JP2011197019A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無端ベルト状の定着部材と加圧回転部材間のニップにおいて記録媒体上の形成画像に対する定着を行う定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device that fixes a formed image on a recording medium at a nip between an endless belt-shaped fixing member and a pressure rotating member, and an image forming apparatus including the fixing device.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。 Conventionally, various image forming apparatuses using an electrophotographic system have been devised as image forming apparatuses such as copying machines and printers, and are well known in the art. In the image forming process, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum as an image carrier, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed with a toner as a developer to be visualized and developed. This process is established by a process in which the transferred image is transferred onto a recording paper by a transfer device to carry the image, and the toner image on the recording paper is fixed by a fixing device using pressure or heat.
この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え前記トナー像を記録紙上に定着することを行っている。 In this fixing device, a fixing member and a pressure member constituted by opposing rollers or belts or a combination thereof are arranged so as to contact each other to form a nip portion, and a recording sheet is sandwiched in the nip portion, Heat and pressure are applied to fix the toner image on the recording paper.
前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト(無端状ベルト)204、定着ベルト204を張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材202,203のうち1つのローラ部材202に内設されたヒータ201、加圧ローラ(加圧部材)205、等で構成されている(図21)。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される(ベルト定着方式)。
As an example of the fixing device, a technique using a fixing belt stretched around a plurality of roller members as a fixing member is known (for example, see Patent Document 1). An apparatus using such a fixing belt includes a fixing belt (endless belt) 204 as a fixing member, a plurality of roller members that stretch and support the
また、上述した画像形成装置に用いられる定着装置において、回転体である定着部材の内面に摺接する固定部材を有している定着装置がある。
例えば、特許文献2では、発熱体としてのセラミックヒータ211と、加圧部材としての加圧ローラ212との間に耐熱性フィルム(定着フィルム)213を挟ませて定着ニップ部Nを形成させ、前記定着ニップ部Nのフィルム213と加圧ローラ212との間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して、フィルム213と一緒に挟持搬送させることで、ニップ部Nにおいてセラミックヒータ211の熱がフィルム213を介して被記録材に与えられ、また定着ニップ部Nの加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるフィルム加熱方式の定着装置が開示されている(図22)。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電力)等の利点がある。
Further, in the fixing device used in the image forming apparatus described above, there is a fixing device having a fixing member that is in sliding contact with the inner surface of a fixing member that is a rotating body.
For example, in
また、特許文献3,4では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、前記加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルト(加圧ベルト)と、前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、前記エンドレスベルトを前記加熱定着ロールに圧接させ、前記エンドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、前記加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備してなる加圧ベルト方式の画像定着装置が提案されている。この定着方式によれば、下の加圧部材をベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となっている。 In Patent Documents 3 and 4, a rotatable heat-fixing roll whose surface is elastically deformed, an endless belt (pressure belt) that can run while being in contact with the heat-fixing roll, and a non-rotation inside the endless belt The endless belt is placed in pressure contact with the heat fixing roll, a belt nip is provided between the endless belt and the heat fixing roll to allow recording paper to pass, and the surface of the heat fixing roll is elastic. A pressure belt type image fixing device having a pressure pad to be deformed has been proposed. According to this fixing method, the lower pressure member is used as a belt, and the contact area between the paper and the roll is widened to greatly improve the heat conduction efficiency, and it is possible to reduce the energy consumption and at the same time realize the miniaturization. It has become.
しかしながら、上述した特許文献1記載の定着装置は、定着ローラを用いた装置に比べて装置の高速化に適しているものの、ウォームアップ時間(プリント可能な温度に達するまでに要する時間である。)やファーストプリント時間(プリント要求を受けた後にプリント準備を経てプリント動作をおこない排紙が完了するまでの時間である。)の短縮化に限界があった。
However, although the fixing device described in
これに対して、特許文献2記載の定着装置は、低熱容量化によりウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が可能になるとともに、装置の小型化も可能になる。しかし、特許文献2記載の定着装置では、耐久性の問題と、ベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じ、その結果、画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生した(課題1)。
また、フィルム加熱方式の定着装置では、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、(特に高速回転を行うと)定着不良が出やすいという問題があった(課題2)。
On the other hand, the fixing device described in
In the film heating type fixing device, since the belt is locally heated at the nip portion, when the rotating belt returns to the nip entrance, the belt temperature becomes the coldest state (especially at high speed rotation). , There was a problem that fixing failure was likely to occur (Problem 2).
一方、特許文献3では、圧力パッドの表層に低摩擦シート(シート状摺動材)としてPTFEを含浸させたガラス繊維シート(PTFE含浸ガラスクロス)を用い、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段が開示されている。しかし、このような加圧ベルト方式の定着装置(特許文献3,4)では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。(課題3)。 On the other hand, in Patent Document 3, a glass fiber sheet (PTFE-impregnated glass cloth) impregnated with PTFE as a low friction sheet (sheet-like sliding material) on the surface layer of the pressure pad is used, and the slidability of the belt inner surface and the fixing member is improved. Means for improving the problem are disclosed. However, such a pressure belt type fixing device (Patent Documents 3 and 4) has a problem that it takes a long time to warm up because the heat capacity of the fixing roller is large and the temperature rise is slow. (Problem 3).
以上のような課題1〜3に対して、特許文献5では、無端状の定着ベルトの内周側に配置される略パイプ状の対向部材(金属熱伝導体)と、前記対向部材の内周側に配置され該対向部材を加熱するセラミックヒータ等の抵抗発熱体とを設けることにより、定着ベルト全体を温めることを可能にし、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することのできる定着装置が提案されている。
With respect to the
しかしながら、特許文献5記載の定着装置では、定着ベルト側に加圧部材である加圧ローラを押圧して形成するニップ部を金属熱伝導体で支持する構成であるため、ニップ部におけるニップ幅、圧力などが不安定なものとなっていた。 However, in the fixing device described in Patent Document 5, the nip portion formed by pressing a pressure roller as a pressure member on the fixing belt side is supported by a metal thermal conductor, so the nip width in the nip portion, The pressure was unstable.
