JP2005037678A - Thermal fixing device - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられる画像定着装置に係り、より詳しくは、加熱定着ロールと、エンドレスベルトとの間に未定着のトナー画像を有するシートを挟持して加熱定着を行なう熱定着装置に関する。 The present invention relates to an image fixing device used in an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine thereof, and more specifically, between a heat fixing roll and an endless belt. The present invention relates to a heat fixing apparatus that performs heat fixing by sandwiching a sheet having an unfixed toner image.
従来、加熱定着ロールと、エンドレスベルトとの間に未定着のトナー画像を有するシートを挟持して加熱定着を行なう熱定着装置(Free Belt Nip Fuser。以下FBNFと略す。)が、例えば、特許文献1等に開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a heat fixing device (Free Belt Nip Fuser; hereinafter referred to as FBNF) that performs heat fixing by sandwiching a sheet having an unfixed toner image between a heat fixing roll and an endless belt is disclosed in, for example, Patent Documents. 1 and the like.
上記構成の従来の熱定着装置では、エンドレスベルトの内側支持部材(特許文献1の公報の図15,17等に記載のベルト支持フレーム7)として、鋼鈑をコの字もしくは溶接して箱型にすることによって、強度を確保した上で、エンドレスベルトの形状保持を確保するとともに、定着ニップを構成させていた。
しかしながら、上記従来方式の欠点として、板金の加工精度(曲げ加工精度や溶接精度)確保が非常に困難であり、精度確保のためにハンドワークによる修正を必要とするなど、非常に部品の精度確保が困難であった。 However, as a drawback of the above conventional method, it is very difficult to secure the processing accuracy (bending accuracy and welding accuracy) of the sheet metal, and it is necessary to correct by hand work to ensure accuracy, so that the accuracy of parts is extremely secured. It was difficult.
したがって、このような部品であるため定着ニップがばらつきやすい構造を有することなり、ニップ調整に多大の時間がかかったり、場合によっては調整検査値が、所望の値とならず、部品そのものが使用できないこともあった。 Therefore, since it is such a part, it has a structure in which the fixing nip is likely to vary, and it takes a long time to adjust the nip. In some cases, the adjustment inspection value does not become a desired value, and the part itself cannot be used. There was also.
このような背景から、この構成ではFBNFの品質が安定していない面があり、製品ごとのばらつきを有す欠点をもっていた。
という問題がある。
Against this background, this configuration has a problem in that the quality of the FBNF is not stable, and has a disadvantage that it varies from product to product.
There is a problem.
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、部品の寸法精度を容易に向上可能であり、かつ安定した品質を得ることのできる熱定着装置を提供することが目的である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a heat fixing device that can easily improve the dimensional accuracy of parts and can obtain stable quality.
請求項1に記載の発明は、一対の回転可能な部材の間に未定着トナー画像を保持した記録シートを加熱しながら挟持搬送する熱定着装置であって、前記一対の部材の少なくとも一方に設けられるエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側に設けられ、金属材料の押出、または引抜によって形成され、前記エンドレスベルトの形状を保持するベルト内側支持部材と、前記一対の部材の一方と他方との間にニップを形成するように前記一対の部材同士を一定の間隔に保つ保持部材と、前記一対の部材の少なくとも一方に設けられる第1の熱源と、を有することを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a thermal fixing device that sandwiches and conveys a recording sheet holding an unfixed toner image between a pair of rotatable members while being heated, and is provided on at least one of the pair of members. An endless belt, a belt inner support member that is provided inside the endless belt and formed by extrusion or drawing of a metal material, and maintains the shape of the endless belt, and between one of the pair of members and the other And a first heat source provided on at least one of the pair of members so as to form a nip.
次に、請求項1に記載の熱定着装置の作用を説明する。 Next, the operation of the thermal fixing apparatus according to claim 1 will be described.
請求項1に記載の熱定着装置では、未定着トナー画像を保持した記録シートが一対の回転可能な部材の間で第1の熱源で加熱されながら挟持搬送されることで画像の定着が行なわれる。 In the heat fixing apparatus according to claim 1, the recording sheet holding the unfixed toner image is nipped and conveyed while being heated by a first heat source between a pair of rotatable members, thereby fixing the image. .
一対の部材の少なくとも一方はエンドレスベルトを備え、エンドレスベルトは内側に設けられたベルト内側支持部材により、その形状が保持される。 At least one of the pair of members includes an endless belt, and the shape of the endless belt is maintained by a belt inner support member provided inside.
ベルト内側支持部材は、金属材料の押出、または引抜によって形成されているので、金属板を折り曲げ、溶接した構造のものと比較して寸法精度が良い。 Since the belt inner support member is formed by extrusion or drawing of a metal material, the dimensional accuracy is better than that of a structure in which a metal plate is bent and welded.
安定したニップを得るためには、ベルト内側支持部材の寸法精度が重要であるが、金属材料の押出材、または引抜材は、寸法精度を出すための仕上げ加工が不要、または仕上げ加工があったとしても加工部分は少なくて済む。 In order to obtain a stable nip, the dimensional accuracy of the belt inner support member is important. However, the extruded material of metal material or the drawn material does not require finishing processing to achieve dimensional accuracy, or there was finishing processing. However, there are few processing parts.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の熱定着装置において、前記ベルト内側支持部材は、ニップ圧を軸方向に均一にする第1のパッドを有している、ことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the thermal fixing device according to the first aspect, the belt inner support member has a first pad that makes the nip pressure uniform in the axial direction. Yes.
