JP2015158597A - image heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無端状のベルト部材と回転体のニップ部でトナー画像を担持した記録材を加熱処理する画像加熱装置に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus that heats a recording material carrying a toner image at a nip portion between an endless belt member and a rotating body.
トナー像を形成して記録材に転写し、トナー像が形成された記録材を、画像加熱装置の一例である定着装置により加熱処理して、記録材に画像を定着させる画像形成装置が広く用いられている。定着装置の一例として、ガイド部材に支持されたベルト部材に回転体(ローラ部材又はベルト部材)を当接させてニップ部を形成し、トナー像を担持した記録材を当該ニップ部で挟持搬送しつつ加熱処理するベルト定着装置が実用化されている(特許文献1、2)。 Widely used in an image forming apparatus that forms a toner image and transfers it to a recording material, and heats the recording material on which the toner image is formed by a fixing device as an example of an image heating device to fix the image on the recording material. It has been. As an example of a fixing device, a rotating member (roller member or belt member) is brought into contact with a belt member supported by a guide member to form a nip portion, and a recording material carrying a toner image is sandwiched and conveyed by the nip portion. A belt fixing device that performs heat treatment while being used has been put into practical use (Patent Documents 1 and 2).
特許文献2には、ニップ部の加圧力を二段階に変更可能なローラ定着装置が示される。ここでは、記録材として封筒が選択された場合には、普通紙が選択された場合よりもニップ部の加圧力を低下させて、トナー像の定着に伴う記録材の皺発生を阻止している。 Patent Document 2 discloses a roller fixing device that can change the pressure applied to the nip portion in two stages. Here, when the envelope is selected as the recording material, the pressing force at the nip portion is lowered as compared with the case where plain paper is selected, thereby preventing the recording material from being wrinkled as the toner image is fixed. .
特許文献3に記載されるように、薄紙や封筒の記録材では、加熱処理中の記録材に皺が発生し易いため、通常の記録材に画像形成する場合よりもニップ部の加圧力を低下させることが望ましい。しかし、ベルト定着装置においてニップ部の加圧力を低下させると、ベルト部材の母線に沿った両端部の圧力が中央部の圧力よりも大きく低下して、記録材に出力された定着画像に光沢ムラが発生することが判明した。 As described in Patent Document 3, the recording material such as thin paper or envelope tends to cause wrinkles on the recording material during the heat treatment, and therefore the pressure applied to the nip portion is lower than when forming an image on a normal recording material. It is desirable to make it. However, when the applied pressure at the nip portion is reduced in the belt fixing device, the pressure at both ends along the bus bar of the belt member is significantly lower than the pressure at the central portion, resulting in uneven glossiness on the fixed image output to the recording material. Was found to occur.
そこで、ベルト部材の外側に機構を配置して、ニップ部の加圧力を低下させたときにベルト部材の母線に沿った両端部の圧力を中央部の圧力に一致させることが提案された。しかし、ベルト部材の外側に配置された機構は、ベルト定着装置の構造を複雑化して製造コストを上昇させ、ベルト部材の交換や検査等の作業の邪魔にもなる。 In view of this, it has been proposed to arrange a mechanism outside the belt member so that the pressure at both ends along the bus bar of the belt member coincides with the pressure at the center when the pressure applied to the nip portion is reduced. However, the mechanism disposed outside the belt member complicates the structure of the belt fixing device, increases the manufacturing cost, and interferes with operations such as belt member replacement and inspection.
本発明は、ベルト部材の内側空間に配置された簡単な機構によって、ニップ部の加圧力を低下させたときのベルト部材の母線に沿った両端部と中央部の圧力差を小さくすることができる画像加熱装置を提供することを目的としている。 The present invention can reduce the pressure difference between both ends and the central portion along the generatrix of the belt member when the applied pressure of the nip portion is reduced by a simple mechanism disposed in the inner space of the belt member. An object of the present invention is to provide an image heating apparatus.
本発明の画像加熱装置は、無端状のベルト部材と、前記ベルト部材に当接する回転体と、前記ベルト部材と前記回転体の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、前記ベルト部材を介して前記回転体を押圧するように前記ベルト部材の内側面に当接して前記ベルト部材をガイドするガイド部材と、前記ベルト部材の内側空間に梁状に配置されて前記ガイド部材を支持する支持部材と、前記支持部材と前記回転体との間に第一の付勢力と前記第一の付勢力よりも小さな第二の付勢力とを印加することが可能な加圧機構と、前記ガイド部材と前記支持部材との間に配置され、前記ガイド部材の両端部を前記支持部材から前記回転体へ向かって付勢する弾性部材と、を備えるものである。そして、前記加圧機構が前記第二の付勢力を印加したときに前記弾性部材が前記ガイド部材の両端部における前記ベルト部材に対する加圧力の低下を補うことができる。 The image heating apparatus according to the present invention includes an endless belt member, a rotating body that contacts the belt member, a heating unit that heats at least one of the belt member and the rotating body, and the rotation via the belt member. A guide member that contacts the inner surface of the belt member so as to press the body and guides the belt member; a support member that is arranged in a beam shape in the inner space of the belt member and supports the guide member; A pressure mechanism capable of applying a first urging force and a second urging force smaller than the first urging force between the support member and the rotating body, the guide member, and the support member And an elastic member that urges both ends of the guide member toward the rotating body from the support member. And when the said pressurization mechanism applies said 2nd urging | biasing force, the said elastic member can compensate the fall of the applied pressure with respect to the said belt member in the both ends of the said guide member.
