JP2013174748A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録紙等の記録シートにトナー像を形成できる複写機、プリンター、ファクシミリ機又はこれらのうち2以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関し、特に、記録シートにトナー像を定着する定着装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a combination machine combining two or more of these, which can form a toner image on a recording sheet such as recording paper, and in particular, fixing a toner image on a recording sheet The present invention relates to a fixing device.
記録シートにトナー像を形成できる複写機、プリンター、ファクシミリ機又はこれらのうち2以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置では、静電潜像形成プロセスで像担持体上に静電潜像を形成し(例えば、露光プロセスにて感光体のような像担持体上に静電潜像を形成し)、現像プロセスにて静電潜像を現像して可視トナー像を形成し、転写プロセスにて可視トナー像を記録シートに転写し、或いは一旦中間転写ベルト等の中間転写体に1次転写し中間転写体から記録シートに2次転写し、定着プロセスにてこのように記録シートに転写されたトナー像を記録シートに定着させることができる。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a combination machine combining two or more of these that can form a toner image on a recording sheet, an electrostatic latent image is formed on an image carrier in an electrostatic latent image forming process. (For example, an electrostatic latent image is formed on an image carrier such as a photosensitive member in an exposure process), and the electrostatic latent image is developed in a development process to form a visible toner image. The visible toner image is transferred to a recording sheet or temporarily transferred to an intermediate transfer member such as an intermediate transfer belt and then secondarily transferred from the intermediate transfer member to the recording sheet, and transferred to the recording sheet in this way in the fixing process. The toner image can be fixed on the recording sheet.
記録シート上に形成された未定着トナー像を定着プロセスにおいて記録シートに定着するにあたっては定着装置が用いられる。定着装置は種々のタイプのものが知られている。その一つに、例えば特開2010−14904号公報(特許文献1)に記載されているタイプのものがある。 A fixing device is used to fix the unfixed toner image formed on the recording sheet onto the recording sheet in the fixing process. Various types of fixing devices are known. One of them is, for example, the type described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-14904 (Patent Document 1).
このタイプの定着装置は、熱源を有する定着ローラーと、無端状のベルトと、前記ベルトの内面側に配置され、前記ベルトを前記定着ローラーへ押圧して前記定着ローラーとの間にニップを形成しつつ前記定着ローラーに従動回転させる押圧部材とを含み、未定着トナー像を担持した記録シートを前記ニップに通すことで前記トナー像を前記記録シートに加熱加圧下に定着させるものである。 This type of fixing device is disposed on the inner surface side of a fixing roller having a heat source, an endless belt, and the belt, and presses the belt against the fixing roller to form a nip between the fixing roller and the fixing roller. The toner image is fixed to the recording sheet under heat and pressure by passing a recording sheet carrying an unfixed toner image through the nip.
定着ニップを形成するための一つの部材としてこのようにローラー部材と比べると熱容量が小さく、定着ニップ幅を大きくして定着温度を低く設定できる無端状のベルトを採用した定着装置は、定着装置の小型化、低コスト化、定着温度へのウオームアップ時間の短縮等による省エネルギー化等の観点から提案されたものである。 As a member for forming the fixing nip, the fixing device adopting an endless belt that has a smaller heat capacity than the roller member and can set the fixing nip width to be low by fixing the fixing nip. This was proposed from the viewpoint of energy saving by reducing the size, reducing the cost, and shortening the warm-up time to the fixing temperature.
また、ベルトを採用したこのタイプの定着装置では、未定着トナー像の定着のための記録シート搬送方向において定着ニップから下流側へ排出されて来る記録シートを定着ローラーから分離させる工夫がなされている。 Further, in this type of fixing device employing a belt, a device for separating the recording sheet discharged from the fixing nip downstream in the recording sheet conveying direction for fixing the unfixed toner image from the fixing roller is devised. .
特許文献1には、ベルトを定着ローラーへ押圧して定着ニップを形成する押圧部材に、その下流側端部分(ニップ出口側の端部分)としてシート分離押圧部を含ませ、この分離押圧部でベルトを定着ローラーへ食い込ませ、それにより定着ローラー表層及びベルトを部分的に小さい曲率半径で変形させ、それにより記録シートを定着ローラーから分離させることが記載されている。 In Patent Document 1, a pressing member that presses a belt against a fixing roller to form a fixing nip includes a sheet separation pressing portion as its downstream end portion (end portion on the nip outlet side). It is described that the belt is bitten into the fixing roller, whereby the fixing roller surface layer and the belt are partially deformed with a small radius of curvature, thereby separating the recording sheet from the fixing roller.
また、記録シートのベルトからの分離性も向上させるために、このようなシート分離押圧部の押圧力をさらに上げたり、形状をさらに工夫したりして、該分離押圧部及びベルトの定着ローラーへの食い込み量をコントロールすることや、特許文献1に記載されているように、定着ニップ出口下流側のベルト部分に、その曲率をシート分離性を向上させるように変化させる従動ローラータイプの補助部材を当接させることも提案されている。 Further, in order to improve the separation property of the recording sheet from the belt, the pressing force of such a sheet separation pressing portion is further increased or the shape is further devised, so that the separation pressing portion and the belt fixing roller can be improved. A belt-type auxiliary member that changes the curvature of the belt portion on the downstream side of the fixing nip outlet so as to improve the sheet separability, as described in Patent Document It has also been proposed to abut.
しかしながら、記録シートのベルトからの分離性を向上させるために、前記シート分離押圧部及びベルトの定着ローラーへの食い込み量を大きくすると、シート分離押圧部の抵抗負荷が増すため、ベルトの摩耗が加速され、摩耗粉の蓄積によりトルクが上昇したり、ビビリ音が発生したりする。 However, in order to improve the separation property of the recording sheet from the belt, if the amount of biting into the sheet separation pressing portion and the fixing roller of the belt is increased, the resistance load of the sheet separation pressing portion is increased, so that the belt wear is accelerated. Torque increases due to the accumulation of wear powder, and chatter noise is generated.
また、いずれにしても、使用トナーや定着温度条件等によっては、定着ニップ出口で記録シートをベルトから分離できず、記録シートがベルトに巻き付いたり、特許文献1に記載されているように定着ニップ出口下流側に従動ローラータイプの補助部材が設けられている場合には、ベルトに巻き付いた記録シートがその補助部材まで至り、しかも、その補助部材ではベルトから記録シートを分離し難く、分離ジャムが発生したり、記録シートがベルトに巻き付いたままとなる事態が発生する恐れがある。 In any case, the recording sheet cannot be separated from the belt at the fixing nip exit depending on the toner used, the fixing temperature condition, and the like. When a driven roller type auxiliary member is provided on the downstream side of the outlet, the recording sheet wound around the belt reaches the auxiliary member, and it is difficult for the auxiliary member to separate the recording sheet from the belt. Or a situation where the recording sheet remains wound around the belt may occur.
そこで本発明は、熱源を有する定着ローラーと、無端状のベルトと、前記ベルトの内面側に配置され、前記ベルトを前記定着ローラーへ押圧して前記定着ローラーとの間にニップを形成しつつ前記定着ローラーに従動回転させる押圧部材とを含み、未定着トナー像を担持した記録シートを前記ニップに通すことで前記トナー像を前記記録シートに加熱加圧下に定着させる定着装置であって、前記未定着トナー像の定着のために前記ニップに通される前記記録シートが前記ニップの出口で前記ベルトからの分離が不十分でベルトに巻き付いた場合でも、該記録シートを該ベルトから分離させることができる定着装置を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a fixing roller having a heat source, an endless belt, and an inner surface of the belt, and presses the belt against the fixing roller to form a nip with the fixing roller. A fixing device that includes a pressing member that is driven to rotate by a fixing roller, and fixes the toner image to the recording sheet under heat and pressure by passing a recording sheet carrying an unfixed toner image through the nip. The recording sheet is separated from the belt even when the recording sheet passed through the nip for fixing the toner image is not sufficiently separated from the belt at the exit of the nip and is wound around the belt. It is an object of the present invention to provide a fixing device that can be used.
