JP2007219311A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタなどの画像形成装置に用いられる定着装置に関し、より詳しくはベルト部材を備えた定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine and a printer, and more particularly to a fixing device including a belt member.
画像形成装置に用いられる定着装置においては、例えば、記録紙の表面にトナー像が担持されているため、ベルト部材の熱によってトナー像が溶融した際にトナー像が接着剤となり、記録紙とベルト部材との間に付着力を作用させる。このため、ベルト部材表面から記録紙を剥離する機構を設ける必要がある。 In a fixing device used in an image forming apparatus, for example, since a toner image is carried on the surface of a recording paper, the toner image becomes an adhesive when the toner image is melted by the heat of the belt member. Adhesive force is applied between the members. For this reason, it is necessary to provide a mechanism for peeling the recording paper from the surface of the belt member.
このような機構として、例えばニップ部の下流側にベルト部材に当接して分離爪を配設するものが提案されている(特許文献1参照)。しかしながら、このような機構で高速の定着を行うと、用紙の先端が剥離爪に衝突し、用紙がダメージを受けるという問題が発生する。この問題は、用紙が薄い場合や、未定着トナーの量が多い場合や、オイルレストナーを用いた場合により顕著に発生する。この対策として、剥離爪をより強くベルト部材に接触させる方法があるが、この場合は爪によるベルト部材表面材料の摩耗が発生し、ベルト部材の寿命が短くなる。また、剥離爪を構成する部品が必須であるため、装置の大型化やコストアップが不可避となる。 As such a mechanism, for example, a mechanism in which a separation claw is disposed in contact with the belt member on the downstream side of the nip portion has been proposed (see Patent Document 1). However, when high-speed fixing is performed with such a mechanism, there is a problem that the leading edge of the paper collides with the peeling claw and the paper is damaged. This problem occurs remarkably when the paper is thin, when the amount of unfixed toner is large, or when oilless toner is used. As a countermeasure against this, there is a method in which the peeling claw is brought into contact with the belt member more strongly. In this case, wear of the belt member surface material by the claw occurs, and the life of the belt member is shortened. Moreover, since the components constituting the peeling claw are indispensable, it is inevitable to increase the size and cost of the apparatus.
このような問題点に対して、例えば定着ロールと加圧ロールとの圧接部であるニップ部の出口部の下流方向であってベルト部材の内側に、固定部材を設けた機構が開示されている(例えば、特許文献2参照)。この固定部材は、ベルト部材の曲率を大きく設定するとともに、ベルト部材の曲率を変化させ記録紙を剥離する。また、剥離爪を用いずに用紙を剥離するため、用紙へのダメージを抑えることが可能となる。 In order to solve such a problem, for example, a mechanism is disclosed in which a fixing member is provided on the inner side of the belt member in the downstream direction of the outlet portion of the nip portion, which is a pressing portion between the fixing roll and the pressure roll. (For example, refer to Patent Document 2). The fixing member sets the curvature of the belt member large and changes the curvature of the belt member to peel off the recording paper. Further, since the paper is peeled without using the peeling claw, damage to the paper can be suppressed.
ここで上記の機構においては、固定部材とベルト部材の内面とが摺動するため、ベルト部材内面には摺動用の摺動オイルが必要となる。そして、この摺動オイルが少ない場合、固定部材とベルト部材の内面との摺動抵抗が増加し、ベルト内面の摩耗量が増加するとともにベルトが短寿命化という問題がある。また、発生した摩耗粉が、定着ロールとベルト部材との間や、固定部材とベルト部材との間に入り込むことで、押圧力が不均一となり、画像の乱れが発生するという問題もある。このため、ベルト部材の内面にはある程度の摺動オイルを付着させる必要がある。
その一方で、摺動オイルの量が多すぎてしまうと、定着ロール表面とベルト部材内面がスリップし、ベルト部材の駆動不良(定着ロールの周速とベルト部材の周速の不一致)が発生する。この結果、良好な定着の妨げとなるという問題がある。
Here, in the mechanism described above, since the fixing member and the inner surface of the belt member slide, sliding oil for sliding is required on the inner surface of the belt member. When the amount of sliding oil is small, the sliding resistance between the fixing member and the inner surface of the belt member increases, and there is a problem that the amount of wear on the inner surface of the belt increases and the life of the belt is shortened. Another problem is that the generated wear powder enters between the fixing roll and the belt member or between the fixing member and the belt member, resulting in uneven pressing force and image distortion. For this reason, it is necessary to attach a certain amount of sliding oil to the inner surface of the belt member.
On the other hand, if the amount of sliding oil is too large, the surface of the fixing roll and the inner surface of the belt member slip, and the drive failure of the belt member (mismatch between the peripheral speed of the fixing roll and the peripheral speed of the belt member) occurs. . As a result, there is a problem that good fixing is hindered.
