JP2012145911A - Fixing device and image forming apparatus including fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a fixing device and an image forming apparatus including the fixing device.
従来の定着装置として、電磁誘導加熱方式により加熱される装置がある。 As a conventional fixing device, there is a device heated by an electromagnetic induction heating method.
この構造の定着装置は、定着装置が加圧部材と接触していると、加熱昇温時に加圧部材に熱が奪われてしまう虞がある。これを防ぐために定着ベルトのみを加熱する定着装置がある。 In the fixing device having this structure, if the fixing device is in contact with the pressure member, the pressure member may be deprived of heat when the temperature of the heating device is increased. In order to prevent this, there is a fixing device that heats only the fixing belt.
しかしながら、定着ベルトと駆動ギアとが接着されているため、定着ベルトを交換する際に、駆動ギアも同時に交換しなければならない。 However, since the fixing belt and the driving gear are bonded, when the fixing belt is replaced, the driving gear must be replaced at the same time.
本発明が解決しようとする課題は、交換部材の低コスト化を実現する定着装置及び画像形成装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can reduce the cost of replacement members.
上記課題を解決するために、実施形態の定着装置は、金属を内在する発熱層を含むエンドレスの定着ベルトと、前記定着ベルトの軸方向の一端に配置されるとともに磁石を有し前記定着ベルトと磁気で接続する駆動伝達部とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an exemplary embodiment of a fixing device includes an endless fixing belt including a heat generating layer containing metal, a fixing belt disposed at one end in the axial direction of the fixing belt, and a magnet. And a drive transmission unit connected magnetically.
図1は画像形成装置であるカラーのMFP(Multi Functional Peripheral)1を示す概略構成図である。MFP1は、給紙部5、画像形成部であるプリンタ部10、定着部30、スキャナ部40などを備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a color MFP (Multi Functional Peripheral) 1 that is an image forming apparatus. The MFP 1 includes a
給紙部5は、積層状に積み上げられたシートPを収納するカセット6と、カセット6に収納されたシートPの最上層のシートをプリンタ部10に給紙するピックアップローラ7などを含む。
The
プリンタ部10は、Y(イエロ)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の4組の画像形成ステーション12Y、12M、12C及び12Kと、各画像形成ステーション12Y、12M、12C、12Kによって形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト20、各画像形成ステーション12Y、12M、12C、12Kにレーザを照射するレーザ露光装置22などを備える。
The
各画像形成ステーション12Y、12M、12C、12Kは、感光体ドラム13Y、13M、13C及び13Kを備える。また、各画像形成ステーション12Y、12M、12C、12Kは、感光体ドラム13Y、13M、13C、13Kの周囲に、感光体ドラム13Y、13M、13C、13Kの表面を均一に帯電するチャージャ14Y、14M、14C及び14K、感光体ドラム13Y、13M、13C、13Kに作成された静電潜像にトナーによって顕像化する現像装置15Y、15M、15C及び15K、顕像化されたトナー像を中間転写ベルト20に転写する1次転写ローラ16Y、16M、16C及び16K、及び1次転写ローラによって中間転写ベルト20に転写されずに感光体ドラム13Y、13M、13C、13Kに残ったトナーをクリーニングする感光体クリーナ17Y、17M、17C及び17Kを備えている。感光体ドラム13Y、13M、13C、13Kは図1の矢印a方向に回転する。
Each of the
レーザ露光装置22は、各感光体ドラム13Y、13M、13C、13Kに、各色に対応したレーザ光22Y、22M、22C及び22Kを照射する。
The
プリンタ部10は、中間転写ベルト20の内方に中間転写ベルト15を支持する駆動ローラ20a及び従動ローラ20bを備え、中間転写ベルト20を、矢印b方向に走行する。 プリンタ部10は、中間転写ベルト15を介して駆動ローラ20aと対向する位置に2次転写ローラ20cを備える。
The
プリンタ部10の上部に2次転写ローラによってシートPに転写されたトナー像を定着する定着部30が備えられている。この定着部30については図2以降で詳細に説明をする。
A
MFP1は、そのほかに、定着部30の上方に定着されたシートPをMFP1外部に排出する排紙ローラ33を備えている。また、カセット6から給紙されたシートPを駆動ローラ20aと2次転写ローラ20cの間を通り定着部30へガイドし、さらに定着部30から排紙ローラ33へとガイドする搬送路36などを有している。
