JP6598559B2 - Heating device - Google Patents
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Description
本発明は、記録材上のトナー像を加熱する加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device that heats a toner image on a recording material.
複写機やプリンタなどの電子写真方式を用いた画像形成装置は、記録材上に形成したトナー像を加熱することで、トナー像を記録材に定着させる定着装置(加熱装置)を備える。このような定着装置として、記録材上のトナー像を加熱する定着ローラ(加熱回転体)と、定着ローラの表面に接触して外部から定着ローラを加熱する外部加熱ベルト(外部加熱回転体)とを備えた構成が知られている(例えば特許文献1)。 An image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer includes a fixing device (heating device) that fixes a toner image on a recording material by heating the toner image formed on the recording material. As such a fixing device, a fixing roller (heating rotator) that heats the toner image on the recording material, and an external heating belt (external heating rotator) that contacts the surface of the fixing roller and heats the fixing roller from the outside. The structure provided with is known (for example, Patent Document 1).
ここで、定着ローラの表面には、記録材上のトナー像からオフセットしたトナーが付着する場合がある。このように定着ローラの表面に付着したトナーが外部加熱ベルトに付着すると、外部加熱ベルトから定着ローラへの熱伝達効率が低下したり、外部加熱ベルトの寿命が短くなったりする。このため、外部加熱ベルトの表面にスポンジローラなどの外部清掃部材を接触させて外部加熱ベルトの表面を清掃することが考えられる。 Here, toner offset from the toner image on the recording material may adhere to the surface of the fixing roller. If the toner adhering to the surface of the fixing roller adheres to the external heating belt in this way, the heat transfer efficiency from the external heating belt to the fixing roller is reduced, or the life of the external heating belt is shortened. For this reason, it is conceivable to clean the surface of the external heating belt by bringing an external cleaning member such as a sponge roller into contact with the surface of the external heating belt.
しかしながら、外部清掃部材を外部加熱ベルトに接触させた場合、外部清掃部材と外部加熱ベルトとの摺擦により外部加熱ベルトの表面が帯電する可能性がある。外部加熱ベルト表面が帯電すると、外部加熱ベルトが接触する定着ローラ表面も帯電し、帯電した定着ローラが記録材上のトナーに接触することでトナー像が乱れるなどの画像不良が発生する可能性がある。 However, when the external cleaning member is brought into contact with the external heating belt, there is a possibility that the surface of the external heating belt is charged due to the friction between the external cleaning member and the external heating belt. When the surface of the external heating belt is charged, the surface of the fixing roller in contact with the external heating belt is also charged, and there is a possibility that an image defect such as a toner image is disturbed when the charged fixing roller contacts the toner on the recording material. is there.
本発明の目的は、画像不良の発生が抑制された加熱装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a heating device in which the occurrence of image defects is suppressed.
本発明は、記録材上のトナー像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体と当接して記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加熱回転体の表面に接触して前記加熱回転体を加熱する外部加熱回転体と、前記外部加熱回転体の表面に接触して前記外部加熱回転体の表面を清掃する外部清掃部材と、前記外部加熱回転体の表面に接触して前記外部加熱回転体の温度を検知する温度検知部と、を備え、前記温度検知部は、金属板の表面を1層のフッ素樹脂の樹脂層によりコーティングした基板の片面にサーミスタ素子を固定することで構成され、前記基板の他面が前記外部加熱回転体の表面に接触するように配置され、前記外部清掃部材は、導電性を有し、且つ、接地されていることを特徴とする加熱装置にある。 The present invention includes a heating rotator that heats a toner image on a recording material, a nip forming member that forms a nip that contacts the heating rotator and sandwiches and conveys the recording material, and contacts the surface of the heating rotator. An external heating rotating body that heats the heating rotating body, an external cleaning member that contacts the surface of the external heating rotating body and cleans the surface of the external heating rotating body, and contacts the surface of the external heating rotating body And a temperature detection unit for detecting the temperature of the external heating rotating body, and the temperature detection unit fixes the thermistor element on one side of the substrate coated with a single fluororesin resin layer. The other surface of the substrate is disposed so as to contact the surface of the external heating rotating body, and the external cleaning member is conductive and grounded. In the heating device.
本発明によれば画像不良の発生が抑制された加熱装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heating apparatus with which generation | occurrence | production of the image defect was suppressed can be provided.
