JP4927612B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等の電子写真方式を利用した画像形成装置に適用され、用紙に転写された未定着トナー像を用紙に定着させるための定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention is applied to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine thereof, and a fixing device for fixing an unfixed toner image transferred onto a sheet to the sheet. And an image forming apparatus including the fixing device.
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等の電子写真方式を利用した画像形成装置には、用紙に転写された未定着トナー像を用紙に定着させる定着処理を施す定着装置が備えられている。定着装置は、一般的に、用紙を加熱する定着ローラと、周面がこの定着ローラの周面に当接状態で対向配置された加圧ローラとを備えて構成され、これら両ローラ間のニップ部に、未定着トナー像が転写された用紙を通過させることによって定着処理を施す。 An image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine of these includes a fixing device that performs a fixing process for fixing an unfixed toner image transferred onto a sheet to the sheet. ing. In general, a fixing device includes a fixing roller that heats a sheet, and a pressure roller that has a circumferential surface opposed to the circumferential surface of the fixing roller, and a nip between the two rollers. The fixing process is performed by passing the sheet on which the unfixed toner image is transferred to the part.
このような定着装置は、ニップ幅が短いので、未定着トナーを溶融して用紙に定着させる定着処理に必要な熱量を与えるために、高い定着温度で定着させる必要がある。しかしながら、高い定着温度で定着処理を施すと、ニップ部の終端において、定着ローラにトナーが付着する、いわゆる高温オフセット現象が発生する。このことは、高い定着温度でトナーを溶融すると、特にカラートナーのような低融点のトナーは、粘度が大きく低下してトナー同士の接着力(トナー間の凝集力)が大きく低下するので、定着ローラとトナーとの接着力がトナー間の凝集力を上回ることによる。 Since such a fixing device has a short nip width, the fixing device needs to be fixed at a high fixing temperature in order to provide a heat amount necessary for a fixing process in which unfixed toner is melted and fixed on a sheet. However, when the fixing process is performed at a high fixing temperature, a so-called high temperature offset phenomenon occurs in which toner adheres to the fixing roller at the end of the nip portion. This is because when a toner is melted at a high fixing temperature, a low-melting toner such as a color toner has a greatly reduced viscosity, and the adhesion force between toners (cohesion between toners) is greatly reduced. This is because the adhesive force between the roller and the toner exceeds the cohesive force between the toners.
また、複数色のトナーを用いて印刷するカラー印刷の場合、複数色のトナーが重なりトナー像が厚くなるので、定着ローラに接触する側のトナー像の温度と用紙に接触している側のトナー像の温度とで大きな温度差が発生してしまい、トナー像を均一に溶融させることができない。 In the case of color printing using a plurality of color toners, a plurality of color toners overlap so that the toner image becomes thick. Therefore, the temperature of the toner image on the side in contact with the fixing roller and the toner on the side in contact with the paper A large temperature difference occurs between the image temperature and the toner image cannot be uniformly melted.
そこで、比較的低い定着温度を長い時間をかけてトナーに必要な熱量を与えるために、長いニップ幅を確保した定着装置が提案されている。例えば、加圧ローラ及び定着ローラの表面に弾性層を設け、加圧ローラと定着ローラと圧接によって弾性層を変形させることで、長いニップ幅を確保し、さらに、この変形したニップ部の形状に基づいて、定着ローラから用紙を分離する定着装置が挙げられる。このような定着装置は、弾性層を厚くするほど、長いニップ幅が確保できるが、定着ローラに厚い弾性層を設けた場合、弾性層の熱伝導性の低さに起因して、定着ローラ表面がトナーの定着可能温度に達するまでの待ち時間、いわゆるウォームアップ時間が長くなる。さらに、連続通紙時の温度追従性が低下し、トナー像への熱供給むらが発生し、定着された画像に光沢むらが発生する。 Therefore, in order to give a necessary amount of heat to the toner at a relatively low fixing temperature over a long time, a fixing device having a long nip width has been proposed. For example, an elastic layer is provided on the surfaces of the pressure roller and the fixing roller, and the elastic layer is deformed by pressure contact with the pressure roller and the fixing roller, so that a long nip width is secured, and further, the shape of the deformed nip portion is obtained. Based on this, there is a fixing device that separates the sheet from the fixing roller. In such a fixing device, the thicker the elastic layer, the longer the nip width can be secured. However, when a thick elastic layer is provided on the fixing roller, the surface of the fixing roller is caused by the low thermal conductivity of the elastic layer. The waiting time until the toner reaches the toner fixing temperature, so-called warm-up time, becomes longer. Further, the temperature followability at the time of continuous paper feeding is deteriorated, uneven heat supply to the toner image is generated, and uneven gloss is generated in the fixed image.
上記問題を解決するために、ベルトを用いてトナー像を用紙に定着させる技術が提案されている。例えば、定着ローラと従動ローラとに架け渡されて、回転する無端状の定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラと対向する加圧ローラとを備え、用紙が定着ベルトに接触した状態で搬送されるように構成されている定着装置が知られている(特許文献1参照)。さらに、このような用紙が定着ベルトに接触状態で搬送されるように構成されている定着装置において、定着ベルトを導電性部材を基体として構成し、定着ローラに転写手段における印加電圧とは逆極性の電圧を印加する定着装置が提案されている(特許文献2参照)。 In order to solve the above problem, a technique for fixing a toner image on a sheet using a belt has been proposed. For example, an endless fixing belt that is stretched between a fixing roller and a driven roller, and a pressure roller that faces the fixing roller via the fixing belt, and is conveyed in a state where the sheet is in contact with the fixing belt. A fixing device configured as described above is known (see Patent Document 1). Furthermore, in a fixing device configured to convey such paper in contact with the fixing belt, the fixing belt is configured with a conductive member as a base, and the fixing roller has a polarity opposite to the voltage applied to the transfer unit. A fixing device that applies the above voltage has been proposed (see Patent Document 2).
また、図10に示すような定着装置101が提案されている。図10は、従来の定着装置101の構成を示す概略断面図である。図10(a)は、定着装置101の全体構成を示し、図10(b)は、定着装置101の従動ローラ102周辺を拡大して示す。定着装置101は、定着ローラ103と従動ローラ102とに架け渡されて、回転する無端状の定着ベルト104と、定着ベルト104を介して定着ローラ103と対向する加圧ローラ105とを備え、定着ローラ103の用紙搬送方向P下流側で、従動ローラ102を定着ベルト104を介して加圧ローラ105に押圧することで定着ベルト104を加圧ローラ105に巻きつけるように構成されている(特許文献3及び特許文献4参照)。
特許文献1によれば、ニップ部として、定着ローラと加圧ローラとの圧接による第1ニップ領域と、それに続き、定着ベルトと用紙との接触搬送による第2ニップ領域とが形成され、ニップ幅の長いニップ部が形成されることが提案されている。しかしながら、第2ニップ領域は、用紙と定着ベルトとが接触しているだけで、用紙と定着ベルトとを密着させる力が全くかかっておらず、定着ベルトと用紙との密着性は非常に低い。このように定着ベルトと用紙との密着性が低いと、定着ベルトからの用紙への熱供給むらが発生し、定着して得られた画像に光沢むらが発生する。 According to Patent Document 1, a first nip region formed by pressure contact between a fixing roller and a pressure roller and a second nip region formed by contact conveyance between a fixing belt and a sheet are formed as a nip portion. It has been proposed that a long nip is formed. However, in the second nip region, only the sheet and the fixing belt are in contact with each other, and no force is applied to the sheet and the fixing belt so that the adhesion between the fixing belt and the sheet is very low. If the adhesion between the fixing belt and the paper is low as described above, uneven heat supply from the fixing belt to the paper occurs, and uneven gloss occurs in the image obtained by fixing.