In addition, the
これらの構成によってカセット6から給紙されたシート(記録媒体)は、プリンタ部10によって形成された画像が転写され、定着されて排出される。
The sheet (recording medium) fed from the
次に定着部30について詳述する。図2に示すように、定着部30は、定着ベルト50、プレスローラ60、誘導電流発生コイル(以下IHコイルと省略する)70、定着ベルトを回転させるモータ80、モータ80の動力を伝達する駆動伝達ギア群81、駆動伝達ギア群81の動力を受け取る駆動ギア90などからのなどが備えている。
定着ベルト50は、内部に空洞になっているエンドレスベルトになっており、空洞部分には、内部にステイ51と、パッド52などを有している。定着ベルト50のエンドレスベルトの軸方向の両端内側は空洞になっている。定着ベルト50の内側と駆動ギア90の一方の外周面が接触している。また、定着ベルト50の他端側には従動ホイール95が設けられている。定着ベルト50の他端側に従動ホイール95の回転を検知するセンサ96が配置されている。
Next, the
The
図3は、図2のX-X’線に沿う断面を示した図である。パッド52は、耐熱性のシリコンスポンジもしくはシリコーンゴムで形成し、表面にフッ素樹脂の離型層を備える。パッド52は、定着ベルト50を挟んでプレスローラ60が設けられた側と反対側に設けられ、定着ベルト50の内周面を内側から押圧する。
FIG. 3 is a view showing a cross section taken along line X-X ′ of FIG. 2. The
プレスローラ60は、芯金64の周囲に、例えば耐熱性のシリコンスポンジ或いはシリコーンゴム層のような弾性体層66を備え、表面に例えばPFA樹脂等のフッ素系樹脂からなる離型層68を備える。
The
定着ベルト50は多層構造を有する。定着ベルト50は、図4に示すように、内周側から外周側へ、発熱層50a、弾性層50b、離型層50cの順に層が設けられている構成である。
The
発熱層50aは、IHコイル70から発生する磁界により渦電流を発生させることで発熱するための層である。発熱層50aを構成する金属として、例えばNi、Fe、Cu、Au、Ag、Al等が挙げられる。金属は単独で用いても良いし、2種類以上の合金を用いても良い。ただしCu、Au、Ag、Alは固有抵抗率が低く、約10μm以下の薄層にする必要がある。そのためCu、Au、Ag、Alを用いる場合は、発熱層50aの強度を保つために、Cu、Au、Ag、Alとは別の基材が更に必要となる。発熱層50aとして、例えばNi−Cu−Niの3層構造が挙げられる。
The
弾性層50bは発熱層50aと離型層50cとの間に設けられる。弾性層50bの構成材料は、シリコーンゴムやフッ素のような耐熱性のゴムを用いることが好ましい。
The
図5は定着ベルト50の内側の発熱層50aの極を表している。N極とS極が交互に配置され、合計で偶数の8極になっている。また、定着ベルト50の内側の各極の弧の長さは均等に設定されている。
FIG. 5 shows the poles of the heat generating
図6は、図2の駆動ギア90付近の拡大図である。駆動ギア90は、図6に示すように、歯車部91とベース部92と磁石部93を有しており、ベース部92を中央にして、歯車部91と磁石部93が設けられている。磁石部93は円柱状になっており、周面にN極とS極が交互に設けられており、合計で偶数の8極になっている。また、各極の円周方向の弧の長さは均等に設定されている。歯車部91の径はベース部92の径より大きく、磁石部93の径はベース部92の径より小さい。磁石部93の径は、定着ベルト50の内径とほぼ同じ大きさか、やや小さい。磁石部の側面部分と定着ベルトの一端部の内側とはオーバーラップしている。定着ベルト50の発熱層50aが金属で構成されているため、定着ベルト50と駆動ギア93は着磁されている。
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the
駆動ギア90の歯車部91やベース部92の構成材料としては、機械的強度や耐熱性の高い樹脂を用いることが好ましい。構成する樹脂材料としては、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂、LCP樹脂等が適する。また、歯車部91の内部の回転軸近傍にはベアリング91aが内在している。
As a constituent material of the
定着ベルト50のモータ80が配置されている一端側の内側は空洞になっている。定着ベルト50の着磁領域すなわち磁石部93は、定着ベルト50の回転軸方向の一端側から10mm乃至20mm程度までである。定着ベルト50への着磁は、定着ベルト50の最内層である発熱層50aに対して行う。
The inside of one end side where the
駆動ギア90と従動ホイール95はそれぞれベアリングを介してステイ51に支持される。定着ベルト50の回転により、駆動ギア90の回転が従動ホイール95に伝達される。
The
従動ホイール95近傍に回転検知センサ96を配設して、定着ベルト50の回転を検知する。回転検知センサ96によって定着ベルト50の回転が検知されると、IHコイル70は誘導加熱を開始する。また、駆動ギア90が回転しているにも拘らず、定着ベルト50の回転が検知されない場合は、定着ベルト50に駆動ギア90が確実に着磁していないことがわかる。
A
駆動ギア90は、定着ベルト50と等しい極数になっているので、確実に着磁される。図6の矢印Aは、駆動ギア90が定着ベルト50に嵌合する方向を示している。磁力により、矢印A方向に、駆動ギア90の外周面が、定着ベルト50の内周面に嵌合する。また、定着ベルト50と駆動ギア90aとの嵌合を解くには、矢印Aと逆の方向に力を加える。
Since the
着磁極数は6極以上が好ましい。極数が6極以上であれば良好な駆動トルクが得られる。着磁極数6極以上では然程トルクが変わることはない。 The number of magnetic poles is preferably 6 or more. If the number of poles is 6 or more, good driving torque can be obtained. The torque does not change so much when the number of poles is 6 or more.
