from the fixing
The level at which the separation can be achieved here is that when the separation claw is used as the separation member, the recording medium S can be passed through without jamming even when the toner image is printed up to the tip of the recording medium S. Say. When a non-contact separating plate is used as the separating member, it means that the recording medium S can be passed through without jamming in a state where the margin of the leading edge of the recording medium S is secured to 2 mm.
図4は定着最適温度T1と定着温度T2の関係をグラフで示す図である。本実施の形態の定着装置においては、定着最適温度は160℃〜180℃である。このT1とT2の関係を図4に示している。図中、曲線は図3に示した分離抵抗力と定着温度の関係であり、横破線で示す線が分離可能な分離抵抗力上限とする。
この曲線と横破線の交点で示される定着温度が上述のT2である。一方、定着可能最適温度T1を縦破線にて示す。先に述べた通り、図4に示す定着最適温度近傍における分離抵抗力はそのピーク値を取り、定着最適領域と分離可能領域が両立する範囲が得られないことが多い。その分離抵抗力は定着最適温度T1から10℃〜20℃低下すると半減し、この時、分離可能領域となっている場合が多い。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the optimum fixing temperature T1 and the fixing temperature T2. In the fixing device of the present embodiment, the optimum fixing temperature is 160 ° C. to 180 ° C. The relationship between T1 and T2 is shown in FIG. In the figure, the curve is the relationship between the separation resistance shown in FIG. 3 and the fixing temperature, and the upper limit of the separation resistance is separable by the line shown by the horizontal broken line.
The fixing temperature indicated by the intersection of this curve and the horizontal broken line is T2 described above. On the other hand, the optimum fixing temperature T1 is indicated by a vertical broken line. As described above, the separation resistance in the vicinity of the optimum fixing temperature shown in FIG. 4 takes its peak value, and it is often impossible to obtain a range in which the optimum fixing region and the separable region are compatible. The separation resistance decreases by half when the fixing temperature decreases by 10 ° C. to 20 ° C. from the optimum fixing temperature T1, and at this time, it is often a separable region.
図5は定着装置の定着ローラと加熱ローラを示す概略図である。ここで、定着温度Tについて図5に示すようにニップ部入口温度Tinとニップ部出口温度Toutに分けて考える。図5には、さらに、加熱源14、定着ローラ15、加圧ローラ16、温度制御手段17及び記録媒体Sを示している。
定着性を確保するために必要な熱量はTinからToutにかけての全域温度であるが、温度制御しているのはニップ部入口前の温度であり、ニップ部入口温度Tinが代表値として考えられる。
これに対し分離に影響する温度はニップ部直後のトナー温度であり、定着ニップ部から排出された直後の定着ローラ温度、すなわち、ニップ部出口温度Toutが代表値として考えられる。一般的には、定着最適温度T1、及び分離可能温度T2を考える場合はともにニップ部入口温度Tinを持って判断することが多い。
これはニップ部出口温度Toutがニップ部入口温度Tinからニップ部で奪われる熱量を一律に減じた温度と考えているからである。しかしながら、本発明では定着最適温度T1についてはニップ部入口温度Tin、分離可能温度T2についてはニップ部出口温度Toutにて考える。前述のようにニップ部前後では記録媒体及び加圧ローラ16に熱を奪われるためニップ部入口温度Tin>ニップ部出口温度Toutとなる。
FIG. 5 is a schematic view showing a fixing roller and a heating roller of the fixing device. Here, as shown in FIG. 5, the fixing temperature T is divided into a nip inlet temperature Tin and a nip outlet temperature Tout. FIG. 5 further shows the
The amount of heat necessary to ensure the fixability is the temperature across the entire region from Tin to Tout, but the temperature is controlled before the nip entrance, and the nip entrance temperature Tin is considered as a representative value.
On the other hand, the temperature affecting the separation is the toner temperature immediately after the nip portion, and the fixing roller temperature immediately after being discharged from the fixing nip portion, that is, the nip portion outlet temperature Tout is considered as a representative value. In general, when considering the optimum fixing temperature T1 and the separable temperature T2, the determination is often made with the nip inlet temperature Tin.
