JP2004085880A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、FAX等の画像形成に用いられるベルト定着装置を備える画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置として、弾性層を有して所定の温度に維持された定着ゴムローラと、定着ゴムローラに圧接し、弾性層を有する加圧ゴムローラとによって、未定着のトナー画像が形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ定着方式が多用されている。
【0003】
しかしながら、この種の装置では、定着ゴムローラの熱抵抗や熱容量が大きいため、ウォーミングアップ時間が長くなると共に、弾性層内側の温度が高くなり、定着ゴムローラの寿命を短くしていた。
【0004】
また、カラー画像ではベタ面積が大きい画像が多く、そのベタ画像も黒以外のものが多く光沢むらなどがあると目立つ。上記の定着ゴムローラの代わりにハードローラを用いる場合は、転写材(記録紙)やトナー層の凹凸に応じた光沢むらが生じるため、画像品位が低下するという問題点があった。
【0005】
これらの問題点を解決するために、無端状のベルト部材(定着ベルト)を用い、複数のローラ部材により定着ベルトを支持張架するもので、定着ベルト内部の定着ローラ(支持加圧ローラ)と、定着ベルトを挟んで支持加圧ローラと対向する加圧ローラ(外部加圧ローラ)と、内部に定着ベルトを加熱する加熱部材を有る加熱ローラ(支持加熱ローラ)とを設け、定着ベルトの回転方向で、支持加圧ローラの上流側に設けられ、外部加圧ローラに定着ベルトが巻き付けられる巻き付き部(補助ニップ部)と、補助ニップ部の下流側で支持加圧ローラと外部加圧ローラ(加圧ローラ)との間に設けられる定着ニップ部とにて記録紙上のトナー像を定着するベルト定着装置が、特開平10−307496号公報等により開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平10−307496号公報等により開示されているベルト部材を用いるベルト定着装置において、補助ニップ部を加圧押圧する補助加圧部材としてローラやパッド等の部材が一般的に用いられるが、これらの補助加圧部材を用いて定着ベルト(ベルト部材)の前記巻き付き部(補助ニップ部)の領域で、定着ベルトの内側から加圧を行い、補助加圧部材を補助ニップ部に押圧(加圧)して、定着時の画像(トナー像)の高光沢度を得られるようにしようとする構成の場合、この加圧は駆動トルクが大きく、電力消費量の増加や定着ベルトの寿命低下を招く。低光沢度を得ようとして定着ベルトの温度を下げると、当該補助ニップ部部分で画像ずれが発生するという問題が起こる。また、光沢度制御時の補助加圧部材の定着ベルトとの摺動や、押圧による補助加圧部材の圧縮の繰り返しにより、補助加圧部材の摩耗や”へたり”により、補助加圧部材の寿命が短くなってしまうという問題も起こる。
【0007】
本発明は光沢度を変更可能とした画像形成装置について、上記の問題を軽減するベルト定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、未定着のトナー像を転写材上に転写した後、前記未定着のトナー像をベルト定着装置により加圧加熱し、前記転写材上に固着させて定着を行う画像形成装置において、前記ベルト定着装置は、少なくとも支持加圧ローラと支持加熱ローラとの間に張架される無端状のベルト部材と、外部加圧ローラとを備え、前記外部加圧ローラはベルト部材を介して前記支持加圧ローラに対向して定着ニップ部を形成すると共に、前記定着ニップ部に先行しては、前記ベルト部材と前記外部加圧ローラとが対向して補助ニップ部を形成し、前記補助ニップ部に向けて加圧する補助加圧部材を設けるもので、当該ベルト定着装置は、光沢度を可変としていて、制御部は光沢度変更に当たって、前記ベルト部材の温度を変更すると共に、前記補助加圧部材の前記外部加圧ローラへの荷重を変更するよう制御を行うことを特徴とする画像形成装置によって達成される。
【0009】
本発明は上記の如き構成をとることにより、定着時、補助ニップ部の温度を下げて低光沢度の画像形成を行う場合においても、画像ずれを防止しながら光沢度制御を行い、且つ定着時の光沢度制御時でのベルト部材の温度を下げるのに合わせて補助加圧部材の荷重を上げるようにし、過剰な電力消費量も抑止すると共に、ベルト部材や補助ニップ部での補助加圧部材の摩耗を防止し、ベルト部材や補助加圧部材の寿命が長く保たれるベルト定着装置を備える画像形成装置の提供を可能とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【0011】