本発明は、また、像担持体上にトナー画像を形成し、前記トナー画像を記録シートに転写し、定着装置で定着させることができ、前記定着装置として、熱源を有する定着ローラーと、無端状のベルトと、前記ベルトの内面側に配置され、前記ベルトを前記定着ローラーへ押圧して前記定着ローラーとの間にニップを形成しつつ前記定着ローラーに従動回転させる押圧部材とを含み、未定着トナー像を担持した記録シートを前記ニップに通すことで前記トナー像を前記記録シートに加熱加圧下に定着させる定着装置を採用している画像形成装置であって、前記定着装置において、前記未定着トナー像の定着のために前記ニップに通される前記記録シートが前記ニップの出口で前記ベルトからの分離が不十分でベルトに巻き付いた場合でも、該記録シートを該ベルトから分離させることができ、それだけ画像生産性の低下を抑制して画像を形成できる画像形成装置を提供することを課題とする。 The present invention can also form a toner image on an image carrier, transfer the toner image to a recording sheet, and fix the image with a fixing device. The fixing device includes a fixing roller having a heat source, an endless shape, and the like. And a pressing member that is disposed on the inner surface side of the belt and that is driven and rotated by the fixing roller while pressing the belt against the fixing roller to form a nip with the fixing roller. An image forming apparatus adopting a fixing device that fixes a toner image to the recording sheet by heating and pressing by passing a recording sheet carrying a toner image through the nip. Even when the recording sheet passed through the nip for fixing a toner image is not sufficiently separated from the belt at the exit of the nip and is wound around the belt, Sheet can be separated from the belt, and to provide an image forming apparatus capable of forming an image by correspondingly inhibiting the reduction in image productivity.
本発明は次の定着装置及び画像形成装置を提供する。 The present invention provides the following fixing device and image forming apparatus.
(1)定着装置
熱源を有する定着ローラーと、無端状のベルトと、前記ベルトの内面側に配置され、前記ベルトを前記定着ローラーへ押圧して前記定着ローラーとの間にニップを形成しつつ前記定着ローラーに従動回転させる押圧部材とを含み、未定着トナー像を担持した記録シートを前記ニップに通すことで前記トナー像を前記記録シートに加熱加圧下に定着させる定着装置であり、前記トナー像定着のための前記記録シートの搬送方向において前記ニップの下流側に生じるベルト弛み部分に前記ベルトの外面側から接触可能な記録シート剥離部材が配置されている定着装置。
(1) Fixing device A fixing roller having a heat source, an endless belt, and an inner surface side of the belt, and pressing the belt against the fixing roller to form a nip between the fixing roller and the fixing roller. A fixing device that includes a pressing member that is driven and rotated by a fixing roller, and fixes the toner image to the recording sheet under heat and pressure by passing a recording sheet carrying an unfixed toner image through the nip. A fixing device in which a recording sheet peeling member that can be contacted from the outer surface side of the belt is disposed at a slack portion of the belt that occurs on the downstream side of the nip in the conveyance direction of the recording sheet for fixing.
(2)画像形成装置
像担持体上にトナー画像を形成し、前記トナー画像を記録シートに転写し、定着装置で定着させることができる画像形成装置であり、前記定着装置は本発明に係る定着装置である画像形成装置。
(2) Image Forming Apparatus An image forming apparatus capable of forming a toner image on an image carrier, transferring the toner image onto a recording sheet, and fixing the image with a fixing device. The fixing device is a fixing device according to the present invention. An image forming apparatus as a device.
本発明に係る定着装置によると、前記押圧部材により前記定着ローラーへ向け押圧されて前記定着ローラーとの間にトナー像定着のためのニップを形成する前記無端状のベルトは、前記トナー像定着のための前記記録シートの搬送方向において前記ニップに隣り合う上流側のベルト部分が該ニップに引き込まれる一方、前記ニップに隣り合う下流側のベルト部分で弛みが発生する。 According to the fixing device of the present invention, the endless belt that is pressed toward the fixing roller by the pressing member to form a nip for fixing a toner image between the fixing roller and the endless belt for fixing the toner image. For this reason, the upstream belt portion adjacent to the nip in the conveyance direction of the recording sheet is drawn into the nip, while the downstream belt portion adjacent to the nip generates slack.
前記記録シート剥離部材がこのベルト弛み部分にベルト外面側から接触可能に配置されており、このベルト弛み部分に記録シート剥離部材が接触することで該剥離部材が該ベルト弛み部分に相対的に圧接されて食い込むようにベルト弛み部分が変形する。 The recording sheet peeling member is disposed so as to be able to come into contact with the belt slack portion from the belt outer surface side, and the recording sheet peeling member comes into contact with the belt slack portion so that the peeling member is relatively pressed against the belt slack portion. The belt slack part is deformed so as to bite.
このようにベルト弛み部分が変形することによる該ベルト弛み部分の部分的な曲率の変化と記録シート剥離部材とにより、前記記録シートが前記ニップの出口で前記ベルトからの分離が不十分でベルトに巻き付いた場合でも、該記録シートを該ベルトから分離させる(剥離する)ことができる。 In this way, due to the deformation of the belt slack portion due to the deformation of the belt slack portion and the recording sheet peeling member, the recording sheet is not sufficiently separated from the belt at the exit of the nip and becomes a belt. Even when wound, the recording sheet can be separated (peeled) from the belt.
特許文献1に記載されているように、ベルトを定着ローラーへ押圧して定着ニップを形成する押圧部材に前記シート分離押圧部を含ませる場合において、ベルト摩耗及びベルト摩耗粉の蓄積によるトルク上昇やビビリ音発生を抑制するために該シート分離押圧部の押圧力を格別増加させることを避け、その結果記録シートが定着ニップ出口でベルトからの分離が不十分となり、ベルトに巻き付くような場合でも、本発明に係る定着装置では、ベルト弛み部分に接触可能な前記記録シート剥離部材で該記録シートをベルトから分離させる(剥離する)ことができる。 As described in Patent Document 1, in the case where the sheet separating and pressing portion is included in a pressing member that presses a belt against a fixing roller to form a fixing nip, torque increase due to belt wear and accumulation of belt wear powder Even if the recording sheet is not sufficiently separated from the belt at the fixing nip exit, as a result, it is avoided to increase the pressing force of the sheet separation pressing portion in order to suppress chatter noise. In the fixing device according to the present invention, the recording sheet can be separated (peeled) from the belt by the recording sheet peeling member capable of contacting the belt slack portion.
本発明に係る画像形成装置では、定着装置として本発明に係る定着装置を採用しているので、定着装置におけるベルトからの記録シートの分離性がよく、定着装置における分離ジャム等を抑制して、それだけ画像生産性の低下を抑制して画像形成できる。 In the image forming apparatus according to the present invention, since the fixing device according to the present invention is adopted as the fixing device, the separation of the recording sheet from the belt in the fixing device is good, and the separation jam in the fixing device is suppressed, Accordingly, image formation can be performed while suppressing a decrease in image productivity.
本発明者の研究によれば、記録シート剥離部材の前記ベルト弛み部分に対する食い込み量と圧接力には相関関係があり、食い込み量及び圧接力のうち一方が増加すれば、他方も増加し、一方が減少すれば、他方も減少する傾向がある。 According to the inventor's research, there is a correlation between the amount of biting and the pressure contact force with respect to the belt slack portion of the recording sheet peeling member, and if one of the biting amount and the pressure contact force increases, the other increases, If the number decreases, the other tends to decrease.
そして、食い込み量及び/又は圧接力はベルトからの記録シートの分離性に影響する。記録シート剥離部材の接触にも関わらずベルトが支障なく回動できる状態では、食い込み量及び/又は圧接力が大きいほど分離性が向上する傾向がある。しかし、食い込み量及び/又は圧接力が徒に大きくなってくると、ベルトの寿命が短くなる傾向がある。 The amount of biting and / or the pressing force affects the separation of the recording sheet from the belt. In a state where the belt can be rotated without hindrance despite the contact of the recording sheet peeling member, the greater the amount of biting and / or the pressure contact force, the higher the separability. However, when the amount of biting and / or the pressure contact force increases, the life of the belt tends to be shortened.
そこで、本発明に係る定着装置は、前記記録シート剥離部材の前記ベルト弛み部分に対する食い込み量及び/又は圧接力の調整のために前記ベルト弛み部分の弛み程度を変えるベルト弛み可変装置を備えていてもよい。 Therefore, the fixing device according to the present invention includes a belt slack changing device that changes a slackness of the belt slack portion in order to adjust a biting amount and / or a pressure contact force of the recording sheet peeling member with respect to the belt slack portion. Also good.
本発明に係る定着装置においては、前記ベルト弛み可変装置の有無に関わらず、少なくとも定着装置動作中は前記記録シート剥離部材が前記ベルト弛み部分に接触したままでもよい。 In the fixing device according to the present invention, the recording sheet peeling member may remain in contact with the belt slack portion at least during the fixing device operation, regardless of the presence or absence of the belt slack variable device.
しかし、ベルトの保護等のために、前記ベルト弛み部分の弛みの大きさに応じて接触状態、非接触状態と切り替わってもよい。
例えば、前記記録シート剥離部材は、前記ベルト弛み可変装置による前記ベルト弛み部分の弛み程度が予め定めた弛み程度以上で前記ベルト弛み部分に接触し、前記予め定めた弛み程度より小さい弛み程度(弛みが無いと言ってもよい程度の場合も含む。)では前記ベルト弛み部分に接触しない位置に配置されていてもよい。
However, in order to protect the belt and the like, the contact state and the non-contact state may be switched according to the slackness of the belt slack portion.