本発明の画像加熱装置は、弾性部材がガイド部材の両端部における加圧力の低下に応答して伸縮することによって加圧力の低下を軽減する。このため、ベルト部材の内側空間に配置された簡単な機構によって、ニップ部の加圧力を低下させたときのベルト部材の母線に沿った両端部と中央部の圧力差を小さくすることができる。これにより、薄紙や封筒の記録材において出力画像の両端部と中央部の光沢ムラが軽減される。 In the image heating apparatus of the present invention, the elastic member expands and contracts in response to a decrease in the applied pressure at both ends of the guide member, thereby reducing the decrease in the applied pressure. For this reason, the pressure difference of the both ends along the bus line of a belt member when the pressurization force of a nip part is reduced can be made small by the simple mechanism arrange | positioned in the inner space of a belt member. As a result, gloss unevenness at both ends and the center of the output image is reduced in the recording material such as thin paper or envelope.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<実施の形態1>
(画像形成装置)
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置1は、中間転写ベルト31に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部PY、PM、PC、PKを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
<Embodiment 1>
(Image forming device)
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 is a tandem intermediate transfer type full-color printer in which yellow, magenta, cyan, and black image forming portions PY, PM, PC, and PK are arranged along an
画像形成部PYでは、感光ドラム11(Y)にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト31に転写される。画像形成部PMでは、感光ドラム11(M)にマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト31に転写される。画像形成部PC、PKでは、感光ドラム11(C)、11(K)にそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト31に順次転写される。
In the image forming unit PY, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 11 (Y) and transferred to the
記録材Pは、記録材カセット20から1枚ずつ取り出されてレジストローラ23で待機する。記録材Pは、レジストローラ23によって中間転写ベルト31上のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部T2へ給送されて、中間転写ベルト31からトナー像を二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Pは、定着装置40へ搬送され、定着装置40で加熱加圧を受けて画像を定着された後に、排出ローラ63によって外部トレイ64へ排出される。
The recording material P is taken out one by one from the
一方、記録材Pの両面にトナー像を形成する場合、定着装置40によって一方の面のトナー像を定着された記録材Pは、フラッパ61によって上方へ案内される。記録材Pは、搬送路73においてスイッチバック搬送されることにより表裏反転され、その後、両面搬送路70を搬送されて、レジストローラ23で待機する。そして、二次転写部T2で他方の面にもトナー像を形成されて、定着装置40によってトナー像を定着された後に、外部トレイ64へ排出される。
On the other hand, when toner images are formed on both surfaces of the recording material P, the recording material P on which the toner image on one surface is fixed by the
画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像装置14(Y)、14(M)、14(C)、14(K)で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部PYについて説明し、他の画像形成部PM、PC、PKに関する重複した説明を省略する。 The image forming units PY, PM, PC, and PK are different from the toners used in the developing devices 14 (Y), 14 (M), 14 (C), and 14 (K) except for yellow, magenta, cyan, and black. The configuration is substantially the same. In the following, the yellow image forming unit PY will be described, and redundant description regarding the other image forming units PM, PC, and PK will be omitted.
画像形成部PYは、感光ドラム11の周囲に、コロナ帯電器12、露光装置13、現像装置14、転写ブレード17、及びドラムクリーニング装置15を配置している。
In the image forming unit PY, a
コロナ帯電器12は、感光ドラム11の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置13は、レーザービームを走査して感光ドラム11に画像の静電像を書き込む。現像装置14は、静電像を現像して感光ドラム11にトナー像を形成する。転写ブレード17は、電圧を印加されて感光ドラム11のトナー像を中間転写ベルト31へ転写させる。ドラムクリーニング装置15は、感光ドラム11にクリーニングブレードを摺擦させて転写残トナーをクリーニングする。
The
(定着装置)
図2は定着装置の軸垂直断面の構成の説明図である。図3は定着装置の側面図である。図4は定着部材の内部の構成の斜視図である。
(Fixing device)
FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the axial vertical cross section of the fixing device. FIG. 3 is a side view of the fixing device. FIG. 4 is a perspective view of the internal configuration of the fixing member.