また、ベルト部材やこのベルト部材を張架するロールの成形が不完全であったり、ベルト部材を張架する各ロールの平行度が保たれていなかったりする場合がある。この場合、ベルト部材が予め定められた経路を正確に搬送されず、ベルト部材がベルト部材の移動方向に直交する方向(幅方向)に蛇行し(ベルトウォーク)、ベルト部材にしわなどが発生する可能性がある。この結果、定着される用紙にもしわなどが発生し、安定した定着性能を確保できないという問題がある。この問題を解決するため、ベルト部材の内面側に配置された傾動可能なステアリングロールを用いて、ベルト部材の蛇行を防止する技術が提案されている。
しかしながら、摺動オイルの量が多すぎると、ステアリングロールとベルト部材との間にスリップが生じ、ベルト部材の蛇行による定着不良を有効に抑制することができないおそれがある。
In addition, the belt member and the roll that stretches the belt member may be incompletely formed, or the parallelism of the rolls that stretch the belt member may not be maintained. In this case, the belt member is not accurately conveyed along a predetermined route, and the belt member meanders in the direction (width direction) perpendicular to the moving direction of the belt member (belt walk), and the belt member is wrinkled. there is a possibility. As a result, there is a problem that wrinkles or the like occur in the paper to be fixed, and stable fixing performance cannot be secured. In order to solve this problem, a technique for preventing meandering of the belt member using a tiltable steering roll disposed on the inner surface side of the belt member has been proposed.
However, if the amount of sliding oil is too large, a slip occurs between the steering roll and the belt member, and there is a possibility that fixing failure due to meandering of the belt member cannot be effectively suppressed.
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、摺動オイルの量が多い場合であっても安定した定着性能を有した定着装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the technical problems as described above, and the object of the present invention is to provide a fixing having stable fixing performance even when the amount of sliding oil is large. To provide an apparatus.
かかる目的のもと、本発明が適用される定着装置は、記録材上に担持されたトナー像を定着する定着装置であり、回転駆動する駆動ロールと、駆動ロールに張架され、内周面に摺動オイルが付着されるベルト部材と、ベルト部材との間でトナー像の定着が行われるニップ部を形成する加圧部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材の内周面と摺動する摺動部材と、ベルト部材に付着した摺動オイルを退避させるための退避部と、を有する。 For this purpose, a fixing device to which the present invention is applied is a fixing device that fixes a toner image carried on a recording material. A belt member to which sliding oil is attached, a pressure member that forms a nip portion where the toner image is fixed between the belt member, an inner circumferential surface of the belt member, A sliding member that slides; and a retracting portion for retracting sliding oil attached to the belt member.
ここで、加圧部材が、駆動ロールに押圧されることでニップ部が形成されることを特徴とすることができる。また、摺動部材は、ベルト部材を屈曲させベルト部材から記録材を剥離させることを特徴とすることができる。さらに、加圧部材が、駆動ロールに押圧されることでニップ部が形成されるとともに、摺動部材は、ニップ部の下流部近傍にて、ベルト部材の外周面を加圧部材に押圧するとともに、ベルト部材を屈曲させベルト部材から記録材を剥離させることを特徴とすることができる。 Here, the nip portion can be formed by pressing the pressing member against the drive roll. Further, the sliding member can be characterized in that the recording member is peeled from the belt member by bending the belt member. Further, the pressing member is pressed against the driving roll to form a nip portion, and the sliding member presses the outer peripheral surface of the belt member against the pressing member in the vicinity of the downstream portion of the nip portion. The recording member can be separated from the belt member by bending the belt member.
また、加圧部材は、ニップ部において変形する弾性層を備えたロール状部材であるとともに、駆動ロールの少なくとも外周面は、剛体で形成されていることを特徴とすることができる。さらに、退避部は、駆動ロールの外周面に形成されていることを特徴とすることができる。また、退避部は、凹部であることを特徴とすることができる。さらに、退避部は、駆動ロールの外周面に形成された凹部であり、この凹部は、駆動ロールの円周方向に沿って形成された溝であることを特徴とすることができる。また、溝は、駆動ロールの全周にわたって形成されていることを特徴とすることができる。さらに、溝は、駆動ロールの軸方向に所定の間隔で形成されていることを特徴とすることができる。 Further, the pressure member is a roll-like member having an elastic layer that is deformed at the nip portion, and at least the outer peripheral surface of the drive roll is formed of a rigid body. Further, the retracting portion may be formed on the outer peripheral surface of the drive roll. The retracting portion may be a concave portion. Furthermore, the retracting portion is a recess formed on the outer peripheral surface of the drive roll, and the recess is a groove formed along the circumferential direction of the drive roll. The groove may be formed over the entire circumference of the drive roll. Further, the grooves may be formed at predetermined intervals in the axial direction of the drive roll.
他の観点から捉えると、本発明が適用される定着装置は、記録材上に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回動可能に設けられ、内周面に摺動オイルが付着されるベルト部材と、ベルト部材を張架するとともに、ベルト部材の蛇行を調整する傾動可能に設けられたステアリングロールと、ベルト部材との間でトナー像の定着が行われるニップ部を形成する加圧部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材の内周面と摺動する摺動部材と、ベルト部材に付着した摺動オイルを退避させるための退避部と、を有する。 From another point of view, the fixing device to which the present invention is applied is a fixing device that fixes a toner image carried on a recording material, and is provided rotatably, and sliding oil is provided on an inner peripheral surface. A belt member is attached, and the belt member is stretched, and a nip portion where the toner image is fixed is formed between the belt member and a steering roll that is tiltably provided to adjust the meandering of the belt member. A pressure member, a sliding member disposed inside the belt member and sliding with the inner peripheral surface of the belt member, and a retracting portion for retracting the sliding oil attached to the belt member.
