JP2011164165A - Fixing device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた、定着ベルトを有する定着装置、これを有するかかる画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device having a fixing belt provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, and such an image forming apparatus having the same.
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられ、用紙等の記録媒体に担持された像をかかる記録媒体に定着するための定着装置であって、無端状の定着ベルトを備えた定着装置が知られている(たとえば、〔特許文献1〕ないし〔特許文献7〕参照)。
このような定着装置では、定着ベルトが、回転により、回転方向に直交する幅方向に移動する、いわゆるベルト寄りという現象が生じる。このベルト寄りが大きくなると、定着ベルトが、これを巻き掛けたローラ状の部材から離脱するという問題が発生する。
そこで、かかるベルト寄りを規制するために、定着ベルトに寄り止め部材を設ける技術が提案されている(たとえば、〔特許文献1〕ないし〔特許文献4〕参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fixing device that is provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer and fixes an image carried on a recording medium such as paper on the recording medium, and includes an endless fixing belt. There are known fixing devices (see, for example, [Patent Document 1] to [Patent Document 7]).
In such a fixing device, a phenomenon of so-called belt deviation occurs in which the fixing belt moves in the width direction orthogonal to the rotation direction by rotation. When this belt deviation becomes large, there arises a problem that the fixing belt is detached from the roller-like member around which the fixing belt is wound.
In view of this, a technique for providing a fixing member on the fixing belt has been proposed in order to regulate the belt deviation (see, for example, [Patent Document 1] to [Patent Document 4]).
ところが、従来提案されているかかる技術では、かかる寄り止め部材を設けると、定着ベルトの、寄り止め部材を設けた部分と設けていない部分との境界部分で、定着ベルトの劣化が生じるという問題がある。すなわち、従来の構成において、寄り止め部材がかかるローラ状の部材の端面に当接した状態で定着ベルトが回転しさらにベルト寄りが大きくなる向きの力が加わると、かかる境界部分に定着ベルトを折り曲げる力がかかる。また、従来の構成において、かかる定着装置に一般に備えられる加圧ローラによって定着ベルトが加圧されると、この加圧によって、かかる境界部分に定着ベルトを折り曲げる力がかかる。このような力が繰り返し長期間にわたって作用すると、定着ベルトが劣化し、やがて定着ベルトに亀裂が入り、破損の原因ともなってしまう。 However, in such a conventionally proposed technology, when such a detent member is provided, there is a problem that the fixing belt deteriorates at a boundary portion between a portion where the detent member is provided and a portion where the detent member is not provided. is there. In other words, in the conventional configuration, when the fixing belt rotates while the detent member is in contact with the end face of the roller-shaped member and a force is applied to increase the belt deviation, the fixing belt is bent at the boundary portion. It takes power. Further, in the conventional configuration, when the fixing belt is pressed by a pressure roller generally provided in the fixing device, a force for bending the fixing belt is applied to the boundary portion by the pressing. When such a force is repeatedly applied over a long period of time, the fixing belt deteriorates, eventually cracking the fixing belt and causing damage.
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた、定着ベルトの寄り止め部材を有する定着装置であって、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能とした定着装置、これを有するかかる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention is a fixing device having a fixing belt offset member provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, and suppressing or preventing deterioration of the fixing belt due to the provision of the offset member. It is an object of the present invention to provide a fixing device that can be used, and such an image forming apparatus having the same.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを巻き掛けた巻き掛けローラと、この巻き掛けローラとの間で前記定着ベルトを加圧する加圧ローラと、前記定着ベルトの前記加圧ローラと逆側の面に設けられ前記定着ベルトの寄りを規制する寄り止め部材とを有し、前記寄り止め部材は、前記巻き掛けローラの、前記定着ベルトを巻き掛けた巻き掛け部より小径の小径部に当接し、前記加圧ローラにより、前記定着ベルトとともに、前記小径部との間に挟まれている定着装置にある。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to an endless fixing belt, a winding roller around which the fixing belt is wound, and pressurization for pressurizing the fixing belt between the winding rollers. A fixing member provided on a surface opposite to the pressure roller of the fixing belt and restricting the shifting of the fixing belt, and the locking member includes the fixing belt of the winding roller. The fixing device is in contact with the small-diameter portion having a smaller diameter than the winding portion around which the wire is wound, and is sandwiched between the pressure belt and the fixing belt together with the fixing belt.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の定着装置において、前記巻き掛けローラは、同巻き掛けローラ本体に対して回転自在の回転部材を有し、この回転部材を前記小径部として備えていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the winding roller has a rotating member that is rotatable relative to the winding roller body, and the rotating member is provided as the small-diameter portion. It is characterized by being.
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の定着装置において、前記巻き掛けローラは、前記小径部を溝形状部として備えていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the winding roller includes the small-diameter portion as a groove-shaped portion.
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の定着装置において、前記寄り止め部材に対する前記小径部の食い込み量が0.2〜1.0mmであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, an amount of biting of the small diameter portion with respect to the detent member is 0.2 to 1.0 mm. To do.
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の定着装置において、前記寄り止め部材は弾性体であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the detent member is an elastic body.
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の定着装置を有する画像形成装置にある。 A sixth aspect of the present invention is an image forming apparatus having the fixing device according to any one of the first to fifth aspects.
本発明は、無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを巻き掛けた巻き掛けローラと、この巻き掛けローラとの間で前記定着ベルトを加圧する加圧ローラと、前記定着ベルトの前記加圧ローラと逆側の面に設けられ前記定着ベルトの寄りを規制する寄り止め部材とを有し、前記寄り止め部材は、前記巻き掛けローラの、前記定着ベルトを巻き掛けた巻き掛け部より小径の小径部に当接し、前記加圧ローラにより、前記定着ベルトとともに、前記小径部との間に挟まれている定着装置にあるので、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたって安定した定着動作を行うことができ、画像形成物の生産性向上及び長期にわたる安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。 The present invention relates to an endless fixing belt, a winding roller around which the fixing belt is wound, a pressure roller for pressing the fixing belt between the winding rollers, and the pressure roller of the fixing belt. And a detent member that restricts the displacement of the fixing belt, and the detent member is smaller in diameter than the winding portion of the winding roller around which the fixing belt is wound. Since the fixing device is in contact with a portion and sandwiched between the fixing belt and the small diameter portion by the pressure roller, it is possible to suppress or prevent deterioration of the fixing belt due to the provision of a detent member. It is possible to improve the durability of the fixing belt, reduce failures such as failures, reduce running costs and service costs, and perform stable fixing operations over a long period of time. , It is possible to provide a fixing device which can contribute to stable image formation over productivity improvement and long-term image-formed product.
前記巻き掛けローラは、同巻き掛けローラ本体に対して回転自在の回転部材を有し、この回転部材を前記小径部として備えていることとすれば、寄り止め部材が小径部に当接することによって劣化することを抑制ないし防止することができるとともに、寄り止め部材の回転を定着ベルトの回転に一致させることができ、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化をより高度に抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性がより向上し、故障等の障害がより低減され、ランニングコスト、サービスコストをより低減し得るとともに、長期にわたってより安定した定着動作を行うことができ、画像形成物のさらなる生産性向上及び長期にわたるより安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。 The winding roller has a rotating member that is rotatable with respect to the winding roller main body. If the rotating member is provided as the small diameter portion, the detent member abuts on the small diameter portion. It is possible to suppress or prevent deterioration, and the rotation of the detent member can be matched with the rotation of the fixing belt, and the deterioration of the fixing belt due to the provision of the detent member can be suppressed or prevented to a higher degree. The durability of the fixing belt is further improved, failures such as failures are further reduced, running costs and service costs can be further reduced, and more stable fixing operation can be performed over a long period of time. Therefore, it is possible to provide a fixing device that can contribute to further improvement in productivity and stable image formation over a long period of time.
前記巻き掛けローラは、前記小径部を溝形状部として備えていることとすれば、寄り止め部材によるベルト寄り防止機能を高めることができるとともに、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたってより安定した定着動作を行うことができ、画像形成物のさらなる生産性向上及び長期にわたるより安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。 If the winding roller is provided with the small diameter portion as a groove-shaped portion, it is possible to enhance the belt shift prevention function by the shift stop member, and to prevent the fixing belt from being deteriorated by providing the shift stop member. It can be suppressed or prevented, the durability of the fixing belt is improved, failures such as failures are reduced, running costs and service costs can be reduced, and more stable fixing operation can be performed over a long period of time, thereby forming an image. It is possible to provide a fixing device that can contribute to further improvement in productivity of products and more stable image formation over a long period of time.