図2に示すように、ベルト加熱方式の定着装置40は、非回転のセラミックヒータ100が記録材と一体に移動するベルト部材を介して記録材のトナー像担持面を加熱する。定着装置40は、定着部材41に加圧ローラ106を当接したニップ部Nでトナー像Tnを担持した記録材Pを挟持搬送して、記録材に画像を定着させる。
As shown in FIG. 2, in the belt heating
定着部材41は、セラミックヒータ100を設けたガイド部材103の外側に円筒状の定着ベルト101を回転可能に保持している。加圧ローラ106が回転すると、固定されたガイド部材103の周囲を定着ベルト101が従動回転して、セラミックヒータ100の熱が定着ベルト101を介して記録材Pへ伝達される。
The
図3に示すように、定着フランジ104は、定着ベルト101の両端部に配置され、定着ベルト101の回転軌道を規制する。ステー102は、定着ベルト101の内側空間を梁状に貫通して配置され、ガイド部材103の背面に連続的に当接して、ガイド部材103の曲げ強度を確保している。
As shown in FIG. 3, the
定着フランジ104は、定着装置40の側板108に形成された開口に昇降可能に保持されている。側板108には、定着フランジ104を加圧方向に対して移動可能にするために長穴形状の開口が形成される。定着フランジ104は、長穴形状の開口に勘合保持されて開口の長穴形状に沿って移動可能である。定着フランジ104は、一対の加圧機構60によって下方へ押圧されている。
The fixing
図4に示すように、定着部材41は、定着ベルト101(図示略)の内側空間を長手方向に貫通させてステー102を配置し、ステー102の下面にガイド部材103を当接させている。ガイド部材103の背面に束線ガイド118と不図示のサーミスタを固定している。
As shown in FIG. 4, in the fixing
図2に示すように、定着ベルト101は、ガイド部材103にルーズに外嵌させてある。定着ベルト101は、記録材Pに熱を伝達する円筒状の耐熱性の定着フィルムであり、100μm以下、好ましくは50μm以下20μm以上の耐熱性のある材質で構成される。例えば、PTFE、PFA、FEPの単層フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等の外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングした複合層フィルムである。また、50μm以下20μm以上のSUS等の薄い金属フィルムの外周表面に樹脂材料をコーティングした複合層フィルムであってもよい。
As shown in FIG. 2, the fixing
ガイド部材103は、定着ベルト101の内側に設けられている。ガイド部材103は、絶縁性、耐熱性、及び断熱性のある材質で構成される。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂、PFA樹脂、PTFE樹脂、LCP樹脂等の樹脂材料が用いられている。ガイド部材103は、加圧ローラ106と圧接することで形成されるニップ部Nの加圧を補助すると共に、定着ベルト101の回転を安定させるガイドとしての機能を有する。
The
セラミックヒータ100は、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する低熱容量の抵抗加熱素子である。例えば、細長い薄板状のセラミック基板に対し、通電発熱抵抗体層を形成したものである。また、セラミックヒータ100は、ガイド部材103の下面に長手方向に沿って設けられた嵌め込み溝103aに嵌め込まれて支持されている。
The
ステー102は、比較的柔軟な樹脂製のガイド部材103の裏面に押し当てることで、ガイド部材103に長手方向の曲げ剛性を持たせ、かつガイド部材103の撓み状態を矯正して、長手方向の圧力分布が適正なニップ部Nを形成させるための部材である。
The
図3に示すように、定着フランジ104は、ステー102の両端にはめ込まれ、定着フランジ104の筒状部分は、定着ベルト101の両端部に挿入されて、定着ベルト101の両端部の回転軌跡をルーズに保持している。定着フランジ104は、定着ベルト101の回転を案内すると共に、定着ベルト101のスラスト止めを兼ねている。定着フランジ104は、定着装置40の側板108に嵌め込んで保持され、定着部材41の位置を保証している。加圧ローラ106は、長手方向の一端部に取り付けられたギア109を介して、制御部45に制御された駆動モータ24により回転駆動される。
As shown in FIG. 3, the fixing
図2に示すように、定着ベルト101は、加圧ローラ106に対し従動回転する。加圧ローラ106は、ローラ状に成形した弾性層106bを芯金106aの周りに同心一体に被覆して構成される。弾性層106bは、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性を有する材料で構成され、表面に離型層を有する。離型層は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、PFA、PTFE、FEP等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択して使用する。
As shown in FIG. 2, the fixing
加圧ローラ106は、芯金106aの両端部にPEEK、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂よりなる不図示の軸受部材を装着して、図3に示すように、一対の側板108に回転可能に保持させて配設している。加圧ローラ106は、側板108に固定された回転軸線の周りで回転可能である。
The
以上説明したように、実施の形態1では、回転体の一例である加圧ローラ106は、無端状のベルト部材の一例である定着ベルト101に当接してトナー画像を担持した記録材のニップ部Nを形成する。加圧ローラ106は、弾性層を有するローラ部材である。加熱手段の一例であるセラミックヒータ100は、定着ベルト101と加圧ローラ106の少なくとも一方を加熱する。
As described above, in the first embodiment, the
ガイド部材の一例であるガイド部材103は、定着ベルト101の母線に沿った内側面に当接してニップ部を通過するベルト部材をガイドする。支持部材の一例であるステー102は、定着ベルト101の母線に沿った内側空間に梁状に配置されてガイド部材103を支持する。
A
そして、図5に示すように、加圧機構の一例である加圧機構60は、ニップ部Nを加圧するために、ステー102と加圧ローラ106との間に第一の付勢力と第一の付勢力よりも小さな第二の付勢力とを印加することが可能である。
As shown in FIG. 5, the
(加圧機構)
図5は定着装置の加圧機構の動作の説明図である。図中、(a)は通常加圧の状態、(b)は、封筒などに対応した加圧力ダウンの状態である。
(Pressure mechanism)
FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the pressure mechanism of the fixing device. In the figure, (a) is a state of normal pressurization, and (b) is a state of pressure reduction corresponding to an envelope or the like.