特許文献2によれば、第2ニップ領域で、用紙と定着ベルトとの間に静電気力が働くので、用紙と定着ベルトとの密着性が高めることができる旨が記載されている。しかしながら、静電気力は物理的な押圧力より弱く、定着ベルトからの用紙への熱供給むらの発生を抑制できるほど、定着ベルトと用紙との密着性を高めることができない。
According to
また、特許文献3及び特許文献4に記載の定着装置101は、図10(a)に示すように、ニップ部Nとして、定着ローラ103が当接されている第1ニップ領域N1と、それに続く第2ニップ領域N2とが形成される。この第2ニップ領域N2は、第1ニップ領域N1の終端から、従動ローラ102と加圧ローラ105との圧接箇所まで続く領域である。また、第2ニップ領域N2は、加圧ローラ105が定着ベルト104を介して従動ローラ102を押圧することによって形成されている。これらのことから、上記定着装置101によれば、ニップ幅が長く、押圧力のかかったニップ部を形成できることが開示されている。しかしながら、実際には、図10(b)に示すように、定着ベルト104が、第2ニップ領域N2内で、定着ベルト104が加圧ローラ105から離れるようなたわみ106、いわゆる圧抜けが発生し、用紙Pと定着ベルト104との密着性が低くなる領域ができる。
Further, as shown in FIG. 10A, the
そこで、本発明は、ニップ幅が長く、かつ密着性の高いニップ部を形成することができ、定着して得られた画像に光沢むらが発生することを防止できる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a fixing device that can form a nip portion having a long nip width and high adhesion, and that can prevent occurrence of uneven gloss in an image obtained by fixing, and this fixing device. An object is to provide an image forming apparatus provided.
本発明の定着装置は、複数の支持部材に架け渡されて、回転する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの外周面に当接してニップ部を形成する加圧ローラとを備え、前記複数の支持部材は、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラと対向する定着ローラと、前記定着ローラより用紙搬送方向下流側に、前記定着ローラ及び前記加圧ローラと離反して設けられる弛緩付与部材とを有し、前記ニップ部は、前記定着ローラと当接する第1ニップ領域N1と、前記第1ニップ領域N1の用紙搬送方向下流側に続く第2ニップ領域N2とを含み、前記第2ニップ領域N2が、前記定着ベルトを前記加圧ローラ側に弛ませることによって形成される領域であることを特徴とする定着装置である。 The fixing device of the present invention includes: an endless fixing belt that is stretched over a plurality of support members; and a pressure roller that abuts on an outer peripheral surface of the fixing belt to form a nip portion. The support member includes a fixing roller that faces the pressure roller via the fixing belt, and a loosening imparting member that is provided on the downstream side in the paper transport direction from the fixing roller and separated from the fixing roller and the pressure roller. The nip portion includes a first nip region N1 that contacts the fixing roller, and a second nip region N2 that continues downstream of the first nip region N1 in the sheet conveyance direction, and the second nip The fixing device is characterized in that the region N2 is a region formed by loosening the fixing belt toward the pressure roller.
この構成によれば、加圧ローラを定着ベルトの外周面に当接することによって形成されるニップ部として、定着ローラと当接する第1ニップ領域N1と、その第1ニップ領域N1の用紙搬送方向下流側に続く第2ニップ領域N2とが含まれる。第1ニップ領域N1は、定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介して圧接する領域であって、ベルトを用いない従来の定着装置のニップ部に相当するものである。本発明におけるニップ部は、この第1ニップ領域N1だけではなく、第2ニップ領域N2も含むので、定着ローラに弾性層を設けることなく、ニップ幅の長いニップ部を形成できる。 According to this configuration, as the nip portion formed by contacting the pressure roller with the outer peripheral surface of the fixing belt, the first nip region N1 that contacts the fixing roller, and the first nip region N1 downstream of the sheet conveyance direction. And a second nip region N2 following the side. The first nip region N1 is a region where the fixing roller and the pressure roller are in pressure contact with each other via a fixing belt, and corresponds to a nip portion of a conventional fixing device that does not use a belt. Since the nip portion in the present invention includes not only the first nip region N1 but also the second nip region N2, a nip portion having a long nip width can be formed without providing an elastic layer on the fixing roller.
前記第2ニップ領域N2は、定着ベルトを弛緩付与部材によって加圧ローラ側に弛ませることによって形成される領域であり、定着ベルトの弛みによる押圧力が加圧ローラにかかる。また、弛緩付与部材は、定着ローラ及び加圧ローラと離反して設けられているので、弛緩付与部材が定着ベルトを介して加圧ローラに押圧せずに第2ニップ領域N2が形成されている。したがって、第2ニップ領域N2内での定着ベルトが加圧ローラから離れるようなたわみ、いわゆる圧抜けの発生を抑制でき、さらに、定着ベルトの弛みによる押圧力を加圧ローラにかけることができる。 The second nip region N2 is a region formed by slackening the fixing belt toward the pressure roller with a slack imparting member, and a pressing force due to slackness of the fixing belt is applied to the pressure roller. Further, since the relaxation imparting member is provided away from the fixing roller and the pressure roller, the second nip region N2 is formed without the relaxation imparting member being pressed against the pressure roller via the fixing belt. . Therefore, it is possible to suppress the occurrence of so-called pressure-release, that is, the bending of the fixing belt in the second nip region N2 away from the pressure roller, and the pressing force due to the loosening of the fixing belt can be applied to the pressure roller.
以上より、本発明の定着装置は、ニップ幅が長く、かつ密着性の高いニップ部を形成することができ、定着処理を施して得られた画像に光沢むらが発生することを防止できる。 As described above, the fixing device of the present invention can form a nip portion having a long nip width and high adhesion, and can prevent uneven glossiness from occurring in an image obtained by performing the fixing process.
また、前記定着装置において、前記弛緩付与部材が、前記定着ベルトを摺動させて前記定着ベルトを弛ませることができる摺動面を持つ固定のガイド部材であることが好ましい。このような弛緩付与部材は、定着ベルトを摺動面に摺接させることによって、定着ベルトに弛みを形成させることができるので、加圧ローラにかかる定着ベルトの弛みによる押圧力を容易に発生させることができる。 In the fixing device, it is preferable that the relaxation imparting member is a fixed guide member having a sliding surface that can slide the fixing belt to loosen the fixing belt. Such a loosening imparting member can form a slack in the fixing belt by sliding the fixing belt on the sliding surface, and therefore easily generates a pressing force due to the slack of the fixing belt on the pressure roller. be able to.
前記弛緩付与部材が、前記定着ベルトを摺動させて前記定着ベルトを弛ませるように回転可能なローラであることが好ましい。このような弛緩付与部材は、定着ベルト及び弛緩付与部材の損傷を抑制できる。 It is preferable that the loosening imparting member is a roller that can rotate so as to slide the fixing belt to loosen the fixing belt. Such a relaxation imparting member can suppress damage to the fixing belt and the relaxation imparting member.
前記定着ベルトの弛みの頂部が、用紙を定着ベルトから分離する用紙分離部であることが好ましい。この構成によれば、定着ベルトの弛みの頂部を利用して、用紙を定着ベルトから分離でき、用紙の分離部材を別途設けることを必要としない。 It is preferable that the top of the fixing belt slack is a sheet separating section that separates the sheet from the fixing belt. According to this configuration, the sheet can be separated from the fixing belt by utilizing the top of the slack of the fixing belt, and it is not necessary to separately provide a sheet separating member.
