JP3885943B2 - Fixing device and image forming apparatus having the fixing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動される定着ベルトと、該定着ベルトが巻き掛けられた支持ローラに該定着ベルトを介して対向配置された相手定着部材とを有し、前記定着ベルトと前記相手定着部材との間のニップ部に記録媒体を通過させ、その通過時に、トナー像のトナーに熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する定着装置、及びその定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子複写機、ファクシミリ、プリンタ、又はこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置に上記形式の定着装置を採用することは従来より周知である。この形式の定着装置においては、トナー像がニップ部を通るとき、そのトナー像のトナーが加熱されるので、当該トナーが粘着剤として作用してニップ部を出た記録媒体が定着ベルトの表面に付着したまま巻き付き、記録媒体の搬送トラブル、すなわちジャムを起こすおそれがある。
【0003】
そこで、従来より、複数の分離爪又は分離シートなどから成る分離部材を定着ベルトの表面に当接させ、その分離部材によってニップ部を出た記録媒体を定着ベルト表面から分離し、記録媒体が定着ベルトの表面に巻き付くことを防止している。ところが、かかる分離部材を用いると、この分離部材の先端に、経時的にトナーが固着し、その固着トナーによって分離部材の先端が定着ベルト表面から浮いてしまうことがある。このようになると、分離部材先端と定着ベルト表面との間に大きなギャップができ、ここに記録媒体が潜り込んでしまい、記録媒体がジャムを起こすおそれがある。
【0004】
そこで、分離部材の先端を定着ベルトの表面から離間して配置し、その分離部材の先端にトナーが固着しないように構成する定着装置も提案されている。ところが、この構成を採用すると、分離部材と定着ベルト表面との間に隙間ができるので、この場合も、ニップ部を通過した記録媒体の先端がその隙間に入り込んで記録媒体がジャムを起こすおそれを免れない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、定着ベルトへの記録媒体の巻き付きを従来よりも一層効果的に低減することのできる定着装置と、その定着装置を有する画像形成装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した定着装置において、前記ニップ部よりも前記定着ベルト移動方向下流側の定着ベルト部分と前記支持ローラとの間に、該定着ベルト部分が支持ローラの周面から離間するように当該定着ベルトを案内するベルトガイド部材を設け、前記ニップ部の定着ベルト移動方向下流側端と、前記ベルトガイド部材との間の定着ベルト部分のうち、定着ベルト移動方向上流側の定着ベルト部分が、前記支持ローラの周面に接触するように、当該ベルトガイド部材を配置し、該ベルトガイド部材は、前記支持ローラよりも小径な円柱状に形成されていると共に、前記支持ローラの周面に当接し、かつ回転可能に支持されていることを特徴とする定着装置を提案する(請求項1)。
【0009】
また、上記請求項1に記載の定着装置において、前記ベルトガイド部材に接触する定着ベルト部分に対向して、該定着ベルトに付着した記録媒体を分離する分離回転体を設け、該分離回転体は定着ベルトに対して微小なギャップをあけて位置し、分離回転体と定着ベルトとの対向部にて、分離回転体の表面が定着ベルト表面の移動方向と逆方向に移動する向きに該分離回転体を回転駆動するように構成されていると有利である(請求項2)。
【0010】
さらに、上記請求項2に記載の定着装置において、前記分離回転体の周面に凹凸が形成されていると有利である(請求項3)。
【0011】
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項1乃至3のいずれかに記載の定着装置を有していることを特徴とする画像形成装置を提案する(請求項4)。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【0013】
図1は画像形成装置の一部を示す部分断面概略図である。ここに示した画像形成装置は、記録媒体上にトナー像を形成する作像手段1と、そのトナー像を記録媒体上に定着する定着装置2とを有している。先ず作像手段1の概略を明らかにする。
【0014】
図1に示した作像手段1は、ドラム状の感光体として構成された第1乃至第4の像担持体3Y,3M,3C,3BKを有し、その各像担持体上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。第1乃至第4の像担持体3Y乃至3BKに対向して転写ベルト4が配置され、この転写ベルト4は、駆動ローラ5と従動ローラ6に巻き掛けられて矢印A方向に回転駆動される。
【0015】
第1乃至第4の各像担持体3Y,3M,3C,3BK上にトナー像を形成する構成と、その作用は実質的に全て同一であるため、第1の像担持体3Yにトナー像を形成する構成だけを説明する。この像担持体3Yは図1における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ7によって像担持体が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット8から出射する光変調されたレーザビームLが照射される。これによって像担持体3Y上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置9によってイエロートナー像として可視像化される。
