JP5195080B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法を用いる画像形成装置用定着装置に係り、特に、転写材のカール等の変形を防止することの可能な定着装置及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 for an image forming apparatus using an electrophotographic method, and more particularly to a fixing device capable of preventing deformation such as curling of a transfer material and an image forming apparatus provided with the fixing device.
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を利用した画像形成装置においては、像担持体の表面を帯電装置によって一様に帯電させ、画像情報に基づいて発光するレーザー光、又はLED光などの露光装置より露光して、像担持体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置のトナーにより顕像化し、転写装置を経て、このトナー像を転写紙等の転写材に転写する。その後、転写材上に形成されたトナー像を定着装置に搬送して、加熱部材と加圧部材との間を通過させて加熱、加圧してトナー像を転写材上に定着するようになっている。
このような定着装置においては、加熱部材と加圧部材との圧接部を通過した転写材が、圧接部の形状や、転写材の持つ性質のためにカール変形し、カール変形したまま排紙されてしまう。その結果、印刷品質を低下させたり、定着後の搬送経路にて、転写材の詰まりを起こしやすくなる等の問題を招く。
これを防止するために、定着後の経路にて、変形を矯正する装置、例えば、特許文献1に記載された矯正装置が一般的に採用されている。また、転写材の材質によっては、基準より定着時の加熱温度を低くしカール変形を抑制しようとするものがあり、さらに、転写材によるカール状態に対応するために、複数のカール矯正装置を設置するものもある(例えば、特許文献2参照)。
In such a fixing apparatus, the transfer material that has passed through the pressure contact portion between the heating member and the pressure member is curled due to the shape of the pressure contact portion and the properties of the transfer material, and the paper is discharged in a curled shape. End up. As a result, problems such as a decrease in print quality and a tendency to cause clogging of the transfer material in the transport path after fixing are caused.
In order to prevent this, a device that corrects deformation in the path after fixing, for example, a correction device described in Patent Document 1 is generally employed. Also, depending on the material of the transfer material, there are some that try to suppress the curl deformation by lowering the heating temperature at the time of fixing from the standard, and in addition, multiple curl correction devices are installed to cope with the curled state due to the transfer material There are some (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1記載のものでは、定着装置から離隔した位置に矯正装置を配設し、定着装置から繰り出されて搬送される過程において生じる転写材のカール変形を矯正するようにしているので、カール変形している転写材に大きい矯正力を作用させなければならず、矯正装置が大型化するだけでなく、転写材の矯正が不十分になるという問題がある。
また、特許文献2記載のものでは、特許文献1のものと同様に、定着装置から離隔した位置に転写材の両面の変形を矯正する2個の矯正装置を配設するので、カール変形している転写材に大きい矯正力を作用させなければならず、個々の矯正装置が大型化するだけでなく、部品点数を多く必要とし、装置が大型化してコストアップに繋がる問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、簡単な構造で、容易、確実に転写材の矯正を行うことの可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
However, in the one described in Patent Document 1, the correction device is disposed at a position separated from the fixing device, and the curling deformation of the transfer material that occurs in the process of being fed out from the fixing device and conveyed is corrected. There is a problem that a large correction force must be applied to the curled transfer material, which not only increases the size of the correction device, but also makes the transfer material insufficiently corrected.
Further, in the case of the one described in Patent Document 2, as in the case of Patent Document 1, two correction devices for correcting the deformation of both surfaces of the transfer material are arranged at a position separated from the fixing device, so that the curl deformation occurs. A large correction force must be applied to the transfer material, and not only the individual correction devices are increased in size, but also a large number of parts are required, resulting in an increase in the size of the device and an increase in cost.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fixing device capable of easily and reliably correcting a transfer material with a simple structure and an image forming apparatus including the same. Objective.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、表面にトナー像が転写された転写材の表面を加熱する加熱手段と、当該転写材を当該加熱手段に対して押圧する加圧手段とを有して前記加熱手段と加圧手段とによって、前記転写材を加熱、加圧して、前記トナー像を転写材上に定着する定着装置において、前記加圧手段は、前記加熱手段と対向する加圧ローラと前記転写材の搬送方向下流側に配設された支持ローラとに張架された無端状加圧ベルトを備えており、前記支持ローラ上で転写材を前記無端状加圧ベルトに押圧して転写材のカール変形を矯正する矯正手段を備え、前記無端状加圧ベルトの硬度をH1、前記加熱手段の転写材との当接部の硬度をH2、前記矯正手段の転写材との当接部の硬度をH3としたときに、H2<H1<H3の関係を有するように設定されることを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1記載の定着装置において、前記矯正手段は、前記転写材に対する押圧力を制御する押圧力制御手段を備えていることを特徴とする。
また、請求項3の発明は、請求項2記載の定着装置において、前記押圧力制御手段は、前記転写材の材質又は前記定着装置の環境条件に応じて押圧力を変化させるように制御することを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載の定着装置において、前記無端状加圧ベルト表面に転写材を吸着する電荷を当該無端状ベルトに印加する電荷印加手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項4記載の定着装置において、前記電荷印加手段は、前記転写材に前記トナー像が転写される際の転写条件に応じて前記印加電荷を変化させるように制御されることを特徴とする。
