JP5370666B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関し、詳しくは搬送する記録媒体上のトナーを加熱して定着する定着装置及び電子写真方式を用いて形成するトナー画像を記録媒体上に転写した後に定着して画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ装置あるいはこれらの複合機等の前記定着装置を備える画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus including the fixing device, and more specifically, a fixing device that heats and fixes toner on a transported recording medium and a toner image formed using an electrophotographic method on the recording medium. The present invention relates to an image forming apparatus provided with the fixing device such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a complex machine for fixing an image after transfer.
複写機、プリンタ等による電子写真方式の画像形成装置における定着装置では、定着部材等に対してオイルを用いてトナーとの離型性をよくしつつ定着性能を維持している。特に、フルカラー電子写真装置では定着装置にオイルが多く用いられている。 In a fixing device in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, fixing performance is maintained while oil is used for a fixing member or the like to improve releasability from toner. In particular, in a full-color electrophotographic apparatus, a lot of oil is used in the fixing device.
また、昨今ではウォームアップ時間の短縮から定着装置の定着部材に無端状の定着ベルトを用いたものが多く採用されている(例えば、特許文献1参照。)。この定着装置では、定着ベルトに対してオイルを塗布するオイル塗布装置が設けられており、定着ベルトにオイルが塗布されると、定着ベルトの回動により定着ニップ部へ移動し、トナー画像が転写された記録媒体(転写紙)との離型性に寄与する。ついで、定着ニップ部では定着ベルトのオイルの一部が加圧ローラ表面に移っており、加圧ローラの離型性も改善されている。 In recent years, a technique using an endless fixing belt as a fixing member of a fixing device has been widely employed because of shortening of the warm-up time (see, for example, Patent Document 1). This fixing device is provided with an oil application device that applies oil to the fixing belt. When oil is applied to the fixing belt, the fixing belt is rotated to move to the fixing nip portion, and the toner image is transferred. This contributes to releasability from the recording medium (transfer paper). Next, in the fixing nip part, part of the oil of the fixing belt has moved to the pressure roller surface, and the release property of the pressure roller is also improved.
しかしながら、従来の定着装置では加圧部材(加圧ローラ)側へのオイル付着量が少なくなることがあり、加圧部材などにおける定着処理済みの記録媒体の離型性が悪化することがあった。そこで、加圧部材におけるオイル不足を解消すべく、加圧部材側にもオイル塗布装置を設けた定着装置が提案されている。 However, in the conventional fixing device, the amount of oil adhering to the pressure member (pressure roller) side may be reduced, and the releasability of the fixed recording medium on the pressure member may deteriorate. . In order to solve the shortage of oil in the pressure member, a fixing device having an oil application device on the pressure member side has been proposed.
ところで、画像形成装置では、厚紙、薄紙、コート紙、非コート紙等、多様な用紙への対応が要求されているが、その場合に電子写真方式においての定着装置では、用紙の厚みや種類によって用紙に付与する熱量の調整が必要である。 By the way, the image forming apparatus is required to support various types of paper such as thick paper, thin paper, coated paper, and non-coated paper. In that case, in the fixing device in the electrophotographic system, depending on the thickness and type of the paper. It is necessary to adjust the amount of heat applied to the paper.
このとき、定着ニップ部の定着設定温度を変更することが行われるが、一般的に、定着部材の温度を上昇させる場合よりも低下させる方が時間を要する。定着部材の温度を上昇させる場合は、加熱手段を作動させることにより効率よく昇温が可能であるが、定着部材の温度を低下させる場合は、前記加熱手段をOFFとして、定着部材を空転させることにより、気中放熱をさせるのが一般的であるからである。この場合、気中放熱だけによって定着部材の温度を低下させる場合には、定着部材自身の暖まり方や熱容量によっては、該定着部材の温度を上昇させる場合の数倍の時間を要することがある。特に、加圧ローラなどの加圧部材は定着部材よりも熱容量が大きいことが多く、定着ニップ部の温度を低下させる場合は加圧部材の温度低下待ちになることが多い。 At this time, the fixing set temperature of the fixing nip portion is changed. Generally, however, it takes more time to lower the fixing member temperature than to increase the fixing member temperature. When the temperature of the fixing member is raised, the temperature can be increased efficiently by operating the heating means. However, when the temperature of the fixing member is lowered, the heating means is turned off and the fixing member is idled. This is because it is common to dissipate heat in the air. In this case, when the temperature of the fixing member is lowered only by heat radiation in the air, it may take several times as long as the temperature of the fixing member to be raised depending on how the fixing member itself is warmed or the heat capacity. In particular, a pressure member such as a pressure roller often has a larger heat capacity than the fixing member, and when the temperature of the fixing nip portion is lowered, the temperature of the pressure member is often waited for.
そこで、従来技術では、ファンで送風される風をローラに直接当てて空冷したり、冷却ローラを当接させたりして、加圧ローラを強制冷却する方法が知られている。しかしながら、前記空冷の方法では冷却効果が不十分であり、冷却ローラを加圧ローラに当接させる方法では加圧ローラ表層にキズが入り、画像品質に悪影響を及ぼす可能性があった。 Therefore, in the prior art, there is known a method of forcibly cooling the pressure roller by directly applying air blown by a fan to the roller for air cooling or by bringing a cooling roller into contact therewith. However, the air-cooling method has an insufficient cooling effect, and the method in which the cooling roller is brought into contact with the pressure roller may damage the surface layer of the pressure roller and adversely affect the image quality.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、画像品質を劣化させることなく加圧部材を効率的に冷却して、定着ニップ部の温度を低下させる場合の待ち時間を短縮可能な定着装置、及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art. The waiting time in the case where the temperature of the fixing nip portion is lowered by efficiently cooling the pressure member without degrading the image quality is provided. It is an object to provide a shortenable fixing device and an image forming apparatus including the fixing device.
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔1〕 回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材を直接または間接的に加熱する加熱手段と、前記定着部材の下に回動可能に設けられ該定着部材に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、オイルを保持して前記加圧部材の下方に設けられるオイル槽を有し、該オイル槽に前記加圧部材の一部を浸漬させてオイルを塗布するオイル塗布装置と、前記オイル槽のオイルを冷却するオイル冷却装置と、を備える定着装置であって、
前記定着ニップ部の温度を低下させるとき、前記オイル冷却装置が前記オイル槽のオイルを冷却するとともに、該オイル槽に一部が浸漬している加圧部材を回動させて、該加圧部材を冷却することを特徴とする定着装置。
〔2〕 回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材を直接または間接的に加熱する加熱手段と、前記定着部材の下に回動可能に設けられ該定着部材に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、オイルを保持して前記加圧部材の下方に設けられるオイル槽を有し、該オイル槽に前記加圧部材の一部を浸漬させてオイルを塗布するオイル塗布装置と、前記オイル槽のオイルを冷却するオイル冷却装置と、を備える定着装置であって、
前記加圧部材を定着部材に当接させる加圧状態及び離間させる脱圧状態の切替を行う加圧脱圧手段を備え、前記定着ニップ部の温度を低下させるとき、前記オイル冷却装置が前記オイル槽のオイルを冷却するとともに、前記加圧脱圧手段が回動している前記加圧部材を定着部材から離間させて前記オイル槽により深く浸漬させて、該加圧部材を冷却することを特徴とする定着装置。
〔3〕 前記オイル冷却装置は、前記オイル槽の金属製ケーシングを空冷するファン機構を有することを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の定着装置。
〔4〕 前記オイル冷却装置は、前記オイル槽の金属製ケーシングを冷却するペルチェ冷却機構を有することを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の定着装置。
〔5〕 前記オイル冷却装置は、オイル槽の槽内から槽外に延出して設けられる熱伝導部材と、前記熱伝導部材のオイル槽外に延出した部分を空冷するファン機構と、を有することを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の定着装置。
〔6〕 前記オイル冷却装置は、オイル槽の槽内から槽外に延出して設けられる熱伝導部材と、前記熱伝導部材のオイル槽外に延出した部分を冷却するペルチェ冷却機構と、を有することを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の定着装置。
〔7〕 前記〔1〕〜〔6〕のいずれか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。
The present invention provided to solve the above problems is as follows.
[1] A fixing member that is rotatably provided, a heating unit that directly or indirectly heats the fixing member, and a fixing nip portion that is rotatably provided below the fixing member and abuts the fixing member. A pressure member to be formed; an oil tank that holds oil and is provided below the pressure member; and an oil application device that applies oil by immersing a part of the pressure member in the oil tank; An oil cooling device for cooling the oil in the oil tank,
When the temperature of the fixing nip portion is lowered, the oil cooling device cools the oil in the oil tank, and the pressure member partially immersed in the oil tank is rotated to rotate the pressure member. constant Chakusochi characterized in that cooled.
[2] A fixing member that is rotatably provided, a heating means that directly or indirectly heats the fixing member, and a fixing nip portion that is rotatably provided below the fixing member and contacts the fixing member. A pressure member to be formed; an oil tank that holds oil and is provided below the pressure member; and an oil application device that applies oil by immersing a part of the pressure member in the oil tank; An oil cooling device for cooling the oil in the oil tank,
A pressure depressurization unit that switches between a pressure state in which the pressure member is brought into contact with the fixing member and a pressure depressurization state in which the pressure member is separated; and when the temperature of the fixing nip portion is lowered, the oil cooling device The oil in the tank is cooled, and the pressure member rotating the pressure depressurizing means is separated from the fixing member and immersed deeply in the oil tank to cool the pressure member. It shall be the constant Chakusochi.
[3] The fixing device according to [1] or [2], wherein the oil cooling device has a fan mechanism for air-cooling a metal casing of the oil tank.
[4] The fixing device according to [1] or [2], wherein the oil cooling device includes a Peltier cooling mechanism that cools a metal casing of the oil tank.
[5] The oil cooling device includes a heat conduction member provided to extend from the inside of the oil tank to the outside of the tank, and a fan mechanism for air-cooling a portion of the heat conduction member that extends to the outside of the oil tank. The fixing device as described in [1] or [2] above.
[6] The oil cooling device includes: a heat conduction member that extends from the inside of the oil tank to the outside of the tank; and a Peltier cooling mechanism that cools a portion of the heat conduction member that extends outside the oil tank. The fixing device according to [1] or [2], which has the fixing device.
[7] An image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of [1] to [6] .
本発明によれば、定着ニップ部の温度を低下させるときに、オイル槽に浸漬された加圧部材がオイル冷却装置で冷却されたオイルと直接接触することで、その冷却が早まるので、定着ニップ部が狙いの温度となるまでの待ち時間を短縮することができる。 According to the present invention, when the temperature of the fixing nip portion is lowered, the pressure member immersed in the oil tank is brought into direct contact with the oil cooled by the oil cooling device, so that the cooling is accelerated. The waiting time until the part reaches the target temperature can be shortened.
以下に、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の構成について説明する。
まず、本発明に係る定着装置の基本構成について説明する。
図1に示すように、本発明に用いる定着装置100は、定着カバー100cの内部に、定着ローラ11及び加熱ローラ14に一定のテンションで架け渡された第1ニップ形成部材である定着部材(定着ベルト12)と、該定着部材(定着ベルト12)に対して下側で回転自在に圧接し定着ニップ部(単にニップ部ともいう)Nを形成する第2ニップ形成部材である加圧部材(加圧ローラ13)と、前記定着ニップ部Nの記録媒体排出側であって先端が定着部材(定着ベルト12)に近接して配置され該定着部材(定着ベルト12)への記録媒体Pの巻き付きを防止する表面にフッ素コーティングが施された分離爪16aと、前記定着ニップ部Nの記録媒体排出側であって先端が加圧部材(加圧ローラ13)に当接して配置され該加圧部材(加圧ローラ13)への記録媒体Pの巻き付きを防止する表面にフッ素コーティングが施された分離爪16bと、クリーニングウェブを押し付けて定着ベルト12のクリーニングを行うクリーニング機構17と、を備える。
The configurations of the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention will be described below.