本発明に係わるベルト定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図1ないし図4を用いて説明する。図1は、本発明に係わるベルト定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図2は、本発明に係わる摺動加圧部材を用いるベルト定着装置の一例の概要断面構成図であり、図3は、図2の摺動加圧部材の他の例を示す図であり、図4は、高光沢および低光沢の切換制御ブロック図である。なお、摺動加圧部材の各例において、機能構造を同じくする部材には同一の符号を付す。
【0012】
図1において、画像形成装置GSは、画像形成装置本体GHと画像読取装置YSとから構成される。
【0013】
画像形成装置本体GHの上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査露光装置202から成る画像読取装置YSが設置されている。自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された原稿Dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。この際、原稿台上から搬送される原稿Dは、光沢レベル選択手段として用いられる光沢度レベル検出センサPKaにより、原稿画像の光沢度、および原稿画像のモノクロ、カラーの判別や両面画像の判別が行われる。
【0014】
ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部(露光手段)3Y、3M、3C、3Kに信号を送る。
【0015】
自動原稿送り装置201は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から搬送される多数枚の原稿Dの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから(電子RDH機能)、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿Dを送信する場合等に便利に使用される。
【0016】
画像形成装置本体GHは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、画像形成手段としては、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト6と、再給紙機構(ADU機構)を含む給紙搬送手段と、定着手段としてのベルト定着装置17とからなる。
【0017】
イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成部10Yは、像形成体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配置されたYのトナー像形成手段としての帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及び像形成体クリーニング手段8Yを有する。マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成部10Mは、像形成体としての感光体ドラム1Mと、Mのトナー像形成手段としての帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及び像形成体クリーニング手段8Mを有する。シアン(C)色の画像を形成する画像形成部10Cは、像形成体としての感光体ドラム1Cと、Cのトナー像形成手段としての帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及び像形成体クリーニング手段8Cを有する。黒(K)色の画像を形成する画像形成部10Kは、像形成体としての感光体ドラム1Kと、Kのトナー像形成手段としての帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及び像形成体クリーニング手段8Kを有する。帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kとは、潜像形成手段を構成する。現像装置4Y、4M、4C、4Kによる現像は、使用するトナー極性と同極性(本実施形態においては負極性)の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。
【0018】
中間転写ベルト6は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【0019】
画像形成プロセスの概要について以下に説明する。