また、請求項6の発明は、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給して当該静電潜像をトナー像化する画像形成手段と、当該画像形成手段によって形成されたトナー像を転写材表面に転写する転写手段と、当該転写手段によって転写されたトナー像を転写材上に定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、前記定着装置は、請求項1乃至5のいずれか1項記載の定着装置であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a heating means for heating the surface of a transfer material having a toner image transferred to the surface, and a pressurizing means for pressing the transfer material against the heating means. In the fixing device that heats and presses the transfer material by the heating means and the pressurizing means, and fixes the toner image on the transfer material, the pressurizing means faces the heating means. An endless pressure belt that is stretched between a pressure roller that rotates and a support roller disposed on the downstream side in the conveyance direction of the transfer material, and the transfer material is placed on the support roller on the endless pressure belt. And a correction means for correcting the curl deformation of the transfer material by pressing to H1, the hardness of the endless pressure belt is H1, the hardness of the contact portion of the heating means with the transfer material is H2, and the transfer material of the correction means When the hardness of the contact part with H3 is H3, H2 <H1 < Characterized in that it is set to have a third relationship.
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the correction unit includes a pressing force control unit that controls a pressing force to the transfer material.
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the pressing force control means controls the pressing force to change in accordance with a material of the transfer material or an environmental condition of the fixing device. It is characterized by.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to any one of the first to third aspects, wherein the charge applying means applies a charge for adsorbing the transfer material to the surface of the endless pressure belt. It is provided with.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fourth aspect, the charge applying unit changes the applied charge in accordance with a transfer condition when the toner image is transferred onto the transfer material. It is controlled.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming unit that supplies toner to an electrostatic latent image formed on an image carrier and converts the electrostatic latent image into a toner image, and the image forming unit. 6. An image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers a toner image onto the surface of a transfer material; and a fixing device that fixes the toner image transferred by the transfer unit onto the transfer material. A fixing device according to any one of the above.
本発明によれば、加熱手段と対向する加圧ローラと転写材の搬送方向下流側に配設された支持ローラとに張架された無端加圧状ベルトを備えた加圧手段を使用し、前記支持ローラ上で転写材を前記無端状加圧ベルトに押圧して転写材のカール変形を矯正する矯正手段を備え、前記無端状加圧ベルトの硬度をH1、前記加熱手段の転写材との当接部の硬度をH2、前記矯正手段の転写材との当接部の硬度をH3としたときに、H2<H1<H3の関係を有するように設定されることによって、簡単な構造で、容易、確実に転写材の矯正を行うことの可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, the pressure means provided with the endless pressure belt stretched between the pressure roller facing the heating means and the support roller disposed on the downstream side in the conveyance direction of the transfer material is used. A correction means for correcting the curl deformation of the transfer material by pressing the transfer material against the endless pressure belt on the support roller, the hardness of the endless pressure belt is H1, and the transfer material of the heating means When the hardness of the abutting portion is H2, and the hardness of the abutting portion with the transfer material of the correcting means is H3, by setting to have a relationship of H2 <H1 <H3, the structure is simple, It is possible to provide a fixing device capable of easily and surely correcting a transfer material and an image forming apparatus including the same.
本発明者は、定着装置で加熱されることによって発生する転写材のカール変形を矯正することについて検討した結果、カール変形の矯正は、定着装置で表面にトナー像を有する転写材を加熱、加圧した際に、定着装置による予熱が残存する定着処理の初期の段階で、転写材の表面にカール変形を矯正する矯正力を付与することが有効であることを究明した。この究明に基づき、さらに検討の結果、定着装置の加圧手段として、加熱手段に押圧力を付与する加圧ローラと、転写材の搬送方向下流側に支持ローラを配設し、加圧ローラと支持ローラとの間に無端状の加圧ベルトを張架し、さらに、前記支持ローラ上で、転写材の表面を押圧してカール変形を矯正する矯正手段を配設する構造が効果的であることを見出した。
さらに、このような構造の定着装置において、前記無端状加圧ベルトの硬度をH1、前記加熱手段の転写材との当接部の硬度をH2、前記矯正手段の転写材との当接部の硬度をH3としたときに、H2<H1<H3の関係を有するように設定すれば、容易かつ確実に転写材のカール変形を矯正することが可能となることを知り、本発明を完成するに至った。以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。
As a result of studying the correction of curl deformation of the transfer material generated by being heated by the fixing device, the inventor has corrected the curl deformation by heating and applying the transfer material having a toner image on the surface thereof by the fixing device. It was determined that it is effective to apply a correction force to correct the curl deformation to the surface of the transfer material at the initial stage of the fixing process in which preheating by the fixing device remains when the pressure is applied. Based on this investigation, as a result of further investigation, as a pressure unit of the fixing device, a pressure roller that applies a pressing force to the heating unit, and a support roller disposed on the downstream side in the conveyance direction of the transfer material, A structure in which an endless pressure belt is stretched between the supporting roller and a correcting means for correcting the curl deformation by pressing the surface of the transfer material on the supporting roller is effective. I found out.