First, the basic configuration of the fixing device according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the fixing device 100 used in the present invention includes a fixing member (fixing member) that is a first nip forming member that is stretched around a fixing roller 11 and a heating roller 14 inside a fixing cover 100c. A pressure member (pressing member) that is a second nip forming member that forms a fixing nip portion (also simply referred to as a nip portion) N by being pressed against the fixing member (fixing belt 12) in a rotatable manner on the lower side. A pressure roller 13) and a recording medium discharge side of the fixing nip portion N, and a tip thereof is disposed in the vicinity of the fixing member (fixing belt 12) so that the recording medium P is wound around the fixing member (fixing belt 12). A separation claw 16a having a fluorine coating on the surface to be prevented, and a recording medium discharge side of the fixing nip portion N, the tip of which is disposed in contact with a pressure member (pressure roller 13). Addition Comprises a separation pawl 16b on the surface to prevent the winding of the recording medium P to the rollers 13) is a fluorine coating has been subjected, a cleaning mechanism 17 for cleaning the fixing belt 12 is pressed against the cleaning web, the.
ここで、定着ベルト12は、無端ベルトであり、断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコーンゴム層などの弾性層を形成した2層構造となっている。また、定着ローラ11は、金属の芯金にシリコーンゴムを有したものである。ウォームアップ時間短縮のため、定着ベルト12の熱を吸収しにくいように、発泡のシリコーンゴムを用いることもある。また、加熱ローラ14は、アルミ又は鉄の中空ローラで内部にハロゲンヒータなどのヒータ14hからなる加熱手段(熱源)を有している。熱源は誘導加熱機構(IH)でもよい。また、加熱ローラ14の中空ローラの肉厚部分には複数の中空のパイプがその長手方向が加熱ローラ14の幅方向とされ、加熱ローラ14の円周方向に均等に埋め込まれたヒートパイプ14aを有する。ヒートパイプ14aにより、ヒータ14hからローラ表面への熱伝達が改善され、定着ベルト12が速く均一に加熱されるようになる。 Here, the fixing belt 12 is an endless belt, and has a two-layer structure in which an elastic layer such as a silicone rubber layer is formed on a base material such as nickel, stainless steel, or polyimide. The fixing roller 11 has a metal core and silicone rubber. In order to shorten the warm-up time, foamed silicone rubber may be used so that the heat of the fixing belt 12 is not easily absorbed. The heating roller 14 is an aluminum or iron hollow roller and has heating means (heat source) including a heater 14h such as a halogen heater inside. The heat source may be an induction heating mechanism (IH). A plurality of hollow pipes are formed in the thick portion of the hollow roller of the heating roller 14 so that the longitudinal direction thereof is the width direction of the heating roller 14, and a heat pipe 14a embedded uniformly in the circumferential direction of the heating roller 14 is provided. Have. The heat pipe 14a improves the heat transfer from the heater 14h to the roller surface, and the fixing belt 12 is heated quickly and uniformly.
定着装置100の駆動の際には、例えば加圧ローラ13が記録媒体Pを排出する方向(図1では反時計回り方向)に回動し、定着ベルト12がつれ回りする。あるいは、定着ローラ11の図中時計回り方向の回転駆動により定着ベルト12がテンションローラ15の押圧により適切なテンションが付与された状態で記録媒体Pを排出する方向(図1では時計回り方向)に回動するようにしてもよい。また、定着の際には、定着ベルト12は、加熱ローラ14内部に配置されたヒータ14hの発熱によりサーミスタ(不図示)で検出される温度が所定の温度(例えばトナー定着に適する温度)まで加熱される。なお、本発明では、定着部材として、図1に示す定着ベルト12(無端ベルト)の形態を示したが、これに限定されるものではなく、中空円筒形状のローラ(定着ローラ)としてもよい。 When the fixing device 100 is driven, for example, the pressure roller 13 rotates in the direction in which the recording medium P is discharged (counterclockwise in FIG. 1), and the fixing belt 12 rotates. Alternatively, the fixing belt 12 is rotated in the clockwise direction in the drawing so that the fixing belt 12 ejects the recording medium P in a state where an appropriate tension is applied by the pressing of the tension roller 15 (clockwise direction in FIG. 1). You may make it rotate. Further, at the time of fixing, the fixing belt 12 is heated to a predetermined temperature (for example, a temperature suitable for toner fixing) detected by a thermistor (not shown) due to heat generated by a heater 14 h disposed inside the heating roller 14. Is done. In the present invention, the fixing belt 12 (endless belt) shown in FIG. 1 is shown as the fixing member. However, the fixing member is not limited to this and may be a hollow cylindrical roller (fixing roller).
加圧ローラ13は、通常はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコーンゴム等の弾性層が設けられた円筒形状のローラである。定着の際など必要なときに、加圧ローラ13は、内部に配置されたヒータ13hの発熱により所定の温度まで加熱される。 The pressure roller 13 is usually a cylindrical roller in which an elastic layer such as silicone rubber is provided on a core metal such as aluminum or iron. When necessary, such as during fixing, the pressure roller 13 is heated to a predetermined temperature by the heat generated by the heater 13h disposed therein.
また、加圧ローラ13は、加圧脱圧手段30により、定着ベルト12に当接しての加圧状態及び離間しての脱圧状態の切替が可能となっている。 Further, the pressure roller 13 can be switched between a pressure state in contact with the fixing belt 12 and a pressure-release state after being separated by the pressure-decompression means 30.
図2に、加圧ローラ13の加圧脱圧手段の構成を示す。
加圧脱圧手段30は、外部から入力される駆動力により回転する加圧カム31、第1加圧アーム32、第2加圧アーム33(図中斜線部分)、第1加圧アーム32及び第2加圧アーム33のそれぞれの端部に固定された弾性部材34、定着装置100のフレームに固定された第1加圧アーム32及び第2加圧アーム33の共通の支持軸35を有する。
FIG. 2 shows the configuration of the pressure depressurizing means of the pressure roller 13.
The pressurizing / depressurizing means 30 includes a pressurizing cam 31 that rotates by a driving force input from the outside, a first pressurizing arm 32, a second pressurizing arm 33 (shaded portion in the figure), a first pressurizing arm 32, and The elastic member 34 is fixed to each end of the second pressure arm 33, the first pressure arm 32 is fixed to the frame of the fixing device 100, and the support shaft 35 is common to the second pressure arm 33.
ここで、加圧脱圧手段30により、加圧ローラ13を定着ベルト12側へ移動させて加圧すること、及び定着ベルト12から引き離す方向に移動させて脱圧することは、以下のようにして行われる。 Here, the pressurizing / depressurizing means 30 moves the pressure roller 13 toward the fixing belt 12 to apply pressure, and moves the pressure roller 13 in the direction away from the fixing belt 12 to depressurize as follows. Is called.
(加圧動作)
まず、外部からの駆動力により加圧カム31が図中矢印方向に一定の回転角だけ回転されると、該加圧カム31が第1加圧アーム32のコマ部分を押し上げる(図2の(1)部分の矢印方向)。
第1加圧アーム32のコマ部分が押されると、第1加圧アーム32は支持軸35を中心軸として回転する(図2では反時計回り方向)。すると、第1加圧アーム32の支持軸35とは反対側の端部に固定されている弾性部材34もともに回転し、該弾性部材34が一定の圧力で第2加圧アーム33の端部を押し上げる(図2の(2)部分の矢印方向)。
つぎに、第2加圧アーム33の弾性部材34側の端部が押し上げられると、該第2加圧アーム33は支持軸35を中心軸として回転する(図2では反時計回り方向)。
ついで、第2加圧アームの弾性部材34側の端部と支持軸35の中間にある加圧部33aが加圧ローラ13の軸端部13jに当接し、定着ローラ11方向に押すように作用する(図2の(3)部分の矢印方向)。
最後に、加圧ローラ13が定着ベルト12を介して定着ローラ11に当接し、弾性部材34の弾性力に基づいた一定の圧力で加圧する状態となり定着ニップ部Nを形成する(図2の(4)部分の矢印方向)。
このように、定着装置100が駆動するときには加圧脱圧手段30により加圧ローラ13の定着ベルト12への押し当てが一定の圧力で定着ベルト12の方向へ押されることにより行われる。
(Pressurizing operation)
First, when the pressure cam 31 is rotated by a constant rotation angle in the direction of the arrow in the figure by an external driving force, the pressure cam 31 pushes up the top portion of the first pressure arm 32 (( 1) Arrow direction of part).
When the top portion of the first pressure arm 32 is pressed, the first pressure arm 32 rotates around the support shaft 35 (counterclockwise direction in FIG. 2). Then, the elastic member 34 fixed to the end of the first pressure arm 32 opposite to the support shaft 35 also rotates, and the elastic member 34 is fixed to the end of the second pressure arm 33 with a constant pressure. Is pushed up (in the direction of the arrow in FIG. 2 (2)).
Next, when the end of the second pressure arm 33 on the elastic member 34 side is pushed up, the second pressure arm 33 rotates about the support shaft 35 (counterclockwise direction in FIG. 2).
Next, the pressure portion 33a located between the end of the second pressure arm on the elastic member 34 side and the support shaft 35 abuts against the shaft end portion 13j of the pressure roller 13 and acts toward the fixing roller 11. (The arrow direction in the (3) part of FIG. 2).
Finally, the pressure roller 13 comes into contact with the fixing roller 11 via the fixing belt 12 and is in a state of being pressed with a constant pressure based on the elastic force of the elastic member 34, thereby forming the fixing nip portion N (FIG. 2 ( 4) Arrow direction of part).
As described above, when the fixing device 100 is driven, the pressing / depressurizing unit 30 presses the pressing roller 13 against the fixing belt 12 with a constant pressure in the direction of the fixing belt 12.
(脱圧動作)
まず、外部からの駆動力により加圧カム31が前記加圧状態のときの角度位置からさらに一定の回転角だけ回転されると、該加圧カム31が第1加圧アーム32のコマ部分を押し上げることが解除される(図2の(1)部分の矢印とは反対方向)。
第1加圧アーム32の押し上げが解除されると、定着ニップ部N−加圧部33a−弾性部材34を経由した反発力を伴って第1加圧アーム32は支持軸35を中心軸として加圧の場合とは反対方向に回転する(図2では時計回り方向)。ついで、第1加圧アーム32の支持軸35とは反対側の端部に固定されている弾性部材34とともに第2加圧アーム33の端部も加圧の場合とは反対方向に引張られる(図2の(2)部分の矢印とは反対方向)。
つぎに、第2加圧アーム33の弾性部材34側の端部が引き下げられる方向に引張られると、該第2加圧アーム33は支持軸35を中心軸として加圧の場合とは反対方向に回転する(図2では時計回り方向)。
ついで、第2加圧アームの弾性部材34側の端部と支持軸35の中間にある加圧部33aが加圧の場合とは反対方向に回転するので加圧ローラ13の軸端部13jから離れる方向に移動する(図2の(3)部分の矢印とは反対方向)。
これにより、加圧ローラ13が押圧されることが解除されるので、加圧ローラ13は定着ローラ11から離間する方向に移動し、定着ニップ部Nの形成は解消されて脱圧状態となる(図2の(4)部分の矢印とは逆方向)。
このように、定着装置100の駆動が停止するとき、あるいは後述するように加圧ローラ13をオイル槽22aにより浸漬して冷却するときには加圧脱圧手段30により加圧ローラ13の定着ベルト12への押し当てが解除されて、定着ベルト12から離間する(脱圧状態)。
(Decompression operation)
First, when the pressure cam 31 is further rotated by a fixed rotation angle from the angular position when the pressure is applied by an external driving force, the pressure cam 31 moves the top portion of the first pressure arm 32. Pushing up is released (in the direction opposite to the arrow in part (1) in FIG. 2).
