JP2017215449A - Fixation device and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置、及びその定着装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus including the fixing device.
電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置は、熱と圧力を加えることにより記録材に担持されたトナー像を記録材に融解・浸透させて定着を行う。 A fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus performs fixing by melting and penetrating a toner image carried on a recording material by applying heat and pressure.
近年、市場からは、電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度までに要する時間(ウォームアップ時間)の短縮化が求められている。また、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間(ファーストプリント時間)の短縮化も求められている。 In recent years, the market demands shortening of the time (warm-up time) required from a normal temperature state to a predetermined printable temperature, such as when power is turned on. There is also a demand for shortening the time (first print time) from when a print request is received to when a print operation is performed through a print preparation and paper discharge is completed.
これらの要求に対し、例えば特許文献1には、無端ベルトを用いる構成において、そのベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリント時間を短縮でき、かつ高速回転時の熱量不足を解消できる定着装置が開示されている。
In response to these requirements, for example,
特許文献1の定着装置は、無端ベルトを金属熱伝導体に介して間接的に加熱する構成であるが、無端ベルトを(金属熱伝導体を介さずに)直接加熱する構成も考えられている。これにより、ファーストプリント時間をさらに短縮し、金属熱伝導体レスによるコストダウンを可能にしている。
The fixing device of
本発明の課題は、加熱側組付け部と弾性ローラの位置関係が変化しても、分離部材の分離部を定着ベルトに対し所定の位置に位置決めできる定着装置の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a fixing device that can position the separation portion of the separation member at a predetermined position with respect to the fixing belt even if the positional relationship between the heating side assembly portion and the elastic roller changes.
上記課題は、筐体と、前記筐体に軸心固定に支持され、回転駆動される弾性ローラと、前記弾性ローラに接して従動回転する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内側に設けられ、前記定着ベルトと前記弾性ローラとの間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、前記定着ベルト及び前記支持部材の両端を保持し、前記筐体に対し加圧位置又は脱圧位置に移動可能に支持される保持部材と、前記保持部材を前記弾性ローラの方向に加圧する加圧部材と、定着ニップ下流側に位置し、記録材を前記定着ベルトから分離する分離部を具備する分離部材とを備える定着装置において、前記分離部材は、前記保持部材の移動方向に移動可能かつ回転自在で前記筐体に支持されるとともに、前記定着ベルトに向けて付勢され、前記保持部材が前記加圧位置に移動した際に、前記ニップ形成部材、前記支持部材、前記保持部材、前記定着ベルトのすくなくともいずれか一つに当接し、前記分離部材の前記分離部が、前記定着ベルトに対し所定位置に位置決めされることを特徴とする定着装置によって、解決される。 The above-described problems are provided in a housing, an elastic roller that is supported by the housing in an axially fixed manner and driven to rotate, an endless fixing belt that is driven to rotate in contact with the elastic roller, and an inner side of the fixing belt. A nip forming member that forms a fixing nip between the fixing belt and the elastic roller, a support member that supports the nip forming member, and both ends of the fixing belt and the support member, A holding member that is supported so as to be movable to a pressure position or a depressurization position, a pressure member that presses the holding member in the direction of the elastic roller, and a fixing nip downstream side, and fixing the recording material to the fixing nip And a separation member that includes a separation unit that separates the belt from the belt. The separation member is movable and rotatable in the movement direction of the holding member, and is supported by the housing. And when the holding member moves to the pressure position, the nip forming member, the support member, the holding member, or the fixing belt contacts at least one of the separation belt and the separation member. This is solved by a fixing device in which the separation portion of the member is positioned at a predetermined position with respect to the fixing belt.
本発明の定着装置は、分離部材がニップ形成部材、支持部材、保持部材、定着ベルトのいずれかによって位置決めされるので、加熱側組付け部と弾性ローラの位置関係が変化しても、分離部材の分離部を定着ベルトに対し所定の位置に位置決めできる。 In the fixing device of the present invention, since the separation member is positioned by any one of the nip forming member, the support member, the holding member, and the fixing belt, the separation member is changed even if the positional relationship between the heating side assembly portion and the elastic roller is changed. Can be positioned at a predetermined position with respect to the fixing belt.
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。 Hereinafter, before describing the embodiments, preliminary matters for facilitating understanding of the embodiments will be described.
上述した定着装置には、ニップ部出口に分離部材が配置されている。この分離部材は、先端(分離部)を定着ベルト(無端ベルト)の表面に近づけることで、記録材を分離し、定着巻き付きジャムの発生を抑えることができる。 In the fixing device described above, a separation member is disposed at the nip exit. This separating member can separate the recording material by bringing the tip (separating portion) close to the surface of the fixing belt (endless belt), and can suppress the occurrence of jamming around the fixing belt.