次に、請求項2に記載の熱定着装置の作用を説明する。 Next, the operation of the heat fixing device according to claim 2 will be described.
一般的に、回転可能な部材の軸方向長さが長い場合、また、ニップ圧が大きい場合では、部材が撓んで部材中央のニップ圧が軸方向両側に比較して低下し、軸方向中央部分の搬送力と軸方向両側部分の搬送力との間に差が生じてしまうが、請求項2に記載の熱定着装置では、第1のパッドがニップ圧を軸方向に均一することができ、その結果、搬送力を軸方向に均一化することができる。 Generally, when the axial length of a rotatable member is long or when the nip pressure is large, the member is bent and the nip pressure at the center of the member is reduced compared to both sides in the axial direction. However, in the thermal fixing device according to claim 2, the first pad can make the nip pressure uniform in the axial direction. As a result, the conveying force can be made uniform in the axial direction.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の熱定着装置において、前記ベルト内側支持部材は、前記第1のパッドよりも前記エンドレスベルトの回転方向上流側に、前記第1のパッドよりも摩擦係数が大きく、前記エンドレスベルトをニップ側に付勢するエラストマーからなる第2のパッド有している、ことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the heat fixing device according to the second aspect, the belt inner support member is more upstream than the first pad in the rotation direction of the endless belt than the first pad. And the second pad made of an elastomer that urges the endless belt toward the nip side.
次に、請求項3に記載の熱定着装置の作用を説明する。 Next, the operation of the heat fixing apparatus according to claim 3 will be described.
請求項3に記載の熱定着装置では、第1のパッドよりもエンドレスベルトの回転方向上流側に配置された第2のパッドが、エンドレスベルトの回転に対してブレーキをかけることができる。請求項2の熱定着装置では、搬送力を軸方向に均一化しているが、第2のパッドを設けることで、搬送力を軸方向に変化させることが可能となる。 In the heat fixing device according to the third aspect, the second pad disposed upstream of the first pad in the rotation direction of the endless belt can brake the rotation of the endless belt. In the heat fixing device according to the second aspect, the conveying force is made uniform in the axial direction. However, by providing the second pad, the conveying force can be changed in the axial direction.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の熱定着装置において、前記第2のパッドは、軸方向中央部の付勢力が軸方向両端側の付勢力よりも大きい、ことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the thermal fixing device according to the third aspect, the second pad has an urging force at an axially central portion larger than an urging force at both axial ends. Yes.
次に、請求項4に記載の熱定着装置の作用を説明する。 Next, the operation of the thermal fixing apparatus according to the fourth aspect will be described.
軸方向中央部の付勢力が軸方向両端側の付勢力よりも大きくなると、軸方向中央部のブレーキ力が軸方向両端側よりも大きくなり、その結果、搬送力は、軸方向両端側が軸方向中央部よりも大きくなる。 When the urging force at the axial center is greater than the urging force at both axial ends, the braking force at the axial central portion is greater than at both axial ends. As a result, the conveying force is axial at both axial ends. It becomes larger than the central part.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の熱定着装置において、前記エンドレスベルトと前記ベルト内側支持部材との間に、摩擦係数の小さな材料から形成される摺動部材が配置されている、ことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the heat fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the endless belt and the belt inner support member are formed of a material having a small friction coefficient. The sliding member to be operated is arranged.
次に、請求項5に記載の熱定着装置の作用を説明する。 Next, the operation of the heat fixing apparatus according to claim 5 will be described.
エンドレスベルトとベルト内側支持部材との間に、摩擦係数の小さな材料から形成される摺動部材を配置したことで、エンドレスベルトは少ない抵抗で回転することが出来る。 By disposing a sliding member made of a material having a small friction coefficient between the endless belt and the belt inner support member, the endless belt can rotate with little resistance.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の熱定着装置において、前記ベルト内側支持部材の内部に第2の熱源を有する、ことを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the heat fixing device according to any one of the first to fifth aspects, a second heat source is provided inside the belt inner support member.
次に、請求項6に記載の熱定着装置の作用を説明する。 Next, the operation of the thermal fixing apparatus according to the sixth aspect will be described.
ベルト内側支持部材を第2の熱源で加熱することにより、その外周に配置されるエンドレスベルトを全体的に均一に加熱することができる。したがって、ニップ部分に入る前に予めエンドレスベルトを加熱することができるので、定着の高速化を図ることが可能となる。 By heating the belt inner support member with the second heat source, the endless belt disposed on the outer periphery thereof can be heated uniformly throughout. Therefore, since the endless belt can be heated in advance before entering the nip portion, the fixing speed can be increased.
以上説明したように本発明によれば、熱定着装置の部品の寸法精度を容易に向上可能であり、かつ安定した品質を得ることができる、という優れた効果を有する。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily improve the dimensional accuracy of the parts of the thermal fixing device and to obtain a stable quality.
