JP5142027B2 - Image fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image fixing device and an image forming apparatus.
画像形成媒体にトナー画像を形成し、それを定着させることで画像の形成を行う画像形成装置が知られている。このトナー画像の定着は、熱と圧力を加えることでトナーを固化させることで行われる。この定着を行う技術としては、例えば特許文献1に記載された技術が知られている。 2. Description of the Related Art An image forming apparatus that forms a toner image on an image forming medium and fixes the toner image is known. The toner image is fixed by solidifying the toner by applying heat and pressure. As a technique for performing this fixing, for example, a technique described in Patent Document 1 is known.
画像形成装置に利用される画像形成媒体には、普通紙の他に、封筒のような相対的に厚手あるいは多重に重ねられたものが採用される場合がある。普通紙と封筒では、厚さが異なるので、同じ定着条件を利用することは好ましくない。例えば、普通紙の条件でトナー画像の定着を行うと、封筒に対するトナー画像の定着を行う際に、封筒に皺が発生する場合がある。また、逆に封筒に対する適切な定着条件を選択すると、普通紙の場合に要求される画像形成速度を得ることができない。そこで本発明は、画像形成媒体の種類に応じて定着条件を変更できる技術の提供を目的とする。 As the image forming medium used in the image forming apparatus, in addition to plain paper, a relatively thick or multiple layered material such as an envelope may be employed. Since plain paper and envelopes have different thicknesses, it is not preferable to use the same fixing conditions. For example, if the toner image is fixed under the condition of plain paper, the envelope may be wrinkled when the toner image is fixed to the envelope. Conversely, if an appropriate fixing condition for the envelope is selected, the image forming speed required for plain paper cannot be obtained. SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a technique capable of changing fixing conditions according to the type of image forming medium.
請求項1に記載の発明は、硬さの異なる複数の加圧部を備えた加圧手段と、前記加圧手段を支持する第1の支持部材と、前記第1の支持部材を回転自在な状態で支持する第2の支持部材と、前記第2の支持部材を回転自在な状態で支持する基礎部材と、前記加圧手段に対向し、前記基礎部材に配置された対向手段と、回転自在な状態で配置され、前記第1の支持部材と結合されると共に前記第2の支持部材を前記加圧手段が前記対向手段から離れる方向に押すカム部材とを備えることを特徴とする画像定着装置である。 According to the first aspect of the present invention, a pressurizing unit including a plurality of pressurizing units having different hardnesses, a first support member that supports the pressurizing unit, and the first support member are rotatable. A second support member that supports the second support member in a state, a base member that supports the second support member in a rotatable state, a counter means that faces the pressurizing means and is disposed on the base member, and is rotatable. An image fixing device including a cam member that is arranged in such a manner that the cam member is coupled to the first support member and pushes the second support member in a direction in which the pressurizing unit moves away from the facing unit. It is.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、カム部材は、第1の辺と、第1の辺よりもカム部材の回転中心からの距離が遠い第2の辺および第3の辺とを有し、前記回転中心の第3の辺側において第1の支持部材との結合が行われており、第1の辺が第2の支持部材に対向した状態において、第1の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われ、第2の辺が第2の支持部材に接触した状態において、第2の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the cam member includes a first side, a second side that is farther from the rotation center of the cam member than the first side, and the first side. In the state where the first support member is coupled to the third support side on the third side of the rotation center, and the first side faces the second support member. The toner image is fixed to the image forming medium, and the toner image is fixed to the second image forming medium in a state where the second side is in contact with the second support member. .
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、加圧部は、第1の部材とこの第1の部材よりも柔らかい第2の部材とを有し、第1の辺が第2の支持部材に対向した状態において、第1の部材および第2の部材は、対抗手段との間において第1の画像形成媒体に対して圧力を加え、第2の辺が第2の支持部材に接触した状態において、第1の部材は、第2の画像形成媒体に対して圧力を加えず、第2の部材は、対抗手段との間において第2の画像形成媒体に対して圧力を加えることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the pressurizing unit includes a first member and a second member that is softer than the first member, and the first side is In the state facing the second support member, the first member and the second member apply pressure to the first image forming medium between the opposing means and the second side is the second support. in a state of being in contact with the member, the first member is not applying pressure to the second image forming medium, the second member, the pressure to the second image forming medium between the countermeasure It is characterized by adding.
請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の発明において、第3の辺が第2の支部部材に接触することで、第1の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われる状態および第2の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われる状態よりも対向手段と加圧手段との間の距離が離れることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the second or third aspect, the fixing process of the toner image to the first image forming medium is performed by the third side contacting the second supporting member. The distance between the facing unit and the pressurizing unit is longer than that in the state in which the toner image is fixed on the second image forming medium.