分離部材の分離部は、少なくとも定着ベルトの記録材を通紙する幅においてはギャップ(隙間)を設けて配置することが望ましい。その理由は、紙粉、トナー及びトナーを構成する添加剤が分離部に堆積付着することで、定着ベルトにキズが付くおそれがあること、分離部材に熱が逃げるため、エネルギー効率が悪いことなどが挙げられる。 It is desirable that the separation portion of the separation member is provided with a gap (gap) at least in the width in which the recording material of the fixing belt passes. The reason is that paper dust, toner, and additives constituting the toner are deposited and adhered to the separation part, which may cause scratches on the fixing belt, and heat is released to the separation member, resulting in poor energy efficiency. Is mentioned.
一方、記録材を分離する能力を高めるためには、分離部材の分離部と定着ベルトのギャップは、可能な限り狭く設定することが望ましい。記録材はトナー画像により、定着ベルトに張り付く力が発生し、記録材の先端までトナーが付着していた場合、記録材は定着ベルトに巻きつくように送られる。そのため、分離部材の分離部を定着ベルトにできるだけ接近させれば、記録材をすくい上げることができる。 On the other hand, in order to increase the ability to separate the recording material, it is desirable to set the gap between the separation portion of the separation member and the fixing belt as narrow as possible. The recording material generates a force that sticks to the fixing belt due to the toner image, and when the toner adheres to the leading end of the recording material, the recording material is sent around the fixing belt. Therefore, the recording material can be scooped up if the separating portion of the separating member is as close as possible to the fixing belt.
ところで、上述した定着装置は、ジャム用紙つまりを解消するために、加熱側組付け部(保持部材に保持された定着ベルト、ニップ形成部材などの総称)と加圧ローラを離間/当接させてニップ部を脱圧/加圧できる。このとき、弾性ローラの弾性層の歪みや、加圧部材の押しつけ力及び/又は弾性ローラの外径のばらつき、熱膨張などによって、定着ベルト、ニップ形成部材及び弾性ローラは、位置関係が変化する。その結果として、以下の不具合を生じやすい。 By the way, in the fixing device described above, in order to eliminate jammed paper clogging, the heating side assembly portion (a general term for a fixing belt and a nip forming member held by a holding member) and a pressure roller are separated / abutted. The nip can be depressurized / pressurized. At this time, the positional relationship of the fixing belt, the nip forming member, and the elastic roller changes due to the distortion of the elastic layer of the elastic roller, the pressing force of the pressure member and / or the variation of the outer diameter of the elastic roller, thermal expansion, and the like. . As a result, the following problems are likely to occur.
まず、分離部材と定着ベルトのギャップが大きくなると、分離性が低下し、不利な条件では巻きつきジャムが発生しやすくなる。または、分離部材と定着ベルトが接触して定着ベルトが傷つき、異常画像が発生する場合がある。さらに、分離部材と定着ベルトが接触すると、分離部材に熱が逃げるので、熱効率の低下にもつながる。 First, when the gap between the separation member and the fixing belt is increased, the separation performance is reduced, and winding jam is likely to occur under disadvantageous conditions. Or, the separation member and the fixing belt may come into contact with each other and the fixing belt may be damaged, and an abnormal image may be generated. Further, when the separation member and the fixing belt come into contact, heat escapes to the separation member, which leads to a decrease in thermal efficiency.
このように、分離部材と定着ベルトのギャップは、上述したバラツキを考慮して大きく設定する必要があり、ギャップの増加による分離性悪化が問題となっていた。 As described above, the gap between the separation member and the fixing belt needs to be set large in consideration of the above-described variation, and there is a problem of deterioration of separation due to an increase in the gap.
以下の実施形態では、加熱側組付け部と弾性ローラの位置関係が変化しても、分離部材の分離部を定着ベルトに対し所定の位置に位置決めできる定着装置について説明する。 In the following embodiments, a fixing device that can position the separation portion of the separation member at a predetermined position with respect to the fixing belt even when the positional relationship between the heating side assembly portion and the elastic roller changes will be described.
(第1の実施形態)
図1は、画像形成装置の一実施形態であるカラープリンタの断面を示す模式図である。本カラープリンタは、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式であるが、本発明はこの方式に限らない。また、プリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a cross section of a color printer that is an embodiment of an image forming apparatus. The color printer is a tandem system in which image forming units for forming a plurality of color images are juxtaposed along the belt extending direction, but the present invention is not limited to this system. It is also possible to target not only printers but also copying machines and facsimile machines.