定着装置40は、セラミックヒータ100を設けたガイド部材103と加圧ローラ106との間に定着ベルト101を挟ませて記録材のニップ部を形成する。定着ベルト101が薄肉で熱容量が小さく、かつ熱応答性が良いため、定着装置40は、セラミックヒータ100の熱応答を効率良くニップ部N内に反映することができる。定着装置40は、更に、セラミックヒータ100をONしてから短時間で温度調整の目標温度に到達するため、画像形成の待ち時間が少ない。定着装置40は、定着ベルト101を温度調整の目標温度に維持するための電力が少ないことと、目標温度まで立ち上がる時間が短いことから、従来のローラ加熱型の定着装置に比較して省電力化を実現している。
The fixing
一方、近年、薄紙、普通紙、厚紙、コート紙、エンボス紙、はがき、封筒など、様々な種類の記録材への対応が求められている。定着装置40においても、多種類の記録材に対応するため、記録材の種類に応じて定着温度や加圧力などの加熱条件を変更する必要がある。
On the other hand, in recent years, correspondence to various types of recording materials such as thin paper, plain paper, thick paper, coated paper, embossed paper, postcard, and envelope has been demanded. Also in the fixing
例えば、封筒のような紙を折り曲げて部分的に貼り合わせて筒状に形成された記録材は、定着装置40のニップ部Nを通過した際に歪みが生じて、表面に皺が発生し易い。剛性の低い薄紙も、定着装置40のニップ部Nを通過した際に皺が発生し易い。そのため、定着装置40では、記録材として封筒又は薄紙が選択されると、普通紙等に適用される通常加圧モードよりも加圧力を低下させた圧力ダウンモードを実行して、皺の発生を抑制している。定着装置40は、操作端末上で記録材として封筒を選択すると、自動的にニップ部の加圧力を低下させて、それまでの通常加圧の状態を加圧力ダウンの状態に移行させる。
For example, a recording material formed into a cylindrical shape by folding and partially bonding paper such as an envelope is distorted when passing through the nip portion N of the fixing
図5の(a)に示すように、加圧機構60は、それぞれの定着フランジ104に対して所定の加圧力F1を付与する。図3に示すように、加圧機構60は、ステー102、ガイド部材103を介して定着ベルト101を下方へ押圧して、定着ベルト101と加圧ローラ106との間にニップ部Nを形成する。
As shown in FIG. 5A, the
第1の揺動アーム110と、第2の揺動アーム114は、支点111を回動中心として、個別に揺動自在に設けられている。加圧バネ113は、第1の揺動アーム110と、第2の揺動アーム114の間に設けられた圧縮バネである。バネガイド112は、加圧バネ113の内径をガイドして伸縮時の加圧バネ113が外れることを防止する。
The
バネガイド112は、第1の揺動アーム110に設けられた逃げ穴を貫通して、第2の揺動アーム114に固定されている。このため、バネガイド112は、第1の揺動アーム110の傾き角度には無関係に、第2の揺動アーム114と一体に揺動する。
The
カム115は、第2の揺動アーム114に当接して回転することにより、第2の揺動アーム114の傾き角度を変更する。カム115は、駆動モータ116に駆動されて図中β方向に回転可能である。
The
定着フランジ104には突起104aが設けられている。突起104aは、第1の揺動アーム110に当接して、第1の揺動アーム110の加圧力を定着フランジ104に伝達する。
The fixing
図5の(a)に示すように、通常加圧の状態では、カム115が所定角度βまで回転すると、加圧バネ113は、第2の揺動アーム114と一緒に所定角度α回転して、第1の揺動アーム110を角度γ回転させる。第2の揺動アーム114が角度αまで回転すると、加圧バネ113に付勢された第1の揺動アーム110が角度γまで回動する。
As shown in FIG. 5A, in the normal pressure state, when the
第1の揺動アーム110は、突起104aと接触して定着フランジ104を加圧ローラ106側へ押圧する。そして、加圧バネ113は作動長lまで圧縮されて、所定の加圧力F1をニップ部Nに付与する。
The
図5の(b)に示すように、記録材として薄紙や封筒が選択されると、制御部45は、駆動モータ116を作動させてニップ部Nの加圧力を低下させて圧力ダウンの状態に移行させる。封筒で通常加圧を行うと、紙が重なった折り目部分にしわが入り易く、圧力ダウン状態とすることでしわ発生を抑制できるからである。
As shown in FIG. 5B, when thin paper or an envelope is selected as the recording material, the
加圧力ダウンの状態では、カム115が所定角度β´まで回転して停止され、第2の揺動アーム114が所定角度α´まで回転して保持される。加圧バネ113は第2の揺動アーム114と一緒に所定角度α´まで回転して、第1の揺動アーム110を角度γ´まで回動し、第1の揺動アーム110は、突起104aと接触して定着フランジ104を加圧ローラ106側へ押圧する。
In the state where the pressure is reduced, the
しかし、加圧力ダウンの状態では、第1の揺動アーム110と第2の揺動アーム114の距離が離れており、加圧バネ113の作動長l´は通常の加圧時の作動長lよりも長くなる。そのため、通常の加圧時よりも低い所定の加圧力F1´がニップ部Nに付与される。
However, when the pressure is reduced, the distance between the
このように、加圧機構60は、カム115の回転角度を変化させることで、バネの作動長lを変化させ、加圧力を二段階に変更可能である。
Thus, the
(補助加圧機構)
図6は定着ベルトの両端部における定着部材の断面図である。図7は実施の形態1における定着部材の撓み状態の説明図である。図7中、(a)は通常加圧の状態、(b)は圧力ダウンの状態である。
(Auxiliary pressure mechanism)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the fixing member at both ends of the fixing belt. FIG. 7 is an explanatory diagram of a bending state of the fixing member in the first embodiment. In FIG. 7, (a) is a normal pressure state, and (b) is a pressure-down state.