For example, the recording sheet peeling member is in contact with the belt slack portion when the slackness of the belt slack portion by the belt slack changing device is equal to or greater than a predetermined slackness, and is less than the predetermined slackness (slackness). In a case where it may be said that there is no such a thing), it may be arranged at a position where it does not contact the slack portion of the belt.
また、前記ベルト弛み可変装置は、前記記録シートの先端が前記ニップに突入してから予め定めた時間であって、短くとも前記記録シートの先端が前記記録シート剥離部材に到達でき、長くとも前記記録シートが前記ニップを通過するに要する時間のみ、前記記録シートが前記ニップを通過していないときより前記記録シート剥離部材の前記ベルト弛み部分への食い込み量及び/又は圧接力が大きくなるように前記ベルト部分の弛み程度を変えるものでもよい。 Further, the belt slack changing device is a predetermined time after the leading edge of the recording sheet enters the nip, and the leading edge of the recording sheet can reach the recording sheet peeling member at the shortest. Only during the time required for the recording sheet to pass through the nip, the amount of biting and / or the pressure contact force of the recording sheet peeling member into the belt slack portion is greater than when the recording sheet does not pass through the nip. The degree of looseness of the belt portion may be changed.
未定着トナー像を定着させるために前記ニップに通過させる記録シートには、(1) 未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面にトナー像を担持していない記録シート、 (2) 未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面に既に定着されたトナー像を担持している記録シートがある。後者記録シートとしては、例えば両面画像形成モードにおいて1面目に画像形成されて2面目に未定着トナー像が定着されようとしている記録シートや、未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面に過去に形成されたトナー像を担持している記録シートがある。 The recording sheet that passes through the nip for fixing an unfixed toner image includes (1) a recording sheet that does not carry a toner image on the opposite side of the recording sheet that carries the unfixed toner image, 2) There is a recording sheet carrying a toner image already fixed on the opposite side of the recording sheet carrying the unfixed toner image. As the latter recording sheet, for example, in the double-sided image forming mode, an image is formed on the first side and an unfixed toner image is fixed on the second side, or the opposite side of the recording sheet carrying the unfixed toner image. There is a recording sheet carrying a toner image formed in the past on the surface.
本発明にかかる定着装置において前記ニップから出て来る記録シートは、一般的に言って、前記べルトに接触する記録シート面にトナー像があるものの方が、そのトナー像が熱せられてベルトにくっつき易くなるので前記ベルトから分離し難く、ベルトに巻き付き易い。 Generally speaking, in the fixing device according to the present invention, the recording sheet coming out of the nip generally has a toner image on the surface of the recording sheet that contacts the belt, and the toner image is heated to form a belt. Since it becomes easy to stick, it is difficult to separate from the belt, and it is easy to wind around the belt.
そこで、前記ベルト弛み可変装置は、未定着トナー像を定着させるために前記ニップに通過させる記録シートが、 (1) 未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面にトナー像を担持していない記録シートの場合、 (2) 未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面に既に定着されたトナー像がある記録シートの場合のそれぞれに応じて前記ベルト弛み部分の弛み程度を変更し、前記弛み程度の変更は、前記記録シート剥離部材の前記ベルト弛み部分に対する食い込み量及び/又は圧接力が、前記(1)の記録シートの場合より前記(2)の記録シートの場合の方が大きくなるように行うものでもよい。この場合、前記(1)の記録シートについては、前記記録シート剥離部材の前記ベルト弛み部分に対する食い込み量及び/又は圧接力を実質上「0」に設定する場合も含まれる。 In view of this, the belt slack changing device has a recording sheet that passes through the nip for fixing an unfixed toner image. (1) A toner image is formed on a surface opposite to a recording sheet carrying an unfixed toner image. In the case of a recording sheet that is not carried, (2) the belt slack portion according to each case of a recording sheet that has a toner image already fixed on the surface opposite to the surface of the recording sheet carrying the unfixed toner image The degree of slackening of the recording sheet is changed, and the amount of biting and / or pressing force with respect to the belt slack portion of the recording sheet peeling member is changed in the recording of (2) than in the case of the recording sheet of (1). You may carry out so that it may become larger in the case of a sheet. In this case, the recording sheet of (1) includes a case where the amount of biting and / or the pressure contact force with respect to the belt slack portion of the recording sheet peeling member is substantially set to “0”.
前記ベルト弛み可変装置としては、例えば、前記ベルト内面に接触して前記ベルト回転を案内しつつ前記ベルトにテンションを与えるガイド部材と、前記ガイド部材を前記ベルトのテンションを変更する方向に往復移動させるためのガイド部材駆動装置を含んでいるものを例示できる。 As the belt slack changing device, for example, a guide member that applies tension to the belt while contacting the belt inner surface and guiding the belt rotation, and the guide member is reciprocated in a direction in which the belt tension is changed. The thing containing the guide member drive device for this can be illustrated.
本発明に係る定着装置は、前記ベルトの内側に配置され、前記記録シートの搬送方向において前記ニップの下流側、且つ、前記記録シート剥離部材の上流側で、前記ベルトの内面をベルト外側へ向け押圧して前記記録シート剥離部材の前記ベルト弛み部分への食い込み量を調整するための食い込み量調整部材をさらに含んでいてもよい。 The fixing device according to the present invention is disposed inside the belt, and the inner surface of the belt faces the outside of the belt at the downstream side of the nip and the upstream side of the recording sheet peeling member in the conveyance direction of the recording sheet. A biting amount adjusting member for adjusting the biting amount of the recording sheet peeling member into the belt slack portion by pressing may be further included.
いずれにしても、前記記録シート剥離部材としては、前記ベルトに巻き付いた記録シートを該ベルトから分離させ得るように少なくとも先端部分が該ベルトに接触できるものを例示できる。また、そのような先端部分として、断面形状が山形状(換言すれば、楔状)に尖ったものや、板状のものを例示できる。先端部分が板状である場合、記録シート剥離部材全体が板状の部材であってもよい。 In any case, examples of the recording sheet peeling member include those in which at least the tip portion can contact the belt so that the recording sheet wound around the belt can be separated from the belt. Moreover, as such a front-end | tip part, the cross-sectional shape can point out the shape of a mountain (in other words, wedge shape), and a plate-shaped thing. When the tip portion is plate-shaped, the entire recording sheet peeling member may be a plate-shaped member.
また、前記記録シート剥離部材の個数、各記録シート剥離部材の記録シート搬送方向を横切る幅方向の寸法、記録シート搬送方向を横切る方向における位置等は、前記ベルトに巻き付いた記録シートを該ベルトから分離させ得るものであればよく、特に制限はない。 Further, the number of the recording sheet peeling members, the size of each recording sheet peeling member in the width direction crossing the recording sheet conveyance direction, the position in the direction crossing the recording sheet conveyance direction, and the like can be used to remove the recording sheet wound around the belt from the belt. There is no particular limitation as long as it can be separated.
本発明によると、熱源を有する定着ローラーと、無端状のベルトと、前記ベルトの内面側に配置され、前記ベルトを前記定着ローラーへ押圧して前記定着ローラーとの間にニップを形成しつつ前記定着ローラーに従動回転させる押圧部材とを含み、未定着トナー像を担持した記録シートを前記ニップに通すことで前記トナー像を前記記録シートに加熱加圧下に定着させる定着装置であって、前記未定着トナー像の定着のために前記ニップに通される前記記録シートが前記ニップの出口で前記ベルトからの分離が不十分でベルトに巻き付いた場合でも、該記録シートを該ベルトから分離させることができる定着装置を提供することができる。 According to the present invention, a fixing roller having a heat source, an endless belt, and an inner surface of the belt are arranged, and the belt is pressed against the fixing roller to form a nip with the fixing roller. A fixing device that includes a pressing member that is driven to rotate by a fixing roller, and fixes the toner image to the recording sheet under heat and pressure by passing a recording sheet carrying an unfixed toner image through the nip. The recording sheet is separated from the belt even when the recording sheet passed through the nip for fixing the toner image is not sufficiently separated from the belt at the exit of the nip and is wound around the belt. A fixing device that can be provided can be provided.