そこで、特許文献6では、定着ベルト221と加圧ローラ222とによるニップ部Nやパイプ状の金属体224の状態、形状、位置などを保持して安定させるため、ニップ部Nが形成される部位に対応させてニップ形成部材(当接部材)223及び補強部材226などを設ける構成が提案されている(図23)。
Therefore, in Patent Document 6, in order to maintain and stabilize the state, shape, position, and the like of the nip portion N and the pipe-
しかしながら、特許文献6記載の定着装置では、回転する定着ベルト221に対してニップ形成部材(当接部材)223が摺動して摩耗するため、該ニップ形成部材(当接部材)223を交換する必要があり、ニップ形成部材(当接部材)223をその幅方向両端部を定着装置の側板にネジやスナップフィット等によって着脱自在に固定するとしているが、その具体的構成までは提示されていなかった。また、定着ベルト及びその内部構成部材の定着装置の側板への取付け取り外しとの関係も考慮されていなかった。
However, in the fixing device described in Patent Document 6, since the nip forming member (contact member) 223 slides and wears against the rotating
本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、ニップ形成部材の取替え作業が容易に行える定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device and an image forming apparatus capable of easily replacing a nip forming member.
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔1〕 可撓性を有し回転する無端ベルト(定着ベルト21、加圧ベルト310)と、前記無端ベルトの外周側に該無端ベルトと当接可能に配置される対向部材(加圧ローラ31、定着ローラ210)と、前記無端ベルトの内周側に配置され、前記対向部材と前記無端ベルトを介して当接してニップ部を形成するニップ形成部材(ニップ形成ユニット30)と、当該定着装置のフレーム(フレーム20f)に固設され、前記ニップ形成部材を支持する補強部材(補強部材23)と、前記補強部材の軸方向両端部を保持した状態で当該定着装置のフレームに着脱可能なフランジ部材(フランジ35)と、を備え、前記補強部材に前記無端ベルトを装着し、前記補強部材の軸方向両端部に前記フランジ部材を取り付け、前記ニップ形成部材を該フランジ部材の側面に露出している前記補強部材と前記無端ベルトの間に軸方向に挿入して無端ベルトユニット(無端ベルトユニット21u,310u)とし、前記無端ベルトユニットにおける前記フランジ部材を当該定着装置のフレームに装着すると、前記補強部材が当該定着装置のフレームに固設されるとともに前記ニップ部を形成可能に前記無端ベルトとニップ形成部材が配置され、前記無端ベルトユニットにおける前記フランジ部材を当該定着装置のフレームから取り外すと、該無端ベルトユニット全体が当該定着装置のフレームから取り外され、前記フランジ部材の側面から前記ニップ形成部材が取り外し可能となることを特徴とする定着装置(定着装置20、図2,図12〜図14,図20)。
〔2〕 前記無端ベルトユニットにおけるニップ形成部材は、無端ベルト周方向に対応する面に前記補強部材に当接して支持される突起部(小突起40)を有することを特徴とする前記〔1〕に記載の定着装置(図3)。
〔3〕 前記無端ベルトユニットが当該定着装置のフレームに装着されると、前記ニップ形成部材の軸方向両端部(固定部材26の両端部)が当該定着装置のフレーム主面に当接して該ニップ形成部材の軸方向の位置決めが成されることを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の定着装置。
〔4〕 前記ニップ形成部材は、摺動部材(潤滑シート材27)を着脱可能に有することを特徴とする前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の定着装置。
〔5〕 前記無端ベルトユニットは、前記無端ベルトの内部に該無端ベルトの回転を支持する回転支持部材(保持部材22)を有することを特徴とする前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の定着装置。
〔6〕 前記回転支持部材は、パイプ形状からなるものであることを特徴とする前記〔5〕に記載の定着装置。
〔7〕 前記回転支持部材は、金属熱伝導体であることを特徴とする前記〔5〕または〔6〕に記載の定着装置。
〔8〕 前記無端ベルトを直接または間接的に加熱する熱源(ハロゲンヒータ24、誘導加熱機構、抵抗発熱体、面状発熱体)を備えることを特徴とする前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の定着装置。
〔9〕 前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の定着装置(定着装置20)を備えることを特徴とする画像形成装置(画像形成装置1、図1)。
The present invention provided to solve the above problems is as follows.
[1] A flexible and rotating endless belt (
[2] The nip forming member in the endless belt unit has a protrusion (small protrusion 40) supported on the reinforcing member in contact with a surface corresponding to the circumferential direction of the endless belt. 3. The fixing device described in (3).
[3] When the endless belt unit is mounted on the frame of the fixing device, both end portions in the axial direction of the nip forming member (both end portions of the fixing member 26) are in contact with the main surface of the frame of the fixing device. The fixing device according to [1] or [2], wherein the forming member is positioned in the axial direction.
[4] The fixing device according to any one of [1] to [3], wherein the nip forming member has a sliding member (lubricating sheet material 27) detachably.
[5] The [1] to [4], wherein the endless belt unit includes a rotation support member (holding member 22) that supports rotation of the endless belt inside the endless belt. The fixing device described.
[6] The fixing device according to [5], wherein the rotation support member has a pipe shape.
[7] The fixing device according to [5] or [6], wherein the rotation support member is a metal heat conductor.
[8] Any of the above [1] to [7], comprising a heat source (
[9] An image forming apparatus (
本発明の定着装置によれば、無端ベルトユニットにおけるフランジ部材を当該定着装置のフレームから取り外すと、該無端ベルトユニット全体が当該定着装置のフレームから取り外されるようになり、フランジ部材の側面からニップ形成部材が取り外し可能となり、定着装置の運転に伴い摩耗するニップ形成部材全体あるいは一部材の交換を簡便に行うことができるようになる。
また、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置によれば、定着装置におけるニップ形成部材が適切に交換されて、ニップ部が適正に維持されることになるため、定着性に優れ、高品位の画像形成が長期にわたって行われることになる。
According to the fixing device of the present invention, when the flange member in the endless belt unit is removed from the frame of the fixing device, the entire endless belt unit is detached from the frame of the fixing device, and a nip is formed from the side surface of the flange member. The member can be removed, and the entire nip forming member or one member that wears with the operation of the fixing device can be easily replaced.
Further, according to the image forming apparatus including the fixing device according to the present invention, the nip forming member in the fixing device is appropriately replaced and the nip portion is appropriately maintained. Quality image formation is performed over a long period of time.
以下に、本発明の実施形態における構成について説明する。
図1は本発明の実施形態を説明するための画像形成装置全体の概略構成図である。本例では画像形成装置としてタンデム型カラープリンタを示す。
Below, the structure in embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire image forming apparatus for explaining an embodiment of the present invention. In this example, a tandem color printer is shown as the image forming apparatus.
図1において、画像形成装置本体1の上方に設置されたボトル収容部101には、各色(イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y,102M,102C,102Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
In FIG. 1, four
ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。中間転写ユニット85に設置された中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック)に対応した作像部4Y,4M,4C,4Kが並設されている。
An
各作像部4Y,4M,4C,4Kには、それぞれ感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kが配設されている。また、各感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75,現像部76,クリーニング部77(図1には感光体ドラム5Kに対応したもののみを示している)などが配設されている。そして、各感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kは回転し、各感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上に対して、下記の作像プロセス(帯電工程,露光工程,現像工程,転写工程,クリーニング工程)が行われて、各感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上に各色の画像が形成される。
Photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are disposed in the
以下に感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kに対する作像プロセスについて説明する。 The image forming process for the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K will be described below.