【0016】
一方、図示していない給紙部から、例えば転写紙又は樹脂シートや樹脂フィルムなどから成る記録媒体Pが給送され、その記録媒体Pが、矢印Bで示すように、像担持体3Yと転写ベルト4の間に送り込まれ、転写ベルト4に担持されて搬送される。転写ベルト4を挟んで、像担持体3Yにほぼ対向する位置には転写ローラ10が配置され、その転写ローラ10に対し、像担持体3Y上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって像担持体3Y上のイエロートナー像が記録媒体P上に転写される。記録媒体Pに転写されず、像担持体3Y上に残された転写残トナーは、クリーニング装置11によって除去される。
【0017】
全く同様にして、第2乃至第4の像担持体3M,3C,3BK上にマゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された記録媒体P上に順次重ねて転写される。
【0018】
上述のようにして4色の未定着トナー像を担持した記録媒体Pは、矢印Cで示すように定着装置2を通過し、このときそのトナー像が記録媒体P上に定着される。定着装置2を通過した記録媒体は、矢印D方向に搬送されて図示していない排紙トレイ上に排出される。
【0019】
図2は図1に示した定着装置2の拡大断面図であり、ここに示した定着装置2は、無端状の定着ベルト12と、その定着ベルト12に対する相手定着部材の一例である加圧ローラ13とを有している。定着ベルト12は支持ローラ14と加熱ローラ15とに巻き掛けられ、加圧ローラ13は定着ベルト12を介して支持ローラ14に対向配置され、該支持ローラ14に圧接している。また、定着ベルト12はテンションローラ18によって加圧され、これによって定着ベルト12のテンションが適正な大きさとなるように調整されている。各ローラ13,14,15,18はそれぞれ矢印方向に回転し、これにより支持ローラ14と加熱ローラ15に張架された定着ベルト12が矢印F方向に回転駆動される。
【0020】
加熱ローラ15と加圧ローラ13の内部にはそれぞれヒータ16,17が内設され、これによって加熱ローラ15、定着ベルト12及び加圧ローラ13が加熱される。定着ベルト12と加圧ローラ13の表面にはそれぞれサーミスタ19,20が当接しており、各サーミスタ19,20によって定着ベルト12の表面と加圧ローラ13の表面の温度がそれぞれ検知される。その検知結果に基づいて各ヒータ16,17がオン,オフ制御され、定着ベルト12と加圧ローラ13の表面温度がトナー像の定着に適した温度範囲に維持される。
【0021】
図2に示したように、未定着トナー像Tを担持した記録媒体Pは、図1を参照して先に説明したように、矢印Cで示す如く定着装置2に送り込まれ、そのトナー像Tが定着ベルト12に接触しながら該定着ベルト12と加圧ローラ13との間のニップ部Nを通過し、このときトナー像のトナーに熱と圧力が加えられてトナーが溶融することにより、トナー像が記録媒体P上に定着される。ニップ部Nを通過した記録媒体Pは、さらに搬送されて出口ローラ対21に至り、この出口ローラ対21の回転により定着装置外へ排出される。
【0022】
図1に示した画像形成装置のように、フルカラー画像を形成する画像形成装置においては、記録媒体P上に複数のトナー像を重ね転写し、そのトナー像を定着装置2により定着するように構成されているが、かかるトナー像を確実に定着して高品質な画像を得るには、支持ローラ14の外周面を軟質な材料により構成することが好ましい。このため、図2に示した定着装置2においては、支持ローラ14が円筒状の芯金14Aと、その外周面に固定された弾性体層14Bにより構成されている。この弾性体層14Bは、例えば、厚さが数mmのシリコーンゴムより成る。
【0023】
上述のように、定着装置は、回転駆動される無端状の定着ベルトと、この定着ベルトが巻き掛けられた支持ローラに定着ベルトを介して対向配置された相手定着部材(図2の例では加圧ローラ13)とを有し、定着ベルトと相手定着部材との間のニップ部に記録媒体を通過させ、その通過時に、トナー像のトナーに熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着するように構成されている。図2に示した定着装置2の場合には、定着すべきトナー像Tを担持した記録媒体Pが上記ニップ部Nを通過するように構成され、また、支持ローラ14に巻き掛けられた定着ベルト部分と相手定着部材との間のニップ部Nに記録媒体Pが通過するように構成されている。
【0024】
ところで、先にも説明したように、記録媒体Pに担持されたトナー像Tがニップ部Nを通るとき、そのトナー像のトナーが加熱されて溶融するので、そのトナーが粘着剤として作用し、記録媒体Pが定着ベルト12の表面から分離せずに巻き付いてしまうおそれがある。
【0025】
そこで、本例の定着装置2においては、図3に拡大して示すように、上述のニップ部Nよりも定着ベルト移動方向下流側の定着ベルト部分12Bと支持ローラ14との間に、その定着ベルト部分12Bが支持ローラ14の周面から離間するように当該定着ベルト12を案内するベルトガイド部材24が設けられている。しかも、ニップ部Nの定着ベルト移動方向下流側端NEと、ベルトガイド部材24との間の定着ベルト部分のうち、定着ベルト移動方向上流側の定着ベルト部分12Aが、支持ローラ14の周面に接触するように、ベルトガイド部材24が配置されている。
