JP5098467B2 - Fixing device and image forming apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は、記録シート上の未定着画像を定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes an unfixed image on a recording sheet and an image forming apparatus including the fixing device.
従来、複写機等の画像形成装置に備えられる定着装置には、定着ベルトを加圧ローラに圧接させて定着ニップを確保し、その定着ニップに記録シートを通過させて記録シート上のトナー像等の未定着画像を定着する、いわゆるベルトニップ方式のものがある(特許文献1を参照)。ベルトニップ方式の定着装置は、加圧ローラを小さくしながらも定着ニップの記録シート搬送方向長さ(ニップ幅)をより広くとることができ、定着性の向上と共に画像形成装置の小型化を図れるというメリットがある。
このようにベルトニップ方式の定着装置は、ニップ幅を広く取ることにより定着性を向上できるが、その一方で、ニップ幅が広い分、記録シートが定着ニップの入口から出口に至るまでを通過する際、記録シートに皺が生じやすい。
しかしながら、従来は、記録シートの種類に関わらず定着ニップの入口から出口まで押押圧力分布を同じにしており、例えば普通紙において良好であっても、封筒や薬袋等の袋状のシートでは皺が生じ、またその逆のこともしばしば発生している。
As described above, the fixing device of the belt nip type can improve the fixing property by taking a wide nip width. On the other hand, since the nip width is wide, the recording sheet passes from the entrance to the exit of the fixing nip. At this time, the recording sheet is likely to wrinkle.
Conventionally, however, the pressing pressure distribution is the same from the entrance to the exit of the fixing nip regardless of the type of recording sheet. For example, even if it is good for plain paper, it is not suitable for bag-like sheets such as envelopes and medicine bags. Often occurs, and vice versa.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、搬送されるシートの種類に応じて適切に皺の発生を抑制する定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device and an image forming apparatus that appropriately suppress generation of wrinkles according to the type of a sheet to be conveyed.
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、定着ベルトを加圧ローラに圧接させて定着ニップを確保し、当該定着ニップに記録シートを通し、未定着画像を前記記録シートに定着する定着装置であって、前記定着ベルトの加圧ローラへの圧接は、定着ベルト裏側に設けられた押圧手段によって行われ、前記押圧手段は、加圧ローラ軸方向に伸びる長尺状の押圧部材を備えており、前記押圧部材は、押圧部材長手方向と垂直な断面において、前記定着ベルトを押圧する押圧面が、定着ベルトに沿って湾曲する二山状となっており、押圧部材長手方向に伸びる軸を中心に前記押圧部材が揺動することによって、前記定着ニップにおける記録シートの入口から出口までの押圧力分布の状態を切替可能であり、搬送される記録シートが袋状以外のシートの場合には、定着ニップ入口側から出口側までの圧力が略均等になり、袋状の場合には、圧力が当該入口部分にて袋状以外のシートの圧力と比べて高くなると共に当該出口部分に向かって漸減し、出口部分にて袋状以外のシートの圧力と比べて圧力が低くなるように、押圧力分布を切替ることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention secures a fixing nip by pressing a fixing belt against a pressure roller, passes a recording sheet through the fixing nip, and fixes an unfixed image on the recording sheet. In the fixing device, the pressing contact of the fixing belt to the pressure roller is performed by a pressing unit provided on the back side of the fixing belt, and the pressing unit includes a long pressing member extending in the axial direction of the pressing roller. The pressing member has, in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the pressing member, a pressing surface that presses the fixing belt has a double shape that curves along the fixing belt, and extends in the longitudinal direction of the pressing member. by the pressing member about the axis swings, it is possible to switch the state of the pressing force distribution from the inlet of the recording sheet to the outlet of the fixing nip, the recording sheet is a bag-like than being transported In the case of the sheet, the pressure from the fixing nip inlet side to the outlet side is substantially uniform, and in the case of a bag shape, the pressure is higher than the pressure of the sheet other than the bag shape at the inlet portion. The pressing force distribution is switched so that the pressure gradually decreases toward the outlet portion, and the pressure becomes lower than the pressure of the sheet other than the bag shape at the outlet portion.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備える。 An image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device.
本発明に係る定着装置は、袋状以外のシートの場合には、定着ニップ入口から出口に亘って、圧力を均等にするので、記録シート搬送方向においてシートの各部分に搬送速度差が生じることを防止でき、袋状以外のシートの皺発生を防止できる。他方、搬送される記録シートが袋状の場合には、定着ニップ入口側において袋状以外のシートの場合の圧力に比べて圧力を高くしたので、袋状以外のシートの場合と比べ、定着ニップ入口にて、袋状のシートにおける表と裏との間で生じる摩擦力を向上させることができ、当該表と裏とでずれが生じることを防止できる。したがって、定着ニップ入口にて封筒の弛みが発生することを防止できる。そして、定着ニップ出口部分に向かって圧力を漸減し、上記袋状以外のシートの圧力に比べて、定着ニップ出口部分の圧力を低くしたので、袋状以外のシートの場合と比べ、定着ニップのシート搬送経路の湾曲に起因して定着ニップ入口以降、袋状シートの表と裏とでずれが生じて袋状シートに弛みが生じても、定着ニップ出口にて、当該弛みを押し潰して皺を発生させることを防止でき、当該弛みを定着ニップの外に排出できる。よって、記録シートの種類に応じて適切に記録シートの皺発生を防止できる。 In the fixing device according to the present invention, in the case of a sheet other than a bag shape, the pressure is equalized from the fixing nip inlet to the outlet, so that a conveyance speed difference occurs in each part of the sheet in the recording sheet conveyance direction. It is possible to prevent wrinkling of sheets other than the bag shape. On the other hand, when the recording sheet to be conveyed is a bag, the pressure on the inlet side of the fixing nip is higher than the pressure for a sheet other than a bag. At the entrance, the frictional force generated between the front and back of the bag-like sheet can be improved, and the occurrence of deviation between the front and back can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the envelope from being loosened at the fixing nip entrance. Then, the pressure is gradually reduced toward the fixing nip exit portion, and the pressure at the fixing nip exit portion is lower than the pressure of the sheet other than the bag shape. Even if there is a gap between the front and back of the bag-like sheet after the entrance to the fixing nip due to the curvature of the sheet conveyance path and the bag-like sheet is loosened, the looseness is crushed at the outlet of the fixing nip. Can be prevented, and the slack can be discharged out of the fixing nip. Therefore, it is possible to appropriately prevent wrinkling of the recording sheet according to the type of the recording sheet.
