JP2012194588A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート等の記録材(記録媒体)上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer having a function of forming an image on a recording material (recording medium) such as a sheet.
近年、従来印刷により作成していたパンフレットなどの小部数印刷物を、電子写真技術を用いた複写機・プリンタ等の画像形成装置を用いて作成する要望が増えてきている。 In recent years, there has been an increasing demand for producing a small number of printed materials such as pamphlets that have been created by conventional printing using an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using electrophotographic technology.
多くのプリンタ、複写機等の画像形成装置では、通常、記録材の隅まで印字することは困難である。A3対応機で有れば、A3サイズ用紙(幅297mm×長さ420mm)の記録材の周囲に数mm程度印字できない範囲が有る。 In many image forming apparatuses such as printers and copiers, it is usually difficult to print to the corner of the recording material. If it is an A3-compatible machine, there is a range in which about several millimeters cannot be printed around the recording material of A3 size paper (width 297 mm × length 420 mm).
これに対し、印刷物の場合、最終的な仕上がり寸法の外側に「トンボ」と呼ばれる罫線をつける。トンボは、カラー印刷するときの「合わせ」や、印刷後に記録材を規定の寸法に裁断するための目印になる。そのため、印刷関連の世界では、A4のデザインはB4の記録材に、B4のデザインはA3の記録材にトンボ付きで印刷することが多い。ところが、A3のデザインはA3サイズの記録材にはトンボ付きで印刷することができない。しかも、A4版のパンフレット類は、A3サイズで印刷して二つ折りにすることが多い。つまりA3サイズデザインの需要が多い。 On the other hand, in the case of printed matter, ruled lines called “register marks” are attached outside the final finished dimensions. The register marks serve as marks for “alignment” when performing color printing and for cutting the recording material into a predetermined size after printing. Therefore, in the printing-related world, the A4 design is often printed on the B4 recording material, and the B4 design is printed on the A3 recording material with registration marks. However, the A3 design cannot be printed on the A3 size recording material with registration marks. Moreover, A4 size brochures are often printed in A3 size and folded in half. In other words, there is much demand for A3 size design.
このため、A3サイズの記録材にトンボのスペースを加えた、A3ノビという、A3サイズより一回り大きいサイズの記録材(一例としては、SRA3サイズ紙:幅320mm×長さ450mmが有る。)に、画像形成装置が対応することが要求されてきている。 For this reason, a recording material of A3 size, which is one size larger than the A3 size (for example, SRA3 size paper: 320 mm in width × 450 mm in length) is obtained by adding a registration mark space to an A3 size recording material. The image forming apparatus is required to cope with it.
一方、画像形成装置の低価格化、省電力化、ウェイトタイムの短縮化(クイックスタート性:オンデマンドで作動)が進んでおり、このような画像形成装置に使用される定着装置として、次のような装置の実用化が進んでいる。それは、アルミナ(Al2O3)や窒化アルミ(AlN)などのセラミック基板上に抵抗発熱体を形成した、いわゆるセラミックヒータを加熱源として使用し、熱容量の小さい定着フィルムを使用したフィルム加熱方式の定着装置、いわゆるフィルム定着装置である。 On the other hand, cost reduction, power saving, and wait time reduction (quick start property: operating on demand) of image forming apparatuses are progressing. Such devices are being put to practical use. This is a film heating method using a so-called ceramic heater in which a resistance heating element is formed on a ceramic substrate such as alumina (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN) as a heating source, and using a fixing film having a small heat capacity. It is a fixing device, a so-called film fixing device.
このような従来のフィルム定着装置を使用した画像形成装置の一例として、A3ノビ用紙に対応したものがある。
このような画像形成装置では、A3ノビ用紙対応として、最大通紙幅312mmの記録材に対応している。定着装置の加熱源の発熱体幅は、最大通紙幅より広い約324mmとしている。また、A3ノビ時の定着速度としては、A3サイズ時と同じ速度で行っており、定着可能幅としては約305mmとなっている。
As an example of an image forming apparatus using such a conventional film fixing device, there is one corresponding to A3 Nobi paper.
In such an image forming apparatus, a recording material having a maximum sheet passing width of 312 mm is supported as A3 Nobi paper. The heating element width of the heat source of the fixing device is about 324 mm which is wider than the maximum sheet passing width. Further, the fixing speed at the time of A3 Nobi is the same as that at the A3 size, and the fixable width is about 305 mm.
従来、最大サイズの記録材に形成したトナー画像の端部の定着性を確保するため、特許文献1のように抵抗発熱体の幅は最大通紙幅より若干大きく設定されているのが一般的である。 Conventionally, in order to ensure the fixability of the edge portion of a toner image formed on the maximum size recording material, the width of the resistance heating element is generally set slightly larger than the maximum sheet passing width as in Patent Document 1. is there.