When the push-up of the first pressure arm 32 is released, the first pressure arm 32 is applied with the support shaft 35 as the central axis with a repulsive force via the fixing nip portion N, the pressure portion 33a, and the elastic member 34. It rotates in the opposite direction to the pressure (clockwise direction in FIG. 2). Next, the end of the second pressure arm 33 together with the elastic member 34 fixed to the end of the first pressure arm 32 opposite to the support shaft 35 is pulled in the direction opposite to that in the case of pressurization ( (The direction opposite to the arrow in part (2) of FIG. 2).
Next, when the end of the second pressure arm 33 on the elastic member 34 side is pulled down, the second pressure arm 33 moves in the direction opposite to the direction of pressure with the support shaft 35 as the central axis. It rotates (clockwise direction in FIG. 2).
Next, the pressing portion 33a located between the end of the second pressing arm on the elastic member 34 side and the support shaft 35 rotates in the opposite direction to that in the case of pressing, so that the shaft end 13j of the pressing roller 13 It moves away (in the direction opposite to the arrow in (3) in FIG. 2).
As a result, the pressure roller 13 is released from being pressed, so that the pressure roller 13 moves away from the fixing roller 11, and the formation of the fixing nip portion N is eliminated and the pressure is released (see FIG. (The direction opposite to the arrow in the portion (4) in FIG. 2).
Thus, when the driving of the fixing device 100 stops, or when the pressure roller 13 is immersed and cooled in the oil tank 22a as will be described later, the pressure depressurizing means 30 applies the pressure to the fixing belt 12 of the pressure roller 13. Is released from the fixing belt 12 (depressurized state).
なお、分離爪16bは、加圧ローラ13が定着ベルト12に当接して加圧状態となるときには、加圧ローラ13に当接し、加圧ローラ13が定着ベルト12から離間して脱圧状態となるときには、加圧ローラ13から離間するようになっている。 The separation claw 16b comes into contact with the pressure roller 13 when the pressure roller 13 contacts the fixing belt 12 and enters the pressure state, and the pressure roller 13 moves away from the fixing belt 12 and is released from the pressure state. When it becomes, it is separated from the pressure roller 13.
また、本発明では、加圧部材として、図1に示す加圧ローラ13(ローラタイプ)の形態を示したが、これに限定されるものではなく、2つのローラに架け渡された無端ベルト状の加圧部材(ベルトタイプ)としてもよい。 Further, in the present invention, the form of the pressure roller 13 (roller type) shown in FIG. 1 is shown as the pressure member. However, the present invention is not limited to this, and an endless belt shape spanned between two rollers is used. It is good also as a pressurizing member (belt type).
定着装置100では、定着ベルト12、加圧ローラ13が回転駆動された状態で、定着ベルト12の表面は所定の温度まで加熱されており、定着ニップ部Nに未定着トナーTが形成された記録媒体Pが通され(図中、右側から左側方向への通紙)、定着ニップ部Nにおける加圧及び加熱により未定着トナーを記録媒体P上に熱融着させて定着を行う。 In the fixing device 100, the surface of the fixing belt 12 is heated to a predetermined temperature while the fixing belt 12 and the pressure roller 13 are rotationally driven, and the recording in which the unfixed toner T is formed in the fixing nip portion N is performed. The medium P is passed (paper passing from the right side to the left side in the drawing), and fixing is performed by thermally fusing unfixed toner onto the recording medium P by pressurization and heating at the fixing nip N.
ついで、トナー定着された記録媒体Pは定着ニップ部Nから排出されるが、このとき記録媒体Pが定着ベルト12あるいは加圧ローラ13に巻き付いたまま出てくることがある。その対策として、定着ベルト12にオイルを塗布して離型性を改善する第1オイル塗布装置(オイル塗布手段)であるオイル塗布装置21と、加圧ローラ13にオイルを塗布して離型性を改善する第2オイル塗布装置であるオイル塗布装置22を備える。なお、ここで使用されるオイルは、耐熱性かつ不揮発性のオイルが好ましく、例えばシリコーンオイルが挙げられる。また、分離爪16a,16bの先端が記録媒体Pの先頭端部に当接することにより、該記録媒体Pを定着ベルト12あるいは加圧ローラ13から分離させるようになっている。定着ニップ部Nから排出された記録媒体Pは、所定の排出経路を通過して定着装置100から送り出される。 Next, the toner-fixed recording medium P is discharged from the fixing nip portion N. At this time, the recording medium P may come out while being wound around the fixing belt 12 or the pressure roller 13. As countermeasures, the oil applying device 21 which is a first oil applying device (oil applying means) for applying oil to the fixing belt 12 to improve the releasability and the releasability by applying oil to the pressure roller 13. An oil application device 22 which is a second oil application device for improving the above is provided. The oil used here is preferably a heat-resistant and non-volatile oil, such as silicone oil. In addition, the recording medium P is separated from the fixing belt 12 or the pressure roller 13 by the tips of the separation claws 16 a and 16 b coming into contact with the leading end of the recording medium P. The recording medium P discharged from the fixing nip N passes through a predetermined discharge path and is sent out from the fixing device 100.
ここで、定着装置100に用いる第1オイル塗布装置の構成例について説明する。
図3に、本発明に係る定着装置における第1オイル塗布装置に関する要部概略図を示す。すなわち、本発明の定着装置100は、回動可能に設けられる定着部材(定着ベルト12)と、前記定着部材に当接し定着ニップ部(定着ニップ部N)を形成する加圧部材(加圧ローラ13)と、前記定着部材または加圧部材の所定幅にオイルを塗布するオイル塗布部(塗布ローラ23)と該オイル塗布部にオイルを供給するオイル供給部(オイル投入口21a,オイル溜り部21b,支持板21c,供給フェルト21d,供給ローラ21e,メータリングブレード21f)とを有する第1オイル塗布装置(オイル供給装置21)と、を備え、前記オイル供給部は、オイル供給装置(後述)から供給されてオイル投入口から投入されるオイルを溜めておく樋形状のくぼみであって長手方向が前記オイル塗布部の幅方向に対して平行に配置されるオイル溜り部(オイル溜り部21b)を隣接するオイル供給部材(供給フェルト21d)の上方に有し、前記オイル溜り部にオイルが投入されることにより該オイル溜り部上部からオイルが溢れ出て前記隣接するオイル供給部材に供給されるように構成したものである。
Here, a configuration example of the first oil application device used in the fixing device 100 will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram of a main part related to the first oil application device in the fixing device according to the present invention. That is, the fixing device 100 of the present invention includes a fixing member (fixing belt 12) that is rotatably provided, and a pressure member (pressure roller) that contacts the fixing member and forms a fixing nip portion (fixing nip portion N). 13), an oil application part (application roller 23) for applying oil to a predetermined width of the fixing member or pressure member, and an oil supply part (oil input port 21a, oil reservoir part 21b) for supplying oil to the oil application part , A support plate 21c, a supply felt 21d, a supply roller 21e, and a metering blade 21f), a first oil application device (oil supply device 21), and the oil supply unit from an oil supply device (described later) A bowl-shaped recess for storing oil that is supplied and supplied from an oil inlet, and the longitudinal direction of the recess is parallel to the width direction of the oil application part. An oil reservoir (oil reservoir 21b) is provided above an adjacent oil supply member (supply felt 21d), and when oil is poured into the oil reservoir, the oil overflows from the upper portion of the oil reservoir. It is configured to be supplied to an adjacent oil supply member.
図4に、オイル供給部の要部であるオイル溜り部21b,支持板21c,供給フェルト21dの構成を斜視図で示す。
オイル溜り部21bは、断面がV字型の樋部21b2と、樋部21b2の長手方向の両端で樋の溝をせき止める態様で設けられる側板21b3と、からなる樋形状のくぼみである。このとき、支持板21cで供給ローラ21eの上方であって、樋部21b2の長手方向が供給ローラ21eの幅方向(すなわち塗布ローラ23の幅方向かつ定着ベルト12の幅方向)と平行になるように支持されている。なお、図4では、オイル溜り部21bは、支持板21cの端部折り返し部分と該折り返し部分に端部が固定された帯板により樋部21b2が形成され、さらに樋部21b2の長手両端に側板21b3が固定された構成を示したが、これに限定されず、樋部21b2が板金可能で成形されさらに側板21b3を取り付けたもの、あるいは樋部21b2,側板21b3が一体に成形されたものでも良い。また、オイル溜り部21bには使用オイルに反応せず、耐熱性がある金属材料またはプラスチックなどを用いるとよい。
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the oil reservoir 21b, the support plate 21c, and the supply felt 21d, which are the main parts of the oil supply unit.
The oil reservoir 21b is a bowl-shaped depression formed of a flange 21b2 having a V-shaped cross section and a side plate 21b3 provided in a manner to block the groove of the flange at both longitudinal ends of the flange 21b2. At this time, the support plate 21c is above the supply roller 21e and the longitudinal direction of the flange portion 21b2 is parallel to the width direction of the supply roller 21e (that is, the width direction of the application roller 23 and the width direction of the fixing belt 12). It is supported by. In FIG. 4, the oil reservoir portion 21b is formed with a flange portion 21b2 by a folded end portion of the support plate 21c and a band plate fixed to the folded portion, and side plates at both longitudinal ends of the flange portion 21b2. Although the configuration in which 21b3 is fixed is shown, the present invention is not limited to this, and the flange portion 21b2 may be formed by sheet metal and the side plate 21b3 is attached, or the flange portion 21b2 and the side plate 21b3 may be integrally formed. . The oil reservoir 21b may be made of a heat-resistant metal material or plastic that does not react with the oil used.
また、オイル溜り部21b上部の開口端部のうち隣接するオイル供給部材(供給フェルト21d)に面する端部がそれ以外の端部(樋部21b2の他方の端部、側板21b3の端部)よりも高さ位置が低い口切部(口切部21b1)となっている。定着装置100の駆動時には、オイル溜り部21bの幅方向中央にオイル投入口21aからオイルがオイル溜り部21bから溢れ出るまで投入される(図中矢印位置から投入される)が、該口切部21b1からオイルが優先的に溢れ出るようになり隣接するオイル供給部材(供給フェルト21d),供給ローラ21eを経由してオイル塗布部(塗布ローラ23)に供給される。このとき、口切部21b1の全幅からオイルが溢れ出るので、供給フェルト21dを経由して供給ローラ21e及び塗布ローラ23の所定幅(例えば全幅)にオイルが供給され、ついで定着ベルト12の所定幅(例えば全幅)にオイルが塗布されるようになる。 In addition, the end facing the adjacent oil supply member (supply felt 21d) is the other end (the other end of the flange 21b2 and the end of the side plate 21b3) of the open end of the oil reservoir 21b. It becomes a mouth cut part (mouth cut part 21b1) whose height position is lower than that. When the fixing device 100 is driven, oil is introduced into the center of the oil reservoir 21b in the width direction until the oil overflows from the oil reservoir 21b (injected from the arrow position in the figure). Oil preferentially overflows from 21b1 and is supplied to the oil application part (application roller 23) via the adjacent oil supply member (supply felt 21d) and supply roller 21e. At this time, since oil overflows from the entire width of the mouth cut portion 21b1, oil is supplied to a predetermined width (for example, full width) of the supply roller 21e and the application roller 23 via the supply felt 21d, and then the predetermined width of the fixing belt 12 is reached. The oil is applied to (for example, full width).