また、押圧部材の揺動という構成で押圧力分布の切替動作を行える。 In addition, the pressing force distribution can be switched by a configuration of swinging of the pressing member .
本発明に係る定着装置は、搬送される上記記録シートが袋状の場合において、記録シート搬送方向長さが所定値を下回る場合には、袋状シートに対応する押圧力分布への切替を禁止した。 The fixing device according to the present invention prohibits switching to a pressure distribution corresponding to a bag-like sheet when the recording sheet to be conveyed is bag-like and the length in the recording sheet conveyance direction is less than a predetermined value. did.
当該構成を採用することにより、上記定着ニップ入口での圧力上昇の機会を減らすことができ、押圧力を強くすることによる加圧ローラおよび定着ベルトに加わる負荷を抑制して長寿命を図ることができる。 By adopting this configuration, the chance of pressure increase at the fixing nip entrance can be reduced, and the load applied to the pressure roller and the fixing belt by increasing the pressing force can be suppressed to achieve a long life. it can.
以下、本発明に係る定着装置を、タンデム型カラーデジタルプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)を例にして説明する。
<プリンタの構成>
図1は、本実施の形態に係るプリンタ1の構成を示す概略断面図である。
図1に示すように、プリンタ1は、画像プロセス部3、給送部4、定着部5および制御部6を備えており、LAN等のネットワークに接続されて、外部の端末装置(図示せず)からの印刷(プリント)ジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンダ、シアン、およびブラック色からなるカラーの画像形成を実行する。以下、イエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの各再現色をY、M、C、Kと表し、各再現色に関連する番号にこのY、M、C、Kを添字として付加する。
Hereinafter, a fixing device according to the present invention will be described using a tandem color digital printer (hereinafter simply referred to as “printer”) as an example.
<Printer configuration>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a
As shown in FIG. 1, the
画像プロセス部3は、Y〜K色のそれぞれに対応する作像部3Y、3M、3C、3K、光学部10、中間転写ベルト11、ホッパ20Y、20M、20C、20Kなどを備えている。
作像部3Yは、感光ドラム31Y、その周囲に配設された帯電器32Y、現像器33Y、一次転写ローラ34Y、感光体ドラム31Yを清掃するためのクリーナ35Yなどを備えており、感光体ドラム31Y上にY色のトナー像を作像する。他の作像部3M〜3Kについても、作像部3Yと同様の構成になっており、同図では、符号を省略している。
The
The image forming unit 3Y includes a
ホッパ20Y〜20Kは、Y〜K色の補充用のトナーを収容し、必要に応じて現像器33Y〜33Kにトナーを供給する。
光学部10は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、感光体ドラム31Y〜31Kを露光するためのレーザ光Lを出射する。
中間転写ベルト11は、無端状のベルトであり、駆動ローラ12と従動ローラ13とに張架されて矢印A方向に循環駆動される。
The
The
The
給送部4は、記録シートとしての用紙Sを収容する給紙カセット41と、記録シートのうち袋状シートとしての封筒Eを収容する手差しトレイ40と、給紙カセット41内の用紙Sを搬送路43上に1枚ずつ繰り出す繰り出しローラ42aと、手差しトレイ40上の封筒Eを搬送路43上に1枚ずつ繰り出す繰り出しローラ42bと、繰り出された用紙Sあるいは封筒Eを二次転写位置46に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対44と、二次転写ローラ45などを備えている。給紙カセット41は、異なるサイズ、例えばA3、A4、A5サイズなどの用紙Sをセット可能である。手差しトレイ40は、異なるサイズの封筒Eをセット可能であり、封筒長さ検出センサ81を備える。封筒長さ検出センサ81は封筒Eのシート搬送方向長さを検出する。
The feeding unit 4 conveys the paper S in the
制御部6は、外部の端末装置からの画像信号をY〜K色用のデジタル信号に変換し、光学部10の発光素子を駆動させるための駆動信号を生成する。
光学部10は、制御部6からの駆動信号によりY〜K色の画像形成のためのレーザ光Lを発し、感光体ドラム31Y〜31Kを露光走査する。この露光走査によって、帯電器32Y〜32Kにより一様に帯電された感光体ドラム31Y〜31K上に静電潜像が形成される。各静電潜像は現像器33Y〜33Kによりトナーで顕像化され、感光体ドラム31Y〜31K上にY〜K色のトナー像が形成される。