画像形成部10Y、10M、10C及び10Kより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性(本実施形態においては正極性)の不図示の電源により1次転写転写バイアスが印加される1次転写手段としての1次転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより、回動する中間転写ベルト6上に逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像(カラートナー像)が形成される。給紙カセット20A、20B、20C内に収容された記録紙Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙され、搬送ローラ22B、22C、22D、レジストローラ23等を経て、2次転写手段としての2次転写ローラ7Aに搬送され、記録紙P上の一方の面(表面)にカラー画像が一括して転写される(2次転写)。
【0020】
カラー画像が転写された記録紙Pは、ベルト定着装置17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0021】
転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段8Y、8M、8C、8Kによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【0022】
一方、2次転写ローラ7Aにより記録紙Pにカラー画像を転写した後、記録紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写体クリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。
【0023】
なお、上記画像形成プロセスにおいてはカラー画像形成にて説明したが、カラー画像形成のみならずモノクロ画像の形成や両面画像形成も行われることは勿論である。
【0024】
本発明に係わるベルト定着装置17は、図2に示す構成となっていて、無端状のベルト部材としての定着ベルト27と、定着ベルト27の内周面の一方において定着ベルト27を支持張架する支持加圧ローラ17aと、内部に加熱部材としてのハロゲンヒータHLaを有し定着ベルト27の内周面の他方において定着ベルト27を支持張架する支持加熱ローラ17cと、定着ベルト27を挟んで支持加圧ローラ17aと当接し、支持加圧ローラ17aを押圧(加圧)する外部加圧ローラ17bとを備えて定着ベルト27を張架するものである。
【0025】
支持加熱ローラ17cによって加熱される定着ベルト27を挟んで支持加圧ローラ17aと外部加圧ローラ17bとの間に定着ニップ部Nbを形成すると共に、定着ニップ部Nbの上流で(定着ニップ部Nbに先行して)、定着ベルト27と外部加圧ローラ17bとが対向して、定着ベルト27と外部加圧ローラ17bとの間に外部加圧ローラ17bに巻きかける補助ニップ部Naを形成して、該補助ニップ部Naと定着ニップ部Nbとを通して熱と圧力とを加えることにより記録紙P上のトナー像(或いはカラートナー像)を定着するものである。この補助ニップ部Naにより、記録紙Pへの熱供給源である定着ベルト27と記録紙Pとの接触時間を大きくし、定着性や光沢度を上げることができる。
【0026】
定着ベルト27としては、基体として内径60〜150mm程度で、厚さが20〜80μm程度のニッケル電鋳ベルト、或いは厚さが50〜200μm程度のポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、該基体の外側(外周面)に、厚さ100〜500μm程度のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ30〜50μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)やPTFEコーティング加工を施し、或いはPFAチューブを被覆したものを用いる。
【0027】
支持加圧ローラ17aは、例えばSTKM(機械構造用炭素鋼管)等のスチール材を用いた、肉厚2〜5mm程度の円筒状の金属パイプ171aと、該金属パイプ171aの外周面に厚さ0.5〜5mmのシリコンゴム層172aを設け、さらに該シリコンゴム層172aの外側に厚さ30〜70μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)チューブ173aとからなる、外径25〜70mm程度のソフトローラとして構成される。
【0028】
外部加圧ローラ17bは、例えばSTKM(機械構造用炭素鋼管)等のスチール材やアルミ材を用いた、肉厚2〜5mm程度の円筒状の金属パイプ171bと、該金属パイプ171bの外周面に厚さ1〜3mmのシリコンゴム層172bを設け、さらに該シリコンゴム層172bの外側に厚さ20〜50μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)チューブを用いた離型層173bとからなる、外径40〜80mm程度のソフトローラとして構成される。また外部加圧ローラ17bの内部に、図に点線で示すように、発熱体としてのハロゲンヒータHLaを設けてもよい。