しかしながら、上記のような従来の定着装置では、記録材の幅の広い、いわゆるA3ノビ用紙などに対応するように、加熱体の発熱体幅を広くしてしまうと、小サイズの記録材の生産性が低下してしまうことが懸念されていた。 However, in the conventional fixing device as described above, if the heating element width of the heating element is increased so as to correspond to the so-called A3 Nobi paper having a wide recording material, production of a small size recording material is possible. There was a concern that the performance would decline.
これに対して、小サイズの記録材の生産性を優先させて、加熱体の発熱体幅を短くしてしまうと、定着可能幅が狭くなり、A3ノビ用紙のトンボ部の定着に対応できないことが懸念されていた。 On the other hand, if priority is given to the productivity of recording materials of a small size and the heating element width of the heating element is shortened, the fixable width becomes narrow and it is not possible to cope with the fixing of the register mark portion of the A3 Nobi paper. There was concern.
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、幅の広い、いわゆるノビサイズの記録材に対する対応と、小サイズの記録材の生産性と、を両立させることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is an image forming apparatus capable of satisfying both a wide response to a so-called nobi-size recording material and a productivity of a small-size recording material. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために本発明にあっては、
発熱体を有する加熱源と、
記録材を挟持搬送するニップ部と、
を有し、前記ニップ部で記録材上の画像を定着する画像形成装置において、
前記ニップ部の長手方向における前記発熱体の幅が、画像形成可能な記録材サイズのうち最大サイズの記録材の前記長手方向の第1幅よりも短く、かつ、前記最大サイズの記録材で画像形成が必要とされる前記長手方向の第2幅に対して画像の定着が可能である長さに設けられ、
前記第2幅以上の前記長手方向の幅を有する記録材が前記ニップ部で搬送される場合の記録材搬送速度が、前記第2幅より小さい前記長手方向の幅を有する記録材が前記ニップ部で搬送される場合の記録材搬送速度よりも低速となるように前記ニップ部を駆動する駆動手段を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A heating source having a heating element;
A nip for nipping and conveying the recording material;
In an image forming apparatus for fixing an image on a recording material at the nip portion,
The width of the heating element in the longitudinal direction of the nip portion is shorter than the first width in the longitudinal direction of the recording material of the maximum size among the recording material sizes capable of forming an image, and an image is formed with the recording material of the maximum size. Provided with a length capable of fixing an image with respect to the second width in the longitudinal direction that needs to be formed,
The recording material having a longitudinal width smaller than the second width when the recording material having the longitudinal width equal to or larger than the second width is conveyed at the nip portion is the nip portion. Drive means for driving the nip portion so as to be lower than the recording material conveyance speed in the case of being conveyed by the recording medium.
本発明によれば、幅の広い、いわゆるノビサイズの記録材に対する対応と、小サイズの記録材の生産性と、を両立させることが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of satisfying both a response to a wide so-called nobi size recording material and a productivity of a small size recording material.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであ
り、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ(LBPと称す)、プリンタ、ファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタ、記録機等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a laser beam printer (referred to as LBP), a printer, a facsimile, a microfilm reader printer, and a recording machine.
さらに詳しくは、次のような画像形成装置に関するものである。
まず、電子写真、静電記録、磁気記録等の適時の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、記録材の面に直接転写方式もしくは間接転写方式で目的の画像情報に対応した未定着トナー画像を形成担持させる。そして、該未定着トナー画像を、該画像を担持している記録材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式の像加熱装置としての定着装置を使用する画像形成装置に関する。特に、幅の広い、いわゆるノビサイズ紙の定着と、小サイズの記録材の生産性とを両立させた画像形成装置に関する。ここで、記録材としては、紙、印刷紙、記録材シート、エレクトロファックスシート、静電記録シート、OHTシート、光沢紙、光沢フィルムなどを例示することができる。
More specifically, the present invention relates to the following image forming apparatus.
First, using image forming process means such as electrophotography, electrostatic recording, magnetic recording, and the like, a toner made of heat-meltable resin or the like, and the desired image information on the surface of the recording material by a direct transfer method or an indirect transfer method. An unfixed toner image corresponding to the above is formed and supported. The present invention also relates to an image forming apparatus using a fixing device as an image heating device of a system in which the unfixed toner image is heated and fixed as a permanently fixed image on a recording material surface carrying the image. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus that achieves both the fixing of a wide, so-called nobi-size paper, and the productivity of a small-size recording material. Examples of the recording material include paper, printing paper, recording material sheet, electrofax sheet, electrostatic recording sheet, OHT sheet, glossy paper, and glossy film.
図2は、本発明の実施例1に係る画像形成装置の一例の概略断面図である。本実施例に示す画像形成装置は、電子写真画像形成プロセス利用のレーザプリンタである。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The image forming apparatus shown in the present embodiment is a laser printer using an electrophotographic image forming process.