実施形態について、図1ないし図6を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1を用いて説明する。 Embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 6. First, a schematic configuration of the image forming apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[画像形成装置]
画像形成装置100は、装置内部に第1、第2、第3、第4の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。各画像形成部の構成は、現像剤の色が異なる以外は同じであるため、以下、代表して第1の画像形成部Paの構成について説明する。なお、各画像形成部の構成については、その画像形成部の構成であることを示す添え字(a、b、c、d)を変更して示す。
[Image forming apparatus]
The
第1の画像形成部Paは、像担持体としての電子写真用の感光ドラム(感光体)3aを備え、感光ドラム3a上にトナー像が形成される。具体的には、以下のようにトナー像が形成される。
The first image forming unit Pa includes an electrophotographic photosensitive drum (photosensitive member) 3a as an image carrier, and a toner image is formed on the
感光ドラム3aの周囲には、帯電器2a、現像器1a、1次転写帯電器24a及びクリーナ4aが設けられ、装置の上方部には光源装置及びポリゴンミラーなどを有する露光装置5aが設置されている。感光ドラム3aは、帯電器2aにより表面が一様に帯電される。帯電された感光ドラム3aの表面は、露光装置5aにより露光されて静電潜像が形成される。具体的には、光源装置から発せられたレーザ光Laをポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、fθレンズにより感光ドラム3aの母線上に集光して露光する。これにより、感光ドラム3a上に画像信号に応じた潜像が形成される。
Around the
感光ドラム3a上に形成された潜像は、現像器1aによりトナー像として現像される。ここで、現像器1a、1b、1c、1dには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器1a、1b、1c、1dは、それぞれ感光ドラム3a、3b、3c、3d上の潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像として可視化する。
The latent image formed on the
各画像形成部の感光ドラム3a、3b、3c、3dに隣接した位置には、中間転写体としての中間転写ベルト130が設置されている。そして、感光ドラム3a、3b、3c、3d上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト130上に1次転写される。中間転写ベルト130は、矢示の方向に感光ドラム3a、3b、3c、3dと同じ周速度をもって回転駆動されている。
An
感光ドラム3a上に形成担持されたイエロートナー像は、感光ドラム3aと中間転写ベルト130とのニップ部を通過する。この過程で、1次転写帯電器24aを介して中間転写ベルト130に印加される1次転写バイアスにより形成される電界と圧力により、中間転写ベルト130の外周面に1次転写される。同様に、感光ドラム3b、3c、3d上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト130の外周面に、順次重ねて1次転写される。
The yellow toner image formed and supported on the
中間転写ベルト130に転写されたトナー像は、2次転写部で記録材(用紙、フィルムなどのシート材など)P上に2次転写される。中間転写ベルト130の一部周面部には2次転写ローラ11が接触するように配設され、2次転写部を構成している。2次転写部には、カセット10からレジストローラ12、転写前ガイドを通過した記録材Pが所定のタイミングで給送される。そして、中間転写ベルト130上に重畳転写されたトナー像が、2次転写ローラ11に2次転写バイアスが印加されることで、記録材Pに転写される。トナー像が転写された記録材Pは、加熱装置としての定着装置9で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外の排出トレイ6に排出される。
The toner image transferred to the
記録材Pの両面に画像形成を行う両面モードの場合は、記録材Pが片面にトナー像を定着された後、切替部16により反転パス17に導かれる。その後、記録材Pは、反転して両面パス18へと導かれて2次転写部に搬送され、裏面にトナー像が転写され、更に定着装置9によりトナー像が定着される。そして、両面にトナー像が定着された記録材Pは記録画像として装置外の排出トレイ6に排出される。
In the double-side mode in which image formation is performed on both sides of the recording material P, the recording material P is guided to the
1次転写が終了した感光ドラム3aは、クリーナ4aにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き画像形成に備えられる。中間転写ベルト130上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写ベルト130の表面にクリーニングウェブ(不織布)19を当接して、拭い取るようにしている。
After the primary transfer is completed, the transfer residual toner is cleaned and removed by the
[定着装置]
