JP2012123107A - Image heating device - Google Patents
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Description
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等のトナーを用いた画像形成装置に用いられる装置であって、より詳しくは記録材上に形成されたトナー画像を加熱する像加熱装置に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus that is used in an image forming apparatus using toner such as a multifunction machine, a copying machine, a printer, and a fax machine, and more particularly to an image heating apparatus that heats a toner image formed on a recording material.
電子写真技術に基づく画像形成装置内の記録材上の画像を加熱する像加熱装置においては、転写部でトナー画像が転写され、搬送された記録材を加熱・加圧することでトナー画像を加熱する。像加熱装置としての定着装置は、像加熱部材としての定着部材とそれを圧して記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材を有する。そして、ニップ部で記録材上のトナー画像を記録材に定着するものである。即ち、記録材に形成されたトナーは、定着部材より与えられる熱により溶融する。この時、溶融したトナーは粘着性を持ち、定着部材に対する記録材の分離性が低下する。そのため、定着装置の技術課題のひとつとして、ニップ部でトナー画像が定着されて排出された記録材が、ニップ通過後に加熱部材に巻きつくことがある。 In an image heating apparatus that heats an image on a recording material in an image forming apparatus based on electrophotographic technology, the toner image is transferred by a transfer unit, and the toner image is heated by heating and pressurizing the conveyed recording material. . A fixing device as an image heating device includes a fixing member as an image heating member and a pressure member that forms a nip portion that presses the fixing member to sandwich and convey the recording material. Then, the toner image on the recording material is fixed to the recording material at the nip portion. That is, the toner formed on the recording material is melted by heat applied from the fixing member. At this time, the melted toner has adhesiveness, and the separability of the recording material with respect to the fixing member is lowered. Therefore, as one of the technical problems of the fixing device, there is a case where the recording material on which the toner image is fixed at the nip portion is wound around the heating member after passing through the nip.
定着部材の損傷を低減しながらも、これを低減する構成として、定着部材と非接触で配置した分離板が挙げられる。非接触の分離板は、加熱部材に接触することなく記録材の剥離補助を行う必要があり、分離板先端位置と定着部材間の距離の精度を高めることが必要である。 As a configuration for reducing the damage to the fixing member while reducing the damage to the fixing member, a separation plate arranged in a non-contact manner with the fixing member can be cited. The non-contact separation plate needs to assist the separation of the recording material without contacting the heating member, and it is necessary to improve the accuracy of the distance between the separation plate tip position and the fixing member.
上記分離板の先端位置の精度を向上させるため、定着部材回転中心を基準として位置決めを行うもの(特許文献1)、非通紙部のみ分離板を定着部材表面に突き当てることで、分離板の定着部材に対する位置決めをするもの(特許文献2)が知られている。 In order to improve the accuracy of the tip position of the separation plate, positioning is performed with reference to the rotation center of the fixing member (Patent Document 1), and only the non-sheet passing portion abuts the separation plate against the surface of the fixing member. A device for positioning with respect to a fixing member is known (Patent Document 2).
しかしながら、分離板の先端部に力が加わった場合に、分離板先端が定着部材に接触する方向に移動すると、分離板先端が定着部材に接触してしまい、定着部材表面を傷付けてしまうという課題がある。 However, when a force is applied to the tip of the separation plate, if the tip of the separation plate moves in a direction in contact with the fixing member, the tip of the separation plate comes into contact with the fixing member, and the surface of the fixing member is damaged. There is.
そこで、本発明は、像加熱部材から記録材を分離するための分離板を、像加熱部材に近接配置しつつ、分離板先端の押圧によって分離板が像加熱部材に接触し傷付けることを低減することを目的とする。 Accordingly, the present invention reduces the contact between the separation plate and the image heating member due to the pressing of the leading end of the separation plate while the separation plate for separating the recording material from the image heating member is disposed in proximity to the image heating member. For the purpose.
