JP2005043476A - Fixing device for image forming apparatus and image forming apparatus - Google Patents
Fixing device for image forming apparatus and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005043476A JP2005043476A JP2003200624A JP2003200624A JP2005043476A JP 2005043476 A JP2005043476 A JP 2005043476A JP 2003200624 A JP2003200624 A JP 2003200624A JP 2003200624 A JP2003200624 A JP 2003200624A JP 2005043476 A JP2005043476 A JP 2005043476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- forming apparatus
- image forming
- fixing device
- rotator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置の定着装置および画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置では、トナーが転写された紙を加熱・加圧して、トナーをこの紙上に定着させるプロセスが必要である。この定着プロセスは、定着装置において加熱回転体と加圧回転体との間(ニップ部)に紙を通過させてトナーを紙に加熱定着するのが一般的である。
【0003】
近時、この定着装置の加熱回転体および加圧回転体として、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の二重構造を有する構造が多く用いられている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−49261号公報
【特許文献2】
特開2002−266846号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、定着装置の加熱回転体および加圧回転体として、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の二重構造を有する構造が用いられている。しかしながら、本発明者は、この二重構造の回転体には、寿命が短いという問題点があると考えていた。
【0006】
すなわち、定着装置は、画像形成装置の使用時と非使用時とで、過熱・冷却が繰り返される。そして、本発明者の実験によれば、上記のような二重構造の回転体を有する定着装置では、この加熱・冷却による劣化および定着不良が起こりやすくなって、寿命が短くなる。本発明者は、この現象の原因をさらに詳細に調査した。その結果、この現象は、弾性体層中に含まれる気体が加熱・冷却時に膨張・収縮し、これにより弾性体層が変形したり劣化したりすることに起因することが分かった。
【0007】
本発明は、かかる課題の認識にもとづくもので、その目的は、特性が高く、かつ、寿命が長い画像形成装置の定着装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置の定着装置は、加熱回転体と加圧回転体との間に記録材を加熱状態に維持して、前記記録材上のトナーを溶融加工し、前記記録材上に前記トナーの像を定着させる画像形成装置の定着装置であって、前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方を、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の少なくとも二重構造を有するエンドレス部材とすると共に、前記弾性体層と前記導体層とは少なくとも一部が非接着状態であることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の画像形成装置の定着装置は、加熱回転体と加圧回転体との間に記録材を加熱状態に維持して、前記記録材上のトナーを溶融加工し、前記記録材上に前記トナーの像を定着させる画像形成装置の定着装置であって、前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方を、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の少なくとも二重構造を有するエンドレス部材とすると共に、前記弾性体層に、前記エンドレス部材の軸に沿った方向に少なくとも一端側が開放した複数の通気孔が形成されていることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の画像形成装置の定着装置は、加熱回転体と加圧回転体との間に記録材を加熱状態に維持して、前記記録材上のトナーを溶融加工し、前記記録材上に前記トナーの像を定着させる画像形成装置の定着装置であって、前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方を、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の少なくとも二重構造を有するエンドレス部材とすると共に、前記弾性体層は、中空体としての芯材の外側に配置されたものであり、この芯材の所定の面に内外を連通させる通気孔を備えたことを特徴とする。
【0011】
また、本発明の画像形成装置の定着装置は、加熱回転体と加圧回転体との間に記録材を加熱状態に維持して、前記記録材上のトナーを溶融加工し、前記記録材上に前記トナーの像を定着させる画像形成装置の定着装置であって、前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方を、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の少なくとも二重構造を有するエンドレス部材とすると共に、前記弾性体層における性質の係数を中央に比して端部の方が大きいものを用いることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下では、6つの実施の形態について説明する。
【0013】
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態の画像形成装置の特徴の1つは、例えば図3、図4から分かるように、画像形成装置の定着装置の加熱回転体102を、ゴムや発泡ゴム等からなる弾性体層12と、その弾性体層12の外側に設けられた導体層13と、の二重構造を有するものとし、弾性体層12と導体層13とを一部の接着部分17のみで接着した点である。これにより、加熱回転体102の劣化を抑制し、定着装置100の寿命を長くすることができる。
