JP4632815B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、定着部材と加圧部材とで形成されるニップ部においてトナー像を記録媒体に定着せしめる定着装置およびこの定着装置を備えた電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image on a recording medium at a nip formed by a fixing member and a pressure member, and an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile equipped with the fixing device. It is about.
従来において、一般に、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、加熱定着ローラに加圧ローラを圧接した定着装置を使用することが知られている(例えば、特許文献1ないし7参照)。
かかる定着装置は、加熱した定着ローラを回転させながら、この回転する定着ローラと加圧ローラとの間にトナーが転写された印刷用紙を挿通し、トナーを加熱溶融して印刷用紙上に融着するものである。従来、一般的には定着ローラの熱源として、ハロゲンランプを用いたハロゲンヒータが使用されてきた。
近年の環境規制、環境保護意識の高まりから、各種画像形成装置は不使用時には定着ヒータへの通電を遮断し必要なときのみ通電して、消費電力を低減することが行われている。
このような省エネルギ型の画像形成装置では、印刷時に定着ローラの表面温度が即座に設定温度まで達する必要がある。この要求を満たすため、ハロゲンヒータで加熱する方式では、肉厚を1mm以下にする定着ローラ基体の薄肉化が行われている。これにより定着ローラの熱容量を軽減し、定着ローラを急速に設定温度までに立ち上げることができる。
しかしながら、上記のような定着ローラ基体の薄肉化には、幾つかの問題がある。すなわち、薄肉化することによって定着ローラ基体の機械的強度は著しく低下し、ローラのつぶれ、たわみなどの変形に弱くなる。
また、ローラの肉厚を薄くするほど技術的に加工の難易度は上がり、高度な加工精度が要求されることになり、コスト高に繋がることにもなる。このように、定着ローラ基体の薄肉化だけによって高速立ち上がりを実現することには限界がある。
このように迅速に昇温する方式においては、いずれも端部温度上昇という技術課題を抱えている。端部温度上昇とは、両端では紙による熱の消費が無いために、熱が加圧ローラと定着ローラに蓄積し、温度が異常に上昇する現象のことを指している。
Conventionally, it is generally known that an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile uses a fixing device in which a pressure roller is pressed against a heat fixing roller (for example,
In such a fixing device, while rotating the heated fixing roller, the printing paper on which the toner is transferred is inserted between the rotating fixing roller and the pressure roller, and the toner is heated and melted to be fused on the printing paper. To do. Conventionally, a halogen heater using a halogen lamp has generally been used as a heat source for a fixing roller.
Due to the recent increase in environmental regulations and awareness of environmental protection, various image forming apparatuses are turned off when not in use and energized only when necessary to reduce power consumption.
In such an energy-saving image forming apparatus, it is necessary that the surface temperature of the fixing roller immediately reaches a set temperature during printing. In order to satisfy this requirement, in the method of heating with a halogen heater, the thickness of the fixing roller base is reduced to 1 mm or less. As a result, the heat capacity of the fixing roller can be reduced, and the fixing roller can be rapidly raised to the set temperature.
However, there are several problems in reducing the thickness of the fixing roller base as described above. That is, by reducing the thickness, the mechanical strength of the fixing roller base is remarkably lowered, and it becomes weak against deformation such as crushing and bending of the roller.
Further, as the thickness of the roller is reduced, the difficulty of processing increases technically, so that high processing accuracy is required, leading to high costs. As described above, there is a limit to realizing high-speed rising only by thinning the fixing roller base.
Any of the methods for rapidly raising the temperature as described above has a technical problem of increasing the end temperature. Edge temperature rise refers to a phenomenon in which heat is accumulated on the pressure roller and the fixing roller and heat rises abnormally because no heat is consumed by paper at both ends.
電子写真装置の最大通紙幅(例:A3縦)に対して、小さい幅の紙(例:B5縦)を連続して通紙した場合に、中央では紙による熱の消費分だけヒータから熱が供給され、一定の範囲の温度が保持される。しかしながら、両端では、上述したように、紙による熱の消費がないために、熱が加圧ローラと定着ローラに蓄積し温度が異常に上昇する。
これにより、軸受部材の耐熱寿命の低下、および表面離型層の溶融または熱劣化、および端部温度上昇直後に大きな幅の紙を通紙した場合には設定温度より高温となっている端部での定着異常(ホットオフセット)および搬送異常が発生する。端部温度上昇は小さければ、小さいほど無駄な熱が発生せず、定着ユニットの寿命も延びるという利点がある。
そこで、このような端部温度上昇の課題を解決するための提案として特許文献1には、定着ローラの内周面を輻射する輻射発熱体と定着ローラの内周面との間に、定着ローラの軸方向に沿って移動可能な遮蔽部材を備え、遮蔽部材の移動によって定着ローラ内周面への輻射領域を変更することができる定着装置が開示されている。
This reduces the heat-resistant life of the bearing member and melts or heat deteriorates the surface release layer, and the edge that is higher than the set temperature when a large width of paper is passed immediately after the edge temperature rises. Fixing abnormalities (hot offset) and conveyance errors occur. The smaller the end temperature rise is, the smaller the wasteful heat is not generated and the longer the life of the fixing unit is.