本実施例の画像形成装置は、4つの画像形成部(画像形成ユニット)を備えている。それは、イエロー色の画像を形成する画像形成部1aと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部1bと、シアン色の画像を形成する画像形成部1cと、ブラック色の画像を形成する画像形成部1dである。そして、これらの4つの画像形成部1a,1b,1c,1dは一定の間隔をおいて一列に配置されている。
The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes four image forming units (image forming units). The image forming unit 1a for forming a yellow image, the
各画像形成部1a,1b,1c,1dには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムという)2a,2b,2c,2dが設置されている。各感光ドラム2a,2b,2c,2dの周囲には、帯電器3a,3b,3c,3d、現像装置4a,4b,4c,4d、ドラムクリーニング装置5a,5b,5c,5dがそれぞれ設置されている。帯電器3と現像装置4間の上方には露光装置6a,6b,6c,6dがそれぞれ設置されている。各現像装置4a,4b,4c,4dには、それぞれイエロートナー,マゼンタトナー,シアントナー,ブラックトナーが収納されている。
In each of the
各感光ドラム2a,2b,2c,2dは、負帯電のOPC感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置(不図示)によって図2に示す矢印方向(反時計回り)に所定のプロセススピードで回転駆動される。帯電手段としての帯電器3a,3b,3c,3dは、帯電バイアス電源(不図示)から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム2a,2b,2c,2d表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
Each of the
現像装置4a,4b,4c,4dは、それぞれ感光ドラム2a,2b,2c,2d上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像(可視像化)する。現像装置4a,4b,4c,4dによる現像方法としては、例えばトナー粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送し、各感光ドラムに対して接触状態で現像する2成分接触現像法を用いることができる。
The developing
転写手段としての転写ローラ7a,7b,7c,7dは弾性部材で構成されており、各転写のニップ部にて無端ベルト状の記録材搬送ベルト(以下、転写ベルトという)8を介して各感光ドラム2a,2b,2c,2dに当接している。尚、ここでは転写手段として、転写ローラ7を使用したが、トナー像を記録材に転写する際に高圧が印加され、かつ転写ベルト8に対して当接する転写ブレードとしてもよい。
The
ドラムクリーニング装置5a,5b,5c,5dは、感光ドラム2a,2b,2c,2d表面にそれぞれ残った転写残トナーを除去して回収する。
The
露光装置6a,6b,6c,6dは、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光をレーザ出力部(不図示)から出力し、高速回転するポリゴンミラー(不図示)等を介して各感光ドラム2a,2b,2c,2d表面を露光する。このことにより、露光装置6a,6b,6c,6dは、各帯電器3a,3b,3c,3dで帯電された各感光ドラム2a,2b,2c,2d表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。
The
転写ベルト8は、駆動ローラ9、テンションローラ10間に張架されており、駆動ローラ9の駆動によって図2に示す矢印方向(反時計回り)に回転(移動)される。転写ベルト8は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。
The transfer belt 8 is stretched between the
また、転写ベルト8の記録材搬送方向の下流側には、加熱源を内包する可撓性スリーブとしての定着フィルム11と、駆動部材としての加圧ローラ12とを有する定着装置13が設置されている。
A fixing
次に、本実施例の画像形成装置による画像形成動作について説明する。 Next, an image forming operation by the image forming apparatus of this embodiment will be described.
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各画像形成部1a,1b,1c,1dの各感光ドラム2a,2b,2c,2dは、それぞれ帯電器3a,3b,3c,3dによって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置6a,6b,6c,6dは、出力画像の画像信号をレーザ出力部(不図示)にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光は帯電された各感光ドラム2a,2b,2c,2d上をそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
When the image formation start signal is issued, the
そして、先ず感光ドラム2a上に形成された静電潜像に、感光ドラム2aの帯電極性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像装置4aによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。
First, yellow toner is adhered to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a by the developing
そして、感光ドラム2a上のトナー像先端が感光ドラム2aと転写ローラ7a間の転写部に移動されるタイミングに合わせて、給送カセット14から記録材搬送ガイド15を通して給送される記録材Pが、レジストローラ16により転写部に搬送される。そして、転写部に搬送された記録材Pに、転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された転写ローラ7aによりイエローのトナー像が記録材上に転写される。
Then, the recording material P fed from the feeding
イエローのトナー像が転写された記録材Pは、記録材搬送ベルト8によって画像形成部1bに移動される。そして、画像形成部1bと転写ローラ7bによって構成された転写部においても、感光ドラム2aと転写ローラ7a間の転写部と同様にして感光ドラム2bに形成されたマゼンタのトナー像が、記録材P上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、転写される。
The recording material P to which the yellow toner image is transferred is moved to the
以下、同様にして記録材P上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部1c,1dの感光ドラム2c,2dで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各転写部にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を記録材P上に形成する。
Similarly, cyan and black toner images formed on the
フルカラーのトナー像が形成された記録材Pは定着装置13に搬送される。定着装置1
3では、定着フィルム11と加圧ローラ12とにより形成されたニップ部(定着ニップ部)で記録材が挟持搬送されることで、フルカラーのトナー像が加熱、加圧されて記録材P表面に熱定着される。その後、フルカラーのトナー像が定着された記録材Pは、排出ローラ17によって排出トレイ18上に排出されて、一連の画像形成動作が終了する。
The recording material P on which the full-color toner image is formed is conveyed to the fixing
3, the recording material is nipped and conveyed by a nip portion (fixing nip portion) formed by the fixing
上記した画像を感光ドラムから記録材に転写した際において、各感光ドラム2a,2b,2c,2d上に残留している転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置5a,5b,5c,5dによってそれぞれ除去されて回収される。
When the above image is transferred from the photosensitive drum to the recording material, the transfer residual toner remaining on the
モノクロ画像出力時は、上記の画像形成プロセスをブラック色の画像を形成する画像形成部1dにおいてのみ行う。
When outputting a monochrome image, the above-described image forming process is performed only in the
次に、図3を用いて、本実施例における定着装置について説明する。 Next, the fixing device in this embodiment will be described with reference to FIG.