図1に示すように、画像形成装置1の中心部には、像担持体である感光体20Y、20C、20M、20Bkが並設されている。各感光体20Y、20C、20M、20Bkは、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)に対応する画像を形成可能である。なお、これら画像形成手段は現像剤(トナー)色の違い以外はそれぞれ同一の構成であるため、以下の説明では参照符号におけるY、C、M及びBkの添え字を適宜省略して説明する。
As shown in FIG. 1, photoconductors 20 </ b> Y, 20 </ b> C, 20 </ b> M, and 20 </ b> Bk that are image carriers are arranged in parallel at the center of the
各感光体20の周りに、帯電部材30、現像装置40及びクリーニング手段50が設けられている。この感光体20は時計回りに回転駆動し、感光体20の表面には帯電部材30が圧接されていて、この帯電部材30は、感光体20の回転駆動に伴い従動回転する。また、この帯電部材30には、高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体20の表面を一様に帯電できる。なお、これら感光体20、帯電部材30、現像装置40及びクリーニング手段50は、各々画像形成装置1から着脱自在に配置されている。
Around each photoreceptor 20, a charging member 30, a developing device 40, and a cleaning unit 50 are provided. The photosensitive member 20 is driven to rotate clockwise, and a charging member 30 is pressed against the surface of the photosensitive member 20, and the charging member 30 is driven to rotate as the photosensitive member 20 is driven to rotate. In addition, a predetermined bias voltage is applied to the charging member 30 from a high voltage power source, so that the surface of the rotating photoreceptor 20 can be uniformly charged. The photosensitive member 20, the charging member 30, the developing device 40, and the cleaning unit 50 are each detachably disposed from the
4つの感光体20の斜め下方には、これらに平行して露光装置8が設けられている。この露光装置8は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどの構成部材を有する。露光装置8は、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材30により帯電させられた各感光体20を露光し、それぞれの感光体20上に静電潜像を作り出す。この露光装置8を用いて感光体20上に形成された静電潜像は、感光体20の回転により現像装置40を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。
Below the four photoconductors 20, an
なお、画像形成装置1の内部の上方には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナーが充填されたトナーボトル9Y、9C、9M及び9Bkが配置されている。これらトナーボトル9Y、9C、9M及び9Bkから図示しない搬送経路を介して、所定の補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置40Y、40C、40M及び40Bkに補給される。
Note that toner bottles 9Y, 9C, 9M, and 9Bk filled with toners of yellow, cyan, magenta, and black are disposed above the inside of the
さらに、各画像形成手段の感光体20に対向して、中間転写体として構成された無端ベルト状の中間転写ベルト11が配置され、この中間転写ベルト11の表面には各感光体20が当接している。中間転写ベルト11は、複数の支持ローラ(例えば、支持ローラ72,73など)に巻き掛けられて構成されている。図示した例では、支持ローラ73が、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されており、この駆動モータの駆動によって中間転写ベルト11は図中反時計回りに回転移動し、これに伴って従動回転可能な支持ローラ73も回転する。また、中間転写ベルト11の内側には、ベルトを挟んで感光体20に対向して位置する一次転写ローラ12が配置されている。この一次転写ローラ12に高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置40により顕像化されたトナー像が中間転写ベルト11に一次転写される。
Further, an endless belt-like
なお、一次転写されずに感光体20上に残された一次転写残トナーは、感光体20による次の画像形成動作に備えるためにクリーニング手段50により除去され、感光体20上におけるトナーは完全に除去される。 The primary transfer residual toner that is not primarily transferred and remains on the photoconductor 20 is removed by the cleaning unit 50 in preparation for the next image forming operation by the photoconductor 20, and the toner on the photoconductor 20 is completely removed. Removed.
さらに、中間転写ベルト11の駆動方向下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ5が設けられている。この二次転写ローラ5は、中間転写ベルト11を挟んで支持ローラ72と対向しており、二次転写ローラ5と支持ローラ72とで中間転写ベルト11を介して二次転写ニップ部を形成している。また、画像形成装置1は、記録材である用紙Sの積載部としてのシート給紙装置61、給送ローラ3に加え、レジストローラ対4などを備える。さらに、二次転写ローラ5から見て用紙Sの搬送方向下流側には、定着装置100及び排紙ローラ対7が設けられている。
Further, a secondary transfer roller 5 as a secondary transfer device is provided on the downstream side in the driving direction of the
続いて、画像形成動作について説明する。まず、感光体20が駆動源により時計回りに回転駆動され、このとき感光体20表面に図示しない除電装置からの光が照射されて表面電位が初期化される。次に、感光体20の表面は、帯電部材30によって所定の極性に一様に帯電される。次いで、感光体20表面には露光装置8からのレーザ光が照射され、これによって感光体20表面に静電潜像が形成される。このとき各感光体20に露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。そして、感光体20上に形成された静電潜像は、現像装置40を通る際に現像装置40からの各色トナー(現像剤)が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。