感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kは、図示しない駆動モータによって、図1において時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75において、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程)。
The photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are driven to rotate clockwise in FIG. 1 by a drive motor (not shown). In the charging
帯電された後、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面は、露光部3から発せられるレーザ光により照射・露光され、各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程)。潜像が形成された感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kは、現像装置76により静電潜像がトナー現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程)。
After being charged, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are irradiated and exposed with laser light emitted from the exposure unit 3, and electrostatic latent images corresponding to the respective colors are formed (exposure process). On the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K on which the latent images are formed, the electrostatic latent images are developed with toner by the developing
感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上のトナー像は、中間転写ベルト78および第1転写バイアスローラ79Y,79M,79C,79Kにより、中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程)。このようにして中間転写ベルト78上に重ねてトナー像が転写されることにより、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。
The toner images on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are transferred onto the
前記転写の後、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kは、クリーニング部77に達して、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程)。この後、除電部により感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面の残留電位が除去される。 After the transfer, the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the cleaning unit 77, and the untransferred toner remaining on the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed by the cleaning blade of the cleaning unit 77. It is recovered mechanically (cleaning process). Thereafter, the residual potential on the surface of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed by the static eliminating unit.
こうして、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kに対する一連の作像プロセスが終了する。 Thus, a series of image forming processes for the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is completed.
次に、中間転写ベルト78上で行われる一連の転写プロセスについて説明する。
Next, a series of transfer processes performed on the
中間転写ユニット85は、無端状の中間転写ベルト78と、4つの1次転写バイアスローラ79Y,79M,79C,79Kと、2次転写バックアップローラ82と、クリーニングバックアップローラ83と、テンションローラ84と、中間転写クリーニング部80などにより構成されている。
The
中間転写ベルト78は、2次転写バックアップローラ82とクリーニングバックアップローラ83とテンションローラ84とに張架・支持され、2次転写バックアップローラ82の回転駆動によって、図1における矢印方向に移動される。
The
1次転写バイアスローラ79Y,79M,79C,79Kは、それぞれ中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kとで挟み込むようにして1次転写ニップを形成している。1次転写バイアスローラ79Y,79M,79C,79Kには、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
The primary
中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、中間転写ベルト78と感光体ドラム5Y、5M、5C、5K間の1次転写ニップを順次通過する。こうして感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写が行われる。
The
1次転写後、中間転写ベルト78は2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置で2次転写バックアップローラ82は、2次転写ローラ89とで中間転写ベルト78を挟み込むようにして2次転写ニップを形成している。2次転写ニップにおいて、中間転写ベルト78上に形成されている4色のトナー像が、搬送されてくる記録媒体P上に転写される。転写後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80に達して、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト78上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
After the primary transfer, the
Thus, a series of transfer processes performed on the
ここで、2次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Pは、画像形成装置本体1の下方に配設された給紙部12から、給紙ローラ97およびレジストローラ98を経由して搬送されるものである。
Here, the recording medium P conveyed to the position of the secondary transfer nip is conveyed from the
すなわち、給紙部12には、転写紙などの記録媒体Pが複数枚重ねて収納される。そして、給紙ローラ97が図1において反時計方向に回転駆動されると、最上位の記録媒体Pから順にレジストローラ98に給送される。
That is, a plurality of recording media P such as transfer paper are stored in the
レジストローラ98に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のトナー像にタイミングを合わせて、レジストローラ98が回転駆動されることにより、記録媒体Pが前記2次転写ニップに向けて搬送される。このようにして、記録媒体P上にトナー像が転写される。
The recording medium P conveyed to the registration roller 98 is temporarily stopped at the position of the roller nip of the registration roller 98 that has stopped rotating. Then, the registration roller 98 is rotationally driven in synchronization with the toner image on the
2次転写ニップでカラー画像が転写された記録媒体Pは定着装置20に搬送される。そして、記録媒体Pは、定着装置20において定着ベルト21と加圧ローラ31による加熱および加圧を受けて、表面に転写されたトナー像が記録媒体P上に定着される。
The recording medium P on which the color image has been transferred at the secondary transfer nip is conveyed to the fixing
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ99を経て装置本体1外へと排出され、スタック部100上に順次スタックされる。
Thereafter, the recording medium P is discharged out of the apparatus
図2は本発明に係る定着装置の実施形態における要部を示す正面断面図、図3は本実施形態における定着ベルトの内部構成の拡大断面図である。 FIG. 2 is a front sectional view showing a main part in the embodiment of the fixing device according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of the internal configuration of the fixing belt in the present embodiment.
