JP2006251677A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着される定着装置、更に詳しくは、熱ローラと、無端状のベルトが巻き掛けられた複数の圧ローラであって該ベルトを介して熱ローラに圧接された複数の圧ローラとを備えた定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile, and more specifically, a heat roller and a plurality of pressure rollers around which an endless belt is wound. And a plurality of pressure rollers pressed against the heat roller via the belt.
画像形成装置に装着される定着装置は、未定着トナーを用紙に定着させるため、高い温度と一定時間の圧力を必要としている。特に近年、ニーズが多くなってきているカラー画像形成装置においては、多色のトナーを重ねて印字するため、モノクロ機よりも高い熱量と圧力が必要とされる。この要求に応えるためには、熱ローラと圧ローラとのニップ幅が大きい定着装置が有利であるが、このような定着装置の一つの典型例としては、熱ローラと、無端状のベルトが巻き掛けられた2個の圧ローラであって該ベルトを介して熱ローラに圧接された2個の圧ローラとを備えた定着装置を挙げることができる(特許文献1参照)。 A fixing device mounted on an image forming apparatus requires high temperature and pressure for a certain time in order to fix unfixed toner on a sheet. In particular, in recent years, color image forming apparatuses, which have been in increasing demand, require a higher amount of heat and pressure than monochrome machines in order to print multiple color toners. In order to meet this requirement, a fixing device having a large nip width between the heat roller and the pressure roller is advantageous. As a typical example of such a fixing device, a heat roller and an endless belt are wound. An example of the fixing device includes two pressure rollers that are hung and two pressure rollers that are pressed against the heat roller via the belt (see Patent Document 1).
このような定着装置においては、ベルトが使用されているので、回転動作中にベルトが幅方向に片寄って、蛇行する現象が発生する。このようなベルトの蛇行を防止するため、ベルトにおける幅方向両端部の内周面に蛇行防止用のリブを全周にわたって延在するよう接着し、更に、ローラの外周面とベルトの内周面との間に異物が混入するのを防止しかつリブが、対応するローラの外周面に乗り上げるのを防止するため、ローラの、該リブの該幅方向内側に合成樹脂製のリング部材を配設する手段が提案されている(特許文献2参照)。 In such a fixing device, since a belt is used, a phenomenon occurs in which the belt is shifted in the width direction during the rotating operation and meanders. In order to prevent such meandering of the belt, the meandering-preventive ribs are bonded to the inner peripheral surfaces of both ends in the width direction of the belt so as to extend over the entire circumference, and the outer peripheral surface of the roller and the inner peripheral surface of the belt A synthetic resin ring member is disposed on the inner side of the rib in the width direction in order to prevent foreign matter from entering between and the rib from running on the outer peripheral surface of the corresponding roller. Means to do this has been proposed (see Patent Document 2).
上記手段において、ベルトの該リブにおける一側面と、これに対向するリング部材の一側面とは、ローラの軸線に直交するよう形成されているので、該リブにおける該一側面に対し、ベルトに対する接着力以上の力が、ベルトの幅方向(ローラの軸方向)に作用すると、該リブにおける該一側面全体に圧力が作用して、リング部材の該一側面との間の摩擦力が大きくなる。その結果、該リブに剥離が発生して、最終的にはベルトに亀裂が発生するおそれがある。
本発明の目的は、ベルトの耐久性を損なうことなく、ベルトの蛇行を防止することを可能にする、新規な定着装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a novel fixing device that makes it possible to prevent the belt from meandering without impairing the durability of the belt.