図4に示すように、実施の形態1では、加圧補助バネ120は、ガイド部材103の長手方向の両端部に少なくとも1対配置される。加圧補助バネ120は、ガイド部材103の両端部を加圧ローラ106側へ付勢する。
As shown in FIG. 4, in the first embodiment, at least one pair of auxiliary pressure springs 120 is disposed at both ends in the longitudinal direction of the
図6に示すように、加圧補助バネ120は、加圧方向の一端をステー102に突き当て、他端をガイド部材103に突き当てている。
As shown in FIG. 6, the
図7の(a)に示すように、加圧ローラ106は、弾性層106bの直径が中央部から端部へ向かって次第に大きくなるような、逆クラウン形状に形成されている。これは、端部のゴムは潰れることでローラ外側に変形して逃げてしまうため、中央と端部とで同じ加圧力(反力)を得るために必要な潰れ量が異なるためである。
As shown in FIG. 7A, the
(通常加圧の状態)
図7の(a)に示すように、通常加圧の状態では、ガイド部材103の長手方向の全域でステー102が隙間なく当接して、長手方向にほぼ均等な圧力分布でガイド部材103が定着ベルト101を加圧する。通常加圧の状態では、ステー102は、加圧の反力によって上方へ凸な弓状に曲げ変形して、中央部が加圧ローラ106から後退するような撓みを発生させる。
(Normal pressure state)
As shown in FIG. 7A, in the normal pressure state, the
通常加圧の状態におけるステー102の撓みを想定して、ガイド部材103の位置決め面Aとの当接面には、端部に対して中央がステー102側へ突出したクラウン形状103aが形成されている。このため、加圧機構60の加圧力によってガイド部材103がステー102に押し付けられると、ステー102が撓んで、中央が加圧ローラ106側へ突出した位置決め面Aが形成される。
Assuming the deflection of the
位置決め面Aは、ガイド部材103のクラウン形状103aに倣って湾曲して、ガイド部材103のクラウン形状103aとの間で出入りを相殺される。ステー102の位置決め面Aとガイド部材103のクラウン形状103aとが密着して、通常加圧の状態におけるステー102の撓みの影響が軽減される。このとき、加圧補助バネ120は圧縮されたままの状態であり、ガイド部材103の支持や変形には寄与しない。
The positioning surface A is curved following the
これにより、通常の加圧状態では、ニップ部Nの長手方向に沿ってほぼ均等な圧力分布が形成される。ガイド部材103のクラウン形状103aと、対向する加圧ローラ106の外径の中央部と端部との直径差によって、長手方向でほぼ均等な圧力分布のニップ部Nが形成される。定着装置40は、ガイド部材103にクラウン形状103aを設けて、ガイド部材103を保持するステー102の撓みによる影響を軽減して、記録材に対して長手方向で均等に熱と圧力を付与することを可能にしている。
Thereby, in a normal pressurization state, a substantially uniform pressure distribution is formed along the longitudinal direction of the nip portion N. A nip portion N having a substantially uniform pressure distribution in the longitudinal direction is formed by the difference in diameter between the
なお、加圧ローラ106の芯金106aにも加圧の反力によって中央部がステー102から後退するように撓みが発生する。しかし、芯金106aは、ステー102に比較して大きな曲げ剛性(断面係数)を有するので、芯金106aの撓み量は無視できるレベルである。
The
(圧力ダウンの状態)
図7の(b)に示すように、加圧力ダウンの状態では、ガイド部材103の両端部でガイド部材103からステー102が離間するため、このままではガイド部材103の両端部で有効な加圧力をガイド部材103に付与できない。図6に示すように、ガイド部材103の両端部は、ステー102の位置決め面Aから離間しているため、位置決め面Aとガイド部材103との間に隙間が形成されている。
(Pressure down state)
As shown in FIG. 7B, in the state where the pressure is reduced, the
しかし、実施の形態1では、ステー102の代わりに加圧補助バネ120がガイド部材103に当接して、ガイド部材103の両端部の加圧力を確保している。ガイド部材103の両端部とステー102の位置決め面Aとに加圧補助バネ120が突き当たって位置決めされ、加圧補助バネ120は圧縮された状態でガイド部材103を加圧ローラ106に向かって付勢している。
However, in the first embodiment, the
加圧補助バネ120は、ガイド部材103の両端部を加圧ローラ106側へ押圧して、ガイド部材103の両端部で不足した加圧力を補っている。これにより、加圧力ダウンの状態においてもニップ部Nに対し長手均等な圧力を付与することが可能となる。長手方向にほぼ均等な圧力分布のニップ部Nが形成される。
The
(比較例)
図8は比較例における定着部材の撓み状態の説明図である。図中、(a)は通常加圧の状態、(b)は圧力ダウンの状態である。比較例は、図4に示す実施の形態1の構成において、加圧補助バネ120を有しない構成である。
(Comparative example)
FIG. 8 is an explanatory diagram of the bending state of the fixing member in the comparative example. In the figure, (a) is a normal pressure state, and (b) is a pressure down state. The comparative example is a configuration in which the
図8の(a)に示すように、比較例でも、通常の加圧状態では、ガイド部材103のクラウン形状103aと、対向する加圧ローラ106の外径の中央部と端部との直径差によって、長手方向でほぼ均等な圧力分布のニップ部Nが形成される。
As shown in FIG. 8A, even in the comparative example, in the normal pressure state, the difference in diameter between the