【0026】
ベルトガイド部材は適宜な形態に形成できるが、本例のベルトガイド部材24は、支持ローラ14よりも小径な円柱状に形成され、定着ベルト12の全幅に亘って、支持ローラ14に対して平行に延びていて、ベルトガイド部材24の長手方向各端部がたとえば定着装置のケースの側板(図1参照)に支持されている。
【0027】
上述のベルト部分12Aを、必要に応じてベルト上流側領域と称することにすると、このベルト上流側領域12Aは、支持ローラ14の周面に接触しているので、支持ローラ14の軸線Xを中心とした円弧状をなしている。このため、ニップ部Nを出た記録媒体Pは、通常、このベルト上流側領域12Aにおいて定着ベルト12の表面から分離される。このように定着ベルトの曲率を利用して記録媒体を定着ベルトから分離する分離方式は、一般に曲率分離と称せられている。記録媒体Pがこのベルト上流側領域12Aにおいて定着ベルト12から曲率分離されなかった場合、当該記録媒体は定着ベルト12の表面に付着したまま搬送され、ベルトガイド部材24の設けられた部分に達する。このとき、ベルトガイド部材24に当接した定着ベルト部分12Bは、支持ローラ14の周面から離されていて、ベルト上流側領域12Aよりも大きな曲率で湾曲しているので、ここに至った記録媒体Pは、図3に鎖線で示すように定着ベルト12の表面から確実に曲率分離される。分離された記録媒体Pは、定着ベルト表面からわずかに離れて位置する案内部材25により案内され、図2に示した出口ローラ対21に至り、この出口ローラ対21によって定着装置外へと搬送される。
【0028】
上述のように、ニップ部Nを出た記録媒体は、通常、所定の曲率をもったベルト上流側領域12Aの湾曲面によって定着ベルト12から曲率分離され、ここで分離されなかった記録媒体だけが、図3に鎖線で示すように大きな曲率をもった定着ベルト部分12Bの湾曲面によって確実に定着ベルト表面から曲率分離される。ベルトガイド部材24を設けることにより、定着ベルト部分12Bに大きな曲率をもたせ、記録媒体を常に確実に曲率分離させることが可能となるのである。
【0029】
従来の分離部材を用いた場合には、その分離部材と定着ベルト表面との間の隙間に記録媒体の先端が潜り込んでしまうおそれがあったが、図1乃至図3に示した定着装置においては、このような不具合の発生を阻止することができる。しかも、多くの記録媒体は、ベルト上流側領域12Aにおいて、定着ベルト表面から曲率分離されるので、記録媒体上のトナーが定着ベルト12の表面に密着している時間をほぼ一定にすることができ、定着後のトナー像の光沢度を均一化してその画質を高めることができる。
【0030】
ベルトガイド部材24を図8に示すように配置して、ニップ部Nの定着ベルト移動方向下流側端NEと、ベルトガイド部材24との間の定着ベルト部分が、ニップ部Nに引いた定着ベルト表面の接線の方向に延びるように、ベルトガイド部材24の位置を定めても、そのベルトガイド部材24に当接した定着ベルト部分12Bの大きな曲率によって記録媒体を定着ベルト表面から分離させることは可能である。ところが、この構成によると、ニップ部Nの定着ベルト移動方向下流側端NEとベルトガイド部材24との間の定着ベルト部分の全体が、その移動方向に直線状となっていて、湾曲したベルト上流側領域12A(図3)が存在しない。このため、ニップ部Nを出た直後の記録媒体を、定着ベルト表面から積極的に分離させる機能が得られず、多量のトナーが付着した記録媒体部分はベルトガイド部材24に接触した定着ベルト部分12Bまで定着ベルト表面に密着したまま搬送され、逆にトナー付着量の少ない記録媒体部分は定着ベルト部分12Bに達する前に定着ベルト表面から浮いた状態となる。このため、記録媒体上のトナー像が定着ベルト12に密着する時間にばらつきができ、これによって定着後のトナー像の光沢度が不均一となり、その画質が低下する。
【0031】
図1乃至図3に示した定着装置においては、前述のように、多くの場合、記録媒体はベルト上流側領域12Aにおいて強制的に定着ベルト表面から曲率分離されるので、記録媒体上のトナーが定着ベルト表面に密着している時間がほぼ一定となり、定着後のトナー像の光沢度を均一化できるのである。ベルト上流側領域12Aにおいて定着ベルト表面から分離されずに、ベルトガイド部材24に接触した定着ベルト12Bにおいて定着ベルト表面から曲率分離された記録媒体上のトナー像の光沢度と、ベルト上流側領域12Aにおいて曲率分離された記録媒体上のトナー像の光沢度には多少の差ができるが、記録媒体が定着ベルト表面に密着したまま定着ベルト部分12Bまで搬送される場合は稀であるため、大きな支障となることはない。
【0032】
また、図1乃至図3に示した定着装置2の加圧ローラ13の表面硬度を、支持ローラ14の表面硬度よりも高くしておき、ニップ部Nにおいて、加圧ローラ13よりも支持ローラ14の表面の方が大きく圧縮変形するように構成しておくと、ニップ部Nを出た定着装置の先端部が加圧ローラ13の周面に沿って移動しようとするので、ベルト上流側領域12Aにおいて、より一層効果的に記録媒体を定着ベルト表面から分離させることができる。
【0033】
図3に示したベルトガイド部材24の直径は適宜設定できるが、当該直径を3乃至6mm程度に設定することが好ましい。この直径が3mmよりも小さいと、ベルトガイド部材24が、定着ベルト12から加えられる外力によって大きく曲げ変形するおそれがあり、またこの直径が6mmよりも大きいと、記録媒体の曲率分離性能が低下するおそれがある。この場合の支持ローラ14の直径は40乃至60mm程度である。
【0034】