ここで、退避部は、ステアリングロールの外周面に設けられたことを特徴とすることができる。また、退避部は、ステアリングロールの円周方向に沿って全周にわたり形成された溝であることを特徴とすることができる。さらに、ベルト部材の蛇行状態を測定する測定手段と、測定手段による測定結果に基づきステアリングロールを傾動させる傾動手段とを更に備えたことを特徴とすることができる。 Here, the retracting portion may be provided on the outer peripheral surface of the steering roll. Further, the retracting portion may be a groove formed over the entire circumference along the circumferential direction of the steering roll. Further, the present invention may further include a measuring unit that measures the meandering state of the belt member and a tilting unit that tilts the steering roll based on the measurement result of the measuring unit.
本発明によれば、摺動オイルの量が多い場合であっても安定した定着性能を有した定着装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device having stable fixing performance even when the amount of sliding oil is large.
以下、添付図面を参照して実施の形態について詳細に説明する。
図1は、実施の形態である画像形成装置を示した概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。この画像形成装置には、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kが備えられている。また、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10が備えられている。さらに、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を記録材(記録紙)である用紙に一括転写(二次転写)させる二次転写部20が備えられている。また、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置60が備えられている。さらに、各装置(各部)の動作を制御する制御部40が備えられている。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an intermediate transfer type image forming apparatus generally called a tandem type. The image forming apparatus includes a plurality of
本実施の形態において、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kには、次のような電子写真用デバイスが順次配設されている。矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、これらの感光体ドラム11を帯電する帯電器12が設けられている。また、感光体ドラム11上に静電潜像を書込むレーザ露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)が設けられている。さらに、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14が設けられている。また、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16が設けられている。また、感光体ドラム11上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17が設けられている。
In the present embodiment, the following electrophotographic devices are sequentially arranged in each of the
中間転写ベルト15は、定速性に優れたモータ(図示せず)などにより駆動される駆動ロール31などの各種ロールによって図1に示す矢印B方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。
一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に対向して配置される一次転写ロール16を含んで構成されている。そして、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール22と、バックアップロール25とを含んで構成される。二次転写ロール22は中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接配置されている。さらに二次転写ロール22は接地されてバックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙上にトナー像を二次転写する。
The
The
The
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。本実施形態における画像形成装置では、図示しない画像読取装置(IIT)等から画像データが出力される。そして、この画像データは図示しない画像処理装置(IPS)により所定の画像処理が施され、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。
Next, a basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described. In the image forming apparatus according to the present embodiment, image data is output from an image reading apparatus (IIT) (not shown) or the like. The image data is subjected to predetermined image processing by an image processing device (IPS) (not shown), converted into color material gradation data of four colors Y, M, C, and K, and output to the
レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体ドラム11に照射している。各感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの現像器14によって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが当接する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。
The
トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。二次転写部20では、二次転写ロール22が中間転写ベルト15を介してバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送ロール52等により搬送された用紙Kは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。中間転写ベルト15上に担持された未定着トナー像は、二次転写部20において、用紙上に一括して静電転写される。その後、トナー像が静電転写された用紙は、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55は、2つの支持ロールと、これら支持ロールに張架されたベルトにより構成され、用紙を最適な搬送速度で定着装置60まで安定的に搬送する。
After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the
次に、本実施の形態が適用される定着装置60について説明する。
図2は、実施形態である定着装置60の概略構成を示す断面図である。この定着装置60は、定着ベルトモジュール61を主要部として備えている。また、定着装置60は、定着ベルトモジュール61に対して圧接して配置された加圧部材の一例としての加圧ロール62を備えている。
Next, the fixing
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the fixing
定着ベルトモジュール61は、ベルト部材の一例としての定着ベルト610と、定着ベルト610を張架しながら回転駆動する駆動ロールとしての定着ロール611と、内側から定着ベルト610を張架するとともに、定着ベルト610の蛇行を調整するステアリングロール612とを備えている。また、定着ベルトモジュール61は、外側から定着ベルト610を張架するとともに、定着ベルト610を加熱する加熱ロール613と、定着ロール611とステアリングロール612との間で定着ベルト610の姿勢を安定させる姿勢安定ロール614と、を備えている。さらに、定着ベルトモジュール61は、定着ベルトモジュール61と加圧ロール62とが圧接する領域であるニップ部N内の下流側領域であって定着ロール611の近傍位置に配置された摺動部材の一例としての剥離パッド64を備えている。また、定着ベルトモジュール61は、ニップ部Nの下流側において定着ベルト610を張架するアイドラロール615を備えている。さらに、定着ベルトモジュール61は、定着ベルト610の蛇行状態を計測する測定手段としてのセンサー65と、定着ロール611を回転駆動させる駆動源Mと、ステアリングロール612の傾きを調整する傾動手段としての位置調整部63とを備えている。
The fixing
定着ベルト610は、フレキシブルなエンドレスベルトである。そして、ポリイミド等からなる厚さ80μm程度のベース層と、ベース層の表面側(外周面側)に積層された厚さ200μm程度のシリコーンゴム等からなる弾性体層と、さらに弾性体層上に被覆された30μm程度のPFA等からなる離型層とで構成されている。定着ベルト610は、定着ロール611の回転に伴い、矢印D方向に移動(回動)する。
The fixing
定着ロール611は、金属などの剛体で円筒状に形成されている。また、この定着ロール611は、駆動源Mからの駆動力を受けて、矢印C方向に回転する。また、定着ロール611の内部には、加熱部としてヒータ616aが配設されている。また、ステアリングロール612は、円筒状ロールであり、その内部には加熱部としてヒータ(不図示)が配設されている。また、ステアリングロール612の両端部には定着ベルト610を外側に押圧するバネ部材(不図示)が配設され、定着ベルト610全体に張力を与えている。したがって、ステアリングロール612は、定着ベルト610を張架する機能とともに、定着ベルト610を内周面側から加熱する機能をも併せ持っている。また、詳細は後述するが、ステアリングロール612は、定着ベルト610の蛇行を調整する機能をさらに有している。
The fixing
また、加熱ロール613は、円筒状ロールであり、その内部には、加熱部としてのヒータ616cが配設されている。このため、加熱ロール613は、定着ベルト610を張架する機能とともに、定着ベルト610を外周面側から加熱する機能をも併せ持っている。したがって、本実施の形態では、定着ロール611と、ステアリングロール612と、加熱ロール613とによって定着ベルト610が加熱される構成を採用している。
The
また、加圧ロール62は、円柱状ロール621を基体としている。そして、基体側から、弾性層622と、離型層623とが順に積層されてソフトロールを構成している。また、加圧ロール62は、定着ベルトモジュール61に押圧されるように設置されている。定着ベルトモジュール61への押圧、より詳細には定着ロール611への押圧により、弾性層622と離型層623とは円柱状ロール621の方向に凹形状で変形し、この凹部においてニップ部Nの一部が形成される。定着ベルトモジュール61の定着ロール611が矢印C方向へ回転するのに伴い、加圧ロール62は定着ロール611に従動して矢印E方向に回動する。
また、位置調整部63は、駆動源としてのモータ63aと、このモータ63aにより回動するカム部材63bと、一方端がカム部材63bに係止され他方端がステアリングロー612に係止されたロッド部材63cとを備えている。
Further, the
The
トナー像がその表面に転写された用紙は、加圧ロール62と定着ベルト610との間に挟持されてニップN部内に導入(通紙)される。そして、このニップ部Nにおいて、用紙は加熱および圧接され、トナー像は用紙上に定着される。ニップ部N内に位置する定着ベルト610は、このニップ部Nを通過後、剥離パッド64に達し、この剥離パッド64の側面に倣って回動する。これにより、定着ベルト610の進行方向は剥離パッド64によってアイドラロール615方向に屈曲するように急激に変化する。このため、用紙は、剥離パッド64と加圧ロール62とから形成される圧接部を出た時点で定着ベルト610の進行方向の変化に追随できなくなる。
The sheet on which the toner image has been transferred is sandwiched between the