図3は、図2における定着装置の概略断面図である。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the fixing device in FIG.
本実施例における定着装置は、ヒータ19、ヒータホルダ20、メインサーミスタ21、サブサーミスタ22、定着フィルム11、加圧ローラ12、入り口ガイド23により構成される。ここで、ヒータ19及びヒータホルダ20は加熱源を構成している。
The fixing device in this embodiment includes a
ヒータホルダ20は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒータ19を保持し、定着フィルム11をガイドする役割を果たす。
The
本実施例においては、ヒータホルダの材質に用いる液晶ポリマーとして、住友化学株式会社製の型番 E4205L Bを使用した。この液晶ポリマーの最大使用可能温度(荷重撓み温度)は、約305℃である。 In this example, model number E4205L B manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used as the liquid crystal polymer used for the material of the heater holder. The maximum usable temperature (load deflection temperature) of this liquid crystal polymer is about 305 ° C.
メインサーミスタ21は、定着フィルム11内面の温度を検知するもので、定着装置13の温度制御を行うために配設されている。
The
メインサーミスタ21は、ステンレス(SUS)製のアーム先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アームが揺動することにより定着フィルム11内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着フィルム11内面に常に接する状態に保たれる。
The
メインサーミスタ21は、制御手段としての不図示のCPUに接続され、CPUは、メインサーミスタ21の出力をもとに、ヒータ19の温度制御内容を決定し、ヒータ19への通電を制御する。
The
サブサーミスタ22は、ヒータ19裏面に配置され、ヒータ19が何らかの理由により、過昇温した際にリミッタ制御を行う役割を果たす。本実施例において、サブサーミスタ22は、ヒータ19の長手方向端部に配置され、小サイズの記録材を通紙した際等の定着装置13端部の昇温を検知する。ここで、長手方向とは、記録材搬送方向に直交する方向であり、加圧ローラ12の軸方向であり、定着フィルム11と加圧ローラ12とにより形成された定着ニップ部の長手方向である。CPUは、サブサーミスタ22の検知結果から、定着装置13端部が昇温していると判断した場合は、定着温度を下げる制御を行うことにより、定着装置の過昇温を防いでいる。
The sub-thermistor 22 is disposed on the back surface of the
定着フィルム11は、金属基層として厚さ約30μmの厚みのエンドレスベルト状(無端状)に形成されたステンレス製フィルム上に、弾性層としてシリコーンゴム層を形成した上に、離型性層として、厚み約30μmのPFA樹脂チューブを被覆してなる。ここで
、PFAは、テトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体である。
The fixing
シリコーンゴム層には、極力、熱伝導率の高い材質を用い、定着フィルム11の熱容量を小さくすることが、温度立上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約1.0×10−3cal/sec・cm・K(4.2×10−3W/cm・K)と、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。
It is desirable from the viewpoint of temperature rise to use a material having a high thermal conductivity as much as possible for the silicone rubber layer and to reduce the heat capacity of the fixing
一方、OHT透過性や、画像上の「す」(微小なグロスムラ)といった、画質の観点からは、定着フィルム11のシリコーンゴム層を極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、200μm以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。
On the other hand, it is desirable to make the silicone rubber layer of the fixing
本実施例におけるシリコーンゴム層は、厚みは約250〜300μmとした。また、本実施例における定着フィルム11の内径は24mmとした。
The silicone rubber layer in this example had a thickness of about 250 to 300 μm. In addition, the inner diameter of the fixing
長手方向のサイズとしては、A3ノビ用紙として、SRA3サイズに対応するため、約330mmから340mmとしている。 The size in the longitudinal direction is about 330 mm to 340 mm in order to correspond to the SRA3 size as A3 Nobi paper.