請求項5に記載の発明は、請求項2〜4のいずれか一項に記載の発明において、カム部材は、楕円形状を有し、その短軸上に第1の辺が位置し、その長軸上に第2の辺および第3の辺が位置し、第2の辺と第3の辺は、カム部材の回転中心を挟んだ位置にあることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 2 to 4, wherein the cam member has an elliptical shape, the first side is located on the minor axis, and the length of the cam member is long. The second side and the third side are located on the axis, and the second side and the third side are at a position sandwiching the rotation center of the cam member.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発明において、第2の支持部材をカム部材の方向に押す圧力を加える圧力発生手段を更に備えることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, further comprising pressure generating means for applying a pressure to push the second support member toward the cam member. To do.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の発明において、第1の支持部材とカム部材との結合は、コイルバネにより行われていることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the first support member and the cam member are coupled by a coil spring.
請求項8に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の発明において、第1の支持部材とカム部材との結合は、第1の支持部材に移動自在であると共に回転自在な状態で支持され、且つ、カム部材に回転自在な状態で支持された結合部材により行われていることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the coupling between the first support member and the cam member is movable to the first support member and rotates. It is characterized in that it is carried out by a coupling member supported in a free state and supported in a rotatable state by a cam member.
請求項9に記載の発明は、トナー画像を形成するトナー画像形成手段と、前記請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a toner image forming unit that forms a toner image; and the image fixing device according to any one of the first to eighth aspects. .
請求項1に記載の発明によれば、カム部材が回転することで、カム部材と結合された第1の支持部材が第2の支持部材に対して回転し、同時にカム部材に押されて第2の支持部材が基礎部材に対して回転する。この2つの回転により、加圧手段の対向手段に対する向きが変化し、加圧手段と対向手段との間を搬送される画像形成媒体に対する加圧手段の加圧の状態が変化する。これにより、画像形成媒体の種類に応じて定着条件の変更が行われる画像定着装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, when the cam member rotates, the first support member coupled to the cam member rotates with respect to the second support member and is simultaneously pushed by the cam member. Two support members rotate relative to the base member. By these two rotations, the direction of the pressing unit with respect to the opposing unit changes, and the pressing state of the pressing unit with respect to the image forming medium conveyed between the pressing unit and the opposing unit changes. As a result, an image fixing apparatus in which the fixing conditions are changed according to the type of the image forming medium is provided.
請求項2に記載の発明によれば、カム部材に設けられた3つの辺の一つを第2の支持部材に向けるようにカムの回転位置を選択することで、2種類の画像形成媒体のいずれかに適した定着条件が選択可能な画像定着装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, by selecting the rotational position of the cam so that one of the three sides provided on the cam member faces the second support member, two types of image forming media can be obtained. There is provided an image fixing apparatus capable of selecting a fixing condition suitable for any of them.
請求項3に記載の発明によれば、加圧部材として相対的に硬い部材と相対的に柔らかい部材とが用意され、その両方を利用して加圧を行う場合と、相対的に柔らかい部材のみを利用して加圧を行う場合とが、カム部材の辺の選択により決定される画像定着装置が提供される。 According to the invention described in claim 3, a relatively hard member and a relatively soft member are prepared as the pressurizing member, and when both are used for pressurization, only a relatively soft member is provided. There is provided an image fixing device in which the case where pressure is applied by using the cam member is determined by selecting the side of the cam member.
請求項4に記載の発明によれば、定着処理時よりも加圧手段から対向手段を離した状態とし、詰まった画像形成媒体を除去する等が行える画像定着装置が提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, there is provided an image fixing apparatus in which the opposing means is separated from the pressurizing means than during the fixing process, and the jammed image forming medium can be removed.
請求項5に記載の発明によれば、カム部材の楕円形状を利用することで、請求項2〜4のいずれか一項に記載に発明における各辺が構成される画像定着装置が提供される。 According to the fifth aspect of the present invention, there is provided an image fixing device in which each side of the present invention is configured according to any one of the second to fourth aspects by utilizing the elliptical shape of the cam member. .
請求項6に記載の発明によれば、カム部材の回転により圧力発生手段から第2の支持部材に加わる圧力が変わり、それにより加圧装置から対向手段に向かって加えられる圧力が変更される。 According to the sixth aspect of the present invention, the pressure applied from the pressure generating means to the second support member is changed by the rotation of the cam member, thereby changing the pressure applied from the pressure device toward the opposing means.
請求項7に記載の発明によれば、コイルバネの弾性を利用してカム部材の動きが第1の支持部材に伝えられ、加圧部材の加圧の状態が調整される画像定着装置が提供される。 According to the seventh aspect of the present invention, there is provided an image fixing device in which the movement of the cam member is transmitted to the first support member using the elasticity of the coil spring, and the pressure state of the pressure member is adjusted. The
請求項8に記載の発明によれば、結合部材を利用してカム部材の動きが第1の支持部材に伝えられ、加圧部材の加圧の状態が調整される画像定着装置が提供される。 According to the eighth aspect of the present invention, there is provided an image fixing device in which the movement of the cam member is transmitted to the first support member using the coupling member, and the pressure state of the pressure member is adjusted. .
