JP2008250092A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置用の定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for an image forming apparatus.
画像形成装置において、熱源を有する加熱ローラと加熱ローラに押圧される加圧ローラとのような一対の定着回転体でトナー画像が形成された記録紙などの記録媒体を挟み込んで加圧しながら加熱することで、トナー画像を溶融して記録紙に定着させる定着装置が使用されている。 In an image forming apparatus, a pair of fixing rotators such as a heating roller having a heat source and a pressure roller pressed by the heating roller sandwich a recording medium such as a recording sheet on which a toner image is formed and heat while pressing. Thus, a fixing device that melts and fixes the toner image on the recording paper is used.
定着装置の定着回転体には、記録紙上のトナーの一部や紙粉などが付着してしまう場合がある。これらの定着回転体に当接して熱を均一化する均熱ローラのような補助ローラがあると、定着回転体に付着したトナーが補助ローラ上に移動して蓄積し、やがて、成長したトナーの塊が補助ローラから脱落し、定着回転体を介して記録紙に転写されてしまう場合がある。このように補助ローラから脱落して記録紙に転写されたトナーは、記録紙に意図しないトナー画像である画像ノイズを生成し、画像品質を低下させるという問題がある。 In some cases, a part of toner on the recording paper or paper dust adheres to the fixing rotator of the fixing device. If there is an auxiliary roller such as a soaking roller that contacts the fixing rotator and makes the heat uniform, the toner adhering to the fixing rotator moves and accumulates on the auxiliary roller, and eventually the grown toner In some cases, the lump may fall off the auxiliary roller and be transferred onto the recording paper via the fixing rotating body. As described above, the toner dropped from the auxiliary roller and transferred onto the recording paper has a problem of generating image noise that is an unintended toner image on the recording paper and lowering the image quality.
例えば特許文献1には、定着回転体に当接するクリーニングローラを設けて定着回転体に付着したトナーや紙粉を回収する技術が開示されている。特許文献1の定着装置では、クリーニングローラに、回収したトナーなどを保持させるためにバイアス電圧を印加するようになっている。しかしながら、バイアス電圧を印加して回収したトナーなどを保持するには、定着装置のコストアップや、電磁ノイズの発生が伴う。
前記問題点に鑑みて、本発明は、補助ローラに蓄積したトナーや紙粉が脱落し、定着回転体を介して記録媒体に転写され、画像ノイズを発生させない定着装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fixing device in which toner and paper powder accumulated on an auxiliary roller are dropped and transferred to a recording medium via a fixing rotating body, and image noise is not generated. To do.
前記課題を解決するために、本発明による定着装置は、表面にトナーにより画像が形成された記録媒体を挟み込んで加圧しながら加熱することで、前記トナーを溶融して前記記録媒体に定着する一対の定着回転体と、前記定着回転体のいずれかに当接して、前記定着回転体の機能を補助する補助ローラとを有し、前記補助ローラの表面にPFA粉体樹脂を焼成してなるコーティング層を形成したものとする。 In order to solve the above-described problems, a fixing device according to the present invention is a pair of fixing and fixing a toner on the recording medium by sandwiching and heating the recording medium having an image formed with toner on the surface. A coating roller formed by baking PFA powder resin on the surface of the auxiliary roller. It is assumed that a layer has been formed.
この構成によれば、定着回転体よりも補助ローラの離型性を高くすることができるので、定着回転体に付着したトナーや紙粉などは、視認困難な微粉のまま、すぐに記録媒体に転写される。このため、トナーや紙粉が集合して記録媒体に付着し、視認可能な画像ノイズを生成することがない。 According to this configuration, the releasability of the auxiliary roller can be made higher than that of the fixing rotator, so that the toner and paper powder adhering to the fixing rotator can be immediately applied to the recording medium as fine powder that is difficult to see. Transcribed. For this reason, toner and paper dust do not collect and adhere to the recording medium, and no visible image noise is generated.
本発明の定着装置において、前記補助ローラの表面のコーティング層の厚さを、20μm以上にすれば膜切れせず、40μm以下にすれば凹凸なく均一なコーティング層が形成できる。 In the fixing device of the present invention, when the thickness of the coating layer on the surface of the auxiliary roller is 20 μm or more, the film is not cut, and when it is 40 μm or less, a uniform coating layer can be formed without unevenness.
また、本発明の定着装置において、前記補助ローラは、前記定着回転体に当接して従動回転してもよい。 In the fixing device of the present invention, the auxiliary roller may be in contact with the fixing rotating body and driven to rotate.
また、本発明の定着装置は、前記補助ローラを加熱する加熱手段をさらに有してもよい。 The fixing device of the present invention may further include a heating unit that heats the auxiliary roller.