こうして形成された定着フィルム11の熱容量を測定したところ、約3×10−2cal/cm2・K(12.6×10−2J/cm2・K)(定着フィルム1cm2あたりの熱容量)であった。一般に、定着フィルム11の熱容量が1.0cal/cm2・K(4.2J/cm2・K)以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に1.0×10−2cal/cm2・K(4.2×10−2J/cm2・K)以下にしようとすると、定着フィルム11のゴム層を極端に薄くせざるを得なくなり、OHT透過性や「す」のレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。
When the heat capacity of the fixing
このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着フィルム11の熱容量は、1.0×10−2cal/cm2・K以上1.0cal/cm2・K以下の範囲に含まれることが分かる。
Therefore, the on-demand property, the heat capacity of the fixing
さらに、定着フィルム11表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着フィルム11表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Pに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。
Furthermore, by providing a fluororesin layer on the surface of the fixing
また、定着フィルム11表面の離型性層20cを、PFAチューブとすることで、より簡便に、均一な離型性層を形成することが可能となる。
Further, by using a PFA tube as the release layer 20c on the surface of the fixing
加圧ローラ12は、芯金上に、厚み約2mmの導電シリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約50μmの導電PFA樹脂チューブを被覆してなる。長手サイズとしてはSRA3サイズの記録材に対応するように長手方向の長さを約330mmとしている。
The
入り口ガイド23は、二次転写ニップを抜けた記録材Pが、定着ニップ部に正確にガイドされるよう、記録材を導く役割を果たす。
The
加圧ローラ12、入り口ガイド23は、それぞれフレーム24に組み付けられる。
The
その下に、ヒータホルダ20に装着されたヒータ19、メインサーミスタ21、サブサーミスタ22を内蔵した定着フィルムユニット25が置かれる。定着フィルムユニット2
5は、ヒータホルダ20に沿って配置されるTステー26を介して、不図示の加圧機構により、約30kgf(294N)(片側約15kgf)程度の力で加圧されている。
Below that, a fixing
5 is pressurized with a force of about 30 kgf (294 N) (about 15 kgf on one side) by a pressurizing mechanism (not shown) through a
本実施例の定着装置においては、加圧ローラ12が回転し、定着フィルム11を駆動することによって、定着フィルム11が従動回転する。その際、定着フィルム11内面とヒータホルダ20は摺動する構成となっている。定着フィルム11内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ20と定着フィルム11内面との摺動性を確保している。
In the fixing device of this embodiment, the
通常使用においては、定着装置の回転開始とともに、定着フィルム11の従動回転が開始し、ヒータ19温度の上昇とともに、定着フィルム11内面温度も上昇し、それに伴い定着フィルム11の表面温度も上昇していく。
In normal use, as the fixing device starts rotating, the driven rotation of the fixing
ヒータ19には、いわゆるセラミックヒータが用いられている。
A so-called ceramic heater is used as the
図1(a)は、本実施例のヒータ19の概略構成を示す図であり、図1(b)〜(d)は発熱体の長手方向の温度分布を示す図である。
Fig.1 (a) is a figure which shows schematic structure of the
本実施例のヒータ19は、セラミックヒータの一例として次のようなものが用いられている。これは、セラミック基板19a上(セラミック製基板上)に、通電により発熱する抵抗発熱体として抵抗を調整したAgPd(銀パラジウム合金)の発熱ペーストをスクリーン印刷で塗工した発熱体19bを印刷したものである。セラミック基板19aとしては、長手方向の長さ(幅)約380mm、記録材搬送方向の長さ約8mm、厚さ約1mmのアルミナ(Al2O3)を使用した。さらに、この発熱体19bを保護するためにガラス保護膜19c(不図示)でコーティングしている。
As the
本実施例のヒータ19は、発熱体19bが3本有り、中央部の発熱体と両サイドの発熱体とで、長手方向の発熱分布を異ならせている。
The
ヒータ19の駆動制御としては、中央部発熱体(以下、サブ発熱体と称す)への通電と、両サイドの発熱体(以下、メイン発熱体と称す)への通電の比率を通紙記録材サイズにより適宜変えている。これにより、長手方向の発熱分布を記録材サイズに合わせて最適化している。
As the drive control of the
メイン発熱体の長手方向の発熱分布の一例を図1(b)に、サブ発熱体の長手方向の発熱分布の一例を図1(c)に、メイン発熱体とサブ発熱体の両方を100%点灯させた場合の長手方向の発熱分布の一例を図1(d)に示している。 An example of the longitudinal heat generation distribution of the main heating element is shown in FIG. 1B, an example of the longitudinal heating distribution of the sub heating element is shown in FIG. 1C, and both the main heating element and the sub heating element are 100%. An example of the heat generation distribution in the longitudinal direction when the lamp is lit is shown in FIG.