前記用紙分離部での前記定着ベルトの曲率半径が、前記弛緩付与部材の前記加圧ローラに対向する部分の外周面の曲率半径より小さいことが好ましい。この構成によれば、用紙分離部で定着ベルトの走行する方向が大きく変わるので、用紙と定着ベルトとの密着性が高くても、用紙の腰や自重によって用紙を定着ベルトから容易に剥離できる。よって、用紙の定着ベルトからの分離不良の発生を抑え、巻き込み用紙ジャムの発生を抑えることができる。また、剥離速度が向上することにより、オフセットが防止され、画質の改善が図られる。さらに、定着ベルトの弛みの曲率が大きいので、第2ニップ領域N2での定着ベルトの弛みによる押圧力が加圧ローラにより強くかかり、密着性のより高いニップ部が形成される。 It is preferable that a radius of curvature of the fixing belt at the sheet separating portion is smaller than a radius of curvature of an outer peripheral surface of a portion of the relaxation imparting member facing the pressure roller. According to this configuration, since the direction in which the fixing belt travels greatly changes in the paper separation unit, even if the adhesion between the paper and the fixing belt is high, the paper can be easily peeled off from the fixing belt by the waist of the paper and its own weight. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of poor separation of the paper from the fixing belt and to suppress the occurrence of entangled paper jam. In addition, since the peeling speed is improved, offset is prevented and the image quality is improved. Furthermore, since the curvature of the looseness of the fixing belt is large, the pressing force due to the loosening of the fixing belt in the second nip region N2 is more strongly applied to the pressure roller, and a nip portion with higher adhesion is formed.
前記定着ベルトが、剛性の高い部材で構成されていることが好ましい。この構成によれば、定着ベルトの弛みによって、定着ベルトを加圧ローラにより強く押し付けることができる。 The fixing belt is preferably made of a highly rigid member. According to this configuration, the fixing belt can be strongly pressed by the pressure roller due to the slack of the fixing belt.
前記弛緩付与部材に対向し、前記定着ベルトの外周面に当接する対向部材を有することが好ましい。この構成によれば、対向部材と定着ベルトとの摺接も、定着ベルトの弛みの形成に寄与するので、加圧ローラにかかる定着ベルトの弛みによる押圧力を容易に発生させることができる。 It is preferable to have a facing member that faces the relaxation imparting member and abuts on the outer peripheral surface of the fixing belt. According to this configuration, the sliding contact between the facing member and the fixing belt also contributes to the formation of the slack of the fixing belt, so that it is possible to easily generate the pressing force due to the slack of the fixing belt applied to the pressure roller.
前記対向部材が、前記定着ベルトの回転に伴って従動回転する回転体であることが、定着ベルトの損傷を抑制できる点で好ましい。 It is preferable that the facing member is a rotating body that rotates following the rotation of the fixing belt because damage to the fixing belt can be suppressed.
前記回転体が、所定の回転速度以上の回転を抑制する回転速度抑制部材を備えることが好ましい。この構成によれば、定着ベルトに好適な弛みを容易に形成させることができる。 It is preferable that the rotating body includes a rotation speed suppressing member that suppresses rotation at a predetermined rotation speed or higher. According to this configuration, it is possible to easily form a slack suitable for the fixing belt.
前記対向部材が、定着ベルトの外周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段であることが好ましい。この構成によれば、定着ローラから用紙が分離しやすく、用紙と定着ベルトとの密着性が高くても、定着ベルトの外周面上に形成される潤滑剤層の介在により、用紙の腰や自重によって用紙を定着ベルトから容易に剥離できる。また、対向部材が潤滑剤塗布手段を兼ねるので、定着装置を大型化させることがない。 It is preferable that the facing member is a lubricant application unit that applies a lubricant to the outer peripheral surface of the fixing belt. According to this configuration, even when the paper is easily separated from the fixing roller and the adhesion between the paper and the fixing belt is high, the waist of the paper and the weight of the paper can be reduced due to the lubricant layer formed on the outer peripheral surface of the fixing belt. The sheet can be easily peeled from the fixing belt. Further, since the opposing member also serves as the lubricant applying means, the fixing device is not increased in size.
前記定着ローラが、前記定着ベルトを加熱する加熱ローラであることが好ましい。この構成によれば、定着ローラと当接する第1ニップ領域N1を、定着ローラが直接加熱するので、熱効率が高い。また、定着ローラが加熱ローラを兼ねるので、定着ローラ以外に別途、加熱ローラを設けなくてよいので省スペース化が図れる。 It is preferable that the fixing roller is a heating roller that heats the fixing belt. According to this configuration, since the fixing roller directly heats the first nip region N1 in contact with the fixing roller, the thermal efficiency is high. Further, since the fixing roller also serves as a heating roller, it is not necessary to provide a heating roller separately from the fixing roller, so that space can be saved.
前記複数の支持部材は、弾性体ローラとしての前記定着ローラと、加熱ローラとを含み、前記定着ベルトは、前記定着ローラ、前記加熱ローラ及び前記弛緩付与部材に架け渡され、前記加熱ローラは、前記定着ベルトを加熱することが好ましい。この構成によれば、定着ローラとは別に加熱ローラを設けるので、定着ローラは、定着処理に適切な弾性ローラを用いることができる。 The plurality of support members include the fixing roller as an elastic roller and a heating roller, and the fixing belt is stretched over the fixing roller, the heating roller, and the relaxation imparting member, and the heating roller is It is preferable to heat the fixing belt. According to this configuration, since the heating roller is provided separately from the fixing roller, an elastic roller suitable for the fixing process can be used as the fixing roller.
前記加圧ローラが、前記定着ベルトを駆動する駆動ローラであることが好ましい。この構成によれば、第2ニップ領域N2で、定着ベルトが加圧ベルトの回転方向に倣う力が加わり、この力が用紙と定着ベルトとを密着させる力となるので、第2ニップ領域N2での用紙と定着ベルトとの密着性を高めることができる。 It is preferable that the pressure roller is a driving roller for driving the fixing belt. According to this configuration, in the second nip region N2, a force that the fixing belt follows the rotation direction of the pressure belt is applied, and this force becomes a force that closely contacts the sheet and the fixing belt. The adhesion between the paper and the fixing belt can be improved.
本発明の画像形成装置は、電子写真方式を利用した画像形成装置であって、前記定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。この構成によれば、画像形成装置は、本発明の定着装置の効果を享受したものであり、光沢むらが発生しにくく、高品質な画像を用紙に形成することができる。 An image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus using an electrophotographic system, and includes the fixing device. According to this configuration, the image forming apparatus enjoys the effect of the fixing device of the present invention, and gloss unevenness hardly occurs and a high-quality image can be formed on a sheet.
本発明の定着装置は、ニップ幅が長く、かつ密着性の高いニップ部を形成することができ、定着して得られた画像に光沢むらが発生することを防止できる。したがって、本発明の定着装置を備えた場合、光沢むらの発生が少なく、高品質な画像を用紙に形成することができる。 The fixing device of the present invention can form a nip portion having a long nip width and high adhesion, and can prevent uneven glossiness from occurring in an image obtained by fixing. Therefore, when the fixing device according to the present invention is provided, high-quality images can be formed on a sheet with less gloss unevenness.