この結果、用紙は自身の所謂「コシ」によって定着ベルト610から剥離される。このようにして、ニップ部Nの出口部において、用紙に対する曲率分離が安定的に行なわれる。なお、定着ベルト610から分離された用紙は、ニップ部Nの下流側に配設された剥離案内板(不図示)により、その進行方向が導かれる。ところで、剥離パッド64と定着ベルト610とは、上述のとおり摺動する構成となっている。そこで、本実施形態においては、剥離パッド64と定着ベルト610との摺動抵抗を減少させる等の理由から定着ベルト610の内周面にシリコーン摺動オイル等の摺動オイルを付着させている。
As a result, the sheet is peeled from the fixing
さらに、定着装置60を詳細に説明する。
図3は、定着装置60の平面図である。同図に示すように、定着ロール611は、定着ベルト610を張架する本体部611aと、この本体部611aの両側面に設けられ本体部611aを支持する支持部611bと、一方の支持部611bに設けられたギア部611cとを備えている。支持部611bが、図示しない筐体等にベアリング等を介して支持されることで、定着ロール611は回転可能に設けられている。そして、ギア部611cには、モータなどの駆動源Mが接続しており、この駆動源Mの駆動力がギア部611cを介して定着ロール611に伝達される。この結果、定着ロール611は回転駆動する。そして、定着ロール611の回動駆動に伴い、この定着ロール611に張架された定着ベルト610も回転駆動する。
Further, the fixing
FIG. 3 is a plan view of the fixing
ステアリングロール612は、定着ベルト610を張架する本体部612aと、この本体部612aの両側に配置された支持部612cとを備えている。一方の支持部612cには位置調整部63が設けられており、他方の支持部612cの端部には軸受部612bが設けられている。一方の支持部612cは位置調整部63により移動可能に設けられており、他方の支持部612cは軸受部612bを介して図示しない筐体等に固定されている。一方の支持部612cが位置調整部63により移動可能に設けられている結果、ステアリングロール612の傾きを調整可能な構成となっている。
The
ここで、定着ベルト610やこの定着ベルト610を張架する加熱ロール613等の成形が不完全であったり、定着ベルト610を張架する加熱ロール613やアイドラロール615などの平行度が保たれていなかったりする場合がある。この場合、定着ベルト610が予め定められた経路を正確に搬送されず、定着ベルト610が移動方向に直交する方向(定着ベルト610の幅方向)に蛇行し、ベルト部材にしわなどが発生する可能性がある。この結果、定着される用紙にもしわが発生し、安定した定着性能を確保できないという問題がある。この問題を解決するため、本実施形態においては、定着ベルト610の内側に配置された傾動可能なステアリングロール612を用いて、定着ベルト610の蛇行を抑制している。
Here, the forming of the fixing
ここで、定着ベルト610の蛇行量は、センサー65により計測される。
センサー65は、例えば定着ベルト610の幅方向における端部が当接した場合に信号を出力する機械的なセンサーや、各種の光学センサーなどを用いることができる。計測された蛇行量は、図1で示した制御部40に送られる。制御部40は、センサー65からの出力に基づき位置調整部63を制御する。位置調整部63は、上述のとおり、モータ63aと、このモータ63aにより回動するカム部材63bと、一方端がカム部材63bに係止され他方端がステアリングロール612の支持部612cに係止されたロッド部材63cとを備えている。
Here, the amount of meandering of the fixing
As the
制御部40は、センサー65からの定着ベルト610の蛇行量に基づきモータ63aを駆動し、カム部材63bを所定の角度で回転させる。カム部材63bの回転に伴い、このカム部材63bに係止されたロッド部材63cは、ステアリングロール612に接近する方向および離れる方向に可動することで、ステアリングロール612の傾きを調整する。ステアリングロール612の傾きが変化することにより定着ベルト610にかかる定着ベルト610の幅方向におけるテンションも変化する。この角度およびテンションの変化により、定着ベルト610はステアリングロール612の軸方向に移動する。このようにして定着ベルト610が蛇行したとしても、この蛇行を調整することが可能となる。
The
ところで、上述のとおり定着ベルト610は定着ロール611の回転に伴い回動する構成となっており、また、定着ベルト610の内周面には摺動オイルが付着している。この摺動オイルは、剥離パッド64と定着ベルト610との摺動抵抗を減少させる等の理由により供給されるものであるが、その量が多すぎる場合、本体部611aの外周面と定着ベルト610の内周面との間でスリップが生じ、定着ロール611からの駆動力が定着ベルト610に十分に伝わらないおそれがある。即ち、定着ベルト610の駆動不良(定着ロール611の周速と定着ベルト610の周速の不一致)が発生する可能性がある。この駆動不良が生じると、良好な定着の妨げとなる。また、摺動オイルの供給量が多すぎる場合、ステアリングロール612の本体部612aと定着ベルト610の内周面との間でスリップが生じ、ステアリングロール612による定着ベルト610の蛇行の調整を適切に行えない場合もある。そこで、本実施形態においては、後述するように定着ロール611およびステアリングロール612に、摺動オイルを退避させるための退避部の一例としての凹部を設けている。
Incidentally, as described above, the fixing
図4は、定着ロール611の詳細を示した説明図である。
同図に示す定着ロール611の本体部611aの外周面には凹部としての溝611dが形成されている。溝611dは、定着ロール611の軸方向に所定の間隔をおいて複数設けられている。また、本実施形態において、溝611dは、円筒状に形成された本体部611aの円周方向に沿って、かつ、全周にわたり形成されている。溝611dを本体部611aの円周方向に沿って形成することで、溝611dにより生じるおそれのある定着ベルト610の蛇行を抑制することできる。また、溝611dを円周方向に沿って、かつ、全周にわたり形成することで、溝611dの加工性を向上させることができる。なお、このような溝611dは、定着ベルト610の内周面に形成することもできる。また、本実施形態においては、溝状に形成されているが、溝状以外の形状とすることもできる。例えば、定着ロール611の外表面を、画像欠陥が起きない範囲内で部分的に荒らすことで凹部を形成することもできる。また、定着ロール611の外表面の粗さに差をつけることでも摺動オイルを退避させる部分を形成することができる。次に、上記溝611dについて更に詳細に説明する。
FIG. 4 is an explanatory view showing details of the fixing