This is because the nip portion outlet temperature Tout is considered to be a temperature obtained by uniformly reducing the amount of heat taken in the nip portion from the nip portion inlet temperature Tin. However, in the present invention, the optimum fixing temperature T1 is considered as the nip inlet temperature Tin, and the separable temperature T2 is considered as the nip outlet temperature Tout. As described above, since the recording medium and the
図6は定着ローラ温度の温度推移の一例をグラフで示す図である。図6に示すように、通常、定着温度は、温度制御手段17(図5)によって、定着入口温度Tinを定着最適温度T1(以上)になるように制御される。
ニップ部出口温度Toutについては、とくに制御されていないが、上述のようにニップ部で熱を奪われるため、図中、破曲線で示すように、Tinの温度から奪熱分減じられた温度推移をニップ部入口からニップ部出口までの回転時間分遅れて現れる(ブロック矢印にて示す遅れ)。
今まで述べたニップ中で熱を奪われることによるニップ部入口温度Tinとニップ部出口温度Toutとの関係と、定着可能温度T1から一定の温度を減じた値が分離可能温度T2である関係から一般的な定着装置においてはこのニップ部出口温度Toutが分離可能温度T2以下となっていることが見受けられる。
FIG. 6 is a graph showing an example of the temperature transition of the fixing roller temperature. As shown in FIG. 6, the fixing temperature is normally controlled by the temperature control means 17 (FIG. 5) so that the fixing inlet temperature Tin becomes the optimal fixing temperature T1 (or higher).
The nip portion outlet temperature Tout is not particularly controlled, but heat is deprived at the nip portion as described above. Therefore, as shown by the broken curve in the figure, the temperature transition obtained by subtracting the deprived heat from the Tin temperature. Appears after the rotation time from the nip entrance to the nip exit (delay indicated by a block arrow).
From the relationship between the nip portion inlet temperature Tin and the nip portion outlet temperature Tout due to the heat deprived in the nip described above and the value obtained by subtracting a fixed temperature from the fixable temperature T1 is the separable temperature T2. In a general fixing device, it can be seen that the nip outlet temperature Tout is equal to or lower than the separable temperature T2.
ところが、定着温度制御は、通常、ニップ部入口温度近くの温度を検知しながら行っていてニップ部入口温度Tinを制御していると言ってよい。このため、ニップ部出口温度Toutは加熱源14の点灯タイミングによりTout>T2となってしまう場合がある。
これは図6中の円内に囲んで示す場合であり、図5の検知部温度Ts(Tin)が低くなると加熱源14は点灯される。この時、定着ローラ15(図5)は温度検知部のみならず全周にわたって加熱されるため、ニップ部出口温度Toutはその時の温度によることなく一律に加熱され、ニップ部出口温度Toutは上昇してしまう。
この時のニップ部出口温度Toutがニップ部可能温度T2ぎりぎりの値を示していた場合などは、図中、Tout’にて示すように分離可能範囲を逸脱してしまう結果となる。
このように、定着ローラ15上の温度検知している部分から下流範囲、主にニップ部分が必要以上に加熱され、かつ分離可能温度T2を越えてしまうことを防止するために、加熱源14の熱量をニップ部に直接与えないことを考える。
However, it can be said that the fixing temperature control is usually performed while detecting the temperature near the nip inlet temperature, and the nip inlet temperature Tin is controlled. For this reason, the nip portion outlet temperature Tout may become Tout> T2 depending on the lighting timing of the
This is a case surrounded by a circle in FIG. 6, and the
If the nip portion outlet temperature Tout at this time shows a value just below the nip portion possible temperature T2, for example, it results in deviating from the separable range as indicated by Tout 'in the figure.