前記寄り止め部材に対する前記小径部の食い込み量が0.2〜1.0mmであることとすれば、かかる食い込み量の最適化により定着ベルトの回転の安定性が向上するとともに、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたって安定した定着動作を行うことができ、画像形成物の生産性向上及び長期にわたる安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。 If the amount of biting of the small diameter portion with respect to the stopper member is 0.2 to 1.0 mm, the fixing belt rotation stability is improved by optimizing the amount of biting, and a stopper member is provided. It is possible to suppress or prevent deterioration of the fixing belt due to the failure, improve the durability of the fixing belt, reduce failures such as failure, reduce running cost and service cost, and stable fixing operation for a long time Therefore, it is possible to provide a fixing device that can be performed and contribute to improvement of productivity of an image formed product and stable image formation over a long period of time.
前記寄り止め部材は弾性体であることとすれば、寄り止め部材の弾性変形により定着ベルトの回転の安定性が向上するとともに、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたって安定した定着動作を行うことができ、画像形成物の生産性向上及び長期にわたる安定した画像形成に寄与することができる定着装置を提供することができる。 If the detent member is an elastic body, the stability of rotation of the fixing belt is improved by elastic deformation of the detent member, and deterioration of the fixing belt due to the provision of the detent member can be suppressed or prevented. As a result, the durability of the fixing belt is improved, failures such as breakdowns are reduced, running costs and service costs can be reduced, and stable fixing operation can be performed over a long period of time, thereby improving the productivity of image formations. Further, it is possible to provide a fixing device that can contribute to stable image formation over a long period of time.
本発明は、かかる定着装置を有する画像形成装置にあるので、寄り止め部材を設けたことによる定着ベルトの劣化を抑制ないし防止可能であり、定着ベルトの耐久性が向上し、故障等の障害が低減され、ランニングコスト、サービスコストを低減し得るとともに、長期にわたって安定した定着動作を行うことができ、画像形成物の生産性向上及び長期にわたる安定した画像形成を行うことが可能な画像形成想定を提供することができる。 Since the present invention is in an image forming apparatus having such a fixing device, it is possible to suppress or prevent deterioration of the fixing belt due to the provision of a detent member, and the durability of the fixing belt is improved, and troubles such as failure are prevented. Image formation assumption that can reduce the running cost and service cost, and can perform a stable fixing operation over a long period of time, and can improve the productivity of the image formation and stable image formation over a long period of time. Can be provided.
図1に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置100は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能になっているが、他の画像形成装置、すなわち、モノクロ機や、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の複合機であっても良い。画像形成装置100は、プリンタとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置100がファクシミリとして用いられる場合も同様である。
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The
画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、OHPシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置100は、記録媒体としての記録体である転写紙の両面に画像形成可能な両面画像形成装置でもある。
The
画像形成装置100は、上下方向において中央位置を占めプリンタ部として機能する本体101と、本体101の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての読取装置21および原稿を積載され積載された原稿を読取装置21に向けて送り出すADFといわれる原稿自動搬送装置である自動原稿給紙装置22と、本体101の下側に位置し感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKと転写ベルト11との間に向けて搬送される転写紙を積載した給紙テーブルとしての給紙装置であるシート給送装置23とを有している。
The
画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKを並設したタンデム構造を採用したタンデム型の画像形成装置である。感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKは、同一径であり、画像形成装置100の本体101の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写体たる中間転写ベルトとしての転写ベルト11の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。
The
転写ベルト11は、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対峙しながら図中時計方向である矢印A1方向に移動可能となっている。各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印A1方向に移動する転写ベルト11に対しそれぞれ重畳転写され、その後、転写紙に一括転写されるようになっている。このように画像形成装置100は間接転写方式を採用している。よって画像形成装置100はタンデム型間接転写方式の電子写真装置となっている。
The
転写ベルト11に対する重畳転写は、転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに形成されたトナー像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKのそれぞれに対向する位置に配設され転写ベルト11の内周面に接触配置された転写チャージャとしての1次転写装置としての1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの真下の位置すなわち1次転写位置である転写位置にて行われる。なお、転写ベルト11もこの転写に寄与するため、1次転写装置を構成しているといえる。
In the superimposing transfer to the
各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKは、A1方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像ステーション60Y、60M、60C、60BKに備えられている。
The
画像形成装置100は、4つの画像ステーション60Y、60M、60C、60BKによって構成される画像形成部としての画像形成手段である作像部60と、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの下方に対向して配設され、転写ベルト11を備えた中間転写ユニットであるベルトユニットとしての転写ベルトユニット10と、転写ベルト11を挟んで作像部60と反対の側において、転写ベルト11に対向して配設され、転写ベルト11に当接し、転写ベルト11への当接位置において転写ベルト11と同方向に回転し無端移動する転写部材としての紙搬送ベルトである搬送ベルトたる2次転写ベルト5を備え転写ベルト11上のトナー像を転写紙に転写するとともに搬送する2次転写装置としての2次転写手段である2次転写ユニット76とを有している。
The
画像形成装置100はまた、画像ステーション60Y、60M、60C、60BKの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての光書込みユニットである露光装置たる光走査装置8と、シート給送装置23から搬送されてきた転写紙が当接してこの転写紙を一旦停止状態とし、画像ステーション60Y、60M、60C、60BKによるトナー像の形成タイミング言い換えると転写ベルト11上のトナー像の位置に合わせた所定のタイミングで回転し、転写ベルト11と2次転写ベルト5との間の転写部に向けて繰り出し送り込むレジストローラ対13と、転写紙の先端がレジストローラ対13に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
The
画像形成装置100はまた、2次転写ユニット76によって転写ベルト11上のトナー像を転写され搬送されてきた転写紙が進入し、転写紙にトナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしてのベルト定着装置である定着装置6と、定着済みの転写紙を本体101外に排出する排紙経路と再度レジストローラ対13に向けて搬送する反転経路とを備え転写紙を何れかの経路に搬送する排紙ユニット79と、2次転写ユニット76および定着装置6の下方に、作像部60と平行に配設され、転写紙の表裏両面に画像を記録すべく、排紙ユニット79が一方の面に画像を形成された転写紙を反転経路に搬送した場合に、その転写紙をスイッチバックして反転させ、再度、レジストローラ対13に向けて搬送する再給紙ユニットとしてのシート反転装置である用紙反転装置たる両面ユニット96とを有している。
The
画像形成装置100はまた、本体101外部に配設され画像形成済みの転写紙を積載するスタック部としての排紙トレイ75と、図1における本体101の右側面に配設された手差し給紙装置33と、画像形成装置100の操作を行う図示しない操作パネルと、画像形成装置100全体の動作を制御する制御部としての図示しない制御手段とを有している。
The