以下、本発明の定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置に係る最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。画像形成装置として、タンデム式の画像形成装置を例に挙げて説明するが、電子写真方式を利用した画像形成装置であればよく、タンデム式の画像形成装置に限定されない。また、画像形成装置の種類として、カラープリンタを例に挙げて説明するが、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及び複合機等であってもよい。また、像担持体として、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、ベルト状の感光体、及びシート状の感光体等に対しても適用できる。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of a fixing device of the present invention and an image forming apparatus including the fixing device will be described in detail with reference to the drawings. As an image forming apparatus, a tandem type image forming apparatus will be described as an example. However, any image forming apparatus using an electrophotographic method may be used, and the image forming apparatus is not limited to a tandem type image forming apparatus. Further, as a type of the image forming apparatus, a color printer will be described as an example. However, for example, a copying machine, a facsimile machine, and a multifunction machine may be used. Further, the image bearing member will be described by taking a photosensitive drum as a drum-shaped photosensitive member as an example. However, the image bearing member is not limited to this, and is not limited to this. Is also applicable.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係る定着装置が適用された画像形成装置の一例であるカラープリンタについて図1に基づき説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る定着装置40を備えるカラープリンタ1の全体構成を示した概略断面図である。
[First Embodiment]
First, a color printer as an example of an image forming apparatus to which a fixing device according to a first embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of a color printer 1 including a fixing
このカラープリンタ1は、図1に示すように、箱型の機器本体1aを有している。この機器本体1a内には、用紙Pを給紙する給紙部2と、この給紙部2から給紙された用紙Pを搬送しながら当該用紙Pに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部3と、この画像形成部3で用紙P上に転写された未定着トナー像を用紙Pに定着する定着処理を施す定着部4とが設けられている。さらに、前記機器本体1aの上面には、前記定着部4で定着処理の施された用紙Pが排紙される排紙部5が設けられている。
As shown in FIG. 1, the color printer 1 has a box-shaped device body 1a. In the apparatus main body 1a, a toner image based on image data and the like is transferred to the paper P while feeding the paper P fed from the
前記給紙部2は、給紙カセット21、ピックアップローラ22、給紙ローラ23,24,25、及びレジストローラ26を備えている。給紙カセット21は、機器本体1aから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Pを貯留する。ピックアップローラ22は、給紙カセット21の図1に示す右上方位置に設けられ、給紙カセット21に貯留されている用紙Pを1枚ずつ取り出す。給紙ローラ23,24,25は、ピックアップローラ22によって取り出された用紙Pを用紙搬送路に送り出す。レジストローラ26は、給紙ローラ23,24,25によって用紙搬送路に送り出された用紙Pを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部3に供給する。
The
また、給紙部2は、機器本体1aの図1に示す右側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラ27とをさらに備えている。このピックアップローラ27は、手差しトレイに載置された用紙Pを取り出す。ピックアップローラ27によって取り出された用紙Pは、給紙ローラ23,25によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラ26によって、所定のタイミングで画像形成部3に供給される。
The
前記画像形成部3は、画像形成ユニット7と、この画像形成ユニット7によってその表面(接触面)にコンピュータ等から電送された画像データに基づくトナー像が1次転写される中間転写ベルト11と、この中間転写ベルト11上のトナー像を給紙カセット21から送り込まれた用紙Pに2次転写させるための2次転写ローラ12とを備えている。
The image forming unit 3 includes an
前記画像形成ユニット7は、上流側(図1では左側)から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット7Kと、イエロー用ユニット7Yと、シアン用ユニット7Cと、マゼンタ用ユニット7Mとを備えている。各ユニット7K,7Y,7C及び7Mは、それぞれの中央位置に像担持体としての感光体ドラム71が矢符(反時計回り)方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体ドラム71の周囲には、帯電器75、露光装置76、現像装置72、クリーニング装置73及び除電器74等が、回転方向上流側から順に各々配置されている。
The
帯電器75は、矢符方向に回転されている感光体ドラム71の周面を均一に帯電させる。帯電器75としては、例えば、スコロトロン帯電器等が挙げられる。露光装置76は、いわゆるレーザ走査ユニットであり、帯電器75によって均一に帯電された感光体ドラム71の周面に、画像読取装置等から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム71上に画像データに基づく静電潜像を形成する。現像装置72は、静電潜像が形成された感光体ドラム71の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を転写させる。そして、このトナー像が中間転写ベルト11に1次転写される。クリーニング装置73は、中間転写ベルト11へのトナー像の1次転写が終了した後、感光体ドラム71の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器74は、1次転写が終了した後、感光体ドラム71の周面を除電する。クリーニング装置73及び除電器74によって清浄化処理された感光体ドラム71の周面は、新たな帯電処理のために帯電器75へ向かい、新たな1次転写が行われる。
The
中間転写ベルト11は、無端状のベルト状回転体であって、表面(接触面)側が各感光体ドラム71の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ13、従動ローラ14、バックアップローラ15、一次転写ローラ16及びテンションローラ17等の複数のローラに架け渡されている。また、中間転写ベルト11は、各感光体ドラム71と対向配置された一次転写ローラ16によって感光体ドラム71に押圧された状態で、前記複数のローラによって無端回転するように構成されている。駆動ローラ13は、ステッピングモータ等の駆動源18によって回転駆動し、中間転写ベルト11を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラ14、バックアップローラ15、一次転写ローラ16及びテンションローラ17は、回転自在に設けられ、駆動ローラ13による中間転写ベルト11の無端回転に伴って従動回転する。これらのローラ14,15,16,17は、駆動ローラ13の主動回転に応じて中間転写ベルト11を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト11を支持する。テンションローラ17は、中間転写ベルト11が弛まないように中間転写ベルトに対してテンション(張力)を与える。
The