支持板21cは、断面がU字型の樋形状であってオイル溜り部21b及び供給フェルト21dを支持するものである。このとき、金属材料を板金加工したものとするなど適度にばね特性を付与しておけば、供給フェルト21dを供給ローラ21eに一定の押圧力で当接することができる。 The support plate 21c has a U-shaped cross section and supports the oil reservoir 21b and the supply felt 21d. At this time, the supply felt 21d can be brought into contact with the supply roller 21e with a constant pressing force if an appropriate spring characteristic is given, such as a metal material processed by sheet metal.
供給フェルト21dは、オイル溜り部21bに隣接して配置され、オイル溜り部21b上部からオイル塗布部(塗布ロール23)側にオイルを供給するものである。詳しくは、供給フェルト21dは、オイル溜り部21bと供給ローラ21eの間であって、オイル溜り部21bの口切部21b1の端部と同じ高さまたは該端部よりも上にせり出した状態でオイル溜り部21bに接して配置されている。また、供給フェルト21dは、例えば耐熱性のオイルとは反応しない繊維(例えば、メタ系アラミド繊維など)からなる圧縮シートであり、内部でオイルを保持しつつ繊維間を通過させてオイルを透過するものである。そのため、供給フェルト21dの繊維の目付け(メッシュ)は、不純物を濾過する目的のものよりも粗くてもよい。これにより、供給フェルト21dは、口切部21b1から溢れ出たオイルを受け、供給フェルト21dに沿ってオイルを流すことが可能である。ここでは、オイル溜り部21b上部から供給ローラ21eへと重力の作用(自由落下)によりオイルが流され、供給フェルト21dは供給ローラ21eとの接触部で該供給ローラ21eにオイルを供給する。 The supply felt 21d is disposed adjacent to the oil reservoir 21b, and supplies oil from the upper portion of the oil reservoir 21b to the oil application part (application roll 23) side. Specifically, the supply felt 21d is between the oil reservoir 21b and the supply roller 21e and protrudes at the same height as or above the end of the mouth cut portion 21b1 of the oil reservoir 21b. It arrange | positions in contact with the oil reservoir part 21b. Further, the supply felt 21d is a compressed sheet made of, for example, a fiber that does not react with heat-resistant oil (for example, a meta-aramid fiber), and allows the oil to pass between the fibers while holding the oil inside. Is. Therefore, the fiber basis weight (mesh) of the supply felt 21d may be coarser than that for the purpose of filtering impurities. Thereby, the supply felt 21d can receive the oil overflowing from the mouth cut portion 21b1, and can flow the oil along the supply felt 21d. Here, oil flows from the upper part of the oil reservoir 21b to the supply roller 21e by the action of gravity (free fall), and the supply felt 21d supplies oil to the supply roller 21e at the contact portion with the supply roller 21e.
なお、オイル供給部は、これら以外に供給フェルト21dからオイルを受ける供給ローラ21e,供給ローラ21eのオイル付着量(保持量)を調整するメータリングブレード21fを有する。このうち、供給ローラ21eは、表面が使用するオイルに対応した材料からなり、例えばシリコーンゴムで形成されている。また、メータリングブレード21fは、供給ローラ21eにおけるオイル付着量を規制しつつ供給ローラ21e表面を傷つけないような材料からなるブレードであって、例えばフッ素ゴムで形成することが好ましい。 In addition, the oil supply unit includes a supply roller 21e that receives oil from the supply felt 21d, and a metering blade 21f that adjusts the oil adhesion amount (holding amount) of the supply roller 21e. Among these, the supply roller 21e is made of a material corresponding to the oil used on the surface, and is made of, for example, silicone rubber. The metering blade 21f is a blade made of a material that does not damage the surface of the supply roller 21e while restricting the amount of oil adhering to the supply roller 21e, and is preferably formed of, for example, fluororubber.
以上の構成により、オイル供給部からオイル塗布部へのオイル供給に際してはつぎのように行われる。
(S11) まず定着装置100の駆動が開始されると、加圧ローラ13の回動に定着ベルト12がつれ回りするとともに、供給ローラ21eの回転駆動が始まり、定着ベルト12,供給ローラ21eに接する塗布ローラ23の回転も開始する。
(S12) これと同時に、オイル投入口21aからオイルがオイル溜り部21bに投入が開始され、オイル溜り部21bにオイルが溜められる。
(S13) オイルの投入は継続して行われ、オイル溜り部21bからオイルが溢れ出る。このとき、口切部21b1の全幅からオイルが溢れ出て、供給フェルト21d(全幅)にオイルが供給される。
(S14) 供給フェルト21dでは内部をオイル溜り部21b上部側(上方)から下方に向けてオイルが透過していき、供給ローラ21eの接触部で該供給ローラ21eの所定幅にオイルを供給する。
(S15) 供給ローラ21eのオイルが供給された部分は該供給ローラ21eの回転により移動し、ついでメータリングブレード21fの当接により供給ローラ21eにおけるオイル付着量が規制される。
(S16) 供給ローラ21eのオイルが塗布ローラ23との当接部分で該塗布ローラ23の所定幅に供給される。最後に塗布ローラ23に付着したオイルが定着ベルト12の所定幅に塗布される。
With the above configuration, oil is supplied from the oil supply unit to the oil application unit as follows.
(S11) First, when the driving of the fixing device 100 is started, the fixing belt 12 is rotated with the rotation of the pressure roller 13, and the rotational driving of the supply roller 21e is started to contact the fixing belt 12 and the supply roller 21e. The rotation of the application roller 23 is also started.
(S12) At the same time, oil starts to be supplied from the oil input port 21a to the oil reservoir 21b, and the oil is stored in the oil reservoir 21b.
(S13) The oil is continuously supplied, and the oil overflows from the oil reservoir 21b. At this time, the oil overflows from the full width of the mouth cut portion 21b1 and is supplied to the supply felt 21d (full width).
(S14) In the supply felt 21d, the oil passes through the inside from the upper side (upper side) of the oil reservoir 21b to the lower side, and the oil is supplied to a predetermined width of the supply roller 21e at the contact portion of the supply roller 21e.
(S15) The portion of the supply roller 21e to which the oil is supplied moves by the rotation of the supply roller 21e, and then the amount of oil adhering to the supply roller 21e is regulated by the contact of the metering blade 21f.
(S16) The oil of the supply roller 21e is supplied to a predetermined width of the application roller 23 at the contact portion with the application roller 23. Finally, the oil adhering to the application roller 23 is applied to a predetermined width of the fixing belt 12.
以上のように、オイル塗布装置21では、オイル供給部からオイル塗布部へのオイル供給の過程で、オイル溜り部21bから供給ローラ21eへは重力の作用を利用して上方から下方でオイルを流れ落とす態様としていることから、十分な量のオイルを安定して供給することが可能である。 As described above, in the oil application device 21, in the course of oil supply from the oil supply unit to the oil application unit, the oil flows from the upper side to the lower side using the action of gravity from the oil reservoir 21b to the supply roller 21e. Since it is configured to drop, a sufficient amount of oil can be stably supplied.
つぎに、定着装置100に用いる第2オイル塗布装置の構成例について説明する。
図5に、本発明で用いる定着装置100における第2オイル塗布装置に関する要部概略図を示す。
すなわち、本発明に係る定着装置100は、回動可能に設けられる第1ニップ形成部材(定着部材(定着ベルト12))と、前記第1ニップ形成部材の下に回動可能に設けられる第2ニップ形成部材(加圧部材(加圧ローラ13))と、が当接して定着ニップ部(定着ニップ部N)を形成可能に配置されており、オイル(オイルO)を保持して前記第2ニップ形成部材の下方に設けられ該第2ニップ形成部材の一部が浸漬されるオイル槽(オイル槽22a(サブオイルパン22a1))と、該オイル槽よりも第2ニップ形成部材の回動下流側でかつ定着ニップ部の手前に設けられ第2ニップ形成部材のオイル付着量を規制するオイル規制部材(ブレード22b)と、を有する第2オイル塗布装置(オイル塗布装置22)を備える。
Next, a configuration example of the second oil application device used in the fixing device 100 will be described.
FIG. 5 shows a schematic diagram of a main part relating to the second oil application device in the fixing device 100 used in the present invention.
That is, the fixing device 100 according to the present invention includes a first nip forming member (fixing member (fixing belt 12)) that is rotatably provided and a second nip that is rotatably provided below the first nip forming member. A nip forming member (pressure member (pressure roller 13)) is in contact with the nip forming member (pressing roller 13) so as to form a fixing nip portion (fixing nip portion N), and holds the second oil (oil O) while holding the oil (oil O). An oil tank (oil tank 22a (sub oil pan 22a1)) provided below the nip forming member and in which a part of the second nip forming member is immersed, and the second nip forming member rotating downstream of the oil tank. And a second oil application device (oil application device 22) that is provided in front of the fixing nip portion and has an oil restriction member (blade 22b) that restricts the amount of oil adhering to the second nip forming member.
ここで、オイル槽22aは、オイルOを保持し加圧ローラ13の一部が浸漬される浸漬槽であるサブオイルパン22a1と、サブオイルパン22a1全体が収納されるオイル受けであるメインオイルパン22a2とからなる2槽構造であって定着装置100のカバー100c内に固定配置されている。このとき、加圧ローラ13に塗布するオイルOがオイル塗布装置22外(オイル塗布装置21の余剰オイルを集めたオイル受け)からサブオイルパン22a1に供給され、該オイルOがサブオイルパン22a1内に溜められる構造になっている。なお、サブオイルパン22a1は矩形のオイルパンであるが、その長手方向の長さは少なくとも加圧ローラ13のローラ部分の幅以上とされている。 Here, the oil tank 22a holds the oil O and a sub oil pan 22a1 that is an immersion tank in which a part of the pressure roller 13 is immersed, and a main oil pan that is an oil receiver in which the entire sub oil pan 22a1 is stored. 22 a 2, which has a two-tank structure and is fixedly arranged in the cover 100 c of the fixing device 100. At this time, the oil O applied to the pressure roller 13 is supplied to the sub oil pan 22a1 from the outside of the oil applying device 22 (oil receiver that collects excess oil of the oil applying device 21), and the oil O is supplied to the sub oil pan 22a1. It has a structure that can be stored in. The sub oil pan 22a1 is a rectangular oil pan, and its length in the longitudinal direction is at least equal to the width of the roller portion of the pressure roller 13.