【0014】
図1は本発明の第1の実施の形態の画像形成装置および定着装置を示す図である。本実施形態の画像形成装置1は、デジタル複写装置である。この画像形成装置1は、一般的なコピー機と同様に、給紙カセット10と、搬送路34と、転写部30と、露光装置40と、定着装置100と、排紙ローラ50と、排紙トレイ60と、スキャナ70と、原稿ガラス80と、を備える。また、給紙カセット10には、所定の紙Pがセットされる。コピー時には、原稿ガラス80に、原稿がセットされる。この原稿は、スキャナ70によって読み取られる。また、コピー時に、搬送路34は、紙Pを、転写部30に搬送する。転写部30は、現像器31と、感光体32と、転写チャージャ33と、を有している。この転写部30の感光体32には、露光装置40により、潜像が形成される。そして、この転写部30の転写チャージャ33上で、紙Pに、上記潜像に対応したトナー像が転写される。このトナー像が転写された紙Pは、定着装置100に搬送される。この定着装置100は、紙Pを加熱・加圧して、紙P上にトナーを定着させる。この紙Pは、排紙ローラ50を経て、排紙トレイ60に排紙される。
【0015】
図1の装置の特徴は、定着装置100の構造にある。これを図2を用いて説明する。
【0016】
図2は、定着装置100の側面の拡大図である。なお、図2に示す定着装置100は、図1とは向きを変えて示している。定着装置100は、加熱回転体(ヒートローラ)102と加圧回転体(プレスローラ)103と、を備えた構成となっている。この定着装置100は、加熱回転体102と加圧回転体103との間に紙(記録材)Pを加熱状態に維持して、紙P上のトナーを溶融加工し、紙P上にトナーの像を定着させる。加熱回転体102は、円筒形であり、回転軸を中心に回転される。この加熱回転体102は、後述のように、エンドレス部材11(図3)によって構成されている。加熱回転体と加圧回転体の直径は同じ大きさである。また、図中下側の加圧回転体103も、円筒形であり、回転軸を中心に回転される。この加圧回転体は、芯材の周囲にシリコンゴム、フッ素ゴムなどを被覆した構造である。この加圧回転体103は、加圧機構104によって図中上側の加熱回転体102に対して圧接されていている。そして、この加圧回転体103と、加熱回転体102と、は一定のニップ幅を持つように維持されている。図中上側の加熱回転体102は、駆動モータ(図示せず)により矢印方向に駆動される。これにあわせ、図中下側の加圧回転体103は、従動で、矢印方向に回転する。この加熱回転体102は、図2に示したように、ローラ外部に配置した磁束発生用のコイル111からの磁束を受けて発熱する。この発熱された加熱回転体102と、加圧回転体103と、の圧接部(ニップ部)を用紙Pが通過することで、この用紙P上のトナーを融着圧着して定着する。
【0017】
上記の加熱回転体102の周上には、加熱回転体102と加圧回転体103との接触位置よりも回転方向下流側に、用紙Pを加熱回転体102から剥離させる剥離爪105、加熱回転体2の温度検出をするサーミスタ106(加熱回転体長手方向に複数設けている)、加熱回転体102上にオフセットされたトナーや紙屑等のごみを除去するクリーニング部材107、および加熱回転体2の表面温度の異常を検知して加熱を遮断するためのサーモスタッド108(加熱回転体上に少なくとも1つ以上)、が設けられている。サーミスタ106やサーモスタッド108は、磁束発生用のコイル111から発生する磁力線の影響を受けない位置に設けられている。このうち、サーミスタ106は、加熱回転体102の温度の検知を行い、図示しない温度制御装置により、加熱回転体102の温度を調節する。一方、図中下側の加圧回転体103の周上には、用紙Pを加圧回転体103から剥離するための剥離爪109、トナーを除去するクリーニングローラ110が設けられている。
【0018】
図3は、上記の加熱回転体102を構成するエンドレス部材11の断面図である。エンドレス部材11は、回転軸を構成する円筒形の芯材16と、この芯材の外側に形成された弾性体層12(材料は例えばシリコンゴム又は発泡ゴム)と、その外側に接して形成された導体層13(例えばニッケル)と、その外側に形成された薄膜表面弾性層14(例えばシリコンゴム)と、その外側に形成された離型層15(例えばPFA)と、を有している。より具体的には、本実施形態では、芯材16として鉄、弾性体層12として発泡ゴム、導体層13としてニッケルベルト、薄膜表面弾性層14としてシリコンゴム、離型層15としてPFA、を用いている。弾性体層12の厚さは、導体層13よりも格段に厚く設定されている。
【0019】
この図3の加熱回転体102は、磁束発生用のコイル111(図2)から発生する磁力線によって導体層13が誘導加熱される。このため、この加熱回転体102は、表面近くが発熱される。これにより、この加熱回転体102は、エネルギー効率が良く、立ち上がりが早い加熱が行われる。
【0020】
本実施形態の特徴の1つは、加熱回転体102において、弾性体層12と導体層13との大部分を非接着とした点である。以下、図4を用いて説明する。
【0021】
図4は、加熱回転体102と、加圧回転体103と、の斜視図である。加熱回転体102は、エンドレス部材11により構成されている。このエンドレス部材11の長さは、370mmである。また、図4に示すように、加圧回転体103の長さは、加熱回転体102よりも短くなっている。
【0022】
図4の加熱回転体102のエンドレス部材11では、弾性体層12と導体層13とは(図3参照)、図4中に斜線で示す接着部分17でのみ接着されている。この接着部分17は、加熱回転体102の両端部から30mmの部分である。ただし、図4に示すように、両端部から30mmの部分のうちの一部は非接着となっている。この加熱回転体102の接着部分17は、加圧回転体3と圧接されておらず、紙Pが通過されない非通紙部分となっている。
【0023】
以上説明した本実施形態の定着装置100の加熱回転体102では、弾性体層12を設けたので、磁束発生用のコイル111(図2)による導体層13の誘導加熱の際に、導体層13に生じた熱が芯材16に拡散しにくい。このため、導電層13の温度が短い時間で定着に必要な温度まで高められ、加熱する際の立ち上がり時間を短縮させることができる。
【0024】
また、本実施形態の定着装置100の加熱回転体102では、導体層13や弾性体層12、14の層厚や材料の硬度を調節することで、部材の硬度を調節でき、ニップ幅や剥離性能を容易に調整することができる。これにより、広いニップ幅を確保して、安定した定着を行うことができる。