図2に示すように、本実施形態の定着装置20は、無端状のベルト部材である定着ベルト21と、定着ベルト21の内周壁と接して定着ベルト21の断面形状を保持し、かつ定着ベルト21に対して熱を伝導する熱伝導部材として機能する保持部材22と、保持部材22の一部と接合して保持部材22の機械強度を補強する補強部材23と、保持部材22の内周面を加熱する熱源であるハロゲンヒータ24と、付勢部材(図示せず)から押圧付勢力を受けて定着ベルト21に当接し、定着用のニップ部Nを形成する対向部材としての芯材31aとゴム層31bからなる加圧ローラ31とを具備している。
As shown in FIG. 2, the fixing
保持部材22は、金属製パイプ材からなり、全体として断面形状が概略円形状をなし、ニップ部N部分において内方に凹むような凹形状になっている。
The holding
図2,図3に示すように、保持部材22の凹状部22aには、フッ素系ゴム材料からなるニップ形成部材25と、複数の内方突起26aが長手方向に並設されたアルミニウム材からなる固定部材26と、内方突起26aを除いてニップ形成部材25と固定部材26との外周を包むようにして設けられた潤滑シート材27と、潤滑シート材27の折畳部27aを固定部材26とで挟持する支持プレート28と、潤滑シート材27の折畳部27aと支持プレート28とを固定部材26に固定するねじ29とからなるニップ形成ユニット30が設置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
保持部材22の凹状部22aは、補強部材23のニップ部N部分に形成された補強凹部23aに、断面凹状の受部材32とで挟持された状態で、ねじ33により固定されている。
The
この状態で、ニップ形成ユニット30は、保持部材22の凹状部22aに装着され、加圧ローラ31からの押圧方向Fにおいて内方突起26aと受部材32とが当接し、記録媒体搬送方向Aにおいては、固定部材26の側部から潤滑シート材27の外方に突出する小突起40が、保持部材22の凹状部22aと当接するようになっている。
In this state, the nip forming
また、ニップ形成ユニット30において潤滑シート材27(潤滑シート材27を省略した場合にはニップ形成部材25)が、定着ベルト21の内周面と摺動するようになっている。このとき、ニップ形成部材25のニップ部Nに対応する面の形状が凹形状となっているが、平坦形状やその他の形状であっても良い。ただし、ニップ形成部材25のその部分の形状が凹形状の方が、ニップ部N出口において記録媒体先端の排出方向が加圧ローラ31寄りになることから、分離性が向上しジャムの発生が抑制されるため好ましい。
In the
また、本実施形態において、定着ベルト21,保持部材22,補強部材23,ハロゲンヒータ24,ニップ形成部材25,固定部材26,潤滑シート材27,支持プレート28、および加圧ローラ31は、図面に対して垂直方向(軸方向,長手方向)に延在し、ニップ部Nを形成することに寄与している。長手方向の端部が図示しない装置内シャーシ(フレーム)などによって支持されている。
In the present embodiment, the fixing
定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、ニップ形成部材25に対し潤滑シート材27を介して加圧ローラ31により押圧され、ニップ部Nに所定の加圧力を生成している。また、定着ベルト21は、駆動部にて回転駆動される加圧ローラ31の回転力を受けて、図2中の反時計方向に加圧ローラ31と連れ回し、保持部材22外周により案内されて摺動し、周方向へ回転移動する。
The fixing
ニップ形成ユニット30は、補強部材23の補強凹部23aの底部に、受部材32と保持部材22を介して当接(加圧ローラ31から方向Fの押圧力を受けて弾接)し、補強部材23が、端部が後述するように装置内シャーシに保持されているため、定着ベルト21およびニップ形成ユニット30の各部が、この部位において確実に固定される。よって、ニップ部Nの状態が適正かつ良好に維持/保持されることになる。
The nip forming
図4は本実施形態の補強部材の断面図、図5は本実施形態の補強部材の端面部分を示す斜視図である。 4 is a cross-sectional view of the reinforcing member of the present embodiment, and FIG. 5 is a perspective view showing an end surface portion of the reinforcing member of the present embodiment.
補強部材23は、ステンレス板材からなり、板材を略180度折り返して曲げるヘミング曲げ加工によって、重ね折り部分である補強凹部23aが形成されている。そして、補強凹部23aは、図3に示すように、保持部材22の凹状部22aにおける記録媒体の搬送方向Aの上流側に位置する第1側面22a−1の内周に沿うように第1補強部位23a−1が設置され、また、保持部材22の凹状部22aにおける記録媒体の搬送方向Aの下流側に位置する第2側面22a−2の内周に沿うように第2補強部位23a−2が配置される構造になっている。
The reinforcing
補強部材23は、補強凹部23aがヘミング曲げにより加工硬化しているため変形しにくく、補強部材23の軸方向(長手方向)において、ニップ部Nに対する記録媒体の搬送方向上流側と下流側とにおいて補強され、補強部材23における加圧方向の長さが十分に確保されるため、補強部材23の軸方向の撓み,変形が抑制される。
The reinforcing
このため、保持部材22の凹状部22a、およびニップ形成ユニット30を構成する各部の位置ずれ,変形を防ぐことができ、定着ベルト21の断面形状を保持部材22により安定して保持することができるなど、ニップ形成領域全体においてニップ部Nを適正に維持することができる。
For this reason, it is possible to prevent displacement and deformation of the
特に、保持部材22を、板材を曲げて側端部を合わせるようにして、図に示すようなパイプ状に形成する場合(図23の凹状部分224a参照)には、側端部の合わせ部を補強凹部23a内に配設することにより、組立て後にスプリングバックにより側端部の合わせ部が開いてしまうことを防ぐことができ有効である。
In particular, when the holding
補強部材23の強度は、図4に示すB部距離(押圧力方向Fの長さ)に大きく依存する。しかし、補強部材23のB部分を長くすることは、熱源であるハロゲンヒータ24の熱線の遮蔽量の増加を伴う。
The strength of the reinforcing
このため、本実施形態では、補強凹部23aの第1補強部位23a−1と第2補強部位23a−2間において、ニップ部Nとは反対側が開放された形状にしてあり、この開放部分Cにハロゲンヒータ24を設置している。このような形状および配置構成とすることにより、ニップ形成ユニット30の押圧力方向Fの長さを充分にとりながら、ハロゲンヒータ24の熱線遮蔽量を抑えることができる。
For this reason, in this embodiment, between the 1st reinforcement site |
また、本実施形態の補強部材23では、第1補強部位23a−1と第2補強部位23a−2とをそれぞれ内方に延出させ、さらに延出端部を略直角方向へ折り曲げ、延出端部23a’−1,23a’−2を形成している。これら延出端部23a’−1,23a’−2により、補強部材23の耐圧長さが増加することにより、耐撓み強度をより向上させることができる。
Further, in the reinforcing
図6は本実施形態の補強部材の端面部分を示す側面図、図7は本実施形態の補強部材の端部を支持するフランジとの連結状態を示す図、図8は図7の連結状態を示す斜視図、図9は図7の連結状態を背面側から示す斜視図である。 6 is a side view showing an end face portion of the reinforcing member of the present embodiment, FIG. 7 is a view showing a connection state with a flange supporting the end portion of the reinforcing member of the present embodiment, and FIG. 8 is a connection state of FIG. FIG. 9 is a perspective view showing the connected state of FIG. 7 from the back side.