Further, in the fixing device having such a structure, the hardness of the endless pressure belt is H1, the hardness of the contact portion of the heating means with the transfer material is H2, and the contact portion of the correction means with the transfer material is When the hardness is set to H3, it is found that if the relationship of H2 <H1 <H3 is set, the curl deformation of the transfer material can be corrected easily and reliably, and the present invention is completed. It came. Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.
図1は、本発明による一実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
本実施形態に係る画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)のトナー画像を形成する画像形成部1Y、1M、1C、1Bを備えている。画像形成部1Y、1M、1C、1Bは、図1に示すように、支持ローラ21、22、14に張架され、これらの支持ローラ21、22、14の1個、例えば、支持ローラ14の回転駆動力で矢印A方向に移送される無端状の中間転写ベルト2の移送方向に沿って並設され、タンデム型カラー画像形成部を構成している。
また、画像形成部1Y、1M、1C、1Bは、それぞれ、矢印方向に回転する像担持体であるドラム状の感光体3Y、3M、3C、3Bを中心として、それぞれの感光体3Y、3M、3C、3Bの周囲に、それぞれの感光体3Y、3M、3C、3Bの表面を一様に帯電する帯電装置4及びイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)のトナーを収容し、各色のトナーをそれぞれの感光体3Y、3M、3C、3Bに供給する現像装置7Y、7M、7C、7Bを備えている。また、感光体3Y、3M、3C、3Bの上方には、スキャナーやプリンタなどから送信されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の画像情報に基づいた書きこみ画像信号に応じたレーザービームが出力され、レーザー光を回転多面鏡(以下ポリゴンミラー)6Y、6M、6C、6Bの光学系を通してそれぞれの感光体3Y、3M、3C、3Bに照射する露光装置5Y、5M、5C、5Bが配設されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
The image forming apparatus according to this embodiment includes
The
この画像形成装置によってカラー画像を印刷する場合について説明する。
先ず、回転している感光体3Y、3M、3C、3Bの各表面をそれぞれの帯電装置4によって一様に帯電する。このように表面を帯電された感光体3Y、3M、3C、3Bの各表面に、露光装置5Y、5M、5C、5Bからそれぞれの色画像に基づくレーザー光が照射されて、各色に対応する静電潜像が形成される。この場合に、ポリゴンミラー6Y、6M、6C、6Bはモータによって高速で定速回転駆動することにより感光体上での主走査を行なうことができる。静電潜像の書きこみは、制御装置で記録すべき画素単位の位置信号をその画素位置がポリゴンミラーの回転位置と同期するように書きこみLDに印加し、画像の濃度でその画素の濃度、データ処理後のトナーの原色であるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の画像信号を書き込み信号に応じたレーザー光がオン/オフ制御して行われている。
このようにして、各感光体3Y、3M、3C、3Bの表面に形成された静電潜像に対して、現像装置7Y、7M、7C、7Bからそれぞれの色のトナーが供給されて静電潜像をトナー像化する。本実施形態においては、マイナス帯電トナーを使用した反転現像方式を採用している。
A case where a color image is printed by this image forming apparatus will be described.