【0029】
内部に定着ベルト27を加熱する発熱体としてのハロゲンヒータHLaが設けられる支持加熱ローラ17cは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚1〜2mm程度の円筒状の金属パイプ171cと、該金属パイプ171cの外周面に厚さ10〜30μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)コーティング172cとを形成した、外径30〜70mm程度のローラ部材として構成される。また図に太線矢印で示すように、支持加圧ローラ17aから離れる方向に支持加熱ローラ17cが付勢され、定着ベルト27が張架される。
【0030】
不図示の駆動モータにより支持加圧ローラ17aを回転駆動し、支持加圧ローラ17aの回転により定着ベルト27を支持搬送させて従動回転させる。外部加圧ローラ17bを回転駆動し、外部加圧ローラ17bにより定着ベルト27を搬送し、定着ベルト27を従動回転させるようにしてもよい。
【0031】
定着ベルト27と外部加圧ローラ17bとの間に形成される補助ニップ部Naと、支持加圧ローラ17aと外部加圧ローラ17bとの間に形成させる定着ニップ部Nbとにより、進入ガイド板17sを通して定着領域へ進入される記録紙P上のトナー像(或いはカラートナー像)を加圧加熱し、記録紙P上に固着定着させる。
【0032】
また、支持加熱ローラ17cに接触する温度検知手段としての温度センサTS1を設け、支持加熱ローラ17cの温度制御を行う。また一点鎖線で示すように、定着ベルト27にも温度検知手段としての温度センサTS2を設けて、定着ベルト27の温度制御を行うようにしてもよい。勿論、温度検知手段は一方のみならず双方に設けることも可能である。
【0033】
前記補助ニップ部Naの入口部には、定着ベルト27の内周面(内側)より定着ベルト27を加圧し、定着ベルト27と摺動する摺動加圧部材である補助パッドHPを設ける。当該補助パッドHPは、外部加圧ローラ17bの中心と平行に設けられる、例えば幅8〜15mm程度の長方形のシリコンゴムの発泡体(150〜250%発泡)、もしくはソリッドゴム、もしくは耐熱性樹脂からなり、図2のベルト定着装置17に示すように、例えば不図示の駆動モータによって、偏芯軸Jaを中心として回転される偏芯カムHCの回転により、補助パッドHPを押圧する押圧バネSPaの押圧力を変更し、補助パッドHPの補助ニップ部Naでの外部加圧ローラ17bへの荷重を変更する。押圧バネSPaは、偏芯カムHC側のバネ受けSPA1と補助パッドHP側のバネ受けSPA2との間に設けられる。また図3のベルト定着装置17に示すように、補助ニップ部Naの入口部に、定着ベルト27の内周面(内側)より定着ベルト27を加圧し、定着ベルト加圧部材(ベルト部材加圧部材)として用いられる補助ローラHRを設けるようにしてもよく、当該補助ローラHRは、外部加圧ローラ17bの中心と平行に設けられる、例えば外径5〜20mm程度の芯金の外周面に、厚さが3〜10mm程度で外径が15〜30mm程度のシリコンゴムの発泡体(150〜250%発泡)を設けた部材からなり、図3に示すように、例えば不図示の駆動モータによって、偏芯軸Jaを中心として回転される偏芯カムHCの回転により、補助ローラHRの回転軸Jbを押圧する押圧バネSPaの押圧力を変更し、補助ローラHRの補助ニップ部Naでの外部加圧ローラ17bへの荷重を変更するようにしてもよい。押圧バネSPaは、偏芯カムHC側のバネ受けSPB1と補助ローラHRの回転軸Jb側のバネ受けSPB2との間に設けられる。
【0034】
本発明は、上記図2、図3にて述べたベルト定着装置17において、定着時のトナー像(画像)の光沢度を可変とするもので、トナー像の光沢度変更に当たっては、後述する制御部において、定着ベルト27の温度を変更すると共に、上記の如く補助パッドHPの外部加圧ローラ17bへの荷重を変更するよう制御を行うものであり、さらに定着ベルト27の温度を下げるのに合わせて、補助パッドHPの補助ニップ部Naへ向けての荷重を上げるようにするものである。
【0035】
具体的には、図3に示すように、低光沢度画像形成は、加熱部材としてのハロゲンヒータHLaをon(点灯)として支持加熱ローラ17cを、例えば180〜200℃程度に加熱し、温度センサTS1、TS2により定着ベルト27の温度を160〜180℃程度に保持した状態で、例えば操作部よりスタート釦が押されると、記憶部のROM内に格納されている画像形成プログラムP1が制御部を通して実行されて、図1にて述べた画像形成手段によりモノクロ画像やカラー画像の画像形成が行われる。この場合の光沢度は40°程度である。