請求項9に記載の発明によれば、請求項1〜8のいずれか一項に記載の構成を備える画像定着装置を備えた画像形成装置が提供される。 According to the ninth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the image fixing apparatus having the configuration according to any one of the first to eighth aspects.
(1)第1の実施形態
(画像定着装置の概要)
まず、カムと第1の支持部材との結合をコイルバネで行う構成の一例を説明する。図1は、本発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。図1には、画像定着装置100が示されている。画像定着装置100は、加圧手段の一例である加圧装置123を備えている。加圧装置123は、2つの加圧部を備えている。加圧部の一つは、パッド部材123aであり、他の一つは、ヘッド部材123bである。パッド部材123aは、シリコーンゴムにより構成され、ヘッド部材123bは、シリコーンゴムよりも硬い樹脂材料により構成されている。つまり、パッド部材123aは、ヘッド部材123bよりも柔らかい材質とされている。
(1) First Embodiment (Outline of Image Fixing Device)
First, an example of a configuration in which the cam and the first support member are coupled by a coil spring will be described. FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an image fixing apparatus using the present invention. FIG. 1 shows an
加圧装置123は、円筒部材101に固定され、この円筒部材101は、第1の支持部材103に固定されている。つまり、加圧装置123は、第1の支持部材103によって支持されている。円筒部材101の円柱面は、閉じたベルト102で覆われている。ベルト102は、フッ素樹脂膜により構成され、円筒部材101に対して滑り回転する。パッド部材123aおよび/またはヘッド部材123bは、ベルト102を介して、加熱ロール111とベルト102との間に挟まれる図示しない画像形成媒体に圧力を加える。
The pressurizing
第1の支持部材103は、第2の支持部材104に回転自在な状態で支持されている。符号105は、第1の支持部材103の回転軸であり、第1の支持部材103は、回転軸105を回転中心として、第2の支持部材104に対して相対的に回転する。第2の支持部材104は、画像定着装置100のベースとなる骨格構造に固定された基礎部材106に回転自在な状態で支持されている。符号107は、第2の支持部材104の回転軸であり、第2の支持部材104は、回転軸107を回転中心として、基礎部材106に対して相対的に回転する。
The
符号111は、加圧装置123に対向する対抗手段の一例である加熱ロールである。加熱ロール111は、内部にヒータを内蔵し、また図示省略したモータにより基礎部材106に対して回転する。トナー画像が転写された画像形成媒体は、加熱ロール111とベルト102との間に挟まれ、加圧装置123から圧力を受けつつ、加熱ロール111の回転により、図の下方から上方に搬送される。この際、熱と圧力によりトナー画像を構成するトナーが画像形成媒体上に定着し、画像の形成が行われる。
基礎部材106には、カム108が回転軸109において回転自在な状態で固定されている。尚、カム108は基礎部材106に直接回転自在に固定されていなくとも基礎部材106に固定されている他の部材に回転自在に固定されていてもよい。カム108は、回転軸109の位置を中心とする楕円形を有している。尚、本実施の形態においては、楕円形のカム108を用いて説明するが、カムの回転軸からカムの外周面までの距離が異なる複数の面を有する形状であれば適宜選択して差し支えない。図1において、カム108の右側の辺が第1の辺であり、上側の辺が第2の辺であり、下側の辺が第3の辺である。カム108は、図示省略した回転機構より回転させることが可能な構造とされている。回転機構としては、ハンドル、レバー、モータ、電磁ソレノイド等から選ばれた手段が適宜採用される。カム108の長軸方向の一方の端部の近くの部分110には、コイルバネ112の一端が固定されている。コイルバネ112の他端は、第1の支持部材103の回転軸105から離れた位置に固定されている。つまり、第1の支持部材103とカム108とは、コイルバネ112によって結合している。
A
第2の支持部材104の回転軸107から離れた他端部分には、接触部113が設けられ、そのカム108に対向しない反対側の部分には、コイルバネ114の一端が接触している。コイルバネ114の他端は、基礎部材106が固定された装置の骨格構造に固定されたコイルバネ支持部材115に固定されている。コイルバネ114は、圧力発生手段の一例であり、第2支持部材104をカム108の方向に押す圧力を発生する。符号116は、第1の支持部材103が、図1に示す位置より反時計回り方向へ回転しないようにする第2支持部材に設けられたストッパーである。
A
次に加圧装置123の機能について説明する。図7は、加圧装置123により画像形成媒体に加えられる圧力の状態を示す概念図である。なお、図7には、図1に示すベルト102および画像形成媒体の記載が省略されている。パッド部材123aおよびヘッド部材123bで加圧する場合において加熱ロール111にかかる圧力は、図7(b)に示すように、パッド部材123aが及ぼす圧力に比べてヘッド部材123bが及ぼす圧力の方が大きい。パッド部材123aのみで加圧する場合において加熱ロール111にかかる圧力は、図7(a)に示すように、パッド部材123aおよびヘッド部材123bで加圧する場合の圧力より小さい。
Next, the function of the
図7(a)に示す加圧状態は、封筒のような狭い領域に大きな圧力を加えると、皺が発生し易い画像形成媒体の場合に適している。この場合、圧力のピークは低く、またパッド部材123aが変形することで広い面積に圧力が分散するので、単位面積当たりの圧力も小さくなる。このため、封筒のような皺の発生し易い画像形成媒体における定着処理時における皺の発生が防止される。なお、図7(a)の加圧状態は、加圧が弱くなるため、画像形成媒体を高速で搬送させる場合には、適していない。