また、本発明によると、像担持体上にトナー画像を形成し、前記トナー画像を記録シートに転写し、定着装置で定着させることができ、前記定着装置として、熱源を有する定着ローラーと、無端状のベルトと、前記ベルトの内面側に配置され、前記ベルトを前記定着ローラーへ押圧して前記定着ローラーとの間にニップを形成しつつ前記定着ローラーに従動回転させる押圧部材とを含み、未定着トナー像を担持した記録シートを前記ニップに通すことで前記トナー像を前記記録シートに加熱加圧下に定着させる定着装置を採用している画像形成装置であって、前記定着装置において、前記未定着トナー像の定着のために前記ニップに通される前記記録シートが前記ニップの出口で前記ベルトからの分離が不十分でベルトに巻き付いた場合でも、該記録シートを該ベルトから分離させることができ、それだけ画像生産性の低下を抑制して画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。 Further, according to the present invention, a toner image can be formed on an image carrier, the toner image can be transferred to a recording sheet and fixed by a fixing device, and the fixing device includes a fixing roller having a heat source, an endless device, and the like. And a pressing member which is disposed on the inner surface side of the belt and presses the belt against the fixing roller to rotate the fixing roller while forming a nip with the fixing roller. An image forming apparatus employing a fixing device for fixing the toner image to the recording sheet by applying heat and pressure by passing a recording sheet carrying a toner image on the nip. Even when the recording sheet passed through the nip for fixing a toner image is not sufficiently separated from the belt at the exit of the nip and is wound around the belt The recording sheet can be separated from the belt, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming an image by correspondingly inhibiting the reduction in image productivity.
以下、本発明に係る定着装置例を採用した画像形成装置の例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の1例を示している。
図1に示す画像形成装置10は、電子写真方式でモノクロ画像を形成し、記録用紙等の記録シートに印刷するプリンターである。
Hereinafter, an example of an image forming apparatus employing an example of a fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of an image forming apparatus according to the present invention.
An image forming apparatus 10 shown in FIG. 1 is a printer that forms a monochrome image by an electrophotographic method and prints it on a recording sheet such as a recording sheet.
プリンター10は、電子写真方式でトナー像を形成する画像形成部1、画像形成部1に記録シートSを供給するシート供給部2、画像形成部1で形成されたトナー像をシート供給部2から供給される記録シートSに転写する転写部3、記録シートSに転写されたトナー像をシートSに定着させる定着装置4A、定着トナー像を保持する記録シートSを排出トレイ50へ排出するシート排出装置5及び両面画像形成のための反転循環搬送路6を含んでいる。 The printer 10 includes an image forming unit 1 that forms a toner image by an electrophotographic method, a sheet supply unit 2 that supplies a recording sheet S to the image forming unit 1, and a toner image that is formed by the image forming unit 1 from the sheet supply unit 2. The transfer unit 3 for transferring to the supplied recording sheet S, the fixing device 4A for fixing the toner image transferred to the recording sheet S to the sheet S, and the sheet discharge for discharging the recording sheet S holding the fixing toner image to the discharge tray 50. The apparatus 5 and the reverse circulation conveyance path 6 for double-sided image formation are included.
プリンター10はその動作を制御する制御部Cも含んでいる。プリンター10の各部の動作はこの制御部Cの指示のもとになされる。制御部Cにはユーザーによって操作される操作パネルPaも接続されている。操作パネルPaは、プリント枚数等を設定するテンキー、用いる記録シートサイズを指定するキー、記録シートの片面に画像形成するか、両面に画像形成するかを指定するキー、普通紙に画像形成するか、そうでない記録シートに画像形成するか、既に1面に画像形成された記録シートの他面に画像形成するか等に関係して記録シート種を指定するキー、プリント開始を指示するキー等を有している。 The printer 10 also includes a control unit C that controls its operation. The operation of each unit of the printer 10 is performed under the instruction of the control unit C. An operation panel Pa operated by a user is also connected to the control unit C. The operation panel Pa is a numeric keypad for setting the number of prints, a key for specifying the recording sheet size to be used, a key for specifying whether to form an image on one side or both sides of the recording sheet, and whether to form an image on plain paper. A key for designating a recording sheet type, a key for instructing the start of printing, etc. in relation to whether to form an image on a recording sheet that is not so, or to form an image on the other side of the recording sheet already formed on one side Have.
画像形成部1は静電潜像担持体として、回転駆動されるドラム型感光体11を備えている。感光体11の周囲に帯電器12、現像器14、クリーナー15等がこの順序で配置されている。帯電器12と現像器14の間から感光体11へ画像露光を施す画像露光装置13も設けられている。
画像露光装置13は図示省略のスキャナー、コンピューター等から画像情報を供給されてレーザー光により感光体11に画像露光を施すものである。
The image forming unit 1 includes a drum-type photoconductor 11 that is rotationally driven as an electrostatic latent image carrier. Around the photoconductor 11, a charger 12, a developing device 14, a cleaner 15 and the like are arranged in this order. An image exposure device 13 that performs image exposure on the photosensitive member 11 from between the charger 12 and the developing device 14 is also provided.
The image exposure device 13 is supplied with image information from a scanner, a computer, etc. (not shown), and performs image exposure on the photoconductor 11 with a laser beam.
転写部3は図示省略の転写電源から転写バイアスを印加できる転写ローラー31を含んでいる。転写ローラー31は、感光体11の回転方向(反時計まわり方向)において現像器14の下流側、且つ、クリーナー15の上流側で感光体11に臨んでいる。 The transfer unit 3 includes a transfer roller 31 that can apply a transfer bias from a transfer power supply (not shown). The transfer roller 31 faces the photoconductor 11 on the downstream side of the developing device 14 and the upstream side of the cleaner 15 in the rotation direction (counterclockwise direction) of the photoconductor 11.
転写ローラー31は図示省略の押圧手段に押圧されて感光体11との間にニップ部を形成し、感光体11の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録シートの移動に従動して、或いは駆動されて回転することができる。 The transfer roller 31 is pressed by a pressing means (not shown) to form a nip portion between the transfer roller 31 and the recording sheet driven by the rotation of the photosensitive member 11 or fed into the nip portion as will be described later. It can be rotated by being driven or driven.
シート供給部2は記録シートSを積載収容するカセット200及びカセット200からシートを1枚づつ引き出し供給するシート供給装置20を含んでいる。
定着装置4Aについては後ほど詳述する。
The sheet supply unit 2 includes a cassette 200 on which the recording sheets S are stacked and stored, and a sheet supply device 20 that pulls out and supplies the sheets one by one from the cassette 200.
The fixing device 4A will be described in detail later.
シート排出装置5は定着装置4Aから送り出されてくる記録シートSを排出トレイ50へ排出する排出ローラー対51を含んでいる。定着装置4Aから排出ローラー対51へ至るシート搬送路に、持ち上げ可能にこの搬送路を閉じるシート搬送方向切替部材52が配置されている。 The sheet discharge device 5 includes a discharge roller pair 51 that discharges the recording sheet S sent from the fixing device 4 </ b> A to the discharge tray 50. A sheet conveyance direction switching member 52 that closes the conveyance path so as to be lifted is disposed on the sheet conveyance path from the fixing device 4 </ b> A to the discharge roller pair 51.
排出ローラー対51でトレイ50へ排出される記録シートSがトレイ50に完全に排出される直前に、そしてシート搬送方向切替部材52が閉じている状態で排出ローラー対51を逆転させることで該記録シートを反転循環搬送路6へ送り込み、後述するタイミングローラー対Rへ供給することができる。循環搬送路6におけるrはシート案内ローラーである。 Immediately before the recording sheet S discharged to the tray 50 by the discharge roller pair 51 is completely discharged to the tray 50 and in a state where the sheet conveyance direction switching member 52 is closed, the recording roller S 51 is reversed to perform the recording. The sheet can be fed into the reverse circulation conveyance path 6 and supplied to a timing roller pair R described later. R in the circulation conveyance path 6 is a sheet guide roller.
プリンター10によると、制御部Cに接続された操作パネルPaにおいてプリント開始キーが押されると、記録シート供給部2から記録シートSが供給開始される。
記録シート供給部2から供給される記録シートSが図示省略のセンサーに検出されると、画像形成部1で画像形成が開始され、記録シートSはタイミングローラー対Rで一旦停止される。
According to the printer 10, when the print start key is pressed on the operation panel Pa connected to the control unit C, the supply of the recording sheet S from the recording sheet supply unit 2 is started.
When the recording sheet S supplied from the recording sheet supply unit 2 is detected by a sensor (not shown), the image forming unit 1 starts image formation, and the recording sheet S is temporarily stopped by the timing roller pair R.
画像形成部1において画像形成が開始されると、感光体11が図中反時計方向に回転駆動され、該感光体表面が帯電器12にて所定電位に帯電され、該帯電域に画像露光装置13から形成しようとする画像に応じた画像露光が施される。これにより感光体11上に静電潜像が形成され、該潜像が、本例では、現像器14で負帯電トナーで反転現像されて可視トナー像となる。 When image formation is started in the image forming unit 1, the photoconductor 11 is rotationally driven counterclockwise in the figure, the surface of the photoconductor is charged to a predetermined potential by the charger 12, and an image exposure device is placed in the charged area 13 is subjected to image exposure according to the image to be formed. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 11, and in this example, the latent image is reversely developed with negatively charged toner in the developing unit 14 to become a visible toner image.