1次転写ローラ16は、1次転写バイアス(トナーの帯電極性とは逆極性)を中間転写ベルト11に印加する。そうすることによって、各感光体ドラム71上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム71と1次転写ローラ16との間で、駆動ローラ13の駆動により矢符(時計回り)方向に周回する中間転写ベルト11に重ね塗り状態で順次転写(1次転写)される。
The
2次転写ローラ12は、トナー像と逆極性の2次転写バイアスを用紙Pに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト11上に1次転写されたトナー像は、2次転写ローラ12とバックアップローラ15との間で用紙Pに転写され、これによって、用紙Pにカラーの転写画像(未定着トナー像)が転写される。
The
前記定着部4は、画像形成部3で用紙Pに形成された未転写トナー像を用紙Pに定着させる定着処理を施すものであり、定着装置40を備えて構成される。この定着装置40は、通電発熱体により加熱される定着ローラ41等の複数の支持部材に架け渡されて回転する無端状の定着ベルト43と、定着ベルト43の外周面に当接してニップ部Nを形成する加圧ローラ42とを備えている。この定着装置40の構成については、後に詳説する。そして、前記画像形成部3で2次転写ローラ12により未転写トナー像が転写された用紙Pは、定着ベルト43と加圧ローラ42との間に形成されたニップ部Nへ向けて送り込まれ、ニップ部Nを通過することによって、定着ローラ41からの熱による定着処理によって未転写トナー像が用紙Pに定着される。そして、定着処理の施された用紙Pは、排紙部5へ排紙されるようになっている。また、本実施形態のカラープリンタ1では、定着部4と排紙部5との間に適所に搬送ローラ6が配設されている。
The fixing
排紙部5は、カラープリンタ1の機器本体1aの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Pを受ける排紙トレイ51が形成されている。
The
次に、本発明の第1実施形態に係る定着装置40の構成について説明する。図2は、本発明の第1実施形態に係る定着装置40の構成を示す概略断面図であり、図1に示したカラープリンタ1に備えた定着装置40の構成を拡大して示したものである。
Next, the configuration of the fixing
定着装置40は、加圧ローラ42と、定着ベルト43と、定着ベルト43の外周面温度を検出するサーミスタ46と、用紙Pをニップ部Nへ案内する前方ガイド板47と、ニップ部Nからの用紙Pを外部に案内する後方ガイド板48とを備える。
The fixing
前記定着ベルト43は、無端状のベルトであって、定着ローラ41、弛緩付与部材44、及びテンションローラ45の複数の支持部材に架け渡された状態で、複数の支持部材及び加圧ローラ43等によって無端回転するように構成されている。加圧ローラ42を定着ベルト43の外周面に当接することによって形成されるニップ部Nとして、定着ローラ41と当接する第1ニップ領域N1と、その第1ニップ領域N1の用紙搬送方向P下流側に続く第2ニップ領域N2とが含まれる。第1ニップ領域N1は、定着ローラ41と加圧ローラ42とが定着ベルト43を介して圧接する領域であって、ベルトを用いない従来の定着装置のニップ部に相当するものである。本発明におけるニップ部は、この第1ニップ領域N1だけではなく、第2ニップ領域N2も含むので、定着ローラ41に弾性層を設けることなく、ニップ幅の長いニップ部を形成できる。
The fixing
また、定着ベルト43は、剛性の高い部材で構成されていることが好ましい。このような剛性の高い部材で構成されている定着ベルトであると、定着ベルト43の弛みによって、定着ベルト43を加圧ローラ42により強く押し付けることができる。定着ベルト43としては、特に限定されないが、基材がニッケルを含むステンレス鋼(SUS)で構成されているベルト、基材に積層された弾性層として硬度の高い弾性層を有するベルト、及び基材、弾性層及び表面の離型層の少なくとも1層が厚い層であるベルト等が好ましい。硬度の高い弾性層としては、例えば、硬度の高いシリコーンゴムからなる層や厚いシリコーンゴム層等が挙げられる。定着ベルト43の好ましい具体例としては、例えば、基材としてのSUS製ベルトと、このベルトから外周面に向かって順に積層された、弾性層としてのシリコーンゴム層と、離型層としてのフッ素樹脂層とを備えて構成されるものが挙げられる。前記フッ素樹脂層としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が挙げられ、PFAが好ましく用いられる。前記フッ素樹脂層は、シリコーンゴム層の上にPFA等を用いてフッ素加工してもよいが、PFAチューブをニッケルベルト及びシリコーンゴム層に被せるようにしてもよい。
The fixing
前記SUS製のベルトの厚みは、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、40〜50μmが好ましく、例えば、45μmに設定される。前記シリコーンゴム層の厚みは、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、200〜400μmが好ましく、例えば、300μmに設定されている。前記フッ素樹脂層の厚みは、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、30〜70μmが好ましく、例えば、50μmに設定されている。 The thickness of the SUS belt is not particularly limited, and is appropriately set depending on the situation, but is preferably 40 to 50 μm, for example, 45 μm. The thickness of the silicone rubber layer is not particularly limited and is appropriately set depending on the situation, but is preferably 200 to 400 μm, for example, 300 μm. The thickness of the fluororesin layer is not particularly limited and is appropriately set depending on the situation, but is preferably 30 to 70 μm, and is set to 50 μm, for example.
前記定着ローラ41は、定着ベルト43を介して加圧ローラ42に対向して配置される。定着ローラ42は、特に限定されないが、例えば、離型層としてのPFA等のフッ素樹脂層を備えた金属ローラ81と、金属ローラ81に内装された熱源としてのハロゲンランプ82とを備えて構成される。定着ローラ41は、弾性層を備えてもよいが、備えなくてもよい。本実施形態のように弾性体を備えないと、定着ベルト43表面がトナーの定着可能温度に達するまでの待ち時間、いわゆるウォームアップ時間が短くなり、さらに、連続通紙時の温度追従性が良好となる。
The fixing
金属ローラ81の材質は、特に限定されるものではなく、任意の金属が使用可能であるが、鉄が好ましく用いられる。金属ローラ81の厚みは、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、0.3mm〜0.7mmが好ましく、例えば、0.5mmに設定されている。
The material of the
ハロゲンランプ82は、サーミスタ46の検出温度によって制御された図略の電源からの電力が供給されることによって発熱する通電発熱体である。ハロゲンランプ82は、用紙P上のトナー像に対して定着処理を施すことができるほど定着ベルト43を加熱できればよく、例えば、1000Wのハロゲンランプが用いられる。
The
定着ローラ42は、このハロゲンランプ82からの輻射熱によって加熱された金属ローラ81からの伝熱によって、定着ベルト43を加熱する加熱ローラである。定着ローラ41が加熱ローラであると、定着ローラ41と当接する第1ニップ領域N1を、定着ローラ41が直接加熱するので、熱効率が高い。また、定着ローラ41が加熱ローラを兼ねるので、定着ローラ41以外に別途、加熱ローラを設けなくてよいので省スペース化が図れる。
The fixing
また、定着ローラ41の外径は、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、30〜50mmであることが好ましく、例えば、40mmに設定されている。
Further, the outer diameter of the fixing
前記弛緩付与部材44は、定着ローラ41より用紙搬送方向Pの下流側に、定着ローラ41及び加圧ローラ42と離反して設けられる。この弛緩付与部材44は、定着ベルト43を定着ローラ41から離反させ、さらに、定着ローラ41から離反された定着ベルト43を加圧ローラ42側に弛ませる。そうすることによって、定着ベルト43の外周面に加圧ローラ42が当接された部分が形成される。この部分が第2ニップ領域に相当する。つまり、第2ニップ領域N2は、定着ベルト43を弛緩付与部材44によって加圧ローラ42側に弛ませることによって形成される領域である。この第2ニップ領域N2では、定着ベルト43の弛みによる押圧力が加圧ローラ42にかかる。また、弛緩付与部材44は、定着ローラ41及び加圧ローラ42と離反して設けられているので、弛緩付与部材44が定着ベルト43を介して加圧ローラ42に押圧せずに第2ニップ領域N2が形成されている。したがって、第2ニップ領域N2内での定着ベルト43が加圧ローラ42から離れるようなたわみ、いわゆる圧抜けの発生を抑制でき、さらに、定着ベルト43の弛みによる押圧力を加圧ローラ42にかけることができるので、密着性の高い第2ニップ領域N2が形成できる。
The