The pressurized state shown in FIG. 7A is suitable for an image forming medium in which wrinkles easily occur when a large pressure is applied to a narrow region such as an envelope. In this case, the pressure peak is low, and the pressure per unit area is reduced because the
図7(b)に示す加圧状態は、普通紙(通常の印刷で利用されている用紙)を画像形成媒体として用いる場合に適している。この場合、画像形成媒体は、図の左から右方向に搬送される。この際、画像形成媒体の所定の部分は、最初にパッド部材123aから圧力を受け、次にヘッド部材123bから圧力を受ける。パッド部材123aは、相対的に柔らかく、ヘッド部材123bは相対的に硬いので、搬送方向における圧力分布は、図示するように右側にピークがあり、左側がなだらかな山型となる。
The pressurized state shown in FIG. 7B is suitable when plain paper (paper used in normal printing) is used as an image forming medium. In this case, the image forming medium is conveyed from left to right in the drawing. At this time, a predetermined portion of the image forming medium first receives pressure from the
以下、このような圧力分布に起因する作用について説明する。すなわち、未定着なトナー画像の所定部分に着目した場合、その部分は、まずパッド部材123aによって圧力を受け、その後ヘッド部材123bによってより強く圧力が加わる。この際、柔らかいパッド部材123aからの相対的に長い時間の圧力により、トナー固化の時間が確保され、トナーの定着が促進される。そして、その後に比較的短い時間であるがピーク値の大きい圧力をヘッド部材123bから受け、トナーの定着が確実に仕上げられると共に、未定着のトナーの定着が促進される。このため、画像形成媒体の搬送速度が速くても確実なトナーの定着が行われる。また、トナーの定着性を高め、未定着成分を減らせるので、加熱ロール111や搬送系への巻き付きや、それらの部材からの離れ不良(トナーの固着成分の影響で部材から離れず、部材にくっつく現象)が抑えられる。
Hereinafter, the operation resulting from such pressure distribution will be described. That is, when attention is paid to a predetermined portion of an unfixed toner image, the portion is first subjected to pressure by the
(普通紙印刷モード)
図1に示す構造によれば、カム108を回転させることで、加圧装置123の機能が選択される。まず、印刷媒体として普通紙(通常用いられる印刷用の紙)を印刷用紙として用いる場合に適した普通紙モードを説明する。この場合、カム108を回転させることで、図1に示すように、カム108の長軸をY軸方向に一致させ、且つ、コイルバネ112の固定部分110を下側とし、さらにカム108の短軸側の辺を接触部113に対向させた状態とする。この状態において、コイルバネ112は、無負荷状態から延ばされた状態とされ、コイルバネ114は、無負荷状態から圧縮された状態とされている。
(Plain paper printing mode)
According to the structure shown in FIG. 1, the function of the
この状態において、コイルバネ112の弾性により、第1の支持部材103が図の左斜め上方向に引っ張られる。このため、第1の支持部材103は、回転軸105を軸として第2の支持部材104に対して時計回り方向に回転しようとする力を発生させる。他方で、コイルバネ114の反発力により第2の支持部材104の接触部113は、カム108の方向へ押され、そのため第2の支持部材104は、回転軸107を軸として反時計回り方向に回転しようとする。
In this state, due to the elasticity of the
この二つの向きの異なる回転により、加圧装置123は、加熱ロール111の方向に押される。この状態で、加熱ロール111が反時計回り方向に回転する力を発生し、図の下方から印刷用紙が搬送されてくると、ベルト102と加熱ロール111との間に印刷用紙が挟まり、加熱ロール111の回転に従って、印刷用紙が上方に移動する。この際、ベルト102は摩擦により時計回り方向に回転する。
The pressurizing
印刷用紙がベルト102と加熱ロール111との間に挟まれた時に、印刷用紙は、加熱ロール111から加熱される。またこの時、上述した仕組みにより、ベルト111の裏面側が加圧装置123によって押され、印刷用紙への圧力が加えられる。そして熱と圧力とによってトナー画像の定着が行われる。
When the printing paper is sandwiched between the
図1に示す状態では、上述した第1の支持部材103の回転軸105を軸とした時計回り方向への回転による力の発生、および第2の支持部材104の回転軸107を軸とした反時計回り方向への回転による力の発生によって、加圧装置123のパッド部材123aとヘッド部材123bの両方から印刷用紙に対する圧力が加わる。つまり、図7(b)に示す状態で圧力が加わる。こうして、カム108の回転位置により、普通紙に適した定着が行われる。
In the state shown in FIG. 1, the above-described generation of force due to the clockwise rotation about the
(封筒印刷モード)
次に画像形成媒体として封筒を用いる場合に適した定着が行われる封筒印刷モードについて説明する。この場合、図1の状態において、カム108を時計回り方向に90°回し、図2に示す状態とする。図2には、図1からカム108を時計回り方向に90°回した状態が示されている。