そこで、本発明は、記録材の画像を加熱する像加熱部材と、像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、像加熱部材に対して非接触に配置され、ニップ部を通過した記録材を像加熱部材から分離するための分離板と、像加熱部材側に配置された支持軸を有し、分離板を回動可能に支持する支持手段と、像加熱部材から分離板を分離するための位置に位置決めする位置決め部と、を有する像加熱装置において、分離板が位置決め部で位置決めされているときに、支持軸は、分離板の像加熱部材側の先端を通る分離板に対する垂直面と、分離板の前記先端と像加熱部材の回転中心線とを含む面の間に配置されていることを特徴とする。 Accordingly, the present invention provides an image heating member that heats an image of a recording material, a pressure member that presses the image heating member and forms a nip portion that sandwiches and conveys the recording material, and a non-contact arrangement with the image heating member. A separating plate for separating the recording material that has passed through the nip portion from the image heating member, a supporting means having a support shaft disposed on the image heating member side, and rotatably supporting the separating plate; And a positioning unit that positions the separation plate at a position for separating the separation plate from the heating member. When the separation plate is positioned by the positioning unit, the support shaft is positioned on the image heating member side of the separation plate. It is characterized in that it is arranged between a vertical plane with respect to the separation plate passing through the tip and a surface including the tip of the separation plate and the rotation center line of the image heating member.
本発明により、像加熱部材から記録材を分離するための分離板を、加熱部材に近接配置しつつ、分離板先端の押圧によって分離板が加熱部材に接触し傷付けることを低減することができる。 According to the present invention, the separation plate for separating the recording material from the image heating member can be disposed close to the heating member, and it is possible to reduce the contact of the separation plate with the heating member due to the pressing of the leading end of the separation plate.
(実施例)
まず図4を用いて、電子写真方式を採用した画像形成装置の全体構成について説明する。
(Example)
First, the overall configuration of an image forming apparatus employing an electrophotographic system will be described with reference to FIG.
画像形成装置100は、大きく分けて、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、記録材に形成されたトナー画像を加熱・加圧して定着する定着装置(像加熱装置)を有する。
The
本実施例では、画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム102を有する。画像形成信号が入力されると、感光体ドラム102が回転を開始する。この感光体ドラム102を帯電する帯電器103を有し、感光体ドラム102の表面は帯電器103によって一様に帯電処理される。そして、露光手段としての露光装置104から画像に応じた画像露光105が照射されることにより感光ドラム102上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段としての現像器106によって現像されて感光体ドラム102上にトナー画像が形成される。一方、記録材Sは画像形成装置下部の給送カセット109に収納されており、給送ローラ110によって給送される。記録材は搬送手段としてのレジストローラ対111によって感光体ドラム102上のトナー画像と同期して搬送される。感光ドラム上のトナー画像は転写手段としての転写ローラ107によって記録材上に静電転写され、定着装置114へと搬送される。その後、感光体ドラム102上に残留したトナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置108によって除去される。
In this embodiment, the image forming unit has a
そして、画像形成部によって記録材S上に形成されたトナー画像は、定着装置114のニップ部において加熱、加圧されることによって記録材上に定着される。ニップ部を通過した記録材Sは排出ローラ対112によって装置上部の排出トレイ113へと搬送排出される。
The toner image formed on the recording material S by the image forming unit is fixed on the recording material by being heated and pressed in the nip portion of the
次に図1〜3を用いて定着装置114を説明する。先ず、図1を用いて説明する。