転写ベルトユニット10は、転写ベルト11の他に、1次転写手段としての1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKと、転写ベルト11を巻き掛けられ掛け回し張架した第1ないし第3の支持ローラである、転写ベルト11を回転駆動する回転駆動ローラとしての駆動ローラ72、従動ローラとしての転写入口ローラ73および従動ローラとしてのテンションローラ74と、テンションローラ74との間に転写ベルト11を挟み込み転写ベルト11表面をクリーニングするベルトクリーニング装置としての中間転写ベルトクリーニング装置14と、駆動ローラ72を回転駆動することで転写ベルト11をA1方向に無端移動させる図示しないベルト駆動モータと、画像形成が2色以上の多色画像で行われるか黒色のみの単色画像すなわちモノクロ画像で行われるかに応じて転写ベルト11等を変位させる図示しない転写ベルトユニット駆動手段とを有している。なお回転駆動ローラはテンションローラ74または転写入口ローラ73によって構成してもよく、この場合はその他のローラが従動回転することとなる。
In addition to the
転写ベルトユニット駆動手段は、画像形成が2色以上の多色画像で行われるときには、転写ベルト11が図1に示すように略水平に張架される態位として転写ベルト11を各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに接触させ、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、テンションローラ74を変位させ同図左方を下側に変位させるようにして転写ベルト11を感光体ドラム20Y、20M、20Cから離間させ転写ベルト11が各感光体ドラム20BKのみに接触する態位とする。なお、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、感光体ドラム20Y、20M、20Cの回転をはじめとして画像ステーション60Y、60M、60Cの各構成の動作が停止される。なお、このような構成においては、4つの画像ステーション60Y、60M、60C、60BKは、A1方向上流から、画像ステーション60C、60M、60Y、60BKの順で横に並べ、後述のような現像を行うことが好ましいが、何れにしても、作像部60は、テンションローラ74と駆動ローラ72との間に張り渡し架け渡された直線状の転写ベルト11上に配置される。また、このように、画像を形成する色の順番は、画像形成装置100の持つ狙いや特性によって異なってくるものであり、限定されるものではない。
When the image formation is performed with two or more multi-color images, the transfer belt unit driving means places the
2次転写ユニット76は、2次転写ベルト5の他に、2次転写ベルト5を巻き掛けた張架ローラである、駆動ローラ15及び従動ローラ16と、2次転写ベルト5に対向して配設され転写ベルト11を介して押圧され圧接された対向ローラとしてのバックアップローラである転写入口ローラ73と、トナーと逆極性の2次転写バイアスを駆動ローラ15に印加する図示しない電源とを有している。
In addition to the secondary transfer belt 5, the
駆動ローラ15と転写入口ローラ73とは、これらの間に転写ベルト11と2次転写ベルト5とを挟み込んでおり、この挟み込みにより、転写ベルト11と2次転写ベルト5とが接触する2次転写ニップが形成されている。2次転写ニップには、2次転写バイアスの印加により、後述するようにして転写ベルト11上に担持されたトナー像を、転写ベルト11側から駆動ローラ15側に向けて静電移動させる、2次転写電界が形成される。かかるトナー像は、後述するようにしてレジストローラ13により転写ベルト11と2次転写ローラ5との間に搬送されてきた転写紙に、2次転写電界、ニップ圧によって転写される。
The driving roller 15 and the
2次転写ユニット76は、転写ベルト11からトナー像を転写された転写紙を定着装置6へと搬送するシート搬送機能も備えているが、2次転写ユニット76としては、転写ローラや非接触のチャージャを採用した構成を用いても良く、この場合には他に転写紙を定着装置6に向けて搬送する部材を要する。
The
光走査装置8は、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしての図2に示すレーザー光Lを発する図示しない光源と、光源によって発せられたレーザー光をその回転により走査する図示しないポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転駆動する図示しないポリゴンモータと、ポリゴンミラーによって走査されたレーザー光を感光体ドラム20Y、20M、20C、20B上に結像させ走査する図示しないf−θレンズ、反射ミラー等の図示しない多数の光学素子とを有している。光源としてはLEDを用いてもよい。
The optical scanning device 8 scans and exposes the surfaces to be scanned formed by the surfaces of the
定着装置6は、無端状の定着ベルト64と、定着ベルト64を巻き掛けた巻き掛けローラとしての定着ローラ65と、定着ローラ65とともに定着ベルト64を巻き掛けた張架ローラ62と、定着ローラ65との間で定着ベルト64に圧接して定着ベルト64を加圧し圧接部である定着部としての定着ニップを形成する加圧ローラ63とを有している。このように、定着ベルト6は、昇温時間が非常に短かい定着ベルト64を備えているため、消費エネルギーが低減されているとともに、電源投入後、画像形成開始可能となるまでのユーザの待ち時間が低減されている。
The fixing
張架ローラ62と、定着ベルト64と、定着ローラ65とは、定着ベルト64が無端移動するベルトユニットを構成している。定着装置6は、トナー像を担持した転写紙を定着ニップに通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着する定着工程を行うようになっている。
定着装置6の詳細については後述する。
The
Details of the fixing
排紙ユニット79は、定着装置6から搬送されてきた定着済みの転写紙を、両面ユニット96に向けて搬送する搬送ローラ97と、本体101外に排出する排紙ローラ98と、定着済みの転写紙を搬送ローラ97のある排紙経路に導いて本体101外に排出するか、排紙ローラ98のある反転経路に導いて両面ユニット96に進入させるかを切り換える切換爪94とを備えている。
A paper discharge unit 79 transports the fixed transfer paper transported from the fixing
両面ユニット96は、排紙ユニット79から搬送されてきた、一方の面に画像形成された転写紙を一旦積載するトレイ92と、トレイ92上の転写紙をスイッチバックさせる反転ローラ93と、反転ローラ93によってスイッチバックされた転写紙をレジストローラ13に向けて送り出す給紙ローラ95等を有している。
The
シート給送装置23は、複数枚の転写紙を紙束の状態で収容可能な給紙カセット25を鉛直方向に複数重なるように配置したペーパーバンク26と、給紙カセット25に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ24と、給送ローラ24により繰り出された転写紙を1枚ずつ分離する分離ローラ27と、給紙ローラ24及び分離ローラ27により送り出された転写紙が通過する給紙路29とを有している。
The
給紙路29は、給紙ローラ24及び分離ローラ27により送り出された転写紙をレジストローラ対13に向けて搬送するための搬送ガイド板37及び搬送ローラ28と、転写紙の搬送方向下流端に位置するレジストローラ13とを備え、搬送ローラ28によって搬送される転写紙シート給送装置23から本体101内に連続するように設けられており、本体101内の給紙路29にも搬送ローラ28が配設されている。
A
シート給送装置23は、給送ローラ24が図中反時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ27が作用することにより、最上位の転写紙を給紙路29内に導き、搬送ローラ28の回転によりレジストローラ対13に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対13に突き当てて止められるようになっている。
In the
手差し給紙装置33は、転写紙を積載する手差しトレイ34と、手差しトレイ34に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ35と、給送ローラ35により繰り出された転写紙を1枚ずつ分離する分離ローラ36と、手差しトレイ34上に転写紙が載置されたことを検知する用紙センサとを有している。
The manual
手差し給紙装置33は、給送ローラ35が図中時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ36が作用することにより、最上位の転写紙を本体101側の給紙路29内に導くとともにレジストローラ対13に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対13に突き当てて止められるようになっている。
In the manual
読取装置21は、原稿を載置するコンタクトガラス21a、コンタクトガラス21aに載置された原稿に光を照射する図示しない光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する図示しない第1の反射体を備え図1における左右方向に走行する第1走行体21b、第1走行体21bの反射体によって反射された光を反射して180度方向を変える図示しない一対の第2の反射体を備えた第2走行体21c、第2走行体21cからの光を結像するための結像レンズ21d、結像レンズ21dを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ21e等を備えている。
The
自動原稿給紙装置22は原稿を載置する原稿台22aを有している。自動原稿給紙装置22は読取装置21に対して回動自在であって、上方に向けて回動したときコンタクトガラス21aを露出させるようになっている。
The
操作パネルは、液晶ディスプレイ、複写を開始するためのコピースタートスイッチ等として機能するスタートボタン、複写枚数等を入力するためのテンキー等の各種キーボタン等を有する操作表示部となっている。操作パネルにおいては、画像形成を多色画像で行うかモノクロ画像で行うかを指定可能となっているとともに、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードを設定可能となっている。片面プリントモードには、ダイレクト排出モード、反転排出モード、反転デカール排出モードが含まれ、このうちの1つが選択される。
制御手段は、CPU、記憶手段としてのメモリ等を備えている。
The operation panel is an operation display unit having a liquid crystal display, a start button that functions as a copy start switch for starting copying, and various key buttons such as a numeric keypad for inputting the number of copies. On the operation panel, it is possible to specify whether image formation is performed with a multicolor image or a monochrome image, and it is possible to set a single-sided print mode, which is a mode for forming an image only on one side of a transfer sheet. Yes. The single-sided print mode includes a direct discharge mode, a reverse discharge mode, and a reverse decal discharge mode, and one of these is selected.
The control means includes a CPU, a memory as a storage means, and the like.