The control unit 6 converts an image signal from an external terminal device into a digital signal for Y to K colors, and generates a drive signal for driving the light emitting element of the
The
各色のトナー像は、一次転写ローラ34Y〜34Kに作用する静電力により中間転写ベルト11上に順次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト11上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト11上に重ね合わされた各色トナー像は、中間転写ベルト11の回転により二次転写位置46に移動する。
The toner images of the respective colors are sequentially transferred onto the
一方、中間転写ベルト11の移動タイミングに合わせて、給送部4からはタイミングローラ対44を介して用紙Sが給送されて来ており、用紙Sは回転する中間転写ベルト11と二次転写ローラ45との間に挟まれて搬送され、二次転写ローラ45に作用する静電力により中間転写ベルト11上のトナー像が一括して用紙S上に二次転写される。
二次転写位置46を通過した用紙Sは定着部5に搬送され、用紙S上のトナー像(未定着画像)が定着部5において加熱、加圧により用紙Sに定着された後、排出ローラ対71を介して排出トレイ72上に排出される。
On the other hand, the sheet S is fed from the feeding unit 4 via the
The sheet S that has passed the
上記では、用紙Sが給送された場合の例を説明したが、使用される記録シートとして封筒Eが選択された場合には、用紙Sに換えて封筒Eが手差しトレイ40から給送される。
<定着装置の構成>
図2は、本実施の形態における定着部5の概略断面図である。
同図に示すように、定着部5は、加圧ローラ51、定着ベルト52、押圧力付与部90などを備えるベルトニップ方式の定着装置である。
In the above, an example in which the paper S is fed has been described. However, when the envelope E is selected as the recording sheet to be used, the envelope E is fed from the
<Configuration of fixing device>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the fixing
As shown in the figure, the fixing
加圧ローラ51は、長尺状でかつ円筒状の芯体51aの外周面全域に亘って弾性体51bが被着されてなる。芯体51aは、例えば、アルミニウムや鉄を主成分とする金属製である。
加圧ローラ51は、その両端部が軸支板91に回転自在に保持される。軸支板91は、定着部5の本体フレーム100に支点Hを中心に揺動自在に軸支される。なお、装置手前側の軸支板91は説明の便宜上、省略している。
The
Both ends of the
加圧ローラ51は、その一端に不図示のギアが取着されており、駆動モータ82からの回転駆動力がそのギアに伝達されることにより、例えばB方向に回転駆動される。
軸支板91には、壁部91aが装置手前方向に立設され、当該壁部91aに貫通孔91bが設けられ、その貫通孔91bにロッド92の一端部が挿入されている。当該一端部には圧縮コイルばね93が遊嵌しており、圧縮コイルばね93の一端がロッド92の一端に設けられたばね止め92aに係止され、圧縮コイルばね93の他端が軸支板91の壁部91aに係止されている。当該構成により、ロッド92がC方向に引っ張られると、圧縮コイルばね93を介して軸支板91がD方向に回り、加圧ローラ51に対して定着ベルト52が押圧される。定着ベルト52への押圧力は圧縮コイルばね93の弾性力に起因する。ここでは、予め決められた押圧力が付与されるように圧縮コイルばね93のばね定数等が設定される。
A gear (not shown) is attached to one end of the
A
定着ベルト52は、耐熱樹脂基材(ポリイミド(PI)等)の表面全域にトナーとの離型性を確保するための離型性層(PFA、PTFE等)を積層させてなる無端状ベルトであり、押圧体54および加熱ローラ55に張架されている。定着ベルト52は、押圧体54を介して加圧ローラ51と圧接し、その状態で加圧ローラ51の回転駆動力を受けてF方向に従動する。定着ベルト52と加圧ローラ51との圧接により定着ニップ521が確保される。
The fixing
加熱ローラ55は、本体フレーム100に回転自在に保持されており、定着ベルト52の従動運動に伴って、例えばG方向に回転する。加熱ローラ55の内部には、ヒータ55aが配されている。ヒータ55aから熱が発せられると、その熱が、加熱ローラ55、定着ベルト52に順次、伝わり、定着ニップ521における温度が定着に必要な温度まで昇温される。
The
押圧体54は、芯体56、ニップ形成体57などで構成され、後述のように、搬送されるシート種類に応じて、同図に示す第1姿勢と、第1姿勢からJ1方向に所定角だけ回動したときの第2姿勢のいずれかの姿勢に切替制御される。
<押圧体54の構成>
図3は、押圧体54の分解斜視図である。
The
<Configuration of the
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
同図に示すように、押圧体54は、長尺状の芯体56が筒状のニップ形成体57に嵌合されてなる。
ニップ形成体57は、例えば耐熱性樹脂製であって、内側に凸部57a、57bを備え、定着ベルト52を押圧する押圧面57cの横断面形状が二山状になっている。
芯体56は、その両端が定着部5のフレーム100(図2参照)に回動自在に保持される。芯体56の外周面には切欠56a、56bが設けられ、芯体56がニップ形成体57に嵌合するとき、切欠56a、56bにニップ形成体57の凸部57a、57bが嵌まり込むようになっている。
As shown in the figure, the
The