【0025】
さらに、本実施形態の定着装置100では、寿命を長くすることができる。以下、説明する。
【0026】
定着装置100は、画像形成装置の使用時と非使用時とで、過熱・冷却が繰り返される。本発明者は、弾性体層12を導体層13で覆った加熱回転体102を有する定着装置では、この加熱・冷却が原因で、加熱回転体102の劣化および定着不良が起こりやすくなることを独自に知得した。本発明者は、この劣化の原因をさらに詳細に調査した。その結果、この原因は、加熱時に弾性体12が熱膨張し、また、冷却時に弾性体12が収縮する現象が起こるためであることが分かった。
【0027】
そこで、本実施形態では、図3、図4から分かるように、弾性体層12と導体層13とを非通紙部分17以外では接着していない。このように非接着とすると、加熱回転体102の冷却時に弾性体層12が収縮変形しても、導体層13はその変形の影響を受けない。このため、冷却時のエンドレス部材11の変形を避けることができる。また、加熱回転体102の加熱時に弾性体層12が膨張しようとしても、膨張した弾性体内の気体がエンドレス部材11の端部から外部に逃げ易くなるので、この膨張が抑制される。これにより、弾性体12の劣化、軟化および破壊を防止することができる。これらの結果、加熱回転体102および定着装置100の寿命を長くすることができる。
【0028】
また、本実施形態では、接着部分17のみで接着を行っているが、弾性体層12と導体層13とが図4中横方向にずれようとする力は弱いので、弾性体層12と導体層13とが図4中横方向にずれることはほとんどない。
【0029】
以上のように、本実施形態の画像形成装置によれば、立ち上がり時間が短くニップ幅が広く、寿命が長い定着装置を提供することができる。
【0030】
以上説明した図1〜図4の画像形成装置では、加熱回転体102において、図4に示すように、弾性体層12と導体層13との接着部分17を、両端部としている。しかし、この接着部分17を、図5に示すように、螺旋状にすることもできる。ただし、この場合も、膨張した弾性体12内の気体がエンドレス部材11の端部から外部に逃げ易くなるようにするために、螺旋方向の一部分は非接着とする(図5)。
【0031】
また、図1〜図4の画像形成装置では、弾性体層12と導体層13との二重構造を有するエンドレス部材11を加熱回転体102に用いた場合を説明したが、このような二重構造を加圧回転体103に用いることもできる。これにより、弾性体層の熱伝導度が低いので、加熱回転体102が加圧回転体103に奪われる熱量を小さく抑えることができる。そして、定着装置100の立ち上がり時間を短くすることができる。また、弾性体層が適度な弾性を有するので、ニップ幅を広くすることができる。また、弾性体層12と導体層13とは接着している部分が全くなくとも良い。
【0032】
また、本実施形態の画像形成装置では、図3に示すように、エンドレス部材11を、芯材16と、弾性体層12と、導体層13と、薄膜表面弾性層14と、離型層15と、を備える構成にした。しかし、必要に応じて、薄膜表面弾性層14や離型層15を設けないこともできる。
【0033】
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態の画像形成装置の特徴の1つは、定着装置の加熱回転体102(図3参照)の弾性体層12と導体層13とが全域に渡って接着されていない点である。装置の主要部分の構成は第1の実施の形態(図1〜図3)とほぼ同様である。以下では、第1の実施の形態と異なる部分について説明する。
【0034】
図6は、本発明の第2の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体102と横ずれ防止体18とを示す図である。加熱回転体102は、エンドレス部材11により構成されている。ただし、本実施形態では、弾性体層12と導体層13とは全く接着されていない。このため、第1の実施の形態と同様に、エンドレス部材11の加熱、冷却を繰り返し、弾性体層12が縮んでも、表面の導体層13はその変形の影響を受けず、エンドレス部材11の変形を避けることができる。また、加熱時に膨張した弾性体層12内の気体がエンドレス部材11の端部から外部に逃げやすいので、弾性体層12の劣化や軟化、破壊を防ぐことができる。
【0035】
もっとも、図6の加熱回転体102では、弾性体層12と導体層13とを接着していないため、エンドレス部材11の使用中に、弾性体層12と導体層13とが横ずれ(摺動)を起こすおそれがある。そこで、この横ずれを防ぐため、本実施形態のエンドレス部材11には、図6に示すように、両端に横ずれ防止体18を取り付けてある。これにより、使用中に導体層13に横方向の力が加わっても、この導体層13がガイド部材18にあたって止まるため、導体層の横ずれを防止できる。このガイド部材18の直径は加熱回転体102より大きく、芯金属16を中心に配置している。
【0036】
以上説明した本実施形態の定着装置では、図6に示すように、横ずれ防止体18を、エンドレス部材11に取り付けている。しかし、図7に示すように、横ずれ防止体18を、定着装置のフレーム19等の、エンドレス部材11以外の部分に固定することもできる。これにより、図6と同様に、導体層13の横ずれを防止することができる。
【0037】
また、横ずれ防止体18を設けずに、図8〜図11のような変形例を用いることもできる。この図8〜図11は、加熱回転体102の一部を示しており、芯金属16と、弾性体層12と、導体層13と、を示している。導体層13の外側の薄膜表面弾性層14および離型層15(図3参照)は図示していない。
【0038】
まず、図8の加熱回転体102は、弾性体層12の回転軸方向の長さを導体層13の長さより長くし、エンドレス部材11の両端部分で弾性体層12を露出させている。この実施の形態では、露出した部分の弾性体層12は膨らんで、導電層13より直径が大きくなる。これにより、使用中に導体層13に横方向の力が加わっても、この膨らんだ部分に導体層13が引っかかるので、導体層13の横ずれを防止することができる。
【0039】
次に、図9の加熱回転体102は、弾性体層12の中央部分の直径が、端部の直径に比べて小さくなるようにしている。これにより、導体層13の横ずれを防止することができる。
【0040】
次に、図10の加熱回転体102は、弾性体層12および導体層13の両方において、中央部分の直径が端部の直径に比べて小さくなるようにしている。これにより、導体層13の横ずれを防止することができる。また、図10とは逆に、弾性体層12及び導体層13の両方の中央部分の直径が端部の直径に比べて大きくなるようにしてもよい。
【0041】