Subsequently, an image forming operation will be described. First, the photoconductor 20 is driven to rotate clockwise by a drive source. At this time, the surface of the photoconductor 20 is irradiated with light from a static eliminator (not shown) to initialize the surface potential. Next, the surface of the photoconductor 20 is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging member 30. Next, the surface of the photoconductor 20 is irradiated with laser light from the
また、中間転写ベルト11は、図中反時計回りに走行駆動させられる一方、一次転写ローラ12には、感光体20上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体20と中間転写ベルト11との間に転写電界が形成され、感光体20上のトナー像が、その感光体20と同期して回転駆動される中間転写ベルト11上に静電的に一次転写される。このようにして、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト11の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト11上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。
The
一方、画像形成される用紙Sは、シート給紙装置61に積載された用紙束から給送ローラ3などの搬送部材によってレジストローラ対4まで一枚ごとに分離されて給送される。その際、搬送された用紙Sの先端は、回転駆動を開始していないレジストローラ対4のニップ部に突き当たり、ループを形成し、用紙Sのレジストレーションが行われる。その後、中間転写ベルト11上に担持されたフルカラートナー像とのタイミングを図って、レジストローラ対4の回転駆動が開始され、支持ローラ72と二次転写ローラ5で構成される二次転写ニップ部に向けて用紙Sが送出される。
On the other hand, the sheets S on which an image is formed are separated and fed one by one from a bundle of sheets stacked on the
本実施形態では、二次転写ローラ5に中間転写ベルト11表面におけるトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これにより中間転写ベルト11表面に形成されたフルカラートナー像が用紙S上に一括して転写される。次に、トナー像を転写された用紙Sは定着装置100まで搬送され、定着装置100を通過するときに熱と圧力を加えられ、永久画像としてトナー像が用紙Sに定着される。そして、用紙Sは、排紙ローラ対7を介して排出トレイなどの用紙排出部に排出され、画像形成動作が完了する。なお、二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト11上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段13により取り除かれ回収される。
In the present embodiment, a transfer voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity of the toner image on the surface of the
以上の説明は、用紙S上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、感光体20のいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2色又は3色の画像を形成したりすることもできる。また、本実施形態のプリンタを用いてモノクロ印刷をする場合には、感光体20Bk上にのみ静電潜像を形成して同手段によって現像して用紙Sに転写し、定着装置100で定着すればよい。
The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on the paper S. A single-color image is formed using any one of the photoconductors 20, or a two-color or three-color image is formed. It can also be formed. When monochrome printing is performed using the printer of this embodiment, an electrostatic latent image is formed only on the photoreceptor 20Bk, developed by the same means, transferred to the paper S, and fixed by the fixing
図2は、画像形成装置に搭載された定着装置の一実施形態に係る模式図である。定着装置100は、筐体120と、弾性ローラ122と、定着ベルト124と、加熱源126と、定着ベルト124の内側に設けられたニップ形成部材128と、ニップ形成部材128を支持する支持部材130とを備える。また、定着装置100は、定着ベルト124及び支持部材130などの両端を保持する保持部材132と、保持部材132を加圧する加圧部材134と、記録材を定着ベルト124から分離する分離部材136などを備える。
FIG. 2 is a schematic diagram according to an embodiment of a fixing device mounted on the image forming apparatus. The fixing
筐体120は、定着装置全体を形成するものである。図では分かりやすくするために、破断線とし、大部分を省略して描いている。
The
弾性ローラ122は、筐体120に軸心固定に支持され、モータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転駆動される。弾性ローラ122は、芯金110に弾性ゴム層112が構成され、離型性を得るために表面に離型層(PFA又はPTFE層)が設けてある。弾性ローラ122は、中空のローラであってもよく、ローラ内にハロゲンヒータなどの加熱源を有していてもよい。弾性ゴム層112はソリッドゴムでもよいが、弾性ローラ122内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト124の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
The
定着ベルト124は、弾性ローラ122に接して従動回転し、加熱源126により内周側から輻射熱で直接加熱される。本構成において加熱源126であるハロゲンヒータは、軸方向に異なる配光を持つ2本とした。もちろん、ヒータ本数は1本ないし3本以上でも構わない。なお、ハロゲンヒータは、輻射型熱源の一例である。加熱源126は、図示したハロゲンヒータでもよいが、IH(Induction Heating)であってもよいし、抵抗発熱体、カーボンヒータなどであってもよい。
The fixing
定着ベルト124は、ニッケルやSUSなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端状のベルト(もしくはフィルム)とする。ベルトの表層はPFA又はPTFE層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とPFA又はPTFE層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があってもよい。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ(ユズ肌画像)が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を100[μm]以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
The fixing