A
図5は、ニップ部N(図2参照)内における本体部611aの外周面近傍の状態を示した説明図である。ニップ部Nにおいては、上述のとおり加圧ロール62が定着ベルト610を介して定着ロール611に圧接して配置されている。本図では、この圧接部において、定着ベルト610と加圧ロール62との間に用紙が通紙された状態を示している。各溝611dは、所定の深さDおよび所定の幅Wを有して略矩形状に形成されている。また、各溝611dは、隣接する他の溝611dと所定の間隔Pをおいて配置されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in the vicinity of the outer peripheral surface of the
ここで、溝611dの深さDは、摺動オイルを取り込める大きさ以上で、且つ、定着ロール611の強度が低下する大きさ未満であれば、特に限定されるものではない。一方、溝611dの幅Wは、その大きさが大きい場合は、この溝611dにおいて用紙への押圧力が低下したり、定着ロール611から定着ベルト610へ供給される熱が不均一となったりするため、画像の欠陥やグロスムラが発生してしまう。このため、溝611dの幅は、所定値以下であることが望ましい。この値は、定着ベルト610のベース層の剛性(溝611d内においてどの程度定着ベルト610が撓むか)や、加圧ロール62からの押圧荷重、その他の定着条件で左右されるため厳密に規定することは困難である。しかしながら、後述する本発明者らの実験では1mm以下の値で良好な結果を得ることができた。なお、溝611dの幅は、必ずしも一定である必要はなく、幅が場所により変化する形状であってもよい。
Here, the depth D of the
一方、各溝611dの間隔Pについては、間隔Pが大きすぎると摺動オイルが溝611dに逃げられず、スリップを生じ駆動不良を生じるおそれがある。このため、所定の大きさ以下であることが好ましい。この所定の大きさについては、上記の溝611dの幅と同様に、厳密な規定が困難であるが、後述する本発明者らの実験では、20mm付近において良好な結果が得られている。なお、溝611dの形状であるが、本実施形態においては矩形状としてあるが、例えば、U字状やV字状とすることも可能である。また、本体部611aの表面の材料は特に限定されるものではなく、例えば、金属、フッ素樹脂、PFA、ポリイミドなどの樹脂、ゴムなど、定着用の部材で通常使用されている材料を適宜用いることができる。
On the other hand, with respect to the interval P between the
溝611dを設けることにより、定着ロール611の本体部611aの外周面と定着ベルト610の内周面との間に位置する過剰な摺動オイルを、この溝611dの内部に逃がすことが可能となる。この結果、本体部611aの外周面と定着ベルト610の内周面とを密着させることが可能となる。このため、スリップが防止され、定着ロール611から定着ベルト610へ駆動力を適切に伝達することができる。この結果、剥離パッド64と定着ベルト610との良好な摺動状態を維持しながら、定着ベルト610の確実な駆動を実現することができる。さらに、本実施形態においては、剥離パッド64を用いているため、高速定着における用紙の剥離性能を確保することが出来る。
By providing the
また、従来は、摺動オイルを供給しすぎると、定着ロール611と定着ベルト610との間でスリップが生じるおそれがあったため、摺動オイルを多めに供給しにくい状況にあった。摺動オイルを多めに供給しない場合、スリップは防止できるもののベルトが摩耗しやすくなるため、剥離パッド64を加圧ロール62へ大きな力で押圧することが困難な状況にあった。本実施形態においては、定着ベルト610と定着ロール611とのスリップを防止する構成を採用しているため、十分な量の摺動オイルをベルト内周面に供給可能となる。この結果、定着ベルト610の摩耗を改善可能となり、定着ベルト610の長寿命化を図ることが可能となる。さらに、定着ベルト610と剥離パッド64との間の摺動状態を良好な状態に確保可能となるため、剥離パッド64の加圧ロール62への押圧力を大きく設定することが可能となる。この結果、定着画像の高画質化や、定着の高速化が可能となる。
Conventionally, if too much sliding oil is supplied, slip may occur between the fixing
ここで、摺動オイルを実際に付着させるとともに、上述の溝611dの幅Wや間隔Pを変化させた場合の定着ベルト610の駆動性能等について実験を行った。
図6は、溝611dの幅Wおよび間隔Pを適宜変化させた場合における定着ベルト610の駆動性能等の実験結果を示したものである。より詳細には、図2で示した構成の定着装置60を用いて実際に定着動作を行い、定着ベルト610の駆動性能、画像欠陥の有無について評価を行った。図6における「A」は駆動不良(定着ロール611と定着ベルト610との速度差が発生)が発生したことを示し、「B」は画像欠陥(グロスムラ)が発生したことを示し、「○」はこれらの不具合が無かったことを示している。
Here, an experiment was conducted on the driving performance of the fixing
FIG. 6 shows experimental results such as the driving performance of the fixing
詳細な評価条件は、下記の通りである。
・摺動オイル :シリコーン摺動オイル
・摺動オイルの量 :10−6[m3](1[cc])
・プロセススピード(定着ベルト610の移動速度) :264[mm/sec]
・定着ベルト610の直径 :φ168[mm]
・定着ベルト610の構成 :ベース層…ポリイミド基材(厚さ:80[μm])、弾性体層…シリコーンゴム(厚さ:200[μm])、離型(表面)層…PFA(厚さ:30[μm])
・定着ベルト610の温度 :160[℃]
・定着ロール611の直径 :φ100[mm]
・定着ロール611の材質 :アルミニウム
・加圧ロール62の直径 :φ100[mm]
・加圧ロール62の構成 :弾性層(中間層)622…Siゴム(厚さ:10[mm])、離型層(表面層)623…PFA(厚さ:100[μm])
・剥離パッド64の材質 :ステンレス鋼(定着ベルト610との摺動面のみにフッ素樹脂コーティング)
・定着Nip荷重(加圧ロール62の定着ロール611への押圧力) :2940[N](300[kgf])
・剥離パッド64の押圧荷重(剥離パッド64の加圧ロール62への押圧力) :392[N](40[kgf])
・溝611dの深さD:溝幅Wが0.5[mm]および1[mm]のとき0.5[mm]、溝幅Wが2[mm]のとき1[mm]
・用紙 :OKトップコート127.9[gsm]
Detailed evaluation conditions are as follows.