補強部材23は、両端部を装置内シャーシ(図示せず)に固定されるフランジ35の内径部分の複数の係止部35a,35bに当接かつ係止させることにより保持される。補強部材23は、本例では、図5,図6に示すように、補強部材23の両端部において、延出端部23a’−1,23a’−2に切欠部36,36を形成し、また各補強部位23a−1,23a−2から各延出端部23a’−1,23a’−2へと傾斜する傾斜部37,37を形成している。
The reinforcing
図7〜図9に示すように、補強部材23の切欠部36,36と補強部位23a−1,23a−2の端面が、フランジ35の係止部35a,35bに係合することにより、補強部材23はフランジ35に保持される。
As shown in FIGS. 7 to 9, the
本実施形態では、補強部材23の端面部に切欠部36,36形成して、この部位において補強部材23の延出端部23a’−1,23a’−2の幅を小さくすることにより、その分、補強部材23のフランジ35への挿入部分が小さくなる。フランジ35の大きさは保持部材22や定着ベルト21の径に合わせて形成されているため、補強部材23の端面部に切欠部36,36を形成することにより、フランジ35を大径化させることなく、また保持部材22や定着ベルト21を大径化させることもなく、補強部材23をフランジ35に装着させることが可能となる。
In the present embodiment, the
逆に、補強部材23の延出端部23a’−1,23a’−2の幅を長手方向においてすべて切欠部36における幅で形成することも考えられるが、この場合には補強部材23の撓み強度が低下する。したがって、フランジ35に装着される補強部材23の端面部以外は、撓み強度を増すためにもフランジ35に装着される部分の幅よりも広くすることが好ましい。
On the contrary, it is conceivable that the
さらに、補強部材23の端面部において、図6に示す点線のように矩形形状に切り取るのでなく、傾斜部37,37を形成したことにより、当接/係止することに支障ない範囲で、補強部材23の面積,容積の減少を最小限にすることができ、これによって補強部材23の耐撓み強度を増す(図6における面積S分)ことができる。
Further, the end face of the reinforcing
図10は本実施形態のニップ形成ユニットの端部を示す斜視図である。ニップ形成ユニット30は、図3に示すように、潤滑シート材27の折畳部27aと支持プレート28とを固定部材26にねじ29にて固定し、該ねじ29の螺合位置を外して固定部材26の内方突起26aが、潤滑シート材27と支持プレート28から外部に突出するようになっている。また、固定部材26の側部には、潤滑シート材27から突出して保持部材22の凹状部22aと当接する小突起40が複数箇所に突設されている。
FIG. 10 is a perspective view showing an end portion of the nip forming unit of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the nip forming
また、固定部材26の内方突起26aは長手方向に複数個が突設されるが、本実施形態では、長手方向において中央部分の内方突起26aが端部の内方突起26aよりも長くなるようにしている。これにより、補強部材23が、仮に多少撓んだとしても、中央部のニップ圧が低下することを防ぎ、長手方向におけるニップ圧にばらつきが生じることを抑制することができる。
A plurality of
さらに、前記各内方突起26aは間隔を持って並設されており、この間隙部分にねじ29,33の頭部(図3参照)を配するようにしている。これにより、ねじ29の頭部および図3に示すねじ33の頭部と内方突起26aとの当接を回避し、ねじ29,33を設置しても、ニップ形成ユニット30にがたつき等が生じないようにすることができる。
Further, the
図11は本実施形態のニップ形成ユニットの構成部材を一部破断して示す分解斜視図であって、展開状態において不織布などからなる潤滑シート材27の長手方向の両側に、内方突起26aが突出するための長孔27aが複数個並設され、金属製の支持プレート28には、内方突起26aが突出するための長孔28aと、ねじ29が挿通するための通孔28bとが複数並設されている。潤滑シート材27は、長孔27aが一致するように、ニップ形成部材25と固定部材26の外周を包み込むように、両側が折り畳まれる。
FIG. 11 is an exploded perspective view showing a part of the constituent members of the nip forming unit of the present embodiment, with the
ここで、定着装置20では、ニップ部Nを形成する部分が最も耐久性に劣っており、特に潤滑シート材27は装置稼動時の加圧回転によりせん断力を受け続けるため、潤滑シート材27が摩耗し破れたりすることが十分に考えられる。そのため、この潤滑シート材27(あるいはニップ形成部材25)が最も頻繁に交換・メンテナンスを必要とする部分となる。本発明は、ニップ形成ユニット30に関する交換、メンテナンス性を改善した構成を提案するものである。
Here, in the fixing
すなわち、定着ベルト21内部には、保持部材22、熱源(ハロゲンヒータ24)、ニップ形成ユニット30、支持体(ニップ形成ユニット30のたわみ防止用の補強部材23)と複数の部品が配置されているが、前述したように潤滑シート材27(あるいはニップ形成部材25)は最も頻繁に交換・メンテナンスの必要が生じるため、作業を簡単に行える構成とする必要がある。本発明では、交換・メンテナンスのたびに定着ベルト21内部を分解しなくてすむように、定着ベルト21、保持部材22、補強部材23、受部材32、ニップ形成ユニット30、フランジ35からなる無端ベルトユニット21uからニップ形成ユニット30だけをその内部から取り外せるように保持部材22等と固定しない構成とする。詳しくは、そのために保持部材22や補強部材23を両端部で保持しているフランジ35に、ニップ形成ユニット30を該保持部材22や補強部材23とは別に独立して固定するものである。
That is, in the fixing
以下、本発明の根幹をなす部分の詳細について説明する。
まず、定着装置20において、定着ベルト21及びその関連部材はつぎのように組み立てられる。
(S11) まず、保持部材22の内周側に補強部材23を配置するとともに、保持部材22の凹状部22aを補強部材23の補強凹部23aと受部材32とで狭持した状態でねじ33により固定して一体とする。
(S12) ついで、一体となった保持部材22及び補強部材23の外周に定着ベルト21を装着する。
(S13) ついで、定着ベルト21が装着された保持部材22及び補強部材23の長手方向(軸方向)両端部にフランジ35を取り付ける。このとき、フランジ35を定着ベルト21長手方向から見ると、フランジ35の側面から一体となった保持部材22及び補強部材23の円周断面上の凹状部分(すなわち、保持部材22の凹状部22aを補強部材23の補強凹部23aと受部材32とで狭持しネジ止めした部分)と定着ベルト21の内周面とで囲まれる空間が露出していることが確認できる。
(S14) つぎに、ニップ形成ユニット30をニップ形成部材25が定着ベルト21側、固定部材26が受部材32側となる向きとして、どちらか一方のフランジ35の側面に露出している保持部材22及び補強部材23の円周断面上の凹状部分と定着ベルト21の間に、長手方向(軸方向)に挿入して無端ベルトユニット21uとする。
Hereinafter, the detail of the part which makes the foundation of this invention is demonstrated.