加圧部材である加圧ベルト120は、2個の支持部材すなわち加圧ロール121とベルトテンションを付与する機能を有するテンションロール122に循環回転可能に、且つ、所定の張力(例えば200N)で掛け渡されている。
Next, the
The
像加熱部材である加熱ベルト130は、2個の支持部材すなわち駆動ロール131とベルトテンションを付与する機能を有するテンションロール132に循環回転可能に、且つ、所定の張力(例えば200N)で掛け渡されている。
The
ここで本実施の形態において、加圧ベルト120としては耐熱性を具備したものである。例えば厚さ50μm、幅380mm、周長200mmのニッケル金属層に例えば厚さ300μmのシリコンゴムをコーティングし、表層にPFAチューブを被覆したものが用いられる。
Here, in the present embodiment, the
加熱ベルト130としては、コイル135により生じる磁束により発熱する金属層(ニッケル金属層)を有すると共に耐熱性を有する構成である。例えば厚さ75μm、幅380mm、周長200mmのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に例えば厚さ300μmのシリコンゴムをコーティングし、表層にPFAチューブを被覆したものが用いられる。
The
加圧ベルト120と加熱ベルト130のニップ部の入口側(加圧ロール121の上流側)に対応する加圧ベルト120の内側には、例えばシリコンゴムで形成された加圧パッド125が所定圧(例えば400N)で加圧ベルト120に押し当てられている。その結果、加圧ロール121とともにニップ部を形成している。
On the inner side of the
加圧ロール121は例えば中実ステンレスによって外径がφ20に形成された加圧ベルト120を懸架するロールで、加圧ベルト120と加熱ベルト130により記録材を挟持搬送するニップ部の出口側に配設されている。
The
また、テンションロール122は例えばステンレスによって外径がφ20、内径φ18程度に形成された中空ロールであり、ベルト張架ロールとして働く。テンションロール122両端部は軸受126によって支持され、テンションバネ127によって20kgfのテンションをベルトに掛けている。
Further, the
加熱ベルト130と加圧ベルト120とのニップ部の入口側(駆動ロール31の上流側)に対応する加熱ベルト130の内側には、例えばステンレス鋼(SUS材)で形成されたパッドステー137が所定圧(例えば400N)で加圧パッド125に押し当てられており駆動ロール131とともにニップ部を形成している。
A pad stay 137 made of stainless steel (SUS material), for example, is provided inside the
駆動ロール131は例えば中実ステンレスによって外径がφ18に形成された芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成型により形成したロールである。そして、駆動ロール131は加熱ベルト130と加圧ベルト120とのニップ部の出口側に配設され、加圧ロール121の圧接により弾性層が所定量弾性的に歪ませられるものである。
The
また、テンションロール132は例えばステンレスによって外径がφ20、内径φ18程度に形成された中空ロールでありベルト張架ロールとして働く。テンションロール132両端部は軸受133によって支持され、テンションバネ134によって20kgfのテンションをベルトに掛けている。
Further, the
駆動ロール131に、ここでは図示しないモーターによって、ギア128に外部から駆動が入力され、加熱ベルト130は駆動ロール131の回転によって搬送される。記録材を安定的に搬送するために、加熱ベルト130と駆動ロール131間では確実に駆動を伝達している。
Drive is input to the
加熱ベルト130は誘導加熱コイル135によって加熱され、所望の温度検出部材により表面温度が検知され、制御部により誘導加熱コイル135への通電量が制御されることにより、設定された目標温度である180℃に温度制御される。
The
次に、本定着装置の記録材を分離するための補助手段である分離板の構成について図3を用いて説明する。図3は、図1の円形部を拡大したものである。分離板141は、記録材搬送方向における上流側一端を加熱ベルト130に非接触で所定の間隔を有して、設けられている。また、分離板141は、上流側一端から下流側一端にかけて、下流の定着排紙ローラ対142へ記録材を案内するガイド部材としての機能を有する。本実施例では、分離板141と加熱ベルト130のギャップAは0.5mmとしている。分離板141は、支持手段としての分離板ホルダ143によって支持されている。分離板ホルダ143は加熱ベルト130軸方向端部で支持軸としての分離板回転中心軸144に回動可能に支持され、ばね145によって分離板先端が加熱ベルト130に近付く方向に加圧している。なお、分離板回転中心軸144は、記録材の搬送部(ニップ部)よりも像加熱部材側、即ち、加熱ベルト130側に配置されているものである。分離板ホルダ両端には、軸146と、これに回転可能に支持されるコロ147が配置され、コロ147は加熱ベルト130にばね145のばね力によって接触加圧されている。即ち、位置決め部材としての軸146及びコロ147が加熱ベルト130に当接することにより、分離板141の先端と加熱ベルト130との間隔を維持することができる。
Next, the configuration of a separation plate which is an auxiliary means for separating the recording material of the fixing device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the circular portion of FIG. The
以上の構成によって、分離板141、分離板ホルダ143、軸146、コロ147は分離板回転中心軸144中心に一体で回動可能である。また、分離板141の加熱ベルト130側先端は、加熱ベルト130の厚さや、駆動ロール131も含めた熱膨張による加熱ベルト130表面の位置変化に追従することで、高精度な位置決めを可能としている。
With the above configuration, the
更に、分離板回転中心軸144の中心位置について図3を用いて説明する。分離板141の加熱ベルト130側先端を含む、分離板141の記録材搬送面×××面B(図3)の垂直面C(図3)と、分離板141の加熱ベルト130側先端と分離板141が加熱ベルト130を介して対向する駆動ロール131の回転中心線を含む面D(図3)で分割される領域の、領域E内(///領域、図3)に配置している。ここで、分離板141の記録材搬送面は、分離板141が搬送される記録材と対向する面である。
Further, the center position of the separation plate