(Envelope printing mode)
Next, an envelope printing mode in which fixing suitable for the case of using an envelope as an image forming medium will be described. In this case, in the state shown in FIG. 1, the
この場合、カム108の長軸方向の辺の一方により接触部113が図の右方向に押される。このため、この押された分、図1の状態から第2の支持部材104が回転軸107を軸として時計回り方向に回転する。この回転により、加圧装置123は、加熱ロール111から離れる方向に移動し、且つ、ヘッド部材123bが加熱ロール111から離れ、パッド部材123aが加熱ロール111に対向するように移動する。結果、ヘッド部材もパッド部材も加熱ロールから離れる方向に動く。
In this case, the
また、カム108の長軸方向におけるコイルバネ112が固定された部分110側の辺が、図1の場合よりも第1の支持部材103より離れ、コイルバネ112が伸びる。このため、第1の支持部材103は、回転軸105を軸として時計回り方向に回転する。この回転により、パッド部材123aが左斜め上方向に向くように移動し、ヘッド部材123bが加熱ロール111から離れる。結果、パッド部材が加熱ロールに近づきパッド部材123aのみで加圧領域を形成する。
In addition, the side of the
こうして、図2に示す状態を得る。この状態では、加熱ロール111方向への加圧は、ヘッド部材123bによって行われず、パッド部材123aのみによって行われる。また、カム108の長軸方向の辺が接触部113に接触することで、それ以上第2の支持部材104が反時計回り方向に回転できなくなり、図2の状態から更にコイルバネ114により加圧装置123が加熱ロール111の方向に押されなくなる。このため、加熱装置123から加熱ロール111に加わる圧力の源は、コイルバネ112のみとなり、図1の普通紙モードの場合に比較して、加熱装置123が加熱ロール111方向に加える圧力は、小さくなる。こうして、図7(a)に示す圧力分布が得られる。
In this way, the state shown in FIG. 2 is obtained. In this state, pressurization in the direction of the
この状態において、加熱ロール111を反時計回り方向に回転させ、画像形成媒体である図示しない封筒を、図の下方向から加熱ロール111とベルト102の間に移動させ、その間に挟み、加熱ロール111の回転によって上方に搬送することで、封筒上に転写されたトナー画像の定着が行われる。この際、ベルト102が時計回り方向に回転し、ベルト102を介して、図示しない封筒にパッド部材123aからの圧力が加えられる。こうして、図7(a)に示す加圧状態が得られ、封筒の印刷に適した定着処理が行われる。
In this state, the
(解除モード)
カム108を図1の状態とすることで、「普通紙印刷モード」、カム108を図2の状態とすることで、「封筒印刷モード」とする設定を行う点については上述した。次に、画像形成媒体が加熱ロール111とベルト102との間に挟まり、搬送不良となった状態(一般にジャム状態や紙詰まり状態と言われる状態)において、加熱ロール111から離す方向に加圧装置123を後退させ、詰まった画像形成媒体を取り出しやすくするモード(これを解除モードと称する)について説明する。
(Release mode)
As described above, the
この場合、図1の状態からカム108を反時計回り方向に90°、あるいは図2の状態からカム108を180°回転させ、図3に示す状態とする。図3の状態では、第2の支持部材104の位置関係は、図2の場合と同じであるが、カム108におけるコイルバネ112の固定部分110が、図1や図2の場合に比較して右側(第1の支持部材103に近い側)にくるので、コイルバネ112の引っ張り力が減じられる。また、コイルバネ112が図1や図2の場合に比較して図の垂直方向に立つので、コイルバネ112から第1の支持部材103に働く、X軸の負方向に引く力が図1や図2の場合に比較して小さくなる。このため、加圧装置123がX軸正方向に移動し、加圧装置123と加熱ロール111との間に隙間が形成される。こうして、解除モードを得る。なお、加熱装置123の後退は、第2支持部材に設けられたストッパー116により制限される。
In this case, the
図3に示す解除モードでは、加熱ロール111に加圧装置123から圧力が加わった状態が解除され、両者の間(正確には、ベルト102と加熱ロール111との間)に隙間が形成されるので、詰まった画像形成媒体を取り出し易い状態が得られる。
In the release mode shown in FIG. 3, the state where pressure is applied to the
以上述べたように、カム108と第1の支持部材103をコイルバネ112によって結合するリンク機構を採用し、且つ、カム108によって、第1の支持部材を回転自在に支持する第2の支持部材104を加熱ローラ111から離す方向に押し出せる構造とすることで、カム部材を回転させた場合に、カム108と結合された第1の支持部材103が第2の支持部材104に対して回転し、同時にカム108に押されて第2の支持部材104が基礎部材106に対して回転する。この2つの回転により、加圧装置123の加熱ロール111に対する向きが変化する。この向きの選択により、(1)パッド部材123aおよびヘッド部材123bによる画像形成媒体への加圧が行われる普通紙印刷モードと、(2)パッド部材123aによる画像形成媒体への加圧が行われ、ヘッド部材123bによる画像形成媒体への加圧が行われない封筒印刷モードのいずれかが選択される。また、カム108の回転位置により、コイルバネ114から第2の支持部材104を介して加圧装置123に加わる圧力が調整され、図1の状態では、図7(b)の加圧状態が得られ、図2の状態では、図7(c)の加圧状態が得られる。
As described above, the link mechanism that couples the
(画像形成装置)