In this way, in order to prevent the downstream range, mainly the nip portion, of the temperature detection portion on the fixing
図7は定着ローラのニップ部の内側と加熱源との間に設けられた遮蔽板を示す概略図である。図7に示すように、定着ローラ15内のニップ部の内側と加熱源14との間に遮蔽板19を設けることによりニップ部の直接加熱を防止する。図7には、さらに、加圧ローラ16、温度制御手段17、検知部温度Ts、ニップ部入口温度Tin及びニップ部出口温度Toutを示している。
この結果、図6のTout’に示した分離可能温度T2を越えていた定着ローラ温度挙動は、ニップ部入口温度Tinからニップ部による奪熱分を減じた破線Tに示す温度挙動となり、ニップ部出口温度Toutは分離可能温度T2以下に制御される。
このように、定着ローラ15内部に配置されかつこの定着ローラ15内を選択的に加熱することを可能とする遮蔽部材(遮蔽板)19を有するので、定着ローラ15からの記録媒体の分離を安価な構成で達成することができる。
また、遮蔽部材19は定着ローラ15と加圧ローラ16により形成されるニップ近傍部を遮蔽し、加熱源14からニップ部の直接加熱を避けるので、定着ローラ15からの記録媒体の分離を安価な構成で達成することができる。
FIG. 7 is a schematic view showing a shielding plate provided between the inside of the nip portion of the fixing roller and the heat source. As shown in FIG. 7, direct heating of the nip portion is prevented by providing a shielding
As a result, the fixing roller temperature behavior that has exceeded the separable temperature T2 indicated by Tout ′ in FIG. 6 becomes the temperature behavior indicated by the broken line T obtained by subtracting the amount of heat absorbed by the nip portion from the nip inlet temperature Tin, and the nip portion The outlet temperature Tout is controlled below the separable temperature T2.
As described above, since the shielding member (shielding plate) 19 disposed inside the fixing
Further, since the shielding
図8は遮蔽板の実施の形態を示す概略斜視図である。図8において、遮蔽板19は定着ローラ15内側に加熱源14と概略平行に配置され、通紙幅全域に渡りニップ部への熱量伝達を規制している。遮蔽板19の取り付け方法はその両端を筐体の一部に熱膨張吸収を考慮して段付きネジ等で固定されている。
定着ローラ15の肉厚、定着ローラ15の回転速度等の条件が異なる場合について考える。定着性を確保するための定着温度T1と分離性を確保するための定着温度T2を両立させる、遮蔽板19による遮蔽範囲及び遮蔽位置の適正範囲はその条件毎により異なる。
遮蔽位置及び遮蔽範囲は、定着ローラ15の肉厚、材質により決定される加熱源14からの熱を受け取る定着ローラ15の内周面からトナーに直接触れてその熱を与える外周面までの熱伝達時間、及びその伝達時間中に定着ローラ15が回転により移動する距離を考慮して決定する必要がある。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an embodiment of the shielding plate. In FIG. 8, the shielding
Consider a case where conditions such as the thickness of the fixing
The shielding position and shielding range are determined by heat transfer from the inner peripheral surface of the fixing
例えば、定着ローラ15の肉厚が厚くなるほど熱伝達時間が長くなるので定着ローラ15がより上流で受け取った熱量がニップ部でトナーに伝達されることになる。つまり、肉厚が厚いほどニップ部よりも上流を遮蔽する必要があり、遮蔽範囲を広くする必要が生じる。
ただし、肉厚が厚くなり、定着ローラ15の蓄熱量が大きくなると、ニップ部で奪われる熱量を定着ローラ15の蓄熱量で十分に補えるためにニップ部出口温度Toutの温度降下量が小さくなり、本発明の効果が小さくなることに注意が必要である。
同様に、定着ローラ15の回転速度が速いほど、定着ローラ15がより上流で受け取った熱量がニップ部でトナーに伝達されることになる。回転速度が速いほどニップ部よりも上流を遮蔽する必要があり、遮蔽範囲を上流側に配置する必要がある。
For example, as the thickness of the fixing
However, when the wall thickness is increased and the heat storage amount of the fixing
Similarly, as the rotation speed of the fixing
ここで、画素密度を上げるため高画質印字時は線速を半分にする等の線速可変の場合を考える。この場合、上述の理由から分離可能温度が最適に得られる遮蔽範囲又は位置は線速によって変化する。
このような場合には、遮蔽板19の範囲又は位置を可変とし線速により最適な範囲又は位置に変更することが考えられる。上述の理由から低速印字時は、図7に示すように、ニップ部を直接遮蔽する遮蔽板19の位置にすることが有効と考えられる。
このように、複数の記録媒体(用紙)搬送速度に応じて遮蔽板(遮蔽部材)19の位置及び範囲を選択しているので、記録媒体搬送速度により異なる分離最適条件に対応した定着ローラ15の記録媒体分離時温度を安価な構成で制御することによって定着ローラ15からの記録媒体の分離を達成することができる。
Here, in order to increase the pixel density, consider a case where the linear speed is variable, such as halving the linear speed during high-quality printing. In this case, the shielding range or position at which the separable temperature is optimally obtained varies depending on the linear velocity for the reasons described above.