本発明によれば、
熱ローラと、無端状のベルトが巻き掛けられた複数の圧ローラであって該ベルトを介して熱ローラに圧接された複数の圧ローラとを備え、該ベルトにおける幅方向両端部の内周面には蛇行防止用のリブが全周にわたって延在するよう配設され、該圧ローラの各々の両端領域には、該両端領域間に存在する中間領域よりも外径の小さな小径部が形成され、該小径部と該中間領域との間には環状の段差が形成され、該ベルトの該リブの各々は、それぞれ、該圧ローラの各々の該小径部に巻き掛けられている定着装置において、
該圧ローラの各々における該小径部の各々において、該ベルトの該リブの各々と該段差との間には、合成樹脂製のリング部材が嵌合され、該リング部材の各々の、対応する該リブにおける一側面に対向する一側面は、外周側端部から半径方向内側に向うに従って、対応する該リブの該一側面に対する隙間が大きくなるような傾斜面をなしている、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
該ベルトの該リブの各々における該一側面は、該圧ローラの各々の軸線に直交するよう形成され、該リング部材の各々における該外周側端部は、該リング部材の各々における該一側面と外周面とが交わる角部からなり、該角部の各々は、曲面をなすと共に該曲面の一部領域が、該リブの各々における該一側面にそれぞれ接触する、ことが好ましい。
According to the present invention,
An inner peripheral surface of both end portions in the width direction of the belt, comprising: a heat roller; and a plurality of pressure rollers around which an endless belt is wound, the pressure rollers being in pressure contact with the heat roller via the belt The ribs for preventing meandering are arranged so as to extend over the entire circumference, and in each end region of each of the pressure rollers, a small-diameter portion having a smaller outer diameter than the intermediate region existing between the both end regions is formed. In the fixing device, an annular step is formed between the small diameter portion and the intermediate region, and each of the ribs of the belt is wound around the small diameter portion of each of the pressure rollers.
In each of the small-diameter portions of each of the pressure rollers, a ring member made of a synthetic resin is fitted between each of the ribs of the belt and the step, and the corresponding one of the ring members One side surface facing one side surface of the rib forms an inclined surface such that a gap with respect to the one side surface of the corresponding rib increases as it goes radially inward from the outer peripheral side end.
A fixing device is provided.
The one side surface of each of the ribs of the belt is formed so as to be orthogonal to the axis of each of the pressure rollers, and the outer peripheral end of each of the ring members is connected to the one side surface of each of the ring members. It is preferable that the corner portion intersects with the outer peripheral surface, and each corner portion forms a curved surface, and a partial region of the curved surface is in contact with the one side surface of each of the ribs.
以下、本発明に従って構成された定着装置の好適な実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a fixing device configured according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1〜図4を参照して、定着装置2は、熱ローラ4と、無端状のベルト6が適宜の張力をもって巻き掛けられた複数の、実施形態においては2個の圧ローラ8及び10とを備えている。圧ローラ8及び10は、ベルト6を介して熱ローラ4に圧接されている。熱ローラ4は、アルミニウムなどの金属からなる円筒状本体12と、円筒状本体12の外周面に配設された、シリコンゴムなどからなる弾性層14とを備えている。熱ローラ4の中心部には熱源であるハロゲンヒータHが配設されている。熱ローラ4と、圧ローラ8及び10の軸線は相互に平行である。
