JP3841265B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、未定着トナー像を保持した用紙を加熱ローラと加圧ローラとで加熱加圧し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置に関するものであり、特に、種類の異なる少なくとも2種類以上の加熱ローラを交換して使用することが可能な定着装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真式印刷装置の定着装置においては、用紙上に形成(静電転写)されたトナー像を加熱ローラおよび加圧ローラにより加熱加圧して用紙上に定着させるが、トナー像の一部が加熱ローラ表面に付着し、次ページ以降において再定着され誤印字となることを防止する為に、加熱ローラには離型剤を塗布するのが一般的である。
【0003】
主に、加熱ローラには、その表面被覆材料として、フッ素樹脂やPFAチューブ等を用いてなるいわゆるハードローラと、シリコンゴムを用いてなるいわゆるソフトローラの2種類がある。
【0004】
はがき等の厚紙印刷時に定着強度を確保するため、加熱ローラの表面温度を約190℃〜200℃の高温に設定する必要があり、表面材料の耐摩耗性及び熱耐久性を考慮しハードローラを用いる。これに対し、およそ用紙連量90kg紙以下を使用して高画質化を実現させる場合は、トナー像を潰すことなく用紙の凹凸に追従させるためにソフトローラが用いられるが、シリコンゴムの耐熱性を考慮し加熱ローラの表面温度を約160℃〜170℃の低温に設定する必要がある。
【0005】
図3にハードローラとソフトローラの表面設定温度の相違例を示す。これにより、加熱ローラへの離型剤塗布機構も2種類に大別される。電子写真式印刷装置における従来の加熱ローラへの離型剤塗布機構を図面に従って説明する。
【0006】
図4および図5は、加熱ローラへの離型剤塗布機構を加熱ローラの表面被覆材料に応じて示す断面図である。図4はハードローラを用いた場合の離型剤塗布機構である。図中、1は加熱ローラ、2は加圧ローラであり、静電転写によりトナー像4が印刷用紙3上に定着される。ここで、加熱ローラ1は、芯金1a、芯金1a上に設けられた表面被覆材料層1bと、芯金1a内に設けられたヒータ1cにより構成されている。
【0007】
離型剤5は、タンク6からポンプ7により多数の穴13を有する離型剤吐出部8に供給され、穴13から吐出される。このとき、中間媒体として不織布10とコア11とコア12とからなるオイラーベルト9を介して、吐出した離型剤5を加熱ローラ1へ均一に塗布する。オイラーベルト9の不織布10は、図示されていない従動軸にコアA11に予めローラ状に巻かれており、図示されていない駆動軸に装着されるコアB12によって、印刷中に加熱ローラ1と不織布10との接触部を少しづつずらしながらある印刷量毎に不織布10が巻き取られる。
【0008】
図5はソフトローラを用いた場合の離型剤塗布機構である。この場合、加熱ローラ1の表面被覆材料1bが耐摩耗性に難点のあるシリコンゴムであるため、オイラーベルトは困難であり、代わりにオイルローラ14が用いられる。オイルローラ14は、円筒状芯材14aと円筒状芯材14a上に設けられた不織布14bを有する。オイルローラ14は、アーム15により回転可能なように取り付けられており、バネ16によりアーム15を回転させ加熱ローラ1へ押付けられ従動回転する。
【0009】
離型剤5は、タンク6からポンプ7により多数の穴13を有する離型剤吐出部8に供給され、穴13から吐出される。このとき、中間媒体として前記オイルローラ14を介して、吐出した離型剤5を加熱ローラ1へ均一に塗布する。
【0010】
各離型剤塗布機構においての印刷量に対する離型剤塗布量例を図6に示す。
【0011】
ハードローラとオイラーベルトの組合わせでは、不織布10が巻き取られて行く為に不織布10へ染み込んだ離型剤5は再度加熱ローラ1へ塗布されることがないため塗布効率が悪く、離型剤塗布量は多くなる。逆に、ソフトローラとオイルローラとの組合わせでは、シリコンゴムの膨潤に対する考慮や不織布14が常に加熱ローラ1へ追従しているため塗布効率が良いため、離型剤塗布量は少なくなる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来技術の定着装置では、印刷仕様により、加熱ローラの表面被覆材料を区別して使用し、加熱ローラの表面設定温度と離型剤塗布量が異なる。加熱ローラの表面設定温度と離型剤塗布量は、予め決められた一通りのみである。印刷仕様に合っていない離型剤塗布機構を用いる、例えば、高画質印刷用ソフトローラにオイラーベルトを用いた離型剤塗布機構を用いた場合、加熱ローラの表面被覆材料の摩耗による短寿命を引き起こすことになる。さらに、加熱ローラへの離型剤塗布量の不足が生じることになり、加熱ローラ表面被覆材料層での適切な離型性を確保できないためにトナー像が加熱ローラへ付着するオフセットが生じる等の印刷不良という問題を引き起こす。
【0013】
逆に、高速印刷用ハードローラにオイルローラを用いた離型剤塗布機構を用いた場合、加熱ローラへの離型剤塗布量の過剰が生じることになり、ベタ黒印刷画像内に光沢差が生じ縦筋が発生する。更に、消耗品である離型剤のランニングコスト増加という問題も引き起こすことになる。
【0014】
又、加熱ローラの表面設定温度が適切でないと、トナー像定着に適切な熱量を供給できなくなるため、部分的な熱量過少による定着不良や熱量過剰による文字にじみなど印刷品質不均一という問題も引き起こすことになる。
【0015】
このように、画質重要度や対応印刷用紙連量等の印刷仕様が違う場合、定着装置内の離型剤塗布機構の共用化は難しく、装置構成上一筐体化が不可能であった。
【0016】