In such a case, it is conceivable to change the range or position of the shielding
As described above, since the position and range of the shielding plate (shielding member) 19 are selected in accordance with the plurality of recording medium (paper) conveyance speeds, the fixing
図9は定着ローラの回転上流側に配置される遮蔽板を示す概略図である。また、高速印字時は、定着ローラの回転上流側に移動させた図9に示すような遮蔽板19位置とすることが有効と考えられる。図9には、さらに、加熱源14、定着ローラ15、加圧ローラ16、温度制御手段17、検知部温度Ts、ニップ部入口温度Tin及びニップ部出口温度Toutを示している。
FIG. 9 is a schematic view showing a shielding plate disposed on the upstream side of rotation of the fixing roller. In high-speed printing, it is considered effective to set the shielding
図10は2重構造とした遮蔽板を示す概略図である。また、同様に遮蔽範囲を変更する場合を考える。遮蔽範囲を変更する手段の一例として、図10に示すように、遮蔽板を2重構造とすることを考える。
同様に、上述の理由から低速印字時は、図10に示すように遮蔽板19と遮蔽板19aを2枚重ねた遮蔽範囲が狭い状態とすることで分離可能温度が最適となると考えられる。図10には、さらに、加熱源14、定着ローラ15、加圧ローラ16、温度制御手段17、検知部温度Ts、ニップ部入口温度Tin及びニップ部出口温度Toutを示している。
FIG. 10 is a schematic view showing a shield plate having a double structure. Similarly, consider a case where the shielding range is changed. As an example of the means for changing the shielding range, consider that the shielding plate has a double structure as shown in FIG.
Similarly, at the time of low-speed printing for the reasons described above, it is considered that the separable temperature is optimal by setting the shielding range in which two
図11は一方を移動可能にした2重構造の遮蔽板を示す概略図である。また、高速印字時は、図11に示すように遮蔽板19aを移動させ、遮蔽範囲を広い状態とすることで分離可能温度が最適となると考えられる。
図11には、さらに、加熱源14、定着ローラ15、加圧ローラ16、温度制御手段17、検知部温度Ts、ニップ部入口温度Tin及びニップ部出口温度Toutを示している。
このように、遮蔽部材(遮蔽板)19aは定着ローラ15内を移動可能に構成されているので、印刷条件により異なる分離最適条件に対応した定着ローラ15の記録媒体分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラ15からの記録媒体(用紙)の分離を達成することができる。
FIG. 11 is a schematic view showing a double-structured shielding plate in which one of the two is movable. In high-speed printing, it is considered that the separable temperature is optimal by moving the
FIG. 11 further shows the
Thus, since the shielding member (shielding plate) 19a is configured to be movable in the fixing
図12は遮蔽板位置可変機構の実施の形態を示す概略斜視図である。図12に示すように、遮蔽板19は両端を揺動可能な保持部材20によって保持されている。保持部材20は回転支点を中心に回転可能であり、図7及び図9に示したような遮蔽板19の可動範囲を移動させることが可能である。移動に際しては、図12に示すように、ソレノイド21と弾性部材22の組み合せで実施することが一般的である。
FIG. 12 is a schematic perspective view showing an embodiment of the shielding plate position varying mechanism. As shown in FIG. 12, the shielding
図13は遮蔽板移動の駆動源としてステッピングモータを使用する実施の形態を示す概略図である。また、遮蔽板を移動するために、図13に示すように、ステッピングモータ24を駆動源とすることも可能である。遮蔽板19の遮蔽位置を検出するために保持部材20の位置を検知する位置センサ23を設ける。
この位置センサ23により検出された位置情報に基づいて保持部材20に連結されたギヤ列25を介してステッピングモータ24を駆動制御して狙いの遮蔽範囲及び位置を得ることが可能となる。
ステッピングモータ24を用いた場合には、遮蔽板19位置の細かい変更制御が可能である。また、前記の移動可能な遮蔽板構成に固定された遮蔽板19aを組み合わせれば、図10及び図11に示した遮蔽範囲変更に対応することが可能となる。
遮蔽部材19は遮蔽範囲を変更可能に構成されているので、印刷条件により異なる分離最適条件に対応した定着ローラ15(図11)の記録媒体分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラ15からの記録媒体の分離を達成することができる。
FIG. 13 is a schematic view showing an embodiment in which a stepping motor is used as a driving source for moving the shielding plate. In order to move the shielding plate, a stepping