ここで、加熱源の発熱体19bの長手方向の幅を発熱体幅Whとし、本実施例の画像形成装置において、画像形成可能な記録材サイズのうち最大サイズの記録材の前記長手方向の幅(第1幅)を最大通紙幅Wpとする。このようにした場合、本実施例では、発熱体幅Whは、従来例と異なり、最大通紙幅WpとしてのSRA3サイズ(A3ノビサイズ、幅320mm)よりも短い約312mmとしている。この発熱体幅Whは、最大通紙幅Wpを有する記録材(本実施例ではSRA3サイズの記録材)で画像形成が必要とされる長手方向の幅(第2幅、以下に説明するようにSRA3サイズの記録材では約306mm)に対して画像の定着が可能な長さとなっている。
Here, the width in the longitudinal direction of the
図5は、本発明者らの検討において、発熱体幅を変えた場合の長手方向の定着可能幅について示すグラフである。また、図7は、本実施例と従来例との各種設定事項について示す表である。 FIG. 5 is a graph showing the fixable width in the longitudinal direction when the heating element width is changed in the study by the present inventors. FIG. 7 is a table showing various setting items between the present embodiment and the conventional example.
記録材として、坪量105g/m2のSRA3サイズの記録材を使用した。 As the recording material, an SRA3 size recording material having a basis weight of 105 g / m 2 was used.
定着可能幅としては、定着後の記録材を折り曲げた後、記録材を広げ、定着トナー像が剥れている幅を測定し、ある許容レベル内の範囲を定着可能幅とした。 Regarding the fixable width, the recording material after fixing was bent, the recording material was spread, the width where the fixed toner image was peeled was measured, and the range within a certain allowable level was determined as the fixable width.
まず、定着速度を、従来例での定着速度とほぼ同じ約140mm/sとして定着させた場合について検討を行った。ここで、定着速度は、記録材が定着ニップ部で搬送される場合の記録材搬送速度としている。この定着速度は、ニップ部を駆動する駆動手段により変更可能に設けられている。 First, the case where the fixing speed was fixed at about 140 mm / s, which is substantially the same as the fixing speed in the conventional example, was examined. Here, the fixing speed is the recording material conveyance speed when the recording material is conveyed at the fixing nip portion. The fixing speed can be changed by a driving unit that drives the nip portion.
発熱体幅が従来例と同じ約324mmとした場合、定着可能幅は約306mmであった。 When the width of the heating element was about 324 mm as in the conventional example, the fixable width was about 306 mm.
図4は、定着装置において、発熱体幅と定着フィルムの長手方向の表面温度分布を説明するための図である。図6は、本実施例の画像形成装置において、定着装置の加熱源の発熱体幅と、小サイズ(一例としてB4サイズ)の記録材の生産性とを示したグラフである。 FIG. 4 is a diagram for explaining the heating element width and the surface temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing film in the fixing device. FIG. 6 is a graph showing the heating element width of the heating source of the fixing device and the productivity of a small size (for example, B4 size) recording material in the image forming apparatus of this embodiment.
定着フィルム表面温度は、定着フィルム両端部からの熱の逃げが有る為、図4に示すように、両端部で下がっており、また、下がり始める長手方向の位置は、加熱源の発熱体幅よりも内側の位置になる。このため、通常、定着可能幅は、発熱体幅よりも短くなっている。 Since the fixing film surface temperature has heat escape from both ends of the fixing film, as shown in FIG. 4, the fixing film surface temperature is lowered at both ends, and the position in the longitudinal direction starting to fall is less than the heating element width of the heating source. Will also be inside. For this reason, the fixable width is usually shorter than the heating element width.
この場合の小サイズの記録材として、B4サイズの記録材(一例として坪量約80g/m2)を連続通紙した場合に、非通紙部昇温により生産性(スループット)が低下する枚数としては、図6に示すように、約十数枚にて、生産性が低下してしまう場合があった。 In this case, when a B4 size recording material (for example, basis weight of about 80 g / m 2 ) is continuously fed as a small size recording material, the number of sheets whose productivity (throughput) decreases due to the temperature rise of the non-sheet passing portion As shown in FIG. 6, the productivity may be reduced by about ten or more sheets.
非通紙昇温が小さくなるよう発熱体幅を約312mmと短くした場合は、定着可能幅も約295mmと短くなり、A3ノビサイズのトンボ部定着に対応できなくなってしまった。 When the heating element width was shortened to about 312 mm so as to reduce the non-sheet-passing temperature rise, the fixable width was also shortened to about 295 mm, and it became impossible to cope with the A3 nobi size registration mark portion fixing.
次に、本実施例では、A3ノビサイズの記録材の定着速度を、A3サイズの記録材の定着速度(約140mm/s)より低速である約1/2速(約70mm/s)にて定着させた場合について検討を行った。 Next, in this embodiment, the fixing speed of the A3 size recording material is fixed at about 1/2 speed (about 70 mm / s), which is lower than the fixing speed of the A3 size recording material (about 140 mm / s). The case where it was made to investigate was done.