また、本実施形態の画像形成装置およびその変形例では、弾性体層12と導体層13とを有するエンドレス部材11を加熱回転体102に用いた場合を説明したが、このような弾性体層と導体層とを有する構造を加圧回転体103に用いることもできる。
【0042】
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態の画像形成装置の特徴の1つは、定着装置の加熱回転体102(図3)において、図11に示すように、弾性体層12の内部に、弾性体層12と外部との間の気体の移動を容易にする通気孔20が形成されている点である。装置の主要部分の構成は第1の実施の形態(図1〜図3)とほぼ同様である。以下では、第1の実施の形態と異なる部分について説明する。
【0043】
図11は、本発明の第3の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体102の一部を示す図である。この加熱回転体102は、エンドレス部材11により構成されている。図11は、このエンドレス部材11のうちの、弾性体層12およびそれよりも内側の部分を示している。
【0044】
本実施形態の加熱回転体102を構成するエンドレス部材11では、弾性体層12と導電体13とは全域にわたって接着されている(図3参照)。本実施形態のエンドレス部材11の弾性体層12には、図11に示すように、回転軸方向に沿って弾性体層12内の気体が移動可能な複数の通気孔20が形成されている。本実施形態では、この通気孔20は、両端側が開放している。このように、通気孔20を設けたので、加熱回転体102の加熱、冷却を繰り返し、弾性体12内の気体が膨張、収縮しても、通気孔20によりスムーズに気体の移動ができる。これにより、弾性体12内の気体の膨張や収縮による弾性体12自体の膨張・収縮を避けることができる。この結果、加熱回転体102の劣化を防止し、定着装置の寿命を長くすることができる。
【0045】
本実施形態では、エンドレス部材の軸に沿った方向に両端側が開放した複数の通気孔20を設けたが、この通気孔20を、一端側が開放した通気穴とすることもできる。なお、特許請求項の範囲では、通気孔とは、通気孔と通気穴の両方を含むものとして記載している。また、本実施の形態でも、弾性体層12と導体層13は非接着部分が一部であってもよい。
【0046】
また、本実施形態の画像形成装置では、弾性体層12と導体層13との二重構造を有するエンドレス部材11を加熱回転体102に用いた場合を説明したが、このような二重構造を有する構造を加圧回転体103に用いることもできる。
【0047】
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態の画像形成装置は、定着装置の加熱回転体102において、図12に示すように、弾性体層12の表面に溝21を設けている。装置の主要部分の構成は第1の実施の形態(図1〜図3)とほぼ同様である。以下では、第1の実施の形態と異なる部分について説明する。
【0048】
図12は、本発明の第4の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体102の一部を示す図である。この加熱回転体102は、エンドレス部材11(図3)により構成されている。図12は、このエンドレス部材11のうちの、弾性体層12およびそれよりも内側の部分を示している。
【0049】
本実施形態の加熱回転体102を構成するエンドレス部材11では、図12に示すように、導体層13の内面と向かい合う弾性体層12の表面に、エンドレス部材11の軸の方向に沿って、両端側が開放した複数の溝21が形成されている。溝21がない部分の弾性体層12の表面と、導体層13と、は全面で接着されている(図3参照)。この弾性体12と導体層13とを組み合わせてエンドレス部材11としたとき、溝21によって弾性体層12と導体層13との間に、弾性体層12内の気体が移動可能な通気孔ができる。このため、加熱回転体102の加熱、冷却を繰り返し、弾性体12内の気体が膨張、収縮しても、通気孔によりスムーズに気体の移動ができる。これにより、弾性体層12内の気体の膨張や収縮による弾性体層12自体の膨張・収縮を避けることができる。この結果、弾性体層12の劣化や軟化、破壊も防ぐことが期待できる。
【0050】
以上説明した図12の加熱回転体102では、弾性体層12の表面の回転軸方向に複数の溝21を設けた。しかし、回転軸方向の溝21に加え、周方向にも溝21を作ることで、よりスムーズに気体を移動させるようにしてもよい。
【0051】
また、図12の熱回転体102では、両端側が開放した溝21を設けた。しかし、一端側が開放した溝を設けることもできる。
【0052】
また、本実施形態の画像形成装置では、弾性体層12と導体層13とを有するエンドレス部材を加熱回転体102に用いた場合を説明したが、このような弾性体層と導体層とを有する構造を加圧回転体103に用いることもできる。
【0053】
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態の画像形成装置は、図13に示すように、エンドレス部材11(図3)により構成される加熱回転体102において、弾性体層12の内側の芯材16に、通気孔22を設けている。つまり、弾性体層12の内側表面上に、弾性体層12と外部との間の気体の移動を容易にする孔が形成されている。装置の主要部分の構成は第1の実施の形態(図1〜図3)とほぼ同様である。以下では、第1の実施の形態と異なる部分について説明する。
【0054】
図13は、本発明の第5の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体102の一部を示す図である。この加熱回転体102は、エンドレス部材11により構成されている。図13は、このエンドレス部材11のうち、回転軸を構成する芯材16の部分を示している。
【0055】
本実施形態では、図13に示すように、芯材16が中空であり、芯材16の側面及び外周面に内外を連通させる複数の通気孔22が空いている。弾性体層12は、この中空体としての芯材16の外側に配置される。この図13の加熱回転体102では、加熱、冷却を繰り返し、弾性体層12内の気体が膨張、収縮しても、芯材16に開けられた通気孔22により、芯材16の中を通ってスムーズに気体の移動ができる。これにより、弾性体層12内の気体の膨張や収縮による弾性体層12自体の膨張・収縮を避けることができる。この結果、弾性体層12の劣化や軟化、破壊を防ぐことができる。
【0056】
以上説明した本実施形態の画像形成装置では、弾性体層の内側に中空の芯材16を設ける構造を加熱回転体102に用いた場合を説明したが、この構造を加圧回転体103に用いることもできる。
【0057】
(第6の実施の形態)