次に、加熱装置としての定着装置9について詳細に説明する。定着装置9は、図2に示すように、加熱回転体としての定着ローラ91、ニップ形成部材としての加圧ローラ92、外部加熱装置200などを有する。
[Fixing device]
Next, the fixing device 9 as a heating device will be described in detail. As shown in FIG. 2, the fixing device 9 includes a
定着ローラ91は、円筒状の金属(例えばアルミニウム合金)製の芯金の周囲に耐熱性のシリコーンゴムなどの弾性層を、その弾性層の表面にフッ素樹脂(例えばPFAチューブ)などの離型層をそれぞれ設けて構成される。そして、図示しない駆動源によって、矢印A方向に所定の速度で回転駆動される。定着ローラ91の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ93が配置されて、定着ローラ91の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
The
定着ローラ91の表面温度は、定着ローラ91に接触する温度検知手段としてのサーミスタ95によって検出される。そして、この検出温度に基づいて、制御手段としての制御装置140がハロゲンヒータ93をON/OFFすることで、所定の目標温度で制御される。
The surface temperature of the fixing
加圧ローラ92は、円筒状の金属(例えばステンレス)製の芯金の周囲に耐熱性のシリコーンゴムなどの弾性層を、その弾性層の表面にフッ素樹脂(例えばPFAチューブ)などの離型層をそれぞれ設けて構成される。そして、図示しない加圧手段により、定着ローラ91に向けて所定の圧力で加圧され、定着ローラ91と当接して定着ニップ部Nを形成している。加圧ローラ92は、矢印B方向に所定の速度で、定着ローラ91と従動回転され、定着ニップ部Nで記録材を挟持搬送する。この定着ニップ部Nには、未定着トナーKを担持した記録材Pが挿通され、記録材P上にトナーKを定着させる。
The
また、加圧ローラ92の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ94が配置されて、加圧ローラ92の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。加圧ローラ92の表面温度は、加圧ローラ92に接触する温度検知手段としてのサーミスタ96によって検出され、制御装置140によってハロゲンヒータ94がON/OFFされ、所定の目標温度にて制御される。
In addition, a
定着ローラ91の表面には、定着ローラ91の表面を清掃するために、清掃部材としてのクリーニングウェブ20がクリーニングウェブローラ21によって当接されている。そして、一定の周期でクリーニングウェブ20が巻き取られることで、定着ローラ91の表面に付着した異物等を回収する。また、クリーニングウェブローラ21は、導電性を有し、且つ、接地されている。これにより、クリーニングウェブ20による定着ローラ91の帯電が抑制されている。クリーニングウェブ20は、定着ローラ91の回転方向に関して、定着ニップ部Nの下流側で、定着ローラ91と次述する外部加熱装置200の外部加熱ベルト201との接触部よりも上流側に配置される。即ち、定着ローラ91の回転方向に沿って順に、加圧ローラ92、クリーニングウェブ20、外部加熱装置200が並んで配置されている。
A cleaning
[外部加熱装置]
外部加熱装置200は、図2及び図3に示すように、外部加熱ベルト201、第1ローラ202、第2ローラ203、支持部材204、加圧装置300、クリーニングローラ400などを有する。外部加熱回転体としての外部加熱ベルト201は、無端状のベルトであり、第1ローラ202及び第2ローラ203(複数のローラ)に張架されて、定着ローラ91の表面に接触して定着ローラ91を外部から加熱する。また、外部加熱ベルト201の幅方向(外部加熱ベルト201の回転方向に交差する方向、第1ローラ202及び第2ローラ203の回転軸線方向)の長さは、装置に使用可能な最大サイズの用紙(例えば、A3サイズ)の幅よりも長い。
[External heating device]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1ローラ202及び第2ローラ203は、定着ローラ91と略平行に配置され、バネ205により互いに離れる方向に付勢されている。そして、第1ローラ202及び第2ローラ203により外部加熱ベルト201を張架すると共に、外部加熱ベルト201にテンションを付与している。
The
第1ローラ202及び第2ローラ203の両端部は、図3及び図4に示すように、それぞれ金属板などにより構成され、導電性を有する支持部材204により回転自在に支持されている。支持部材204は、外部加熱ベルト201を幅方向に跨ぐように配置されている。そして、幅方向両端部に設けられた支持プレート204a、204bに、第1ローラ202及び第2ローラ203の両端をそれぞれ回転自在に支持している。したがって、外部加熱ベルト201は、第1ローラ202及び第2ローラ203を介して支持部材204に支持される。
As shown in FIGS. 3 and 4, both end portions of the
支持部材204は、加圧装置300により支持されている。加圧装置300は、加圧アーム301a、301bと、揺動軸302と、加圧バネ303と、カム304とを有する。加圧アーム301a、301bは、支持部材204の幅方向両側にそれぞれ配置され、幅方向と平行に配置された支持軸305により支持部材204を支持している。なお、支持部材204は、支持軸305を中心とした揺動自在に支持されている。また、加圧アーム301a、301bは、幅方向と平行に配置された揺動軸302を介して装置本体のフレーム101に揺動自在に支持されている。本実施形態では、支持軸305、加圧アーム301a、301b、揺動軸302、フレーム101は、それぞれ金属などの導電性の材料により構成されている。
The