この場合、略等速(140mm/s)時と同じ定着可能幅を得るための発熱体幅は短くて良い。 In this case, the heating element width for obtaining the same fixable width as that at the substantially constant speed (140 mm / s) may be short.
図5からわかるように、定着可能幅約306mm程度を確保するためには、略等速(140mm/s)時は発熱体幅が約324mm程度必要なのに対し、1/2速(約70mm/s)時は発熱体幅が約312mm程度で良い。このような発熱体幅312mmの場合、小サイズの記録材としてB4サイズの記録材の生産性を確認したところ、実用上問題の無い約100枚程度まで生産性が低下することは無かった。 As can be seen from FIG. 5, in order to secure the fixable width of about 306 mm, the heating element width is required to be about 324 mm at approximately constant speed (140 mm / s), whereas half speed (about 70 mm / s). ), The width of the heating element may be about 312 mm. In the case of such a heating element width of 312 mm, the productivity of a B4 size recording material as a small size recording material was confirmed. As a result, the productivity did not decrease to about 100 sheets having no practical problem.
このように、本実施例では、発熱体幅Whは、最大通紙幅WpとしてのSRA3サイズ(A3ノビサイズ、幅320mm)よりも短い約312mmとしている。そして、この発熱体幅Whは、最大通紙幅Wpを有する記録材で画像形成が必要とされる長手方向の幅(第2幅、約306mm)に対して画像の定着が可能な長さとしている。この発熱体幅Whは、図5に示されるような、発熱体の幅と、定着速度と、発熱体の幅及び定着速度から決定される定着可能幅(長手方向の定着画像の幅)と、の関係から前記第2幅に基づいて導
出している。さらに、前記第2幅以上(約306mm以上)の長手方向の幅を有する記録材(A3ノビサイズの記録材)の定着速度が、前記第2幅より小さい長手方向の幅を有する記録材(A3サイズ、B4サイズの記録材)の定着速度よりも低速となるように設けられている。
Thus, in the present embodiment, the heating element width Wh is set to about 312 mm, which is shorter than the SRA3 size (A3 nobi size,
これにより、本実施例では、長手方向の幅の広い、いわゆるノビサイズの記録材への対応と、実用上問題無い小サイズの記録材の生産性と、を両立させた画像形成装置を実現可能としている。 As a result, in this embodiment, it is possible to realize an image forming apparatus that achieves both compatibility with a so-called nobi-sized recording material having a wide longitudinal direction and productivity of a small-sized recording material that has no practical problem. Yes.
ここで、本実施例においては、定着フィルム11として、金属の基層に弾性層及び離型性層を設けたタイプを使用したが、弾性層を設けず基層にごく薄い離型性層を施したタイプの定着フィルムを使用しても良い。
Here, in this example, a type in which an elastic layer and a release layer were provided on a metal base layer was used as the fixing
また、本実施例の画像形成装置においては、カラー画像形成装置について説明したが、これに限らず、モノクロ画像形成装置に対して本発明を適用することも可能である。 In the image forming apparatus of the present embodiment, the color image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a monochrome image forming apparatus.
以下に、本発明の実施例2について説明する。本実施例においては、実施例1に対して異なる構成部分のみ述べることとし、実施例1と同様の構成部分については、その説明を省略する。 The second embodiment of the present invention will be described below. In the present embodiment, only components that are different from those in the first embodiment will be described, and the description of the same components as those in the first embodiment will be omitted.
本実施例では、画像形成装置として、カラーではなくモノクロの画像形成装置を使用している。そして、定着フィルム11として、金属の基層ではなく、ポリイミド等の樹脂を基層に使用している。さらに、本実施例では、基層上に弾性層を形成せず、基層の上に離型性層を形成したタイプの定着フィルムを使用して検討を行った。
In this embodiment, a monochrome image forming apparatus instead of a color is used as the image forming apparatus. As the fixing
本実施例では、定着フィルムの基層として樹脂タイプを使用しているため、実施例1の金属基層を使用した定着フィルムに比べ、両端からの熱の逃げが小さい。このため、定着可能幅に対してそれほど発熱体幅を大きくしなくても良い。 In this example, since the resin type is used as the base layer of the fixing film, the heat escape from both ends is small as compared with the fixing film using the metal base layer of Example 1. For this reason, it is not necessary to make the heating element width so large with respect to the fixable width.
本実施例での各種設定事項を図8に示す。 Various setting items in this embodiment are shown in FIG.