第6の実施の形態の画像形成装置は、定着装置の加熱回転体102において、図14に示すように、弾性体層12を、中央部の発砲率の低い発泡ゴム23と、端部の発砲率が高い発泡ゴム24と、の2種類の材料で構成している。装置の主要部分の構成は第1の実施の形態(図1〜図3)とほぼ同様である。以下では、第1の実施の形態と異なる部分について説明する。
【0058】
図14は、本発明の第6の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体102の一部を示す図である。この加熱回転体102は、エンドレス部材11によって構成されている。図14は、このエンドレス部材11のうちの、弾性体層12およびそれよりも内側の部分を示している。
【0059】
本実施形態の加熱回転体102は、弾性体12と導電体13が全域にわたって接着されている(図3参照)。本実施形態では、弾性体層12は、中央部に発泡率が150%の第1の発泡ゴム23を用い、端部に発泡率が第1の発泡ゴムよりも高い200%の第2の発泡ゴム24を用いて、発泡率の異なる2種類の発泡ゴムで構成されている。これにより、加熱回転体102および定着装置の寿命を長くすることができる。
【0060】
すなわち、加熱回転体102の加熱、冷却を繰り返すと、弾性体層12内の気体が膨張、収縮する。このとき、弾性体層12の中央部にある気体は、端部にある気体に比べて、加熱回転体102の端面から遠いために、弾性体層12の内部に閉じ込められやすい。このため、加熱時の弾性体層12内の気圧の分布は、中央部が端部より高くなる。つまり、弾性体層12では、端部に比べ中央部に負荷される力が大きくなる。その結果、通常の加熱回転体102では、弾性体層12の中央部分が、端部よりも早く劣化しやすくなる。そこで、本実施形態では、中央部の第1の発泡ゴム23の発泡率を端部の第2の発泡ゴム24の発砲率よりも低くしている。これにより、中央部の弾性体層23に含まれる気体は端部に比べて少なくなり、加熱時の気体の膨張による気圧の上昇を抑えられる。その結果、中央部の第1の発泡ゴム23の劣化が起こりにくくなる。これにより、加熱回転体102および定着装置の寿命を長くすることができる。
【0061】
以上説明した本実施形態の画像形成装置では、弾性体層12を発砲率の異なる2種類の発泡ゴムにより構成する構造を加熱回転体102に用いた場合を説明したが、この構造を加圧回転体103に用いることもできる。
【0062】
また、本実施形態では、弾性体層12における発泡率を、中央部分23に比して、両端部側24が大きいもののとした。しかし、弾性体層12における発泡率を、中央部分に比して、一方端部側が大きいもののとすることもできる。
【0063】
また、本実施の形態においても、弾性体層12と導体層13は一部に非接着部分があってもよい。
【0064】
また、本実施の形態では、部材の性質を発砲率を用いて説明したが、これに限定されるものではない。
【0065】
以上説明した本発明の実施の形態では、画像形成装置として、複写装置(コピー機)を用いた場合について説明した。しかし、画像形成装置として、ファクシミリ、プリンタ、等を用いることもできる。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、弾性体層と、この弾性体層の外側に形成された導体層と、を有する回転体を備える定着装置において、特性が高く、かつ、寿命が長い定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の画像形成装置を示す図。
【図2】本発明の第1の実施の形態の画像形成装置の定着装置の側面の拡大図。
【図3】本発明の第1の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体を構成するエンドレス部材の断面図。
【図4】本発明の第1の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体と加圧回転体とを示す図。
【図5】本発明の第1の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体の変形例を示す断面図。
【図6】本発明の第2の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体とガイド部材とを示す断面図。
【図7】本発明の第2の実施の形態の画像形成装置の定着装置の変形例を示す断面図。
【図8】本発明の第2の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体の一部の変形例を示す断面図。
【図9】本発明の第2の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体の変形例を示す断面図。
【図10】本発明の第2の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体の一部の変形例を示す図。
【図11】本発明の第3の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体の一部を示す図。
【図12】本発明の第4の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体の一部を示す図。
【図13】本発明の第5の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体の一部を示す図。
【図14】本発明の第6の実施の形態の画像形成装置の定着装置の加熱回転体の一部を示す図。
【符号の説明】
P シート
11 エンドレス部材
12 弾性体層
13 導体層
16 芯材
17 接着部
18 ガイド部材
20 通気孔
21 溝
22 通気孔
30 転写部
100 定着部
102 加熱回転体
103 加圧回転体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device of an image forming apparatus and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine, a process is required in which the toner-transferred paper is heated and pressurized to fix the toner on the paper. In this fixing process, in general, in a fixing device, paper is passed between a heating rotator and a pressure rotator (nip portion) to heat and fix toner onto the paper.