しかし、図8の(b)に示すように、封筒への画像形成に際して圧力ダウンモードが実行されて、封筒のしわが抑制可能なレベルまで加圧力が下がると、ステー102の撓みが減少して、クラウン形状103aの突出量が大きい中央部のみ加圧されてしまう。その結果、ガイド部材103の両端部におけるニップ幅が減少してしまう。そのため角形2号のような幅広サイズの封筒においては、中央と端部の画像の定着性に差が生じることがある。
However, as shown in FIG. 8B, when the pressure down mode is executed during image formation on the envelope and the applied pressure is reduced to a level at which the wrinkle of the envelope can be suppressed, the deflection of the
図8の(b)に示すように、比較例では、通常加圧の状態から加圧力ダウンの状態へ、加圧機構60の加圧力を下げると、通常加圧の状態よりもステー102と加圧ローラ106の撓みが減少する。そのため、通常加圧の状態に合わせて設定されたガイド部材103のクラウン形状103aは、加圧ローラ106側に凸状態のままになってしまう。その結果、中央に比べてガイド部材103の端部の領域における加圧力低下が著しく、中央部と端部とで画像の光沢度の差、あるいは画像の定着性に差が生じてしまう。
As shown in FIG. 8B, in the comparative example, when the pressurization force of the
(実施の形態1の構成と効果)
実施の形態1では、図7の(b)に示すように、弾性部材の一例である加圧補助バネ120は、ガイド部材103とステー102との間に配置される。加圧補助バネ120は、定着ベルト101の母線に沿ったガイド部材103の両端部をステー102からニップ部Nへ向かって付勢する。このため、ステー102と加圧ローラ106との間に第二の付勢力が印加された場合に、ガイド部材103を加圧ローラ106へ向かって適正に押圧して、ガイド部材103の両端部におけるニップ部の加圧力低下を抑制できる。
(Configuration and effect of the first embodiment)
In the first embodiment, as illustrated in FIG. 7B, the
実施の形態1では、加圧補助バネ120は、定着ベルト101の母線に沿ったガイド部材103の両端位置よりも中央部側に寄せて配置された圧縮バネである。このため、部品コストが非常に低くなる。圧縮バネの耐熱性が高く、温度上昇によってバネ性が変化しにくいため、安定して経時変化の少ない加圧力を確保できる。
In the first embodiment, the
実施の形態1では、加圧機構60が第一の付勢力を印加したときガイド部材103の両端部がステー102に当接し、加圧機構60が第二の付勢力を印加したときガイド部材103の両端部がステー102から離間する。このため、ニップ部へ厚い記録材が突入した場合でもガイド部材103の両端部が柔軟に後退してニップ部Nの長手方向の圧力分布が大きく崩れないで済む。
In the first embodiment, both ends of the
実施の形態1では、ガイド部材103とステー102の少なくとも一方は、定着ベルト101の母線に沿った両端位置から中央部側へ向かって次第に回転体側の一例である加圧ローラ106側へ突出する断面輪郭形状を有する。このため、通常加圧の状態においてニップ部の長手方向の均一な加圧力分布を確保できる。
In the first exemplary embodiment, at least one of the
実施の形態1では、検知部の一例である制御部45は、操作パネルを通じたユーザーの設定を読み込んで記録材が封筒であるかシートであるかを検知可能である。制御部の一例である制御部45は、記録材がシートである場合に第一の付勢力を加圧機構60に設定し、記録材が封筒である場合に第二の付勢力を加圧機構60に設定する。このため、封筒を記録材として使用した場合にしわ発生を防止できる。
In the first embodiment, the
実施の形態1によれば、ガイド部材の両端を加圧ローラ側へと押圧する加圧部材を設けることで、加圧力を減少させて中央圧を低下させても端部定着性が悪化することを防止することができる。それによって各種記録材に対して最適な加圧力を設定することが可能になる。すなわち、ガイド部材の両端を加圧ローラ側へ押圧する加圧部材を設けることで、加圧力を減少させた際に端部の加圧力が低下して中央との圧力差が増加することを防止できる。定着ベルト1を支持して加圧ローラ106との間にニップ部Nを形成させるガイド部材の両端部を加圧ローラ106側へ押圧する構成において、両端部の加圧力低下を軽減できる。それによって各種記録材に対して最適な定着性を維持することが可能になる。封筒のような筒状の記録材のしわを抑制するために加圧力を下げた場合においても、長手均一なニップ幅を形成して、高画質化を実現するフィルム加熱方式の定着装置を提供することができる。
According to the first embodiment, by providing the pressure member that presses both ends of the guide member toward the pressure roller, the end fixing property is deteriorated even if the applied pressure is decreased and the central pressure is decreased. Can be prevented. Accordingly, it is possible to set an optimum pressing force for various recording materials. In other words, by providing a pressure member that presses both ends of the guide member toward the pressure roller, it is possible to prevent the pressure difference from the center from increasing due to a decrease in the applied pressure at the end when the applied pressure is reduced. it can. In the configuration in which both ends of the guide member that supports the fixing belt 1 and forms the nip portion N between the