定着ベルト124内部には、定着ベルト124と弾性ローラ122との間に定着ニップ部Nを形成するニップ形成部材128があり、定着ベルト124内面と直接(または、摺動シートを介して間接的に)摺動するようになっている。図ではニップ部の形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であってもよい。ニップ部の形状は凹形状の方が、記録材先端の排出方向が弾性ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。なお、ニップ形成部材128は、加熱手段として面状発熱体の機能を兼ねてもよく、定着ベルト124をニップ部の位置で局所的に加熱することができる。
Inside the fixing
また、定着ベルト124の内部には、ニップ部を支持するための支持部材130(ステー)がある。支持部材130は、弾性ローラ122により圧力を受けるニップ形成部材128の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。また、加熱源126と支持部材130の間に反射部材を備え、加熱源126からの輻射熱などにより支持部材130が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材を備える代わりに、支持部材130表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。
Further, inside the fixing
この支持部材130は、両端部で保持部材132(フランジ)に保持されている。保持部材132は、両端部で、定着ベルト124と、ニップ形成部材128と、支持部材130と、加熱源126を保持する。以下、これらの部品を加熱側組付け部と称する。保持部材132は、筐体120に対し、移動可能(図中矢印A)に構成されている。保持部材132の弾性ローラ122の反対側には、筐体120に対して回転可能であり、保持部材132を弾性ローラ122側に押しつける加圧部材134が設けられている。加圧部材134は、付勢手段(例えば、駆動モータなどで回転する加圧脱圧カム138と、加圧スプリング140)によって付勢される。したがって、保持部材132、すなわち加熱側組付け部は、通紙時に定着ニップを形成する加圧位置に配置(加圧)され、非通紙時に弾性ローラの永久圧縮歪みをなくすために脱圧位置に退避(脱圧)される。
The
定着ベルト124は弾性ローラ122により連れ回り回転する。図の場合は弾性ローラ122が駆動源により回転し、定着ニップ部Nでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト124が回転する。定着ベルト124は定着ニップ部Nで挟み込まれて回転し、定着ニップ部以外では両端部で保持部材132にガイドされ、走行する。以上のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置を実現することが可能となる。
The fixing
分離部材136は、定着ニップ下流側に位置し、記録材を定着ベルト124から分離する。分離部材は本発明の特徴部分であるので、以下より詳細に説明する。
The
図3は、図2に示した定着装置の斜視図であり、図4は、分離部材の支持構成を示す模式図である。図3において、分かりやすくするために加圧部材134、及び付勢手段は省略した。
FIG. 3 is a perspective view of the fixing device shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a support structure of the separating member. In FIG. 3, the
図3に示すように、保持部材132と筐体120は、互いにガイドとレールのような形状を有し、保持部材132が弾性ローラ122の軸心方向に移動できる。すなわち、加圧部材134(図2参照)によって加熱側組付け部は、矢印A方向に移動可能で、通紙時に弾性ローラ122側に荷重を掛ける事で定着ニップを形成(加圧)できる。また、非通紙時には荷重を取り除く又は退避させることで弾性ローラの圧縮状態を解除する(脱圧)できる。
As shown in FIG. 3, the holding
図3の右側に示す分離部材136は、記録材を定着ベルト124からすくって分離する分離部136aと、分離部136aの両端にあって定着ベルト124に当接する当接部136bと、分離部材136の回転中心となる支持軸136cとを有する。当接部136bは、分離部136aから突出して設けられている。
The separating
図3及び4に示すように、筐体120には長穴120aが設けられており、その長穴120aに分離部材136の支持軸136cが挿入される。長穴120aは、保持部材132の移動方向と同一方向にのみ支持軸136cを移動可能とする形状であるので、分離部材136は、筐体120に対し回転自在かつ移動可能に支持される。また、分離部材136の支持軸136cは、筐体120に取り付けられた付勢手段142(例えば、ばね)により、定着ベルト124に向けて付勢される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
一方、保持部材132は、加圧位置に移動した際に、分離部材136の支持軸136cに当接する位置決め部144を有する。したがって、位置決め部144により、分離部材136は保持部材132に対し、所定の位置に位置決めされるので、分離部136aを定着ベルト124に対して所定の位置に位置決めできる。もちろん、この所定の位置において、分離部材136の分離部136aは、定着ベルト124に対し、所望のギャップ位置(ギャップg)にあらかじめ設定しておく。
On the other hand, the holding
図5は、分離部材と定着ベルトの位置関係を示す拡大図である。定着ベルト124は、通紙幅よりも広く設定し、その非画像領域には摩擦抵抗を低減するため、フッ素系のコーティングなどを施すか、又は摩擦抵抗の小さい部材で構成する。図5に示すように、分離部材136の当接部136bを定着ベルト124の非画像領域に当接させれば、分離部136aは、画像領域において定着ベルト124に対し、所定の隙間(ギャップg)をもって位置決めされる。これにより、分離部材136の分離部136aは、定着ベルト124の回転軌跡に追従しながらも、ギャップgを最小限に抑えることができる。また、当接部136bが定着ベルト124と接触する領域は、摩擦抵抗が小さいため、定着ベルト124の回転に影響を与えることはない。
FIG. 5 is an enlarged view showing the positional relationship between the separation member and the fixing belt. The fixing
以上説明したように、本実施形態に係る定着装置100は、定着ベルト124、ニップ形成部材128及び弾性ローラ122の位置関係が変化したとしても、分離部材136の分離部136aを定着ベルトに対し所定の位置に位置決めできる。また、分離部材136は、当接部136bを定着ベルト124に当接させるので、分離部136aを定着ベルト124の回転軌跡に追従でき、記録材を安定して分離できる。
As described above, in the
(変形例)
上述した実施形態では、保持部材132に位置決め部144を設けたが、これに代えて、ニップ形成部材128又は支持部材130に位置決め部144を設け、分離部材136に当接させてもよい。また、分離部材136の当接部136bをなくし、分離部材136を定着ベルト124に接触させない構成としてもよい。この場合、定着ベルト124への負荷が無くなるという利点がある。
(Modification)
In the above-described embodiment, the positioning
なお、本実施形態では加熱側組付け部としてQSU定着方式の部材を用いたが、SURFやFBN、ベルト定着やローラ定着であっても適用できる。定着部材側が加圧部材に対して移動可能な構成であれば本発明を適用できる。 In the present embodiment, the QSU fixing type member is used as the heating side assembling unit. However, SURF, FBN, belt fixing, and roller fixing can also be applied. The present invention can be applied as long as the fixing member side is movable with respect to the pressure member.