Therefore, as a proposal for solving the problem of such an end temperature rise,
ところで、上記特許文献1の従来技術においては、定着ローラの加熱を内側から行っているので、立ち上がり時には定着ローラ全体を所定の温度まで加熱しなければならない。
そこで、定着ローラ全体の立ち上がり時に必要な熱量をできるだけ減らすために、熱容量が比較的大きいゴムなどの弾性層を有せず、中空芯金と離型層により形成するようにしている。
しかしながら、このような場合には、定着時接触面は記録媒体上の凹凸に対しては追従しないので、密着接触ができずに微小な光沢ムラなどの画質劣化という問題が生じる。特にモノクロの画像形成装置では問題とならないレベルでも、カラー画像形成装置ではとくに顕著に現れるため、カラー画像形成装置の高画質化には定着面に弾性を持たせることは必須である。
かかる場合に、定着部材としては、駆動安定性や記録媒体の搬送安定性等を考慮すると、少なくとも表層に離型層、弾性層を有する定着ローラを用いることが望ましい。
そこで、本発明の目的は、定着部材に熱容量の大きい弾性層を設けることにより高画質を維持しつつ、立ち上がりの高速化と、端部温度の上昇を防止とを両立することができる定着装置を提供することにある。
By the way, in the prior art disclosed in
Therefore, in order to reduce the amount of heat required when the entire fixing roller rises as much as possible, an elastic layer such as rubber having a relatively large heat capacity is not provided, but a hollow cored bar and a release layer are used.
However, in such a case, the contact surface at the time of fixing does not follow the unevenness on the recording medium, so that close contact cannot be made and there is a problem of image quality deterioration such as minute gloss unevenness. In particular, even in a level that does not cause a problem in a monochrome image forming apparatus, it appears particularly prominent in a color image forming apparatus. Therefore, in order to improve the image quality of a color image forming apparatus, it is essential to give elasticity to the fixing surface.
In such a case, as the fixing member, it is desirable to use a fixing roller having a release layer and an elastic layer at least on the surface layer in consideration of driving stability, conveyance stability of the recording medium, and the like.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fixing device capable of achieving both high-speed startup and prevention of an increase in end temperature while maintaining high image quality by providing an elastic layer having a large heat capacity on a fixing member. It is to provide.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、定着部材と、該定着部材の外側を加熱する加熱手段と、該加熱手段の熱を前記定着部材の表面上に集める開放面を有する反射部材と、前記定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、前記反射部材の長手方向の開放面の端部に設けられ、該端部の開放面を開閉自在とする遮蔽板と、を備え、前記ニップ部においてトナー像を記録媒体に定着せしめる定着装置において、前記遮蔽板は、前記反射部材の長手方向の前記端部に該長手方向に対して傾斜し、前記開放面を横切る斜辺部を有する形状からなり、前記遮蔽板を前記長手方向に対して直行する方向に移動させることにより前記開放面の広さを前記長手方向に変化させる定着装置を特徴とする。
また請求項2に記載の発明は、トナー像が転写される転写定着部材と、該転写定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、前記転写定着部材の外側を加熱する加熱手段と、該加熱手段の熱を前記転写定着部材の表面上に集める開放面を有する反射部材と、前記反射部材の長手方向の開放面の端部に設けられ、該端部の開放面を開閉自在とする遮蔽板と、を備え、前記ニップ部においてトナー像を記録媒体に定着せしめる定着装置において、前記遮蔽板は、前記反射部材の長手方向の前記端部に該長手方向に対して傾斜し、前記開放面を横切る斜辺部を有する形状からなり、前記遮蔽板を前記長手方向に対して直行する方向に移動させることにより前記開放面の広さを前記長手方向に変化させる定着装置を特徴とする。
また請求項3に記載の発明は、前記形状は三角形である請求項1又は2記載の定着装置を特徴とする。
また請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の定着装置を備える画像形成装置を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, there is provided a transfer fixing member to which a toner image is transferred, a pressure member that forms a nip portion in pressure contact with the transfer fixing member, and a heating unit that heats the outside of the transfer fixing member. And a reflection member having an open surface for collecting heat of the heating means on the surface of the transfer fixing member, and an end portion of the open surface in the longitudinal direction of the reflection member, the open surface of the end portion being freely openable and closable A fixing device for fixing a toner image to a recording medium at the nip portion, wherein the shielding plate is inclined with respect to the longitudinal direction at the end portion in the longitudinal direction of the reflecting member, The fixing device has a shape having a hypotenuse that crosses the open surface, and changes the width of the open surface in the longitudinal direction by moving the shielding plate in a direction perpendicular to the longitudinal direction. .