本発明によれば、補助ローラの表面に離型性の高いコーティング層を形成することで、定着回転体に付着したトナーや紙粉を回収するのではなく、凝集して視認可能な大きさに成長する前に、記録媒体に付着させることで、記録媒体に視認可能な画像ノイズを生じさせないようにする。 According to the present invention, by forming a coating layer having high releasability on the surface of the auxiliary roller, the toner and paper powder adhering to the fixing rotator are not collected, but agglomerated and visually recognized. By attaching to the recording medium before growing, no visible image noise is generated on the recording medium.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の定着装置を有する画像形成装置1を示す。画像形成装置1は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによって画像を形成する4つの現像ユニット2と、転写ベルト3と、各現像ユニット2が形成したトナー画像を静電力で転写ベルト3にそれぞれ転写する1次転写ローラ4と、転写ベルト3に転写されたトナー画像を記録紙(記録媒体)Sに静電力で転写する2次転写ローラ5と、本発明の1つの実施形態であり、記録紙Sを加熱してトナー画像を定着させる定着装置6と、各現像ユニット2にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを供給する4つのトナーカートリッジ7とを有している。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an image forming apparatus 1 having a fixing device of the present invention. The image forming apparatus 1 includes four developing
各現像ユニット2は、それぞれ、回転するドラム状の感光体8と、感光体8を帯電させる帯電器9と、帯電した感光体8を露光して静電潜像を形成する露光器10と、静電潜像にトナーTを付着させてトナー画像を形成する現像器11と、感光体9の表面のトナーを掻き落とすクリーナ12とを有している。
Each developing
転写ベルト3は、回転駆動される駆動ローラ13と、従動ローラ14と、張力を与えるテンションローラ15とに掛け渡されて、駆動ローラ13によって矢印方向に回動する。また、画像形成装置1は、転写ベルト3の表面に残留するトナーを除去するクリーナユニット16を有している。
The transfer belt 3 is stretched around a
記録紙Sは、給紙部17に供給され、供給ローラ18で1枚ずつ送り出され、搬送ローラ19で2次転写ローラ5に搬送され、定着装置6を通って排紙ローラ20によって排紙部21に排出される。
The recording paper S is supplied to the
さらに、図2に、定着装置6の詳細を示す。定着装置6は、定着ローラ22と、定着ローラに向かって押圧される加圧ローラ23と、加圧ローラ23に押圧される均熱ローラ(補助ローラ)24と、定着ローラ22を加熱する定着ヒータ25と、均熱ローラ24を加熱する均熱ヒータ26とを有する。
Further, FIG. 2 shows details of the fixing device 6. The fixing device 6 includes a
定着ローラ22は、ステンレス製の芯金22aの表面にシリコンスポンジゴム層22bを設け、さらに、表面に、ニッケルの電鋳スリーブにシリコンゴムとPFAチューブとを被覆した無端ベルト22cを嵌装してなる。
The
加圧ローラ23は、鉄製の芯金23aにシリコンスポンジゴム層23bを設け、表面をPFAチューブ23cで被覆してなる。
The
均熱ローラ24は、アルミニウム合金性の芯金(例えば外径21mm、肉厚3mmのパイプ)24aの表面をサンドブラスト処理し、プライマーをエアスプレーガンによって塗布して約30分送風乾燥し、PFA粉体樹脂を静電塗装機により粉体塗装し、380℃〜400℃で20分〜40分焼成するこことで、芯金24aの表面に膜厚20μm〜40μmのコーティング層24bを形成してなる。このコーティング層24bにより、均熱ローラ24の表面は、接触角法で110°〜115°の非常に高い離型性を有する。
The soaking
定着ローラ22は、不図示のモータによって回転駆動され、加圧ローラ23は、定着ローラ22に圧接されることで、定着ローラ22に従動回転するようになっている。また、均熱ローラ24は、加圧ローラ23に圧接されて加圧ローラ23に従動回転するようになっている。
The
定着ローラ22は、本実施形態では誘導加熱装置からなる定着ヒータ25によって加熱され、加圧ローラ23は、主に定着ローラ22からの熱伝導で加熱される。熱導電率の高いアルミニウム合金からなる均熱ローラ24は、加圧ローラ23に当接して加圧ローラ23の高温部の熱を低温部に移動させることで、加圧ローラ23の表面温度を軸方向に均一にする。つまり、均熱ローラ24は、加圧ローラ23が記録紙Sを均一に加熱できるように、その機能を補助している。均熱ヒータ26は、均熱ローラ24から外部に放散する熱を補償する。
In this embodiment, the
定着ローラ22と加圧ローラ23とは、トナーTで画像が形成された記録紙Sを挟み込み、加圧しながら加熱することで、トナーTを溶融して記録紙Sに定着させる一対の定着回転体として機能する。記録紙Sは、トナーTによる画像が形成された面が、定着ローラ22に当接するように通紙される。
The
本実施形態の定着装置6では、加圧ローラ23よりも均熱ローラ24の離型性が高いので、加圧ローラ23に付着したトナーや紙粉などの異物は、均熱ローラ24に転写されることがなく、加圧ローラ23上に留まる。ここで、新たに記録紙Sが通紙されると、加圧ローラ23に付着している異物は、記録紙Sに転写される。
In the fixing device 6 of the present embodiment, since the releasability of the
このように、加圧ローラ23に付着したトナーなどの異物は、加圧ローラ23上の位置を変えずに次の記録紙Sに転写されるので、他の異物と凝集して塊を生成しない。このため、加圧ローラ23から記録紙Sに転写されたトナーは、単独の粒子が分散して存在するにすぎず、人間の視覚により認識できるだけの大きさを有していない。
In this way, foreign matters such as toner adhering to the
また、定着ローラ22に付着したトナーなどの異物は、記録紙Sを通紙していない状態で、加圧ローラ23に転写される可能性があるが、これらの異物も、凝集して大きな塊になる前に記録紙Sに転写されて排出されるので、記録紙Sに画像ノイズとして認識される可能性が極めて低い。