補足として、従来の分離部材について説明する。図6は、従来の分離部材と定着ベルトの位置関係を示す拡大図であり、(a)は定着ベルトが離れている場合、(b)は適切な位置にある場合、(c)は近接している場合を示す。 As a supplement, a conventional separating member will be described. 6A and 6B are enlarged views showing the positional relationship between the conventional separating member and the fixing belt. FIG. 6A shows a case where the fixing belt is separated, FIG. 6B shows a case where the fixing belt is in an appropriate position, and FIG. Indicates the case.
前提として、分離部材136の支持軸136cが筐体120に固定され、加熱側組付け部の位置が移動方向にばらついたとする。ばらつく理由は、弾性ローラ122の硬度(ゴム硬度)や外径の部品バラつき、加熱膨張により弾性ローラ外径が大きくなるといったことが挙げられる。
As a premise, it is assumed that the
定着ベルト124が離間している場合(図6(a))、分離部材136は定着ニップに近くなり、定着ベルト124から剥離するまでの距離や時間が小さくなる。そのため、分離性が悪くなる。また、分離部材136と定着ベルト124のギャップが広くなることで、用紙Sがギャップに入り込む定着巻きつきジャムを発生しやすくなる。
When the fixing
定着ベルト124が近接している場合(図6(c))、分離部材136は定着ニップから離れ、分離部材136と定着ベルト124とのギャップは狭くなる。そのため、用紙Sの分離性は良くなるが、分離部材136と定着ベルト124が接触する可能性が高まる。接触時には、省エネ性の低下や、トナー固着によるベルト破損のおそれがある。
When the fixing
定着ベルト124に対し、分離部材136を狙いの位置(図6(b))に配置するためには、弾性ローラ122の弾性体(ゴム)のバラつきを小さくすること、分離部材136の固定位置を定着ベルト124から遠くに配置することが考えられる。しかし、前者では歩留まりの問題があるし、後者では部品配置のレイアウトの問題がある。さらに、これらをもってしても、ギャップを最小に抑えることは困難である。これらより、本発明は、従来技術に比べて格段の効果を奏していると言える。
In order to place the
(第2の実施形態)
図7は第2の実施形態に係る分離部材の支持構成(加圧時)を示す模式図であり、図8は分離部材の支持構成(脱圧時)を示す模式図である。図7、8において、図4と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a support structure (at the time of pressurization) of the separation member according to the second embodiment, and FIG. 8 is a schematic diagram showing a support structure (at the time of depressurization) of the separation member. 7 and 8, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図7に示すように、本実施形態では、ギャップ調整部148が筐体120に設けられている。ギャップ調整部148は、別体として筐体120の間を貫通する軸、もしくは筐体120に取り付けた凸部材としてよい。また、筐体120に一体的に形成してもよい(例えば、筐体120の一部を曲げた凸部材など)。図7に示すように、加圧時にギャップ調整部148は、分離部材136に対して離間している。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, a
分離部材136と加熱側組付け部が、一体的に加圧位置から脱圧位置に移動すると、ギャップ調整部148が分離部材136に当接する。さらに退避動作が進むと、加熱側組付け部に設けられた位置決め部144と支持軸136cは離間する一方、分離部材136はギャップ調整部148により、その位置で固定される。
When the
その結果、脱圧時のギャップg(図8参照)が、加圧時のギャップg(図7参照)よりも大きくなる。本実施形態においては、脱圧時のギャップgを2mmになるようにした。 As a result, the gap g at the time of depressurization (see FIG. 8) becomes larger than the gap g at the time of pressurization (see FIG. 7). In the present embodiment, the gap g at the time of depressurization is set to 2 mm.