The invention according to claim 3 is characterized in that the shape is a triangle, and the fixing device according to
The invention described in claim 4, it said image forming apparatus comprising a fixing device according to any one of
本発明によれば、反射板を用いた外部輻射加熱による定着装置における小サイズ連続通紙時の定着部材端部の異常な端部温度上昇を防ぐことができる。
また、本発明によれば、未定着画像を形成する粉体または液体を長時間直接加熱することができるので、転写定着部材を予熱なしに高温化させることなく、記録媒体への画像の定着が可能となる定着上二次転写方式の画像形成装置において、反射板を用いた外部輻射加熱による定着装置における小サイズ連続通紙時の端部温度上昇を防止することができる。
また、本発明によれば、定着部材、転写定着部材の端部の非加熱領域の広さを多段階に直線的に変化させることができる。よって、多様なサイズの連続通紙に対応することができる。
According to the present invention, it is possible to prevent an abnormal end temperature rise at the end of the fixing member at the time of small-size continuous sheet passing in the fixing device by external radiation heating using a reflector.
Further, according to the present invention, since the powder or liquid that forms an unfixed image can be directly heated for a long time, the image can be fixed on the recording medium without increasing the temperature of the transfer fixing member without preheating. In the image forming apparatus of the secondary transfer type on fixing which becomes possible, it is possible to prevent an increase in the end temperature at the time of continuous small-size sheet feeding in the fixing apparatus due to external radiation heating using a reflecting plate.
Further, according to the present invention, the width of the non-heated area at the end of the fixing member and the transfer fixing member can be linearly changed in multiple steps. Therefore, it can respond to continuous paper passing of various sizes.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明にかかる画像形成装置としての電子写真方式のフルカラープリンタ装置を示す概略図である。
図1において、箱状の装置本体101内には複数個の像担持体ユニットとしての感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kがそれぞれ装置本体101に着脱可能に装着されている。
装置本体101内の略中央部には、転写部材であり記録材担持体となる転写ベルト103を有する転写手段60が配置されている。転写ベルト103はその1つに回転駆動力が伝達される複数のローラに架け渡されて矢印Aで示す方向に回転駆動可能に設けられている。
転写ベルト103は、また、像担持体としてのドラム状の感光体104Y、104M、104C、104Kの表面に圧接可能に設けられている。本実施の形態にかかる転写手段60には、接触転写方式が採用されている。
感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kは、感光体104Y、104M、104C、104Kを有し、各感光体の表面が転写ベルト103と接触するように、この転写ベルト103の上方に配設されている。
感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kの配列は、感光体ユニット102Yを記録媒体給送側とし、感光体ユニット102Kが定着装置109側に位置するように104Y、104M、104C、104Kの順となっている。感光体としては、ベルト状の感光体を用いてもよい。
感光体104Y、104M、104C、104Kとの対向側には、現像手段となる現像装置105Y、105M、105C、105Kがそれぞれ配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an electrophotographic full-color printer apparatus as an image forming apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, a plurality of photoconductor units 102 </ b> Y, 102 </ b> M, 102 </ b> C, and 102 </ b> K as image carrier units are detachably mounted on the apparatus
A transfer means 60 having a
The
The
The arrangement of the
Developing
現像装置105Y、105M、105C、105Kは、複数色、例えばイエロー(以下、Yという)、マゼンタ(以下、Mという)、シアン(以下、Cという)、ブラック(以下、Kという)の各トナーとキャリアを有する2成分現像剤を、それぞれ感光体104Y、104M、104C、104K上に形成される静電潜像に供給して各静電潜像を現像するものである。
感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kの上方には、露光手段としての書き込み装置106が配置されている。感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kの下方には、両面ユニット107が配置されている。両面ユニット107の下方には、サイズの異なる記録媒体としての転写紙Pが収納可能なカセット113、114が配設されている。
装置本体101の左側には反転ユニット108が配置され、装置本体101の右側には手差しトレイ115が矢印B方向に開閉可能に設けられている。定着装置109の記録媒体搬送方向下流側には反転搬送路110が分岐して形成され、転写紙Pを反転搬送路110に配置された排出ローラ111によって装置上部に設けられた外部トレイ112に案内している。
感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kは、感光体104Y、104M、104C、104K上にY、M、C、K各色に対応するトナー像を形成するためのユニットである。この感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kには各感光体104Y、104M、104C、104Kを帯電する帯電手段としての帯電装置80Y、80M、80C、80Kが付設されている。