【0036】
操作部より光沢度切替釦により高光沢度モードが選択されると、記憶部のROM内に格納されている高光沢度画像形成プログラムP2が制御部を通して実行されて、高光沢度のモノクロ画像やカラー画像の画像形成が行われる。この際、ハロゲンヒータHLaをonとして温度センサTS1、TS2の検知により、定着ベルト27の温度を200℃程度に保持し、画像の光沢度を60°程度とする。この高光沢度モードにおいては、補助パッドHPや補助ローラHR等の補助加圧部材の荷重は例えば50〜100N(A3幅)に設定してある。
【0037】
低光沢度モードにおいては、補助パッドHPや補助ローラHR等の補助加圧部材に適度な荷重、例えばA−3縦送りサイズ幅(300mm強)で、100〜150Nの荷重を補助ニップ部Naで外部加圧ローラ17bに向かって与え、記録紙Pの上にトナー(トナー像)を仮固定し、補助ニップ部Na内での記録紙Pと定着ベルト27とのずれに起因する画像ずれを回避させる。さらに低光沢度を得たい場合には、ハロゲンヒータHLaをoffの状態として温度センサTS1、TS2の検知により、定着ベルト27の温度を140℃程度にまで下げ、画像の光沢度を20°程度とさせる。この場合の補助パッドHPや補助ローラHR等の補助加圧部材への荷重は、例えばA−3縦送りサイズ幅幅(300mm強)で、200〜300Nの荷重を補助ニップ部Naで外部加圧ローラ17bに向かって与え、これにより、画像ずれを回避することができる。
【0038】
上記において、駆動モータやそのドライバの駆動、減速・伝達系の負荷を含むベルト定着装置17の駆動系(不図示)を駆動するのに必要な電力は、それぞれ10W、14W、19Wであった。
【0039】
補助ニップ部Naでの加圧は、上記のように定着ベルト27の駆動トルクの増加を招き、モータ消費電力が増加するだけでなく、定着ベルト27に対する引っ張りや剪断負荷を大きくし、加圧部材がパッド(補助パッドHP)の場合は摺動による定着ベルト27や補助パッドHPの摩耗、また加圧部材がローラ(補助ローラHR)の場合は圧縮の繰り返しにより、それぞれの寿命を短くするので、上記の如く定着ベルト27の温度に応じて補助パッドHPや補助ローラHR等の加圧部材の荷重を変える。定着ベルト27の温度が高い時には補助パッドHPや補助ローラHR等の加圧部材の荷重を小さくし、定着ベルト27の温度の低下に合わせて摺動加圧部材の荷重を上げていくことが望ましい。補助パッドHPを摺動加圧部材として用いる場合は摺動による摩耗やその摩耗粉の影響が大きいため、補助ローラHRを用いる場合の方が長寿命を得る効果は大きい。
【0040】
補助パッドHPや補助ローラHR等の摺動加圧部材による補助ニップ部Naでの外部加圧ローラ17b(定着ベルト27)への加圧は、光沢度を上げる効果もあるので、定着ベルト27の耐久性の多少の短縮や電力増加があっても、摺動加圧部材による定着ベルト27への加圧無しの場合よりもさらに高光沢度を得たい場合には、ハロゲンヒータHLaをon状態として定着ベルト27をさらに加熱し、定着ベルト27の高温設定時に加圧してもよい。
【0041】
また、補助ニップ部Naの加圧は、前述した偏芯カムHCの回転を連続的なものとして選択できることがより好ましいが、不図示の駆動モータや偏芯カムHCからなる加圧可変機構の簡素化のため、2段階以上の多段可変に構成してもよい。上述した加熱部材による定着ベルト27の温度や、加圧部材による補助ニップ部Naでの荷重は、一例であり、使用するトナーや画像形成装置の速度、使用する紙(転写材)などによって適正値は異なり、適宜選択されるものである。例えば100mm/s以下の低線速度で、定着ベルト27の温度が180〜200℃と高温の場合には、補助加圧を解除することも可能である。
【0042】
前述したように、定着ベルト27は支持加圧ローラ17aもしくは外部加圧ローラ17bによって駆動されており、進入ガイド板17sなどにより定着領域に搬送させてきたトナー画像(トナー像)を保持した記録紙Pが、入口部に設けた補助ニップ部Naによって、適度の押圧力で押圧されて予備定着され、定着ベルト27が巻回した支持加圧ローラ17aに、記録紙Pを挟んで外部加圧ローラ17bが加圧する定着ニップ部Nbにおいて、定着ベルト27の持つ熱と外部加圧ローラ17bによる圧力とによって、トナー画像(トナー像)が記録紙Pに定着される。この際、記録紙P上のトナー層(トナー像)には、ゴムもしくは薄い離型層を介して定着ベルト27のゴムが当接されるため、ゴムが変形して、記録紙Pやトナー層の凹凸に追従して、均一に接触し、光沢むらなどのない均一な定着が行われるので、トナー画像(トナー像)は適度な光沢が保たれ、また定着後、記録紙Pは安定して定着ベルト27から分離される。
【0043】