・ Sliding oil: Silicone sliding oil ・ Amount of sliding oil: 10 −6 [m 3 ] (1 [cc])
Process speed (moving speed of fixing belt 610): 264 [mm / sec]
-Diameter of fixing belt 610: φ168 [mm]
Configuration of fixing belt 610: Base layer: polyimide substrate (thickness: 80 [μm]), elastic layer: silicone rubber (thickness: 200 [μm]), release (surface) layer: PFA (thickness) : 30 [μm])
-Temperature of fixing belt 610: 160 [° C.]
-Diameter of fixing roll 611: φ100 [mm]
-Material of fixing roll 611: Aluminum-Diameter of pressure roll 62: φ100 [mm]
Structure of the pressure roll 62: elastic layer (intermediate layer) 622 ... Si rubber (thickness: 10 [mm]), release layer (surface layer) 623 ... PFA (thickness: 100 [μm])
・ Peeling
Fixing Nip load (pressing force of the
Pressing load of the peeling pad 64 (pressing force of the
Depth D of
・ Paper: OK Topcoat 127.9 [gsm]
ここで、実験結果ついて説明する。
溝611dの幅Wが0mmの場合、即ち、溝611dを設けなかった場合、駆動不良が発生していることが分かる。一方、溝611dを設けた場合は、この溝611dの幅W等にもよるが、不具合が発生せず、溝611dの形成が駆動不良の抑制に有効であることが分かる。
次に、溝611dの幅Wを変化させていった場合、幅Wが2mmにおいて、押圧力の低下に起因する画像欠陥が発生することが判明したが、幅Wが1mm、0.5mmの場合においては、画像欠陥が発生しなかった。このため、溝611dの幅Wは、1mm以下(望ましくは0.5〜1mm)とすることが好ましいことが分かる。
Here, the experimental results will be described.
When the width W of the
Next, when the width W of the
一方、溝611dの間隔Pを変化させていくと、間隔Pが大きい条件において駆動不良が発生していることが分かる。具体的には、間隔Pが100mmにおいては、溝611dの全ての幅Wで駆動不良が発生した。間隔Pが50mmの場合は、一部の条件下(溝611dの幅Wが0.5mmの条件下)において駆動不良が発生し、他の一部の条件下(溝611dの幅Wが1mmの条件下)においては不具合が発生しなかった。このため、溝611dの間隔Pは50mm以下であることが好ましい。溝611dの間隔Pが15〜30mmの場合、駆動不良が一切発生しないため、溝611dの間隔Pを15〜30mmとするとより好ましくなる。一方、溝611dの間隔Pが小さい条件、具体的には、間隔Pが5mmにおいて、駆動不良が発生している。なお、この駆動不良は、摺動オイルに起因するものではなく、溝611dが多数形成されることによる定着ベルト610と定着ロール611との接触面積の低下によるスリップに起因するものと考えられる。
On the other hand, when the interval P of the
次に、ステアリングロール612に設けられた凹部ついて説明する。
図7は、ステアリングロール612の詳細を示した説明図である。同図に示すように、ステアリングロール612にも、凹部としての溝612dが形成されている。本実施形態における溝612dは、図5で示した定着ロール611の本体部611aに設けられた溝611dと略同一の形状および配置態様をしている。即ち、溝612dは、ステアリングロール612の軸方向に所定の間隔をおいて複数設けられている。また、溝612dは、円筒状に形成されたステアリングロール612の本体部612aの円周方向に沿って、かつ、全周にわたり形成されている。さらに、各溝612dは、所定の深さおよび所定の幅を有して略矩形状に形成されている。なお、定着ロール611に形成した溝611dの幅Wを、所定の大きさ以上に大きくしてしまうと、上述のとおり、押圧力低下に起因する画像欠陥やグロスムラが発生してしまうという問題がある。しかしながら、ステアリングロール612においては、押圧力低下に起因する画像欠陥やグロスムラは発生しない。このため、ステアリングロール612の溝612dの幅W(図5参照)は、定着ロール611の溝611dの幅Wよりも大きく設定することが可能である。
Next, the recessed part provided in the
FIG. 7 is an explanatory view showing details of the
ステアリングロール612は、上述のとおり定着ベルト610の蛇行を抑制する働きを果たす。しかしながら、摺動オイルが定着ベルト610の内周面に過剰に供給されていると、ステアリングロール612と定着ベルト610との間でスリップが生じるおそれがある。この結果、定着ベルト610の蛇行を適切に抑制できないという問題が生じてしまう。本実施形態においては、ステアリングロール612の本体部612aに溝612dを形成しており、この溝612dに過剰な摺動オイルを逃がすことができる。このため、摺動オイルによるステアリングロール612と定着ベルト610とのスリップを抑制することができる。この結果、ステアリングロール612を用いて定着ベルト610の蛇行を適切に調整することが可能となる。
As described above, the
次に、凹部について変形例を説明する。
図8は、凹部が形成された定着ロール611を示した説明図である。
図8(a)は、本体部611aの外周面に凹部としての溝611dが形成されたものを示している。図4で示した定着ロール611では、上述のとおり、溝611dを本体部611aの外周面において、溝611dを円周方向に沿って、かつ、本体部611aの全周にわたり連続的に形成した。一方、本実施形態における溝611dは、円周方向に沿って形成されている点は同じであるが、全周にわたっては形成されておらず、円周方向に非連続で形成されている。このように、溝611dを、非連続で形成することもできる。
Next, a modified example of the recess will be described.