更に加圧アーム301a、301bは、加圧バネ303により定着ローラ91に向かう方向に付勢されている。これにより、加圧アーム301a、301b、支持軸305、支持部材204、第1ローラ202及び第2ローラ203を介して外部加熱ベルト201が定着ローラ91の外周面に圧接される。このとき、支持部材204が支持軸305を中心に揺動することで、第1ローラ202及び第2ローラ203が定着ローラ91との間で外部加熱ベルト201を挟むように位置決めされる。そして、外部加熱ベルト201と定着ローラ91の外周面とで接触部Neを形成する。定着ローラ91に押圧された外部加熱ベルト201は、定着ローラ91の回転に従動回転するように第1ローラ202及び第2ローラ203によって回転自在に支持される。
Further, the
カム304は、加圧アーム301a、301bの配設方向に関して揺動軸302と反対側の端部に配置され、回転することで、加圧アーム301a、301bを揺動軸302を中心として揺動させる。これにより、外部加熱ベルト201を定着ローラ91に対して当接又は離間させる。
The
ここで、外部加熱ベルト201は、金属製の基材(ステンレスやニッケル等)又は樹脂製の基材(PI等)の層を有し、トナーとの付着を防止するために、耐熱性の摺動層としてフッ素系樹脂で被覆されている。このような外部加熱ベルト201は、図2の矢印C方向に所定の速度で定着ローラ91と従動回転され、定着ローラ91の表面を加熱する。
Here, the
外部加熱ベルト201を張架する第1ローラ202は、定着ローラ91の回転方向上流側に配置される。第1ローラ202は外部加熱ベルト201の内面に接触して、外部加熱ベルト201を加熱する。第1ローラ202の芯金の内部(第1ローラ内)には、第1加熱源(発熱体)としてハロゲンヒータ206が配置されて、外部加熱ベルト201の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
The
外部加熱ベルト201を張架する第2ローラ203は、第1ローラ202とほぼ同様の構成で、定着ローラ91の回転方向下流側に配置される。第2ローラ202も外部加熱ベルト201の内面に接触して、外部加熱ベルト201を加熱する。第2ローラ203の芯金の内部(第2ローラ内)には、第2加熱源(発熱体)としてハロゲンヒータ207が配置されて、外部加熱ベルト201の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
The
外部加熱ベルト201の表面温度は、温度検知手段としての温度検知装置208により検知されている。温度検知装置208は、ハロゲンヒータ206の温度調節を行うための第1温度検知部としてのサーミスタ208aと、ハロゲンヒータ207の温度調節を行うための第2温度検知部としてのサーミスタ208bとを有する。これらサーミスタ208a、208bは、それぞれ、外部加熱ベルト201の回転方向に関して、後述するクリーニングローラ400の下流側で、定着ローラ91と外部加熱ベルト201との接触部Neよりも上流側に配置される。そして、それぞれが外部加熱ベルト201の表面に接触して外部加熱ベルト201の温度を検知する。
The surface temperature of the
具体的には、サーミスタ208aは、外部加熱ベルト201の表面のうち、第1ローラ202と外部加熱ベルト201との接触領域D1に接触する。そして、サーミスタ208aによって検出される温度に基づいて、制御装置140がハロゲンヒータ206をON/OFFし、所定の目標温度になるように制御(温度調節)する。一方、サーミスタ208bは、外部加熱ベルト201の表面のうち、第2ローラ203と外部加熱ベルト201との接触領域D2に接触する。そして、サーミスタ208bによって検出される温度に基づいて、制御装置140がハロゲンヒータ207をON/OFFし、所定の目標温度になるように制御(温度調節)する。本実施形態では、高い生産性を実現するために外部加熱ベルト201の表面の温度を220℃に調整するように制御する。
Specifically, the
[サーミスタの構成]
温度検知装置208を構成するサーミスタ208a、208bの構成について、図5を用いて説明する。なお、サーミスタ208a、208bの構成は同じであるため、代表してサーミスタ208aについて説明する。
[Thermistor configuration]
The structure of the
まず、サーミスタを構成するサーミスタ素子は温度変化に対してきわめて大きな抵抗変化を示す抵抗器であり、温度の上昇に伴って抵抗値が変化するために、抵抗値の変化を温度変化に変換して対象物の温度を測定することが可能になっている。このようなサーミスタ素子の大きさは様々であるが、高精度に温度を測定するものになるほど小さくなる(例えば1mm以下)。サーミスタの形状も様々であるが、本実施形態では、高い温度下で外部加熱ベルト201の表面を一定温度に温調する構成であるために、以下のように構成している。
First, the thermistor element that constitutes the thermistor is a resistor that exhibits a very large resistance change with respect to a temperature change. Since the resistance value changes as the temperature rises, the resistance value change is converted into a temperature change. It is possible to measure the temperature of the object. There are various sizes of such thermistor elements, but they become smaller as the temperature is measured with high accuracy (for example, 1 mm or less). Although the thermistor has various shapes, in the present embodiment, since the temperature of the surface of the