感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kおよび帯電装置80Y、80M、80C、80Kは、装置本体101に配置される場所を除いては同一構成となっている。帯電装置80Y、80M、80C、80Kは、対応関係の感光体の表面を均一に帯電するもので、感光体の表面に接触する帯電部材としての周知の帯電ローラを備えている。
両面ユニット107は対をなす搬送ガイド41、42と、複数の搬送ローラ対43を備えている。両面ユニット107は転写紙Pの両面に画像を形成する両面画像形成モード時に、片面に画像が形成されてから反転ユニット108の反転搬送路44に搬送されてスイッチバック搬送される。
このスイッチバック搬送によって表裏が反転される転写紙Pを受け入れ、これを感光体104Y、104M、104C、104Kと転写ベルト103との間に形成される転写部へと再搬送する。
反転ユニット108は複数の搬送ローラと、複数の搬送ガイド板、これらによって形成される反転搬送路44からなっている。反転ユニット108は両面画像形成モード時に片面画像形成後の転写紙Pを、その表裏を反転させて両面ユニット107へ送り出す機能や、画像形成後の転写紙Pをそのままの向きで機外へ排出する機能、画像形成後の転写紙Pを、その表裏を反転させて機外へ排出する機能を備えている。
カセット113、114が配置されている記録媒体給送部には、カセット113、114上の記録媒体(転写紙)Pを1枚ずつに分離して給送する記録媒体分離部45、46が設けられている。転写ベルト103の内側には、転写手段としての転写ブラシ47、48、49、50が感光体104Y、104M、104C、104Kに対向するように設けられている。
The developing
A
A
The
The
The
Transfer paper P whose front and back are reversed by this switchback conveyance is received, and this is conveyed again to a transfer portion formed between the
The reversing
The recording medium feeding unit in which the
本実施の形態では、図示しない操作部により画像形成が指示されると、感光体104Y、104M、104C、104Kが図示しない駆動源により回転駆動されて時計回り方向に回転する。
感光体ユニット102Y、102M、102C、102Kの各帯電ローラは、図示しない電源から帯電バイアスが印加されて感光体104Y、104M、104C、104Kをそれぞれ一様に帯電させる。
感光体104Y、104M、104C、104Kは、それぞれ帯電ローラにより一様に帯電された後に書き込み装置106によって、Y、M、C、K各色の画像データで変調されたレーザ光により露光されて、各表面に静電潜像が形成される。
これら感光体104Y、104M、104C、104K上の静電潜像は、感光体104Y、104M、104C、104Kの回転と、現像装置105Y、105M、105C、105Kの現像剤担持体としての図示しない現像スリーブが図示しない駆動源で回転駆動されることにより現像されてY、M、C、K各色のトナー像となる。
カセット113、114のうち選択された方のカセットからは、1枚の転写紙Pが分離されて、感光体ユニット102Yよりも記録媒体(転写紙)給送部側に配設されたレジストローラ51へ給送される。本実施の形態では、装置本体101の右側に手差しトレイ115が配置され、この手差しトレイ115からも転写紙Pがレジストローラ51へ給送可能とされている。
In this embodiment, when image formation is instructed by an operation unit (not shown), the
The charging rollers of the
The
These electrostatic latent images on the
One transfer sheet P is separated from the selected one of the
レジストローラ51はこれらの転写紙Pを、感光体104Y、104M、104C、104K上のトナー像と先端が一致するタイミングで、転写ベルト103上へ送り出す。送り出された転写紙Pは、吸着ローラ52によって帯電される転写ベルト103に静電的に吸着されて各転写部へと搬送される。
搬送された転写紙Pには、各転写部を順に通過する際に、転写ブラシ47〜50により感光体104Y、104M、104C、104K上のY、M、C、K各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写されることで、4色重ね合わせのフルカラートナー像が形成される。
フルカラートナー像が形成された転写紙Pは、入口ガイド7を通って、定着装置109によりフルカラートナー像が溶融定着され、その後は指定されたモードに応じた記録媒体排出路を通って外部トレイ112に反転排出される場合や、定着装置109から直進して反転ユニット108内を通ってストレートに排出される。
画像形成装置において、両面画像形成モードが選択されているときには、転写紙Pは、片面にトナー像が形成されて定着装置109でトナー像が定着された後に、反転ユニット108内の反転搬送路44内に送り込まれる。ここでスイッチバックされてから両面ユニット107に搬送され、そこから再給送されて表面画像形成時と同様に裏面に画像が形成されて排出される。
以上の作像動作は、4色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択されたときの動作である。しかし、3色重ね合わせのフルカラーモードが操作部で選択されたときにはKトナー像の形成が省略されてY、M、C3色のトナー像の重ね合わせによるフルカラー画像が転写紙P上に形成される。また、白黒画像形成モードが操作部で選択されたときには、Kトナー像の形成のみが行われて白黒画像が転写紙P上に形成される。
The
When the transferred transfer paper P passes through the transfer sections in order, the toner images of the respective colors Y, M, C, and K on the
The transfer paper P on which the full-color toner image is formed passes through the inlet guide 7, the full-color toner image is melted and fixed by the fixing
When the double-sided image forming mode is selected in the image forming apparatus, the transfer paper P has a
The above image forming operation is an operation when the full color mode of four color superposition is selected by an operation unit (not shown). However, when the three-color superposition full-color mode is selected on the operation unit, the formation of the K toner image is omitted, and a full-color image is formed on the transfer paper P by superposing the Y, M, and C three-color toner images. . When the monochrome image forming mode is selected on the operation unit, only the K toner image is formed and a monochrome image is formed on the transfer paper P.