画像ステーション60Y、60C、60M、60BKについて、そのうちの一つの、感光体ドラム20Yを備えた画像ステーション60Yの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、感光体ドラム20Yを備えた画像ステーションの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にY、C、M、Kが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
Regarding the
図2に示すように、感光体ドラム20Yを備えた画像ステーション60Yは、感光体ドラム20Yの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向B1に沿って、1次転写ローラ12Yと、画像濃度検出手段17Yと、クリーニング手段としての感光体クリーニング装置である1次転写クリーニング装置たるクリーニング装置70Yと、除電手段としての除電装置90Yと、帯電手段である帯電ユニットとしての帯電装置30Yと、現像手段としての現像ユニットである現像装置80Yと、これらを一体化したカートリッジケース59Yとを有している。
As shown in FIG. 2, the
感光体ドラム20Yと、クリーニング装置70Yと、除電装置90Yと、帯電装置30Yと、現像装置80Yと、画像濃度検出手段17Yとはカートリッジケース59Yによって一体化されており、プロセスカートリッジとしての画像ステーション60Yを構成している。プロセスカートリッジとしての画像ステーション60Yは、カートリッジケース59Yを、本体101に固定された図示しないガイドレールに沿って本体101に対して引き出し自在であるとともに、本体101に押し込むことが可能であり、本体101に対して着脱自在に設置されている。
The
プロセスカートリッジとしての画像ステーション60Yは、本体101に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことが可能であるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。またプロセスカートリッジの要素である各部の寿命が同等とされているため、不要な交換が防止、抑制され、さらに好ましい構成となっている。
When pushed into the
プロセスカートリッジとしての画像ステーション60Yは、感光体ドラム20Yと、クリーニング装置70Yと、除電装置90Yと、帯電装置30Yと、現像装置80Yと、画像濃度検出手段17Yとのうち、少なくとも感光体ドラム20Yと他の1つの構成とが、一体化されることによって構成され、本体101に着脱自在に設置されるユニットである。
The
1次転写ローラ12Yが転写ベルト11を感光体ドラム20Yに向けて押圧して形成された、転写ベルト11と感光体ドラム20Yとの当接位置である1次転写ニップは、感光体ドラム20Y上のトナー像が転写ベルト11に転写される転写位置NPを構成している。なお1次転写装置は本形態のようなローラ状に限らず、導電性のブラシ形状、非接触のコロナチャージャなどによって構成してもよい。
A primary transfer nip formed by the
感光体ドラム20Yの線速は200mm/s、直径はφ50mm、厚みは30μmである。
The
除電装置90Yは、感光体ドラム20Yの表面に近接して配設された図示しない除電ランプを備えており、感光体ドラム20Yの表面を除電して電気的に清浄な状態とすることでかかる表面の電位を初期化する除電工程を行うものである。
The static eliminator 90Y includes a static elimination lamp (not shown) disposed in the vicinity of the surface of the
帯電装置30Yは、感光体ドラム20Yの表面に当接して従動回転する帯電ローラ31Yと、帯電ローラ31Yに当接し従動回転する帯電クリーニング部材としてのクリーニングローラ32Yとを有している。
The
帯電ローラ31Yには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム20Yと対向する帯電領域において、除電装置90Yによって除電された感光体ドラム20Yの表面を所定の極性に一様に帯電する帯電工程を行うようになっている。帯電ローラ31Yによる感光体ドラム20Yの帯電電位すなわち露光前電位V0は−700Vである。
The charging
クリーニングローラ32Yは帯電ローラ31Yに従動回転することで帯電ローラ31Yをクリーニングするようになっている。
このように、本形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、非接触のスコロトロンチャージャを採用したものであっても良い。
The cleaning
As described above, in this embodiment, a charging system using a contact roller is adopted. However, the charging system may use a proximity roller or a non-contact scorotron charger. There may be.
図1に示した光走査装置8は、感光体ドラム20Yに帯電装置30Yが対向した帯電領域と現像装置80Yが対向した現像領域との間の領域に、光変調及び偏向されたレーザー光Lを走査しながら照射して、帯電装置30Yにより帯電された後の感光体ドラム20Yの表面の被走査面をスポット照射によって露光し、現像装置80Yによってイエロートナー像として可視像化される、画像情報に応じた静電潜像を書き込む静電潜像形成工程を行うようになっている。光走査装置8による感光体ドラム20Y表面のビームスポット径は50×60μm、光量は0.47mWとなっている。光走査装置8による露光後の感光体ドラム20Yの帯電電位すなわち露光後電位VLは−120Vである。
The optical scanning device 8 shown in FIG. 1 applies the laser light L modulated and deflected to a region between a charging region where the
図2に示すように、現像装置80Yは、感光体ドラム20Yに近接対向して配設されたトナーとキャリアとを含む二成分現像剤(以下、現像剤)を担持する現像ローラ81Yと、現像ローラ81Y上の現像剤を一定の高さに規制するドクターブレード82Yと、互いに平行に配設され、現像剤を攪拌するとともに現像ローラ81Yに現像剤を供給するためのスクリュである第1搬送スクリュ83Y及び第2搬送スクリュ84Yと、第1搬送スクリュ83Yと第2搬送スクリュ84Yとの間に設けられた仕切り板である仕切り壁87Yと、これらを収容した、カートリッジケース59Yの一部によって構成された現像ケース85Yとを有している。
As shown in FIG. 2, the developing device 80Y includes a developing
現像装置80Yはまた、第1搬送スクリュ83Yの下方において現像ケース85Yに取り付けられたトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ86Yと、イエロートナーを収容したトナーボトル88Yと、直流成分の現像バイアスを現像ローラ81Yに印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ81Y、第1搬送スクリュ83Y、第2搬送スクリュ84Y等を駆動する図示しない駆動手段としての現像駆動手段等とを有している。
The developing device 80Y also develops a
第1搬送スクリュ83Yと第2搬送スクリュ84Yと仕切り壁87Yとは、現像剤を撹拌しながら搬送し現像ローラ81Yに供給して付着させる撹拌部38Yを構成している。
現像ローラ81Yとドクターブレード82Yとは、撹拌部38Yよりも高い位置を占め、現像ローラ81Yに付着した現像剤のうちのトナーを感光体ドラム20Yに転移させる現像部39Yを構成している。
The first conveying
The developing
現像ローラ81Yは、その表面に現像剤を担持する現像剤担持体である図示しない現像スリーブと、現像スリーブの内部に固設された図示しない複数のマグネットとを有している。
The developing
ドクターブレード82Yは、その先端が現像スリーブに近接するように配設されている。
バイアス印加手段は現像スリーブに、感光体ドラム20Yの、露光部と非露光部との間の適当な大きさの現像バイアスを印加する。
The
The bias applying means applies a developing bias having an appropriate size between the exposed portion and the non-exposed portion of the
現像装置80Y内には、仕切り壁87Yにより、現像ローラ81Yと第1搬送スクリュ83Yとを収容した第1供給部と、第2搬送スクリュ84Yを収容した第2供給部とが分かれた状態で形成されている。
In the developing device 80Y, a partition wall 87Y forms a first supply unit that accommodates the developing
現像ケース85Y内の現像剤は、磁性キャリアと、帯電極性がマイナスのカラートナーであるイエロートナーとを含む二成分現像剤であって、この現像剤には、トナーボトル88Yからイエロートナーが補給、供給され、第1搬送スクリュ83Y及び第2搬送スクリュ84Yによって、供給されたイエロートナーと現像剤とが攪拌搬送されながら攪拌混合され、摩擦帯電され、現像ローラ81Yに供給され、マグネットローラによって汲み上げられて現像スリーブに保持され、現像スリーブ上に磁気ブラシが形成される態様で担持される。
The developer in the developing
現像ローラ81Yは、現像スリーブの回転により、ドクターブレード82Yによって現像剤の担持量を規制され層厚を規制されて磁気ブラシが適正な量に穂切りされ、切り落とされた現像剤は撹拌部38Yに戻される。現像ローラ81Yはまたその回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ81Yと感光体ドラム20Yとの間の現像領域に、ドクターブレード82Yによって量を適量とされた現像剤を運び、現像剤中のイエロートナーが感光体ドラム20Yの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として顕在化させ画像として可視像化する現像工程を行うようになっている。
In the developing
現像によりイエロートナーを消費した現像剤は、現像ローラ81Yの回転に伴ってマグネットローラの磁力が減少した位置で現像スリーブから離れ、撹拌部38Yに戻る。
この繰り返しにより撹拌部38Y内のトナー濃度が低くなり、これがトナー濃度センサ86Yによって検知されると、トナー濃度が所定の濃度に達したことがトナー濃度センサ86Yによって検知されるまで、トナーボトル88Yからトナーが補給、供給される。
The developer that has consumed the yellow toner by the development leaves the developing sleeve at the position where the magnetic force of the magnet roller has decreased with the rotation of the developing
By repeating this, the toner concentration in the agitating
本形態では、バイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。 In this embodiment, the DC component developing bias is applied by the bias applying means. However, the developing bias may be an AC component, or an AC component superimposed on the DC component.