タイミングローラー対Rで待機していた記録シートSはその画像形成域に感光体11上のトナー像が転写開始されるようにローラー対Rで転写部3へ送り込まれ、図示省略の転写電源から転写バイアスが印加される転写ローラー31で感光体11上のトナー像が転写される。トナー像が転写された記録シートSはひき続き定着装置4Aへ送り込まれ、そこでトナー像が加熱加圧下に定着され、さらに、シート搬送方向切替部材52をその自重及び/又は弾性に抗して押し上げつつ排出ローラー対51へ向かい、排出ローラー対51で排出トレイ50へ排出される。 The recording sheet S waiting on the timing roller pair R is sent to the transfer unit 3 by the roller pair R so that the transfer of the toner image on the photoconductor 11 to the image forming area, and is transferred from a transfer power supply (not shown). The toner image on the photoconductor 11 is transferred by the transfer roller 31 to which a bias is applied. The recording sheet S to which the toner image has been transferred is continuously fed to the fixing device 4A, where the toner image is fixed under heat and pressure, and the sheet conveying direction switching member 52 is pushed up against its own weight and / or elasticity. While going to the discharge roller pair 51, the discharge roller pair 51 discharges to the discharge tray 50.
両面画像形成モードでは、このように片面に画像形成されて排出トレイ50へ排出されようとする記録シートSが、トレイ50へ排出完了される直前に排出ローラー対51の逆転にて反転循環搬送路6へ送り込まれ、2面目への画像形成に供される。 In the double-sided image forming mode, the recording sheet S that is image-formed on one side and is to be discharged to the discharge tray 50 in this way is reversely rotated by a reverse rotation of the discharge roller pair 51 immediately before the discharge to the tray 50 is completed. 6 for image formation on the second side.
トナー像転写後感光体11上に残留する転写残トナーはクリーナー15にて除去清掃される。 The transfer residual toner remaining on the photoconductor 11 after the toner image transfer is removed and cleaned by a cleaner 15.
次に定着装置4Aについて説明する。定着装置4Aは図2(A)に示すように、ここではハロゲンランプヒーターからなる熱源411を内蔵した定着ローラー41と、無端状のベルト42と、ベルト42の内面側に配置された押圧部材43を含んでいる。定着ローラー41は駆動モーター412により制御部Cの指示のもとに所定のタイミングで図中CCW方向に回転駆動される。 Next, the fixing device 4A will be described. As shown in FIG. 2A, the fixing device 4A includes a fixing roller 41 incorporating a heat source 411 composed of a halogen lamp heater, an endless belt 42, and a pressing member 43 disposed on the inner surface side of the belt 42. Is included. The fixing roller 41 is rotationally driven in the CCW direction in the figure at a predetermined timing by an instruction from the control unit C by a drive motor 412.
定着ローラー41は芯金41aに弾性層41bを周設し、弾性層41b上に表面層41cを形成したものである。弾性層41bは本例では耐熱性の高いシリコンゴムで形成されており、表面層41cは本例では離型性良好なフッ素系樹脂(例えばPFA(パーフルオロアルコシキ)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のいずれか)で形成される。 In the fixing roller 41, an elastic layer 41b is provided around a cored bar 41a, and a surface layer 41c is formed on the elastic layer 41b. The elastic layer 41b is made of silicon rubber having high heat resistance in this example, and the surface layer 41c is made of a fluorine-based resin (for example, PFA (perfluoroalkoxy), PTFE (polytetrafluoroethylene) having good releasability in this example. ) Etc.).
ベルト42は弾性変形可能な筒状のものであり、本例では耐熱性樹脂(例えばPI(ポリイミド)、PA(ポリアミド)、PIA(ポリイミドアミド)等のいずれか)で形成される。 The belt 42 has a cylindrical shape that can be elastically deformed, and is formed of a heat-resistant resin (for example, any one of PI (polyimide), PA (polyamide), PIA (polyimide amide), and the like) in this example.
押圧部材43はベルト42を定着ローラー41へ押圧して定着ローラー41との間に定着ニップNを形成しつつ定着ローラー41に従動回転させるものである。 The pressing member 43 presses the belt 42 against the fixing roller 41 to form a fixing nip N with the fixing roller 41 and is driven to rotate by the fixing roller 41.
押圧部材43は、それとは限定されないが、ここではベルト42を定着ローラー41へ押圧して定着ニップNを形成する弾性押圧部材431と、トナー像定着のためのシート搬送方向αにおける下流側端部分(ニップ出口側の端部分)を提供しているシート分離押圧部432と、これらを支持するケース434と、ケース434に支持されて弾性押圧部材431をベルト押圧方向に押すバネ部材433を含んでいる。 The pressing member 43 is not limited thereto, but here, an elastic pressing member 431 that presses the belt 42 against the fixing roller 41 to form a fixing nip N, and a downstream end portion in the sheet conveying direction α for fixing the toner image. A sheet separation pressing portion 432 that provides the (nip exit side end portion), a case 434 that supports these, and a spring member 433 that is supported by the case 434 and presses the elastic pressing member 431 in the belt pressing direction. Yes.
弾性押圧部材431は本例ではシリコンゴム製である。
シート分離押圧部432は、ベルト42に臨む先端部が扁平状に形成された分離爪状の形態を呈しており、剛性の大きい部材である。押圧部材43にて定着ローラー41へ押圧されたベルト42はそれより硬い定着ローラー表面に沿うように弾性変形する。
The elastic pressing member 431 is made of silicon rubber in this example.
The sheet separation pressing portion 432 has a separation claw-like shape in which a tip portion facing the belt 42 is formed in a flat shape, and is a member having high rigidity. The belt 42 pressed against the fixing roller 41 by the pressing member 43 is elastically deformed along the surface of the fixing roller that is harder than that.
シート分離押圧部432は主としてニップN出口で記録シートSを定着ローラー41から分離させるものである。 The sheet separating and pressing unit 432 separates the recording sheet S from the fixing roller 41 mainly at the nip N exit.
この定着装置4Aによると、定着ローラー41をモーター412で回転させ、これにベルト42を従動回転させた状態で、ニップNに、未定着トナー像を担持した記録シートSをトナー像tが定着ローラー41に向けられるようにして通すことで、該トナー像を記録シート面に加熱加圧下に定着させることができる。 According to the fixing device 4A, the fixing roller 41 is rotated by the motor 412, and the belt 42 is driven to rotate. The recording sheet S carrying the unfixed toner image is held in the nip N by the toner image t. The toner image can be fixed on the surface of the recording sheet under heat and pressure by passing it so as to be directed to 41.
このとき、シート搬送方向αにおいてニップNの上流側に隣り合うベルト部分421はニップNへ引き込まれるので弛み難いが、ニップNの下流側に隣り合う部分422は上流側より大きく弛む。このベルト弛み部分422に定位置配置のシート剥離部材44が相対的に圧接され食い込み、それによりベルト弛み部分422が部分的に曲率変化する。 At this time, since the belt portion 421 adjacent to the upstream side of the nip N in the sheet conveyance direction α is pulled into the nip N, the portion 422 adjacent to the downstream side of the nip N is more loose than the upstream side. The sheet peeling member 44 in a fixed position is relatively pressed against the belt slack portion 422, and the belt slack portion 422 partially changes its curvature.
シート剥離部材44は、図2(B)に示すように、定着ローラー41の回転中心線と平行な方向における幅寸法がwであり、先端部441が断面3角形状の扁平な爪状の、定位置、定姿勢(図2(A)のように先端部441を下方から概ねニップNの方へ斜めに向けた姿勢)で配置した部材であり、ベルト42の定着ローラー41の回転中心線と平行な方向におけるベルト42の中央部分に接触させてある。 As shown in FIG. 2B, the sheet peeling member 44 has a flat claw-like shape having a width dimension w in a direction parallel to the rotation center line of the fixing roller 41 and a tip 441 having a triangular cross section. 2 is a member arranged in a fixed position and a fixed posture (a posture in which the tip end portion 441 is inclined obliquely toward the nip N from below as shown in FIG. 2A), and the rotation center line of the fixing roller 41 of the belt 42 It is in contact with the central portion of the belt 42 in the parallel direction.