Both ends of the
芯体56の一方端の軸部56cには、プレート56dが取着されている。プレート56dの直下位置には、押圧力分布切替用カム(以下、「カム」と略す。)58が配置される。カム58の軸は、駆動モータ84に接続される。駆動モータ84には、例えば、ウォームギアドモータを用いる。
また、カム58の軸には、カム58と駆動モータ84との間に遮光円板59が固定されており、遮光円板59を介して2つのフォトセンサ83a、83bが互いに対向するようにZ軸方向に並設される。遮光円板59には径方向に伸びたスリットが1つ設けられており、各フォトセンサ83a、83bは、その発光部から発せられたレーザ光が遮光円板59のスリットを通過して受光部に達すると、制御部6(図1参照。)にスリットを検出した旨の検出信号を送る。なお、同図では、フォトセンサ83aのレーザ光が遮光円板59のスリットを通過している状態を示しており、したがって、当該スリットはフォトセンサ83aの発光部に隠れて見えない状態となっている。
<押圧体54の動作>
このような構成により、定着部5が駆動されると、定着ベルト52の従動運動によりニップ形成体57に対してJ1方向に回動させる力が作用する。この力は、ニップ形成体57の凸部57a、57bと芯体56の切欠56a、56bとの係合部を介して芯体56に伝達される。芯体56は、ニップ形成体57からの力により、プレート56dがカム58の周面に当接するまでJ1方向に回動するが、カム58に当接すると、カム58がストッパーとなって回動が規制される。
A
A
<Operation of the
With such a configuration, when the fixing
プレート56dとカム58の周面とが当接した状態で、駆動モータ84によりカム58が回転すると、その回転角に応じて押圧体54が矢印J1およびJ2方向に揺動することになる。
本実施の形態では、押圧体54が、ニップ形成体57の二山のそれぞれの頂部が定着ベルト52を介して加圧ローラ51に略同じ圧力で押圧される位置にあるときを、第1姿勢といい、第1姿勢にあるときには、遮光円板59のスリットがフォトセンサ83aにより検出されるようになっている。
When the
In the present embodiment, the first posture is when the
また、押圧体54が、第1姿勢から所定角度、例えば、5[°]だけ矢印J1方向に回動して、ニップ形成体57の搬送方向上流側における山の部分による押圧力が、下流側における山の部分の押圧力よりも大きくなる位置にあるときを、第2姿勢といい、第2姿勢にあるときには、遮光円板59のスリットがフォトセンサ83bにより検出されるようになっている。
Further, the
制御部6は、フォトセンサ83a、bからの検出信号により、押圧体54が第1と第2のいずれの姿勢にあるかを知ることができる。
<押圧力分布の切替>
図4(a)は、押圧体54が第1姿勢および第2姿勢をとった場合の定着ニップ521の状態を模式的に示した図であり、(b)は、かかる場合の定着ニップ521の押圧力分布を示した特性図である。なお、同図(a)は、説明の便宜のため、定着ベルト52および加圧ローラ51の輪郭線のみ示しており、同図(b)は、定着ニップ521の加圧ローラ51軸方向における各位置の圧力の平均値を示している。
The control unit 6 can know whether the
<Switching of pressing force distribution>
4A is a diagram schematically showing the state of the fixing nip 521 when the
定着ベルト52は、押圧体54のニップ形成体57の押圧面57cの形状に沿って二山状となり、図4(a)に示すように押圧体54が第1姿勢をとっているとき、定着ベルト52は実線の状態になり、第2姿勢をとっているとき、破線の状態になる。
定着ベルト52が実線の状態のとき、図4(b)の実線で示すように、定着ニップ521のシート入口から出口までの押圧力分布は、未定着トナー像を記録シートに定着させるのに必要な定着圧力Nm、例えば250[kPa]の圧力が入口から出口に亘って均等に分布するようになっている。以下、当該押圧力分布を定常押圧力分布PD1という。
The fixing
When the fixing
定常押圧力分布PD1は、普通紙対応の分布であり、定着ニップ521においてシート入口から出口までの間に、圧力を略均一に加えることができる。これにより普通紙が定着ニップ521を通過する際、シート入口から出口に亘って普通紙の各部分の搬送速度に差が生じ難くなり、普通紙定着時において皺の発生を抑制できる。
一方、定着ベルト52が図4(a)の破線で示した状態のとき、図4(b)の一点鎖線で示すように、定着ニップ521での押圧力分布は、入口側で定着圧力Nmを超え、ニップ中央に向けて次第に漸減し、ニップ中央から出口に亘って定着圧力Nmを下回ると共に漸減するようになっている。これは、第1姿勢から押圧体54がJ1方向に回動すると、ニップ形成体57の押圧面57cのうち、ニップ入口側の山が定着ベルト52を介して加圧ローラ51を押すように移動すると共に出口側の山が加圧ローラ51から離れるように移動するからである。以下、当該押圧力分布を封筒押圧力分布PD2という。
The steady pressing force distribution PD1 is a distribution corresponding to plain paper, and pressure can be applied substantially uniformly from the sheet entrance to the exit in the fixing nip 521. As a result, when the plain paper passes through the fixing nip 521, a difference in the conveyance speed of each portion of the plain paper from the sheet entrance to the exit hardly occurs, and generation of wrinkles can be suppressed during the plain paper fixing.