本発明の目的は、一筐体で全ての印刷仕様に適合させると共に、定着装置を変更せずに消耗品である加熱ローラとオイルローラの交換のみによりソフトローラとハードローラの共用化を図り、且つ離型剤のランニングコストを増加させないことにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、未定着トナー像を保持した用紙を加熱ローラと加圧ローラとで加熱加圧し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置であって、種類の異なる少なくとも2種類以上の加熱ローラを交換して使用することが可能な定着装置において、装着されている加熱ローラに関する情報に基づき、前記加熱ローラの表面設定温度および離型剤塗布量を変更する制御手段を備えることにより達成される。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図1を用いて説明する。本発明の定着工程は、従来技術に於いて説明したものと同様である為、ここでは略す。又、前記オイルローラ14及び前記オイルローラ14を用いた前記加熱ローラ1への離型剤塗布工程は、従来技術に於いて図5を用いて説明したものと同様である為、ここでは略す。
【0019】
ここでは、本発明による前記加熱ローラ1の表面被覆材料1bに応じて、前記加熱ローラの表面設定温度と離型剤の塗布量を制御する制御機能について説明する。
【0020】
図1に於いて、制御部17では、前記ヒータ1cの点灯時間や点灯周期等と、前記ポンプ7の駆動時間や駆動周期等を制御する役目を合わせ持つ。又、予め前記制御部17には、前記トナー像4定着に必要な熱量を供給できる前記加熱ローラ1の表面設定温度を実現するための前記ヒータ1cの点灯時間や点灯周期と、前記離型剤5の前記加熱ローラ1への塗布量を考慮し決定してある前記ポンプ7の駆動時間や駆動周期とが幾通りか用意されている。
【0021】
印刷装置使用時には、画質重要度による前記加熱ローラ1の表面被覆材料層1bの種類と、対応用紙連量等の印刷仕様に応じて、前記ヒータ1cの点灯制御パターンと前記ポンプ7の駆動制御パターンの中から各々1つを選択する。このとき、前記ヒータ1cの点灯制御パターンと前記ポンプ7の制御パターンの選択は、手動自動など方法は問わない。
【0022】
これにより、定着装置を変えずに、前記加熱ローラ1に応じた適切な表面温度設定と前記離型剤5の塗布が行われることになり、適切なトナー像の定着強度と前記加熱ローラ1の表面被覆材料1bでの離型性が確保できることになる。
【0023】
図2に、各離型剤塗布機構においての印刷量に対する離型剤塗布量例を示す。
【0024】
従来技術のハードローラ+オイラーベルトの組合わせ時よりも、本発明のハードローラ+オイルローラの組合わせ時の方が離型剤塗布量が少なくて済む理由は、オイルローラの塗布効率の良さに起因する。
【0025】
従って、一筐体の前記印刷装置内定着装置に於いて、消耗品である加熱ローラとオイルローラの交換のみにより、ソフトローラとハードローラの共用化を図ることができ、且つ離型剤のランニングコストを抑えることができる。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、画質重要度、対応用紙連量等の印刷仕様が異なっても、印刷装置を一筐体とすると共に離型剤塗布機構部を共通化し、加熱ローラの種類に応じて表面温度と離型剤塗布量を適正になるように制御部にて制御を行うようにしたので、ハードローラとソフトローラの共用化を図ることができ、且つ消耗品である離型剤のランニングコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による離型剤塗布機構部の一実施例を示す概略図である。
【図2】本発明による印刷量に対する離型剤塗布量の一例を示す説明図である。
【図3】ハードローラとソフトローラの表面設定温度の相違例を示す説明図である。
【図4】従来技術による離型剤塗布機構部の一実施例を示す概略図である。
【図5】従来技術による離型剤塗布機構部の一実施例を示す概略図である。
【図6】従来技術による印刷量に対する離型剤塗布量の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
1は加熱ローラ、2は加圧ローラ、3は用紙、4はトナー像、5は離型剤、6はタンク、7はポンプ、8は離型剤吐出部、9はオイルベルト、10は不織布、14はオイルローラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device that heats and presses a sheet holding an unfixed toner image with a heating roller and a pressure roller, and fixes the unfixed toner image onto the sheet. The present invention relates to a fixing device that can replace and use more than one type of heating roller.
[0002]
[Prior art]
In a fixing device of an electrophotographic printing apparatus, a toner image formed (electrostatic transfer) on a sheet is heated and pressed by a heating roller and a pressure roller to be fixed on the sheet, but a part of the toner image is heated. In general, a release agent is applied to the heating roller in order to prevent it from adhering to the roller surface and being re-fixed after the next page to cause erroneous printing.
[0003]
There are mainly two types of heating rollers, so-called hard rollers using a fluororesin or PFA tube, and so-called soft rollers using silicon rubber.
[0004]