定着装置4Aによると、記録シートSが定着ニップNの出口でベルト42からの分離が不十分となり、ベルト42に巻き付く場合でも、このベルト弛み部分422の部分的な曲率変化と、先端部がベルト弛み部分422に相対的に圧接されて食い込み、埋もれたような状態におかれているシート剥離部材44とで、記録シートSは確実に、簡単にベルト42から剥離、分離される。 According to the fixing device 4A, even when the recording sheet S is insufficiently separated from the belt 42 at the exit of the fixing nip N and is wound around the belt 42, the partial curvature change of the belt slack portion 422 and the leading end portion are The recording sheet S is reliably and easily peeled from and separated from the belt 42 by the sheet peeling member 44 that is pressed into the belt slack portion 422 and bitten and buried.
また、このように定着装置4Aにおけるベルト42からの記録シートSの分離性がよいので、定着装置4Aにおける分離ジャム等を抑制して、それだけ画像生産性の低下を抑制しつつ円滑に画像を形成できる。 Further, since the separation of the recording sheet S from the belt 42 in the fixing device 4A is good as described above, the separation jam and the like in the fixing device 4A are suppressed, so that an image can be smoothly formed while suppressing a decrease in image productivity. it can.
図2の定着装置4Aでは、シート剥離部材44は先端部分441が断面山形状(換言すれば、楔状)に尖ったものであるが、例えばフッ素系の潤滑性膜(PTFE膜、PFA膜等)やシリコン膜で被覆されていてもよい。また、シート剥離部材は樹脂或いは金属板からなるものや、さらにそれをフッ素系の潤滑性膜(PTFE膜、PFA膜等)やシリコン膜で被覆したもの等でもよい。 In the fixing device 4A shown in FIG. 2, the sheet peeling member 44 has a tip portion 441 that is pointed in a cross-sectional mountain shape (in other words, a wedge shape). For example, a fluorine-based lubricating film (PTFE film, PFA film, etc.) Or may be covered with a silicon film. Further, the sheet peeling member may be made of a resin or a metal plate, or may be coated with a fluorine-based lubricating film (PTFE film, PFA film, etc.) or a silicon film.
また、記録シート剥離部材の個数、各記録シート剥離部材の記録シート搬送方向を横切る幅方向の寸法、記録シート搬送方向を横切る方向における位置等は、ベルト42に巻き付いた記録シートSを該ベルトから分離させ得るものであれば、特に制限はない。 Further, the number of recording sheet peeling members, the size of each recording sheet peeling member in the width direction across the recording sheet conveyance direction, the position in the direction across the recording sheet conveyance direction, and the like are used to remove the recording sheet S wound around the belt 42 from the belt. There is no particular limitation as long as it can be separated.
また、定着ローラー41の加熱手段としては、前記のランプヒーターからなる熱源411に限定されるものではなく、例えば、定着ローラー41を電磁誘導発熱層を含む構成とし、この電磁誘導発熱層を磁束発生装置で電磁誘導発熱させるものでもよい。 The heating means of the fixing roller 41 is not limited to the heat source 411 composed of the lamp heater. For example, the fixing roller 41 includes an electromagnetic induction heating layer, and the electromagnetic induction heating layer is used to generate magnetic flux. A device that generates heat by electromagnetic induction may be used.
本発明者の研究によると、記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する食い込み量と圧接力には相関関係があり、食い込み量及び圧接力のうち一方が増加すれば、他方も増加し、一方が減少すれば、他方も減少する傾向がある。 According to the inventor's research, there is a correlation between the biting amount and the pressure contact force with respect to the belt slack portion 422 of the recording sheet peeling member 44, and when one of the biting amount and the pressure contact force increases, the other increases, If the number decreases, the other tends to decrease.
食い込み量及び/又は圧接力はベルトからの記録シートの分離性に影響する。記録シート剥離部材44の接触にも関わらずベルトが支障なく回動できる状態では、食い込み量及び/又は圧接力が大きいほど分離性が向上する傾向がある。 The amount of biting and / or the pressing force affects the separation of the recording sheet from the belt. In a state in which the belt can be rotated without hindrance despite the contact of the recording sheet peeling member 44, the separability tends to be improved as the amount of biting and / or the pressure contact force increases.
図3は記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する食い込み量及び/又は圧接力の調整のためにベルト弛み部分422の弛み程度を変えるベルト弛み可変装置7を備えた定着装置4Bを示している。定着装置4Bはベルト弛み可変装置7を設けた点を除けば定着装置4Aと同じ構成である。定着装置4Aと同じ部品、部分等には装置4Aと同じ参照符号を付してある。 FIG. 3 shows a fixing device 4B provided with a belt slack changing device 7 for changing the slackness of the belt slack portion 422 in order to adjust the amount of biting and / or the pressure contact force of the recording sheet peeling member 44 with respect to the belt slack portion 422. . The fixing device 4B has the same configuration as the fixing device 4A except that the belt slack variable device 7 is provided. The same parts and portions as those of the fixing device 4A are denoted by the same reference numerals as those of the device 4A.
図3に示すベルト弛み可変装置7は、ガイド部材71と、ガイド部材駆動装置72とを含んでいる。 The belt slack variable device 7 shown in FIG. 3 includes a guide member 71 and a guide member driving device 72.
ガイド部材71は、ベルト42の内面のうち押圧部材43が押圧している部分とは反対側の部分420に凸曲面710で接触してベルト回転を案内しつつベルト42にテンションを与える部材である。 The guide member 71 is a member that applies tension to the belt 42 while contacting the portion 420 of the inner surface of the belt 42 opposite to the portion pressed by the pressing member 43 with a convex curved surface 710 to guide belt rotation. .
ガイド部材71は図3に示すようにベルト42の記録シート搬送方向を横切る幅方向に延びて両端部711、711がベルト42から突出しており、各端部711が図示省略の案内部材で可動に支持されており、それにより、ガイド部材71全体が押圧部材43に対し接近離隔する方向に往復動できるようになっている。 As shown in FIG. 3, the guide member 71 extends in the width direction across the recording sheet conveyance direction of the belt 42, and both end portions 711 and 711 protrude from the belt 42. Each end portion 711 is movable by a guide member (not shown). As a result, the entire guide member 71 can reciprocate in the direction approaching and separating from the pressing member 43.
ガイド部材71を図4に示すように押圧部材43の方へ近づけると、ベルトテンションは弱まり、ニップN下流側のベルト弛み部分422の弛み程度は大きくなり、記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する圧接力及び食い込み量が増加する。 When the guide member 71 is moved closer to the pressing member 43 as shown in FIG. 4, the belt tension is weakened, the degree of slackness of the belt slack portion 422 on the downstream side of the nip N is increased, and the belt slack portion 422 of the recording sheet peeling member 44 is increased. The pressure contact force and the amount of bite increases.
ガイド部材71を図5に示すように押圧部材43から遠ざけると、ベルトテンションは強まり、ニップN下流側のベルト弛み部分422の弛み程度は小さくなり、記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する圧接力及び食い込み量が減少し、ついには剥離部材44はベルトから離れる。 When the guide member 71 is moved away from the pressing member 43 as shown in FIG. 5, the belt tension increases, the degree of slackness of the belt slack portion 422 on the downstream side of the nip N becomes small, and the pressure contact of the recording sheet peeling member 44 to the belt slack portion 422 is reduced. The force and the amount of biting are reduced, and finally the peeling member 44 moves away from the belt.
ガイド部材駆動装置72はベルト42のテンションを変更する方向にガイド部材71を往復移動させるための装置である。ガイド部材駆動装置72は、各ガイド部材端部711を押圧部材43から遠ざかる方向に押圧するバネ721、各ガイド部材端部711をバネ721に抗して押圧部材43側へ押し戻すためのカム722を含んでいる。 The guide member driving device 72 is a device for reciprocating the guide member 71 in a direction in which the tension of the belt 42 is changed. The guide member driving device 72 includes a spring 721 that presses each guide member end 711 in a direction away from the pressing member 43, and a cam 722 that pushes each guide member end 711 back against the spring 721 toward the pressing member 43. Contains.
カム722はカム軸723に取り付けられており、カム軸723は一対の軸受け部材724で回動可能に支持されている。カム軸723はモーター725で正逆回動可能であり、モーター725はコントローラ70により動作制御される。コントローラー70は前記制御部Cからの指示に基づきモーター725動作を制御して、カム軸723を、従ってカム722を回動させ、それによりガイド部材71を移動させてベルトテンションを調整し、ベルト弛み部分422の大きさを所定の剥離部材圧接力及び/又は剥離部材食い込み量が設定されるように調整できる。 The cam 722 is attached to a cam shaft 723, and the cam shaft 723 is rotatably supported by a pair of bearing members 724. The cam shaft 723 can be rotated forward and backward by a motor 725, and the operation of the motor 725 is controlled by the controller 70. The controller 70 controls the operation of the motor 725 based on the instruction from the control unit C, rotates the cam shaft 723, and thus the cam 722, thereby moving the guide member 71 to adjust the belt tension and loosen the belt. The size of the portion 422 can be adjusted such that a predetermined peeling member pressing force and / or a peeling member biting amount is set.