クリーニング装置70Yは、その筐体をなした、カートリッジケース59Yの一部によって構成されたクリーニングケース71Yと、クリーニングケース71Yの内部に収納されその先端が感光体ドラム20Yに当接し感光体ドラム20Y上の転写残留物である転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物を掻き取って回収しクリーニングするクリーニング工程を行うクリーニング部材としてのクリーニングブレード78Yと、クリーニングブレード78Yをクリーニングケース71Yに対して支持したブレード支持体73Yと、ブレード支持体73Yをクリーニングケース71Yに回動可能に支持した支軸77Yと、クリーニングブレード78Yをそのエッジが感光体ドラム20Yに圧接するように感光体ドラム20Yに所定の弾性力で押し当てるばね79Yとを有している。
The cleaning device 70Y includes a
クリーニング装置70Yはまた、クリーニングケース71Yに回転自在に支持され、クリーニングブレード78Yによって、感光体ドラム20Y上から転写残トナー等が掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を図2における紙面手前側の片側に寄せて排出する廃トナー搬送スクリュとしての回収スクリュである排出スクリュ18Yと、感光体ドラム20Yを保護する滑剤である潤滑剤としての保護剤42Yを感光体ドラム20Yに塗布する保護膜形成手段である滑剤塗布装置である潤滑剤塗布装置としての保護膜形成装置40Yとを有している。
The cleaning device 70Y is also rotatably supported by the
保護膜形成装置40Yは、バー状に成形された固形の潤滑剤である像担持体保護剤、像搬送体保護剤としての保護剤42Yと、感光体ドラム20Yの回転方向B1に対し逆方向すなわちカウンタ方向となるD1方向に回転し、感光体ドラム20Yを保護するために保護剤42Yを掻き取り感光体ドラム20Yに供給して塗布する保護剤供給部材である掻き取り部材としての潤滑剤塗布部材たる潤滑剤塗布ブラシとしてのファーブラシたる塗布ブラシである滑剤塗布用ブラシローラたるブラシローラ47Yとを有している。
The protective
保護膜形成装置40Yはまた、保護剤42Yを保持してクリーニングケース71Yに対して支持し、保護剤42Yをブラシローラ47Yに接離する方向に支持した潤滑剤保持部材としての支持体49Yと、支持体49Yを介して保護剤42Yをブラシローラ47Yに押圧する押圧手段としての弾性部材たる加圧バネである潤滑剤加圧バネとしてのバネ部材たるバネ48Yとを有している。
The protective
保護膜形成装置40Yはまた、クリーニングブレード78Yと、電圧印加手段と、現像駆動手段によって構成されブラシローラ47Yを回転駆動するための駆動手段としての潤滑剤塗布駆動手段とを有している。
The protective
ブラシローラ47Yは、B1方向において転写位置NPよりも下流側且つ後述するクリーニング位置CPよりも上流側の位置TPで感光体ドラム20Yに当接し、この位置TPで保護剤42Yを感光体ドラム20Yに塗布することが可能となっている。この位置TPは潤滑剤塗布位置となっている。
The
ブラシローラ47Yは、潤滑剤塗布駆動手段からの回転駆動力の伝達によってD1方向に回転する。この回転により、保護剤42Yがブラシローラ47Yの繊維部分に掻き取られて付着した後、ブラシローラ47Yが感光体ドラム20Yに当接している状態において、潤滑剤塗布位置TPで感光体ドラム20Y表面に塗布される。
The
クリーニングブレード78Yは、ポリウレタンゴム製であり、いわゆるカウンタータイプ言い換えるとリーディングタイプに類する角度で感光体ドラム20Yに当接している。クリーニングブレード78Yが感光体ドラム20Yに当接し感光体ドラム20Y上の転写残トナー等の不要物がクリーニングされる位置はクリーニング位置CPとなっている。
The
クリーニングブレード78Yは、クリーニング位置CPにおいて、ブラシローラ47Yによって潤滑剤塗布位置TPで感光体ドラム20Yに塗布ないし供給された保護剤42Yを感光体ドラム20Y上に塗布し感光体ドラム20Y表面に皮膜状の保護層である保護膜を形成する塗布ブレードとして機能する。クリーニングブレード78Yは、感光体ドラム20Y上の保護剤42Yに多少の分布ムラがあってもこれを解消するように感光体ドラム20Y上に保護剤42Yを均す。
At the cleaning position CP, the
このように、ブラシローラ47Yが回転駆動するとクリーニング装置70Yが保護膜形成装置40Yとして駆動していることになる。なお、ブラシローラ47Yの回転方向はB1方向と逆方向でなく順方向でも良い。
Thus, when the
保護剤42Yによって感光体ドラム20Y表面に形成される皮膜は、近接放電による感光体ドラム20Y表面の劣化を防止する機能を有しており、保護膜形成装置40Yは放電劣化防止手段として機能するものである。ここでいう劣化とは、放電による感光体ドラム20Yの磨耗及びこの磨耗の加速、ならびに感光体ドラム20Y表面の活性化の両方を指している。
The film formed on the surface of the
また、かかる皮膜は、感光体ドラム20Yとクリーニングブレード78Yとが互いに摩擦しあうことによって生じる磨耗等の劣化も防止し、保護膜形成装置40Yは摩擦劣化防止手段として機能するものである。
このように、保護膜形成装置40Yは、保護剤42Yを感光体ドラム20Y表面に塗布することにより、これら劣化を抑制している。
In addition, the coating prevents deterioration such as wear caused by friction between the
As described above, the protective
さらに、保護膜形成装置40Yは、ブラシローラ47Yが感光体ドラム20Yに接触した接触ブラシとなっており、クリーニングブレード78と同様に、感光体ドラム20Y上の転写残トナー等の不要物をクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングブラシとして機能する。
Further, the protective
このような構成の画像形成装置100において、複写を行うときには、自動原稿給紙装置22の原稿台22aに原稿をセットするか、自動原稿給紙装置22を上方に回動してコンタクトガラス21a上に原稿を載置したうえで自動原稿給紙装置22を下方に回動して閉じ原稿を押さえた状態としたうえで、操作パネルのスタートボタンを押下する。なお、自動原稿給紙装置22にセットされる原稿は、たとえば束状のシート原稿であり、コンタクトガラス21a上にセットされる原稿は、たとえば本状に綴じられている片綴じ原稿である。画像形成装置100をプリンタとして使用する場合には、画像形成装置100に接続したPC等の外部入力装置において画像形成を行う画像データを選択、入力等したうえで画像形成開始の操作を行う。
In the
複写を行う場合であって、原稿を原稿台22aにセットした場合には、セットした原稿がコンタクトガラス21a上に送り出されてから読取装置21による原稿の読み取りが行われ、また、原稿をコンタクトガラス21a上に載置したときにはスタートボタンの押下によって読取装置21による原稿の読み取りが行われ、画像データが生成される。
When copying is performed and the document is set on the document table 22a, the document is read by the
生成された画像データ又は入力された画像データに基づいて、上述の構成の画像ステーション60Y、60M、60C、60BKが作動する。また、スタートボタンの押下により、かかる原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジである画像ステーション60Y、60M、60C、60BK内の各機器や、転写ベルトユニット10、2次転写ユニット76、定着装置6等がそれぞれ駆動を開始する。たとえば、感光体ドラム20Y、20C、20M、20BK、転写ベルト11、定着ベルト64の回動が開始される。
Based on the generated image data or the input image data, the
画像ステーション60Yにおいては、上述したように、感光体ドラム20Yは、B1方向への回転に伴い、帯電装置30Yにより表面を一様に帯電され、光走査装置8により静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置80Yによりイエロー色のトナーにより現像され、イエロー色のトナー像を1次転写ローラ12Yによって転写ベルト11に1次転写されて第1の転写工程が行われ、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置70Yにより除去されて除電装置90Y、帯電装置30Yによる次の除電、帯電に供される。このとき、潤滑剤42Yはその表面の凹凸が抑制ないし防止されるとともに適した粒径で感光体ドラム20Yに塗布され、感光体ドラム20Yの状態が良好に保たれること等により、イエロー色のトナー像が良好に形成される。
In the
他の感光体ドラム20C、20M、20BKにおいてもその状態が良好に保たれながら同様に各色のトナー像が良好に形成等され、形成された各色のトナー像すなわち単色画像は、1次転写ローラ12C、12M、12BKにより、A1方向に移動する転写ベルト11上の同じ位置に順次1次転写される。転写ベルト11上に重ね合わされたトナー像によって構成された4色重ね合わせトナー像すなわち4色トナー像であるフルカラーの合成カラー画像は、転写ベルト11のA1方向の回転に伴い、2次転写ベルト5との対向位置である2次転写ニップまで移動し、転写紙に2次転写されて第2の転写工程が行われ、転写紙上にフルカラー画像が担持される。
In the other