本実施形態の効果を、実験結果を用いて説明する。条件として、ユーザが記録材として保証外の薄紙を通紙した際に、定着ベルト124に記録材が巻き付いた状態を想定した。記録材は、3色ベタ画像を載せた薄紙を用い、定着ベルト124に巻き付かせた。巻き付かせた薄紙を引き抜く力をフォースゲージで計測した。結果を表1に示す。
The effect of this embodiment will be described using experimental results. As a condition, it is assumed that the recording material is wound around the fixing
表1に示すように、ギャップ調整部148有の方が、ギャップ調整部148無に比べて小さい引き抜き力で用紙を除去することができた。これより、ギャップ調整部148を設けた方が、操作性(用紙ジャムの解消)が優れていると言える。引き抜き力が小さくなった理由は、ギャップ調整部148有は、ジャム処理時のギャップが大きいので、巻きつきジャム紙を引き抜く際に、ジャム紙と分離部材136が当接しないためである。一方、ギャップ調整部148無しは、ジャム処理時のギャップが小さいので、分離部材136が用紙に当接し負荷になる。そのため、ジャム紙引き抜き力が大きくなった。
As shown in Table 1, the sheet with the
(第3の実施形態)
図9は、第3の実施形態に係る分離部材の支持構成(脱圧時)を示す模式図である。図9において、図4と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a support configuration (at the time of depressurization) of the separation member according to the third embodiment. 9, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態では、ギャップ調整部148を1つのみとした。この構成では分離部材136の支持軸136cとギャップ調整部148の2点で分離部材136の位置が決まり、第2の実施形態よりも脱圧時のギャップgを大きくすることができる。
In the present embodiment, only one
ギャップ調整部148と分離部材136の間(接触する部分)には、摺動性が高いシート(例えばベアリーFL3030といった低摩擦部材)を設けてもよいし、ギャップ調整部148又は分離部材136の一方にフッ素などの低摩擦処理を施してもよい。ギャップ調整部148と分離部材136の摺動性を向上することで、当接部136bの摩耗による分離部材136の剛性低下による変形と、結果として加圧時のギャップ量の変動を防ぐことができる。
A sheet with high slidability (for example, a low friction member such as BEAREE FL3030) may be provided between the
(第4の実施形態)
図10は第4の実施形態に係る分離部材とスクレーパ部材の構成(加圧時)を示す模式図であり、図11はスクレーパ部材の先端部分の拡大図である。図10において、図4と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a schematic view showing the configuration (at the time of pressurization) of the separating member and the scraper member according to the fourth embodiment, and FIG. 11 is an enlarged view of the tip portion of the scraper member. 10, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図10に示すように、スクレーパ部材150は筐体120に固定されている。スクレーパ部材150は、SUSなどの金属板や、PPS、PIなどの耐熱樹脂からなる。図11に示すように、加圧時に分離部材136の先端位置とスクレーパ部材150の先端位置は、距離H1だけ離れている。スクレーパ部材150の先端部は、分離部材136に対して接触していても離間していてもよく、定着ベルト124に対して十分な距離が確保されていればよい。
As shown in FIG. 10, the
図12は分離部材とスクレーパ部材の構成(脱圧時)を示す模式図であり、図13は構スクレーパ部材の先端部分の拡大図である。図12において、図4と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。 FIG. 12 is a schematic view showing the configuration of the separating member and the scraper member (at the time of depressurization), and FIG. 13 is an enlarged view of the tip portion of the construction scraper member. 12, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図12、13で、分離部材136とスクレーパ部材150の脱圧時の動作について説明する。スクレーパ部材150は、分離部材136が脱圧動作をする際にそれぞれ破線の位置から実線の位置に動く。すなわち、分離部材136とスクレーパ部材150の先端位置は、距離H1からH2に近づく(H1>H2)。その際、スクレーパ部材150の先端部は、少なくとも脱圧動作の後半では分離部材136の分離面(記録材を搬送する面)と反対側の面に接触しながら移動する。この動作によって固着トナーなどの異物は、分離部材136の先端部から剥がされる。
The operation at the time of depressurization of the separating
このように、スクレーパ部材150は、加圧位置から脱圧位置にかけてその部材の撓み力を利用して分離部材136に当接する。したがって、複雑な機構を設けることなく、シンプルな構成で分離部材136の清掃(異物除去)を行うことができる。
In this way, the
図14は、スクレーパ部材を含む分離部材の予備動作タイミングを示す図である。本実施形態では、印刷開始前(タイミングStに到達する前)に、加圧・脱圧を実施するY1〜Y2の予備動作(清掃動作)を行う。 FIG. 14 is a diagram illustrating the preliminary operation timing of the separation member including the scraper member. In the present embodiment, before starting printing (before reaching the timing St), preliminary operations (cleaning operations) of Y1 to Y2 for performing pressurization / decompression are performed.
固着トナーを除去しきれなかった場合、印刷動作停止中(非加熱状態)に残留した固着トナーの粘度が温度低下により上昇し、スクレーパ部材150と分離部材136が密着することがある(図15参照)。印刷時に分離部材136の分離部136aが所定位置にあり、記録材を分離できるように、予備動作を行う。
If the fixed toner is not completely removed, the viscosity of the fixed toner remaining while the printing operation is stopped (non-heated state) increases due to the temperature drop, and the
予備動作は残留した固着トナーの量に応じて、複数回実施した方が効果的である。本実施形態では、定着装置100が印刷した印刷枚数の累計が増えるにしたがって、予備動作の回数(清掃回数)を増やしている。累積印刷枚数が増えるにしたがって、残留した固着トナーの残留量が増えやすいためである。
It is more effective to perform the preliminary operation a plurality of times according to the amount of the fixed toner remaining. In the present embodiment, the number of preliminary operations (the number of cleanings) is increased as the total number of printed sheets printed by the fixing
図14に示す予備動作(Y1〜Y2)は、定着ベルト124の温度がトナー溶融温度である目標温度T1に到達(Ta(msec))してから開始する。温度を上げることで残留トナーの粘度を低下させて、スクレーパ部材150と分離部材136の密着状態を解消し易くするためである。予備動作(Y1〜Y2)実施後に、定着ベルト124の表面温度が記録材印刷温度である目標温度T2に到達すると、印刷動作を開始する。
The preliminary operation (Y1 to Y2) shown in FIG. 14 starts after the temperature of the fixing
目標温度T1は、記録材印刷温度である目標温度T2よりも低い温度に設定する。本実施形態ではT1=80℃である。この理由は、脱圧状態(定着ベルト124が非回転状態)で、定着ベルト124を加熱するため、局所的に加熱することに起因する定着ベルト破損を防ぐためである。