なお、ガイド部材71を移動させる手段は上記の様なカム装置を利用したものに限定される必要はなく。例えば、ガイド部材71をモーターやソレノイドで直接的に或いは適当なリンク機構を仲立ちとして移動させるもの等でもよい。 The means for moving the guide member 71 need not be limited to those using the cam device as described above. For example, the guide member 71 may be moved directly by a motor or solenoid, or moved by using an appropriate link mechanism.
ベルト42として、基材にPI(ポリイミド)を採用し、厚さを80μm〜130μmの範囲から選択したベルトを用い、シート剥離部材44として、定着ローラ―41の回転中心線と平行な方向における幅寸法wを5mmとし、先端部441が断面3角形状の扁平な爪状の、定位置、定姿勢(図2のように先端部441を下方から概ねニップNの方へ斜めに向けた姿勢)で配置の部材をベルト42の定着ローラ―41の回転中心線と平行な方向における中央部分に接触させ、ベルト弛み可変装置7でベルト弛みを種々変化させることで、ベルト弛み部分422に対するシート剥離部材44の相対的な圧接力と食い込み量を調べたところ、次表に示す結果を得た。 The belt 42 is made of PI (polyimide) as a base material and has a thickness selected from the range of 80 μm to 130 μm. The sheet peeling member 44 has a width in a direction parallel to the rotation center line of the fixing roller 41. A fixed position and a fixed posture in which the dimension w is 5 mm and the tip portion 441 is a flat claw shape having a triangular cross section (a posture in which the tip portion 441 is inclined obliquely from below to the nip N as shown in FIG. 2). The sheet peeling member with respect to the belt slack portion 422 is brought into contact with the central portion of the belt 42 in the direction parallel to the rotation center line of the fixing roller 41 and the belt slack changing device 7 variously changes the belt slack. When the relative pressing force of 44 and the amount of biting were examined, the results shown in the following table were obtained.
圧接力 0.5N 1.0N 1.5N
食い込み量 0.5mm 1.0mm 1.5mm
Pressure contact force 0.5N 1.0N 1.5N
Biting amount 0.5mm 1.0mm 1.5mm
このように、記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する食い込み量と圧接力には相関関係があり、食い込み量及び圧接力のうち一方が増加すれば、他方も増加し、一方が減少すれば、他方も減少する傾向があることが確認された。 Thus, there is a correlation between the biting amount and the pressing force of the recording sheet peeling member 44 with respect to the belt slack portion 422, and if one of the biting amount and the pressing force increases, the other increases and the other decreases. It was confirmed that the other also tended to decrease.
また、剥離部材44の位置としては、ニップNに近すぎると、徒にベルト42が変形し易くなり、ニップNから遠すぎると、ベルト42の回転動作に影響がでてくる。研究を重ねたところ、ニップNの出口から概ねベルト42に沿って概ね40度回った位置が分離性が最も安定する位置であることが確認された。 If the separation member 44 is too close to the nip N, the belt 42 is easily deformed. If it is too far from the nip N, the rotational operation of the belt 42 is affected. As a result of repeated research, it was confirmed that the position where the separation performance was most stable was the position rotated approximately 40 degrees along the belt 42 from the exit of the nip N.
記録シート剥離部材44の接触にも関わらずベルトが支障なく回動できる状態では、食い込み量及び/又は圧接力が大きいほど分離性が向上する傾向がある。しかし、食い込み量及び/又は圧接力が大きくなってくると、ベルトが損傷し易くなる。 In a state in which the belt can be rotated without hindrance despite the contact of the recording sheet peeling member 44, the separability tends to be improved as the amount of biting and / or the pressure contact force increases. However, when the biting amount and / or the pressure contact force increase, the belt is easily damaged.
そこで、例えば定着装置4Bの場合、ベルト弛み可変装置7を用いてシート剥離部材44とベルト弛み部分422との接触を次のように行なわせてもよい。 Therefore, for example, in the case of the fixing device 4B, the contact between the sheet peeling member 44 and the belt slack portion 422 may be performed using the belt slack variable device 7 as follows.
例えば、記録シート剥離部材44は、ベルト弛み可変装置7によるベルト弛み部分422の弛み程度が予め定めた弛み程度以上でベルト弛み部分422に接触し、該予め定めた弛み程度より小さい弛み程度(弛みが無いと言ってもよい程度の場合も含む。)ではベルト弛み部分422に接触しない位置に配置されていてもよい。ここで、「ベルト弛み部分422の予め定めた弛み程度」として、予めの実験等により記録シート剥離のために必要と認められる剥離部材44のベルト42への食い込み量及び/又は圧接力を設定できるベルト弛み程度を例示できる。このベルト弛み程度は記録シート種等に応じて2段階より多い複数段階に設定されてもよい。 For example, the recording sheet peeling member 44 contacts the belt slack portion 422 when the slackness of the belt slack portion 422 by the belt slack changing device 7 is equal to or greater than a predetermined slackness, and the slackness (slackness) is smaller than the predetermined slackness. In this case, the belt may be disposed at a position where it does not contact the belt slack portion 422. Here, as the “predetermined degree of slack of the belt slack portion 422”, the amount of biting and / or the pressure contact force of the peeling member 44 recognized as necessary for the separation of the recording sheet by a preliminary experiment or the like can be set. The degree of belt slack can be exemplified. The degree of belt slack may be set in a plurality of stages more than two stages according to the recording sheet type and the like.
また、ベルト保護のために、ベルト弛み可変装置7は、記録シートSの先端がニップNに突入してから予め定めた時間であって、短くとも記録シートSの先端が記録シート剥離部材44に到達でき、長くとも記録シートSがニップNを通過するに要する時間のみ、記録シートSがニップNを通過していないときより記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422への食い込み量及び/又は圧接力が大きくなるように(それにより記録シート剥離が確実になされるように)ベルト部分の弛み程度を変えるように制御されてもよい。 Further, in order to protect the belt, the belt slack changing device 7 has a predetermined time after the leading edge of the recording sheet S enters the nip N, and the leading edge of the recording sheet S is at least the recording sheet peeling member 44. The amount of biting and / or pressure contact with the belt slack portion 422 of the recording sheet peeling member 44 can be reached only when the recording sheet S passes through the nip N at the longest. It may be controlled to change the degree of slackness of the belt portion so that the force becomes large (so that the recording sheet is surely peeled off).
また、ベルト弛み可変装置7は、ニップN出口側でのベルト42からの記録シート剥離をより確実に行なえるように、記録シートへのトナー像定着条件(記録シート種、トナー種等により変わってくることがあるトナー像定着条件等)に応じて、記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する食い込み量及び/又は圧接力を適切に設定すべくベルト弛み部分422の弛み程度を変更するように制御されてもよい。 Further, the belt slack changing device 7 changes depending on the toner image fixing condition (recording sheet type, toner type, etc.) to the recording sheet so that the recording sheet can be peeled off from the belt 42 at the nip N outlet side more reliably. The degree of slackness of the belt slack portion 422 is changed so as to appropriately set the amount of biting into the belt slack portion 422 and / or the pressure contact force of the recording sheet peeling member 44 according to the toner image fixing conditions that may come. It may be controlled.
例えば、未定着トナー像を定着させるためにニップNに通過させる記録シートには、(1) 未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面にトナー像を担持していない記録シート、 (2) 未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面に既に定着されたトナー像を担持している記録シートがある。後者記録シートとしては、例えば両面画像形成モードにおいて1面目に画像形成されて2面目に未定着トナー像が定着されようとしている記録シートや、未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面に過去に形成されたトナー像を担持している記録シートがある。 For example, for a recording sheet that passes through the nip N in order to fix an unfixed toner image, (1) a recording sheet that does not carry a toner image on the opposite side of the recording sheet carrying the unfixed toner image (2) There is a recording sheet carrying a toner image that has already been fixed on the surface opposite to the surface of the recording sheet carrying an unfixed toner image. As the latter recording sheet, for example, in the double-sided image forming mode, an image is formed on the first side and an unfixed toner image is fixed on the second side, or the opposite side of the recording sheet carrying the unfixed toner image. There is a recording sheet carrying a toner image formed in the past on the surface.
ニップNから出て来る記録シートは、一般的に言って、べルト42に接触する記録シート面にトナー像があるものの方が、そのトナー像が熱せられてベルトにくっつき易くなるのでベルト42から分離し難く、ベルトに巻き付き易い。 Generally speaking, the recording sheet coming out of the nip N has a toner image on the surface of the recording sheet in contact with the belt 42, and the toner image is heated so that it easily sticks to the belt. It is difficult to separate and easy to wind around the belt.