転写ベルト11と2次転写ベルト5との間に搬送されてきた転写紙は、スタートボタンの押下により、シート給送装置23の1つの給送ローラ24が選択されこの回転によって対応する給紙カセット25から繰り出されてフィードされたものであるか、または、手差し給紙装置33の給送ローラ35の回転によって手差しトレイ34から繰り出されてフィードされたものであるか、または、両面ユニット96から給紙ローラ95によって繰り出されてフィードされたものであるかの何れかであって、レジストローラ対13によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト11上のトナー像の先端部が2次転写ベルト5に対向するタイミングで送り出されたものである。かかるフィード動作は、上述の原稿読取動作と略同時に開始される。
As for the transfer paper conveyed between the
転写紙は、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置6に進入し、定着ベルト64と加圧ローラ63との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着工程により転写紙上に良好なカラー画像が形成される。定着装置6を通過した定着済みの転写紙は、切換爪94の態位に応じて、排紙ローラ98を経て排紙トレイ75上にスタックされるか、または両面複写モードが選択されている場合には搬送ローラ97を経て両面ユニット96に進入して両面画像形成に備える。一方、2次転写を終えた転写ベルト11は、中間転写ベルトクリーニング装置14によってこれに残留する残留トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。
When the toner image of all colors is transferred and carried on the transfer paper, it enters the fixing
このような画像形成を行うとき、定着ベルト64は回転駆動されるとともに加圧ローラ63による圧力を受けるが、良好な定着を行い高画質の画像形成を行うには、定着ベルト64の経時劣化を抑制ないし防止することが重要である。そこで、定着装置6においては、定着ベルト64の経時劣化への対策が施されている。この点を含め、定着装置6の詳細について説明する。
When such image formation is performed, the fixing
定着装置6は、図3に示すように、定着ベルト64、定着ローラ65、加圧ローラ63、張架ローラ62の他に、定着ベルト64の内側すなわち定着ローラ65、張架ローラ62に巻き掛けられ当接した側の面である内面の内側に配設された構成として、定着ベルト44を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒータであるヒータ66と、ヒータ66による定着ローラ65及び張架ローラ62の加熱を最小限に抑え、定着ベルト44の加熱効率を向上するための反射板67、68とを有している。
As shown in FIG. 3, the fixing
定着装置6はまた、図4及び図5に示すように、定着ベルト64の内面すなわち定着ベルト64の加圧ローラ63と逆側の面に設けられ、定着ベルト64が回転するときにおける、いわゆるベルト寄りといわれる寄り、すなわち図4における左右方向である定着ベルト64の幅方向への移動を規制する寄り規制部材である寄り止め部材69を有している。なお、図5において、定着ベルト64、寄り止め部材69は、定着ベルト64が定着ローラ65、張架ローラ62に巻き掛けられた状態を解除され、幅方向から見た状態が円形状となっている場合における幅方向の一端側のみを示している。寄り止め部材69は定着ベルト64の幅方向の両側に、定着ベルト64の端部、具体的には端縁に沿って一対備えられたリング状の部材である。
4 and 5, the fixing
定着装置6はまた、図4に示すように、定着ローラ65及び加圧ローラ63の両端部を支持した一対の側板51と、定着ローラ65の両端部を側板51に回転自在に支持した一対の軸受52と、加圧ローラ63の両端部を側板51に回転自在に支持した一対の軸受53とを有している。なお、張架ローラ62も側板51に支持されており、定着装置6は、張架ローラ62の両端部を側板51に回転自在に支持した図示しない軸受を有している。
As shown in FIG. 4, the fixing
定着装置6はその他、図示を省略するが、加圧ローラ63を回転駆動する駆動手段と、加圧ローラ63を定着ローラ65に向けて加圧する加圧手段と、定着ベルト64を挟んで定着ローラ65に対向する位置に配設され定着ベルト65の外周面の温度を検知する温度検知手段としての温度センサと、温度センサの検知信号を入力されこの検知信号に応じて定着ベルト65の外周面の温度が所定の温度となるようにヒータ66の動作を制御する温度制御手段としての温度制御装置と、定着ニップの下流側すなわち図3における左方に配設され、回転する加圧ローラ63にその先端が摺動し転写紙を加圧ローラ63から剥離するための分離爪と、同じく定着ニップの下流側に設けられ画像面側である定着ベルト64の表面側に設けられ転写紙を定着ベルト64から剥離するための分離板とを有している。
Although not shown in the drawings, the fixing
定着ローラ65は、図3または図4に示すように、金属製の芯金65aと、芯金65aの外周に巻かれるようにして設けられた弾性層65bと、芯金65aの幅方向における端面から突出するように芯金65aと一体に設けられ端部を軸受52に回転自在に支持された、定着ローラ65の回転中心となる回転軸65cとを有し、外径が30mmとなっている。芯金65aと回転軸65cとは定着ローラ65の軸部を構成している。
As shown in FIG. 3 or FIG. 4, the fixing
弾性層65bは、弾性体によって形成されている。この弾性体は、ゴムスポンジ等のスポンジ、柔らかいゴム等から選択された素材によって構成されている。弾性体をスポンジで構成した場合には、高断熱性により温度の立ち上がりが良く、変形量が多く取れて、定着ローラ65の回転方向に沿って大きなニップ幅が確保される点で有利である。ただし、経時での弾性力の低下などが課題である。
The
弾性層65bは、その配設領域が、幅方向における芯金65aの配設領域の中央に位置するようになっており、芯金65aの両端部は露出している。弾性層65bは、その表面に定着ベルト64を巻き掛けた巻き掛け部となっている。芯金65aの両端部の露出した部分は、巻き掛け部としての弾性層65bよりも小径の小径部となっている。この芯金65aによって構成されている小径部のそれぞれの幅方向における幅は、4〜8mmである。
The arrangement area of the
張架ローラ62は、金属製の芯金62aと、芯金62aの外周に巻かれるようにして設けられた弾性層62bと、芯金62aの幅方向における端面から突出するように芯金62aと一体に設けられ端部を図示しない軸受に回転自在に支持された、張架ローラ62の回転中心となる図示しない回転軸とを有している。弾性層62bは、弾性体としてのゴムによって構成され、定着ベルト64の内面との摩擦を確保するようになっている。これにより、張架ローラ62と定着ベルト64との間の摺動による定着ベルト64の磨耗が低減されている。
The
加圧ローラ63は、金属製の芯金63aと、芯金63aの外周に巻かれるようにして設けられた弾性層63bと、芯金63aの幅方向における端面から突出するように芯金63aと一体に設けられ端部を軸受53に回転自在に支持された、加圧ローラ63の回転中心となる回転軸63cと、弾性層63bの表面に設けられた図示しない表層とを有し、外径が30mmとなっている。弾性層63bは、弾性体としてのゴムによって構成されている。表層は離型層であってフッ素樹脂コートによって形成されている。
The
定着ベルト64は、図示を省略するが、無端状言い換えるとベルト状の基材としての支持体と、支持体の表面に設けられた表面層とを有している。支持体は、耐熱性樹脂、金属等から選択された素材によって構成されている。支持体を形成する耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられ、支持体を形成する金属の材質としては、ニッケル、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。本形態ではステンレスを採用している。支持体は、樹脂と金属とを重層として形成しても良く、特に、ポリイミド樹脂にニッケルを電鋳したベルトが強度と弾性を有し、耐久性があるので好ましい。支持体の厚さは100μm以下の薄肉のものが熱容量を抑える点から望ましく、本形態では30〜80μmである。表面層は、転写紙、トナーと加圧接触するため、高離型性シリコーンゴム等からなる厚さ100〜300μmの弾性層と、弾性層の表面を被覆した離型性の高い樹脂によって形成された厚さ5〜50μmの最外層とで構成されている。かかる樹脂としては、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)などの高分子樹脂が使用され、本形態ではPFAを弾性層にコートして形成されている。定着ベルト64の回転方向における長さは、図5に示した、定着ローラ65、張架ローラ62に掛け渡される前の状態で直径40mmである。
Although not shown, the fixing
ヒータ66及び反射板67、68は、定着ベルト64の内側言い換えると内部に設けられている。反射板67、68は、ヒータ66から張架ローラ62及び定着ローラ65に向かう光を反射し、張架ローラ62及び定着ローラ65を極力加熱しないように設けられている。ヒータ66が極力定着ベルト64のみを集中加熱するため、定着ベルト64の昇温効率が向上している。
The
加圧手段は、ばねとてこによる加圧により加圧ローラ63を定着ローラ65に向けて加圧し、定着ベルト64と加圧ローラ63との間に定着ニップを形成する。
温度センサは、熱伝対、サーミスタ等から選択されたものが用いられている。
The pressurizing unit pressurizes the
A temperature sensor selected from a thermocouple, a thermistor, or the like is used.