また、加圧ローラ13は、ローラ全幅であってローラ径方向の一部がサブオイルパン22a1内に常に装置として支障なく浸漬されるようになっている。すなわち、サブオイルパン2a1のオイルの液面は加圧状態の加圧ローラ13のローラ下端よりも十分高い位置にあり、加圧ローラ13が脱圧された状態で加圧ローラ13のローラ下端がサブオイルパン22a1の底面は接触しないようになっている。 Further, the pressure roller 13 has the entire width of the roller, and a part of the roller radial direction is always immersed in the sub oil pan 22a1 without any trouble as a device. That is, the oil level of the sub oil pan 2a1 is sufficiently higher than the lower end of the pressure roller 13 in the pressurized state, and the lower end of the pressure roller 13 is in a state where the pressure roller 13 is released. The bottom surface of the sub oil pan 22a1 is not in contact.
メインオイルパン22a2は、サブオイルパン22a1から溢れたオイルOを受け止めるオイル受けである。また、メインオイルパン22a2の下部にはオイルOを回収するオイルタンク(後述)へのオイル排出口を有する。 The main oil pan 22a2 is an oil receiver that receives the oil O overflowing from the sub oil pan 22a1. Further, an oil discharge port to an oil tank (described later) for collecting the oil O is provided at the lower part of the main oil pan 22a2.
なお、サブオイルパン22a1,メインオイルパン22a2にはともに使用オイルに反応せず、耐熱性がある金属材料またはプラスチックなどを用いるとよい。 Note that it is preferable to use a metal material, plastic, or the like that does not react to the oil used and is heat resistant for both the sub oil pan 22a1 and the main oil pan 22a2.
また、ブレード22bは、少なくとも加圧ローラ13の幅と同等以上の幅をもつヘラ状の弾性部材であって、その長手方向が加圧ローラ13の幅方向表面に常に当接していて加圧ローラ13におけるオイル付着量を幅方向に均一にしつつ所定量となるように規制する。また、ブレード22bは供給ローラ21e表面を傷つけないような材料からなるブレードであって、例えばフッ素ゴムで形成されてなる。 The blade 22b is a spatula-like elastic member having a width at least equal to or greater than the width of the pressure roller 13, and its longitudinal direction is always in contact with the surface of the pressure roller 13 in the width direction. The oil adhering amount at 13 is regulated to be a predetermined amount while being uniform in the width direction. The blade 22b is made of a material that does not damage the surface of the supply roller 21e, and is formed of, for example, fluororubber.
ここで、加圧ローラ13は、表面が使用するオイルOに対応した材料からなり、例えばオイルOがシリコーンオイルである場合にはシリコーンゴムで形成されている。したがって、オイル槽22aのオイルO中に加圧ローラ13が浸漬されると、シリコーンゴムが膨潤しつつオイルOを保持するようになるが、ブレード22bはこの状態の加圧ローラ13表面に加圧ローラ13の下側の位置で当接して加圧ローラ13からオイルOをこそぎ落とすように作用する。具体的には、ブレード22bは、その先端と加圧ローラ13の接線とのなす角θが90度未満の鋭角であって、先端が加圧ローラ13の回転方向に対向するように配置されており、加圧ローラ13表面のオイルOの余剰分をオイル槽22aに向けてこそぎ落とすように機能する。これにより、加圧ローラ13の表面は離型性を確保するのに十分な量のオイルが幅方向に均一となった状態となる。また、加圧ローラ13における余剰のオイルはオイル槽22aに回収されて、再度加圧ローラ13へのオイル塗布に使用される循環系が構成される。 Here, the pressure roller 13 is made of a material corresponding to the oil O used on the surface. For example, when the oil O is silicone oil, the pressure roller 13 is formed of silicone rubber. Therefore, when the pressure roller 13 is immersed in the oil O in the oil tank 22a, the silicone rubber swells and holds the oil O, but the blade 22b pressurizes the surface of the pressure roller 13 in this state. The abutment is made at the lower position of the roller 13 so that the oil O is scraped off from the pressure roller 13. Specifically, the blade 22b is disposed so that the angle θ formed between the tip of the blade 22b and the tangent line of the pressure roller 13 is an acute angle of less than 90 degrees, and the tip is opposed to the rotation direction of the pressure roller 13. It functions to scrape off excess oil O on the surface of the pressure roller 13 toward the oil tank 22a. As a result, the surface of the pressure roller 13 is in a state where a sufficient amount of oil is uniform in the width direction to ensure releasability. In addition, surplus oil in the pressure roller 13 is collected in the oil tank 22a, and a circulation system that is used for oil application to the pressure roller 13 again is configured.
また、オイル塗布装置22は、オイル槽22aとブレード22bの間に、加圧ローラ13に接触して加圧ローラ13の表面をクリーニングするクリーニング部材であるクリーニングフェルト22cを有することが好ましい。また、クリーニングフェルト22cは、例えば耐熱性のオイルとは反応しない繊維(例えば、メタ系アラミド繊維など)からなる圧縮シートであり、微細な固形の不純物を内部に捕獲しつつ、オイルを透過するものである。これにより、加圧ローラ13の表面においてオイルOを残しつつオイルO中の微細な固形の不純物(例えば、ほこりや記録媒体Pに由来する炭酸カルシウムなど)を除去することが可能である。 Further, the oil application device 22 preferably has a cleaning felt 22c, which is a cleaning member that contacts the pressure roller 13 and cleans the surface of the pressure roller 13 between the oil tank 22a and the blade 22b. The cleaning felt 22c is a compressed sheet made of, for example, a fiber that does not react with heat-resistant oil (for example, a meta-aramid fiber), and permeates the oil while capturing fine solid impurities inside. It is. Thereby, it is possible to remove fine solid impurities (for example, dust or calcium carbonate derived from the recording medium P) in the oil O while leaving the oil O on the surface of the pressure roller 13.
また、クリーニングフェルト22cは適当な支持部材で加圧ローラ13に当接するように支持されているが、該支持部材を、金属材料を板金加工したものとするなど適度にばね特性を付与しておけば、クリーニングフェルト22cを加圧ローラ13に一定の押圧力で当接し、オイル付着量の調整をすることができる。 The cleaning felt 22c is supported by an appropriate support member so as to come into contact with the pressure roller 13. However, the support member should be provided with appropriate spring characteristics, such as a metal material processed by sheet metal. For example, the cleaning felt 22c can be brought into contact with the pressure roller 13 with a constant pressing force to adjust the oil adhesion amount.
以上の構成により、オイル塗布部22から加圧ローラ13へのオイル塗布はつぎのように行われる。
(S21) まず定着装置100の駆動が開始されると、加圧ローラ13の回転駆動が始まり、ついで加圧ローラ13が加圧脱圧手段によって定着ベルト12に一定の圧力で当接して定着ニップ部Nを形成する。これと同時に定着ベルト12は加圧ローラ13の回動によりつれ回りを開始する。
(S22) 加圧ローラ13の回転により、オイル槽22a(サブオイルパン22a1)に浸漬されている加圧ローラ13のローラ表面が、オイルOが付着した状態で定着ニップ部N方向に引き上げられる。
(S23) ついで、加圧ローラ13の表面に付着したオイルOがクリーニングフェルト22cを通過して固形の不純物が取り除かれる。
(S24) つぎに、加圧ローラ13表面のオイルOの付着がブレード22bにより幅方向に均一になるように規制され、その状態で定着ニップ部Nに移動する。
With the above configuration, oil application from the oil application unit 22 to the pressure roller 13 is performed as follows.
(S21) First, when the driving of the fixing device 100 is started, the rotation of the pressure roller 13 is started, and then the pressure roller 13 comes into contact with the fixing belt 12 with a constant pressure by the pressure depressurizing means. Part N is formed. At the same time, the fixing belt 12 starts to rotate as the pressure roller 13 rotates.
(S22) By the rotation of the pressure roller 13, the roller surface of the pressure roller 13 immersed in the oil tank 22a (sub oil pan 22a1) is pulled up in the direction of the fixing nip N with the oil O attached thereto.
(S23) Next, the oil O adhering to the surface of the pressure roller 13 passes through the cleaning felt 22c, and solid impurities are removed.
(S24) Next, the adhesion of the oil O on the surface of the pressure roller 13 is regulated by the blade 22b so as to be uniform in the width direction, and in this state, the oil moves to the fixing nip portion N.
以上のように、本発明では、定着ニップ部Nよりも下側にある加圧ローラ13に対して加圧ローラ13の下側のスペースを利用して浸漬方式によりオイル塗布を行っており、十分な量のオイルを安定して供給することが可能である。なお、オイル槽22aは、オイルOを保持して加圧ローラ13の下方に設けられ該加圧ローラ13の一部が浸漬されるサブオイルパン22a1だけからなるものであってもよい。 As described above, in the present invention, the oil application is performed by the dipping method using the space below the pressure roller 13 with respect to the pressure roller 13 below the fixing nip portion N. It is possible to supply a stable amount of oil. The oil tank 22a may include only the sub oil pan 22a1 that holds the oil O and is provided below the pressure roller 13 and in which a part of the pressure roller 13 is immersed.
ところで、定着装置100では、厚紙、薄紙、コート紙、非コート紙等、多様な記録媒体Pへの対応が可能な構成となっているが、通紙する記録媒体Pを厚紙から薄紙に変更する場合などでは、定着ニップ部Nにおいて記録媒体Pに付与する熱量を低減させる、すなわち定着部材(定着ベルト12)の温度を低下させる必要がある。 Incidentally, the fixing device 100 is configured to be compatible with various recording media P such as thick paper, thin paper, coated paper, and non-coated paper. However, the recording medium P to be passed is changed from thick paper to thin paper. In some cases, it is necessary to reduce the amount of heat applied to the recording medium P at the fixing nip N, that is, to lower the temperature of the fixing member (fixing belt 12).
このとき具体的には、定着ニップ部Nの定着設定温度の変更が行われ、それに対応する加熱制御が行われることになる。従来の定着装置では、ヒータ13h,14hへの電力投入をOFFとして、発熱させないようにした上で、定着ベルト12及び加圧ローラ13を空転させることにより、気中放熱をさせて温度低下を図ることを行うが、該定着ベルト12の温度を上昇させる場合の数倍の待ち時間を要することがあった。 Specifically, at this time, the fixing set temperature of the fixing nip portion N is changed, and the corresponding heating control is performed. In the conventional fixing device, power supply to the heaters 13h and 14h is turned off to prevent heat generation, and the fixing belt 12 and the pressure roller 13 are idled to release heat in the air to lower the temperature. However, a waiting time several times longer than that when the temperature of the fixing belt 12 is increased may be required.
発明者らがこの問題の詳細について検討を行い、定着ニップ部Nで定着ベルト12に接触する加圧ローラ13も温度を下げる必要があるところ、加圧ローラ13は定着ベルト12よりも熱容量が大きいことから、ヒータオフだけの放冷では定着ベルト12よりも目標温度まで低下するまでさらに長い待ち時間を要していることを把握した。そして、この知見を基にこの問題の解決を図るべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。以下、本発明の要部構成について説明する。 The inventors have examined the details of this problem, and the pressure roller 13 that contacts the fixing belt 12 at the fixing nip portion N needs to be lowered in temperature. The pressure roller 13 has a larger heat capacity than the fixing belt 12. From this, it was understood that a longer waiting time was required until the temperature was lowered to the target temperature than that of the fixing belt 12 in the case of cooling only by turning off the heater. And based on this knowledge, earnest examination was carried out to attempt to solve this problem, and the present invention was achieved. Hereinafter, the configuration of the main part of the present invention will be described.