弛緩付与部材44は、定着ベルト43を摺動させて定着ベルト43を弛ませることができる摺動面44aを持つ固定のガイド部材であることが好ましい。このような弛緩付与部材44は、例えば、少なくとも摺動面44aが定着ベルト43に対する摺動負荷が大きいもの等が挙げられる。このような弛緩付与部材44であると、定着ベルト43を摺動面44aに摺接させることによって、定着ベルト43に弛みを形成させることができるので、加圧ローラ42にかかる定着ベルト43の弛みによる押圧力を容易に発生させることができる。また、弛緩付与部材44が固定のガイド部材であるので、ローラである場合と比較して、第2ニップ領域N2の終端近傍まで近づけることができ、省スペース化が図れる。
The
また、弛緩付与部材44は、定着ベルト43との摺動面44aの加圧ローラ42側端部が第1ニップ領域N1の始端と終端とを結ぶ接線よりも加圧ローラ42寄りになるように配置されることが好ましい。この構成によれば、定着ベルト43の弛みが、安定して加圧ローラ42に近接するので、第2ニップ領域N2での密着性が高まる。
Further, the
弛緩付与部材44の材質は、特に限定されないが、好ましい具体例としては、例えば、ステンレス鋼(SUS)を、アラミド樹脂からなるノーメックスフェルトとフッ素含浸ガラスクロスとを貼り合わせたシートで被覆したものが挙げられる。また、弛緩付与部材44は、断熱性を有する断熱材からなる部材、又は断熱性を有する断熱材で被覆された部材であることが好ましい。弛緩付与部材44が接触することによる定着ベルト43の温度低下を抑制できるので、定着ベルト43表面がトナーの定着可能温度に達するまでの待ち時間、いわゆるウォームアップ時間が短くなり、さらに、連続通紙時の温度追従性が良好となる。
Although the material of the
定着装置40において、定着ベルト43の弛みの頂部が、用紙Pを定着ベルト43から分離する用紙分離部であることが好ましい。この構成によれば、定着ベルト43の弛みの頂部を利用して、用紙Pを定着ベルト43から分離でき、用紙の分離部材を別途設けることを必要としない。また、この用紙分離部での定着ベルト43の曲率半径が、弛緩付与部材44の加圧ローラ42に対向する部分の外周面の曲率半径より小さいことが好ましい。この構成によれば、用紙分離部で定着ベルト43の走行する方向が大きく変わるので、用紙Pと定着ベルト43との密着性が高くても、用紙Pの腰や自重によって用紙Pを定着ベルト43から容易に剥離できる。よって、用紙Pの定着ベルト43からの分離不良の発生を抑え、巻き込み用紙ジャムの発生を抑えることができる。また、剥離速度が向上することにより、オフセットが防止され、画質の改善が図られる。さらに、定着ベルト43の弛みの曲率が大きいので、第2ニップ領域N2での定着ベルト43の弛みによる押圧力が加圧ローラにより強くかかり、密着性のより高いニップ部が形成される。
In the fixing
テンションローラ45は、定着ベルト43が弛まないように定着ベルト43に対してテンションを与える。このテンションローラ45によって、第2ニップ領域N2内での定着ベルト43のたわみ、いわゆる圧抜けの発生をより抑制できる。また、テンションローラ45は、回転自在に設けられ、定着ベルト43の無端回転に伴って従動回転することが好ましい。このようなテンションローラ45は、摺動負荷が低減され、定着ベルト43の損傷を抑制できる。テンションローラ45の外径は、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、10〜15mmであることが好ましく、例えば、12mmに設定されている。テンションローラ45の材質は、特に限定されることがないが、例えば、SUSの表面にセラミックコートされているものが挙げられる。
The
サーミスタ46は、定着ベルト43の定着ローラ41と接触している部分の外周面に接触して、定着ベルト43の外周面温度を検出する温度センサである。サーミスタ46は、特に限定されないが、例えば、金属酸化物を主原料とし、高温にて焼結されるセラミック半導体であり、温度が上がると抵抗値の下がる負の温度係数を有するものである。上記ハロゲンランプ82は、このサーミスタ46で検出された定着ベルト43の外周面温度に係る信号に基づいて図略の制御部で、供給される電力が調整され定着ベルト43の外周面温度が所定の温度に維持されるように制御されている。
The
前記加圧ローラ42は、定着ベルト43の外周面に押圧当接してニップ部Nを形成する。加圧ローラ42の好ましい具体例としては、例えば、芯材としての金属ローラ83と、この金属ローラ83の外周面に向かって順に積層された、弾性層としてのシリコーンゴム層84と、離型層としてのフッ素樹脂層と、金属ローラ83に内装されたハロゲンランプ85を備えて構成されるものが挙げられる。金属ローラ83の材質は、特に限定されるものではなく、任意の金属が使用可能であるが、アルミニウムが好ましく用いられる。前記フッ素樹脂層としては、例えば、PFA及びPTFE等が挙げられ、PFAが好ましく用いられる。フッ素樹脂層は、シリコーンゴム層84の上にPFA等を用いてフッ素加工してもよいが、PFAチューブをシリコーンゴム層84上に被せるようにしてもよい。加圧ローラ42の外径は、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、20〜40mmが好ましく、例えば、30mmに設定される。前記シリコーンゴム層84の厚みは、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、2〜4mmが好ましく、例えば、3mmに設定されている。前記フッ素樹脂層の厚みは、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、30〜70μmが好ましく、例えば、50μmに設定されている。
The
ハロゲンランプ85は、加圧ローラ42が定着ベルト43に接触することによる定着ベルト43の温度低下を抑制し、さらに、このハロゲンランプ85からの熱によって用紙P上のトナー像に対する定着処理を補助する。ハロゲンランプ85としては、例えば、300Wのものが用いられる。
The
また、加圧ローラ42は、図略の駆動モータの駆動力が伝達されることにより、加圧ローラ42が軸心回りに駆動回転するようになっている。この加圧ローラ42は、駆動回転が加圧ローラ42に押圧当接している定着ベルト43に伝達され、これにより定着ベルト43は加熱ローラ42定着ローラ41との間を周回する駆動ローラである。加圧ローラ42が駆動ローラであるので、第2ニップ領域N2で、定着ベルトが加圧ベルトの回転方向に倣う力が加わり、この力が用紙と定着ベルトとを密着させる力となるので、第2ニップ領域N2での用紙と定着ベルトとの密着性を高めることができる。
In addition, the
前方ガイド板47は、後端部がニップ部Nの始端近傍に配置され、用紙Pが定着ベルト43の回転方向に沿って用紙Pの下面を支えるように、ニップ部Nへ案内する。また、後方ガイド板48は、用紙Pが定着ベルト43に寄って搬送されないようにする分離板であり、ニップ部Nからの用紙Pを外部に案内する。前方ガイド板47及び後方ガイド板48と、定着ベルト43との距離は、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、例えば、0.5mmに設定されている。また、前方ガイド板47及び後方ガイド板48の材質は、特に限定されないが、例えば、SUSの表面をPFAテープで巻きつけたものが用いられる。
The
定着ベルト43と加圧ローラ42との間に形成されたニップ部Nは、定着ローラ41と当接する第1ニップ領域N1と、第1ニップ領域N1の用紙搬送方向P下流側に続く第2ニップ領域N2とを含み、第1ニップ領域N1の幅が、第2ニップ領域N2の幅と同等以上であることが好ましい。このような関係であると、第1ニップ領域N1でのトナー温度を保ちながら、第2ニップ領域N2を通過させて用紙Pを搬送できる。そうすると、第2ニップ領域N2は、定着ベルト43の弛みによって定着ベルト43が加圧ローラ42に圧接して、用紙Pと定着ベルトとの密着性の高めるだけではなく、トナーの定着ベルト43への接着力により、トナーが定着ベルト43に密着するのを補助し、用紙Pと定着ベルト43との密着性を高めることができる。このことは、トナーと定着ベルト43との接着力と、トナー温度との関係に基づくと考えられる。トナーは、トナー温度が低下しすぎると、トナーと定着ベルトとの接着力が著しく低下する一方、トナー温度が高すぎても、トナーと定着ベルトとの接着力が低下する。よって、第1ニップ領域N1と第2ニップ領域N2との関係が上記関係であると、第2ニップ領域N2でのトナー温度低下を抑えることができる。したがって、第1ニップ領域N1でのトナー温度がトナーと定着ベルトとの接着力の強いトナー温度付近であると、第2ニップ領域N2でも、トナーと定着ベルトとの接着力の強いトナー温度付近のままとなり、高い密着性を確保できると考えられる。このようにトナーと定着ベルトとの接着力の強いトナー温度付近で、定着処理を施し、さらに、定着ベルト43から用紙を分離すると、光沢むらの非常に少ない高画質な画像が得られる。
A nip portion N formed between the fixing
さらに、第1ニップ領域N1の幅が、第2ニップ領域N2の幅の2倍以下であることが好ましい。このことから、第1ニップ領域N1でトナーを溶融させ、第2ニップ領域N2でトナーが定着ベルトに密着するのを補助する効果をより発揮でき、第2ニップ領域N2での密着性をより高くできる。 Further, the width of the first nip region N1 is preferably not more than twice the width of the second nip region N2. Thus, the toner can be melted in the first nip region N1, and the effect of assisting the toner in close contact with the fixing belt can be exhibited in the second nip region N2, and the adhesion in the second nip region N2 can be further enhanced. it can.