Based on the position information detected by the
When the stepping
Since the shielding
今まで述べてきたような遮蔽範囲及び位置変更を用いて最適分離条件の異なる状況に対応が可能となる。その1つとして装置設置環境により遮蔽範囲を変更することが考えられる。定着ローラ15の温度は温度検知手段17により温度検知しているので所定の温度に維持されているが、記録媒体が設置環境の影響を受けることで分離最適温度が変化してくる。
とくに、記録媒体の含水分によりこの記録媒体のこしが変化するため分離最適温度も変化することが考えられる。そこで、装置に温湿度検知手段を設け、その検出値により遮蔽範囲を切り換えることを考える。例えば、設置環境が高湿の場合は記録媒体のこしが弱く分離に対しては不利な状態である。
このような時は分離に有利なように図11に示すような遮蔽範囲を広くすることが考えられる。逆に、設置環境が低湿の場合には、図10に示すように遮蔽範囲を狭くすることが有効である。ここでは分離性に寄与の大きい湿度の場合について述べたが、環境温度によって切り換えることも考えられる。
By using the shielding range and position change as described above, it is possible to cope with different situations of optimum separation conditions. As one of them, it is conceivable to change the shielding range depending on the apparatus installation environment. Since the temperature of the fixing
In particular, it is conceivable that the optimum temperature for separation also changes because the strain of the recording medium changes due to the moisture content of the recording medium. Therefore, it is considered that the temperature / humidity detecting means is provided in the apparatus and the shielding range is switched depending on the detected value. For example, when the installation environment is high humidity, the recording medium is weak, which is disadvantageous for separation.
In such a case, it is conceivable to widen the shielding range as shown in FIG. Conversely, when the installation environment is low humidity, it is effective to narrow the shielding range as shown in FIG. Here, the case of humidity that greatly contributes to separation has been described, but switching according to the environmental temperature is also conceivable.
装置設置環境により遮蔽板(遮蔽部材)19の位置及び範囲を選択しているので、設置環境により異なる分離最適条件に対応した定着ローラ15の記録媒体分離時温度を安価な構成で制御することによって定着ローラ15からの記録媒体の分離を達成することができる。
同様に、通紙枚数により遮蔽範囲を変更することが考えられる。すなわち、通紙を繰り返すことにより加圧ローラ16の温度は上昇していく。この結果、定着性と分離性を両立させる定着温度範囲が変化してくる。そのため、通紙枚数により遮蔽板19の位置の補正をすることで通紙枚数に左右されずに定着性と分離性を両立させることが可能となる。
例えば、通紙枚数が少ない時は加圧ローラ16の温度は低い状態である。この時、加圧ローラ16からの熱が得られず、定着性の観点からは熱量が不足する状態であり、通紙初期は設定温度を高くすることで熱量不足を補うことが一般的に行われている。
一方、分離の観点からは、加圧ローラ16の温度が低い場合に、定着ローラ15に巻き付く方向に分離される傾向が確認されており、定着性とは逆に設定温度を低くする方向が有利である。
この通紙初期の相反する状態において、遮蔽板19による遮蔽範囲を図11に示すように広くすることでニップ入口温度Tinを高くしつつ、ニップ出口温度Toutを低く押さえることが可能となり、定着性と分離の両立が可能となる。
Since the position and range of the shielding plate (shielding member) 19 are selected according to the installation environment of the apparatus, the temperature at the time of recording medium separation of the fixing
Similarly, it is conceivable to change the shielding range depending on the number of sheets to be passed. That is, the temperature of the
For example, when the number of sheets to be passed is small, the temperature of the
On the other hand, from the viewpoint of separation, when the temperature of the
In the conflicting state at the initial stage of paper feeding, it is possible to keep the nip outlet temperature Tout low while keeping the nip inlet temperature Tin high by widening the shielding range by the shielding