図6に、本発明に係る定着装置の要部構成(1)の断面図を示す。
本発明に係る定着装置(定着装置100)は、回転可能に設けられる定着部材(定着ベルト12)と、前記定着部材を直接または間接的に加熱する加熱手段(ヒータ14h)と、前記定着部材の下に回動可能に設けられ該定着部材に当接して定着ニップ部(定着ニップ部N)を形成する加圧部材(加圧ローラ13)と、オイルを保持して前記加圧部材の下方に設けられるオイル槽(オイル槽22a)を有し、該オイル槽に前記加圧部材の一部を浸漬させてオイルを塗布するオイル塗布装置(オイル塗布装置22)と、前記オイル槽のオイルを冷却するオイル冷却装置(オイル冷却装置24)と、を備えることを特徴とするものである。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the main configuration (1) of the fixing device according to the present invention.
The fixing device (fixing device 100) according to the present invention includes a fixing member (fixing belt 12) that is rotatably provided, a heating unit (heater 14h) that directly or indirectly heats the fixing member, and the fixing member. A pressure member (pressure roller 13) that is rotatably provided below and forms a fixing nip portion (fixing nip portion N) in contact with the fixing member, and holds oil under the pressure member. An oil tank (oil tank 22a) is provided, an oil application device (oil application device 22) for applying oil by immersing a part of the pressure member in the oil tank, and cooling the oil in the oil tank And an oil cooling device (oil cooling device 24).
ここで、オイル冷却装置24は、オイル槽22aを直接または間接的に冷却する機構を有し、所定のタイミングでオイル槽22aを冷却することにより、オイル槽22a中のオイルOを冷却するものである。 Here, the oil cooling device 24 has a mechanism for directly or indirectly cooling the oil tank 22a, and cools the oil O in the oil tank 22a by cooling the oil tank 22a at a predetermined timing. is there.
図6では、オイル槽22aの金属製ケーシングに空気を吹き付けるように作動して空冷するファン機構24aを有するオイル冷却装置24を示している。詳しくは、例えばオイル槽22aのケーシングをアルミ板もしくは厚み1.2mm以下の鉄板によって形成しておき、オイル槽22aの下にファン機構24aを配置し、加圧ローラ13を冷却したい時にファン機構24aを作動させて、オイル槽22aのケーシング底部に空気を吹き付けるようにして空冷するものである。なお、この構成は、オイル槽22aがサブオイルパン22a1のみからなる場合に好適である。 FIG. 6 shows an oil cooling device 24 having a fan mechanism 24a that operates to blow air onto the metal casing of the oil tank 22a to cool the air. Specifically, for example, the casing of the oil tank 22a is formed of an aluminum plate or an iron plate having a thickness of 1.2 mm or less, the fan mechanism 24a is disposed under the oil tank 22a, and the fan mechanism 24a is used to cool the pressure roller 13. And air cooling is performed by blowing air to the bottom of the casing of the oil tank 22a. This configuration is suitable when the oil tank 22a is composed only of the sub oil pan 22a1.
図7に、本発明に係る定着装置の要部構成(2)の断面図を示す。
ここでは、オイル冷却装置24として、図6のファン機構24aに代えて、ペルチェ冷却機構24bをオイル槽22aの金属製ケーシングの底部に設けたものであり、それ以外の構成は図6と同じものとして同じ符号を付している。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the main configuration (2) of the fixing device according to the present invention.
Here, as the oil cooling device 24, instead of the fan mechanism 24a of FIG. 6, a Peltier cooling mechanism 24b is provided at the bottom of the metal casing of the oil tank 22a, and the other configuration is the same as FIG. Are given the same reference numerals.
ここで、ペルチェ冷却機構24bは、ペルティエ効果を利用した半導体素子である従来公知のペルチェ素子を用いた冷却装置である。詳しくは、例えばオイル槽22aのケーシングをアルミ板もしくは厚み1.2mm以下の鉄板によって形成しておき、オイル槽22aの底部にペルチェ冷却機構24bを配置し、加圧ローラ13を冷却したい時にペルチェ冷却機構24bを作動させて、オイル槽22aのケーシング底部側を冷却するものである。 Here, the Peltier cooling mechanism 24b is a cooling device using a conventionally known Peltier element which is a semiconductor element utilizing the Peltier effect. Specifically, for example, the casing of the oil tank 22a is formed of an aluminum plate or an iron plate having a thickness of 1.2 mm or less, and a Peltier cooling mechanism 24b is disposed at the bottom of the oil tank 22a. The mechanism 24b is operated to cool the casing bottom side of the oil tank 22a.
図8に、本発明に係る定着装置の要部構成(3)を示す。図8(a)が定着装置100を記録媒体排出側から見た図であり、図8(b)が図8(a)において定着装置100を矢視Aから見た側面図である。 FIG. 8 shows a main configuration (3) of the fixing device according to the present invention. 8A is a view of the fixing device 100 as viewed from the recording medium discharge side, and FIG. 8B is a side view of the fixing device 100 as viewed from an arrow A in FIG. 8A.
ここでは、オイル冷却装置24として、図6のファン機構24aに代えて、オイル槽22aの槽内から槽外に延出して設けられる熱伝導部材である熱伝導パイプ(ヒートパイプともいう)24cと、熱伝導パイプ24cのオイル槽22aの槽外に延出した部分を空冷するファン機構24aと、を設けている。また、それ以外の構成は図6と同じである。この構成は、オイル槽22aの下部にスペースがなく、図6のような配置構成を採用することができない場合に有効である。例えば、図5のようにオイル槽22aがサブオイルパン22a1とメインオイルパン22a2からなる場合に有効であり、この場合サブオイルパン22a1に熱伝導パイプ24cを設ける。 Here, as the oil cooling device 24, instead of the fan mechanism 24a of FIG. 6, a heat conduction pipe (also referred to as a heat pipe) 24c, which is a heat conduction member provided to extend from the inside of the oil tank 22a to the outside of the tank, And a fan mechanism 24a that air-cools a portion of the heat conduction pipe 24c that extends outside the oil tank 22a. Other configurations are the same as those in FIG. This configuration is effective when there is no space in the lower portion of the oil tank 22a and the arrangement as shown in FIG. 6 cannot be adopted. For example, it is effective when the oil tank 22a includes a sub oil pan 22a1 and a main oil pan 22a2 as shown in FIG. 5. In this case, a heat conduction pipe 24c is provided in the sub oil pan 22a1.
ここで、熱伝導パイプ24cはオイル槽22aに一体成型している。詳しくは、例えば2本の熱伝導パイプ24cをオイル槽22aの底部であって槽内のオイルOと直接接するように配置している(図8(b))。またこのとき、熱伝導パイプ24cは、その長手方向が加圧ローラ13の軸方向と平行となり、かつ加圧ローラ13が浸漬される部分の近傍となるように配置されている。 Here, the heat conduction pipe 24c is integrally formed in the oil tank 22a. Specifically, for example, the two heat conduction pipes 24c are arranged at the bottom of the oil tank 22a so as to be in direct contact with the oil O in the tank (FIG. 8B). At this time, the heat conducting pipe 24c is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the axial direction of the pressure roller 13 and in the vicinity of the portion where the pressure roller 13 is immersed.
この構成では、加圧ローラ13を冷却したい時にファン機構24aを作動させて、熱伝導パイプ24cのオイル槽22aの槽外に延出した部分に空気を吹き付けるようにして空冷し、この熱伝導パイプ24cを介してオイル槽22aのオイルOを冷却することを行う。 In this configuration, when the pressure roller 13 is desired to be cooled, the fan mechanism 24a is operated to cool the air by blowing air to a portion of the heat conduction pipe 24c extending outside the oil tank 22a. The oil O in the oil tank 22a is cooled via the 24c.
図9に、本発明に係る定着装置の要部構成(4)を示す。
ここでは、オイル冷却装置24として、図8のファン機構24aに代えて、ペルチェ冷却機構24bを熱伝導パイプ24cのオイル槽22aの槽外に延出した部分に設けたものであり、それ以外の構成は図8と同じである。
FIG. 9 shows a main configuration (4) of the fixing device according to the present invention.
Here, as the oil cooling device 24, instead of the fan mechanism 24a of FIG. 8, a Peltier cooling mechanism 24b is provided in a portion extending out of the oil tank 22a of the heat conduction pipe 24c. The configuration is the same as in FIG.
この構成では、加圧ローラ13を冷却したい時にペルチェ冷却機構24bを作動させて、熱伝導パイプ24cのオイル槽22aの槽外に延出した部分を冷却し、この熱伝導パイプ24cを介してオイル槽22aのオイルOを冷却することを行う。 In this configuration, when the pressure roller 13 is to be cooled, the Peltier cooling mechanism 24b is operated to cool the portion of the heat conduction pipe 24c that extends outside the oil tank 22a, and the oil is passed through the heat conduction pipe 24c. The oil O in the tank 22a is cooled.
以上のような構成の定着装置100において、定着ニップ部Nの温度を低下させるときには、前述したいずれかのオイル冷却装置24を作動させてオイル槽22aのオイルOを冷却するとともに、該オイル槽22aに一部が浸漬している加圧ローラ13を回動させ、加圧ローラ13の主に外周部分の熱を冷えたオイルOで奪うことにより、加圧ローラ13を冷却することを行う。これにより、加圧ローラ13が効率的に冷却されるようになり、定着ニップ部Nの温度を短時間で所望の温度まで低下させることが可能となる。 In the fixing device 100 having the above-described configuration, when the temperature of the fixing nip portion N is lowered, one of the oil cooling devices 24 described above is operated to cool the oil O in the oil tank 22a and the oil tank 22a. The pressure roller 13 that is partially immersed in is rotated, and the pressure roller 13 is cooled by removing the heat of the outer peripheral portion of the pressure roller 13 mainly with the cooled oil O. As a result, the pressure roller 13 is efficiently cooled, and the temperature of the fixing nip portion N can be lowered to a desired temperature in a short time.
なお、定着ニップ部Nの温度を低下させるときに、前述した加圧脱圧手段30を利用するとよい。すなわち、オイル冷却装置24を作動させてオイル槽22aのオイルOを冷却するとともに、加圧脱圧手段30を回動している加圧ローラ13を定着ベルト12から離間させるように動作させて、加圧ローラ13をオイル槽22aにより深く浸漬するようにして加圧ローラ13のオイルOへの接触面積を増加させ、加圧ローラ13の主に外周部分の熱をより多く冷えたオイルOで奪うことにより、加圧ローラ13をより冷却することを行う。これにより、加圧ローラ13がより効率的に冷却されるようになり、定着ニップ部Nの温度をより短時間で所望の温度まで低下させることが可能となる。 It should be noted that when the temperature of the fixing nip portion N is lowered, the pressure depressurizing means 30 described above may be used. That is, the oil cooling device 24 is operated to cool the oil O in the oil tank 22a, and the pressure roller 13 rotating the pressure depressurizing means 30 is operated so as to be separated from the fixing belt 12. The contact area of the pressure roller 13 with the oil O is increased by immersing the pressure roller 13 deeply in the oil tank 22a, and the heat of the pressure roller 13 mainly in the outer peripheral portion is taken away by the cooled oil O. As a result, the pressure roller 13 is further cooled. As a result, the pressure roller 13 is cooled more efficiently, and the temperature of the fixing nip portion N can be lowered to a desired temperature in a shorter time.