これにより、記録材が分離板の先端部を押圧する場合であっても、分離板141は、分離板回転中心軸144の中心に向かって矢印Y方向(図3)の力が発生する。その結果、分離板141先端は矢印Y方向に移動することにより、分離版141と加熱ベルト130とが接触することを妨げることができる。
As a result, even when the recording material presses the tip of the separation plate, the
ここで、分離板回転中心軸と前記C面、前記D面との関係について図5を用いて説明する。上記した分離板141、分離板回転中心軸144、加熱ベルト130の位置と分離板141に掛かる力による影響及び面C、Dの関係を模式的に表したものが図5である。
Here, the relationship between the separation plate rotation center axis and the C and D surfaces will be described with reference to FIG. FIG. 5 schematically shows the relationship between the position of the
図5−aは、記録材の搬送方向において分離板回転中心軸144の中心点が面Cに対して分離板141先端よりも下流側に配置した構成を示す図である。この場合に、分離板の先端に押圧Fが生じた場合には、分離板141は分離板回転中心軸144の中心にFA方向に回転力を受ける。図5−aの構成では、FA方向は、分離板141先端が加熱ベルト130に近づく方向であり、押圧Fの大きさによっては、分離版141の先端と加熱ベルト130とが接触する虞が生ずる。そのため、図5−aに示すような分離板回転中心軸の配置は好ましくない。
FIG. 5A is a diagram showing a configuration in which the center point of the separation plate rotation
図5−bは、分離板回転中心軸144の中心点が面Dよりも記録材の搬送側に配置された構成を示す図である。この場合に、分離板の先端に押圧Fが生じた場合には、分離板141は分離板回転中心軸144中心にFA方向に回転力を受ける。その結果、分離板141先端は軌跡Tに沿って回転しようとする。軌跡Tは、位置決めされている分離板141に対して、押圧Fが生ずることにより、分離板141を図5−bにおいて上方側に持ち上げる軌跡となる。その結果、位置決め部材により位置決めされている分離板141先端と加熱ベルト130のギャップAよりも小さくなる位置が存在する。このときの接触を妨げるために、予めギャップAを大きく設定する必要が生じる。その結果、分離板141の先端と加熱ベルト130との間隔が大きくなることで、記録材の加熱ベルト130からの分離性の向上を十分に図ることができず、好ましくない。
FIG. 5B is a diagram illustrating a configuration in which the center point of the separation plate
これらに対して図5−cは、分離板回転中心軸144の中心点が面Cと面Dの間の領域に配置されている構成を示す図である。この場合に、分離板の先端に押圧Fが生じた場合には、分離板141は分離板回転中心軸144の中心にFA方向に回転力を受ける。その結果、分離板141先端は軌跡Tに沿って回転する。しかし、軌跡Tには、位置決めされた分離板141先端と加熱ベルト130のギャップAよりも両者の間隔が広がる方向に、分離板141の先端は加熱ベルト130から退避する構成である。よって、ギャップAを小さく設定することが可能となる。
On the other hand, FIG. 5C is a diagram showing a configuration in which the center point of the separation plate
より詳しく説明すると、分離板回転中心軸144の中心点がC面上にあるときには、押圧Fが生じた場合には、分離板に回転力が生じないため、分離板144の先端は加熱ベルト130に近づくことになる。分離板141を退避させる力FAを記録材の搬送方向において下流側に向かうように生じさせるためには、分離版回転中心軸144の中心点がC面よりもD面側(記録材の搬送方向において分離板141より上流側)に配置されることが望ましい。
More specifically, when the center point of the separation plate
一方、分離板回転中心軸144の中心点がD面上にあるときには、押圧Fが生じた場合には、押圧Fは、分離板先端と駆動ローラ中心とを結んだ直線方向とこの直線方向と直交する直交方向に分圧される。そのため、分離板先端は、押圧Fが生じたときには、直交方向に向かって退避し始めることになる。その際に、分離板回転中心軸144の中心点が駆動ローラの中心点と重なる場合には、分離板先端の軌跡の中心は駆動ローラの中心と同じ同心円となるため、分離板先端と加熱ベルトとの間隔が狭まることはない。しかし、分離板回転中心軸144の中心点が、分離板先端と駆動ローラの中心点との間隔をよりもせまい場合には、分離板先端の円運動の曲率が大きくなることで、退避時に分離板先端と加熱ベルトとが接触する虞がある。そのため、分離板先端と分離板回転中心軸144の中心点とを結ぶ間隔は、分離板先端と駆動ローラの中心点とを結ぶ間隔よりも大きいことが望ましい。また、以上説明したように、分離板回転中心軸144の中心点はD面上にあっても問題ない。
On the other hand, when the center point of the separation plate
図5−cの配置の場合、分離板141が軌跡Tに沿って必要以上に大きく回転すると、いずれ分離板141は加熱ベルト130に接触してしまう。よって、本実施の形態では、位置決めされた分離板の位置から退避するための回転移動を規制する規制部材として、図3に示すように分離板ホルダ143に穴を設け、この穴に貫通する軸148を配置した。これにより、分離板141の前記回転移動範囲を規制し、分離板141が回転しすぎることによって、分離板141の先端が加熱ベルト130に近付くことがなくなる。
In the case of the arrangement of FIG. 5C, if the
以上の構成によって、分離板141を加熱ベルト130に近接させたときに、分離板141の先端に生じた記録材からの押圧によっても、分離板141の先端が像加熱部材に接触する虞を低減することが可能となる。
With the above configuration, when the separating