またベルト上流側領域12Aが支持ローラ14に巻き付いた巻き付き角θも適宜設定できるが、支持ローラ14の直径が上述の値である場合、巻き付き角θを5°乃至10°に設定すると好ましい結果の得られることが実験により確認されている。
【0035】
ベルトガイド部材24を支持ローラ14の周面から離して配置することもできるが、図1乃至図3に示すように、ベルトガイド部材24を支持ローラ14の周面に当接させると、そのベルトガイド部材24が定着ベルト12から大きな外力を受けても、当該ベルトガイド部材24が支持ローラ周面に受け止められるので、ベルトガイド部材24の曲げ変形を抑えることができる。ベルトガイド部材24が大きく曲げ変形すると、このベルトガイド部材24に接触する定着ベルト部分12Bと案内部材25の先端との間の隙間がベルトガイド部材24の長手方向に不均一となる。このため、この隙間が狭くなりすぎて、案内部材25の先端が定着ベルト表面に接触したり、逆に隙間が大きくなりすぎて、記録媒体の先端がその隙間に入り込んでジャムを起こすおそれがあるが、ベルトガイド部材24を支持ローラ14の周面に当接させることにより、このような不具合の発生を阻止できる。
【0036】
また、ベルトガイド部材24を支持ローラ14の周面に当接させた場合、そのベルトガイド部材24を、例えば定着装置のケース側板などに軸受を介して回転可能に支持することが好ましい。ベルトガイド部材24を回転不能に支持したとすると、定着ベルト12より加圧されたベルトガイド部材24が、支持ローラ14の周面に圧接しながら両者が摺擦することになり、これによって支持ローラ14の表面が早期に劣化するおそれがある。これに対し、ベルトガイド部材24を回転自在に支持すれば、そのベルトガイド部材24が支持ローラ14の回転に従動して図3に矢印で示した方向に連れ回りするので、支持ローラ周面に加えられる外力が軽減され、支持ローラ14の周面が早期に劣化する不具合を阻止できる。ベルトガイド部材24が矢印方向に回転するとき、ベルトガイド部材24は定着ベルト12に対しては摺接する。
【0037】
図4及び図5は、図1乃至図3に示した案内部材25の代りに、ベルトガイド部材24に接触する定着ベルト部分12Bに対向して、定着ベルト12に付着した記録媒体を分離する分離回転体22を設けた例を示している。この分離回転体22は、支持ローラ14及びベルトガイド部材24に対して平行に延びる軸23に固定され、この軸23が例えば定着装置ケースの側板に回転自在に支持されている。分離回転体22は定着ベルト12に対して微小なギャップδをあけて位置し、該分離回転体22と定着ベルト12との対向部にて、分離回転体22の表面が定着ベルト12の表面の移動方向と逆方向に移動する向きに、分離回転体22が、図示していない駆動装置によって回転駆動されるように構成されている。
【0038】
分離回転体22と定着ベルト12の表面との間のギャップδは、例えば0.1乃至1mmに設定される。このように分離回転体22を定着ベルト12の表面からわずかに離すことにより、分離回転体22が定着ベルト表面に接触してその表面に傷が付けられる不具合を阻止できる。また、分離回転体22の周面は平滑であってもよいが、本例の分離回転体22の周面には、その分離回転体22の軸線方向に延びる多数の凹凸が形成されている。その際、ニップ部Nの定着ベルト移動方向下流側端NEとベルトガイド部材24との間の定着ベルト部分のうちの前述のベルト上流側領域12Aを除く定着ベルト部分に引いた接線TA上に分離回転体22の周面の凹凸より成る歯が位置するように分離回転体22を配置することが好ましい。さらに、分離回転体22の数は適宜設定できるが、図6に示すように、軸23に固定され、互いに離間して配置された複数の分離回転体22を用いることが好ましい。
【0039】
上述した分離回転体22を設けることによって、ベルトガイド部材24による前述の曲率分離作用だけでは記録媒体を定着ベルト表面から分離できないときも、その記録媒体を定着ベルト表面から確実に分離することが可能となる。すなわち、図5に鎖線で示すように、定着ベルト表面に付着した記録媒体Pの先端が分離回転体22と定着ベルト12との対向部に至ったとき、上述の方向に回転する分離回転体22によってその記録媒体Pが定着ベルト12の表面から剥がされ、該記録媒体Pが定着ベルト12の表面から離れる向きに搬送されて出口ローラ対21に至り、この出口ローラ対21によって定着装置外に排出される。ベルトガイド部材24が接触する定着ベルト部分12Bの大きな曲率によって記録媒体Pを定着ベルト表面から分離しやすくし、それでも分離しきれない場合には、その記録媒体を分離回転体22によって確実に定着ベルト表面から分離するのである。このように、ベルトガイド部材24と分離回転体22との協働作用により、記録媒体Pが定着ベルト12の表面に巻き付いてジャムを起こす不具合を阻止できる。図6に示したように複数の分離回転体22を設けることにより、いずれの幅サイズの記録媒体Pをも、定着ベルト12から確実に分離することが可能となる。
【0040】
図4及び図5に示した定着装置2において、記録媒体Pの先端側が出口ローラ対21に銜え込まれると共に、その記録媒体Pの一部が定着ベルト12の表面に付着した状態で、当該記録媒体Pに多量のトナーが存在し、その記録媒体が強く定着ベルト12に密着した場合、従来の定着装置においては、定着ベルトへの記録媒体の接着力が強すぎて、その記録媒体が定着ベルトの側に引き戻されてジャムが発生することがあったが、本例の定着装置においては、分離回転体22が、回転しながら積極的に記録媒体Pを定着ベルト12の表面から引き剥がすように、記録媒体Pに対して外力を及ぼすので、記録媒体Pが定着ベルト12の方に引き戻されてジャムが発生するようなことはない。
【0041】