そこで、ベルト弛み可変装置7は、未定着トナー像を定着させるためにニップNに通過させる記録シートが、(1) 未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面にトナー像を担持していない記録シートの場合、(2) 未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面に既に定着されたトナー像がある記録シートの場合のそれぞれに応じてベルト弛み部分422の弛み程度を変更し、該弛み程度の変更は、記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する食い込み量及び/又は圧接力が、前記(1)の記録シートの場合より前記(2)の記録シートの場合の方が大きくなるように行うものでもよい。この場合、前記(1)の記録シートについては、記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する食い込み量及び/又は圧接力を実質上「0」に設定してもよい。
また、前記(2)の記録シートについては、両面画像形成モードにおいて1面目に画像形成されて2面目に未定着トナー像が定着されようとしている記録シートの場合は、未定着トナー像を担持した記録シート面とは反対側の面に過去に形成されたトナー像を担持している記録シートの場合より記録シート剥離部材44のベルト弛み部分422に対する食い込み量及び/又は圧接力が大きくなるように弛み程度を設定してもよい。
Therefore, the belt slack changing device 7 has the following effect: the recording sheet that passes through the nip N to fix the unfixed toner image is (1) the toner image is formed on the surface opposite to the recording sheet carrying the unfixed toner image. In the case of a recording sheet that is not carried, (2) a belt slack portion 422 corresponding to each case of a recording sheet that has a toner image already fixed on the surface opposite to the surface of the recording sheet carrying an unfixed toner image. The degree of slackening of the recording sheet is changed, and the amount of biting and / or the pressure contact force of the recording sheet peeling member 44 with respect to the belt slackening portion 422 is changed as compared with the case of the recording sheet of (1). You may carry out so that it may become larger in the case of a sheet. In this case, with respect to the recording sheet of (1), the amount of biting and / or the pressure contact force with respect to the belt slack portion 422 of the recording sheet peeling member 44 may be set to substantially “0”.
The recording sheet (2) carries an unfixed toner image in the case of a recording sheet in which an image is formed on the first side and an unfixed toner image is to be fixed on the second side in the double-sided image formation mode. The amount of biting and / or the pressure contact force with respect to the belt slack portion 422 of the recording sheet peeling member 44 is larger than in the case of the recording sheet carrying the toner image formed in the past on the surface opposite to the recording sheet surface. The degree of slack may be set.
図6は本発明に係る定着装置の他の例4Cを示している。定着装置4Cはベルト42の内側に食い込み量調整部材8を設けた点を除けば定着装置4Aと同じものである。定着装置4Aと同じ部品、部分には装置4Aと同じ参照符号を付してある。 FIG. 6 shows another example 4C of the fixing device according to the present invention. The fixing device 4C is the same as the fixing device 4A except that the biting amount adjusting member 8 is provided inside the belt 42. The same parts and portions as those of the fixing device 4A are denoted by the same reference numerals as those of the device 4A.
食い込み量調整部材8は本例では断面円形のローラー部材であり、記録シート搬送方向においてニップNの下流側、且つ、記録シート剥離部材44の上流側で、ベルト42の内面をベルト外側へ向け押圧して剥離部材44のベルト弛み部分422への食い込み量を調整するものである。部材8はベルト幅方向に長く両端部が図示省略の軸受けに支持されて、ベルト42に従動回転可能である。 The biting amount adjusting member 8 is a roller member having a circular cross section in this example, and presses the inner surface of the belt 42 toward the outer side of the belt on the downstream side of the nip N and the upstream side of the recording sheet peeling member 44 in the recording sheet conveyance direction. Thus, the amount of biting into the belt slack portion 422 of the peeling member 44 is adjusted. The member 8 is long in the belt width direction and both ends thereof are supported by bearings (not shown) and can be driven to rotate by the belt 42.
このように部材8を設けることでベルト42が変形し、剥離部材44がベルト42に食い込むような段差が発生する。これにより、剥離部材44のシート剥離のための食い込み量をより確実に得ることができる。 By providing the member 8 in this manner, the belt 42 is deformed, and a step is generated in which the peeling member 44 bites into the belt 42. Thereby, the amount of biting for sheet peeling of peeling member 44 can be obtained more certainly.
食い込み量調整部材としては、上記のものの他、摺動性のある板材や、ブロック材等でもよい。また、食い込み量調整部材はベルト42の幅(シート搬送方向を横切る方向のベルト幅)を有していなくてもよく、少なくとも剥離部材に対応できるように、剥離部材と同程度の幅を有していればよい。 As the biting amount adjusting member, a slidable plate material, a block material, or the like may be used in addition to the above. Further, the biting amount adjusting member does not have to have the width of the belt 42 (belt width in a direction crossing the sheet conveying direction), and has at least the same width as that of the peeling member so as to correspond to the peeling member. It only has to be.
図示を省略しているが、食い込み量調整部材8の位置移動調整を行なう手段として、前記定着装置4Bにおけるベルト弛み可変装置7におけるガイド部材71を往復動させる駆動装置72と同様の装置を採用できる。なお、食い込み量調整部材8を移動させる手段はカム装置を利用したものに限定される必要はなく。例えば、部材8をモーターやソレノイドで直接的に或いは適当なリンク機構を仲立ちとして移動させるもの等でもよい。 Although not shown, a device similar to the driving device 72 that reciprocates the guide member 71 in the belt slack changing device 7 in the fixing device 4B can be adopted as means for adjusting the position movement of the biting amount adjusting member 8. . The means for moving the biting amount adjusting member 8 is not necessarily limited to that using a cam device. For example, the member 8 may be moved directly by a motor or a solenoid, or with an appropriate link mechanism as an intermediate.
以上説明した画像形成装置(プリンター)はモノクロ画像形成装置であったが、本発明に係る定着装置は、タンデム型、4サイクル型等のカラー画像形成装置にも適用でき、また、プリンターだけでなく、複写機、ファクシミリ機や、複写機、ファクシミリ機、プリンター等のうち2以上を組み合わせた複合機にも適用できる。 The image forming apparatus (printer) described above is a monochrome image forming apparatus. However, the fixing device according to the present invention can be applied to a color image forming apparatus of a tandem type, a four-cycle type, etc. The present invention can also be applied to a copier, a facsimile machine, and a multi-function machine that combines two or more of a copier, a facsimile machine, a printer, and the like.
本発明は、無端状のベルトをその内面側に配置した押圧部材で定着ローラーへ押圧して定着ローラーとの間にニップを形成しつつ定着ローラーに従動回転させ、未定着トナー像を担持した記録シートを前記ニップに通すことでトナー像を記録シートに加熱加圧下に定着させる定着装置において、未定着トナー像定着のために前記ニップに通される記録シートが前記ニップ出口で前記ベルトに巻き付いた場合でも、該記録シートを該ベルトから簡単に分離させることができる定着装置及びこの定着装置を採用した画像形成装置を提供することに利用できる。 In the present invention, an endless belt is pressed against a fixing roller by a pressing member arranged on the inner surface side thereof, and is driven to rotate by the fixing roller while forming a nip with the fixing roller, thereby recording an unfixed toner image. In a fixing device for fixing a toner image on a recording sheet by heating and pressing the sheet through the nip, the recording sheet passed through the nip for fixing an unfixed toner image is wound around the belt at the nip outlet. Even in this case, the present invention can be used to provide a fixing device that can easily separate the recording sheet from the belt and an image forming apparatus that employs the fixing device.
10 プリンター(画像形成装置例)
1 画像形成部
2 シート供給部
3 転写部
4A、4B、4C 定着装置
41 定着ローラー
411 熱源
42 ベルト
422ベルト弛み部分
43 押圧部材
44 記録シート剥離部材
N ニップ
5 シート排出装置
6 反転循環搬送路
C 制御部
S 記録シート
7 ベルト弛み可変装置
71 ガイド部材
72 ガイド部材駆動装置
70 コントローラー
8 食い込み量調整部材
10 Printer (example of image forming device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image formation part 2 Sheet supply part 3 Transfer part 4A, 4B, 4C Fixing device 41 Fixing roller 411 Heat source 42 Belt 422 Belt slack part 43 Press member 44 Recording sheet peeling member N Nip 5 Sheet discharge device 6 Reverse circulation conveyance path C Control Part S Recording sheet 7 Belt slack changing device 71 Guide member 72 Guide member driving device 70 Controller 8 Biting amount adjusting member
Claims (8)
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JP2012039415A JP2013174748A (en) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | Fixing device and image forming apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10379469B2 (en) | 2017-03-28 | 2019-08-13 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Fixing apparatus having actuator for moving pressure member in endless belt |
-
2012
- 2012-02-24 JP JP2012039415A patent/JP2013174748A/en active Pending
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