[0003]
Recently, as the heating rotator and the pressure rotator of the fixing device, a structure having a double structure of an elastic layer and a conductor layer covering the elastic layer is often used.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-49261 A
[Patent Document 2]
JP 2002-266846 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, as the heating rotator and the pressure rotator of the fixing device, a structure having a double structure of an elastic layer and a conductor layer covering the elastic layer is used. However, the present inventor has thought that this double-structured rotating body has a problem of short life.
[0006]
That is, the fixing device is repeatedly heated and cooled when the image forming apparatus is used and when it is not used. According to the experiments by the present inventor, in the fixing device having the double structure rotating body as described above, deterioration due to heating / cooling and fixing failure are likely to occur, and the life is shortened. The inventor investigated the cause of this phenomenon in more detail. As a result, it has been found that this phenomenon is caused by the gas contained in the elastic body layer expanding and contracting during heating and cooling, which causes deformation and deterioration of the elastic body layer.
[0007]
The present invention is based on the recognition of such a problem, and an object thereof is to provide a fixing device for an image forming apparatus having high characteristics and a long lifetime.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the fixing device of the image forming apparatus of the present invention, the recording material is maintained in a heated state between the heating rotator and the pressure rotator, and the toner on the recording material is melt-processed. A fixing device of an image forming apparatus for fixing a toner image, wherein at least one of the heating rotator and the pressure rotator includes at least one of an elastic body layer and a conductor layer covering the elastic body layer. And the elastic body layer and the conductor layer are at least partially unbonded.
[0009]
Further, the fixing device of the image forming apparatus according to the present invention maintains the recording material in a heated state between the heating rotator and the pressure rotator, melts the toner on the recording material, A fixing device of an image forming apparatus for fixing the toner image to the at least one of the heating rotator and the pressure rotator, at least two of an elastic layer and a conductor layer covering the periphery. In addition to the endless member having a heavy structure, the elastic layer is formed with a plurality of ventilation holes having at least one end opened in a direction along the axis of the endless member.
[0010]
Further, the fixing device of the image forming apparatus according to the present invention maintains the recording material in a heated state between the heating rotator and the pressure rotator, melts the toner on the recording material, A fixing device of an image forming apparatus for fixing the toner image to the at least one of the heating rotator and the pressure rotator, at least two of an elastic layer and a conductor layer covering the periphery. In addition to the endless member having a heavy structure, the elastic body layer is disposed on the outer side of the core material as a hollow body, and has a vent hole for communicating the inside and the outside with a predetermined surface of the core material. It is characterized by.
[0011]
Further, the fixing device of the image forming apparatus according to the present invention maintains the recording material in a heated state between the heating rotator and the pressure rotator, melts the toner on the recording material, A fixing device of an image forming apparatus for fixing the toner image to the at least one of the heating rotator and the pressure rotator, at least two of an elastic layer and a conductor layer covering the periphery. It is an endless member having a heavy structure, and a member having a larger end portion than the center of the coefficient of properties in the elastic layer is used.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, six embodiments will be described.
[0013]
(First embodiment)
One of the features of the image forming apparatus of the first embodiment is that, as can be seen from FIGS. 3 and 4, for example, the
[0014]
FIG. 1 is a diagram illustrating an image forming apparatus and a fixing device according to a first embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 of this embodiment is a digital copying apparatus. Similar to a general copier, the image forming apparatus 1 includes a
[0015]
The apparatus of FIG. 1 is characterized by the structure of the fixing
[0016]
FIG. 2 is an enlarged view of a side surface of the fixing
[0017]
On the circumference of the
[0018]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
[0019]
In the
[0020]
One of the features of this embodiment is that most of the
[0021]
FIG. 4 is a perspective view of the
[0022]
In the
[0023]
In the
[0024]
Further, in the
[0025]
Furthermore, the life of the fixing
[0026]
The fixing
[0027]
Therefore, in this embodiment, as can be seen from FIG. 3 and FIG. 4, the
[0028]
Further, in this embodiment, the bonding is performed only by the
[0029]
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, it is possible to provide a fixing device having a short rise time, a wide nip width, and a long lifetime.