前述のように、分離回転体22と定着ベルト12との間にギャップδがあけられていると、定着ベルト12の表面に付着した記録媒体Pの先端がそのギャップδに潜り込むことも考えられるが、分離回転体22は、記録媒体Pをこのギャップδから引き出す向きに回転しているので、仮に記録媒体先端がギャップδに入り込んだとしても、その記録媒体は回転する分離回転体22によって即座にギャップδから引き出され、記録媒体Pが定着ベルト12の表面に巻き付くことが阻止される。例えば、記録媒体Pの幅方向中央部に多量のトナーがあり、その粘着力によって、ニップ部Nを出た記録媒体Pが定着ベルト12に強く付着し、その記録媒体Pの幅方向中央部の先端がギャップδに潜り込んだとしても、複数の分離回転体22が、その記録媒体Pに対して、その先端をギャップδから引き出す向きに外力を加え、記録媒体Pの中央部の先端を定着ベルト12の表面から離間させる。これにより、記録媒体Pは定着ベルト12の表面に巻き付くことなく搬送される。
【0042】
分離回転体22の回転速度は適宜設定できるが、その分離回転体22の半径方向最外部の線速と、この分離回転体22が対向する定着ベルト12の表面線速が大きく異なっていると、記録媒体はほぼ定着ベルトの表面線速で搬送されるので、分離回転体22の表面線速と記録媒体の搬送速さとが大きく相違することになり、これによって分離回転体22に接触しながら記録媒体が移動するとき、記録媒体上のトナー像に、分離回転体の接触によるすじ状の跡ができ、その画質が劣化するおそれがある。
【0043】
そこで、分離回転体22の半径方向最外部の線速と、これに対向する定着ベルト12の表面線速がほぼ等しくなるように、分離回転体22の回転速度を設定することが好ましい。より具体的に示すと、図5に示した分離回転体22の半径方向最外部の線速の大きさをV1とし、定着ベルト12の表面線速の大きさをV2としたとき、V1とV2がほぼ等しく、好ましくはV1=V2となるように、分離回転体22を回転駆動するのである。これにより、分離回転体22の最外部と、これに接触する記録媒体Pとの速さに差がなくなり、或いはその差が極めて小さくなるので、分離回転体22が記録媒体上のトナー像に対して掻き取り力を加えることがなくなり、トナー像にすじ状の跡ができることを阻止できる。
【0044】
また、図5から判るように、分離回転体22の表面に凹凸が形成されていると、記録媒体Pの先端がその凹凸に係合するので、分離回転体22が記録媒体を定着ベルト12から引き剥がす作用が高められ、分離回転体22の分離機能がより一層向上する。
【0045】
また分離回転体を、例えば複数のローラに巻き掛けられた無端ベルトにより構成することもできるが、図示した例のように、分離回転体がローラより成ると、その構成を簡素化でき、しかもそのコストを低く抑えることができる。しかも、分離回転体22に記録媒体Pが接触したとき、分離回転体表面の凹凸の凸部だけが記録媒体上のトナー像に接触するので、仮に、その接触によってトナー像に跡ができたとしても、その跡が目立たず、これを無視できる程度にすることができ、画質の劣化を阻止することができる。
【0046】
図4乃至図6に示した定着装置2の他の構成、及びこの定着装置2を有する画像形成装置の構成は、図1乃至図3に示したところと変わりはない。図1乃至図3における各要素に対応する図4及び図5に示した各要素には、図1乃至図3に付した符号と同一の符号を付してある。
【0047】
ところで、図1に示した画像形成装置は、定着装置2を通過した記録媒体Pをそのまま排紙トレイに排出するほか、この記録媒体Pを矢印Eで示すように搬送し、この記録媒体Pの表裏を反転した後、図示していない中間給紙装置に送り込み、次いで、ここからその記録媒体を再給紙し、既にトナー像が定着されている一方の面と反対側の他方の面を上にして、再び矢印Bで示すように転写ベルト4により搬送しながら各像担持体3Y,3M,3C,3BKを通過させ、その記録媒体の他方の面に4色の未定着トナー像を形成できるように構成されている。そして、この記録媒体を再び定着装置2を通過させることにより、その他方の面に担持されたトナー像を記録媒体に定着し、引き続きこの記録媒体を矢印D方向に搬送して排紙トレイに排出する。
【0048】
上述のように、記録媒体Pが再び定着装置2に送り込まれる場合には、図2及び図4に符号T1で示すように記録媒体Pの一方の面に既に定着されたトナー像が担持され、その他方の面に未定着トナー像Tが担持されている。かかるトナー像T1と、未定着トナー像Tを担持した記録媒体Pが定着装置2のニップ部Nを通る時、トナー像T1は加圧ローラ13の表面に接触するが、このときそのトナー像T1が加熱されて溶融すると、当該トナー像T1のトナーが粘着剤として作用し、その記録媒体が加圧ローラ13の表面に付着してここに巻き付くおそれがある。
【0049】
そこで、上述した各定着装置2においては、加圧ローラ13より成る相手定着部材に対向して、前述の分離回転体22と同じく構成された他の分離回転体22Aが設けられている。この分離回転体22Aと加圧ローラ13の関係は、先に説明した分離回転体22と、定着ベルト12との関係と実質的に異なるところはない。これにより、記録媒体Pが加圧ローラ13の周面に巻き付くことも防止することができる。
【0050】