また、通紙枚数が多くなるに従って、定着性、及び分離性に余裕が生じるので、定着温度を下げるとともに遮蔽板19の位置を図10に示すように遮蔽範囲を狭くしていくことでさらに熱量の余裕ができる。また、加圧ローラ16内に加熱源を有し、加圧ローラ16の温度を制御している定着装置の場合には、加圧ローラ16の制御温度により制御位置範囲を変更することもできる。
通紙時の遮蔽板最適位置は上述の通りである。装置の状態が異なる場合、例えば、ウォームアップ時、待機時における遮蔽板の適正範囲位置も異なってくる。ウォームアップ時は加熱源14の熱量は全て定着ローラ15に与えることが好ましい。
このように、通紙枚数に応じて遮蔽板(遮蔽部材)19の位置及び範囲を変更しているので、通紙枚数により異なる分離最適条件に対応した定着ローラ15の記録媒体分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラ15からの記録媒体の分離を達成することができる。
Further, as the number of sheets to be passed increases, there is a margin in fixing performance and separation performance. Therefore, the amount of heat is further increased by lowering the fixing temperature and narrowing the shielding range of the shielding
The optimum position of the shielding plate during paper feeding is as described above. When the state of the apparatus is different, for example, the appropriate range position of the shielding plate during warm-up and standby is also different. At the time of warm-up, it is preferable to apply all of the heat from the
As described above, since the position and range of the shielding plate (shielding member) 19 are changed according to the number of sheets to be passed, the recording medium separation temperature of the fixing
しかしながら、遮蔽板自体は熱を妨げるものなのでウォームアップ時の遮蔽範囲は設定可能な一番小さい範囲が良い(例えば、図10の状態)。また、温度検知手段17と遮蔽板19の位置関係であるが、定着ローラ15回転中は上流から蓄熱された状態の温度を検知するので温度検知手段17は遮蔽板19の遮蔽範囲直前の位置が好ましい。
しかし、ウォームアップ時の定着ローラ15の回転が停止している場合は、遮蔽板19の遮蔽範囲近傍にあると遮蔽の影響で定着ローラ15の昇温が鈍い部分の温度を検知することとなり、温度検知手段17は遮蔽板19に近すぎないほうが良い。このことからもウォームアップ時の遮蔽板19の遮蔽範囲は設定可能な最小な範囲が好ましい。
また、ウォームアップ終了直後のオーバーシュートがしばしば問題となることがあるが、ウォームアップ終了直前に遮蔽板19の遮蔽範囲を大きくすることで定着ローラ15の温度上昇速度を鈍化させ、オーバーシュートの軽減を図ることも可能である。
待機時は定着ローラ15全体が均一な温度分布で、正確に温度検知されていることが好ましい。このため、待機時の場合に遮蔽範囲はなるべく小さい方が良く(例えば、図10の状態)、また、温度検知手段17からも遠ざかっていることが好ましい。これはウォームアップ時と同様の理由である。
However, since the shielding plate itself blocks heat, the shielding range during warm-up is preferably the smallest range that can be set (for example, the state of FIG. 10). Further, the positional relationship between the
However, when the rotation of the fixing
Further, overshoot immediately after the end of warm-up is often a problem, but by increasing the shielding range of the shielding
During standby, it is preferable that the entire fixing
一般的に、記録媒体の分離はこの記録媒体のこしが弱くなる記録媒体端部が最も不利である。すなわち、定着性最適温度と分離可能温度のバランスを考える場合に記録媒体の端部を分離に対して余裕のある設定とし、その他の部分を定着性に対して余裕のある設定とすることが考えられる。
このように、ウォームアップ動作時、待機時、通紙時それぞれ異なる遮蔽板(遮蔽部材)19の位置及び範囲を選択するので、記録媒体分離とウォームアップ時間の短縮、通紙開始直後の温度落ち込み防止等の要求項目を成立することができる。
Generally, the separation of the recording medium is most disadvantageous at the end of the recording medium where the strain of the recording medium becomes weak. That is, when considering the balance between the optimum fixing temperature and the separable temperature, the end of the recording medium may be set with a margin for separation, and the other portions may be set with a margin for fixing. It is done.