図2は本発明による定着装置の第1の実施形態を示す概略図である。
この第1の実施形態における定着装置では、定着部材としての定着ローラ1に加圧部材としての加圧ローラ2が図示しない加圧手段により一定の加圧力で押し当てられ、これらのローラ間にニップを形成している。
定着ローラ1および加圧ローラ2は図示しない駆動機構により回転駆動される。未定着画像を形成しているトナー6を担持した転写紙Pが入口ガイド7に沿ってニップ内へと搬送されると、転写紙Pはニップ内で熱と圧力を受け、画像が定着される。
定着ローラ1は鉄などからなるローラ芯金1a、空隙を有するセラミックスなどからなる硬質な断熱層1b、シリコンゴムなどからなる弾性層1cおよびフッ素系樹脂などからなる離型層1dにより形成される。
加圧ローラ2は鉄などからなるローラ芯金2a、空隙を有するセラミックスなどからなる硬質な断熱層2b、シリコンゴムなどからなる弾性層2cおよびフッ素系樹脂などからなる離型層2dにより形成される。
輻射発熱体であるハロゲンヒータなどからなるヒータ3は、定着ローラ1の外部近傍でニップ上流直前の位置に備えられる。ヒータ3からの輻射エネルギを反射する反射板4がヒータ3を覆うように備えられる。
この反射板4は開口部を定着ローラ1の表層に向けることにより、定着ローラ1の表層へ熱エネルギを集中させ、定着ローラ1の表層のみを効率的に加熱することができる。これにより反射板4を用いた外部輻射加熱による定着装置における小サイズ連続通紙時の端部温度上昇に対するより簡便に解決可能な手段を提供する。
図3は本発明による定着装置の反射板の第1の参考例を示す概略斜視図である。
図3において、反射板4は両端部4a、4b、4c、4dが図のように可変となっており、小さいサイズの記録媒体(転写紙)を連続通紙する場合には、図のような反射板4は両端部4a、4bを閉じた状態にすることができる。
これにより、小サイズの記録媒体を連続通紙する場合に、熱を必要としない定着ローラ1の両端部が過剰に熱を受けることを防ぐことができるようになる。
FIG. 2 is a schematic view showing a first embodiment of the fixing device according to the present invention.
In the fixing device according to the first embodiment, a pressure roller 2 as a pressure member is pressed against a fixing
The fixing
The fixing
The pressure roller 2 is formed of a
A heater 3 composed of a halogen heater or the like, which is a radiant heating element, is provided near the outside of the fixing
The reflecting plate 4 directs the opening to the surface layer of the fixing
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a first reference example of the reflection plate of the fixing device according to the present invention.
In FIG. 3, both ends 4a, 4b, 4c, and 4d of the reflecting plate 4 are variable as shown in the figure, and when a small-sized recording medium (transfer paper) is continuously fed, as shown in the figure. The reflecting plate 4 can be in a state in which both end
As a result, it is possible to prevent both ends of the fixing
図4は本発明による定着装置の反射板の第2の参考例の詳細を示す概略斜視図である。図4において、反射板4の両端部には遮蔽板5が遮蔽板部分5a、5bとして図のように備えられている。
この遮蔽板5は移動可能であり、小サイズの記録媒体を連続通紙する場合には、遮蔽板部分5a、5bが図の破線部に移動し、反射板4の端部の開放面を塞ぐようになっている。遮蔽板5の内側(ヒータ3側)は反射率の高い金属鏡面となっているため、ヒータ3の端部から発せられる熱は中央部に集まるようになっている。
図5は本発明による定着装置の反射板の実施形態の詳細を示す概略斜視図である。図5において、反射板4の両端部には遮蔽板5の遮蔽板部分5c、5dが図のように備えられている。
主要な作用効果は図4の遮蔽板と同等であるが、遮蔽板5の遮蔽板部分5c、5dが図のような形状になっていることにより、定着ローラ1の端部の非加熱領域の広さを多段階に直線的に変化させることができる。よって、多様なサイズの連続通紙に対応することができる。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing details of a second reference example of the reflection plate of the fixing device according to the present invention. 4,
The shielding
Figure 5 is a schematic perspective view showing details of implementation form of reflector fixing device according to the present invention. In FIG. 5, shielding
The main function and effect are the same as those of the shielding plate of FIG. 4, but the
図6は本発明にかかる画像形成装置としてタンデム型カラー複写機を示す概略図である。図6に基づいて本実施の形態における画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の構成および動作の概要を説明する。
カラー複写機101は、装置本体中央部に位置する画像形成部101Aと、この画像形成部101Aの下方に位置する給紙部101Bと、画像形成部101Aの上方に位置する図示しない画像読み取り部を有している。
画像形成部101Aには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト103が配置されており、この中間転写ベルト103の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。
すなわち、補色関係にある色のトナー(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)による像を担持可能な像担持体としての感光体104Y、104M、104C、104Bが中間転写ベルト103の転写面に沿って並置されている。
各感光体104Y、104M、104C、104Bはそれぞれ同じ方向(反時計回り方向)に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置80Y、80M、80C、80B、光書き込み手段としての書き込み装置206、現像装置105Y、105M、105C、105B、1次転写装置60Y、60M、60C、60B、およびクリーニング装置8Y、8M、8C、8Bが配置されている。
FIG. 6 is a schematic view showing a tandem type color copying machine as an image forming apparatus according to the present invention. Based on FIG. 6, an outline of the configuration and operation of a tandem type color copier as an image forming apparatus in the present embodiment will be described.