駆動手段は、本体101側に備えられた駆動部によって駆動されるギヤ等を有しており、加圧ローラ63を回転駆動するとともに、定着ニップにおける摩擦により定着ベルト64を100〜300mm/secの線速で従動回転によって走行させ、さらに、定着ローラ65、張架ローラ62を定着ベルト64に従動回転させる。このように、定着ベルト64を連れ周りで駆動することにより、定着ベルト64をたとえばギヤによって回転駆動させた場合の加圧ローラ63との周速のずれが防止ないし抑制され、結果的に定着ベルト64が加圧ローラ63と等速で駆動される。かかる周速のずれは、定着ローラ65と加圧ローラ63とで、弾性層65b、63bの厚さや硬度の違いから、これら弾性層65b、63bのつぶれ具合が異なり、また部品加工公差によっても定着ローラ65と加圧ローラ63との周長に差が出やすいことに起因して生ずるものである。このような理由により、定着ベルト64、定着ローラ65、張架ローラ62は、加圧ローラ63に連れ回りさせているが、この連れ周りによる微小スリップが問題となる場合は、定着ローラ65にワンウェイクラッチ等を介して駆動部からの駆動を伝達し、スリップ等によって定着ベルト64、定着ローラ65、張架ローラ62の回転速度が加圧ローラ63の回転速度より遅くなった場合のみに定着ローラ65を駆動するようにしても良い。
The driving means has a gear or the like driven by a driving unit provided on the
定着ニップの幅すなわち定着ローラ65の回転方向に沿ったニップ幅は、定着ローラ65、加圧ローラ63の直径、弾性層65b、63bの厚さや硬度の調整により、所望の値に設定される。定着ニップの温度と面圧は、画像ズレ、光沢不足、粒状性の悪いブツブツとして微小ムラのあるいわゆる柚子肌等の画像不良が発生しないように、温度制御装置、加圧手段により、所定の熱量と圧力とが付与される条件で設定されている。
The width of the fixing nip, that is, the nip width along the rotation direction of the fixing
寄り止め部材69は、図4に示すように、その回転方向に直交する断面の形状が、四角形状となっており、幅方向の幅が3〜6mm、厚さが1mm以上となっている。寄り止め部材69は弾性体としての弾性部材であるゴムによって形成されている。かかるゴムは、耐熱性ゴムであり、本形態ではシリコーンゴムである。なおかかる断面の形状は台形状であっても良い。
As shown in FIG. 4, the
寄り止め部材69は、定着ベルト64に、製造が容易な接着剤による接着によって固定されている。寄り止め部材69は、定着ベルト64の支持体がポリイミド樹脂である場合には、高温に加熱したプレス型で成形、固定しても良く、この場合には、接着工程が不要のため低コストで、耐熱性に優れ、強度も十分で耐久性に優れる。
The
ベルト寄りは、定着ベルト64の回転時に、定着ベルト64の幅方向に一致する、定着ローラ65、加圧ローラ63、張架ローラ62の軸方向の一方に寄ってしまう現象であり、これは、軸方向における加圧バランスの違いによって生じる。加圧バランスは、経時での弾性層65b、63b、62bの変質等によっても変化するものであるため、ベルト寄りは、初期の加圧手段の調整のみでは完全には防止されない。ベルト寄りは、定着ベルト64の蛇行の原因ともなっており、よって定着ベルト64の蛇行による画像ズレや紙シワの発生の原因ともなっている。
The belt shift is a phenomenon in which, when the fixing
したがって、ベルト寄りが生じた場合、かりに寄り止め部材69がないとすれば、定着ベルト64の蛇行による画像ズレや紙シワが発生し得ることとなり、またこれに加えて、ベルト寄りを放置するとやがては定着ベルト64が側板51等に突き当たることにより破損する可能性がある。寄り止め部材69はこれを防止するために、ベルト寄りを規制するように設けられており、幅方向における端面が、定着ローラ65の、定着ベルト64を巻き掛けた巻き掛け部となっている弾性層65bの端面に突き当たることで、それ以上のベルト寄りを防止し、定着ベルト64が側板51等に突き当たるような過剰なベルト寄りを防止している。これにより、定着ベルト64の蛇行による画像ズレや紙シワが防止ないし抑制されるとともに、定着ベルト64が側板51等に突き当たることによる定着ベルト64の破損の可能性が低減される。
Therefore, when the belt shift occurs, if there is no
ところが、寄り止め部材69を設けると、定着ベルト64の、寄り止め部材69を設けた部分と設けていない部分との境界部分で、定着ベルト64の劣化が生じる可能性がある。すなわち、たとえば、図9に示すように、寄り止め部材69が、幅方向における加圧ローラ63の非配設領域に位置しているとすると、定着ローラ65の端面に当接した状態で定着ベルト64が回転しさらにベルト寄りが大きくなる向きの力が加わると、かかる境界部分に定着ベルト64を折り曲げる力がかかる。また、図10に示すように、寄り止め部材69が、幅方向における加圧ローラ63の配設領域に位置している場合であっても、加圧ローラ63によって定着ベルト64が加圧されると、この加圧によって、かかる境界部分に定着ベルト64を折り曲げる力がかかる。とくに、同図(b)に示されているように、弾性層63aを有する加圧ローラ63においては、弾性層63aの弾性変形によって定着ベルト64が内側に折り曲がるように変形することとなり、この状態で定着装置6が長期間駆動されると、かかる折り曲がり部が弱くなる。さらに、かかる状態で定着ローラ65や加圧ローラ63が回転したときの僅かな振れや、弾性層63a、65aの硬度の僅かなばらつきにより、かかる折り曲がり部が振動すると、定着ベルト64に繰り返しの疲労を与えることとなる。このように、定着ベルト64を折り曲げる力がかかる境界部分に繰り返し長期間にわたって作用すると、定着ベルト64が劣化し、強度の低下が生じ、さらにはやがて定着ベルトに亀裂が入り、破損の原因ともなってしまう。定着ベルト64が金属ベルトの場合は、樹脂ベルトの場合よりもこの傾向が顕著となる。また、寄り止め部材69が定着ローラ65の端面に当接した状態で定着ベルト64が回転しさらにベルト寄りが大きくなる向きの力が加わると、寄り止め部材69が定着ローラ65を乗り越えて側板51等に突き当たり、定着ベルト64を破損することもある。
However, when the
定着装置6においては、このような定着ベルト64の経時劣化等の不具合への対策が施されている。すなわち、寄り止め部材69を、定着ローラ65の小径部である芯金65aと加圧ローラ63との間に、定着ベルト64とともに挟み込み、圧接しており、これによって、図6に示されているように、定着ベルト64の姿勢を安定させ、かかる境界部分の折り曲がりを抑制ないし防止しているとともに、寄り止め部材69が定着ローラ65を乗り越えることを防止している。このように、寄り止め部材69を、定着ベルト64の内側から芯金65aとニップさせ、内側すなわち芯金65a側と外側すなわち定着ベルト、加圧ローラ63側とから加圧することで、定着ベルト64の変形、振動等を大幅に抑制し、または防止することで、定着ベルト64の経時的な劣化及びこれに起因する破損を低減ないし防止している。
In the
とくに、本形態では、寄り止め部材69が弾性体であるため、寄り止め部材69に対して、小径部である芯金65aを食い込ませるようにして挟み付け、圧接することが容易となっているとともに、かかる食い込みにより、部品加工公差、定着ローラ65や加圧ローラ63が回転したときの僅かな振れ、弾性層63a、65aの硬度の僅かなばらつきがあっても、定着ベルト64の姿勢がさらに安定し、定着ベルト64の劣化等がより高度に抑制ないし防止されるとともに、定着ローラ65の乗り越えもより高度に防止される。かかる食い込み量は、0.2〜1.0mmであると、このような作用がとくに良好に発揮される。なお、小径部となっている芯金65aの幅は寄り止め部材69の幅よりも僅かに大きくなっており、ベルト寄りが大きく生じることが防止されている。
In particular, in this embodiment, since the
寄り止め部材69によりベルト寄りをより良好に規制するために、図7、図8に示すように、定着ローラ65は、小径部を、凹状の溝からなる溝形状部54として備えていても良い。溝形状部54を備えていることにより、寄り止め部材69は幅方向における両側に移動を規制されるため、ベルト寄りがより良好に規制される。
In order to better regulate the belt deviation by the
図7に示した溝形状部54は、芯金65aがフランジ65dを有していることによって形成されている。溝形状部54の幅は、上述の構成例と同様に寄り止め部材69の幅よりも僅かに大きくなっており、ベルト寄りが大きく生じることが防止されている。その余の点でも図7に示した構成例は上述の構成例と同様である。
The groove-shaped
図8に示した溝形状部54は、定着ローラ65が、回転軸65c上に、定着ローラ65本体に対して言い換えると回転軸65cに対して回転自在の回転部材としての軸受65eを有し、この軸受65eがフランジ65fを有していることによって形成されている。軸受65eは、転がり軸受または滑り軸受であり、転がり軸受とする場合には転動体には玉、コロ、円錐の何れを用いても良い。回転軸65cに対し、軸受65eの、寄り止め部材69が当接している部分が回転部材として自在に回動するので、回転軸65cの周速と寄り止め部材69の周速とが微妙に異なった場合でも、定着ベルト64がスムーズに動く。かかる周速の差異は、食い込みによる寄り止め部材69の変形や、定着ローラ65の径が小さい場合の寄り止め部材69の曲げ変形等によって生じる。符号55は、ストッパーリングを示している。溝形状部54の幅は、上述の構成例と同様に寄り止め部材69の幅よりも僅かに大きくなっており、ベルト寄りが大きく生じることが防止されている。その余の点でも図7に示した構成例は上述の構成例と同様である。なお、軸受65eは、必ずしも溝形状部54を備えていなくとも良く、溝形状部54を備えていない場合であっても、回転軸65cの周速と寄り止め部材69の周速とが微妙に異なった場合に定着ベルト64がスムーズに動くという作用効果を発揮するものである。
The groove-shaped
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