First, the surfaces of the rotating
In this way, the toner of each color is supplied from the developing
一方、感光体3Y、3M、3C、3Bの下方に配設された中間転写ベルト2の裏側に配設された1次転写ロ−ラ9a、9b、9c、9dが中間転写ベルト2に接触し、1次転写ローラ9a、9b、9c、9dにそれぞれ接続された電源31a、31b、31c、31dによって1次バイアスが印加される。それによって中間転写ベルト2上には、静電的に感光体3Y、3M、3C、3B上の各色のトナー像が重層されて転写され、4色のトナー像が重層されてカラートナー像が形成される。
このようにしてカラートナー像が形成された中間転写ベルト2は、支持ローラ21を経由して2次転写ローラ23に移送される。同時期に設定されたタイミングで図示しない転写紙カセット内の転写材としての転写紙Pが2次転写ローラ23に給紙され、レジストローラ12のところで一旦停止後、レジストローラ12によって、転写紙Pは中間転写ベルト2からのカラートナー像の転写タイミングに合わせて、2次転写ローラ23に送られる。2次転写ローラ23には、電源である25により電荷が供給され、中間転写ベルト2上のカラートナー像を給紙された転写紙Pに一括して転写する。
なお、本実施形態においては、感光体3Y、3M、3C、3Bとして、ドラム型の直径30mmの円筒に、負帯電性のOPCを塗布したドラムを用い、帯電には帯電ローラを用いている。また、現像装置7Y、7M、7C、7Bにおいては、キャリアとトナーを攪拌して帯電させる2成分現像方式を用いている。トナーは負極性に帯電され、レーザービームで露光された潜像部分にトナー像を形成する。
On the other hand,
The intermediate transfer belt 2 on which the color toner image is formed in this way is transferred to the
In this embodiment, as the
1次転写ローラ9a、9b、9c、9dは、金属棒であり感光体3Y、3M、3C、3Bの直下よりも中間転写ベルト2の進行方向の下流側にずれて配置されている。またそれぞれのローラ9a、9b、9c、9dには給電で電源を介しそれぞれ高圧電源31a、31b、31c、31dに接続されている。
中間転写ベルト2は、基層、表層の2層構造からなり、全体の厚み150μmにて形成されている。表層は厚みが10μm前後の体積抵抗率が1×1012Ω・cmの離型性のよいフッ素樹脂のPTEFを分散した樹脂層で形成され、基層は体積抵抗がのぞましくは1×107Ω・cm〜1×109Ω・cmのNBRとEPDMゴムで形成されている。この中間転写ベルト2の基層の体積抵抗値は少なくとも106〜1011Ω・cmの範囲に設定することによって、4つの感光体3Y、3M、3C、3Bでの画像形成を確実に転写し、かつ転写紙Pへの画像形成を異常画像のないように行うことができる。
The
The intermediate transfer belt 2 has a two-layer structure of a base layer and a surface layer, and is formed with a total thickness of 150 μm. The surface layer is formed of a resin layer in which PTEF, which is a fluororesin with a good releasability and has a volume resistivity of about 1 × 10 12 Ω · cm with a thickness of about 10 μm, and the base layer preferably has a volume resistance of 1 × 10 7 Ω · cm to 1 × 10 9 Ω · cm NBR and EPDM rubber. By setting the volume resistance value of the base layer of the intermediate transfer belt 2 to a range of at least 10 6 to 10 11 Ω · cm, image formation on the four
また、2次転写ローラ23は直径10mmの芯金に体積抵抗率1×108Ω・cmの導電性のゴム層、たとえばクロロプレンゴム、ウレタンゴム、またはエラストマの樹脂などにより形成され、芯金部は給電バネを介して高圧電源25に接続されている。また2次転写ローラ23の対向ローラである支持ローラ14は接地されている。2次転写ローラ23は中間転写ベルト2にばねにより圧力を付与され、さらにモータからギアを介して駆動力を伝達されることにより回転している。送り出された転写紙Pは2次転写ローラ23に電源より電流が供給されて中間転写ベルト2のカラートナー像を転写する。このようにしてカラートナー像が転写されて2次転写ローラ23によって移送された転写紙Pは定着装置8に送られ、転写しPの表面に転写されたカラートナー像は、後述するように、転写装置8で加熱、加圧されて転写紙P上にトナーを定着する。
なお、本実施形態の画像形成装置においては、感光体上のトナー像を中間転写ベルト2を使用し、感光体上のトナー像を1次転写ローラ9a、9b、9c、9dによって、中間転写ベルト2上に転写後、中間転写ベルト2上のトナー像を2次転写ローラ23によって転写紙P上にトナー像を転写している。しかしながら、中間転写ベルト2を使用せず、転写ローラ等の転写手段によって、感光体上のトナー像を直接転写紙P上に転写しても良い。
The
In the image forming apparatus of the present embodiment, the intermediate transfer belt 2 is used for the toner image on the photoconductor, and the toner image on the photoconductor is transferred to the intermediate transfer belt by the