即ち、サーミスタ208aは、金属板211の表面に樹脂層212を設けた基板213の片面にサーミスタ素子214を固定することで構成されている。具体的には、ステンレスやリン青銅などの薄い金属板211の表面を、フッ素樹脂などの樹脂層212でコーティングすることで基板213を構成している。樹脂層212としては、例えば、PFA(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)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)のような離型性の高い材料が挙げられる。
That is, the
そして、このような基板213の片面に、サーミスタ素子214を接着剤で張り付けることで固定し、基板213の他面を外部加熱ベルト201の表面に接触するように配置する。本実施形態では、対象物である外部加熱ベルト201に薄い金属板211のばね性を利用して当接させる。これにより、薄い金属板211を介してサーミスタ素子214の抵抗値を計測し、検知対象である外部加熱ベルト201の温度を測定する。
Then, the
[クリーニングローラ]
外部清掃部材(清掃ローラ)としてのクリーニングローラ400は、外部加熱ベルト201の表面に接触して外部加熱ベルト201の表面を清掃する。なお、クリーニングローラ400は、外部加熱ベルト201の幅方向全域に当接する。定着ローラ91の表面には、記録材へのトナー像の定着時にトナーがオフセットする場合がある。上述のように、定着ローラ91の表面は、クリーニングウェブ20により清掃されるが、このクリーニングウェブ20で除去しきれなかったトナーが外部加熱ベルト201に付着して、外部加熱ベルト201の表面が汚れる場合がある。
[Cleaning roller]
A cleaning
そこで、本実施形態では、外部加熱ベルト201の回転方向に関して、定着ローラ91と外部加熱ベルト201との接触部Neの下流側にクリーニングローラ400を配置している。そして、外部加熱ベルト201に付着したトナーなどの付着物を除去するようにしている。クリーニングローラ400は、後述するように、表層を多孔質層としているため、付着物はクリーニングローラ400の表面の孔に回収されるように除去される。
Therefore, in the present embodiment, the cleaning
また、本実施形態の場合、クリーニングローラ400は、導電性を有するように構成され、且つ、接地されている。この理由について説明する。まず、クリーニングローラが導電性を有しない場合、以下のような問題が生じる可能性がある。まず、クリーニングローラを外部加熱ベルト201に接触させて外部加熱ベルト201を清掃する場合、クリーニングローラが外部加熱ベルト201の表面と摺擦することによって、外部加熱ベルト201の表面が摩擦帯電する可能性がある。外部加熱ベルト201の表面が帯電すると、外部加熱ベルト201が接触する定着ローラ91の表面も帯電し、帯電した定着ローラ91が記録材上のトナーに接触することでトナー像が乱れるなどの画像不良が発生する可能性がある。例えば、記録材上のトナーと帯電した定着ローラ91が近接したときに、トナーが定着ローラと反発して飛び散り、全体してぼやけた画像となってしまう場合がある。
In the case of this embodiment, the cleaning
また、上述のように、外部加熱ベルト201の表面には、外部加熱ベルト201の表面温度を検知するために、サーミスタ208a、208bが接触している。外部加熱ベルト201の表面の目標温度は、画像形成装置が、厚紙など様々な用紙(記録材)で高い生産性(単位時間当たりのプリント枚数)を求められてきている中で、より高い温度に設定されてきているのが現状である。それに伴って、外部加熱ベルト201の表面温度を検知するサーミスタには、高い温度でも使用可能な耐熱性が要求されている。
Further, as described above, the
このために本実施形態では、高温下でも使用可能なサーミスタ208a、208bの構成として、上述のようにサーミスタ素子214を金属板211に取り付け、表面を樹脂層212でコーティングすることで離型性を付与している。しかしながら、この構成の場合、樹脂層(コーティング層)212が使用によって削れることで、金属板211の表面が直接、外部加熱ベルト201の表面に当接する可能性がある。即ち、上述のようにクリーニングローラとの摺擦によって帯電した外部加熱ベルト201の表面に、金属面がむき出しになったサーミスタが当接する可能性がある。そして、サーミスタ表層を介してサーミスタ素子の電圧をモニタしている制御回路に故障が生じ、外部加熱ベルト201の表面温度を検知することができなくなる可能性がある。
For this reason, in this embodiment, as a configuration of the
このような外部加熱ベルト201の表面に帯電した電荷の除電方法としては、ステンレスなどの微細な繊維を束ねた除電ブラシをベルトに近接させる方法が考えられる。しかしながら、クリーニングローラと外部加熱ベルト201の摺擦で生じる帯電量は、例えば4kV程度と大きいために、除電効果が不十分である。これに対して、ベルト表面に直接除電ブラシを接触させることで、除電効果を大きくすることが考えられる。しかしながら、ベルト表面に接触した除電ブラシ自体が汚れて除電効果が低下してしまうとともに、除電ブラシによってベルト表面に傷をつけてしまい、外部加熱ベルト201の耐久性を著しく低下させてしまう可能性がある。
As a method for neutralizing the charge charged on the surface of the
そこで、本実施形態では、外部清掃部材としてのクリーニングローラ400は、導電性を有するように構成している。即ち、クリーニングローラ400は、表層が導電性を有する多孔質層(スポンジ層)である。具体的には、図6(a)(b)に示すように、クリーニングローラ400は、金属製の軸401の周囲に多孔質層としてのスポンジ層402が設けられている。スポンジ層402は、導電フィラーを混合したシリコン樹脂層である。即ち、図6(b)に模式的に示すように、シリコン樹脂402aに導電フィラー402bを混合した材料を発泡成形することで、スポンジ層402を構成している。
Therefore, in this embodiment, the cleaning