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の実施例1に係るタンデム型フルカラープリンタ(画像形成装置)を示すものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described based on examples.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a tandem type full color printer (image forming apparatus) according to a first embodiment of the present invention.
図2は、図1に示したフルカラープリンタ(画像形成装置)の画像形成要部を示すものである。 FIG. 2 shows a main part of image formation of the full-color printer (image forming apparatus) shown in FIG.
このフルカラープリンタ1は、大きく分けて、画像形成部と、中間転写装置、最終転写ロール40、定着装置500、給紙部により構成される。
The full-color printer 1 is roughly composed of an image forming unit, an intermediate transfer device, a
画像形成部は、イエロー(Y)用、マゼンタ(M)用、シアン(C)用、及びブラック(K)用の4つの画像形成ユニット(画像形成手段)1Y〜Kと、露光装置15とにより構成される。
The image forming unit includes four image forming units (image forming units) 1Y to 1K for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and an
さらに、各画像形成ユニットは1Y〜Kは、それぞれ4つの感光体ドラム(像担持体)10Y〜K、これら感光体ドラム10Y〜Kにそれぞれ接触する帯電ロール(接触型帯電体)11Y〜K、これら感光体ドラム10Y〜Kにそれぞれ対峙する現像装置12Y〜K、これら感光体ドラム10Y〜Kにそれぞれ接触する感光体ブラシロール13Y〜Kで構成されている。
Further, each of the
ここで、感光体ドラム10周辺の各部材の配置としては、各感光体ドラム10を中心に、感光体ドラム10の回転方向の上流側から下流側にかけて、帯電ロール11、現像装置12(現像装置の現像スリーブ)、(後述する)第一の中間転写ロール、感光体ブラシロール13が配設されている。
Here, regarding the arrangement of each member around the
なお、感光体ブラシロール13は、金属(ステンレス)製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。 The photoreceptor brush roll 13 is configured by winding a conductive resinous flocking tape around a metal (stainless) roll-shaped base material in a spiral shape.
感光体ドラム10Y〜Kは、帯電ロール11Y〜Kにより−900V程度のDC電圧が印加され、これによって約−380V程度に一様に帯電され、また、露光装置15で静電潜像が書き込まれた際にその表面電位は約−70V程度にまで除電される。
The
現像装置12Y〜Kは、現像ロール、現像剤量規制部材、現像剤搬送部材、及び現像剤を搬送し攪拌するオーガーを備えた磁気ブラシ接触型二成分現像方式の現像装置である。
The developing
上記現像剤量規制部材によって規制されて現像部に搬送される現像剤量は約30〜40g/m2であり、この時に現像ロール上に存在するトナーの帯電量は概ね−20〜−40μC/g程度である。 The developer amount regulated by the developer amount regulating member and conveyed to the developing unit is about 30 to 40 g / m 2. At this time, the charge amount of the toner existing on the developing roll is about −20 to −40 μC / m 2. It is about g.
この現像装置12Y〜Kには、AC+DCの現像電圧を印加して現像が実施されるが、この現像電圧はACが4kHz、1.6kVppで、DCが−300V程度である。
The developing
中間転写装置は、一次転写位置において感光体ドラム10Y、10Mに接触する第一 の上流側中間転写ロール(第一の上流側中間転写体)20aと、一次転写位置において感光体ドラム10C、10Kに接触する第一の下流側中間転写ロール(第一の上 流側中間転写体)20bと、これら二つの第一の中間転写ロール20a、20bにそれぞれ二次転写位置において接触する第二の中間転写ロール30と、第二の中間転写ロール30上のトナー画像の有無及び濃度を光学的に非接触で検知するトナーセンサ8を備えている。
The intermediate transfer device includes a first upstream intermediate transfer roll (first upstream intermediate transfer member) 20a that contacts the
さらに、第一の上流側中間転写ロール20aはクリーニング装置(クリーニング手段)21aを備えている。
Further, the first upstream
この第一の上流側クリーニング装置21aは、第一の上流側中間転写ロール20aに接触する金属(ステンレス)製のクリーニングロール(下流側クリーニングロール)210aと、そのクリーニングロール210aに当接する金属(ステンレス)製のクリーニングブレード211aと、クリーニングブレード211a により掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置21a外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ(搬送機構)214a、クリーニ ングロール210aよりも第一の上流側中間転写ロール20aの回転方向上流側近傍において中間転写ロール20aに接触する中間転写ブラシロール(下流側クリーニングブラシ)213aと、これらクリーニングロール210a、クリーニングブレード211a、スクリューオーガ214a、中間転写ブラシロール213aを収容するクリーナハウジング(収容体)212aを備えている。
The first
なお、中間転写ブラシロール213aは、金属(ステンレス)製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
The intermediate
同に、第一の下流側中間転写ロール20bはクリーニング装置(クリーニング手段)21bを備えている。
Similarly, the first downstream