On the other hand, when the fixing
封筒押圧力分布PD2は、封筒Eに対応する分布である。このような分布とすることにより、封筒Eが定着ニップ521を通過する際に生じる皺の発生を抑制できる。以下、この理由を、図5を用いると共に適宜、図4(b)を参照しながら説明する。
図5は、2枚のシートE1、E2が重なってなる封筒Eが定着ニップ521を通過するときの様子を模式的に示した断面図である。ここでシートE1は、封筒Eの定着ベルト52側のシートを示し、シートE2は、加圧ローラ51側のシートを示す。
The envelope pressing force distribution PD2 is a distribution corresponding to the envelope E. By setting it as such distribution, generation | occurrence | production of the wrinkle produced when the envelope E passes the fixing nip 521 can be suppressed. Hereinafter, the reason for this will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state where an envelope E in which two sheets E1 and E2 overlap each other passes through the fixing nip 521. Here, the sheet E1 indicates a sheet on the fixing
シートE1、E2同士は、シート搬送方向長さが同じで、互いに縁部で繋がっている。したがって、封筒Eを湾曲させると、曲率中心側(内側)のシートが必ず弛む。
ベルトニップ方式の定着ニップ521は、シート入口から出口までが湾曲する形状になるので、押圧力分布を定常押圧力分布PD1のようにシート入口から出口までを均等とし、封筒Eを定着ニップ521に通過させると、図5に示すように、内側シートとなるシートE2が弛み、その弛んだ部分が定着圧力Nmで押し潰されて皺になり易い。
The sheets E1 and E2 have the same length in the sheet conveyance direction and are connected to each other at the edge. Therefore, when the envelope E is bent, the curvature center side (inner side) sheet is always loosened.
The belt nip type fixing nip 521 has a curved shape from the sheet inlet to the outlet, so that the pressing force distribution is uniform from the sheet inlet to the outlet as in the steady pressing force distribution PD1, and the envelope E is placed in the fixing nip 521. As shown in FIG. 5, when the sheet is passed, the sheet E2 serving as the inner sheet is loosened, and the loosened portion is easily crushed by the fixing pressure Nm and easily becomes wrinkles.
これを防ぐために、押圧力を定着圧力Nmよりも下げれば、上記弛みが押し潰されて皺になることを抑制できるが、定着性が悪化してしまう。
そこで、本実施の形態では、定着ニップ521のシート入口で圧力を定着圧力Nmより高く付与することで、定着性を確保すると共に、2枚のシートE1、E2が定着ニップ521に入った直後にシートE1、E2同士のずれを抑制して、当該ずれによる弛みの発生を防止し、すなわち皺の原因を入口部分でできるだけ排除している。
In order to prevent this, if the pressing force is lowered below the fixing pressure Nm, it is possible to prevent the slack from being crushed and become wrinkles, but the fixing property is deteriorated.
Therefore, in the present embodiment, by applying a pressure higher than the fixing pressure Nm at the sheet inlet of the fixing nip 521, fixing performance is ensured and immediately after the two sheets E1 and E2 enter the fixing nip 521. The deviation between the sheets E1 and E2 is suppressed to prevent the occurrence of slack due to the deviation, that is, the cause of wrinkles is eliminated as much as possible at the entrance portion.
入口以降、出口までは、圧力を漸次下げて、出口部分では定着圧力Nmを下回るようにすることで、搬送途中で曲率による弛みが生じても、その弛んだ部分を潰すことなく逃がすようにして定着ニップ521の外に排出できる。これにより、搬送中による皺の発生を抑制するものである。
なお、上記では、雰囲気温度と湿度のことを特に考慮していなかったが、温度および/または湿度に応じて封筒押圧力分布PD2における定着ニップ521入口での圧力ピークおよび入口以降の漸減度合を適宜変更する構成をとるとしても良い。たとえば、高温高湿環境下(一例として30[℃]、85%RH)では、シートの腰が弱まり、皺等が発生しやすくなるので、常温常湿環境下(例えば、20[℃]、55%RH)の場合と比べて、定着ニップ521入口での圧力ピークを上げると共に入口以降の漸減度合いを強くすることにより、さらなる皺の発生の抑制を図ることができる。
<制御部6の構成>
図6は、制御部6の構成を示すブロック図である。
From the inlet to the outlet, the pressure is gradually lowered so that the outlet portion is less than the fixing pressure Nm, so that even if slack due to curvature occurs in the middle of conveyance, the slack portion is released without being crushed. It can be discharged out of the fixing nip 521. Thereby, generation | occurrence | production of the wrinkle during conveyance is suppressed.
In the above, the ambient temperature and humidity are not particularly considered, but the pressure peak at the inlet of the fixing nip 521 in the envelope pressing force distribution PD2 and the degree of gradual decrease after the inlet are appropriately determined according to the temperature and / or humidity. A configuration to be changed may be taken. For example, in a high-temperature and high-humidity environment (for example, 30 [° C.], 85% RH), the back of the sheet becomes weak and wrinkles are likely to occur. % RH), it is possible to further suppress the generation of wrinkles by increasing the pressure peak at the inlet of the fixing nip 521 and increasing the degree of gradual decrease after the inlet.
<Configuration of control unit 6>
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the control unit 6.