本発明においては定着装置の構成に特徴を有する。本発明による定着装置の実施形態について図面に基づいて詳細を説明する。
図2は、本発明による第1実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。第1実施形態に係る定着装置8は、図2に示すように、転写紙P上のトナー像を加熱する加熱手段として、中心部に加熱ヒータ34を備え、回転可能に取り付けられた加熱ローラ30を備えている。さらに、加圧手段として加熱ローラ30と対向して回転可能に取り付けられ加圧ローラ38と、転写紙Pの搬送方向Bの下流側に配設され、回転駆動する駆動支持ローラ41とに張架された無端状加圧ベルト37を備えている。
そして、無端状加圧ベルト37は、支持駆動ローラ41の回転駆動によって矢印C方向に移送されるようになっている。加圧ベルト37は、加圧ローラ38の両端の回転軸38aの軸受け部38bを押圧するバネ部材45によって加熱ローラ30に向かって押圧されている。
また、駆動支持ローラ41上には、図2に示すように、加圧ベルト37上に載置される転写紙Pの表面を押圧して転写紙Pのカール変形を矯正する矯正手段としての矯正ローラ42が回転軸42a上で回転可能に取り付けられている。そして、矯正ローラ42の両端の回転軸42aの軸受け部42bで押圧するバネ部材43によって支持駆動ローラ41に向かって加圧ベルト37上の転写紙Pを押圧するようになっている。従って、駆動支持ローラ41の回転駆動と共に加圧ベルト37がC方向に移送されると共に、加熱ローラ30及び矯正ローラ42が回転され、表面にトナー像を有する転写紙Pが加熱ローラ30で加熱され、加圧ローラ38による押圧力で加圧されて、トナー像のトナーが溶融、軟化して転写紙P上にトナー像が固着定着される。
The present invention is characterized by the configuration of the fixing device. Embodiments of a fixing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the fixing device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the fixing
The
Further, as shown in FIG. 2, on the driving
このようにして、転写紙P上のトナー像が定着されたときに、転写紙Pが表面を凹面としてカール変形を起こし易い。本実施形態においては、このような転写紙Pのカール変形に対して、加圧ベルト37のC方向への移送と共に、加圧ベルト37上の転写紙PもB方向に搬送され、駆動支持ローラ41と矯正ローラ42とのニップ部N2で加圧ベルト37と共に加圧、挟持され、転写紙Pのカール変形が矯正される。
この場合に、加熱ローラ30の転写紙Pと当接する当接部30a(加熱ローラ30の周面)の硬度をH2としたときに、H2はJIS−Aで規定される硬度で20〜50、望ましくは25〜30に設定されている。加熱ローラ30は、パイプ状芯金32の周面に耐熱性を有しかつ離型性のよい樹脂層31を形成して構成されている。そして、パイプ状芯金32内には、ヒータ34を備える。
しかして、樹脂層31の周面30aには、分離爪35の先端およびサーミスタ36が接触するように配設されている。また、加熱ローラ30及び加圧ローラ38との間のニップ部N1の転写紙Pの進入側には、先端をそのニップ部N1に向けた入口ガイド39が配設されている。本実施形態に係る定着装置では、入口ガイド39で表面に転写トナー像を有する転写紙Pを案内し、加熱ローラ30と加圧ベルト37間に通して転写紙P上の転写トナー像を熱と圧力とで定着する。そのとき、サーミスタ36で加熱ローラ30の表面温度を検知し、その検知信号を受けて適宜加熱温度を図示しない制御部で制御し、加熱ヒータ34をオンオフして加熱ローラ30の表面温度を常に一定に保っている。
In this way, when the toner image on the transfer paper P is fixed, the transfer paper P tends to be curled with the surface as a concave surface. In this embodiment, with respect to the curl deformation of the transfer paper P, the transfer paper P on the
In this case, when the hardness of the
Accordingly, the distal end of the
なお、JIS−Aで規定される硬度は、JIS規格(JIS K6253)で規定する一般ゴムの硬さを測定する硬度で、被測定物の表面に圧子(押針とかインデンタと呼ばれる)を押し込み変形させ、その変形量を測定し、数値化するスプリング式ゴム硬度計を用いた測定の値である。また、この実施形態においては、加熱手段として加熱ローラを使用したが、加熱ローラ30等のローラ体に限らず、無端状ベルト体或いは、パッド状体であっても良い。
一方、加圧ベルト37は、前述のように、その内周に、加圧ローラ38及び駆動支持ローラ41によって張架されている。そして、この加圧ローラ38は、その回転軸38aの両端を立方体状の軸受部38bで支持され、軸受部38bに付勢ばね45を取り付け、付勢ばね45によって加圧ローラ38及び加圧ベルト37を加熱ローラ30に対して押圧する。
加熱ローラ30に対向している加圧ローラ38上の加圧ベルト37の硬度をH1とする。この加圧ベルト37の加熱ローラ30との当接部の硬度H1は、加熱ローラ30の硬度H2よりも大きく、当接圧を付与することにより、図2で示すように、加熱ローラ30に食い込み、当接部分(ニップ部N1)の接触面積が大きくなって定着が十分行われる。また、そのニップ部N1の形状は加圧ベルト37と加圧ローラ38との形状に倣い、転写紙Pもその形状に変形される。加圧ベルトの硬度H1はJIS−Aで50〜80の硬度を有する。好ましくは、70〜80が望ましい。