この第一の下流側クリーニング装置21bは、第一の下流側中間転写ロール20bに接触する金属(ステンレス)製のクリーニングロール(下流側クリーニングロール)210bと、そのクリーニングロール210bに当接する金属(ステンレス)製のクリーニングブレード211bと、クリーニングブレード211bにより掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置21b外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ(搬送機構)214b、クリーニングロール210bよりも第一の下流側中間転写ロール20bの回転方向上流側近傍において中間転写ロール20bに接触する中間転写ブラシロール213bと、これらクリーニングロール210b、クリーニングブレード211b、スクリューオーガ214b、中間転写ブラシロール213bを収容するクリーナハウジング(収容体)212bを備えている。
The first
なお、中間転写ブラシロール213bは、金属(ステンレス)製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
The intermediate
また、第二の中間転写ロール30はクリーニング装置(クリーニング手段)31を備えている。
The second
この第ニクリーニング装置32は、第二の中間転写ロール30に接触する金属(ステンレス)製のクリーニングロール(上流側クリーニングロール)310と、そのクリーニングロール310に当接する金属(ステンレス)製のクリーニングブレード311と、クリーニングブレード311により掻き落とされた残留トナーを上流側クリーニング装置31外部の図示しないトナー回収ボックスへ搬送するスクリューオーガ(搬送機構)314、クリーニングロール310よりも第二の中間転写ロール30の回転方向下流側近傍において中間転写ロール30に接触する中間転写ブラシロール(上流側クリーニングブラシ)313と、これらクリーニングロール310、クリーニングブレード311、スクリューオーガ314、中間転写ブラシロール313を収容するクリーナハウジング(収容体)312を備えている。
The second cleaning device 32 includes a metal (stainless) cleaning roll (upstream cleaning roll) 310 that contacts the second
なお、中間転写ブラシロール313は、金属(ステンレス)製のロール状基材に、導電性樹脂性の植毛テーブを、スパイラル状に巻きつけて構成される。
The intermediate
ここで、第一の上流側中間転写ロール20aの周辺部材の配置としては、第一の上流側中間転写ロール20aを中心に、第一の上流側中間転写ロール20aの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム10M、感光体ドラム10Y、第二の中間転写ロール30、中間転写ブラシロール213a、クリーニングロール210aが配設されている。
Here, the arrangement of the peripheral members of the first upstream
また、第一の下流側中間転写ロール20bの周辺部材の配置としては、第一の下流側中間転写ロール20bを中心に、第一の下流側中間転写ロール20bの回転方向の上流側から下流側にかけて、感光体ドラム10K、感光体ドラム10C、第二の中間転写ロール30、中間転写ブラシロール213b、クリーニングロール210bが配設されている。
The arrangement of the peripheral members of the first downstream
さらに、第二の中間転写ロール30の周辺部材の配置としては、第二 の中間転写ロール30を中心に、第二の中間転写ロール30の回転方向の上流側から下流側にかけて、第一の上流側中間転写ロール20a、第一の下流側中間転写ロール20b、トナーセンサ8、最終転写ロール40、クリーニングロール310、中間転写ブラシロール313が配設されている。
Further, the arrangement of the peripheral members of the second
第一の中間転写ロール20a、20bは、金属パイプの上にシリコーンゴム層(導電性弾性層)を設け、更にその上に高離型層(導電性弾性層よりも高電気抵抗な抵抗層)をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常105〜109Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは108 Ω程度とされている。 In the first intermediate transfer rolls 20a and 20b, a silicone rubber layer (conductive elastic layer) is provided on a metal pipe, and a high release layer (a resistance layer having a higher electrical resistance than the conductive elastic layer) is provided thereon. The resistance value is usually in the range of 105 to 109 Ω, but here it is about 108 Ω.
そして、上記感光体10Y〜Kからこの第一の中間転写ロール20a、20bにトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常+250〜500V程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。
The surface potential required to transfer the toner image from the
第二の中間転写ロール30も、上記第一の中間転写ロール20a、20bと同様に、金属パイプの上にシリコーンゴム層(導電性弾性層)を設け、更にその上に高離型層(導電性弾性層よりも高電気抵抗な抵抗層)をコーティングして形成されており、その抵抗値については、通常108〜1012Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは1011Ω程度とされている(すなわち、第一の中間転写ロール20a、20bよりも高抵抗に構成される)。
Similarly to the first intermediate transfer rolls 20a and 20b, the second
そして、上記第一の中間転写ロール20a、20bからこの第二の中間転写ロール30にトナー像を転写するのに必要な表面電位は、通常+600〜1200V程度の範囲であり、トナーの帯電状態、雰囲気温度、湿度等により最適値を設定することができる。
The surface potential required to transfer the toner image from the first intermediate transfer rolls 20a and 20b to the second