FIG. 8 is an explanatory view showing the fixing
FIG. 8A shows a case where a
図8(b)は、本体部611aの外周面に凹部が散点状に形成された形態を示している。具体的には、各凹部は、ディンプル状の丸いくぼみ611eとして形成されている。各くぼみ611eは、本体部611aの円周方向に所定の間隔で配置されるとともに、定着ロール611の軸方向に所定の間隔で配置されている。このくぼみ611eに過剰な摺動オイルが逃げるため、定着ロール611と定着ベルト610とのスリップが抑制される。このように、凹部として溝状以外のものを形成することもできる。なお、上記は、定着ロール611に凹部を形成した例を示したが、ステアリングロール612に対しても適用することができる。
FIG. 8B shows a form in which concave portions are formed in the shape of dots on the outer peripheral surface of the
60…定着装置、62…加圧ロール、63…位置調整部、64…剥離パッド、65…センサー、610…定着ベルト、611…定着ロール、611d…溝、611e…くぼみ、612…ステアリングロール、622…弾性層、N…ニップ部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
回転駆動する駆動ロールと、
前記駆動ロールに張架され、内周面に摺動オイルが付着されるベルト部材と、
前記ベルト部材との間でトナー像の定着が行われるニップ部を形成する加圧部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材の内周面と摺動する摺動部材と、
前記ベルト部材に付着した摺動オイルを退避させるための退避部と、
を含む定着装置。 A fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A driving roll for rotational driving;
A belt member stretched around the drive roll and attached with sliding oil on the inner peripheral surface;
A pressure member that forms a nip portion between which the toner image is fixed with the belt member;
A sliding member disposed inside the belt member and sliding with an inner peripheral surface of the belt member;
A retracting portion for retracting sliding oil attached to the belt member;
Including a fixing device.
前記摺動部材は、前記ニップ部の下流部近傍にて、前記ベルト部材の外周面を前記加圧部材に押圧するとともに、当該ベルト部材を屈曲させ当該ベルト部材から記録材を剥離させることを特徴とする請求項1記載の定着装置。 The pressure member is pressed against the drive roll to form the nip portion,
The sliding member presses the outer peripheral surface of the belt member against the pressure member in the vicinity of the downstream portion of the nip portion, and bends the belt member to peel the recording material from the belt member. The fixing device according to claim 1.
前記凹部は、前記駆動ロールの円周方向に沿って形成された溝であることを特徴とする請求項1記載の定着装置。 The retracting portion is a recess formed on the outer peripheral surface of the drive roll,
The fixing device according to claim 1, wherein the recess is a groove formed along a circumferential direction of the drive roll.
回動可能に設けられ、内周面に摺動オイルが付着されるベルト部材と、
前記ベルト部材を張架するとともに、前記ベルト部材の蛇行を調整する傾動可能に設けられたステアリングロールと、
前記ベルト部材との間でトナー像の定着が行われるニップ部を形成する加圧部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材の内周面と摺動する摺動部材と、
前記ベルト部材に付着した摺動オイルを退避させるための退避部と、
を含む定着装置。 A fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A belt member that is rotatably provided and has sliding oil attached to the inner peripheral surface;
A steering roll provided to be able to tilt and stretch the belt member and adjust the meandering of the belt member;
A pressure member that forms a nip portion between which the toner image is fixed with the belt member;
A sliding member disposed inside the belt member and sliding with an inner peripheral surface of the belt member;
A retracting portion for retracting sliding oil attached to the belt member;
Including a fixing device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006041455A JP2007219311A (en) | 2006-02-17 | 2006-02-17 | Fixing device |
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JP2006041455A JP2007219311A (en) | 2006-02-17 | 2006-02-17 | Fixing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010230711A (en) * | 2009-03-25 | 2010-10-14 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus using the same |
JP2013033100A (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Ricoh Co Ltd | Fixing device, and image forming apparatus |
-
2006
- 2006-02-17 JP JP2006041455A patent/JP2007219311A/en active Pending
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