[第2実施形態]
次に、本発明の第1実施形態である定着装置40に、弛緩付与部材44に対向する対向部材をさらに設けた構成の定着装置91について説明する。本発明の第1実施形態である定着装置40と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, the fixing
図3は、本発明の第2実施形態に係る定着装置91の構成を示す概略断面図である。本実施形態に係る定着装置91は、加圧ローラ42と、定着ベルト43と、サーミスタ46と、前方ガイド板47と、後方ガイド板48と、対向部材49を備える。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the fixing
対向部材49は、定着ベルト43を介して弛緩付与部材44の摺動面44aに対向し、定着ベルト43の外周面に当接する。この構成によれば、定着ベルト43を弛緩付与部材44と対向部材49とで挟み込むことによる対向部材49と定着ベルト43との摺接も、定着ベルト43の弛みの形成に寄与するので、加圧ローラ42にかかる定着ベルト43の弛みによる押圧力を容易に発生させることができる。
The facing
また、対向部材49は、定着ベルト43の回転に伴って従動回転する回転体であることが好ましい。対向部材49は、特に限定されないが、例えば、SUS製のローラ等が挙げられる。このような対向部材49であると、定着ベルト43の損傷を抑制させながら、定着ベルト43の弛みを発生させることができる。また、対向部材49は、所定の回転速度以上の回転を抑制する回転速度抑制部材を備えることが好ましい。回転速度抑制部材とは、対向部材49の回転速度を抑制できれば、特に限定されないが、例えば、トルクリミッタ等が挙げられる。対向部材49が、回転速度抑制部材を備えた回転体であると、定着ベルト43に好適な弛みを容易に形成させることができる。
Further, the facing
対向部材49は、定着ベルト43の外周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を兼ねていることが好ましい。潤滑剤塗布手段を兼ねている対向部材49としては、特に限定されないが、例えば、上記SUS製のローラの表面に潤滑剤を含む潤滑剤塗布層を設けたものが挙げられる。潤滑剤塗布層としては、例えば、ゴアテックス(ジャパンゴアテックス社製商品名)からなる層等が挙げられ、潤滑剤としては、例えば、シリコーンオイル等が挙げられる。このように潤滑剤塗布手段を備えていると、定着ローラ41から用紙Pが分離しやすく、用紙Pと定着ベルト43との密着性が高くても、定着ベルト43の外周面上に形成される潤滑剤層の介在により、用紙Pの腰や自重によって用紙Pを定着ベルト43から容易に剥離できる。潤滑剤塗布手段として、対向部材49とは別途設けてもよいが、本実施形態のように、対向部材49が潤滑剤塗布手段を兼ねると、定着装置を大型化させることがなく、省スペース化が図れる。
It is preferable that the facing
[第3実施形態]
第1実施形態及び第2実施形態は、定着ローラが、定着ベルトを加熱する加熱ローラである定着装置について説明したが、定着ローラと、加熱ローラとを別のローラで構成した定着装置、いわゆるメルトタイプの定着装置について説明する。本発明の第1実施形態及び第2実施形態である定着装置と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
[Third Embodiment]
In the first and second embodiments, the fixing device in which the fixing roller is a heating roller that heats the fixing belt has been described. However, a fixing device in which the fixing roller and the heating roller are composed of separate rollers, a so-called melt. A type fixing device will be described. Portions corresponding to those of the fixing devices according to the first and second embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted to avoid duplication.
図4は、本発明の第3実施形態に係る定着装置92の構成を示す概略断面図である。本実施形態に係る定着装置92は、定着ローラ88、弛緩付与部材44、及び加熱ローラ87に定着ベルト43が架け渡されている。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the fixing
前記定着ローラ88は、定着ベルト43を介して加圧ローラ42に配向して配置される。定着ローラ88は、特に限定されないが、弾性層を設けた弾性ローラであることが好ましい。定着ローラ88の好ましい具体例としては、例えば、シリコーンスポンジからなる弾性ローラが挙げられる。このような弾性ローラを用いると、加圧ローラ42に押圧されることにより、弾性層が変形してニップ幅を長くすることができる。また、定着ローラ88が、加熱ローラではないので、弾性層があることによる、ウォームアップ時間の長時間化及び連続通紙時の温度追従性の低下等の不具合が発生しない。なお、定着ローラ88の外径は、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、第1実施形態及び第2実施形態の定着ローラ41より比較的細くてよく、20〜40mmであることが好ましく、例えば、30mmに設定される。
The fixing
前記加熱ローラ87としては、第1実施形態及び第2実施形態の定着ローラ41と同様の構成のローラを用いることができる。なお、加熱ローラ87の外径は、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、ニップ幅の確保を考慮する必要がないので、第1実施形態及び第2実施形態の定着ローラ41より比較的細くてよく、20〜40mmであることが好ましく、例えば、30mmに設定される。
As the
以上より、第3実施形態に係る定着装置92は、定着ローラ88とは別に加熱ローラ87を設けるので、定着ローラ88は、定着処理に適切な弾性ローラを用いることができる。
As described above, since the fixing
なお、第3実施形態に係る定着装置92は、テンションローラを設けていないが、設けてもよい。また、テンションローラを設けない場合は、加熱ローラ87が、定着ベルト43が弛まないようにテンションを加える機能を有していてもよい。また、第3実施形態に係る定着装置92は、サーミスタを設けていないが、設けていてもよい。
Note that the fixing
[第4実施形態]
第1実施形態及び第2実施形態は、テンションローラを備えた定着装置について説明したが、弛緩付与部材の構成を変え、テンションローラを備えていない定着装置について説明する。本発明の第1実施形態及び第2実施形態である定着装置と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
In the first embodiment and the second embodiment, the fixing device including the tension roller has been described. However, the fixing device that does not include the tension roller by changing the configuration of the relaxation imparting member will be described. Portions corresponding to those of the fixing devices according to the first and second embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted to avoid duplication.