最終転写ロール(最終転写体)40は、最終転写位置において第二の中間転写ロール30に接触し、金属パイプの上にウレタンゴム層を設け、更にその上に樹脂コーティングが施されてており、その抵抗値については、通常106〜109Ωの範囲のものを使用できるが、ここでは108Ω(すなわち、第二の中間転写ロール30よりも低抵抗に構成される)程度とされている。
The final transfer roll (final transfer body) 40 is in contact with the second
そして、上記第二の中間転写ロール30から用紙(記録シート)S上にトナー像を転写するのにこの最終転写ロール40に印加する転写電圧は、通常+1200〜5000V程度の範囲であり、雰囲気温度、湿度、用紙Sの種類(抵抗値等)等により最適値を設定することになるが、ここでは定電流方式を採用して常温常湿環境下で約+6μAを印加しほぼ適正な最終転写電圧+1600〜2000V程度を得ている。
The transfer voltage applied to the
また、最終転写ロール40は、(第一の中間転写ロール20a、20b、第二の中間転写ロール30とは異なり)クリーニングロール(クリーニング体)が当接されていない。
The
さらに、(画像形成ユニット取替え時を除き、画像形成モード時、プロセスコントロールモード時、クリーニングモード時を含め)、最終転写ロール40は、第二の中間転写ロール30に接触しており、特別なリトラクト機構などを有しない。
Furthermore, the
なお、最終転写ロール40の表面粗さ(Rz)は、20〔μm(Rz)〕以下、例えば10〔μm(Rz)〕とすることができ、第一及び第二の中間転写ロール20a、20b、30の表面粗さ(Rz)は、10〔μm(Rz)〕以下、例えば1〔μm(Rz)〕とすることができる。
The surface roughness (Rz) of the
さらに、第一及び第二の中間転写ロール20a、20b、30 よりも最終転写ロール40の方が表円粗さ(Rz)が粗い。これらの表面粗さ(Rz)は、トナー画像を構成するトナーの平均粒径以下であることが好ましい。
(定着装置の構成)
図5に示すように、定着装置500は、加熱ロール502、ベルト回転体504、及び合成樹脂の成形品であるケース506を備え、ユニット化されている。
Furthermore, the
(Configuration of fixing device)
As shown in FIG. 5, the fixing
図6に示すように、加熱ロール502は、一定径の金属パイプ507の中に熱源としてのハロゲンランプ508が配設され、定着時には加熱ロール502表面を所定の定着温度に加熱するように構成されている。
As shown in FIG. 6, the
この加熱ロール502は、ケース506に回転可能に設けられており、図示しないモータからの駆動力を得て回転するようになっている。
The
図6乃至8に示すように、ベルト回転体504は、エンドレスベルト510、ベルト内側支持部材512、ハードパッド514、ソフトパッド516、摺動部材518、ガイド部材520、フェルトパッド522、及び取付金具524を備えている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
本実施形態のエンドレスベルト510は、ポリイミド樹脂で円筒状に形成されており、表面にフッ素樹脂がコーティングされている。
The
本実施形態のベルト内側支持部材512は、アルミニュームの中空の押出成形品である。
The belt
ベルト内側支持部材512には、軸方向に延びる第1の溝526、第2の溝528、及び第3の溝530を備えている。
The belt
第2の溝528の溝壁528Aの両端付近、及び第3の溝530の溝壁530Aの両端付近はそれぞれフライス加工され、フライス加工部分が後述する第1の溝526の溝壁526A、及び溝壁526Bをフライス加工する際の基準面とされている。
The vicinity of both ends of the
第1の溝526の溝壁526A、及び溝壁526Bは、前記フライス加工部分を基準として全体がフライス加工されて0.1mm以下の平面度にされており、かつフライス加工により壁面526Aと溝壁526Bとの直角度が出されている。
The
第1の溝526には、ハードパッド514が配置されている。このハードパッド514は、寸法精度の高い合成樹脂の成形品である。
A
ハードパッド514は、ベルト内側支持部材512の溝壁526Aと当接する第1の板状部532と、ベルト内側支持部材512の溝壁526Bと当接する第2の板状部534とを有し、長手方向直角断面が略L字形状を呈している。
The
ハードパッド514を長手方向に直角な断面で見た時に、第1の板状部532の先端部分は、円弧形状に形成されている。
When the
また、第1の板状部532は、幅Hが軸方向中央部分において最大で、軸方向両端へ向かうにしたがって徐々に減少しており、軸方向に湾曲(正面視した形状が略円弧形状であるが、実際には殆ど直線に見える)している。本実施形態では、ハードパッド514の長さが342mmであり、第1の板状部532の幅Hは、軸方向中央部分で8.8mm、軸方向両端部分で7.51mmである。
The first plate-like portion 532 has a maximum width H in the central portion in the axial direction, and gradually decreases toward the both ends in the axial direction. The first plate-like portion 532 is curved in the axial direction (the shape in front view is a substantially arc shape). (In fact, it looks almost straight). In this embodiment, the length of the
ハードパッド514の第2の板状部534には、長手方向に沿って溝536が形成されている。
A
第2の板状部534は、溝部分において、軸方向中央部分の厚さが最大で、軸方向両端部へ向かうにしたがって徐々に薄く形成されており、溝底面が軸方向に湾曲した円弧曲面(実際には、殆ど平面に見える)とされている。 The second plate-like portion 534 has a maximum thickness in the axial center portion in the groove portion, and is gradually formed thinner toward both axial end portions, and an arc-curved surface in which the groove bottom surface is curved in the axial direction. (In reality, it looks almost flat.)
第2の板状部534の溝部分の厚みは、軸方向中央部分で3.05mm、軸方向両端部分で1.99mmである。 The thickness of the groove portion of the second plate-like portion 534 is 3.05 mm at the central portion in the axial direction and 1.99 mm at both end portions in the axial direction.