[0030]
In the image forming apparatus shown in FIGS. 1 to 4 described above, in the
[0031]
In the image forming apparatus of FIGS. 1 to 4, the case where the
[0032]
In the image forming apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
[0033]
(Second Embodiment)
One of the features of the image forming apparatus of the second embodiment is that the
[0034]
FIG. 6 is a diagram showing the
[0035]
However, in the
[0036]
In the fixing device of the present embodiment described above, the lateral
[0037]
Further, the modification examples as shown in FIGS. 8 to 11 can be used without providing the lateral
[0038]
First, in the
[0039]
Next, the
[0040]
Next, the
[0041]
Further, in the image forming apparatus of this embodiment and the modification thereof, the case where the
[0042]
(Third embodiment)
One of the features of the image forming apparatus according to the third embodiment is that, in the heating rotator 102 (FIG. 3) of the fixing device, as shown in FIG. A
[0043]
FIG. 11 is a diagram illustrating a part of the
[0044]
In the
[0045]
In the present embodiment, a plurality of vent holes 20 having both ends opened in the direction along the axis of the endless member are provided. However, the vent holes 20 may be vent holes having one end opened. In the scope of the claims, the vent hole is described as including both the vent hole and the vent hole. Also in this embodiment, the
[0046]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the case where the
[0047]
(Fourth embodiment)
In the image forming apparatus according to the fourth embodiment, a
[0048]
FIG. 12 is a diagram illustrating a part of the
[0049]
In the
[0050]
In the
[0051]
Further, in the
[0052]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the case where the endless member having the
[0053]
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 13, the image forming apparatus according to the fifth embodiment includes a ventilation hole formed in the
[0054]
FIG. 13 is a diagram illustrating a part of the
[0055]
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, the
[0056]
In the image forming apparatus according to the present embodiment described above, the case where the structure in which the
[0057]
(Sixth embodiment)
In the image forming apparatus according to the sixth embodiment, in the
[0058]
FIG. 14 is a diagram illustrating a part of the
[0059]
In the
[0060]
That is, when heating and cooling of the
[0061]
In the image forming apparatus of the present embodiment described above, the case where the structure in which the
[0062]
In the present embodiment, the expansion ratio in the
[0063]
Also in this embodiment, the
[0064]
In the present embodiment, the property of the member has been described using the firing rate, but the present invention is not limited to this.
[0065]
In the embodiment of the present invention described above, the case where a copying apparatus (copy machine) is used as the image forming apparatus has been described. However, a facsimile, a printer, or the like can be used as the image forming apparatus.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a fixing device including a rotating body having an elastic layer and a conductor layer formed outside the elastic layer, a fixing device having high characteristics and a long life is provided. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged side view of the fixing device of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an endless member constituting a heating rotator of the fixing device of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a heating rotator and a pressure rotator of the fixing device of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the heating rotator of the fixing device of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a heating rotator and a guide member of a fixing device of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the fixing device of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of a part of the heating rotator of the fixing device of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modification of the heating rotator of the fixing device of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a modification of a part of the heating rotator of the fixing device of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a part of a heating rotator of a fixing device of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a part of a heating rotator of a fixing device of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a part of a heating rotator of a fixing device of an image forming apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a part of a heating rotator of a fixing device of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
P sheet
11 Endless materials
12 Elastic layer
13 Conductor layer
16 Core
17 Bonding part
18 Guide member
20 Vent
21 groove
22 Vent
30 Transfer section
100 Fixing part
102 Heating rotator
103 Pressurized rotating body
Claims (10)
前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方を、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の少なくとも二重構造を有するエンドレス部材とすると共に、
前記弾性体層と前記導体層は少なくとも一部が非接着状態であることを特徴とする画像形成装置の定着装置。Fixing of an image forming apparatus that maintains a recording material in a heated state between a heating rotator and a pressure rotator, melts the toner on the recording material, and fixes the toner image on the recording material. A device,
At least one of the heating rotator and the pressure rotator is an endless member having at least a double structure of an elastic layer and a conductor layer covering the elastic layer,
A fixing device for an image forming apparatus, wherein at least a part of the elastic body layer and the conductor layer is in an unbonded state.
二重構造を有する一方の回転体の回転軸方向の長さが他方の回転体の回転軸方向の長さより長く、前記接着状態の部分が前記加熱回転体と前記加圧回転体とが圧接していない部分であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置の定着装置。Only one of the heating rotator and the pressure rotator has a double structure,
The length of one rotating body having a double structure in the rotation axis direction is longer than the length of the other rotating body in the rotation axis direction, and the heated rotating body and the pressure rotating body are pressed against each other in the bonded state. The fixing device for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing device is a portion that is not formed.
前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方を、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の少なくとも二重構造を有するエンドレス部材とすると共に、
前記弾性体層に、前記エンドレス部材の軸に沿った方向に少なくとも一端側が開放した複数の通気孔が形成されていることを特徴とする画像形成装置の定着装置。Fixing of an image forming apparatus that maintains a recording material in a heated state between a heating rotator and a pressure rotator, melts the toner on the recording material, and fixes the toner image on the recording material. A device,
At least one of the heating rotator and the pressure rotator is an endless member having at least a double structure of an elastic layer and a conductor layer covering the elastic layer,
A fixing device for an image forming apparatus, wherein a plurality of air holes having at least one end opened in a direction along an axis of the endless member are formed in the elastic layer.