本発明は上記の如き構成をとることにより、定着時、補助ニップ部Naの温度を下げて低光沢度の画像形成を行う場合においても、画像ずれを防止しながら光沢度制御が行われる。また定着時の光沢度制御時での定着ベルト27の温度を下げるのに合わせて補助パッドHPや補助ローラHR等の補助加圧部材の荷重を上げるようにするので、過剰な電力消費量も抑止されると共に、定着ベルト27や補助ニップ部Naでの補助パッドHPの摩耗が抑制され、定着ベルト27や補助ニップ部Naの寿命も長く保たれる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、定着時、補助ニップ部の温度を下げて低光沢度の画像形成を行う場合においても、画像ずれを防止しながら光沢度制御が行われ、且つ定着時の光沢度制御時でのベルト部材の温度を下げるのに合わせて補助加圧部材の荷重を上げるようにするので、過剰な電力消費量も抑止すると共に、ベルト部材や補助ニップでの補助加圧部材の摩耗を防止し、ベルト部材や補助加圧部材の寿命が長く保たれるベルト定着装置を備える画像形成装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるベルト定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図2】本発明に係わる摺動加圧部材を用いるベルト定着装置の一例の概要断面構成図である。
【図3】図2の摺動加圧部材の他の例を示す図である。
【図4】高光沢および低光沢の切換制御ブロック図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム
2Y,2M,2C,2K 帯電手段
3Y,3M,3C,3K 露光手段
4Y,4M,4C,4K 現像装置
7A 2次転写ローラ
7Y,7M,7C,7K 1次転写ローラ
8A 中間転写体クリーニング手段
8Y,8M,8C,8K 像形成体クリーニング手段
10Y,10M,10C,10K 画像形成部
17 ベルト定着装置
17a 支持加圧ローラ
17b 外部加圧ローラ
17c 支持加熱ローラ
17s 進入ガイド板
27 定着ベルト
HLa ハロゲンヒータ
HP 補助パッド
HR 補助ローラ
Na 補助ニップ部
Nb 定着ニップ部
P 記録紙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus including a belt fixing device used for image forming such as a copier, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a fixing rubber roller having an elastic layer and maintained at a predetermined temperature, and being pressed against a fixing rubber roller, 2. Description of the Related Art A heat roller fixing system in which a transfer material having an unfixed toner image formed thereon is heated while being nipped and conveyed by a pressure rubber roller having an elastic layer is often used.
[0003]
However, in this type of apparatus, the heat resistance and heat capacity of the fixing rubber roller are large, so that the warm-up time is long, the temperature inside the elastic layer is high, and the life of the fixing rubber roller is shortened.
[0004]
In addition, many color images have a large solid area, and many of the solid images are other than black. When a hard roller is used in place of the fixing rubber roller, there is a problem that image quality is deteriorated because uneven gloss is generated in accordance with unevenness of a transfer material (recording paper) or a toner layer.