本実施例では、発熱体幅を約306mmとした。この場合、実施例1と同様に、A3サイズの記録材通紙時の定着速度(約140mm/s)に比べ約1/2速の約70mm/sで定着動作を行った場合の定着可能幅は、約305mmであった。また、この場合の小サイズ生産性をB4サイズの記録材について、実施例1と同様に確認したところ、約120枚程度で生産性が低下した。 In this example, the heating element width was about 306 mm. In this case, as in the first embodiment, the fixing width when the fixing operation is performed at about 70 mm / s, which is about 1/2 speed, compared to the fixing speed (about 140 mm / s) when the A3 size recording material is passed. Was about 305 mm. Further, when the small size productivity in this case was confirmed in the same manner as in Example 1 for the B4 size recording material, the productivity decreased with about 120 sheets.
本実施例のように、定着フィルムに実施例1での金属の基層ではなく、ポリイミド等の樹脂層を使用した定着フィルムを使用した場合においても、A3ノビサイズの記録材への対応と、実用上問題無い小サイズの記録材の生産性とを両立することが可能である。 Even in the case where a fixing film using a resin layer such as polyimide instead of the metal base layer in Example 1 is used as the fixing film as in this example, it is practically compatible with A3 Novi size recording materials. It is possible to achieve both the productivity of a small-size recording material without any problem.
11 定着フィルム、 12 加圧ローラ、 13 定着装置、 19 ヒータ、 19a セラミック基板、 19b 発熱体、 20 ヒータホルダ
DESCRIPTION OF
上記目的を達成するために本発明にあっては、
エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に接触しており基板上に発熱体を有するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記ニップ部で記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着部、を有する画像形成装置において、
記録材移動方向に対して直交する方向における前記発熱体の長さが、前記装置で画像形成可能な最大幅の記録材よりも短くなっており、前記最大幅の記録材に形成されたトナー
画像を前記定着部で定着処理する場合は、前記発熱体の長さよりも幅が小さな記録材に形成されたトナー画像を定着処理する場合よりも、前記定着部における記録材搬送速度を低速に設定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An endless belt, a heater that is in contact with the inner surface of the endless belt and has a heating element on a substrate, and a pressure roller that forms a nip portion together with the heater via the endless belt, and the nip portion In the image forming apparatus having a fixing unit that heat- fixes the toner image formed on the recording material to the recording material .
The length of the heating element in a direction perpendicular to the recording material moving direction, is shorter remote by the recording material of the imageable maximum width in the device, formed on the recording material of the maximum width toner
When fixing an image at the fixing unit, the recording material conveyance speed at the fixing unit is set to be lower than when fixing a toner image formed on a recording material having a width smaller than the length of the heating element. characterized in that it.
Claims (6)
記録材を挟持搬送するニップ部と、
を有し、前記ニップ部で記録材上の画像を定着する画像形成装置において、
前記ニップ部の長手方向における前記発熱体の幅が、画像形成可能な記録材サイズのうち最大サイズの記録材の前記長手方向の第1幅よりも短く、かつ、前記最大サイズの記録材で画像形成が必要とされる前記長手方向の第2幅に対して画像の定着が可能である長さに設けられ、
前記第2幅以上の前記長手方向の幅を有する記録材が前記ニップ部で搬送される場合の記録材搬送速度が、前記第2幅より小さい前記長手方向の幅を有する記録材が前記ニップ部で搬送される場合の記録材搬送速度よりも低速となるように前記ニップ部を駆動する駆動手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 A heating source having a heating element;
A nip for nipping and conveying the recording material;
In an image forming apparatus for fixing an image on a recording material at the nip portion,
The width of the heating element in the longitudinal direction of the nip portion is shorter than the first width in the longitudinal direction of the recording material of the maximum size among the recording material sizes capable of forming an image, and an image is formed with the recording material of the maximum size. Provided with a length capable of fixing an image with respect to the second width in the longitudinal direction that needs to be formed,
The recording material having a longitudinal width smaller than the second width when the recording material having the longitudinal width equal to or larger than the second width is conveyed at the nip portion is the nip portion. An image forming apparatus comprising: a driving unit that drives the nip portion so that the recording material is transported at a speed lower than that of the recording material.
前記可撓性スリーブは、金属からなる基層上に、離型性層、又は、弾性層を介した離型性層が形成され無端状に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The nip portion is formed by a flexible sleeve that slides on the heating source, and a drive member that drives the flexible sleeve,
3. The flexible sleeve is provided with an endless shape in which a release layer or a release layer via an elastic layer is formed on a base layer made of metal. The image forming apparatus described in 1.
前記可撓性スリーブは、樹脂からなる基層上に、離型性層、又は、弾性層を介した離型性層が形成された無端状の可撓性スリーブであることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The nip portion is formed by a flexible sleeve that slides on the heating source, and a drive member that drives the flexible sleeve,
The flexible sleeve is an endless flexible sleeve in which a release layer or a release layer via an elastic layer is formed on a base layer made of a resin. The image forming apparatus according to 1 or 2.
前記加熱源は、セラミック製基板上に前記抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The heating element is a resistance heating element that generates heat when energized,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heat source is a ceramic heater in which the resistance heating element is formed on a ceramic substrate.
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