First, in the fixing
(S11) First, the reinforcing
(S12) Next, the fixing
(S13) Next,
(S14) Next, the nip forming
図12に、無端ベルトユニット21uの構成を示す。この状態では、ニップ形成ユニット30は、小突起40が保持部材22の凹状部22aと当接して定着ベルト21周方向には動かないように支持されているが、長手方向(軸方向)の移動は自由な状態となっている。
FIG. 12 shows the configuration of the
(S15) つぎに、無端ベルトユニット21uにおけるフランジ35を定着装置20のフレーム(シャーシともいう)に装着する。
図13にその様子を示す。定着装置20の両側板であるフレーム20fには、フランジ35のフランジ面形状に対応した切欠き部分がそれぞれ設けられており、その切欠き部分に、無端ベルトユニット21uの軸方向両端部にあるフランジ35のみがフレーム20fの外側となるように該フランジ35それぞれを挿入し、それぞれのフランジ35をフランジ面がフレーム20fの外側主面に接した状態でフレーム20fにネジ止めして固定する。これにより、保持部材22及び補強部材23がフランジ35を介してフレーム20fに固設されるようになるとともに、加圧ローラ31に対してニップ部Nを形成可能に定着ベルト21とニップ形成ユニット30が配置されるようになる。
(S15) Next, the
This is shown in FIG. The
詳しくは、このように無端ベルトユニット21uが定着装置20のフレーム20fに装着されると、図14に示すように、フランジ35の側面に露出していた保持部材22及び補強部材23の円周断面上の凹状部分と定着ベルト21の間の空間(すなわち、ニップ形成ユニット30の長手方向(軸方向)両端部)はフレーム20fに覆われるようになる。これにより、ニップ形成ユニット30の長手方向(軸方向)両端部である固定部材26の両端部がフレーム20f主面に突き当たる(当接する)ようになり、ニップ形成ユニット30の長手方向(軸方向)の定着装置20における位置決めが成される。これによって、加圧ローラ31の押圧により適切なニップ部Nが形成可能となる。
なお、その後無端ベルトユニット21uには一方のフランジ35側面からハロゲンヒータ24が装着される。
Specifically, when the
Thereafter, the
一方、無端ベルトユニット21uにおけるフランジ35をフレーム20fから取り外すと、該無端ベルトユニット21u全体が当該定着装置20のフレーム20fから取り外されるようになり、図12に示す状態となる。したがって、フランジ35の側面からニップ形成ユニット30が取り外し可能となり、定着装置20の運転に伴い摩耗するニップ形成ユニット30全体の交換あるいは潤滑シート材27の交換を簡便に行うことができるようになる。
On the other hand, when the
なお、本実施形態の保持部材22は、定着ベルト21の回転をガイドする(ベルトの回転を支持する)と共に、定着ベルト21を加熱するように金属製パイプ材を使用しているが、保持部材22によって定着ベルト21を加熱する必要がない場合には、金属製パイプ材を使用しなくてもよく、さらには定着ベルト21の回転を適切にガイドする部材が他にあれば、無端ベルトユニット21uにおいて保持部材22の省略は可能であり、その場合にも本発明の作用効果を得ることができる。このとき、ニップ形成ユニット30は、補強部材23の補強凹部23aで保持される。
The holding
次に、前記のように構成された定着装置20の定着動作は公知のものと同様であるので、その概要を説明する。
Next, since the fixing operation of the fixing
図1の画像形成装置本体1の電源スイッチが投入されると、ハロゲンヒータ24に電力が供給され、加圧ローラ31の図2における矢印方向の回転駆動が開始される。加圧ローラ31が回転すると、定着ベルト21が加圧ローラ31の摩擦力によって、図2における矢印方向に従動(回転)する。
When the power switch of the image forming apparatus
このとき、定着ベルト21はニップ部Nで挟み込まれて回転するが、ニップ部N以外ではパイプ状金属体である保持部材22にガイドされて回転する。そのため、一定の距離以上に定着ベルト21と保持部材22が離れてしまわないよう、定着ベルト21と保持部材22は直径差が1mm以内となるように設定する。
At this time, the fixing
この回転動作中、給紙部12から記録媒体Pが給送されて、2次転写ローラ89において記録媒体P上にトナー像が担持(転写)される。トナー像が担持された記録媒体Pは、図示しないガイド板に案内されながら図2における矢印A方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト21と加圧ローラ31間のニップ部Nに送入される。
During this rotation operation, the recording medium P is fed from the
ニップ部Nにおいて記録媒体Pは、保持部材22を介して加熱された定着ベルト21による加熱と加圧ローラ31との加圧とによって、表面にトナー像Tが定着され、ニップ部Nから送出されて排紙部へと搬送される。
In the nip portion N, the toner image T is fixed on the surface of the recording medium P by the heating by the fixing
本実施形態によれば、安価で耐久性に優れた構成であり、しかも、金属製パイプ状の保持部材22が熱を拡散し、定着ベルト21全体に均質な熱を与えるため、ウォームアップが早く、かつ定着ベルト21全体の温度が安定するため、良好な定着が長期に亘って行われる定着装置を実現することができる。
According to the present embodiment, the structure is inexpensive and excellent in durability, and the metal pipe-shaped holding
次に、本実施形態における各構成部材の構造,材質などについて、より具体的に説明する。 Next, the structure and material of each component in the present embodiment will be described more specifically.
定着ベルト21は、基材上に弾性層と離型層が順次積層されており、全体の厚さが1mm以下に設定されている。また、定着ベルト21の基材は、層厚が30〜50μmであって、ニッケル,ステンレスなどの金属材料、あるいはポリイミド樹脂などの樹脂材料で形成されている。
In the fixing
定着ベルト21の弾性層は、層厚が100〜300μmであって、シリコーンゴム,発泡性シリコーンゴム,フッ素ゴムなどのゴム材料で形成されている。弾性層がない場合は定着ベルト21の熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着するときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。これに対して、弾性層を設けることにより、加圧ローラ31とのニップ部における定着ベルト21表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体P上のトナー像Tに均一に熱が伝わり、所謂、ユズ肌画像の発生が抑止される。
The elastic layer of the fixing
定着ベルト21の離型層は、層厚が10〜50μmであって、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂),PTFE(4フッ化エチレン樹脂),ポリイミド,ポリエーテルイミド,PES(ポリエーテルサルファイド)などの材料で形成されている。離型層を設けることにより、トナーT(トナー像)に対する離型性(剥離性)が担保される。
The release layer of the fixing
さらに、定着ベルト21の内層である基材の表面に、フッ素系の樹脂を塗布することにより、保持部材22との摺動性を向上させることができる。
Furthermore, the slidability with the holding
定着ベルト21の実施例としては、最内周から順に、基材として30μmの厚さのNi層、弾性層として200μmの厚さのシリコーンゴム層、離型層として30μmの厚さのPFA樹脂層を用い、さらに基材内周面にフッ素系樹脂を塗布し、内径が30mm、外形が30.52mmとなるものを実施した。
As an example of the fixing
定着ベルト21と加圧ローラ31との当接部のニップ部Nは、図2,図3に示すように、ニップ形成部材25の形状により凹形状にしているが、平坦形状やその他の形状であってもよい。ニップ部Nの形状が凹形状の方が、記録媒体である用紙先端の排出方向が加圧ローラ31寄りになり、定着後の用紙の分離性が向上するため、ジャムの発生が抑制される。加圧ローラ31は、芯材31aとして中空の金属ローラの外側にゴム層31bが設けられ、離型性を得るために最表面に離型層(PFA樹脂層またはPTFE樹脂層)が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the nip portion N of the contact portion between the fixing
加圧ローラ31の実施例としては、肉厚1mmかつ外径24mmの鉄製の芯材、芯材の表面に厚さ3.1mmのシリコーンゴム層を設け、離型層として30μmの厚さのPFA樹脂チューブを被覆した、外径30.26mmとなるものを用いた。
Examples of the