次に図1〜3に示す定着装置を備えた画像形成装置の一例を説明する。図8は、画像形成装置の一例を示す概念図である。図8には、画像形成装置800が示されている。画像形成装置800は、画像形成媒体収納装置801を備えている。画像形成媒体収納装置801は、画像形成媒体802として普通紙または封筒を収納する。画像形成媒体収納装置801の画像形成媒体の搬送方向下流側には、搬送ローラ803が配置されている。
(Image forming device)
Next, an example of an image forming apparatus provided with the fixing device shown in FIGS. FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an example of an image forming apparatus. FIG. 8 shows an
搬送ローラ803によって画像形成媒体収納装置801から引き出された画像形成媒体は、搬送経路804を搬送され、搬送ベルト805に静電吸着され、さらに上方に搬送される。なお、静電吸着の仕組みは図示省略されている。搬送ベルト805は、駆動ローラ806と補助ローラ807との間で張力が掛けられ、駆動ローラ806からの駆動力により、図の時計回り方向に巡回する。
The image forming medium drawn out from the image forming
搬送ベルト805に吸着された画像形成媒体の搬送方向における上流側から、感光体ドラム808a〜808dが順に配置されている。各感光体ドラムは、YMCK(Yellow,Magenta,Cyan,black)の各基本色のトナー画像を形成する。感光体ドラム808aには、書き込み露光用走査装置であるROS(raster optical scanner)809aから静電潜像を形成するための走査光が照射される。この潜像が形成された部分にトナー供給ロール810aからトナーが供給され、感光体ドラム808a上に潜像に応じたトナー画像が形成される。感光体ドラム808aは回転しているので、このトナー画像は、搬送ベルト505に吸着されて搬送される画像形成媒体上に転写される。
同様の仕組みで、下流側に向かって、感光体ドラム808b、ROS809bおよびトナー供給ロール810bが配置され、さらに感光体ドラム808c、ROS809cおよびトナー供給ロール810cが配置され、さらに感光体ドラム808d、ROS809dおよびトナー供給ロール810dが配置されている。
With a similar mechanism, the
YMCKから選択された基本色のトナー画像が転写された画像形成媒体は、搬送ベルト805から搬送経路811に出力され、画像定着装置100に到る。画像定着装置100は、図1〜3に示した構造を備え、図1〜3を参照して説明した動作を行う。
The image forming medium on which the toner image of the basic color selected from YMCK is transferred is output from the
ここで、利用する画像形成媒体が普通紙であれば、画像定着装置100において、図1に示す普通紙印刷モードが選択され、利用する画像形成媒体が封筒であれば、図2に示す封筒印刷モードが選択される。また、画像形成媒体が画像定着装置100で詰まった場合は、図3に示す解除モードが選択される。これらモードの切換は、手動、電動、油圧等によりカム108(図1参照)を回転させることで行われる。
If the image forming medium to be used is plain paper, the plain paper printing mode shown in FIG. 1 is selected in the
なお、普通紙印刷モードと封筒印刷モードとでは、画像形成媒体の搬送速度等が異なる。これらパラメーターは、カム103の回転に連動して適宜調整される構成とされている。
Note that the conveyance speed of the image forming medium is different between the plain paper printing mode and the envelope printing mode. These parameters are appropriately adjusted in conjunction with the rotation of the
画像形成媒体上に転写されたトナー画像の定着が画像定着装置100において行われることで、画像の形成が終了する。画像の形成された画像形成媒体は、搬送ローラ812、出力ローラ813を経て、排出面814に排出される。こうして、画像形成媒体への画像の形成が行われる。画像形成装置800の構成は、パーソナル・コンピュータ等の端末から送られてくる画像データに基づく印刷を行う印刷装置、FAX装置、複写装置、これらの機能を2以上備えた複合装置に利用することができる。ここでは、カラー画像の形成を行う装置の例を示したが、モノクロ画像の形成を行う画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置は、感光体ドラムから転写ベルト等の中間転写体にトナー画像を1次転写し、さらにそれを画像形成媒体に2次転写する構成であってもよい。
Fixing of the toner image transferred onto the image forming medium is performed in the
(2)第2の実施形態
カムと第1の支持部材との結合をコイルバネで行うのではなく、連結棒を用いたリンク機構により行うこともできる。以下、この一例を説明する。図4は、発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。図4には、画像定着装置400が示されている。画像定着装置400では、カム108と第1の支持部材103との結合が、棒状のリンク部材401によって行われている。
(2) Second Embodiment The connection between the cam and the first support member can be performed not by a coil spring but by a link mechanism using a connecting rod. Hereinafter, this example will be described. FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of an image fixing apparatus using the invention. FIG. 4 shows an