The hardness specified by JIS-A is a hardness that measures the hardness of general rubber specified by JIS standard (JIS K6253). An indenter (called a push needle or indenter) is pushed into the surface of the object to be measured. It is a value of measurement using a spring type rubber hardness meter that measures the amount of deformation and digitizes it. In this embodiment, a heating roller is used as the heating means. However, the
On the other hand, the
The hardness of the
さらに、矯正ローラ42は、その当接部42cの硬度をH3とし加圧ベルト37の硬度H1より大きく、例えば、JIS−Aで70〜100の硬度に設定し、図2に示すように、加圧ベルト37に食い込ませる。矯正ローラ42としては、回転軸42aを構成する芯金上にゴム材料、金属等からなる矯正層42cを形成したものを使用できる。このように転写紙Pと圧接する各部材の硬度の関係がH2<H1<H3となるように調整設定されている。このことにより、加熱ローラ30との部分で加圧ベルト37と加圧ローラ38との形状に倣ってカール変形された転写紙Pは、加熱ローラ30からの予熱が残存した状態で、矯正ローラ42よって逆の方向に押圧される。その結果、加熱ローラ30とのニップ部N1でカール変形された転写紙Pは、矯正ローラ42によって矯正変形され、定着装置8から排出されるときにはカール変形が矯正されている状態となる。
この第1実施形態に係る定着装置8の矯正手段としては矯正ローラ42を使用したが、矯正手段としては、ローラに限らず、パッド部材であっても良い。
Further, the
Although the
次に、本発明による第2実施形態に係る定着装置について、図3に基づいて説明する。
図3は、本発明による第2実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
この第2実施形態に係る定着装置8は、前述の第1実施形態に係る定着装置とは、矯正ローラ42の押圧力付勢手段を備える点が相違している。この第2実施形態に係る定着装置8においては、転写紙Pに対して押圧力を付勢する手段として、第1実施形態におけるバネ部材43に代えて、カム手段50を使用している。
即ち、図3に示すように、矯正ローラ42の軸受け部42bに上方(駆動支持ローラ41から離反する方向)に押圧する不図示のバネ部材を取り付け、矯正ローラ42の回転軸42aと当接して回転軸42aの上方への移動を規制する規制部材52が矢印D方向に移動自在に取り付けられている。そして、規制部材52は、回転軸51aを中心として矢印E方向に回転する回転カム51のカム面51bと当接するように取り付けられている。従って、回転カム51が矢印E方向に回転することによって、規制部材52が上下方向(D方向)に移動して、矯正ローラ42の駆動支持ローラ41に対する押圧力を変化させることが可能となっている。
さらに、回転カム51は、回転カム51を回転駆動する不図示の駆動モータを押圧力制御手段53によって、転写紙Pの厚みや種類等の材質に応じて押圧力を変化させるように、回転カム51の回転角度を制御するようになっている。それ故、転写紙Pの材質等に応じて、適切な押圧力で矯正ローラ42でカール変形した転写紙Pを押圧して確実にカール変形を矯正することが可能となる。
Next, a fixing device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the fixing device according to the second embodiment of the present invention.
The fixing
That is, as shown in FIG. 3, a spring member (not shown) that presses upward (in a direction away from the drive support roller 41) is attached to the bearing
Further, the
次に、本発明による第3実施形態に係る定着装置について、図4に基づいて説明する。
図4は、本発明による第3実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
この第3実施形態に係る定着装置8は、前述の第1実施形態に係る定着装置とは、加圧ベルト37に対する転写紙Pを吸着する電荷を印加する電荷印加手段を備える点が相違している。この第2実施形態に係る定着装置8においては、駆動支持ローラ41を金属等の導電性物質で形成し、その回転軸41aに電源54から可変の電圧を印加して、加圧ベルト37の表面に転写紙Pを吸引する電荷を帯電可能となっている。
この電圧としては、例えば、交流電圧にマイナスの電圧を重畳した電圧を使用することができる。このことにより、加熱ローラ30から排出された転写紙Pは、加熱ローラ30に巻きつくことなく、安定して搬送され、矯正ローラ42に確実に搬送することができる。
Next, a fixing device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a fixing device according to the third embodiment of the present invention.