1 to 4, the
ベルト6における幅方向(図3において左右方向であって、熱ローラ4と圧ローラ8及び10の軸方向)両端部の内周面には蛇行防止用のリブ16が全周にわたって延在するよう配設(接着)されている。実施形態において、リブ16の各々は、該幅方向に長い長方形の横断面を有している。ベルト6は、ポリイミド樹脂から形成されており、表面がPFAチューブで覆われている。また、リブ16の各々は、シリコーン樹脂から形成されている。
The meandering-preventing
圧ローラ8及び10の各々の両端領域には、両端領域間に存在する中間領域の大径部8A及び10Aよりも外径の小さな小径部8B及び10Bが形成されている。小径部8B及び10Bと大径部8A及び10Aとの間には、それぞれ、環状の段差8C及び10Cが形成されている。ベルト6のリブ16の各々は、それぞれ、圧ローラ8及び10の各々の小径部8B及び10Bに巻き掛けられている。
In both end regions of the
圧ローラ8及び10の各々における小径部8B及び10Bの各々において、ベルト6のリブ16の各々と、それぞれ対応する段差8C及び10Cとの間には、それぞれ、適宜の合成樹脂、例えば、PPS樹脂(ポリフェニレンサルファイド樹脂)あるいはPEEK樹脂(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)からなるリング部材20が嵌合されている。図4に明示されているように、リング部材20の各々の外周面は、それぞれ、圧ローラ8及び10の各々における大径部8A及び10Aの外周面と実質的に同径である。リング部材20の各々は、圧ローラ8及び10の各々における小径部8B及び10Bに対し、相対回転可能に嵌合される。リング部材20の各々の、対応するリブ16における一側面16aに対向する一側面20aは、外周側端部から半径方向内側に向うに従って、対応するリブ16の一側面16aに対する隙間が大きくなるような傾斜面をなしている。リング部材20の各々の一側面20aと外周面20bとが交わる角部は曲面に形成されている。なお、図示はされていないが、熱ローラ4の両端は、ベルト6の両端領域であって、リブ16が存在する両端領域内に存在するよう配置される。
In each of the
ベルト6のリブ16の各々における一側面16a及びリング部材20の各々の他側面20cは、圧ローラ8及び10の各々の軸線に直交するよう形成されている。圧ローラ8及び10の各々の段差8C及び10Cにおいて、対応するリング部材20の他側面20cに対向しかつ接触しうる環状の領域は、圧ローラ8及び10の各々の軸線に直交するよう形成されている。実施形態において、圧ローラ8及び10の各々における段差8C及び10Cの各々と、大径部8A及び10Aの外周面とが交わる角部は、傾斜面に形成されているので、段差8C及び10Cにおいて、対応するリング部材20の他側面20cに対向しかつ接触しうる、該環状の領域は、該角部を除く領域である。
One
熱ローラ4は、ギヤなどの動力伝達機構を介して、例えば駆動原である電動モータに駆動連結されている(いずれも図示せず)。圧ローラ8及び10と、リブ16の各々を備えたベルト6と、リング部材20の各々とを備えたユニットは、周知のばね手段によって熱ローラ4に向けて付勢される。圧ローラ8及び10は、ベルト6を介して熱ローラ4に圧接させられる。ベルト6の外周面の、圧ローラ8及び10間の領域も、熱ローラ4に圧接させられる。熱ローラ4が電動モータにより図1において時計方向に回転駆動されると、圧ローラ8及び10は、ベルト6と共に反時計方向に従動回転させられる。ハロゲンヒータHが通電され、発熱が開始されると、熱ローラ4の昇温が開始される。熱ローラ4に伝達された熱は、ベルト6及び、ベルト6を介して圧ローラ8及び10にも伝達される。熱ローラ4の表面温度が常温から所定の温度に達した後、片面(上面)にトナーが転写された用紙Pが図1において右から左に向かって搬送され、熱ローラ4と、ベルト6、圧ローラ8及び10とのニップ部を通過すると、用紙Pの片面に転写された未定着トナーは、熱ローラ4によって用紙Pの片面に溶融定着される。
The heat roller 4 is drivingly connected to, for example, an electric motor that is a driving source through a power transmission mechanism such as a gear (none of which is shown). The unit comprising the
本発明による上記定着装置2において、圧ローラ8及び10の各々における小径部8B及び10Bの各々において、ベルト6のリブ16の各々と段差8C及び10Cとの間には、合成樹脂製のリング部材20が嵌合され、リング部材20の各々の、対応するリブ16における一側面16aに対向する一側面20aは、外周側端部から半径方向内側に向うに従って、対応するリブ16の一側面16aに対する隙間が大きくなるような傾斜面をなしている。このような構成に起因して、図4に示されているように、片方のリブ16がベルト6幅方向内側へ向かう力を受けたとき、該リブ16の一側面16aにおける根元の部分が、対応するリング部材20の上記角部に圧接させられて、図4において左に向かう矢印で示すような、該幅方向外方に向かう反力を受けるので、該リブ16の、接着部に対するモーメントが小さくなり、該リブ16の、接着部からの剥離及びベルト6の端部におけ亀裂の発生を防止することが可能になる。その結果、ベルト6の蛇行を防止すると共に、ベルト6及びリブ16の耐久性を向上させることができる。また、ベルト6におけるリブ16の各々の、リング部材20への乗り上げも防止される。