As described above, the position and range of the shielding plate (shielding member) 19 that is different during warm-up operation, standby, and paper feeding are selected, so that the recording medium separation, the warm-up time is shortened, and the temperature drop immediately after the paper feeding starts. Request items such as prevention can be established.
図14は記録媒体幅方向によって遮蔽範囲の異なる遮蔽板の第1の実施の形態を示す概略斜視図である。図15は記録媒体幅方向によって遮蔽範囲の異なる遮蔽板の第2の実施の形態を示す概略斜視図である。ここで、図14及び図15に示すような記録媒体幅方向によって遮蔽範囲の異なる遮蔽板を考える。
遮蔽板19bは通紙可能最大記録媒体幅近傍のサイズに対応するものであり、両端部の遮蔽範囲が広くなるように中央部よりも回転方向の遮蔽範囲が広く設定されている。このように記録媒体端部の遮蔽範囲を広くすることで記録媒体端部のニップ部出口温度Toutは中央よりも低くなり分離最適となる。
FIG. 14 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a shielding plate having a different shielding range depending on the recording medium width direction. FIG. 15 is a schematic perspective view showing a second embodiment of a shielding plate having a different shielding range depending on the recording medium width direction. Here, consider shielding plates having different shielding ranges depending on the recording medium width direction as shown in FIGS.
The shielding plate 19b corresponds to the size in the vicinity of the maximum recording medium width through which paper can be passed, and the shielding range in the rotational direction is set wider than the central portion so that the shielding range at both ends is widened. By widening the shielding range at the end of the recording medium in this way, the nip exit temperature Tout at the end of the recording medium becomes lower than the center, and the separation is optimal.
通常、最大幅記録媒体の使用頻度が最も高いので、最大幅近傍の遮蔽範囲を大きくすることが有効である。遮蔽板19cは遮蔽板19bよりも小さいサイズの用紙に対応する幅の遮蔽範囲を大きくしている。ここで、遮蔽板19cは通紙される記録媒体のサイズに対応して移動可能である。
最大幅近傍に記録媒体を通紙する場合には、図14に示すように、遮蔽板19cは遮蔽板19bと重なる位置に配置され、遮蔽範囲は遮蔽板19bの遮蔽範囲と同じであり、大サイズ記録媒体端部のニップ部出口温度Toutが分離最適に制御される。
Usually, the maximum width recording medium is used most frequently, so it is effective to increase the shielding range near the maximum width. The shielding
When the recording medium is passed near the maximum width, as shown in FIG. 14, the shielding
一方、小サイズの記録媒体が通紙される場合は、図15に示すように、遮蔽板19cの遮蔽範囲の狭い部分に遮蔽板19cを回転移動させ、小サイズの記録媒体の端部近傍の遮蔽範囲が広くなるように設置する。このようにすることで小サイズ記録媒体端部のニップ部出口温度Toutが分離最適に制御される。
この時の遮蔽板19cの移動については、前述の図12及び図13の動作と同様である。また、記録媒体サイズにより移動可能である遮蔽板19の別の効果として小サイズ連続通紙時の端部温度上昇防止に用いることが考えられる。
小サイズ連続通紙時は記録媒体が通過する定着ローラ15の中央部のみが熱を奪われるため端部の温度が高くなり過ぎるものでああるが、小サイズ通紙時は遮蔽板の端部の遮蔽面積を大きく設定することにより定着ローラ15端部への熱量を小さくすることができるので、定着ローラの端部温度上昇を防止することができる。
このように、通紙する記録媒体のサイズにより遮蔽板(遮蔽部材)19の位置及び範囲を変更しているので、用紙サイズにより異なる分離最適条件に対応した定着ローラ15の記録媒体分離時温度を安価な構成で制御することによって定着ローラ15からの記録媒体の分離を達成することができる。
On the other hand, when a small-size recording medium is passed, as shown in FIG. 15, the shielding
About the movement of the shielding
At the time of small size continuous paper passing, only the central portion of the fixing