次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図10に、本発明に係る画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の構成を示す。
本発明の画像形成装置であるカラー複写機200は、装置本体中央部に位置する画像形成部200Aと、該画像形成部200Aの下方に位置する給紙部200Bと、画像形成部200Aの上方に位置する図示しない画像読取部を有する高速機であり、画像形成部200Aに本発明の定着装置100を組み込んでいる。
Next, the image forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 10 shows a configuration of a tandem type color copying machine which is an image forming apparatus according to the present invention.
A color copying machine 200, which is an image forming apparatus of the present invention, includes an image forming unit 200A positioned at the center of the apparatus main body, a paper feeding unit 200B positioned below the image forming unit 200A, and an upper side of the image forming unit 200A. The image forming unit is a high-speed machine having an image reading unit (not shown), and the fixing device 100 of the present invention is incorporated in the image forming unit 200A.
画像形成部200Aには、水平方向に延びる転写面を有する転写ベルト210が配置されており、該転写ベルト210の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)による像を担持可能な像担持体としての感光体205Y、205M、205C、205Kが転写ベルト210の転写面に沿って並置されている。 The image forming unit 200A is provided with a transfer belt 210 having a transfer surface extending in the horizontal direction, and a configuration for forming an image of a color complementary to the color separation color on the upper surface of the transfer belt 210. Is provided. That is, photoconductors 205Y, 205M, 205C, and 205K as image carriers that can carry images of toners of complementary colors (yellow, magenta, cyan, and black) are juxtaposed along the transfer surface of the transfer belt 210. ing.
各感光体205Y、205M、205C、205Kはそれぞれ同じ方向(反時計回り方向)に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する光書き込み装置201、帯電装置202Y,202M,202C,202K、現像装置203Y,203M,203C,203K、1次転写装置204Y,204M,204C,204K及びクリーニング装置が配置されている。また、各現像装置203Y,203M,203C,203Kには、それぞれのカラートナーが収容されている。 Each of the photoconductors 205Y, 205M, 205C, and 205K is configured by a drum that can rotate in the same direction (counterclockwise direction), and around the optical writing device 201 that performs image forming processing in the rotation process, Charging devices 202Y, 202M, 202C and 202K, developing devices 203Y, 203M, 203C and 203K, primary transfer devices 204Y, 204M, 204C and 204K and a cleaning device are arranged. Each developing device 203Y, 203M, 203C, 203K contains a respective color toner.
転写ベルト210は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体205Y、205M、205C、205Kとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの1つであるローラ211に対向する位置に転写ローラ212が設けられている。また、転写ローラ212から定着装置100までの記録媒体Pの搬送経路は横パスとなっており、図6〜図9に示すような搬送ベルト213が設けられている。 The transfer belt 210 is configured to be able to move in the same direction at a position facing the photoconductors 205Y, 205M, 205C, and 205K by being wound around a driving roller and a driven roller. Further, a transfer roller 212 is provided at a position facing a roller 211 that is one of the driven rollers. Further, the conveyance path of the recording medium P from the transfer roller 212 to the fixing device 100 is a horizontal path, and a conveyance belt 213 as shown in FIGS. 6 to 9 is provided.
給紙部200Bは、記録媒体としての記録媒体Pを積載収容する給紙トレイ220と、該給紙トレイ220内の記録媒体Pを最上のものから順に1枚ずつ分離して、転写ローラ212の位置まで搬送する搬送機構を有している。 The paper feed unit 200B separates the paper feed tray 220 on which the recording medium P as a recording medium is stacked and the recording medium P in the paper feed tray 220 from the top one by one in order from the transfer roller 212. It has a transport mechanism that transports it to a position.
本発明の画像形成装置200における画像形成に当たっては、感光体205Yの表面が帯電装置202Yにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体205Y上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置203Yによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される1次転写装置204Yにより転写ベルト210上に1次転写される。他の感光体205M、205C、205Kでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が転写ベルト210上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。 In image formation in the image forming apparatus 200 of the present invention, the surface of the photoreceptor 205Y is uniformly charged by the charging device 202Y, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 205Y based on image information from the image reading unit. Is done. The electrostatic latent image is visualized as a toner image by a developing device 203Y containing yellow toner, and the toner image is primarily transferred onto the transfer belt 210 by a primary transfer device 204Y to which a predetermined bias is applied. Is done. The other photoconductors 205M, 205C, and 205K also form similar images only with different toner colors, and the toner images of the respective colors are sequentially transferred onto the transfer belt 210 by the electrostatic force and superimposed.
つぎに、感光体205Y、205M、205C、205Kから転写ベルト210上に1次転写されたトナー像Tは、ローラ211、転写ローラ212により搬送されてきた記録媒体Pに転写される。トナー像Tが転写された記録媒体Pは、さらに定着装置100まで搬送され、定着ベルト12と加圧ローラ13との定着ニップ部Nにて定着が行なわれる。定着ベルト12,加圧ローラ13にはオイル塗布装置21,22によりそれぞれ適当量のオイルが塗布されており、また必要に応じて定着ニップ部Nの出側に配置された分離爪16a,16bが機能することから、記録媒体Pは定着ベルト12,加圧ローラ13に巻き付くことなく定着ニップ部Nの出側に排出される。
ついで、定着ニップ部Nから排出された記録媒体Pは排出経路に沿ってスタッカ215へ送り出される。
Next, the toner image T primarily transferred from the photoconductors 205Y, 205M, 205C, and 205K onto the transfer belt 210 is transferred to the recording medium P conveyed by the roller 211 and the transfer roller 212. The recording medium P onto which the toner image T has been transferred is further conveyed to the fixing device 100 and is fixed at a fixing nip N between the fixing belt 12 and the pressure roller 13. Appropriate amounts of oil are applied to the fixing belt 12 and the pressure roller 13 by the oil applying devices 21 and 22, respectively, and if necessary, separation claws 16a and 16b arranged on the exit side of the fixing nip N Since it functions, the recording medium P is discharged to the exit side of the fixing nip N without being wound around the fixing belt 12 and the pressure roller 13.
Next, the recording medium P discharged from the fixing nip N is sent out to the stacker 215 along the discharge path.
以上のように、本発明では定着装置100を有する画像形成装置により、より高度な定着分離機能が得られ、さまざまな紙種(薄紙から厚紙まで)・画像(画像先端余白をより少なくすることが可能)への対応が可能となる。 As described above, in the present invention, the image forming apparatus having the fixing device 100 can provide a more advanced fixing separation function, and can reduce various paper types (from thin paper to thick paper) and images (image leading margin). Possible).
なお、画像形成装置200では、定着装置100に付帯して、定着装置100で使用された記録媒体Pの離型性改善のためのオイルを回収するオイルタンク251、オイルタンク251内のオイルを再度定着装置100に供給するオイルポンプ252などのオイル循環機構を備えている。 In the image forming apparatus 200, an oil tank 251 that collects oil for improving the releasability of the recording medium P used in the fixing apparatus 100 attached to the fixing apparatus 100, and the oil in the oil tank 251 is again used. An oil circulation mechanism such as an oil pump 252 that supplies the fixing device 100 is provided.
図11に、画像形成装置200に備えられたオイル循環機構の概略構成を示す。
オイル循環機構250は、使用するオイルを保持するオイルタンク251と、圧電素子を用いたオイルポンプ252と、オイルポンプ252から定着装置100のオイル塗布装置21までをつなぐ搬送経路253と、オイル塗布装置21における余剰オイルを受けるオイル受け254と、オイル受け254のオイルをオイル塗布装置22まで搬送するチューブ255と、オイル塗布装置22からオイルタンク251までをつなぐ搬送経路256と、を備える。なお、オイルタンク251,オイルポンプ252,搬送経路253,256は定着装置100の外部にあり、オイル受け254,チューブ255は定着装置100の内部にある。また、オイルタンク251は、内部のオイル残量を検知するオイルニアエンドセンサ251aを有する。これにより、第1ニップ形成部材(定着ベルト12)にオイルOを塗布する第1オイル塗布装置(オイル塗布装置21)と、第2ニップ形成部材(加圧ローラ13)にオイルOを塗布する第2オイル塗布装置(オイル塗布装置22)を前提として、オイル塗布装置21における余剰オイルOを集めるオイル受け(オイル受け254)と、前記オイル受けからオイル塗布装置22にオイルOを供給する供給経路(チューブ255)と、オイル塗布装置22からオイルOを回収するオイル回収部(搬送経路256,オイルタンク251)と、前記オイル回収部に回収されたオイルOをオイル塗布装置21へ供給するオイル供給装置(オイルポンプ252,搬送経路253)と、からなるオイル循環機構250が構成される。
FIG. 11 shows a schematic configuration of an oil circulation mechanism provided in the image forming apparatus 200.
The oil circulation mechanism 250 includes an oil tank 251 that holds oil to be used, an oil pump 252 that uses a piezoelectric element, a conveyance path 253 that connects the oil pump 252 to the oil application device 21 of the fixing device 100, and an oil application device. 21, an oil receiver 254 that receives excess oil, a tube 255 that conveys the oil in the oil receiver 254 to the oil application device 22, and a conveyance path 256 that connects the oil application device 22 to the oil tank 251. The oil tank 251, the oil pump 252, the transport paths 253 and 256 are outside the fixing device 100, and the oil receiver 254 and the tube 255 are inside the fixing device 100. The oil tank 251 has an oil near-end sensor 251a that detects the remaining amount of oil inside. As a result, the first oil application device (oil application device 21) that applies oil O to the first nip forming member (fixing belt 12) and the second oil oil that is applied to the second nip formation member (pressure roller 13). 2 Assuming an oil application device (oil application device 22), an oil receiver (oil receiver 254) that collects excess oil O in the oil application device 21 and a supply path for supplying oil O from the oil receiver to the oil application device 22 ( Tube 255), an oil recovery unit (conveying path 256, oil tank 251) for recovering oil O from the oil application device 22, and an oil supply device for supplying the oil O recovered in the oil recovery unit to the oil application device 21 (An oil pump 252 and a conveyance path 253), and an oil circulation mechanism 250 is configured.
画像形成装置200では、オイル循環機構250により、以上の経路でオイルを循環使用し、オイル塗布装置21,22が定着ベルト12、加圧ローラ13にオイルを連続して塗布することを可能としている。 In the image forming apparatus 200, the oil circulation mechanism 250 circulates and uses oil in the above-described path, and the oil application apparatuses 21 and 22 can continuously apply the oil to the fixing belt 12 and the pressure roller 13. .
このような構成においては、オイル塗布装置21において定着ベルト12側で加熱されたオイルがオイル塗布装置22に送られるようになっており、定着ニップ部Nの温度を低下させるときの加圧ローラ13の冷却の阻害要因になる。本発明はこの場合にも有効であり、前述の通り、オイル冷却装置24を作動させてオイル塗布装置21から送られてきてオイル槽22aに溜まったオイルOを冷却するとともに、該オイル槽22aに一部が浸漬している加圧ローラ13を回動させ、加圧ローラ13の主に外周部分の熱を冷えたオイルOで奪うことにより、加圧ローラ13を冷却することを行う。これにより、加圧ローラ13が効率的に冷却されるようになり、定着ニップ部Nの温度を短時間で所望の温度まで低下させることが可能となる。 In such a configuration, the oil heated on the fixing belt 12 side in the oil application device 21 is sent to the oil application device 22, and the pressure roller 13 when the temperature of the fixing nip portion N is lowered. It becomes an impediment to cooling. The present invention is also effective in this case. As described above, the oil cooling device 24 is operated to cool the oil O sent from the oil application device 21 and accumulated in the oil tank 22a. The pressure roller 13 which is partially immersed is rotated, and the pressure roller 13 is cooled by removing the heat of the outer peripheral portion of the pressure roller 13 mainly by the cooled oil O. As a result, the pressure roller 13 is efficiently cooled, and the temperature of the fixing nip portion N can be lowered to a desired temperature in a short time.