ハードパッド514の溝536には、ソフトパッド516が配置されている。
A
ソフトパッド516は、一定厚さのアルミニューム板からなる長尺状のベースプレート538と、ベースプレート538に固着されオイルを含んだシリコーンゴム製の長尺状のパッド本体540とから構成されている。
The
パッド本体540は、断面略台形状とされ、かつ長尺状に形成されている。このパッド本体540も成形品であり、寸法精度が高い。
The pad
ここで、ハードパッド514の第2の板状部534には、長手方向に沿って複数の突起542(図6参照)が形成されている。
Here, a plurality of protrusions 542 (see FIG. 6) are formed in the second plate-like portion 534 of the
摺動部材518は、フッ素系樹脂(例えば、PTFE)の繊維からなる布状の長尺状シートであり、係止孔544が長手方向に沿って複数形成されている。なお、摺動部材518の動摩擦係数は0.05〜0.07程度である。
The sliding
摺動部材518は、係止孔544に突起542が挿入されることでハードパッド514に係止されている。
The sliding
なお、摺動部材518は、ハードパッド514、及びソフトパッド516と、エンドレスベルト510との間に配置され、ハードパッド514、及びソフトパッド516はエンドレスベルト510に直接接触しない構成となっている。
The sliding
ガイド部材520は、ベルト内側支持部材512の長手方向両端側に配置されている。
The
ガイド部材520は、寸法精度の高い合成樹脂の成形品であり、ベルト内側支持部材側の片面には、ベルト内側支持部材512の端部と係合する係合部546が形成されている。
The
ガイド部材520の反ベルト内側支持部材側の片面には、位置決め用の第1の突起548、及び第2の突起550が一体的に形成されている。
A first protrusion 548 for positioning and a second protrusion 550 are integrally formed on one surface of the
また、ガイド部材520には、第1の孔552、及び第2の孔554が形成されている。
The
ベルト内側支持部材512の第3の溝530には、フェルトパッド522が固着されている。
A felt
ガイド部材520の反ベルト内側支持部材側には、鋼鈑のプレス成形品である取付金具524が配置されている。
A mounting
取付金具524には、第1の位置決め孔556、及び第2の位置決め孔558が精度良く形成されており、第1の突起548が第1の位置決め孔556に挿入され、第2の突起550が第2の位置決め孔558に挿入され、ベルト内側支持部材512の所定の位置に取付金具524が精度良く配置される。
A
ガイド部材520、及び取付金具524は、ビス560でベルト内側支持部材512に固定されている。
The
取付金具524には、軸受孔562、及びレバー部564が形成されている。
A
軸受孔562には、図5に示すケース506に設けられた軸566が挿入されており、ベルト回転体504は、軸566を中心に揺動可能となっている。
A
ケース506には、スプリング568が設けられており、スプリング568は、ベルト回転体504を加熱ロール502側へ付勢するように取付金具524のレバー部564を押圧している。
The
図5及び図6において、加熱ロール502は図示しないモータにより回転される。
5 and 6, the
スプリング568でベルト回転体504が付勢されることで、ベルト回転体504のエンドレスベルト510が加熱ロール502に圧接されて定着ニップN(図6参照)を形成し、加熱ロール502の矢印CW方向(図5、図6参照)の回転に従動してエンドレスベルト510が矢印CCW方向に回転する。
By energizing the
図6に示すように、ハードパッド514の第1の板状部532、及びソフトパッド516のシリコーンゴム製のパッド本体540が、摺動部材518を介してエンドレスベルト510を加熱ロール502に押し付けている。
As shown in FIG. 6, the first plate-like portion 532 of the
図1に示すように、加熱ロール502、及びベルト回転体504に対して用紙Sの搬送方向下流側に、定着排出ロール対63a、63bが配設されている。
As shown in FIG. 1, fixing discharge roll pairs 63 a and 63 b are disposed on the downstream side in the transport direction of the sheet S with respect to the
給紙部は、給紙トレイ50から排出トレイ70に至るまでの用紙Sの搬送経路(図中点線で示す)Pに沿って形勢されている。給紙トレイ50内には複数枚の用紙Sが収容されており、その給紙トレイ50から搬送経路の下流側にかけて、順に、ピックアップロール51aとリタードロール51bとのロール対、搬送ロール52a、52bの対、レジストロール53a、53bの対、(最終転写ロール40、及び定着装置500を経て)、排出ロール54a、54bの対が配設されている。
The paper feed unit is formed along a transport path (indicated by a dotted line) P of the paper S from the
図3は、このフルカラープリンタ1の電位制御系を説明するブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram for explaining the potential control system of the full-color printer 1.