前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方を、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の少なくとも二重構造を有するエンドレス部材とすると共に、
前記弾性体層は、中空体としての芯材の外側に配置されたものであり、この芯材の所定の面に内外を連通させる通気孔を備えたことを特徴とする画像形成装置の定着装置。Fixing of an image forming apparatus that maintains a recording material in a heated state between a heating rotator and a pressure rotator, melts the toner on the recording material, and fixes the toner image on the recording material. A device,
At least one of the heating rotator and the pressure rotator is an endless member having at least a double structure of an elastic layer and a conductor layer covering the elastic layer,
The elastic body layer is disposed on the outer side of a core material as a hollow body, and has a vent hole that communicates the inside and the outside with a predetermined surface of the core material. .
前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方を、弾性体層と、そのまわりを被う導体層と、の少なくとも二重構造を有するエンドレス部材とすると共に、
前記弾性体層における性質の係数を中央に比して端部の方が大きいものを用いることを特徴とする画像形成装置の定着装置。Fixing of an image forming apparatus that maintains a recording material in a heated state between a heating rotator and a pressure rotator, melts the toner on the recording material, and fixes the toner image on the recording material. A device,
At least one of the heating rotator and the pressure rotator is an endless member having at least a double structure of an elastic layer and a conductor layer covering the elastic layer,
A fixing device for an image forming apparatus, wherein the elastic layer has a property coefficient larger than that of the center of the elastic layer.
前記エンドレス部材の前記導体層を誘導加熱する誘導加熱源をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の画像形成装置の定着装置。The heating rotator is the endless member,
The fixing device for an image forming apparatus according to claim 1, further comprising an induction heating source for induction heating the conductor layer of the endless member.
画像の潜像が形成される感光体と、
前記潜像に対応したトナー像を前記記録材上に転写させる転写チャージャと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。A fixing device according to any one of claims 1 to 9,
A photoreceptor on which a latent image is formed;
A transfer charger for transferring a toner image corresponding to the latent image onto the recording material;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003200624A JP2005043476A (en) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | Fixing device for image forming apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003200624A JP2005043476A (en) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | Fixing device for image forming apparatus and image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005043476A true JP2005043476A (en) | 2005-02-17 |
Family
ID=34260971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003200624A Pending JP2005043476A (en) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | Fixing device for image forming apparatus and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005043476A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006267332A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device |
US7817952B2 (en) | 2006-03-13 | 2010-10-19 | Ricoh Company, Ltd. | Fixer and image forming apparatus including the same |
JP2013200505A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Pressure member for fixing, fixing device, and image forming apparatus |
WO2015075987A1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming device provided with same |
JP2021076801A (en) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | 株式会社金陽社 | Silicone sponge roller for fixing device, and heat fixing device |
-
2003
- 2003-07-23 JP JP2003200624A patent/JP2005043476A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006267332A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device |
JP4692038B2 (en) * | 2005-03-23 | 2011-06-01 | 富士ゼロックス株式会社 | Fixing device |
US7817952B2 (en) | 2006-03-13 | 2010-10-19 | Ricoh Company, Ltd. | Fixer and image forming apparatus including the same |
JP2013200505A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Pressure member for fixing, fixing device, and image forming apparatus |
WO2015075987A1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming device provided with same |
CN104823116A (en) * | 2013-11-21 | 2015-08-05 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and image forming device provided with same |
JP5864814B2 (en) * | 2013-11-21 | 2016-02-17 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same |
JP2021076801A (en) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | 株式会社金陽社 | Silicone sponge roller for fixing device, and heat fixing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8630572B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus including same | |
JP4444223B2 (en) | FIXING DEVICE, IMAGE FORMING DEVICE, FIXING DEVICE CONTROL METHOD, FIXING DEVICE CONTROL PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM THEREOF | |
JP5740455B2 (en) | Image forming apparatus and fixing device | |
JP5034478B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5129978B2 (en) | Image forming apparatus fixing device and image forming apparatus | |
JP2007293345A (en) | Fixing device for image forming apparatus and fixing method | |
JP2011186468A (en) | Fixing apparatus | |
JP2004272255A (en) | Fixing device | |
JP2004144833A (en) | Heating device | |
US20080038031A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP4810590B2 (en) | FIXING DEVICE, IMAGE FORMING DEVICE, FIXING DEVICE CONTROL METHOD, CONTROL PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM THEREOF | |
JP2005043476A (en) | Fixing device for image forming apparatus and image forming apparatus | |
JP2011095544A (en) | Image heating apparatus | |
JP4673050B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
US6501936B1 (en) | Heating mechanism for use in image forming apparatus | |
JP4176461B2 (en) | Belt fixing device | |
JP2011059387A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP4206788B2 (en) | Belt fixing device | |
JP2004279857A (en) | Heat fixing device and image forming apparatus | |
JP2009186563A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2010139984A (en) | Fixing device and image forming apparatus with the same | |
JP2009139822A (en) | Heater, image heating device and image forming apparatus | |
JP2007057689A (en) | Fixing device | |
JP4038139B2 (en) | Fixing roller, fixing device having the fixing roller, and image forming apparatus | |
JP2019020512A (en) | Fixing member, fixing device, and image forming apparatus |