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.
例えば、図1の定着装置100に代えて、ローラ同士が当接して定着ニップ部Nを形成する定着装置を用いてもよい。
図12は、本発明の定着装置における加圧部材、定着部材の別の構成例(1)を示す断面図である。この定着装置100は、定着部材を図1の定着装置100おける定着ベルト方式のものから定着ローラ12Rに替えて、該定着ローラ12Rと加圧ローラ13が当接してニップ部Nを形成する構成となっている。また、定着ローラ12Rはヒータ12hにより加熱されるようになっている。
For example, instead of the fixing device 100 in FIG. 1, a fixing device in which the rollers contact each other to form the fixing nip portion N may be used.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another configuration example (1) of the pressure member and the fixing member in the fixing device of the present invention. In this fixing device 100, the fixing member is changed from the fixing belt type in the fixing device 100 of FIG. 1 to the fixing roller 12R, and the fixing roller 12R and the pressure roller 13 come into contact with each other to form the nip portion N. It has become. The fixing roller 12R is heated by a heater 12h.
あるいは、図1の定着装置100に代えて、図13,図14に示す加圧ベルトを用いた方式の定着装置を用いてもよい。
図13は、本発明の定着装置における加圧部材、定着部材の別の構成例(2)を示す断面図である。この定着装置100では、上側に回転自在に配置された定着ローラ12Rと、定着ローラ12Rの下にローラ13R,14R,15Rに回動自在に一定のテンションで架け渡された加圧ベルト13aと、が当接して加圧ベルト13aの裏面にある加圧パッドであるバックアップ部材13bにより定着ニップ部Nを形成可能に配置されている。また、定着ローラ12Rはヒータ12hにより加熱され、加圧ベルト13aはヒータ14hにより加熱されるようになっている。
また、少なくともバックアップ部材13bには、前述したものと同様の加圧制御が行われる加圧脱圧手段を備えている。
Alternatively, instead of the fixing device 100 shown in FIG. 1, a fixing device using a pressure belt shown in FIGS. 13 and 14 may be used.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing another configuration example (2) of the pressure member and the fixing member in the fixing device of the present invention. In the fixing device 100, a fixing roller 12R that is rotatably disposed on the upper side, a pressure belt 13a that is rotatably and rotatably supported by rollers 13R, 14R, and 15R below the fixing roller 12R. Are arranged so that the fixing nip portion N can be formed by a backup member 13b which is a pressure pad on the back surface of the pressure belt 13a. The fixing roller 12R is heated by the heater 12h, and the pressure belt 13a is heated by the heater 14h.
Further, at least the backup member 13b is provided with a pressure depressurization means for performing the same pressure control as described above.
図14は、本発明の定着装置における加圧部材、定着部材の別の構成例(3)を示す断面図である。この定着装置100では、上側に回転自在に配置された定着ローラ12Rと、定着ローラ12Rの下に支持部材13eでテンションフリーの状態で支持された加圧ベルト13aと、が当接して加圧ベルト13aの裏面にある加圧部材であるバックアップ部材13dにより定着ニップ部Nを形成可能に配置されている。また、定着ローラ12Rはヒータ12hにより加熱されるようになっている。
また、少なくともバックアップ部材13dには、前述したものと同様の加圧制御が行われる加圧脱圧手段を備えている。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing another configuration example (3) of the pressure member and the fixing member in the fixing device of the present invention. In this fixing device 100, a fixing roller 12R that is rotatably disposed on the upper side, and a pressure belt 13a that is supported in a tension-free state by a support member 13e under the fixing roller 12R come into contact with each other to contact the pressure belt. A fixing nip portion N can be formed by a backup member 13d which is a pressure member on the back surface of 13a. The fixing roller 12R is heated by a heater 12h.
Further, at least the backup member 13d is provided with a pressure depressurizing means for performing the same pressure control as described above.
11,12R 定着ローラ
12 定着ベルト
12h,13h,14h ヒータ
13 加圧ローラ
13a 加圧ベルト
13b,13d バックアップ部材
13e 支持部材
13j 加圧ローラ軸端部
13R,14R,15R ローラ
14 加熱ローラ
14a ヒートパイプ
15 テンションローラ
16a,16b 分離爪
17 クリーニング機構
21,22 オイル塗布装置
21a オイル投入口
21b オイル溜り部
21b1 口切部
21b2 樋部
21b3 側板
21c 支持板
21d 供給フェルト
21e 供給ローラ
21f メータリングブレード
22a オイル槽
22a1 サブオイルパン(浸漬槽)
22a2 メインオイルパン(オイル受け)
22b ブレード
22c クリーニングフェルト
23 塗布ローラ
24 オイル冷却装置
24a ファン機構
24b ペルチェ冷却機構
24c 熱伝導パイプ
30 加圧脱圧手段
31 加圧カム
32 第1加圧アーム
33 第2加圧アーム
33a 加圧部
34 弾性部材
35 支持軸
100 定着装置
100c 定着カバー
200 画像形成装置(カラー複写機)
200A 画像形成部
200B 給紙部
201 光書込み装置
202Y,202C,202M,202K 帯電装置
203Y,203M,203C,203K 現像装置
204Y,204M,204C,204K 1次転写装置
205Y,205C,205M,205K 感光体
210 転写ベルト
211 従動ローラ
212 転写ローラ
213 搬送ベルト
215 スタッカ
220 給紙トレイ
250 オイル循環機構
251 オイルタンク
251a オイルニアエンドセンサ
252 オイルポンプ
253,256 搬送経路
254 オイル受け
255 チューブ
N 定着ニップ部
O オイル
P 記録媒体
T トナー
11, 12R Fixing roller 12 Fixing belt 12h, 13h, 14h Heater 13 Pressure roller 13a Pressure belt 13b, 13d Backup member 13e Support member 13j Pressure roller shaft end 13R, 14R, 15R Roller 14 Heating roller 14a Heat pipe 15 Tension rollers 16a, 16b Separation claw 17 Cleaning mechanism 21, 22 Oil application device 21a Oil inlet 21b Oil reservoir 21b1 Opening portion 21b2 Gutter 21b3 Side plate 21c Support plate 21d Supply felt 21e Supply roller 21f Metering blade 22a Oil tank 22a1 Sub oil pan (immersion tank)
22a2 Main oil pan (oil receiver)
22b Blade 22c Cleaning felt 23 Application roller 24 Oil cooling device 24a Fan mechanism 24b Peltier cooling mechanism 24c Heat conduction pipe 30 Pressure depressurizing means 31 Pressure cam 32 First pressure arm 33 Second pressure arm 33a Pressure unit 34 Elastic member 35 Support shaft 100 Fixing device 100c Fixing cover 200 Image forming apparatus (color copying machine)
200A Image forming unit 200B Paper feeding unit 201 Optical writing device 202Y, 202C, 202M, 202K Charging device 203Y, 203M, 203C, 203K Developing device 204Y, 204M, 204C, 204K Primary transfer device 205Y, 205C, 205M, 205K Photoconductor 210 transfer belt 211 driven roller 212 transfer roller 213 transport belt 215 stacker 220 paper feed tray 250 oil circulation mechanism 251 oil tank 251a oil near-end sensor 252 oil pump 253, 256 transport path 254 oil receiver 255 tube N fixing nip O oil P recording Medium T Toner
Claims (7)
前記定着部材を直接または間接的に加熱する加熱手段と、
前記定着部材の下に回動可能に設けられ該定着部材に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、
オイルを保持して前記加圧部材の下方に設けられるオイル槽を有し、該オイル槽に前記加圧部材の一部を浸漬させてオイルを塗布するオイル塗布装置と、
前記オイル槽のオイルを冷却するオイル冷却装置と、を備える定着装置であって、
前記定着ニップ部の温度を低下させるとき、前記オイル冷却装置が前記オイル槽のオイルを冷却するとともに、該オイル槽に一部が浸漬している加圧部材を回動させて、該加圧部材を冷却することを特徴とする定着装置。 A fixing member provided rotatably;
Heating means for directly or indirectly heating the fixing member;
A pressure member which is rotatably provided under the fixing member and forms a fixing nip portion in contact with the fixing member;
An oil tank that holds oil and is provided below the pressure member, and applies oil by immersing a part of the pressure member in the oil tank;
An oil cooling device for cooling the oil in the oil tank, and a fixing device comprising:
When the temperature of the fixing nip portion is lowered, the oil cooling device cools the oil in the oil tank, and the pressure member partially immersed in the oil tank is rotated to rotate the pressure member. constant Chakusochi characterized in that cooled.
前記定着部材を直接または間接的に加熱する加熱手段と、
前記定着部材の下に回動可能に設けられ該定着部材に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、
オイルを保持して前記加圧部材の下方に設けられるオイル槽を有し、該オイル槽に前記加圧部材の一部を浸漬させてオイルを塗布するオイル塗布装置と、
前記オイル槽のオイルを冷却するオイル冷却装置と、を備える定着装置であって、
前記加圧部材を定着部材に当接させる加圧状態及び離間させる脱圧状態の切替を行う加圧脱圧手段を備え、
前記定着ニップ部の温度を低下させるとき、前記オイル冷却装置が前記オイル槽のオイルを冷却するとともに、前記加圧脱圧手段が回動している前記加圧部材を定着部材から離間させて前記オイル槽により深く浸漬させて、該加圧部材を冷却することを特徴とする定着装置。 A fixing member provided rotatably;
Heating means for directly or indirectly heating the fixing member;
A pressure member which is rotatably provided under the fixing member and forms a fixing nip portion in contact with the fixing member;
An oil tank that holds oil and is provided below the pressure member, and applies oil by immersing a part of the pressure member in the oil tank;
An oil cooling device for cooling the oil in the oil tank, and a fixing device comprising:
A pressure depressurization means for switching between a pressure state in which the pressure member is brought into contact with the fixing member and a pressure release state in which the pressure member is separated from the fixing member;
When the temperature of the fixing nip portion is lowered, the oil cooling device cools the oil in the oil tank, and the pressure member on which the pressure depressurizing means is rotating is separated from the fixing member, and by deeply immersed by the oil tank, characterized by cooling the pressure member constant Chakusochi.
前記熱伝導部材のオイル槽外に延出した部分を空冷するファン機構と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 The oil cooling device includes a heat conduction member provided to extend from the inside of the oil tank to the outside of the tank,
The fixing device according to claim 1 or 2, characterized in that it has a, a fan mechanism for cooling a portion extending into the oil tank outside of the heat conducting member.
前記熱伝導部材のオイル槽外に延出した部分を冷却するペルチェ冷却機構と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 The oil cooling device includes a heat conduction member provided to extend from the inside of the oil tank to the outside of the tank,
The fixing device according to claim 1 or 2, characterized in that it has a, a Peltier cooling mechanism for cooling a portion extending into the oil tank outside of the heat conducting member.
An image forming apparatus comprising: a fixing device according to any one of claims 1 to 6.
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