以上、定着ベルト12の相手定着部材が加圧ローラ13より成る定着装置を説明したが、本発明は他の形態の定着装置にも広く適用できるものである。例えば、相手定着部材もローラに巻き掛けられて回転駆動される無端状の定着ベルトより成る定着装置、相手定着部材が回転しない部材より成る定着装置、記録媒体を無端ベルトより成る像担持体に重ねて搬送し、その像担持体と記録媒体を、共に定着ベルトと相手定着部材のニップ部に通過させて記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着装置、記録媒体の両面に未定着トナー像を転写し、その記録媒体を定着ベルトとその相手定着部材との間のニップ部に通過させて記録媒体の両面に担持されたトナー像をそれぞれ記録媒体に定着する定着装置などにも本発明を支障なく適用できる。相手定着部材も定着ベルトより成るときは、その定着ベルトとこれを支持した支持ローラとの間に、前述の各例の場合と同様にベルトガイド部材を設けることもでき、さらにその定着ベルトに対向して分離回転体を設けることもできる。
【0051】
また、図7に示すように、中間転写体26上に図示していない感光体からトナー像Tを転写し、そのトナー像Tを図示していないヒータによって予熱した後、定着ベルト12と中間転写体26とのニップ部Nに記録媒体Pを通過させ、このとき中間転写体26上のトナー像を熱と圧力の作用によって記録媒体上に転写すると共に、そのトナー像を記録媒体上に定着する定着装置2にも本発明を適用できる。この場合には、中間転写体26が定着ベルト12の相手定着部材を兼ねることになる。図7における前述の定着装置の各構成要素に対応する要素には、前述の例において使用した符号と同一の符号を付してある。
【0052】
さらに、図1には、カラー画像を形成する画像形成装置に定着装置2を設けた例を示したが、本発明は、単色画像を形成する画像形成装置及びその定着装置にも適用でき、プリンター、複写機、ファクシミリ、その複合機などの画像形成装置に広く適用できるものである。
【0053】
【発明の効果】
本発明によれば、定着ベルト表面から記録媒体を従来よりも確実に分離でき、記録媒体が定着ベルト表面に巻き付いてジャムが発生する不具合を阻止し、ないしは効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図2】図2に示した定着装置の拡大断面図である。
【図3】図2の部分拡大図である。
【図4】定着装置の他の例を示す、図2と同様の断面図である。
【図5】図4の一部をさらに拡大して示す図である。
【図6】分離回転体の斜視図である。
【図7】定着装置のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図8】ニップ部の定着ベルト移動方向下流側端とベルトガイド部材との間の定着ベルト部分の全体が支持ローラの周面から離間しているようにベルトガイド部材を配置した場合の不具合を説明する図である。
【符号の説明】
2 定着装置
12 定着ベルト
12A 定着ベルト部分
12B 定着ベルト部分
14 支持ローラ
22 分離回転体
24 ベルトガイド部材
N ニップ部
NE 下流側端
P 記録媒体
T トナー像
δ ギャップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a fixing belt that is rotationally driven, and a counterpart fixing member that is disposed so as to face a support roller around which the fixing belt is wound with the fixing belt interposed therebetween, and the fixing belt, the counterpart fixing member, BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device that passes a recording medium through a nip portion between the two and applies heat and pressure to the toner of the toner image to fix the toner image on the recording medium, and an image forming apparatus having the fixing device It is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is well known to employ a fixing device of the above type in an image forming apparatus configured as an electronic copying machine, a facsimile machine, a printer, or a multifunction machine having at least two of these functions. In this type of fixing device, when the toner image passes through the nip portion, the toner of the toner image is heated, so that the recording medium that has exited the nip portion by acting as an adhesive acts on the surface of the fixing belt. There is a risk of winding while attached and troubles in conveyance of the recording medium, that is, jamming.