リンク部材401は、一端がカム108の長軸方向の回転中心から離れた結合点402に回転自在な状態で固定され、他端が、符号404の部分で、第1の支持部材103に設けられた溝403に、スライド可能で且つ回転可能な状態で支持されている。つまり、リンク部材401の他端は、符号404の部分が支点となり、その支点404が第1の支持部材103に対して回転自在で、且つ、溝403内をスライド可能な状態で束縛されている。その他の構成は、図1に示す態様と同じであるので、説明は省略する。
One end of the
画像定着装置400においても、カム108の回転位置により、「普通紙印刷モード」、「封筒印刷モード」、「解除モード」のいずれかが選択される。各モードに対応するカム108の回転位置は、第1の実施形態の場合と同じである。以下、各モードを選択した状態の概略を説明する。
Also in the
(普通紙印刷モード)
図4には、普通紙印刷モードが選択される場合の状態が示されている。この場合、カム108の短軸上の辺が接触部113に対向し、且つ、結合点402が第1の支持部材103に近い側(図の下側)に位置した状態とされる。この状態では、加圧部材123は、コイルバネ114から加熱ロール111側への圧力を受け、加熱ロール111側に圧力を加える。また、パッド部材123aとヘッド部材123bの両方から上記の圧力が加えられる状態とされる。このため、図示しない画像形成媒体が図の下方から加熱ロール111とベルト102の間に挟まると、この画像形成媒体にパッド部材123aおよびヘッド部材123bから圧力が加えられる。こうして図7(b)に示す圧力分布が得られる。
(Plain paper printing mode)
FIG. 4 shows a state when the plain paper printing mode is selected. In this case, the side on the short axis of the
(封筒印刷モード)
図4の状態からカム108を時計回り方向に90°回転させると、封筒印刷モードに移行する。図5は、発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図であり、封筒印刷モードの状態の一例が示されている。
(Envelope printing mode)
When the
この状態では、カム108の長軸上の辺が接触部113に接触し、第2の支持部材104を加熱ロール111から離れる方向に押す。一方、カム108の長軸上に位置する結合点402が第1の支持部材103から遠ざかる方向に移動するので、溝403内を支点404が図の左方向に移動すると共に、やや上方向に移動する。このため、加圧装置123は、加圧面が図4に示す状態より上向く方向に回転し、ヘッド部材123bが加熱ロール111から遠ざかり、パッド部材123aのみが加熱ロール111に圧力を加える状態となる。こうして、図示しない画像形成媒体への圧力が、ヘッド部材123bからは加えられず、パッド部材123aから加えられる状態が得られ、封筒への印刷に適した画像定着が行われる。この際、溝403の寸法やリンク部材401の長さが調整されることで、図4の普通紙モードの場合に比較して、加熱装置123が加熱ロール111方向に加える圧力は、小さくなる。こうして、図7(a)に示す圧力分布が得られる。
In this state, the side on the long axis of the
(解除モード)
図5の状態からカム108を180°回転させると、解除モードに移行する。図6は、発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図であり、解除モードの状態の一例が示されている。
(Release mode)
When the
この状態では、結合点402が図3の場合に比較して、第1の支持部材103に近くなり、そのため、支点404が溝403内を右方向へスライドし、更にリンク部材401によって、第1の支持部材103が図の右方向に押される。このため、図5の状態から、第1の支持部材103が回転軸105を軸として反時計回り方向に回転し、加圧装置123が加熱ロール111から離れる方向に移動する。これにより、図6に示すように加圧装置123と加熱ロール111との間に隙間が生じ、解除モードの状態となる。
In this state, the
(3)他の実施形態
加圧装置123が備える加圧部材は、3種類以上であってもよい。また、カム108の回転中心の位置を楕円の中心からずれた位置とし、各モードにおける加圧装置の接触状態の調整を行ってもよい。また、カム108の楕円形状は、正確な楕円でなくてもよい。またカムは、回転中心から辺までの距離が複数設定された多角形状であってもよい。印刷モードとして、厚紙や樹脂製の印刷用紙に適した加圧状態を選択できるようにしてもよい。またカムによるモードの選択数を増やし、印刷モードも3種類以上としてもよい。
(3) Other Embodiments Three or more types of pressure members may be included in the
また、画像形成媒体の材質や厚みによっては、硬質のヘッド部材123bのみから圧力が画像形成媒体に加わるようにした方が好ましい場合がある。このような場合に対応するために、パッド部材123aが退避し、ヘッド部材123bからの圧力が印刷用紙に加わるモードを設定してもよい。また、コイルバネの代わりに液圧や空気圧を利用したシリンダを利用してもよい。また、図1に示す普通紙印刷モードを設定するのに、コイルバネ固定部分110が図1とは180°異なる回転位置(つまり上側)に位置するようにカム108を回転させてもよい。この場合、コイルバネ112のバネ定数や張り具合、その他部材の位置や寸法の微調整を行い、普通紙の印刷に適した加圧状態が実現されるようにすればよい。
Further, depending on the material and thickness of the image forming medium, it may be preferable to apply pressure to the image forming medium only from the
本発明は、画像定着装置およびそれを用いた画像形成装置に利用することができる。 The present invention can be used for an image fixing apparatus and an image forming apparatus using the same.