たとえば、巻き掛けローラは、定着ベルトを巻き掛けた、加圧ローラとの間で定着ベルトを加圧するローラ状の部材であれば、定着ローラに限らず、上述の張架ローラ62のような部材であっても良い。 For example, the winding roller is not limited to the fixing roller as long as it is a roller-shaped member that presses the fixing belt around the pressure roller around which the fixing belt is wound. It may be.
画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、直接転写方式を採用可能である。直接転写方式の画像形成装置は、上述の転写ベルト11に代えて像担持体としての記録媒体搬送体であるシート搬送ベルトを備え、シート搬送ベルトで搬送されている過程の転写紙に、画像ステーション60BK、60C、60M、60Yで形成した各色のトナー像を順次重ね転写する。
Even if the image forming apparatus is a tandem type, a direct transfer system can be adopted instead of the indirect transfer system described above. The direct transfer type image forming apparatus includes a sheet conveyance belt which is a recording medium conveyance body as an image carrier instead of the
また、画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、1つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる1ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。この場合には、ファーストコピー速度を早くするために、最初に黒色を作像し、その後、原稿がカラーの場合のみ残りの色の作像を行うことが好ましい。 The image forming apparatus is not a so-called tandem type image forming apparatus, but a so-called one-drum type image forming apparatus that sequentially forms toner images of respective colors on a single photosensitive drum and sequentially superimposes the color toner images to obtain a color image. The present invention can be similarly applied to an image forming apparatus. In this case, in order to increase the first copy speed, it is preferable to perform black image formation first, and then perform image formation for the remaining colors only when the original is in color.
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。 In addition, in recent years, in accordance with demands from the market, color image forming apparatuses, such as color copiers and color printers, have increased in number, but image forming apparatuses can only form monocolor images. It may be.
このような画像形成装置に用いる現像剤は、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。さらには、定着装置により記録媒体に定着する画像は、トナーによって形成されたものに限らず、インク等によって形成されたものであっても良く、画像形成装置はこのようにインク等によって画像を形成するものであっても良い。 The developer used in such an image forming apparatus is not limited to a two-component developer but may be a one-component developer. Furthermore, the image to be fixed on the recording medium by the fixing device is not limited to that formed with toner, but may be formed with ink or the like, and the image forming apparatus forms an image with ink or the like in this way. It may be what you do.
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。 The image forming apparatus may not be a copier, a printer, and a facsimile machine, but may be a single unit thereof, or may be a multi-function machine of another combination such as a copier and printer. .
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
54 溝形状部
63 加圧ローラ
64 定着ベルト
65 巻き掛けローラ
65a、65e 小径部
65b 巻き掛け部
65e 回転部材
69 寄り止め部材
100 画像形成装置
54 groove-shaped
Claims (6)
前記寄り止め部材は、前記巻き掛けローラの、前記定着ベルトを巻き掛けた巻き掛け部より小径の小径部に当接し、前記加圧ローラにより、前記定着ベルトとともに、前記小径部との間に挟まれている定着装置。 An endless fixing belt, a winding roller around which the fixing belt is wound, a pressure roller for pressing the fixing belt between the winding rollers, and a pressure roller on the opposite side of the pressure roller to the pressure roller. A detent member provided on the surface for regulating the displacement of the fixing belt,
The detent member is in contact with a small diameter portion of the winding roller that is smaller in diameter than the winding portion around which the fixing belt is wound, and is sandwiched between the fixing belt and the small diameter portion by the pressure roller. Fixing device.
前記巻き掛けローラは、同巻き掛けローラ本体に対して回転自在の回転部材を有し、この回転部材を前記小径部として備えていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The fixing device, wherein the winding roller includes a rotating member that is rotatable with respect to the winding roller body, and the rotating member is provided as the small-diameter portion.
前記巻き掛けローラは、前記小径部を溝形状部として備えていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
The fixing device, wherein the winding roller includes the small-diameter portion as a groove-shaped portion.
前記寄り止め部材に対する前記小径部の食い込み量が0.2〜1.0mmであることを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to any one of claims 1 to 3,
The fixing device according to claim 1, wherein an amount of biting of the small diameter portion with respect to the detent member is 0.2 to 1.0 mm.
前記寄り止め部材は弾性体であることを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to any one of claims 1 to 4,
The fixing device according to claim 1, wherein the stopper member is an elastic body.
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