[0003]
Therefore, conventionally, a separation member composed of a plurality of separation claws or separation sheets is brought into contact with the surface of the fixing belt, and the recording medium that has exited the nip portion is separated from the surface of the fixing belt by the separation member, so that the recording medium is fixed. Prevents wrapping around the belt surface. However, when such a separating member is used, the toner adheres to the leading end of the separating member over time, and the leading end of the separating member may float from the surface of the fixing belt due to the adhered toner. In this case, a large gap is formed between the front end of the separation member and the surface of the fixing belt, and the recording medium may sink into the recording medium, which may cause the recording medium to jam.
[0004]
In view of this, a fixing device has been proposed in which the tip of the separating member is disposed away from the surface of the fixing belt so that the toner does not adhere to the tip of the separating member. However, when this configuration is adopted, a gap is formed between the separation member and the surface of the fixing belt. In this case as well, the leading edge of the recording medium that has passed through the nip portion may enter the gap and the recording medium may jam. I can't escape.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a fixing device that can more effectively reduce the winding of a recording medium around a fixing belt than before, and an image forming apparatus having the fixing device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the fixing device described at the beginning, the fixing belt portion is supported between the fixing belt portion downstream of the nip portion in the moving direction of the fixing belt and the support roller. A belt guide member for guiding the fixing belt is provided so as to be separated from the peripheral surface of the roller, and the fixing belt is a fixing belt portion of the fixing belt portion between the downstream end of the nip portion in the fixing belt moving direction and the belt guide member. The belt guide member is disposed so that the fixing belt portion on the upstream side in the moving direction contacts the peripheral surface of the support roller, and the belt guide member is formed in a columnar shape having a smaller diameter than the support roller. At the same time, a fixing device is proposed which is in contact with the peripheral surface of the support roller and is rotatably supported.
[0009]
The fixing device according to claim 1, further comprising a separation rotating body that separates a recording medium attached to the fixing belt, facing the fixing belt portion that contacts the belt guide member. Positioned with a small gap with respect to the fixing belt, the rotation of the separation rotating body moves in the direction opposite to the moving direction of the surface of the fixing belt at the facing portion between the separation rotating body and the fixing belt. It is advantageous if the body is configured to be rotationally driven (claim 2).
[0010]
Further, in the fixing device according to the second aspect, it is advantageous that unevenness is formed on the peripheral surface of the separation rotating body (third aspect).
[0011]
In order to achieve the above object, the present invention proposes an image forming apparatus having the fixing device according to any one of claims 1 to 3 (claim 4).