加圧ローラ31は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転駆動される。また、加圧ローラ31は、スプリングなどにより定着ベルト21側に押圧されており、ニップ形成部材25のゴム層が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を形成している。
The
加圧ローラ31としては、中実のローラであってもよいが、中空の方が熱容量は少なくてよい。また、加圧ローラ31内にハロゲンヒータなどの加熱源を備えるようにしても良い。
The
加圧ローラ31において、シリコーンゴム層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ31内部にヒータが設けない場合にはスポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト21の熱が奪われにくくなるためより望ましい。
In the
また、保持部材22を構成する中空のパイプ状金属体は、アルミ,鉄,ステンレスなどの金属材が用いられる。図示した保持部材22の断面形状は円形であるが、角型、あるいはパイプ状であれば他の断面形状であってもよい。
The hollow pipe-shaped metal body constituting the holding
金属中空状の熱伝導体である保持部材22を昇温させる熱源としては、本実施形態のようなハロゲンヒータ24でもよいが、IHコイル(電磁誘導加熱機構)を用いてもよいし、抵抗発熱体あるいはカーボンヒータなどを用いることもできる。また、定着ベルト21自体が発熱するような構成にすることも考えられる。あるいは、シート状の面状発熱体を定着ベルト21の内周面に当接する構成でもよい。
As a heat source for raising the temperature of the holding
保持部材22の実施例としては、内径が29.3mmで肉厚が0.1mmのステンレス材のパイプ材であって、外径が29.5mmとなるものを用いた。なお、本例では熱吸収効果を上げるため、内表面に黒色塗料を塗布した。
As an example of the holding
保持部材22は、ニップ部Nにおいてニップ形成部材25と加圧ローラ31とにより挟み込まれて回転する定着ベルト21を、ニップ部N以外の部位でガイドし、保持部材22から一定距離以上に定着ベルト21が離れないようにしている。
The holding
定着ベルト21と保持部材22との摺動性を向上させるため、定着ベルト21と保持部材22との界面にはシリコーンオイルやフッ素グリスなどの潤滑剤が塗布される。
In order to improve the slidability between the fixing
ハロゲンヒータ24の構成として、1本のハロゲンヒータを用いてもよいが、記録媒体である用紙のA4サイズのものに対応する長さのハロゲンヒータと、A3サイズのものに対応する長さの2本のハロゲンヒータを設置する構成にすることも考えられる。
As a configuration of the
また、補強部材23の実施例としては、厚さ1.5mmのフェライト系のステンレスを用い、図2に示す補強凹部23aにおける開放部分の内幅aを14mmとし、補強部位23a−1,23a−2から延出端部23a’−1,23a’−2までの長さbを15mmとした。
Further, as an example of the reinforcing
なお、本実施形態において、補強部材23を金属材を折り曲げ加工してなる1部品から形成したが、例えば、補強部材23を2部品から形成して、2部品をネジ止めもしくは溶接で接合するようにした場合、部品間で温度差が生じ、熱膨張量の差から熱変形を起こすことになる。この場合、熱源に近い側の部品がより熱膨張することになるため、補強部材は内側へ熱撓みすることになって、ニップ偏差が助長されてしまう。
In this embodiment, the reinforcing
このため本実施形態のように、補強部材23を1部品から形成すれば、熱膨張量の差による熱撓みが発生しないため、ニップ偏差を抑えることができる。
For this reason, if the reinforcing
本実施形態において、補強部材23は、補強凹部23aをヘミング曲げ加工によって重ね折りすることで形成されているが、補強部位の形状,構造は特に限定されない。例えば、重ね状態を2重,3重にしてもよい。
In the present embodiment, the reinforcing
また、補強部材23の各補強部位23a−1,23a−2における各延出端部23a’−1,23a’−2の折り曲げ角度を90度以外の角度に設定したり、図15に示す補強部材のように、各延出端部23a’−1,23a’−2を形成しないようにすることも考えられる。
Further, the bending angles of the
図16に示す補強部材23では、補強部位23a−1,23a−2において、記録媒体の搬送方向下流側に位置する第2補強部位23a−2を、記録媒体の搬送方向上流側に位置する第1補強部位23a−1よりも長く延出するように設定している。このようにすることにより、第1補強部位23a−1を短くした分だけ、第1補強部位23a−1によるハロゲンヒータ24の熱線遮蔽量を減少させることができる。
In the reinforcing
しかも、ニップ部Nにおける記録媒体搬送方向下流側(用紙出口側)において、上流側よりも定着性および分離性(用紙剥し)の面で各部の撓みや変形を抑制することが好ましいが、図16に示す構成にすることにより、下流側に設置される第2補強部位23a−2を第1補強部位23a−1よりも長くすることができ、この部位の強度を大きくすることができるため、定着部の信頼性の面から有効である。
In addition, it is preferable to suppress the bending and deformation of each part on the downstream side (paper exit side) in the recording medium conveyance direction in the nip portion N from the upstream side in terms of fixing property and separation property (paper peeling). With the configuration shown in FIG. 5, the second reinforcing
また、図17に示す補強部材23では、表面を基材(本例ではステンレス)とは異なる材料にて表面蒸着,コーティングを施してコーティング層41を形成している。この場合、コーティング材料として、輻射率の低いアルミニウムや銀などを施すことが好ましい。
Further, in the reinforcing
本実施形態では、補強部材23が保持部材22の内部に配置されているためハロゲンヒータ24からの熱を吸収するが、補強部材23の表面に、輻射率の低い材料をコーティングすることにより、熱の吸収を抑えることができる。補強部材23に吸収されなかった熱は保持部材22に吸収されるため、定着ベルト21に対する発熱効率が上がる。
In this embodiment, since the reinforcing
補強部材23をアルミニウムや銀で作製した場合、輻射率は高いが強度が低いため、撓みが大きくなってニップ形状が歪んでしまう。よって、ステンレスなどの強度の高い材料の表面に輻射率の低いアルミニウムや銀をコーティングすることによって、高強度と高発熱効率を両立することができる。
When the reinforcing
さらに、図18に示す補強部材23では、補強部位23a−1,23a−2の延長部分の長手方向に熱線通過用の開口42が複数並設している。前述したように補強部材23もハロゲンヒータ24の熱を吸収するので、熱利用効率を高めるために開口42を設けて補強部材23の熱容量を下げ、補強部材23への熱吸量を抑えることができる。
Further, in the reinforcing
また、開口42を設けることにより、補強部材23の熱容量の低下と共に、ハロゲンヒータ24の熱線を透過させることにより、図19の説明図のように、熱線を保持部材22に効率的に吸収させることもできる。
Further, by providing the
その際、開口42の形状は全て均一にし、かつ開口42を等間隔に配置し、補強部材23における開口42を穿設する領域を、ニップ部Nにおける最大通紙幅(使用される用紙の幅方向の最大通紙領域)以上とする。これにより通紙領域内における保持部材22の熱吸収率の偏りを抑えることができるため、温度偏差を助長させることなく、保持部材22の発熱効率を向上させることができる。
At that time, the shape of the
また、本実施形態では、対向部材として加圧ローラ31を用いた定着装置に対して本発明を適用したが、対向部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to a fixing device using the
図20に、本発明に係る定着装置の別の実施形態の構成例を示す。
すなわち、本発明の定着装置は、可撓性を有し回転する加圧ベルト310と、加圧ベルト310の外周側に該加圧ベルト310と当接可能に配置される対向部材である定着ローラ210と、加圧ベルト310の内周側に配置され、定着ローラ210と加圧ベルト310を介して当接してニップ部を形成するニップ形成ユニット30と、当該定着装置のフレームに固設され、ニップ形成ユニット30を支持する補強部材23と、補強部材23の軸方向両端部を保持した状態で当該定着装置のフレームに着脱可能なフランジ部材と、を備えるものである。また、定着ローラ210は、内部にハロゲンヒータ24を有する。
FIG. 20 shows a configuration example of another embodiment of the fixing device according to the present invention.