フルカラープリンタ1の状況、すなわちプリントモード(画像形成モード)、プロセスコントロールモード、クリーニングモードの別に基いて、電位制御部(電位勾配形成手段)9は、各帯電ロール11、感光体ブラシロール13、第一の中間転写ロール20a、20b、クリーニングロール210、中間転写ブラシロール213、第二の中間転写ロール30、クリーニングロール310、中間転写ブラシロール313、最終転写ロール40に印加する電圧を制御し、その結果、フルカラープリンタ1の状況に応じて適切な電位勾配をこれら各帯電ロール11、感光体ブラシロール13、第一の中間転写ロール20a、20b、クリーニングロール210、中間転写ブラシロール213、第二の中間転写ロール30、クリーニングロール310、中間転写ブラシロール313、最終転写ロール40の間に形成している。
Based on the situation of the full-color printer 1, that is, the print mode (image forming mode), the process control mode, and the cleaning mode, the potential control unit (potential gradient forming means) 9 includes the charging rolls 11, the photoreceptor brush rolls 13, Control the voltage applied to one
なお、本実施例では、ツェナーダイオードを用いることにより、同一電源から供給されるバイアス電圧を、複数の部材にそれぞれ適切なバイアス電圧にして印加している。
(作用)
以下、このフルカラープリンタ1の動作を説明する。
In this embodiment, by using a Zener diode, a bias voltage supplied from the same power source is applied to a plurality of members as appropriate bias voltages.
(Function)
Hereinafter, the operation of the full-color printer 1 will be described.
図4は、出力用画像としてのトナー画像の移動状況を説明するものである。 FIG. 4 illustrates the movement status of the toner image as the output image.
図中実線矢印は、出力用画像としてのトナー画像の移動経路を示している。 A solid line arrow in the figure indicates a moving path of a toner image as an output image.
なお、本実施例で使用するトナーは、マイナス帯電トナーである。 The toner used in this embodiment is a negatively charged toner.
すなわち、正極トナーがマイナス帯電しており、逆極トナーがプラス帯電している。 That is, the positive toner is negatively charged and the reverse toner is positively charged.
各画像形成ユニット1Y〜Kにより、感光体ドラム10Y〜K上にはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。
The
すなわち、各感光体ドラム10の表面が帯電ロール11により一様に帯電され、露光装置15から出力画像に対応したレーザービームRが帯電後の感光体ドラム10表面に照射され、露光された部分と露光されなかった部分との電位差により、感光体ドラム10上には静電潜像が形成される。
That is, the surface of each
この静電潜像に対して、現像装置12が選択的にトナーを付与し、感光体ドラム10上にトナー画像が形成される。
The developing device 12 selectively applies toner to the electrostatic latent image, and a toner image is formed on the
そして、まずマゼンタ用の感光体ドラム10Mから、第一の上流側中間転写ロール20aへとマゼンタのトナー画像が一次転写される。
First, a magenta toner image is primarily transferred from the magenta
次いで、イエロー用の感光体ドラム10Yから、第一の上流側中間転写ロール20aへとイエローのトナー画像が一次転写され、マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。
Next, the yellow toner image is primarily transferred from the yellow
一方同様に、ブラック用の感光体ドラム10Kから、第一の下流側中間転写ロール20bへとブラックのトナー画像が一次転写される。
Similarly, a black toner image is primarily transferred from the black
次いで、シアン用の感光体ドラム10Cから、第一の下流側中間転写ロール20bへとシアンのトナー画像が一次転写される。
Next, the cyan toner image is primarily transferred from the cyan
一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第二の中間転写ロール30へ二次転写される。
The primary-transferred magenta and yellow toner images are secondarily transferred to the second
一方、一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第二の中間転写ロール30へ二次転写され、ここで先に二次転写されているマゼンタ、イエローのトナー画像と、シアンのトナー画像とが重ね合わされ、フルカラーのトナー画像が第二の中間転写ロール30上に形成される。
On the other hand, the black and cyan toner images that have been primarily transferred are also secondarily transferred to the second
二次転写されたフルカラートナー画像及びブラックトナー画像は、第二の中間転写ロール30と最終転写ロール40との間のニップ部分に達する。
The full-color toner image and the black toner image that are secondarily transferred reach the nip portion between the second
そのタイミングに同期して、レジストロール対53a、53b(図1参照)から記録シートとしての用紙Sが当該ニップ部分に搬送され、用紙S上にそのフルカラートナー画像及びブラックトナー画像が三次転写(最終転写)される。
In synchronization with the timing, the sheet S as a recording sheet is conveyed from the
この用紙Sは、その後、定着装置500の加熱ロール502とベルト回転体504とで形成された定着ニップNを通過する(図1、及び図6参照)。
Thereafter, the sheet S passes through the fixing nip N formed by the
その際、加熱ロール502とベルト回転体504から与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像及びブラックトナー画像が用紙Sに定着し、永久像となる。