The
An
That is, the
Each of the photoconductors 104Y, 104M, 104C, and 104B is configured by a drum that can rotate in the same direction (counterclockwise direction), and around the
各符号に付記してあるアルファベットは、感光体104と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置105には、それぞれのカラートナーが収容されている。中間転写ベルト103は駆動ローラ9および従動ローラ10に掛け回されて感光体104Y、104M、104C、104Bとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。従動ローラ10と対向する位置には、中間転写ベルト103の表面をクリーニングするクリーニング装置11が設けられている。
感光体104Yの表面が帯電装置80により一様に帯電され、画像読み取り部からの画像情報に基づいて感光体104Y上に静電潜像が形成される。この静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置105Yによりトナー像として可視像化され、このトナー像は所定のバイアスが印加される1次転写装置60Yにより中間転写ベルト103上に1次転写される。
他の感光体104M、104C、204Bでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト103上に順に転写されて重ね合わせられる。
転写後感光体104上に残留したトナーはクリーニング装置8により除去され、また、転写後、図示しない除電ランプにより感光体104の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
給紙部101Bは、記録媒体としての転写紙Pを積載収容する給紙トレイ113とこの給紙トレイ113内の転写紙Pを最上のものから順に1枚ずつ分離して給紙する記録媒体分離部である給紙コロ45とを備えている。
給紙部101Bは、さらに、給紙された転写紙Pを搬送する搬送ローラ対18と、転写紙Pが一旦停止され、斜めずれ(スキュー)を修正された後、転写定着ローラ12および加圧ローラ2上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップ部Nに向けて送り出されるレジストローラ対19を有している。
駆動ローラ9の近傍には、定着装置109が設けられている。この定着装置109には、転写定着ローラ12と対峙して設けられ、互いにばねなどの図示してない加圧手段によって押圧されニップ部Nを形成する加圧ローラ2を有している。
感光体104Y、104M、104C、104Bから中間転写ベルト103上に1次転写されたトナー6aは、図示してない2次バイアス印加手段により駆動ローラ9に印加されるバイアス(AC、パルスなどの重畳を含む)により転写定着ローラ12に静電気力で2次的に転写される。
The alphabets attached to the respective symbols correspond to the toner colors as in the case of the
The surface of the
The
The toner remaining on the
The
The
A fixing
The toner 6a primarily transferred from the
図6に示すように、中間転写ベルト103と転写定着ローラ12との間には、この転写定着ローラ12から中間転写ベルト103への熱放射(熱移動)を抑制する熱遮蔽部材または熱移動抑止部材としての断熱プレート20が設けられている。
この断熱プレート20は、中間転写ベルト103から転写定着ローラ12への2次転写を阻害しない状態で中間転写ベルト103への熱放射を極力抑えるように、開口部を有する形状に形成されており、図示しない定着装置本体、画像形成装置本体のいずれの側に設けてもよい。
熱移動抑止部材としては、放射率の低い金属光沢を有する板状のものが好ましく、とくに2枚の金属シートを微小空隙または断熱材を挟んで配置すると優れた効果が得られる。
また、ノートパソコンのCPU冷却用に用いられるマイクロヒートパイプ構造を内包する薄板を用いた場合、熱移動抑止部材を低温に保ち熱移動を抑制することができる。
さらに、本実施の形態では、中間転写ベルト103の転写定着ローラ12に対する転写部(転写定着ローラ12との対向部)と、最も上流側の感光体104Bに対する転写部との間に中間転写ベルト103の熱を奪う冷却部材としての冷却ローラ21が設けられている。この冷却ローラ21は熱伝導率の高い材料で形成されており、中間転写ベルト103に接触して回転する。
本実施の形態では断熱プレート20と冷却ローラ21を同時に設ける構成としたが、いずれか一方を設ける構成としてもよい。本実施の形態によれば、中間転写体の温度を低減でき、中間転写体側の熱劣化を抑制できる。また、定着部材の設計上の自由度を大きくすることができる。
また、転写定着ローラ12の表面温度を測定するための非画像領域に設けられた図示してないサーミスタとそれぞれの表面温度に基づいてヒータ3のオン/オフを制御する図示してない温度コントローラが設けてあり、温度を制御できるようになっている。
また、転写定着ローラ12および加圧ローラ2の離型層をカーボン等の導電物質を分散させた導電性のフッ素系樹脂系材料で構成する。これを芯金と接続することで、離型層間に転写バイアスを印加することが可能となり、転写バイアスを低電圧にでき、かつ、転写時のトナーの飛び散りを抑制できる。
As shown in FIG. 6, between the
The
As the heat transfer inhibiting member, a plate-like member having a metallic luster with low emissivity is preferable, and an excellent effect can be obtained particularly when two metal sheets are arranged with a minute gap or a heat insulating material interposed therebetween.