ここで、シリコン樹脂402a単体のスポンジであると、その抵抗値は1.0×1013Ω程度であり、絶縁体である。これに対して、シリコン樹脂402aに導電フィラー402bを混合することによって、クリーニングローラ400に導電性を付与することが可能となる。本実施形態では、クリーニングローラ400の抵抗値を1.0×106Ω程度としている。但し、外部加熱ベルト201の表面における帯電を要請する効果が十分に得られれば、この限りではない。
Here, the sponge of the
次に、図3を用いて、クリーニングローラ400の支持構成について説明する。まず、クリーニングローラ400は、外部加熱ベルト201に回転方向に関して、定着ローラ91と外部加熱ベルト201との接触部Neの下流側で、サーミスタ208a、208bより上流側に設けられている。言い換えれば、温度検知装置208(サーミスタ208a、208b)は、外部加熱ベルト201の回転方向に関して、クリーニングローラ400の下流側で、接触部Neよりも上流側に配置される。これにより、接触部Neから外部加熱ベルト201に付着したトナーなどの付着物をクリーニングローラ400により除去すると共に、外部加熱ベルト201の帯電を抑制している。そして、サーミスタ208a、208bに対して、付着物や帯電などの影響が及びにくくしている。
Next, the support structure of the cleaning
また、クリーニングローラ400は、クリーニング加圧装置410により、所定の圧力で外部加熱ベルト201の表面に押圧されている。クリーニング加圧装置410は、揺動支持部411、揺動軸412、クリーニング加圧バネ413などを有する。揺動支持部411は、金属板などの導電性を有する材料により構成され、支持部材204に対して金属製の揺動軸412を介して揺動自在に支持されており、その先端部にクリーニングローラ400を軸受414により回転自在に支持している。より具体的には、クリーニングローラ400の軸401の両端部を、軸受414を介して揺動支持部411に回転自在に支持している。これにより、揺動支持部411は、クリーニングローラ400を外部加熱ベルト201の表面に接近及び離間する方向に揺動自在に支持する。なお、軸受414は、内部に導電性を有するグリスが封入されている。
Further, the cleaning
付勢手段としてのクリーニング加圧バネ413は、揺動支持部411を介してクリーニングローラ400を外部加熱ベルト201の表面に向かう方向に付勢する。本実施形態では、支持部材204と揺動支持部411の基端部との間にクリーニング加圧バネ413を配置して、揺動支持部411を揺動軸412を中心に、図3の時計方向に揺動するように付勢している。そして、クリーニングローラ400を外部加熱ベルト201の表面に所定の圧力で当接させている。また、クリーニングローラ400は、外部加熱ベルト201を張架する複数のローラの何れかと、外部加熱ベルト201を挟んで対向する位置で外部加熱ベルト201に接触するように配置される。本実施形態では、定着ローラ91の回転方向下流側の第2ローラ203と外部加熱ベルト201を挟んで対向する位置の外部加熱ベルト201の表面に当接させている。
A cleaning
このように、クリーニングローラ400は、外部加熱ベルト201の表面に加圧されることで、外部加熱ベルト201の回転に従動回転する。そして、外部加熱ベルト201の表面の付着物を回収することが可能となっている。
As described above, the cleaning
また、本実施形態では、クリーニングローラ400のスポンジ層402に導電性を付与しているため、クリーニングローラ400と外部加熱ベルト201の摺擦による帯電を抑制できる。本実施形態では、摺擦により生じた帯電の電荷は、スポンジ層402、軸401、軸受414、揺動支持部411、揺動軸412、支持部材204、加圧アーム301a、301b、揺動軸302、フレーム101の順に逃がすことが可能となっている。即ち、クリーニングローラ400は接地されている。
Further, in the present embodiment, since conductivity is imparted to the
クリーニングローラが導電性を有していない場合、クリーニングローラと外部加熱ベルト201との摺擦による摩擦帯電によって、クリーニングローラの下流側の外部加熱ベルト201の表面が4kV程度に帯電していた。これに対して、本実施形態のように、クリーニングローラ400に導電性を付与することにより、外部加熱ベルト201の表面の帯電を抑制し、表面を0kV近傍にすることができた。
When the cleaning roller is not conductive, the surface of the
このように、本実施形態では、外部加熱ベルト201の表面に接触して清掃する構成で、外部加熱ベルト201の帯電を抑制できる。これにより、定着ローラ91への帯電の誘発、及び、サーミスタ208a、208bの検知不良の発生を防ぐことが可能になる。
Thus, in the present embodiment, charging of the
[他の実施形態]
上述の実施形態では、外部加熱回転体として外部加熱ベルトを用いた構成について説明したが、外部加熱回転体は、例えば、ローラであっても良い。また、上述の実施形態では、加熱回転体及びニップ形成部材がローラである構成について説明したが、加熱回転体とニップ形成部材の少なくとも何れかが、例えば、ベルトであっても良い。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the configuration using the external heating belt as the external heating rotator has been described. However, the external heating rotator may be, for example, a roller. In the above-described embodiment, the configuration in which the heating rotator and the nip forming member are rollers has been described. However, at least one of the heating rotator and the nip forming member may be, for example, a belt.