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing a part of the image forming apparatus. The image forming apparatus shown here includes an image forming unit 1 that forms a toner image on a recording medium, and a
[0014]
The image forming means 1 shown in FIG. 1 has first to
[0015]
Since the operation of forming the toner image on each of the first to
[0016]
On the other hand, a recording medium P made of, for example, transfer paper or a resin sheet or a resin film is fed from a paper supply unit (not shown), and the recording medium P is transferred to the image carrier 3Y as indicated by an arrow B. It is fed between the belts 4 and is carried by the transfer belt 4 and conveyed. A
[0017]
In exactly the same manner, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are formed on the second to
[0018]
The recording medium P carrying the four color unfixed toner images as described above passes through the
[0019]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the fixing
[0020]
[0021]
As shown in FIG. 2, the recording medium P carrying the unfixed toner image T is sent to the
[0022]
As in the image forming apparatus shown in FIG. 1, an image forming apparatus that forms a full-color image is configured such that a plurality of toner images are transferred onto a recording medium P and the toner images are fixed by a fixing
[0023]
As described above, the fixing device includes an endless fixing belt that is rotationally driven, and a counterpart fixing member (in the example of FIG. 2) that is disposed so as to face the support roller around which the fixing belt is wound. A pressure roller 13), and the recording medium is passed through a nip portion between the fixing belt and the other fixing member. When the recording medium passes, heat and pressure are applied to the toner of the toner image, and the toner image is applied to the recording medium. It is configured to be fixed. In the case of the fixing
[0024]
By the way, as described above, when the toner image T carried on the recording medium P passes through the nip portion N, the toner of the toner image is heated and melted, so that the toner acts as an adhesive, There is a possibility that the recording medium P is wound without being separated from the surface of the fixing
[0025]
Therefore, in the
[0026]
Although the belt guide member can be formed in an appropriate form, the
[0027]
If the above-described
[0028]
As described above, the recording medium that has exited the nip N is normally separated from the fixing
[0029]
When a conventional separation member is used, there is a risk that the leading edge of the recording medium may enter the gap between the separation member and the surface of the fixing belt. However, in the fixing device shown in FIGS. The occurrence of such a problem can be prevented. Moreover, since many recording media are separated in curvature from the surface of the fixing belt in the belt
[0030]
The
[0031]
In the fixing device shown in FIGS. 1 to 3, as described above, in many cases, the recording medium is forcibly separated from the surface of the fixing belt in the belt
[0032]
Also, the surface hardness of the
[0033]
The diameter of the
[0034]
Further, the winding angle θ around which the belt
[0035]
Although the
[0036]
Further, when the
[0037]
4 and 5 show a separation for separating the recording medium attached to the fixing
[0038]
A gap δ between the
[0039]
By providing the
[0040]
In the
[0041]
As described above, if a gap δ is formed between the
[0042]
The rotational speed of the
[0043]
Therefore, it is preferable to set the rotation speed of the
[0044]
Further, as can be seen from FIG. 5, if the surface of the
[0045]
In addition, the separation rotator can be constituted by, for example, an endless belt wound around a plurality of rollers. However, when the separation rotator is composed of rollers as in the illustrated example, the configuration can be simplified, and Cost can be kept low. In addition, when the recording medium P comes into contact with the
[0046]
Other configurations of the fixing
[0047]
Incidentally, the image forming apparatus shown in FIG. 1 discharges the recording medium P that has passed through the fixing
[0048]
As described above, when the recording medium P is sent to the
[0049]
Therefore, each fixing
[0050]
The fixing device in which the fixing member of the fixing
[0051]
Further, as shown in FIG. 7, a toner image T is transferred from a photosensitive member (not shown) onto the
[0052]
Further, FIG. 1 shows an example in which a
[0053]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to more reliably separate the recording medium from the surface of the fixing belt than before, and it is possible to prevent or effectively suppress the problem that the recording medium is wound around the surface of the fixing belt and the jam occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the fixing device shown in FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;
4 is a cross-sectional view similar to FIG. 2, showing another example of the fixing device. FIG.
FIG. 5 is a view showing a part of FIG. 4 further enlarged.
FIG. 6 is a perspective view of a separation rotating body.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing still another example of the fixing device.
FIG. 8 shows a problem when the belt guide member is arranged so that the entire fixing belt portion between the downstream end of the nip portion in the fixing belt moving direction and the belt guide member is separated from the peripheral surface of the support roller. It is a figure explaining.
[Explanation of symbols]
2 Fixing device
12 Fixing belt
12A Fusing belt part
12B Fusing belt part
14 Support roller
22 Separation rotating body
24 Belt guide member
N Nip part
NE downstream end
P Recording medium
T Toner image
δ gap
Claims (4)
前記ニップ部よりも前記定着ベルト移動方向下流側の定着ベルト部分と前記支持ローラとの間に、該定着ベルト部分が支持ローラの周面から離間するように当該定着ベルトを案内するベルトガイド部材を設け、前記ニップ部の定着ベルト移動方向下流側端と、前記ベルトガイド部材との間の定着ベルト部分のうち、定着ベルト移動方向上流側の定着ベルト部分が、前記支持ローラの周面に接触するように、当該ベルトガイド部材を配置し、該ベルトガイド部材は、前記支持ローラよりも小径な円柱状に形成されていると共に、前記支持ローラの周面に当接し、かつ回転可能に支持されていることを特徴とする定着装置。A nip between the fixing belt and the counterpart fixing member, the fixing belt being rotationally driven, and a counterpart fixing member disposed opposite to the support roller around which the fixing belt is wound through the fixing belt. In a fixing device for passing a recording medium through a section and fixing the toner image to the recording medium by applying heat and pressure to the toner of the toner image during the passage,
A belt guide member for guiding the fixing belt between the fixing belt portion downstream of the nip portion in the fixing belt moving direction and the support roller so that the fixing belt portion is separated from the peripheral surface of the support roller. The fixing belt portion on the upstream side in the fixing belt moving direction of the fixing belt portion between the downstream end of the nip portion in the fixing belt moving direction and the belt guide member is in contact with the peripheral surface of the support roller. The belt guide member is arranged, and the belt guide member is formed in a columnar shape having a smaller diameter than the support roller, is in contact with the peripheral surface of the support roller, and is rotatably supported. A fixing device.
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