Moreover, when the thin plate which contains the micro heat pipe structure used for CPU cooling of a notebook personal computer is used, a heat transfer suppression member can be kept at low temperature and heat transfer can be suppressed.
Further, in this embodiment, the
In the present embodiment, the
Further, a thermistor (not shown) provided in a non-image area for measuring the surface temperature of the
The release layers of the
次に、動作について説明する。中間転写ベルト103上に形成されたトナー6aはマイナスに帯電している。駆動ローラ9側が−0.5kV〜2kV、転写定着ローラ12の芯金が0Vになるようにバイアスが印加されることで、転写定着ローラ12に順次転写される。この際、転写定着ローラ12上のトナー6bはヒータ3により所定の温度まで加熱されている。
このように、トナー6のみを予め加熱する過程が十分に得られるので、トナー6と記録媒体(転写紙)Pを同時に加熱する従来方式に比べて加熱温度を低くできる。実験の結果、転写定着ローラ12および加圧ローラ2の温度は110〜120度の低温でも十分な画質が得られることが確認された。
上述のように、従来のカラー画像形成装置では十分な光沢を得るために転写紙による温度低下を考慮して白黒画像形成装置に比べて1.5倍ほどの熱量を与えていた。このため、転写紙が必要以上に加熱されるとともに、トナーと転写紙の密着性も必要以上に高められていた。
本実施の形態では、記録媒体(転写紙)Pを考慮せずに十分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、転写定着ローラ12の温度(定着設定温度)を低くできる。
また、トナー6と転写紙の密着性も必要以上に高められることがないだけではなく、記録媒体(転写紙)Pはニップ部Nのみで加熱されるので過剰に加熱されず、省エネルギ化に寄与する。また、ヒータ3を取り囲む反射板4については、図5で示す機構を有するものとする。
図6において、転写定着ローラ12は、図2における定着ローラ1と同様に、鉄などからなるローラ芯金1a、空隙を有するセラミックスなどからなる硬質な断熱層1b、シリコンゴムなどからなる弾性層1cおよびフッ素系樹脂などからなる離型層1dにより形成される。
加圧ローラ2は、図2における加圧ローラ2と同様に、鉄などからなるローラ芯金2a、空隙を有するセラミックスなどからなる硬質な断熱層2b、シリコンゴムなどからなる弾性層2cおよびフッ素系樹脂などからなる離型層2dにより形成される。
定着上二次転写方式の画像形成装置は未定着画像を形成する粉体または液体を長時間直接加熱することができるので、転写定着部材を予熱なしに高温化させることなく、記録媒体(転写紙)への画像の定着が可能となる。したがって、より大きな省エネ化に寄与することができる反射板4を用いた外部輻射加熱による定着装置における小サイズ連続通紙時の端部温度上昇を回避することができる。
Next, the operation will be described. The toner 6a formed on the
As described above, a process of heating only the toner 6 in advance can be sufficiently obtained, so that the heating temperature can be lowered as compared with the conventional method in which the toner 6 and the recording medium (transfer paper) P are simultaneously heated. As a result of the experiment, it was confirmed that sufficient image quality was obtained even when the temperatures of the
As described above, in the conventional color image forming apparatus, in order to obtain sufficient gloss, a heat amount about 1.5 times that of the black-and-white image forming apparatus is given in consideration of the temperature drop due to the transfer paper. For this reason, the transfer paper is heated more than necessary, and the adhesion between the toner and the transfer paper is increased more than necessary.
In the present embodiment, the temperature for obtaining a sufficient gloss without considering the recording medium (transfer paper) P can be set independently, so that the temperature (fixing set temperature) of the
Further, not only the adhesion between the toner 6 and the transfer paper is not increased more than necessary, but also the recording medium (transfer paper) P is heated only by the nip portion N, so that it is not excessively heated, thereby saving energy. Contribute. Further, the reflecting plate 4 surrounding the heater 3 has the mechanism shown in FIG .
In FIG. 6, a
As with the pressure roller 2 in FIG. 2, the pressure roller 2 includes a
Since the secondary transfer type image forming apparatus for fixing can directly heat the powder or liquid for forming an unfixed image for a long time, the recording medium (transfer paper) can be used without preheating the transfer fixing member without preheating. ) Can be fixed on the image. Therefore, it is possible to avoid an increase in the end temperature at the time of small-size continuous paper feeding in the fixing device due to external radiation heating using the reflector 4 that can contribute to greater energy saving.