また、外部清掃部材は、ローラ以外の構成であっても良く、例えば、導電性を有する多孔質層を表層に有する板状の部材などであっても良い。但し、効率良く外部加熱回転体との接触面積を確保するためには、上述のローラや、例えば、表層に導電性を有する多孔質層を設けたベルトなどの回転体(外部清掃回転体)とすることが好ましい。 Further, the external cleaning member may have a configuration other than the roller, and may be, for example, a plate-like member having a conductive porous layer as a surface layer. However, in order to efficiently secure a contact area with the external heating rotator, for example, a rotating body (external cleaning rotator) such as the above-described roller or a belt provided with a porous layer having conductivity on the surface layer; It is preferable to do.
また、外部清掃部材は、外部加熱回転体の表面を清掃でき、且つ、導電性を付与できる構成であれば、多孔質層以外の構成、例えば、導電性を有するゴムなどにより形成されたブレードなどでも良い。但し、ブレードにより構成した場合、ブレードにより掻き取った付着部を回収する構成を設ける。 In addition, the external cleaning member can be configured to clean the surface of the external heating rotator and impart conductivity, for example, a configuration other than the porous layer, such as a blade formed of conductive rubber or the like. But it ’s okay. However, when configured with a blade, a configuration is provided for collecting the adhered portion scraped off by the blade.
9・・・定着装置(加熱装置)/20・・・クリーニングウェブ(清掃部材)/91・・・定着ローラ(加熱回転体)、92・・・加圧ローラ(ニップ形成部材)/200・・・外部加熱装置/201・・・外部加熱ベルト(外部加熱回転体)/202・・・第1ローラ/203・・・第2ローラ/204・・・支持部材/206・・・ハロゲンヒータ(第1加熱源)/207・・・ハロゲンヒータ(第2加熱源)/208・・・温度検知装置(温度検知手段)/208a・・・サーミスタ(第1温度検知部)/208b・・・サーミスタ(第2温度検知部)/211・・・金属板/212・・・樹脂層/213・・・基板/214・・・サーミスタ素子/400・・・クリーニングローラ(外部清掃部材、清掃ローラ)/401・・・軸/402・・・スポンジ層(多孔質層)/402a・・・シリコン樹脂/402b・・・導電フィラー/410・・・クリーニング加圧装置/411・・・揺動支持部/413・・・クリーニング加圧バネ(付勢手段)/414・・・軸受 9... Fixing device (heating device) / 20... Cleaning web (cleaning member) / 91... Fixing roller (heating rotator), 92... Pressure roller (nip forming member) / 200. External heating device / 201 ... external heating belt (external heating rotator) / 202 ... first roller / 203 ... second roller / 204 ... support member / 206 ... halogen heater (first 1 heating source) / 207 ... halogen heater (second heating source) / 208 ... temperature detection device (temperature detection means) / 208a ... thermistor (first temperature detection unit) / 208b ... thermistor ( Second temperature detection unit) / 211 ... Metal plate / 212 ... Resin layer / 213 ... Substrate / 214 ... Thermistor element / 400 ... Cleaning roller (external cleaning member, cleaning roller) / 401 ···axis/ 02 ... Sponge layer (porous layer) / 402a ... Silicone resin / 402b ... Conductive filler / 410 ... Cleaning pressure device / 411 ... Swing support / 413 ... Cleaning added Pressure spring (biasing means) / 414 ... Bearing
Claims (10)
前記加熱回転体と当接して記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記加熱回転体の表面に接触して前記加熱回転体を加熱する外部加熱回転体と、
前記外部加熱回転体の表面に接触して前記外部加熱回転体の表面を清掃する外部清掃部材と、
前記外部加熱回転体の表面に接触して前記外部加熱回転体の温度を検知する温度検知部と、を備え、
前記温度検知部は、金属板の表面を1層のフッ素樹脂の樹脂層によりコーティングした基板の片面にサーミスタ素子を固定することで構成され、前記基板の他面が前記外部加熱回転体の表面に接触するように配置され、
前記外部清掃部材は、導電性を有し、且つ、接地されている、
ことを特徴とする加熱装置。 A heating rotator for heating the toner image on the recording material;
A nip forming member that forms a nip portion that is in contact with the heating rotator and sandwiches and conveys the recording material;
An external heating rotator that contacts the surface of the heating rotator and heats the heating rotator;
An external cleaning member that contacts the surface of the external heating rotor and cleans the surface of the external heating rotor;
A temperature detector that contacts the surface of the external heating rotator and detects the temperature of the external heating rotator , and
The temperature detection unit is configured by fixing a thermistor element on one side of a substrate in which a surface of a metal plate is coated with a single fluororesin resin layer, and the other side of the substrate is on the surface of the external heating rotator. Arranged to contact,
The external cleaning member has conductivity and is grounded.