The target temperature T1 is set to a temperature lower than the target temperature T2 that is the recording material printing temperature. In this embodiment, T1 = 80 ° C. This is because the fixing
このようにして、残留した固着トナーによる、スクレーパ部材150を含む分離部材136の動作不良を未然に防ぐことができる。
In this way, it is possible to prevent malfunction of the separating
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明した。この実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して使用できる。例えば、実施形態1〜4を組み合わせて用いてもよい。
The present invention has been described in detail above using the embodiment. This embodiment is an example, and can be used with various modifications within a range not departing from the gist. For example,
1 画像形成装置
3 給送ローラ
4 レジストローラ対
5 二次転写ローラ
7 排紙ローラ対
8 露光装置
9 トナーボトル
11 中間転写ベルト
12 一次転写ローラ
13 中間転写ベルトクリーニング手段
20 感光体
30 帯電部材
40 現像装置
50 クリーニング手段
61 シート給紙装置
72 支持ローラ
73 支持ローラ
100 定着装置
110 芯金
112 弾性ゴム層
120 筐体
120a 長穴
122 弾性ローラ
124 定着ベルト
126 加熱源
128 ニップ形成部材
130 支持部材
132 保持部材
134 加圧部材
136 分離部材
136a 分離部
136b 当接部
136c 支持軸
138 加圧脱圧カム
140 加圧スプリング
142 付勢手段
144 位置決め部
148 ギャップ調整部
150 スクレーパ部材
N 定着ニップ部
S 用紙
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記筐体に軸心固定に支持され、回転駆動される弾性ローラと、
前記弾性ローラに接して従動回転する無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に設けられ、前記定着ベルトと前記弾性ローラとの間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、
前記定着ベルト及び前記支持部材の両端を保持し、前記筐体に対し加圧位置又は脱圧位置に移動可能に支持される保持部材と、
前記保持部材を前記弾性ローラの方向に加圧する加圧部材と、
定着ニップ下流側に位置し、記録材を前記定着ベルトから分離する分離部を具備する分離部材と
を備える定着装置において、
前記分離部材は、前記保持部材の移動方向に移動可能かつ回転自在で前記筐体に支持されるとともに、前記定着ベルトに向けて付勢され、前記保持部材が前記加圧位置に移動した際に、前記ニップ形成部材、前記支持部材、前記保持部材、前記定着ベルトのすくなくともいずれか一つに当接し、
前記分離部材の前記分離部が、前記定着ベルトに対し所定位置に位置決めされることを特徴とする定着装置。 A housing,
An elastic roller that is supported by the housing in an axially fixed manner and driven to rotate;
An endless fixing belt that rotates in contact with the elastic roller, and
A nip forming member provided inside the fixing belt and forming a fixing nip between the fixing belt and the elastic roller;
A support member for supporting the nip forming member;
A holding member that holds both ends of the fixing belt and the support member, and is supported so as to be movable to a pressurizing position or a depressurizing position with respect to the housing;
A pressure member that pressurizes the holding member in the direction of the elastic roller;
A fixing device that is located downstream of the fixing nip and includes a separation member that includes a separation unit that separates the recording material from the fixing belt;
The separation member is movable and rotatable in the movement direction of the holding member and is supported by the housing and is urged toward the fixing belt, and when the holding member moves to the pressure position. Abutting at least one of the nip forming member, the support member, the holding member, and the fixing belt,
The fixing device, wherein the separation portion of the separation member is positioned at a predetermined position with respect to the fixing belt.
前記筐体は、前記支持軸を前記保持部材の移動方向に移動可能かつ回転自在に支持する長穴と、前記支持軸を前記定着ベルトに向けて付勢する弾性体を有することを特徴する請求項1に記載の定着装置。 The separation member has support shafts at both ends,
The housing includes an elongated hole that supports the support shaft so as to be movable and rotatable in a moving direction of the holding member, and an elastic body that urges the support shaft toward the fixing belt. Item 4. The fixing device according to Item 1.
前記保持部材が、前記筐体に対し前記加圧位置又は前記脱圧位置に移動される際に、前記位置決め部が、前記分離部材の前記支持軸に当接することを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 The holding member has a positioning portion;
The said positioning part contact | abuts to the said support shaft of the said separation member when the said holding member is moved to the said pressurization position or the said depressurization position with respect to the said housing | casing. The fixing device described.
前記分離部材の前記分離部に、前記スクレーパ部材の先端部が位置していることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の定着装置。 Equipped with a scraper member to remove foreign matter,
The fixing device according to claim 1, wherein a tip end portion of the scraper member is positioned at the separation portion of the separation member.
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JP2018180474A (en) * | 2017-04-21 | 2018-11-15 | キヤノン株式会社 | Fixing device |
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- 2016-05-31 JP JP2016109114A patent/JP2017215449A/en active Pending
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