同図に示すように、制御部6は、主な構成要素としてCPU60、通信インターフェイス(I/F)部61、ROM62、RAM63を備える。
I/F部61は、LANカードなどのネットワークに接続するためのインターフェイスである。
RAM63は、CPU60のプログラム実行中のワークエリアとして用いられる。
As shown in the figure, the control unit 6 includes a
The I /
The
CPU60は、ROM62から必要なプログラムを読み出して、画像プロセス部3、定着部5等の動作を、タイミングを取りながら統一的に制御して円滑なプリント動作を実行させる。また、封筒長さ検出センサ81からの信号により、搬送される封筒Eの記録シート搬送方向の長さを検出する。
また、CPU60は、プリント開始前に、封筒印刷の指示か否か、搬送される封筒Eの記録シート搬送方向の長さが所定値以上か否かを判断し、定常押圧力分布PD1、もしくは封筒押圧力分布PD2のいずれかを選択して、選択した押圧力分布に切替る押圧力分布切替処理を実行する。
<押圧力分布切替処理の内容>
図7は、本実施の形態における押圧力分布切替処理の内容例を示すフローチャートである。
The
Further, before starting printing, the
<Contents of pressing force distribution switching process>
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the content of the pressing force distribution switching process in the present embodiment.
同図に示すフローチャートは、プリント実行前に記録シート毎に不図示のメインルーチンにコールされて開始される。
同図に示すように、押圧力分布切替処理は、まず、現在の定着ニップ521における押圧力分布が定常押圧力分布PD1か否かを判断する(ステップS1)。具体的には、フォトセンサ83aからの検出信号を受信している場合には、定常押圧力分布PD1であると判断し、受信していない場合には、定常押圧力分布PD1でないと判断する。
The flowchart shown in the figure is started by calling a main routine (not shown) for each recording sheet before printing.
As shown in the figure, in the pressing force distribution switching process, it is first determined whether or not the pressing force distribution at the current fixing nip 521 is a steady pressing force distribution PD1 (step S1). Specifically, when the detection signal from the
定常押圧力分布PD1であると判断すると(ステップS1で「YES」)、そのままステップS5に移る。一方、定常押圧力分布PD1でないと判断すると(ステップS1で「NO」)、カム駆動モータ84を正転(CW)させ(ステップS2)、定常押圧力分布PD1に切替完了したことを検出すると(ステップS3)、カム駆動モータ84を停止(STOP)させ(ステップS4)、ステップS5に移る。
If it is determined that the pressure distribution PD1 is steady ("YES" in step S1), the process proceeds to step S5. On the other hand, if it is determined that it is not the steady pressing force distribution PD1 (“NO” in step S1), the
ステップS5では、封筒印刷指示の有無を判断する。ここで、封筒印刷指示がない場合には(ステップS5で「NO」)、そのまま、すなわち、定常押圧力分布PD1の状態で、プリントを開始させる(ステップS10)。
封筒印刷指示がある場合には(ステップS5で「YES」)、封筒Eのシート搬送方向長さが220[mm]以上か否かを判断する(ステップS6)。封筒Eのシート搬送方向長さが220[mm]を下回ると判断すると(ステップS6で「NO」)、そのまま、すなわち、定着ニップ521での押圧力分布を定常押圧力分布PD1の状態に維持して、プリントを開始させる(ステップS10)。
In step S5, it is determined whether or not there is an envelope printing instruction. If there is no envelope printing instruction (“NO” in step S5), printing is started as it is, that is, in the state of the steady pressing force distribution PD1 (step S10).
If there is an envelope printing instruction (“YES” in step S5), it is determined whether or not the length of the envelope E in the sheet conveyance direction is 220 [mm] or more (step S6). If it is determined that the length of the envelope E in the sheet conveyance direction is less than 220 [mm] (“NO” in step S6), the pressure distribution at the fixing nip 521 is maintained as it is, ie, the steady pressure distribution PD1. Then, printing is started (step S10).
封筒Eのシート搬送方向長さが220[mm]以下の場合に定常押圧力分布PD1でプリントを開始するのは、かかる場合に定常押圧力分布PD1で封筒Eを定着ニップ521に通過させても皺が発生しにくいことを発明者らが確認しているからである。
その理由として、封筒EのシートE1、E2のシート搬送方向長さが短くなるにしたがって、シートの腰が強くなり、シートの弛み発生が抑制され、皺が発生しにくくなったと考えられる。
When the length of the envelope E in the sheet conveyance direction is 220 [mm] or less, printing is started with the steady pressure distribution PD1 even if the envelope E is passed through the fixing nip 521 with the steady pressure distribution PD1 in such a case. This is because the inventors have confirmed that wrinkles are unlikely to occur.
The reason for this is considered that as the sheet conveying direction length of the sheets E1 and E2 of the envelope E becomes shorter, the sheet becomes stronger, the occurrence of sheet slack is suppressed, and wrinkles are less likely to occur.