100…画像定着装置、101…円筒部材、102…ベルト、103…第1の支持部材、104…第2の支持部材、105…回転軸、106…基礎部材、107…回転軸、108…カム、109…回転軸、110…コイルバネ固定部分、111…加熱ロール、112…コイルバネ、113…接触部、114…コイルバネ、115…コイルバネ支持部材、123…加圧装置、123a…パッド部材、123b…ヘッド部材、401…リンク部材、402…結合点、493…溝、404…支点。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記加圧手段を支持する第1の支持部材と、
前記第1の支持部材を回転自在な状態で支持する第2の支持部材と、
前記第2の支持部材を回転自在な状態で支持する基礎部材と、
前記加圧手段に対向し、前記基礎部材に配置された対向手段と、
回転自在な状態で配置され、前記第1の支持部材と結合されると共に前記第2の支持部材を前記加圧手段が前記対向手段から離れる方向に押すカム部材と
を備えることを特徴とする画像定着装置。 A pressurizing means having a plurality of pressurizing parts having different hardnesses;
A first support member for supporting the pressurizing means;
A second support member for supporting the first support member in a rotatable state;
A base member for supporting the second support member in a rotatable state;
Opposing means arranged opposite to the pressurizing means and disposed on the foundation member;
A cam member which is arranged in a rotatable state, is coupled to the first support member, and pushes the second support member in a direction in which the pressurizing means separates from the opposing means. Fixing device.
前記回転中心の前記第3の辺側において前記第1の支持部材との結合が行われており、
前記第1の辺が前記第2の支持部材に対向した状態において、第1の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われ、
前記第2の辺が前記第2の支持部材に接触した状態において、第2の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われることを特徴とする請求項1に記載の画像定着装置。 The cam member has a first side, and a second side and a third side that are farther from the rotation center of the cam member than the first side,
The first support member is coupled to the third side of the rotation center.
In a state where the first side faces the second support member, a fixing process of a toner image on the first image forming medium is performed,
2. The image fixing device according to claim 1, wherein the toner image is fixed to the second image forming medium in a state where the second side is in contact with the second support member.
前記第1の辺が前記第2の支持部材に対向した状態において、前記第1の部材および前記第2の部材は、前記対抗手段との間において前記第1の画像形成媒体に対して圧力を加え、
前記第2の辺が前記第2の支持部材に接触した状態において、前記第1の部材は、前記第2の画像形成媒体に対して圧力を加えず、前記第2の部材は、前記対抗手段との間において前記第2の画像形成媒体に対して圧力を加えることを特徴とする請求項2に記載の画像定着装置。
The pressurizing unit has a first member and a second member that is softer than the first member,
In a state where the first side faces the second support member, the first member and the second member exert pressure on the first image forming medium between the opposing means. In addition,
In a state where the second side is in contact with the second support member, the first member does not apply pressure to the second image forming medium, and the second member is the counter means. The image fixing apparatus according to claim 2 , wherein a pressure is applied to the second image forming medium in between.
その短軸上に前記第1の辺が位置し、
その長軸上に前記第2の辺および第3の辺が位置し、
前記第2の辺と前記第3の辺は、前記カム部材の回転中心を挟んだ位置にあることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の画像定着装置。 The cam member has an elliptical shape,
The first side is located on the minor axis;
The second side and the third side are located on the major axis,
5. The image fixing device according to claim 2, wherein the second side and the third side are located at a position sandwiching a rotation center of the cam member.
前記請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像定着装置と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 Toner image forming means for forming a toner image;
An image forming apparatus comprising: the image fixing device according to claim 1.
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