図7は本発明による画像形成装置としてのカラー複写機の実施の形態の全体を示す概略図である。カラー複写機101は画像形成部101Aと給紙部101Bと、画像形成部101Aの上方に位置する図示しない画像読み取り部を有している。
図7に示すとおり、画像形成部101Aには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体兼定着部材としての中間転写定着ベルト22が配置されており、現像からの転写部の動作概要は図6に示した実施の形態と同様である。
しかしながら、転写されたトナー6aは中間転写定着ベルト22上で加熱され、そこで溶融したトナー6bは中間転写定着ベルト22と加圧ローラ2とで形成されたニップNにて記録媒体(転写紙)Pに転写されると同時に定着される。それ以外の動作概要は図6に示した実施の形態とほぼ同様である。反射板4については、図5で示す機構を有するものとする。
加圧ローラ2は、図2および図6で説明したのと同様に、鉄などからなるローラ芯金2a、空隙を有するセラミックスなどからなる硬質な断熱層2b、シリコンゴムなどからなる弾性層2cおよびフッ素系樹脂などからなる離型層2dにより形成される。
図7には、図6で説明したのと同様に、中間転写定着ベルト22を掛け渡す駆動ローラ9および従動ローラ10、この従動ローラ10の中間転写定着ベルト22の表面をクリーニングするクリーニング装置11およびヒータ3を示している。
本実施の形態では、図6に示した実施の形態とほぼ同様の効果が得られるが、転写プロセスが1回少なくなるので、転写散り等による画像の乱れを比較的抑えることができる。
FIG. 7 is a schematic view showing the entire embodiment of a color copying machine as an image forming apparatus according to the present invention. The
As shown in FIG. 7, an intermediate
However, the transferred toner 6 a is heated on the intermediate
The pressure roller 2 includes a
7, as described with reference to FIG. 6, the driving roller 9 and the driven
In this embodiment, substantially the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 6 can be obtained. However, since the transfer process is reduced once, image distortion due to transfer scattering or the like can be relatively suppressed.
1 定着部材(定着ローラ) 2 加圧部材(加圧ローラ)、3 加熱手段(ヒータ、輻射発熱体)、4 反射部材(反射板)、5 遮蔽板、6 6a 6b トナー、22 転写定着部材(中間転写体兼定着部材、中間転写定着ベルト)、N ニップ部、P 記録媒体(転写紙)、101 画像形成装置、109 定着装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該定着部材の外側を加熱する加熱手段と、
該加熱手段の熱を前記定着部材の表面上に集める開放面を有する反射部材と、
前記定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
前記反射部材の長手方向の開放面の端部に設けられ、該端部の開放面を開閉自在とする遮蔽板と、
を備え、
前記ニップ部においてトナー像を記録媒体に定着せしめる定着装置において、
前記遮蔽板は、前記反射部材の長手方向の前記端部に該長手方向に対して傾斜し、前記開放面を横切る斜辺部を有する形状からなり、
前記遮蔽板を前記長手方向に対して直行する方向に移動させることにより前記開放面の広さを前記長手方向に変化させることを特徴とする定着装置。 A fixing member;
Heating means for heating the outside of the fixing member;
A reflective member having an open surface that collects heat of the heating means on the surface of the fixing member;
A pressure member that presses against the fixing member to form a nip portion;
A shielding plate provided at an end portion of the open surface in the longitudinal direction of the reflecting member, and capable of opening and closing the open surface of the end portion;
With
In the fixing device for fixing the toner image to the recording medium in the nip portion,
The shielding plate has a shape having an oblique side portion that is inclined with respect to the longitudinal direction at the end portion in the longitudinal direction of the reflecting member and crosses the open surface,
The fixing device characterized in that the width of the open surface is changed in the longitudinal direction by moving the shielding plate in a direction orthogonal to the longitudinal direction .
該転写定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、前記転写定着部材の外側を加熱する加熱手段と、
該加熱手段の熱を前記転写定着部材の表面上に集める開放面を有する反射部材と、
前記反射部材の長手方向の開放面の端部に設けられ、該端部の開放面を開閉自在とする遮蔽板と、
を備え、
前記ニップ部においてトナー像を記録媒体に定着せしめる定着装置において、
前記遮蔽板は、前記反射部材の長手方向の前記端部に該長手方向に対して傾斜し、前記開放面を横切る斜辺部を有する形状からなり、
前記遮蔽板を前記長手方向に対して直行する方向に移動させることにより前記開放面の広さを前記長手方向に変化させることを特徴とする定着装置。 A transfer fixing member to which a toner image is transferred;
A pressure member that presses against the transfer fixing member to form a nip, and a heating unit that heats the outside of the transfer fixing member;
A reflective member having an open surface that collects heat of the heating means on the surface of the transfer fixing member;
A shielding plate provided at an end portion of the open surface in the longitudinal direction of the reflecting member, and capable of opening and closing the open surface of the end portion ;
With
In the fixing device for fixing the toner image to the recording medium in the nip portion,
The shielding plate has a shape having an oblique side portion that is inclined with respect to the longitudinal direction at the end portion in the longitudinal direction of the reflecting member and crosses the open surface,
The fixing device characterized in that the width of the open surface is changed in the longitudinal direction by moving the shielding plate in a direction orthogonal to the longitudinal direction .
前記形状は三角形であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
The fixing device , wherein the shape is a triangle .
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