A heating device characterized by that.
ことを特徴とする、請求項1に記載の加熱装置。 The external cleaning member is a porous layer having a conductive surface layer.
The heating apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする、請求項2に記載の加熱装置。 The external cleaning member is a cleaning roller in which the porous layer is provided around a metal shaft.
The heating apparatus according to claim 2, wherein:
ことを特徴とする、請求項2又は3に記載の加熱装置。 The porous layer is a silicon resin layer mixed with a conductive filler,
The heating apparatus according to claim 2, wherein the heating apparatus is characterized.
ことを特徴とする、請求項1ないし4のうちの何れか1項に記載の加熱装置。 The temperature detection unit is arranged on the downstream side of the external cleaning member in the rotation direction of the external heating rotator and on the upstream side of the contact portion between the heating rotator and the external heating rotator .
The heating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating apparatus is characterized by the above.
前記ベルトを張架する第1ローラ及び第2ローラと、
前記第1ローラ内に配置された第1加熱源と、
前記第2ローラ内に配置された第2加熱源と、を備え、
前記温度検知部は2つあり、2つの前記温度検知部のうちの一方は、前記第1加熱源の温度調節を行うための温度検知部であり、他方は、前記第2加熱源の温度調節を行うための温度検知部である、
ことを特徴とする、請求項1ないし5のうちの何れか1項に記載の加熱装置。 The external heating rotator is an endless belt,
A first roller and a second roller that stretch the belt;
A first heating source disposed in the first roller;
A second heating source disposed in the second roller,
The temperature detection unit are two, one of the two said temperature detector, a temperature sensing unit for adjusting the temperature of the first heating source and the other is the temperature of the second heat source adjusting a temperature detection unit for performing,
The heating device according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記支持部材に対して前記外部清掃部材を前記外部加熱回転体の表面に接近及び離間する方向に揺動自在に支持する導電性の揺動支持部と、
前記揺動支持部を介して前記外部清掃部材を前記外部加熱回転体の表面に向かう方向に付勢する付勢手段と、を有する、
ことを特徴とする、請求項1ないし6のうちの何れか1項に記載の加熱装置。 A conductive support member for supporting the external heating rotor;
A conductive swinging support portion that swingably supports the external cleaning member in a direction approaching and separating from the surface of the external heating rotating body with respect to the support member;
Biasing means for biasing the external cleaning member in a direction toward the surface of the external heating rotating body via the swing support portion;
The heating device according to any one of claims 1 to 6 , wherein
前記軸は、前記揺動支持部に対して軸受により回転自在に支持されており、
前記軸受は、内部に導電性を有するグリスが封入されている、
ことを特徴とする、請求項7に記載の加熱装置。 The external cleaning member is a cleaning roller provided with a porous layer having conductivity around a metal shaft,
The shaft is rotatably supported by a bearing with respect to the swing support portion,
The bearing is filled with conductive grease.
The heating device according to claim 7 , wherein:
前記外部清掃部材は、前記複数のローラの何れかと前記ベルトを挟んで対向する位置で前記ベルトに接触するように配置される、
ことを特徴とする、請求項1ないし8のうちの何れか1項に記載の加熱装置。 The external heating rotator is an endless belt stretched around a plurality of rollers,
The external cleaning member is disposed so as to contact the belt at a position facing any one of the plurality of rollers with the belt interposed therebetween.
The heating apparatus according to any one of claims 1 to 8 , wherein the heating apparatus is characterized by the above.
ことを特徴とする、請求項1ないし9のうちの何れか1項に記載の加熱装置。 A cleaning member that is disposed on the downstream side of the nip portion and upstream of the contact portion between the heating rotator and the external heating rotator with respect to the rotation direction of the heating rotator, and cleans the surface of the heating rotator. Having
The heating apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein the heating apparatus is characterized by the above.
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