図5は、本発明の第4実施形態に係る定着装置93の構成を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a fixing
本実施形態に係る定着装置93に備えられる弛緩付与部材89は、定着ベルト43が弛まないようにテンションを加える機能を有すること以外、第1実施形態の弛緩付与部材44と同様である。このように、テンションを加える機能を有する弛緩付与部材89を用いることによって、テンションローラを設けなくてよく、小型化が図れる。また、このような小型な定着装置は、装置全体の熱容量が小さくなるので、ウォームアップ時間をさらに短縮することができる。
The
[第5実施形態]
本発明の第1実施形態である定着装置40の弛緩付与部材44の構成のみを変えた定着装置94について説明する。本発明の第1実施形態である定着装置40と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
A fixing
図6は、本発明の第5実施形態に係る定着装置94の構成を示す概略断面図である。本実施形態に係る定着装置94に備えられる弛緩付与部材(弛緩付与ローラ)86は、定着ベルト43を摺動させて定着ベルト43を弛ませるように回転可能なローラである。このような弛緩付与ローラ86は、定着ベルト43及び弛緩付与ローラ86自体の損傷を抑制できる。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a fixing
弛緩付与ローラ86は、定着ローラ41より用紙搬送方向Pの下流側に、定着ローラ41及び加圧ローラ42と離反して設けられる。この弛緩付与ローラ86は、定着ベルト43を定着ローラ41から離反させ、さらに、定着ローラ41から離反された定着ベルト43を加圧ローラ42側に弛ませる。そうすることによって、定着ベルト43の外周面に加圧ローラ42が当接された部分が形成される。この部分が第2ニップ領域に相当する。つまり、第2ニップ領域N2は、定着ベルト43を弛緩付与ローラ86によって加圧ローラ42側に弛ませることによって形成される領域である。この第2ニップ領域N2では、定着ベルト43の弛みによる押圧力が加圧ローラ42にかかる。また、弛緩付与ローラ86は、定着ローラ41及び加圧ローラ42と離反して設けられているので、弛緩付与ローラ86が定着ベルト43を介して加圧ローラ42に押圧せずに第2ニップ領域N2が形成されている。したがって、第2ニップ領域N2内での定着ベルト43が加圧ローラ42から離れるようなたわみ、いわゆる圧抜けの発生を抑制でき、さらに、定着ベルト43の弛みによる押圧力を加圧ローラ42にかけることができるので、密着性の高い第2ニップ領域N2が形成できる。
The
また、弛緩付与ローラ86は、少なくともその一部が第1ニップ領域N1の始端と終端とを結ぶ接線よりも加圧ローラ42寄りになるように配置されることが好ましい。この構成によれば、定着ベルト43の弛みが、安定して加圧ローラ42に近接するので、第2ニップ領域N2での密着性が高まる。
Further, it is preferable that at least a part of the
この弛緩付与ローラ86は、定着ベルト43を摺動させて定着ベルト43を弛ませるように回転可能なローラであることが好ましい。このような弛緩付与ローラ86としては、定着ベルト43に対する摺動負荷が大きくなるように構成されていればよく、このような弛緩付与ローラ86とするためには、例えば、所定の回転速度以上の回転を抑制する回転速度抑制部材が付設されている。回転速度抑制部材とは、回転体の回転速度を抑制できれば特に限定されないが、例えば、トルクリミッタ等が挙げられる。このような弛緩付与ローラ86であると、定着ベルト43の弛みが形成されやすいので、加圧ローラにかかる定着ベルトの弛みによる押圧力を容易に発生させることができる。
The
弛緩付与ローラ86の外径は、特に限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定されるが、6〜10mmであることが好ましく、例えば、8mmに設定されている。弛緩付与ローラ86の材質は、特に限定されることがないが、例えば、SUSの表面にセラミックコートされているものが挙げられる。
The outer diameter of the
[第6実施形態]
次に、本発明の第5実施形態である定着装置94に、弛緩付与ローラ86に対向する対向部材をさらに設けた構成の定着装置95について説明する。対向部材は、第2実施形態で用いたものと同様である。本発明の第1実施形態、第2実施形態及び第5実施形態である定着装置と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, a description will be given of a fixing
図7は、本発明の第6実施形態に係る定着装置95の構成を示す概略断面図である。本実施形態に係る定着装置95は、加圧ローラ42と、定着ベルト43と、サーミスタ46と、前方ガイド板47と、後方ガイド板48と、対向部材49を備える。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a fixing
対向部材49は、定着ベルト43を介して弛緩付与ローラ86に対向し、定着ベルト43の外周面に当接する。対向部材49は、第2実施形態に係る定着装置91に備えられた対向部材と同様である。
The facing
[第7実施形態]
本発明の第3実施形態である定着装置92の弛緩付与部材44の構成のみを変えた定着装置96について説明する。本発明の第3実施形態及び第5実施形態である定着装置と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
[Seventh Embodiment]
A fixing
図8は、本発明の第7実施形態に係る定着装置96の構成を示す概略断面図である。定着装置96は、定着ローラ88と、加熱ローラ87とを別のローラで構成した定着装置、いわゆるメルトタイプの定着装置であって、弛緩付与部材として弛緩付与ローラ86を用いた定着装置である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a fixing
なお、第7実施形態に係る定着装置96は、テンションローラを設けていないが、設けてもよい。また、テンションローラを設けない場合は、加熱ローラ87が、定着ベルト43が弛まないようにテンションを加える機能を有していてもよい。また、第7実施形態に係る定着装置96は、サーミスタを設けていないが、設けていてもよい。
Note that the fixing
[第8実施形態]
第5実施形態及び第6実施形態は、テンションローラを備えた定着装置について説明したが、弛緩付与ローラの構成を変え、テンションローラを備えていない定着装置について説明する。本発明の第1実施形態及び第5実施形態である定着装置と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
[Eighth Embodiment]
In the fifth and sixth embodiments, the fixing device including the tension roller has been described. However, the fixing device that does not include the tension roller by changing the configuration of the relaxation imparting roller will be described. Parts corresponding to those of the fixing devices according to the first and fifth embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted to avoid duplication.
図9は、本発明の第8実施形態に係る定着装置97の構成を示す概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the fixing
本実施形態に係る定着装置97に備えられる弛緩付与ローラ90は、定着ベルト43が弛まないようにテンションを加える機能を有すること以外、第5実施形態の弛緩付与ローラ86と同様である。このように、テンションを加える機能を有する弛緩付与ローラ90を用いることによって、テンションローラを設けなくてよく、小型化が図れる。また、このような小型な定着装置は、装置全体の熱容量が小さくなるので、ウォームアップ時間をさらに短縮することができる。
The
1 カラープリンタ 2 給紙部
3 画像形成部 4 定着部
5 排紙部
40,91,92,93,94,95,96,97 定着装置
41,88 定着ローラ 42 加圧ローラ
43 定着ベルト 44,89 弛緩付与部材
45 テンションローラ 46 サーミスタ
47 前方ガイド板 48 後方ガイド板
81,83 金属ローラ 82,85 ハロゲンランプ
84 シリコーンゴム層 86,90 弛緩付与ローラ
87 加熱ローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記定着ベルトの外周面に当接してニップ部を形成する加圧ローラとを備え、
前記複数の支持部材は、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラと対向する定着ローラと、
前記定着ローラより用紙搬送方向下流側に、前記定着ローラ及び前記加圧ローラと離反して設けられる弛緩付与部材とを有し、
前記ニップ部は、前記定着ローラと当接する第1ニップ領域N1と、前記第1ニップ領域N1の用紙搬送方向下流側に続く第2ニップ領域N2とを含み、
前記第2ニップ領域N2が、前記定着ベルトを前記加圧ローラ側に弛ませることによって形成される領域であることを特徴とする定着装置。 An endless fixing belt that is stretched over a plurality of support members and rotates;
A pressure roller that contacts the outer peripheral surface of the fixing belt and forms a nip portion;
The plurality of support members include a fixing roller facing the pressure roller via the fixing belt,
A loosening imparting member provided away from the fixing roller and the pressure roller on the downstream side in the paper conveyance direction from the fixing roller;
The nip portion includes a first nip region N1 that contacts the fixing roller, and a second nip region N2 that continues downstream of the first nip region N1 in the sheet conveyance direction,
The fixing device, wherein the second nip region N2 is a region formed by loosening the fixing belt toward the pressure roller.
前記定着ベルトは、前記定着ローラ、前記加熱ローラ及び前記弛緩付与部材に架け渡され、
前記加熱ローラは、前記定着ベルトを加熱する請求項1〜10のいずれか1項に記載の定着装置。 The plurality of support members include the fixing roller as an elastic roller, and a heating roller,
The fixing belt is stretched over the fixing roller, the heating roller, and the relaxation imparting member,
The fixing device according to claim 1, wherein the heating roller heats the fixing belt.
請求項1〜13のいずれか1項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus using an electrophotographic method,
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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