In the
更にはまた、ベルト6のリブ16の各々における一側面16aは、圧ローラの各々の軸線に直交するよう形成され、リング部材20の各々における外周側端部は、リング部材20の各々における一側面20aと外周面とが交わる角部からなり、該角部の各々は、曲面をなすと共に該曲面の一部領域がリブ16の各々における該一側面16aにそれぞれ接触するよう構成されているので、リブ16の各々における該一側面16aに対する摩擦が小さくなり、リブ16の各々の剥離が防止される。
Furthermore, one
図示はされていないが、ベルト6の外周面が圧接させられる熱ローラ4の外周面における両端が、ベルト6の幅方向両端部であって、リブ16が存在する該幅方向の領域内に位置するよう配置された場合には、ベルト6の回転動作中に、ベルト6が幅方向の片方に片寄って、リング部材20に向って持ち上げられようとしても、熱ローラ4における外周面の一端部により規制されるので、リブ16を含むベルト6の耐久性は十分に確保されかつ、ベルト6の蛇行が防止される。
Although not shown in the drawing, both ends of the outer peripheral surface of the heat roller 4 to which the outer peripheral surface of the
なお、図5に示されているように、リブ16の一側面16a及びリング部材20の一側面20aが、該軸線に直交するよう形成された場合には、リブ16がベルト6の幅方向内側へ向かう力を受けたとき、該リブ16の一側面16aにおけるほぼ全面が、リング部材20の一側面20aのほぼ全面に圧接させられて、図4において左に向かう矢印で示すような、該幅方向外方に向かう反力を受けるので、摩擦が大きくなり、リブ16が剥離する可能性が高くなる。他方、図6に示されているように、リング部材20の一側面20aの傾斜が、図4に示す本発明におけると逆方向に形成された場合には、リブ16の一側面16aの先端に圧力が作用するため、リブ16が剥離したり、リング部材20に乗り上げたりする傾向が強くなる。先に述べた本発明によれば、このような不具合は解消される。
As shown in FIG. 5, when the one
2:定着装置
4:熱ローラ
6:ベルト
8、10:圧ローラ
8A、10A:大径部
8B、10B:小径部
8C、10C:段差
16:リブ
16a:リブの一側面
20:リング部材
20a:リング部材の一側面
20b:リング部材の外周面
20c:リング部材の他側面
2: Fixing device 4: Heating roller 6:
Claims (2)
該圧ローラの各々における該小径部の各々において、該ベルトの該リブの各々と該段差との間には、合成樹脂製のリング部材が嵌合され、該リング部材の各々の、対応する該リブにおける一側面に対向する一側面は、外周側端部から半径方向内側に向うに従って、対応する該リブの該一側面に対する隙間が大きくなるような傾斜面をなしている、
ことを特徴とする定着装置。 An inner peripheral surface of both end portions in the width direction of the belt, comprising: a heat roller; and a plurality of pressure rollers around which an endless belt is wound, the pressure rollers being in pressure contact with the heat roller via the belt The ribs for preventing meandering are arranged so as to extend over the entire circumference, and in each end region of each of the pressure rollers, a small-diameter portion having a smaller outer diameter than the intermediate region existing between the both end regions is formed. In the fixing device, an annular step is formed between the small diameter portion and the intermediate region, and each of the ribs of the belt is wound around the small diameter portion of each of the pressure rollers.
In each of the small-diameter portions of each of the pressure rollers, a ring member made of a synthetic resin is fitted between each of the ribs of the belt and the step, and the corresponding one of the ring members One side surface facing one side surface of the rib forms an inclined surface such that a gap with respect to the one side surface of the corresponding rib increases as it goes radially inward from the outer peripheral side end.
A fixing device.
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