In order to secure fixing strength when printing on thick paper such as postcards, it is necessary to set the surface temperature of the heating roller to a high temperature of about 190 ° C. to 200 ° C. Considering the wear resistance and thermal durability of the surface material, Use. On the other hand, when realizing high image quality by using approximately 90 kg of continuous paper, a soft roller is used to follow the irregularities of the paper without crushing the toner image. Therefore, it is necessary to set the surface temperature of the heating roller to a low temperature of about 160 ° C to 170 ° C.
[0005]
FIG. 3 shows an example of the difference in surface set temperature between the hard roller and the soft roller. Thereby, the release agent application mechanism to the heating roller is also roughly divided into two types. A conventional release agent coating mechanism for a heating roller in an electrophotographic printing apparatus will be described with reference to the drawings.
[0006]
4 and 5 are cross-sectional views showing a release agent coating mechanism for the heating roller according to the surface coating material of the heating roller. FIG. 4 shows a release agent coating mechanism when a hard roller is used. In the figure, 1 is a heating roller, and 2 is a pressure roller, and the toner image 4 is fixed on the
[0007]
The
[0008]
FIG. 5 shows a release agent application mechanism when a soft roller is used. In this case, since the
[0009]
The
[0010]
An example of the release agent application amount with respect to the print amount in each release agent application mechanism is shown in FIG.
[0011]
In the combination of the hard roller and the Euler belt, since the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional fixing device, the surface coating material of the heating roller is distinguished and used according to the printing specifications, and the surface setting temperature of the heating roller and the amount of release agent applied are different. The surface set temperature of the heating roller and the amount of release agent applied are only one predetermined. When using a release agent coating mechanism that does not match the printing specifications, for example, when using a release agent coating mechanism that uses an Euler belt as a soft roller for high-quality printing, the life expectancy due to wear of the surface coating material of the heating roller is reduced. Will cause. Furthermore, the amount of the release agent applied to the heating roller will be insufficient, and an appropriate release property on the heating roller surface coating material layer cannot be ensured, resulting in an offset that causes the toner image to adhere to the heating roller. Causes the problem of poor printing.