At that time, the full-color toner image and the black toner image are fixed on the paper S by the action of heat and pressure applied from the
この定着装置500では、第1の板状部532と加熱ロール502との間でエンドレスベルト510が挟持されることでエンドレスベルト510に回転力、即ち、用紙Sの搬送力が生ずる。また、搬送力は、第1の板状部532と加熱ロール502との間の挟持力に比例する。
In the
ここで、加熱ロール502にベルト回転体504を付勢すると、加熱ロール502が撓むが、本実施形態では、ハードパッド514の第1の板状部532が軸方向に湾曲しているので、第1の板状部532と加熱ロール502との間の挟持力を軸方向全長に渡って均一にでき、したがって、搬送力を軸方向に均一化できる。
Here, when the
一方、ソフトパッド516は、加熱ロール502からの反力を受けてシリコーンゴム製のパッド本体540が圧縮され、ベースプレート538がハードパッド514の溝536の溝底面に押し付けられる。
On the other hand, the
このパッド本体540は、搬送力を生じさせる第1の板状部532に対して、エンドレスベルト510の回転方向上流側に位置しており、エンドレスベルト510に対してブレーキの役割を果たしている。
The pad
ソフトパッド516の配置されているハードパッド514の溝536は、溝底面が軸方向に湾曲しているため、押圧力を受けたベースプレート538が溝536の溝底面と同様に湾曲し(軸方向中央部分が軸方向両端部分よりも突出する方向に)、パッド本体540は軸方向中央部分の圧縮力(加熱ロール502に対しては押圧力)が両端部分よりも大きくなる。
Since the groove bottom surface of the
このため、本実施形態では、パッド本体540は、軸方向中央部分のブレーキ力が両端部分のブレーキ力よりも大きくなる。
For this reason, in this embodiment, the pad
ハードパッド514側では軸方向に均一な搬送力を生じさせているが、ソフトパッド516側では軸方向中央部分でのブレーキ力を両端部分のブレーキ力よりも大きくしているので、用紙Sを搬送するための最終的な搬送力は軸方向中央部分に対して軸方向両側が大となり、用紙Sに皺を寄らせることなく安定して搬送することが出来る。
On the
なお、シリコーンゴム製のパッド本体540から染み出したオイルは、摩擦係数の小さな摺動部材518を透過してエンドレスベルト510の内面に微量ながら塗布されるので、少ない抵抗でエンドレスベルト510を安定して回転させる事ができる。
The oil that oozes out from the
さらにその後、画像の定着の終了した用紙Sは、排出ロール対54a、54bにより排出トレイ70へと排出され、フルカラー画像形成が終了する。
Thereafter, the sheet S on which the image has been fixed is discharged to the
本実施形態の定着装置500では、ベルト内側支持部材512をアルミニュームの押出成形品としたので、鋼鈑を折り曲げ、溶接した構造のものと比較して寸法精度が良い。
In the
本実施形態では、ベルト内側支持部材512を部分的にフライス加工しているが、素材が加工し易いアルミニュームであり、かつ加工前の寸法精度が良いため、削る量も少量で済み、従来対比で加工の手間がかからず、修正の手間も必要とせず、極めて高い寸法精度を出すことが出来る。
In this embodiment, the belt
なお、従来品は、軽量化の為に薄い鋼鈑(例えば、1.6mm厚)を用いていたため、フライス加工を行なうとビビリが生じて精度の良い加工が出来なかった。 In addition, since the conventional product used a thin steel plate (for example, 1.6 mm thickness) for weight reduction, when milling was performed, chattering occurred and accurate processing could not be performed.
また、本実施形態の定着装置500では各部品の精度が高いので、加熱ロール502とベルト回転体504とのアライメントが精度良く確保でき、非常に安定したニップを形成することができる。
[その他の実施形態]
上記実施形態では、加熱ロール502にハロゲンランプ508を内蔵していたが、ベルト内側支持部材512は中空構造であるため、更にベルト内側支持部材512の内部にハロゲンランプ508を追加しても良い。
In addition, since the accuracy of each component is high in the
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the
ベルト内側支持部材512をハロゲンランプ508で加熱することにより、その外周に配置されるエンドレスベルト510を全体的に均一に加熱することができる。定着ニップNに入る前に予めエンドレスベルト510を加熱することができるので、より一層定着の高速化を図ることが出来る。
By heating the belt
500 定着装置(熱定着装置)
502 加熱ロール
504 ベルト回転体
S 用紙(記録シート)
508 ハロゲンランプ(第1の熱源、第2の熱源)
510 エンドレスベルト
512 ベルト内側支持部材
514 ハードパッド(第1のパッド)
516 ソフトパッド(第2のパッド)
518 摺動部材
524 取付金具(保持部材)
500 Fixing device (thermal fixing device)
502
S paper (recording sheet)
508 Halogen lamp (first heat source, second heat source)
510
516 Soft pad (second pad)
518 Sliding
Claims (6)
前記一対の部材の少なくとも一方に設けられるエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトの内側に設けられ、金属材料の押出、または引抜によって形成され、前記エンドレスベルトの形状を保持するベルト内側支持部材と、
前記一対の部材の一方と他方との間にニップを形成するように前記一対の部材同士を一定の間隔に保つ保持部材と、
前記一対の部材の少なくとも一方に設けられる第1の熱源と、
を有することを特徴とした熱定着装置。 A thermal fixing device for nipping and conveying a recording sheet holding an unfixed toner image between a pair of rotatable members,
An endless belt provided on at least one of the pair of members;
A belt inner support member provided inside the endless belt, formed by extrusion or drawing of a metal material, and retaining the shape of the endless belt;
A holding member that keeps the pair of members at a constant interval so as to form a nip between one of the pair of members and the other;
A first heat source provided on at least one of the pair of members;
A thermal fixing device comprising:
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