なお、本実施例では、ベルト部材を複数の張架ローラにより張架する構成を用いて説明した。その結果、ベルト部材を介して分離板と対向する張架ローラ(駆動ローラ)と分離板先端との関係について説明した。ベルト部材のかわりに加熱ローラを用い、分離板が加熱ローラから記録材を分離する構成では、分離板先端と加熱ローラの回転中心との関係が、ベルト部材を介して分離板と対向する張架ローラ(駆動ローラ)と分離板先端との関係に対応するものとなる。また、複数の張架ローラで張架されず、回転可能な円筒状のベルト部材から記録材を分離する構成では、分離板先端とベルト部材の回転中心との関係が、ベルト部材を介して分離板と対向する張架ローラ(駆動ローラ)と分離板先端との関係に対応するものとなる。 In addition, in the present Example, it demonstrated using the structure which stretches a belt member with a some stretching roller. As a result, the relationship between the tension roller (drive roller) facing the separation plate via the belt member and the tip of the separation plate has been described. In a configuration in which a heating roller is used in place of the belt member and the separation plate separates the recording material from the heating roller, the relationship between the leading edge of the separation plate and the rotation center of the heating roller is a tension member that faces the separation plate via the belt member. This corresponds to the relationship between the roller (drive roller) and the tip of the separation plate. In a configuration in which the recording material is separated from a rotatable cylindrical belt member that is not stretched by a plurality of stretching rollers, the relationship between the leading edge of the separation plate and the rotation center of the belt member is separated via the belt member. This corresponds to the relationship between the tension roller (drive roller) facing the plate and the tip of the separation plate.
なお、本実施例では、画像形成部として単色の画像形成部を用いて説明したが、本発明は、カラーの画像形成部により形成された画像を記録材に定着する定着装置としても適用することができる。 In the present embodiment, a single color image forming unit is used as the image forming unit. However, the present invention can also be applied as a fixing device that fixes an image formed by a color image forming unit on a recording material. Can do.
114 定着装置
120 加圧ベルト
130 加熱ベルト
141 分離板
143 分離板ホルダ
144 分離板回転中心軸
B 分離板の記録材案内面
C 分離板の記録材案内面の垂直領域で分離板の記録材案内面とは逆側の領域
D C領域外で記録材搬送方向上流側の領域
F 押圧
T Fによる分離板回転軌跡
114
Claims (2)
分離板が位置決め部で位置決めされているときに、支持軸は、分離板の像加熱部材側の先端を通る分離板に対する垂直面と、分離板の前記先端と像加熱部材の回転中心線とを含む面の間に配置されていることを特徴とする像加熱装置。 An image heating member that heats the image of the recording material, a pressure member that presses the image heating member and forms a nip portion that sandwiches and conveys the recording material, and is disposed in non-contact with the image heating member and passes through the nip portion. A separating plate for separating the recorded material from the image heating member, a support shaft disposed on the image heating member side, and supporting means for rotatably supporting the separating plate, and a separating plate from the image heating member. In an image heating apparatus having a positioning unit positioned at a position for separation,
When the separation plate is positioned by the positioning portion, the support shaft has a vertical plane with respect to the separation plate passing through the tip of the separation plate on the image heating member side, the tip of the separation plate, and the rotation center line of the image heating member. An image heating apparatus, wherein the image heating apparatus is disposed between the containing surfaces.
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