<実施の形態2>
実施の形態1では、セラミックヒータ100を用いてニップ部Nを直接加熱する実施の形態を説明した。定着ベルト101は、記録材のトナー画像を担持する面に当接し、セラミックヒータ100は、ガイド部材103に配置されて通電により発熱するヒータ部材である。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, the embodiment in which the nip portion N is directly heated using the
これに対して、実施の形態2では、定着ベルト1の内側空間にハロゲンヒータを配置し、ハロゲンヒータの輻射熱で定着ベルト1を内側から加熱する。ハロゲンヒータを用いて、その輻射熱を利用して薄肉の定着ベルトを間接的に加熱する。加圧部材としての加圧ローラの対向に樹脂や金属で形成されたニップ形成部材であるパッド部材を配して定着ベルトを狭持することによりニップ部を形成する。 On the other hand, in the second embodiment, a halogen heater is disposed in the inner space of the fixing belt 1, and the fixing belt 1 is heated from the inner side by the radiant heat of the halogen heater. Using a halogen heater, the thin fixing belt is indirectly heated using the radiant heat. A pad member, which is a nip forming member made of resin or metal, is disposed opposite to a pressure roller as a pressure member, and a nip portion is formed by sandwiching the fixing belt.
定着ベルト101は、記録材のトナー画像を担持する面に当接し、ハロゲンヒータは、ステー102に沿って定着ベルト101の内側空間に配置され、通電により輻射熱を定着ベルト101の内側面に照射するヒータ部材である。
The fixing
<実施の形態3>
実施の形態3では、IH加熱装置を用いて定着ベルト1を加熱する。定着ベルト101は、記録材のトナー画像を担持する面に当接し、入射した磁界によって発熱する材料の層を有する。IH加熱装置における加熱手段は、定着ベルト101の母線に沿って配置され、通電により磁界を発生して定着ベルト101に入射させるコイル部材である。また、その他の加熱手段を用いた構成であっても、本発明を実施可能である。
<Embodiment 3>
In the third embodiment, the fixing belt 1 is heated using an IH heating device. The fixing
<その他の実施形態>
本発明は、ニップ部全体の加圧力を低下させた際に弾性部材がガイド部材の両端部を押圧して部分的な加圧力低下を阻止している限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
<Other embodiments>
As long as the elastic member presses both end portions of the guide member to prevent a partial decrease in the applied pressure when the applied pressure of the entire nip portion is reduced, a part of the configuration of the embodiment or Other embodiments may be implemented in which all are replaced with the alternative configuration.
したがって、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Therefore, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
回転体はローラ部材には限らない、摺擦パッドや支持ローラで内側面を支持されたベルト部材であってもよい。 The rotating body is not limited to a roller member, and may be a belt member whose inner surface is supported by a rubbing pad or a supporting roller.
ベルト部材を加熱して記録材のトナー画像担持面に接触させる実施の形態には限らない。ベルト部材に担持された記録材のトナー画像面に定着ローラや定着ベルトを当接させてニップ部を形成する実施の形態でもよい。 The embodiment is not limited to the embodiment in which the belt member is heated and brought into contact with the toner image carrying surface of the recording material. In another embodiment, the fixing roller or the fixing belt is brought into contact with the toner image surface of the recording material carried on the belt member to form the nip portion.
画像加熱装置はトナー像を記録材に定着させる定着装置には限らない。記録材上の半定着画像や定着画像を加熱処理する光沢処理装置、表面処理装置等でも実施できる。 The image heating device is not limited to a fixing device that fixes a toner image on a recording material. It can also be implemented by a gloss processing device, a surface processing device, or the like that heat-processes a semi-fixed image or a fixed image on a recording material.