That is, the fixing device of the present invention includes a
このような構成の定着装置においても、補強部材23に加圧ベルト310を装着し、補強部材23の軸方向両端部に前記フランジ部材を取り付け、ニップ形成ユニット30を該フランジ部材の側面に露出している補強部材23と加圧ベルト310の間に軸方向に挿入して無端ベルトユニット310uとし、無端ベルトユニット310uにおける前記フランジ部材を当該定着装置のフレームに装着すると、補強部材23が当該定着装置のフレームに固設されるとともに前記ニップ部を形成可能に加圧ベルト310とニップ形成ユニット30が配置され、無端ベルトユニット310uにおける前記フランジ部材を当該定着装置のフレームから取り外すと、無端ベルトユニット310u全体が当該定着装置のフレームから取り外され、前記フランジ部材の側面からニップ形成ユニット30が取り外し可能となる。
Also in the fixing device having such a configuration, the
また、本実施形態では、定着部材として複層構造の定着ベルト21を用いたが、定着部材としてポリイミド樹脂,ポリアミド樹脂,フッ素樹脂、あるいは薄板状金属などからなる無端状の定着フィルムを用いることもできる。そして、その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the fixing
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.
本発明は、トナー像の定着を行う定着装置、および該定着装置を備える複写機,プリンタ,ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置における定着部に適用可能である。 The present invention can be applied to a fixing device for fixing a toner image, and a fixing unit in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine including the fixing device.
1 画像形成装置本体
20 定着装置
20f フレーム(側板)
21 定着ベルト
21u,310u 無端ベルトユニット
22 保持部材
22a 保持部材の凹状部
23 補強部材
23a 補強部材の補強凹部
23a−1 第1補強部位
23a−2 第2補強部位
23a’−1,23a’−2 延出端部
24 ハロゲンヒータ
25 ニップ形成部材
26 固定部材
26a 内方突起
27 潤滑シート材
27a 潤滑シート材の折畳部
28 支持プレート
29 ねじ
30 ニップ形成ユニット
31 加圧ローラ(対向部材)
32 受部材
33 ねじ
35 フランジ
35a,35b 係止部
36 切欠部
37 傾斜部
40 小突起
41 コーティング層
42 開口
N ニップ部
P 記録媒体
1 Image forming
21 fixing
32 receiving member 33
Claims (9)
前記無端ベルトの外周側に該無端ベルトと当接可能に配置される対向部材と、
前記無端ベルトの内周側に配置され、前記対向部材と前記無端ベルトを介して当接してニップ部を形成するニップ形成部材と、
当該定着装置のフレームに固設され、前記ニップ形成部材を支持する補強部材と、
前記補強部材の軸方向両端部を保持した状態で当該定着装置のフレームに着脱可能なフランジ部材と、を備え、
前記補強部材に前記無端ベルトを装着し、前記補強部材の軸方向両端部に前記フランジ部材を取り付け、前記ニップ形成部材を該フランジ部材の側面に露出している前記補強部材と前記無端ベルトの間に軸方向に挿入して無端ベルトユニットとし、
前記無端ベルトユニットにおける前記フランジ部材を当該定着装置のフレームに装着すると、前記補強部材が当該定着装置のフレームに固設されるとともに前記ニップ部を形成可能に前記無端ベルトとニップ形成部材が配置され、
前記無端ベルトユニットにおける前記フランジ部材を当該定着装置のフレームから取り外すと、該無端ベルトユニット全体が当該定着装置のフレームから取り外され、前記フランジ部材の側面から前記ニップ形成部材が取り外し可能となることを特徴とする定着装置。 A flexible and rotating endless belt;
An opposing member disposed on the outer peripheral side of the endless belt so as to be in contact with the endless belt;
A nip forming member that is disposed on the inner peripheral side of the endless belt and forms a nip portion by contacting the opposing member via the endless belt;
A reinforcing member fixed to the frame of the fixing device and supporting the nip forming member;
A flange member that can be attached to and detached from the frame of the fixing device while holding both axial ends of the reinforcing member,
The endless belt is attached to the reinforcing member, the flange members are attached to both ends of the reinforcing member in the axial direction, and the nip forming member is exposed on the side surface of the flange member between the reinforcing member and the endless belt. Insert it in the axial direction to make an endless belt unit,
When the flange member of the endless belt unit is attached to the frame of the fixing device, the reinforcing member is fixed to the frame of the fixing device, and the endless belt and the nip forming member are arranged so that the nip portion can be formed. ,
When the flange member in the endless belt unit is removed from the frame of the fixing device, the entire endless belt unit is removed from the frame of the fixing device, and the nip forming member can be removed from the side surface of the flange member. A fixing device characterized.
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