The fixing
As this voltage, for example, a voltage obtained by superimposing a negative voltage on an AC voltage can be used. As a result, the transfer paper P discharged from the
次に、本発明による第4実施形態に係る定着装置について、図5に基づいて説明する。
図5は、本発明による第4実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
この第4実施形態に係る定着装置8は、前述の第3実施形態に係る定着装置を改良したものである。前述の第3実施形態に係る定着装置では、加圧ベルト37に電源54から可変電圧を印加して帯電させ、転写紙Pを加圧ベルト37に吸引することによって、転写紙Pの搬送を安定化せている。しかしながら、転写紙Pは、中間転写ベルト2からトナー像を転写する際に、2次転写ローラ23によって帯電されている。
この場合に、この転写電圧は、転写紙Pの表裏、紙種、紙の大きさなどによって変化するため転写紙Pの帯電量が異なってくる。従って、この2次転写ローラ23による帯電を考慮して、加圧ベルト37の帯電を行わないと所期の目的を達成できない場合が生じる。そのため、この第4実施形態においては、2次転写ローラ23に印加される電圧を検出し、この電圧に基づいてCPU(コンピュータ処理ユニット)で加圧ベルト37への印加電圧を、可変電源54を制御することによって、調整、制御するようにしている。このような制御を行うことによって、加圧ベルトへの帯電量が適切に制御され、転写紙Pの搬送が確実に安定化することができる。
Next, a fixing device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a fixing device according to the fourth embodiment of the present invention.
The fixing
In this case, since the transfer voltage changes depending on the front and back of the transfer paper P, the paper type, the size of the paper, etc., the charge amount of the transfer paper P varies. Therefore, in consideration of the charging by the
次に、本発明による第5実施形態に係る定着装置について、図6に基づいて説明する。
図6は、本発明による第5実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
この第5実施形態に係る定着装置8は、前述の第2実施形態に係る押圧力付勢手段と第3実施形態に係る電荷印加手段を併用したものである。この第5実施形態に係る定着装置8においては、定着装置8と2次転写ローラ23との間に転写紙Pの厚みや帯電量を検出するセンサ56を配設し、このセンサ56から検出された転写紙Pの厚み、種類等の材質及び帯電量を検出し、これらの検出データに基づいて、制御手段57によってカム手段50による矯正ローラ42の押圧力及び、加圧ベルト37に対する印加電圧を制御するようにしている。従って、転写紙Pの材質に応じた適切な矯正ローラ42による押圧力及び加圧ベルト37に対する印加電圧を付与することによって、より確実にカール変形を矯正することが可能となる。
なお、この第5実施形態においては、センサ56として、転写紙Pの材質や帯電量を検出するようにしているが、これらの検出のほかに、定着装置8の周辺の温度、湿度等の環境条件を検出し、これらの環境条件に基づいて制御手段57で矯正ローラ42の押圧力や加圧ベルト37の印加電圧を制御するようにしてもよい。
Next, a fixing device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a fixing device according to the fifth embodiment of the present invention.
The fixing
In the fifth embodiment, the material and the charge amount of the transfer paper P are detected as the
次に、本発明による第6実施形態に係る定着装置について、図7及び図8に基づいて説明する。
図7は、本発明による第2実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。図8は、定着装置の加熱温度と転写紙のカール曲率の関係を示すグラフ図である。
この第6実施形態に係る定着装置8は、前述の第5実施形態に係る定着装置とは、矯正ローラ42の押圧力及び加圧ベルト37の印加電圧を制御する手段として、予め測定された転写紙Pの材質等に対応して得られたカール曲率データ等を格納しているデータベース58を利用してCPU55で制御するものである。
データベース58には、図8に示すような転写紙Pの材質と定着装置の加熱温度を変化させた際の転写紙Pのカール曲率のデータが格納されている。従って、定着装置8のサーミスタ36で検出された加熱ローラ30の加熱温度及び、センサ56からの転写紙P材質等のデータを検出して、データベース58内に格納されているカール曲率を使用して、より適切に矯正ローラ42の押圧力及び加圧ベルト37の印加電圧を制御することが可能となる。
なお、図8中、曲線1は、表面にトナー像を有する転写紙種1の表面のカール曲率、曲線2は表面にトナー像を有する転写紙種2の表面のカール曲率及び曲線3は、表裏両面にトナー像を有する転写紙種1のカール曲率を示している。
Next, a fixing device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a fixing device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the heating temperature of the fixing device and the curl curvature of the transfer paper.