[0005]
In order to solve these problems, an endless belt member (fixing belt) is used, and the fixing belt is supported and stretched by a plurality of roller members. A pressure roller (external pressure roller) opposed to the support pressure roller with the fixing belt interposed therebetween, and a heating roller (supporting heat roller) having a heating member for heating the fixing belt therein, and rotating the fixing belt. A winding portion (auxiliary nip portion) provided on the upstream side of the support pressure roller and around which the fixing belt is wound around the external pressure roller, and a support pressure roller and an external pressure roller ( A belt fixing device for fixing a toner image on a recording sheet with a fixing nip portion provided between the belt and a pressure roller is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-307496.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a belt fixing device using a belt member disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-307496, a member such as a roller or a pad is generally used as an auxiliary pressing member for pressing and pressing an auxiliary nip portion. By using these auxiliary pressing members, pressure is applied from the inside of the fixing belt in the area of the winding portion (auxiliary nip portion) of the fixing belt (belt member), and the auxiliary pressing member is pressed against the auxiliary nip portion ( Pressure) to obtain a high glossiness of the image (toner image) at the time of fixing, this pressure increases the driving torque, increases the power consumption and shortens the life of the fixing belt. Invite. If the temperature of the fixing belt is lowered in order to obtain a low gloss, there is a problem that an image shift occurs in the auxiliary nip portion. In addition, when the auxiliary pressing member slides on the fixing belt during the glossiness control, and the auxiliary pressing member is repeatedly compressed by pressing, the auxiliary pressing member is worn or "set", so that the auxiliary pressing member is not pressed. There is also a problem that the life is shortened.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus having a belt fixing device that reduces the above-mentioned problem, with respect to an image forming apparatus in which glossiness can be changed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The object is to transfer an unfixed toner image onto a transfer material, and then pressurize and heat the unfixed toner image with a belt fixing device, and fix the image on the transfer material by fixing. The belt fixing device includes at least an endless belt member stretched between a supporting pressing roller and a supporting heating roller, and an external pressing roller, and the external pressing roller is provided with a belt member. Forming a fixing nip portion opposed to the supporting pressure roller, and prior to the fixing nip portion, forming an auxiliary nip portion by facing the belt member and the external pressure roller; The belt fixing device has a variable glossiness, and the control unit changes the temperature of the belt member when the glossiness is changed, and the auxiliary fixing member. It is achieved by an image forming apparatus and performs control to change the load on the external pressure roller members.
[0009]
By adopting the above configuration, the present invention performs gloss control while preventing image misalignment, and also performs fixing at the time of fixing, even when performing image formation with low gloss by lowering the temperature of the auxiliary nip portion. In addition to increasing the load on the auxiliary pressurizing member as the temperature of the belt member is reduced during gloss control, the excessive power consumption is suppressed, and the auxiliary pressurizing member at the belt member and the auxiliary nip portion is increased. It is possible to provide an image forming apparatus provided with a belt fixing device that prevents wear of the belt member and maintains the life of the belt member and the auxiliary pressing member for a long time.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the description in this column does not limit the technical scope of the claims and the meaning of terms. Also, the following assertive description in the embodiment of the present invention indicates the best mode, and does not limit the meaning of the terms of the present invention or the technical scope.
[0011]
An image forming process and each mechanism of an embodiment of an image forming apparatus using a belt fixing device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus using a belt fixing device according to the present invention, and FIG. 2 is a belt fixing device using a sliding pressure member according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing another example of the sliding pressure member of FIG. 2, and FIG. 4 is a switching control block diagram of high gloss and low gloss. In each example of the sliding pressure member, members having the same functional structure are denoted by the same reference numerals.
[0012]
In FIG. 1, the image forming apparatus GS includes an image forming apparatus main body GH and an image reading apparatus YS.
[0013]
An image reading device YS including an
[0014]
The analog signal photoelectrically converted by the line image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing, and the like in an image processing section, and then to an image writing section (exposure means) 3Y, 3M, 3C. Send a signal to 3K.
[0015]
The
[0016]
The image forming apparatus main body GH is called a tandem-type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of
[0017]
The
[0018]
The intermediate transfer belt 6 is wound around a plurality of rollers and is rotatably supported.
[0019]
The outline of the image forming process will be described below.
An image of each color formed by the
[0020]
The recording paper P to which the color image has been transferred is subjected to a fixing process by the
[0021]
The untransferred toner remaining on the peripheral surfaces of the
[0022]
On the other hand, after the color image is transferred onto the recording paper P by the
[0023]
Although the above image forming process has been described with reference to color image formation, it goes without saying that not only color image formation but also monochrome image formation and double-sided image formation are performed.