As described above, since the position and range of the shielding plate (shielding member) 19 are changed depending on the size of the recording medium to be passed, the recording medium separation temperature of the fixing
以上のように、遮蔽板19を用いてニップ部出口温度Toutを制御することにより定着ローラ15からの記録媒体の分離を達成することが可能となる。その結果、従来、カラー機では達成できていなかった定着ローラ15と加圧ローラ16の組み合せによる定着装置において非接触の分離手段を用いての分離可能な条件範囲を広げることが可能となった。
その結果、定着ローラ15と加圧ローラ16という低コストの組み合せにおいて非接触分離部材を採用することが可能となり、高画質化が達成できる。このように、非接触分離手段においても定着ローラからの用紙の分離を安価な構成で達成することができる。
As described above, it is possible to achieve separation of the recording medium from the fixing
As a result, a non-contact separation member can be employed in a low-cost combination of the fixing
図16は分離板と定着ローラとの微小ギャップにエアを流す構成を示す概略図である。図16では、この定着ローラ15とこの近傍に適宜な方法で配置された非接触分離板26との組み合せによる分離余裕度をさらに上げる手段として、分離板26と定着ローラ15との微小ギャップにエアを流すようにしている。
図16に示すように、分離板26と定着ローラ15とのギャップからニップ部に向けてエアを流すことで、記録媒体先端を持ち上げる力が加わる。これにより、記録媒体分離が有利になるという従来からのエア分離効果に加えて、本発明の遮蔽板19と組み合わせることができる。
これによって遮蔽板19によるニップ部出口温度Tout低下作用に加えて、エア送風により定着ローラ15外部からもニップ部出口温度Toutを下げる効果が加わり、ニップ部入口温度Tinに影響を与えることなく分離に有利なニップ部出口温度Toutの設定が達成できる。
このように、非接触分離手段(分離板)26と定着ローラ15のギャップから定着ニップ部に向けて送風する送風手段(詳細は図示せず)を有するので、記録媒体分離時温度をより低下させること、及び強制的な分離力を加えることにより定着ローラ15からの記録媒体の非接触分離を確実に達成することができる。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a configuration in which air is allowed to flow through a minute gap between the separation plate and the fixing roller. In FIG. 16, as a means for further increasing the separation margin by combining the fixing
As shown in FIG. 16, a force for lifting the leading edge of the recording medium is applied by flowing air from the gap between the
As a result, in addition to the action of lowering the nip portion outlet temperature Tout by the shielding
As described above, since there is a blowing means (details are not shown) for blowing air from the gap between the non-contact separation means (separation plate) 26 and the fixing
本発明の実施形態として加圧ローラ1本の場合を述べてきたが、この構成に特化されるものではない。その他の構成として、加圧ローラ複数本の場合、加圧ローラの代わりに加圧ベルトを用いた場合等が考えられるがいずれの場合も同様の効果が得られると考えられる。
このように、定着ローラ15からの記録媒体の分離を確実に達成できる定着装置を搭載するので、記録媒体分離を確実に達成する画像形成装置を提供することができる。
Although the case of one pressure roller has been described as an embodiment of the present invention, it is not specialized for this configuration. As another configuration, in the case of a plurality of pressure rollers, a case where a pressure belt is used in place of the pressure roller can be considered, but the same effect is considered to be obtained in any case.
As described above, since the fixing device that can reliably achieve the separation of the recording medium from the fixing
A 画像形成装置(プリンタ)
S 記録媒体(用紙)
14 加熱源
15 定着ローラ
16 加圧ローラ
17 温度制御手段(温度検知手段)
19 遮蔽部材
19a 遮蔽部材
26 非接触分離手段(分離板)
A Image forming device (printer)
S Recording medium (paper)
14
19 shielding
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