このように処理することで封筒押圧力分布PD2へ切替る機会が減り、定着ニップ521に定着圧力Nm以上の圧力を付与する機会を減らせるので、加圧ローラ51および定着ベルト52に負荷が強く加わる時間を低減して定着部5の長寿命化を図れる。
封筒Eのシート搬送方向長さが220[mm]以上であると判断すると(ステップS6で「YES」)、カム駆動モータ84を正転させ(ステップS7)、封筒押圧力分布PD2を検出、すなわちフォトセンサ83bからの検出信号を受信すると(ステップS8)、カム駆動モータ84を停止させ(ステップS9)、定着ニップ521の押圧力分布を封筒押圧力分布PD2に切替て、プリントを開始させる(ステップS10)。
By processing in this way, the opportunity to switch to the envelope pressure distribution PD2 is reduced, and the opportunity to apply a pressure equal to or higher than the fixing pressure Nm to the fixing nip 521 can be reduced. It is possible to extend the life of the fixing
When it is determined that the length of the envelope E in the sheet conveyance direction is 220 [mm] or more (“YES” in step S6), the
プリントが終了すると(ステップS11)、現在の状態が封筒押圧力分布PD2であるか否かを判断する(ステップS12)。封筒押圧力分布PD2でないと判断すると(ステップS12で「NO」)、図示しないメインルーチンにリターンする。
封筒押圧力分布PD2であると判断すると(ステップS12で「YES」)、カム駆動モータ84を正転方向に駆動させ(ステップS13)、定常押圧力分布PD1に切り替わったことを検出すると(ステップS14)、カム駆動モータ84を停止させ(ステップS15)、不図示のメインルーチンにリターンする。
When printing is completed (step S11), it is determined whether or not the current state is the envelope pressing force distribution PD2 (step S12). If it is determined that it is not the envelope pressing force distribution PD2 ("NO" in step S12), the process returns to the main routine (not shown).
If it is determined that the envelope pressing force distribution PD2 is detected ("YES" in step S12), the
以上、説明したように、本実施の形態に係る定着部5は、搬送される記録シートが1枚のシートからなる用紙Sか、複数枚シートで構成された封筒Eかによって、定着ニップ521におけるシート入口から出口までの押圧力分布を、封筒以外のシートの場合にはそのシートに適した定常押圧力分布PD1に、封筒Eの場合には封筒に適した封筒押圧力分布PD2分布に切替るので、記録シートの種類に関わらず、定着性を維持しつつ皺の発生を抑制できる。
As described above, the fixing
なお、押圧力分布切替処理では、封筒のシート搬送方向長さが220[mm]以上か否かを判断していたが、この判断をせずに、封筒印刷指示があるか否かのみを基準にして押圧力分布切替処理を実行しても良い。封筒のシート搬送方向長さの判断をしないことにより、切替処理を簡素化できる。
<変形例>
(1)上記実施の形態では、ニップ形成体57の押圧面57cの形状を二山状にして押圧体54を揺動させ、定着ニップ521における記録シートの入口から出口までの押圧力分布を切替るようにしたが、押押圧力分布を切替可能な構成であれば、上記の構成に限定されない。
In the pressing force distribution switching process, it is determined whether or not the length of the envelope in the sheet conveyance direction is 220 [mm] or more. Then, the pressing force distribution switching process may be executed. By not determining the length of the envelope in the sheet conveyance direction, the switching process can be simplified.
<Modification>
(1) In the above-described embodiment, the pressing surface 54c of the
図8は、変形例に係る押圧体の構成を示す概略断面図である。
図8に示すように、当該押圧体94は、2つの押圧ローラ94a、94b、圧縮コイルばね94c、94d、板部94e、94f、押圧力分布切替カム98a、98b等で構成される。2つの押圧ローラ94a、94bは、アルミニウムや鉄等の金属製芯体の外周面全域に亘って弾性体を被着させてなり、フレーム本体(不図示)に回転自在に支持され、それら押圧ローラ94a、94bの間に回転しない押圧部材94gを配し、押圧ローラ94a、94bと押圧部材94gとで定着ベルト52をその裏側から押圧して、加圧ローラ51との間で定着ニップ521が確保される。各押圧ローラ94a、94bの両端部に圧縮コイルばね94c、94dの一端を取着し、他端に板部94e、94fを取着して、この板部94e、94fを押圧力分布切替カム98a、98bで支持し、当該押圧力分布切替カム98a、98bを不図示の駆動モータで回転させることで、図4で示した定着ニップの姿勢および押圧力分布の切替を実現できる。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a pressing body according to a modification.
As shown in FIG. 8, the
(2)上記実施の形態では、袋状シートとして封筒Eを使用する例を説明したが、これに限定されない。複数枚のシートが重ねられてなる記録媒体であれば、定着ニップ521を通過する際の状態が封筒Eと同様になる。例えば、袋状シートとして薬袋などを使用する場合も封筒Eと同様に封筒押圧力分布PD2に切替るとしても良い。
(3)上記実施の形態では、普通紙定着時に、定着ニップにおける押圧力分布をニップ入口から出口に亘って略均等としていたが、略均等には、均等のほか、袋状以外のシートにおける定着性を維持できる範囲で入口から出口にかけて、ある程度圧力が変動する押圧力分布も含まれる。例えば、入口から出口にかけて漸減する圧力分布とすれば、出口において定着ベルトからのシート分離性の向上を図ることができる。
(2) In the above embodiment, the example in which the envelope E is used as the bag-like sheet has been described, but the present invention is not limited to this. In the case of a recording medium in which a plurality of sheets are stacked, the state when passing through the fixing nip 521 is the same as that of the envelope E. For example, when a medicine bag or the like is used as the bag-like sheet, the envelope pressing force distribution PD2 may be switched similarly to the envelope E.
(3) In the above embodiment, the pressing force distribution in the fixing nip is substantially uniform from the nip inlet to the outlet at the time of fixing the plain paper. Also included is a pressing force distribution in which the pressure fluctuates to some extent from the inlet to the outlet as long as the characteristics can be maintained. For example, if the pressure distribution gradually decreases from the inlet to the outlet, the sheet separation from the fixing belt at the outlet can be improved.