[0024]
The
[0025]
A fixing nip Nb is formed between the
[0026]
As the fixing
[0027]
The supporting
[0028]
The
[0029]
The supporting and
[0030]
The
[0031]
An auxiliary guide nip Na formed between the fixing
[0032]
Further, a temperature sensor TS1 is provided as a temperature detecting means that comes into contact with the
[0033]
At the entrance of the auxiliary nip Na, an auxiliary pad HP which is a sliding pressure member that presses the fixing
[0034]
According to the present invention, in the
[0035]
Specifically, as shown in FIG. 3, in forming a low gloss image, the halogen heater HLa as a heating member is turned on (lit) to heat the supporting
[0036]
When the high gloss mode is selected by the gloss switch button from the operation unit, the high gloss image forming program P2 stored in the ROM of the storage unit is executed through the control unit, and a high gloss monochrome image or Image formation of a color image is performed. At this time, the halogen heater HLa is turned on, and the temperature of the fixing
[0037]
In the low gloss mode, an appropriate load is applied to the auxiliary pressing members such as the auxiliary pad HP and the auxiliary roller HR, for example, a load of 100 to 150 N with an A-3 vertical feed size width (more than 300 mm) at the auxiliary nip Na. The toner (toner image) is temporarily fixed on the recording paper P by being applied to the
[0038]
In the above description, the power required to drive the driving system (not shown) of the
[0039]
The pressurization at the auxiliary nip portion Na causes an increase in the driving torque of the fixing
[0040]
Pressing the
[0041]
Further, it is more preferable that the rotation of the eccentric cam HC described above can be selected as a continuous pressurization of the auxiliary nip Na. However, a simple pressurizing variable mechanism including a drive motor and an eccentric cam HC (not shown) can be used. For the purpose of realization, it may be configured to be variable in two or more stages. The above-described temperature of the fixing
[0042]
As described above, the fixing
[0043]
According to the present invention, by adopting the above-described configuration, even when the image of low glossiness is formed by lowering the temperature of the auxiliary nip portion Na at the time of fixing, the glossiness control is performed while preventing the image shift. Further, since the load of the auxiliary pressing member such as the auxiliary pad HP or the auxiliary roller HR is increased in accordance with the lowering of the temperature of the fixing
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when performing low-gloss image formation by lowering the temperature of the auxiliary nip during fixing, gloss control is performed while preventing image shift, and gloss control during fixing is performed. As the load on the auxiliary pressurizing member is increased as the temperature of the belt member is lowered, excessive power consumption is suppressed, and wear of the auxiliary pressurizing member at the belt member and the auxiliary nip is prevented. In addition, it is possible to provide an image forming apparatus including a belt fixing device that can maintain the life of the belt member and the auxiliary pressing member for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus using a belt fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional configuration diagram of an example of a belt fixing device using a sliding pressure member according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing another example of the sliding pressure member of FIG. 2;
FIG. 4 is a switching control block diagram of high gloss and low gloss.
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C, 1K Photoconductor drums 2Y, 2M, 2C, 2K Charging means 3Y, 3M, 3C, 3K Exposure means 4Y, 4M, 4C,
Claims (3)
前記ベルト定着装置は、
少なくとも支持加圧ローラと支持加熱ローラとの間に張架される無端状のベルト部材と、
外部加圧ローラとを備え、
前記外部加圧ローラはベルト部材を介して前記支持加圧ローラに対向して定着ニップ部を形成すると共に、
前記定着ニップ部に先行しては、前記ベルト部材と前記外部加圧ローラとが対向して補助ニップ部を形成し、
前記補助ニップ部に向けて加圧する補助加圧部材を設けるもので、
当該ベルト定着装置は、光沢度を可変としていて、
制御部は光沢度変更に当たって、前記ベルト部材の温度を変更すると共に、
前記補助加圧部材の前記外部加圧ローラへの荷重を変更するよう制御を行うことを特徴とする画像形成装置。After transferring the unfixed toner image onto the transfer material, in the image forming apparatus that presses and heats the unfixed toner image with a belt fixing device and fixes the unfixed toner image on the transfer material to perform fixing.
The belt fixing device,
An endless belt member stretched between at least the supporting pressure roller and the supporting heating roller,
With an external pressure roller,
The external pressure roller forms a fixing nip portion facing the support pressure roller via a belt member,
Prior to the fixing nip portion, the belt member and the external pressure roller face each other to form an auxiliary nip portion,
An auxiliary pressing member that presses toward the auxiliary nip portion is provided,
The belt fixing device has a variable glossiness,
The control unit changes the temperature of the belt member when changing the glossiness,
An image forming apparatus, wherein control is performed to change a load applied to the external pressure roller by the auxiliary pressure member.
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