Further, foreign matters such as toner adhering to the
また、離型性の高い均熱ローラ24には異物が付着しないので、均熱ローラ24をクリーニングする必要がなく、コストが低減できる。
Further, since no foreign matter adheres to the soaking
前記実施形態の定着装置と、表面をコーティングしていないアルミニウム合金からなる均熱ローラを有し、他の構成が前記実施形態と同じ従来の定着装置と、アルミニウム合金性の芯金の表面にフッ素樹脂からなる膜厚20μm〜40μmの、接触角法で108°〜112°の離型性を有するコーティング層を形成してなる均熱ローラを有する比較例の定着装置とを用いて、実際に記録紙Sに発生する汚れを確認する実験を行った。 The fixing device of the above embodiment and the conventional fixing device having the same temperature equalizing roller made of an aluminum alloy that is not coated on the surface, and the other structure is the same as that of the above embodiment, and fluorine on the surface of the aluminum alloy cored bar. Recording is actually performed using a comparative fixing device having a heat equalizing roller formed by forming a coating layer having a release layer of 108 ° to 112 ° by a contact angle method with a film thickness of 20 μm to 40 μm made of resin. An experiment was conducted to confirm the stain generated on the paper S.
実験では、90g/m2のA4サイズのコピー用紙1000枚に、連続して、画像濃度20%の文字をモノクロ印字して、コピー用紙の表裏に最小径0.3mm以上の予定しないトナー像が合計5個以上現像されているものを画像ノイズが発生したものとしてカウントした。 In the experiment, black and white characters with an image density of 20% were printed continuously on 1000 sheets of A4 size copy paper of 90 g / m 2 , and unplanned toner images with a minimum diameter of 0.3 mm or more were printed on the front and back of the copy paper. A total of 5 or more developed images were counted as image noise.
この実験の結果、それぞれの定着装置において、以下のような画像ノイズの発生率となった。
このように、本発明によって、画像ノイズの発生率は大きく改善されている。なお、この画像ノイズ発生率は、実用上よりもかなり厳しい基準を基にしてカウントした数字であり、一般ユーザがノイズを意識するのは、これらの画像ノイズが密集して発生したような場合である。実際には、本実験の画像ノイズ発生率が約20%以下であれば、一般ユーザが気になるような大きな画像ノイズは殆ど発生しない。 Thus, the image noise occurrence rate is greatly improved by the present invention. Note that this image noise occurrence rate is a number counted based on criteria that are considerably stricter than in practical use, and general users are conscious of noise when these image noises are densely generated. is there. Actually, when the image noise occurrence rate in this experiment is about 20% or less, there is almost no large image noise that would be worrisome for general users.
1 画像形成装置
6 定着装置
22 定着ローラ(定着回転体)
23 加圧ローラ(定着回転体)
24 均熱ローラ(補助ローラ)
24a 芯金
24b コーティング層
25 定着ヒータ
26 均熱ヒータ
S 記録紙(記録媒体)
T トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 6
23 Pressure roller (fixing rotator)
24 Soaking roller (auxiliary roller)
24a cored
T Toner
Claims (4)
前記定着回転体のいずれかに当接して、前記定着回転体の機能を補助する補助ローラとを有し、
前記補助ローラの表面にPFA粉体樹脂を焼成してなるコーティング層を形成したことを特徴とする定着装置。 A pair of fixing rotators for fusing and fixing the toner to the recording medium by sandwiching and heating the recording medium having an image formed with toner on the surface; and
An auxiliary roller in contact with any one of the fixing rotator and assisting the function of the fixing rotator,
A fixing device comprising a coating layer formed by baking a PFA powder resin on a surface of the auxiliary roller.
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JP2011133742A (en) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Canon Finetech Inc | Fixing device and image forming apparatus |
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