(4)上記実施の形態では、本発明の定着装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロの画像形成に関わらず、定着ローラと加圧ベルトを圧接して両者間に定着ニップを確保する定着装置であれば、例えば複写機、FAX、MFP(Multiple Function Peripheral)等の定着装置に適用できる。また、シートが鉛直上向きに定着ニップを通過する構成に限られず、例えば水平に通過する構成の定着装置に適用できる。 (4) In the above embodiment, an example in which the fixing device of the present invention is applied to a tandem color digital printer has been described, but the present invention is not limited to this. Regardless of color or monochrome image formation, a fixing device that presses a fixing roller and a pressure belt to secure a fixing nip therebetween can be used as a fixing device such as a copying machine, FAX, or MFP (Multiple Function Peripheral). Applicable to. Further, the present invention is not limited to the configuration in which the sheet passes through the fixing nip vertically upward, and can be applied to, for example, a fixing device configured to pass horizontally.
また、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
本発明は、定着装置に限られず、押押圧力分布を可変させる方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、DVD−ROM、DVD−RAM、CD−ROM、CD−R、MO、PDなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
Further, the above embodiment and the above modification examples may be combined.
The present invention is not limited to the fixing device, and may be a method of varying the pressing force distribution. Furthermore, the method may be a program executed by a computer. The program according to the present invention includes, for example, a magnetic disk such as a magnetic tape and a flexible disk, an optical recording medium such as a DVD-ROM, DVD-RAM, CD-ROM, CD-R, MO, and PD, and a flash memory recording medium. It can be recorded on various computer-readable recording media, and may be produced, transferred, etc. in the form of the recording medium, wired and wireless various networks including the Internet in the form of programs, In some cases, the data is transmitted and supplied via broadcasting, telecommunication lines, satellite communications, or the like.
なお、上記実施の形態では、本発明の技術思想を具体化したプリンタを例示しており、本発明は上記実施の形態に限定されない。 In the above embodiment, a printer that embodies the technical idea of the present invention is illustrated, and the present invention is not limited to the above embodiment.
本発明は、ベルトニップ方式の定着装置に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to a belt nip type fixing device.
3・・・・・・・・・・・・・・・画像プロセス部
4・・・・・・・・・・・・・・・給送部
5・・・・・・・・・・・・・・・定着部(定着装置)
6・・・・・・・・・・・・・・・制御部
11・・・・・・・・・・・・・・中間転写ベルト
43・・・・・・・・・・・・・・搬送路
51・・・・・・・・・・・・・・加圧ローラ
52・・・・・・・・・・・・・・定着ベルト
54・・・・・・・・・・・・・・押圧体
55・・・・・・・・・・・・・・加熱ローラ
56・・・・・・・・・・・・・・芯体
57・・・・・・・・・・・・・・ニップ形成体
58・・・・・・・・・・・・・・押圧力分布切替用カム
59・・・・・・・・・・・・・・遮光円板
60・・・・・・・・・・・・・・CPU
81・・・・・・・・・・・・・・封筒長さ検出センサ
83a,83b・・・・・・・・・フォトセンサ
84・・・・・・・・・・・・・・カム駆動モータ
3. Image processing unit 4 ...
6 ...
81 ·················· Envelope
Claims (3)
前記定着ベルトの加圧ローラへの圧接は、定着ベルト裏側に設けられた押圧手段によって行われ、
前記押圧手段は、
加圧ローラ軸方向に伸びる長尺状の押圧部材を備えており、
前記押圧部材は、押圧部材長手方向と垂直な断面において、前記定着ベルトを押圧する押圧面が、定着ベルトに沿って湾曲する二山状となっており、
押圧部材長手方向に伸びる軸を中心に前記押圧部材が揺動することによって、前記定着ニップにおける記録シートの入口から出口までの押圧力分布の状態を切替可能であり、
搬送される記録シートが袋状以外のシートの場合には、定着ニップ入口側から出口側までの圧力が略均等になり、袋状の場合には、圧力が当該入口部分にて袋状以外のシートの圧力と比べて高くなると共に当該出口部分に向かって漸減し、出口部分にて袋状以外のシートの圧力と比べて圧力が低くなるように、押圧力分布を切替ることを特徴とする定着装置。 A fixing device for securing a fixing nip by pressing a fixing belt against a pressure roller, passing a recording sheet through the fixing nip, and fixing an unfixed image on the recording sheet,
The pressing contact of the fixing belt to the pressure roller is performed by a pressing means provided on the back side of the fixing belt,
The pressing means is
It has a long pressing member that extends in the axial direction of the pressure roller,
The pressing member has, in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the pressing member, a pressing surface that presses the fixing belt has a double shape that curves along the fixing belt,
The state of the pressing force distribution from the inlet to the outlet of the recording sheet in the fixing nip can be switched by swinging the pressing member about an axis extending in the longitudinal direction of the pressing member ,
When the recording sheet to be conveyed is a sheet other than a bag shape, the pressure from the fixing nip inlet side to the outlet side is substantially equal. The pressure distribution is switched so that the pressure is higher than the pressure of the sheet and gradually decreases toward the outlet portion, and the pressure is lower than the pressure of the non-bag-like sheet at the outlet portion. Fixing device.
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