[0013]
Conversely, when a release agent application mechanism using an oil roller is used as a hard roller for high-speed printing, an excessive amount of release agent is applied to the heating roller, resulting in a gloss difference in the solid black print image. The resulting vertical streak occurs. Furthermore, the problem of an increase in running cost of the release agent that is a consumable item will also be caused.
[0014]
In addition, if the surface temperature setting of the heating roller is not appropriate, it will not be possible to supply an appropriate amount of heat for fixing the toner image. This may cause problems such as poor fixing due to partial heat loss and uneven printing quality such as text blur due to excessive heat amount. become.
[0015]
As described above, when the printing specifications such as the importance of image quality and the corresponding amount of printing paper are different, it is difficult to share the release agent coating mechanism in the fixing device, and it is impossible to make a single housing in terms of the device configuration.
[0016]
The object of the present invention is to meet all printing specifications in one housing, and to share the soft roller and the hard roller only by exchanging the heating roller and oil roller which are consumables without changing the fixing device, In addition, the running cost of the release agent is not increased.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is a fixing device that heats and presses a sheet holding an unfixed toner image with a heating roller and a pressure roller, and fixes the unfixed toner image on the sheet. In the fixing device that can be used by replacing the heating roller, a control unit that changes the surface set temperature of the heating roller and the amount of the release agent applied based on information on the mounted heating roller is provided. Achieved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the fixing process of the present invention is the same as that described in the prior art, it is omitted here. Further, the
[0019]
Here, a control function for controlling the surface setting temperature of the heating roller and the amount of release agent applied according to the
[0020]
In FIG. 1, the control unit 17 serves to control the lighting time and lighting cycle of the heater 1 c and the driving time and driving cycle of the pump 7. In addition, the controller 17 previously supplies the controller 1 with a lighting time and a lighting cycle of the heater 1c for realizing a set surface temperature of the heating roller 1 capable of supplying a heat amount necessary for fixing the toner image 4, and the releasing agent. Several driving times and driving cycles of the pump 7 determined in consideration of the amount of
[0021]
When the printing apparatus is used, the lighting control pattern of the heater 1c and the drive control pattern of the pump 7 according to the printing specifications such as the type of the surface
[0022]
Accordingly, an appropriate surface temperature setting corresponding to the heating roller 1 and the application of the
[0023]
FIG. 2 shows an example of the release agent application amount with respect to the print amount in each release agent application mechanism.
[0024]
The reason why the amount of release agent applied in the combination of the hard roller and the oil roller of the present invention is smaller than the combination of the hard roller and the Euler belt of the prior art is that the application efficiency of the oil roller is good. to cause.
[0025]
Therefore, in the fixing device in the printing apparatus of one housing, the soft roller and the hard roller can be shared only by exchanging the heating roller and the oil roller, which are consumables, and the release agent running Cost can be reduced.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if the printing specifications such as the image quality importance and the corresponding paper continuous quantity are different, the printing apparatus is used as a single casing and the release agent application mechanism unit is shared, and the surface is changed according to the type of the heating roller. Since the controller controls the temperature and the amount of release agent applied, the hard roller and soft roller can be shared, and the running cost of the release agent that is a consumable item Can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a release agent application mechanism unit according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a release agent coating amount with respect to a printing amount according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a difference in surface set temperature between a hard roller and a soft roller.
FIG. 4 is a schematic view showing an embodiment of a release agent application mechanism unit according to the prior art.
FIG. 5 is a schematic view showing an embodiment of a release agent application mechanism unit according to the prior art.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a release agent coating amount with respect to a printing amount according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 is a heating roller, 2 is a pressure roller, 3 is paper, 4 is a toner image, 5 is a release agent, 6 is a tank, 7 is a pump, 8 is a release agent discharge unit, 9 is an oil belt, and 10 is a non-woven fabric. , 14 is an oil roller.
Claims (2)
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-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001099456A patent/JP3841265B2/en not_active Expired - Lifetime
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