加圧力の切り換えは2段階には限らない。3段階以上の切り換え機構、あるいは連続的な加圧力の変更機構でも実施できる。 The switching of the pressing force is not limited to two stages. It can also be implemented with a switching mechanism having three or more stages, or a mechanism for continuously changing the pressure.
画像形成装置は、1ドラム型/タンデム型の区別なく実施できる。感光体の数、帯電方式、静電潜像の形成方式、転写方式、定着方式等の区別無く実施できる。ここでは、トナー像の形成/転写に係る主要部のみを説明しているが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。 The image forming apparatus can be implemented without distinction between a single drum type and a tandem type. It can be carried out without distinction between the number of photoconductors, charging method, electrostatic latent image forming method, transfer method, fixing method, and the like. Here, only the main part relating to toner image formation / transfer is described, but the present invention adds printers, various printing machines, copiers, fax machines, composites, in addition to necessary equipment, equipment, and housing structure. The image forming apparatus can be used for various purposes such as a printer.
1 画像形成装置、11 感光ドラム、12 コロナ帯電器
13 露光装置、14 現像装置、15 ドラムクリーニング装置
17 転写ブレード、20 記録材カセット、23 レジストローラ
31 中間転写ベルト、35 二次転写ローラ、40 定着装置
45 制御部、60 加圧機構
100 セラミックヒータ、101 定着ベルト、102 ステー
103 ガイド部材、104 定着フランジ、106 加圧ローラ
108 側板、110 第1の揺動アーム
111 支点、112 バネガイド、113 加圧バネ
114 第2の揺動アーム、115 カム、24、116 駆動モータ
120 加圧補助バネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus, 11 Photosensitive drum, 12
Claims (9)
前記ベルト部材に当接する回転体と、
前記ベルト部材と前記回転体の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
前記ベルト部材を介して前記回転体を押圧するように前記ベルト部材の内側面に当接して前記ベルト部材をガイドするガイド部材と、
前記ベルト部材の内側空間に梁状に配置されて前記ガイド部材を支持する支持部材と、
前記支持部材と前記回転体との間に第一の付勢力と前記第一の付勢力よりも小さな第二の付勢力とを印加することが可能な加圧機構と、
前記ガイド部材と前記支持部材との間に配置され、前記ガイド部材の両端部を前記支持部材から前記回転体へ向かって付勢する弾性部材と、を備え、
前記加圧機構が前記第二の付勢力を印加したときに前記弾性部材が前記ガイド部材の両端部における前記ベルト部材に対する加圧力の低下を補うことを特徴とする画像加熱装置。 An endless belt member;
A rotating body in contact with the belt member;
Heating means for heating at least one of the belt member and the rotating body;
A guide member that contacts the inner surface of the belt member so as to press the rotating body via the belt member and guides the belt member;
A support member that is arranged in a beam shape in the inner space of the belt member and supports the guide member;
A pressurizing mechanism capable of applying a first urging force and a second urging force smaller than the first urging force between the support member and the rotating body;
An elastic member that is disposed between the guide member and the support member and biases both ends of the guide member from the support member toward the rotating body,
The image heating apparatus according to claim 1, wherein when the pressurizing mechanism applies the second urging force, the elastic member compensates for a decrease in pressure applied to the belt member at both ends of the guide member.
前記加熱手段は、前記ガイド部材に配置され、通電により発熱するヒータ部材であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 The belt member is in contact with the surface of the recording material carrying the toner image;
The image heating apparatus according to claim 1, wherein the heating unit is a heater member that is disposed on the guide member and generates heat when energized.
前記加熱手段は、前記支持部材に沿って前記ベルト部材の内側空間に配置され、通電により輻射熱を前記ベルト部材の内側面に照射するヒータ部材であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 The belt member is in contact with the surface of the recording material carrying the toner image;
5. The heater according to claim 1, wherein the heating unit is a heater member that is disposed in an inner space of the belt member along the support member and that radiates radiant heat to the inner surface of the belt member when energized. The image heating apparatus according to claim 1.
前記加熱手段は、前記ベルト部材の母線に沿って配置され、通電により磁界を発生して前記ベルト部材に入射させるコイル部材であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 The belt member is in contact with the surface of the recording material carrying the toner image and has a layer of material that generates heat by an incident magnetic field;
5. The heating unit according to claim 1, wherein the heating unit is a coil member that is disposed along a bus bar of the belt member and generates a magnetic field by energization to be incident on the belt member. Image heating device.
記録材がシートである場合に前記第一の付勢力を前記加圧機構に設定し、記録材が封筒である場合に前記第二の付勢力を前記加圧機構に設定する制御部と、を備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 A detection unit capable of detecting whether the recording material is an envelope or a sheet;
A controller that sets the first biasing force to the pressurizing mechanism when the recording material is a sheet, and sets the second biasing force to the pressurizing mechanism when the recording material is an envelope; The image heating apparatus according to claim 1, comprising: an image heating apparatus according to claim 1.
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- 2014-02-24 JP JP2014033302A patent/JP2015158597A/en active Pending
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