The fixing
The
In FIG. 8, the curve 1 is the curl curvature of the surface of the transfer paper type 1 having the toner image on the surface, the curve 2 is the curl curvature of the surface of the transfer paper type 2 having the toner image on the surface, and the
以上のように、本発明による実施形態においては、駆動支持ローラ41及び加圧ローラ38に張架した加圧ベルト37を使用し、駆動支持ローラ41に対向する位置で矯正ローラ42で加圧ベルト37上の転写紙Pを押圧して転写紙Pのカール変形を矯正する構造とするので、簡単な構造で適切に転写紙Pのカール変形を矯正することが可能となる。しかも、加圧ベルト37、加熱ローラ30及び矯正ローラの硬度関係がH2<H1<H3となるようにそれぞれの硬度が設定されているために、転写紙Pのカール変形を適切かつ確実に矯正することが可能となる。
As described above, in the embodiment according to the present invention, the
1Y、1M、1C、1B 画像形成部、2 中間転写ベルト、3Y、3M、3C、3B 感光体、4 帯電装置、5Y、5M、5C、5B 露光装置、9a、9b、9c、9d 1次転写ローラ、14、21、22 支持ローラ、23 2次転写ローラ、25、54 電源、30 加熱ローラ、34 加熱ヒータ、36 サーミスタ、37 加圧ベルト、38 加圧ローラ、38a 回転軸、38b 軸受け部、41 駆動支持ローラ、41a 回転軸、42 矯正ローラ、42a 回転軸、42b 軸受け部、42c 矯正層、43、45 バネ部材、50 カム手段、51 規制部材、52 回転カム、53 押圧力制御手段、55 CPU、56 センサ、57 制御手段、58 データベース 1Y, 1M, 1C, 1B image forming unit, 2 intermediate transfer belt, 3Y, 3M, 3C, 3B photoconductor, 4 charging device, 5Y, 5M, 5C, 5B exposure device, 9a, 9b, 9c, 9d primary transfer Roller, 14, 21, 22 Support roller, 23 Secondary transfer roller, 25, 54 Power supply, 30 Heating roller, 34 Heating heater, 36 Thermistor, 37 Pressure belt, 38 Pressure roller, 38a Rotating shaft, 38b Bearing part, 41 Drive support roller, 41a Rotating shaft, 42 Correction roller, 42a Rotating shaft, 42b Bearing portion, 42c Correction layer, 43, 45 Spring member, 50 Cam means, 51 Restricting member, 52 Rotating cam, 53 Pressing force control means, 55 CPU, 56 sensors, 57 control means, 58 database
Claims (6)
前記加圧手段は、前記加熱手段と対向する加圧ローラと前記転写材の搬送方向下流側に配設された支持ローラとに張架された無端状加圧ベルトを備えており、
前記支持ローラ上で転写材を前記無端状加圧ベルトに押圧して転写材のカール変形を矯正する矯正手段を備え、
前記無端状加圧ベルトの前記加圧ローラ上の硬度をH1a、前記無端状加圧ベルトの前記支持ローラ上の硬度をH1b、前記加熱手段の転写材との当接部の硬度をH2、前記矯正手段の転写材との当接部の硬度をH3としたときに、H2<H1a、かつ、H1b<H3の関係を有するように設定されることを特徴とする定着装置。 A heating unit that heats the surface of the transfer material on which the toner image has been transferred; and a pressurizing unit that presses the transfer material against the heating unit. In the fixing device for fixing the toner image on the transfer material by heating and pressurizing the transfer material,
The pressure unit includes an endless pressure belt stretched between a pressure roller facing the heating unit and a support roller disposed on the downstream side in the conveyance direction of the transfer material,
A correction means for correcting the curl deformation of the transfer material by pressing the transfer material against the endless pressure belt on the support roller;
The hardness of the endless pressure belt on the pressure roller is H1 a , the hardness of the endless pressure belt on the support roller is H1b, and the hardness of the contact portion of the heating means with the transfer material is H2. The fixing device is set so as to have a relationship of H2 < H1a and H1b <H3 , where H3 is a hardness of a contact portion of the correcting means with the transfer material.
前記矯正手段は、前記転写材に対する押圧力を制御する押圧力制御手段を備えていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device, wherein the correction means includes a pressing force control unit that controls a pressing force with respect to the transfer material.
前記押圧力制御手段は、前記転写材の材質又は前記定着装置の環境条件に応じて押圧力を変化させるように制御することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2,
The fixing device, wherein the pressing force control unit controls the pressing force to change in accordance with a material of the transfer material or an environmental condition of the fixing device.
前記無端状加圧ベルト表面に転写材を吸着する電荷を当該無端状加圧ベルトに印加する電荷印加手段を備えたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 3,
A fixing device comprising charge applying means for applying a charge for adsorbing a transfer material to the surface of the endless pressure belt to the endless pressure belt.
前記電荷印加手段は、前記転写材に前記トナー像が転写される際の転写条件に応じて前記印加電荷を変化させるように制御されることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 4.
The fixing device, wherein the charge applying unit is controlled to change the applied charge in accordance with a transfer condition when the toner image is transferred to the transfer material.
前記定着装置は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。 Image forming means for supplying toner to the electrostatic latent image formed on the image carrier to convert the electrostatic latent image into a toner image, and transferring the toner image formed by the image forming means to the surface of the transfer material In an image forming apparatus comprising: a transfer unit; and a fixing device that fixes a toner image transferred by the transfer unit onto a transfer material.
The fixing device, an image forming apparatus which is a fixing device according to any one of claims 1 to 5.
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