定着ベルト50ならびに駆動ギア90の磁気駆動に必要な磁束密度は、定着ベルト50ならびに駆動ギア82aの両者ともに25mT以上あれば、駆動トルク30N・cm以上得られることがわかった。更に、定着ベルト50ならびに駆動ギア82aの磁束密度の大きさは、駆動ギア82aの磁束密度を定着ベルト60よりも大きく、1.0≦Bd/Bb<1.2とすることで、定着ベルト60の微小変形を軽減でき、定着ベルト50の寿命を延ばすことができることがわかった。Bd/Bbは駆動ギア90と定着ベルト50の磁束密度の比率である。なお、磁束密度の差が大きいとベルトが波打つ問題が起きる。
The magnetic flux density required for the magnetic driving of the fixing
以上説明した実施形態によれば、定着ベルト50と駆動ギア90とが磁力により嵌合するため、接着剤の手間と費用を無くすことができる。また、定着ベルト50と駆動ギア90との嵌合部を容易に切り離せるため、定着ベルト50と駆動ギア90を同時に破棄する必要が無く、交換部材の低コスト化が実現可能となる。また従動ホイール95近傍に設けられた回転検出センサ84により、定着ベルト50が断絶しているかどうかを把握できる。
According to the embodiment described above, since the fixing
本実施形態では、定着ベルト50の一端側のみに駆動伝達ギア群を設けたが、他端側にも駆動ギア90を設けるとともに定着ベルト50の回転軸と平行にシャフトを設け、他端側にもモータの動力を伝達させてもよい。
In this embodiment, the drive transmission gear group is provided only on one end side of the fixing
本実施形態では、定着ベルト50の最内層の発熱層50aが金属を有しているので、定着ベルト50の内側に駆動ギア90を挿入して、着磁しているが、これに限定されず、定着ベルト50の一端側外側に磁石を設け、駆動ギアは定着ベルト50の外側と着磁する構造であってもよい。
In the present embodiment, since the
本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば磁性体の駆動ギアを用いる場合は、定着ベルト50に対してのみ着磁を施せば良い。これは、片側が磁性体(たとえば鉄)であれば、一方のみがマグネットであっても吸着するためである。または定着ベルトとして、ゴムにフィライト粉末を分散させて成型したラバーマグネットを外周に貼り付けたものを用いても良い。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, when a magnetic drive gear is used, only the fixing
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although an embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1・・・MFP
50・・・定着ベルト
50a・・・発熱層
84・・・回転検知センサ
90・・・駆動ギア
91・・・歯車部
93・・・磁石部
1 MFP
50 ... Fusing
Claims (6)
前記定着ベルトの軸方向の一端に配置されるとともに磁石を有し、前記定着ベルトと磁気で接続する駆動伝達部とを備えた定着装置。 An endless fixing belt including a heat generating layer containing metal;
A fixing device that includes a drive transmission unit that is disposed at one end of the fixing belt in the axial direction and includes a magnet and is magnetically connected to the fixing belt.
前記駆動伝達部は、前記定着ベルトの内側に着磁していることを特徴とする請求項1または2記載の定着装置。 Having a cavity inside the fixing belt and having the heat generating layer in the innermost layer of the fixing belt;
The fixing device according to claim 1, wherein the drive transmission unit is magnetized inside the fixing belt.
金属を内在する発熱層を備え、前記記録媒体に接触して前記記録媒体に前記画像を定着するエンドレスの定着ベルトと、
前記定着ベルトの軸方向の一端に配置されるとともに磁石を有し前記定着ベルトと磁気で接続する駆動伝達部と、
を備えた画像形成装置。 An image forming unit for forming an image on a recording medium;
An endless fixing belt comprising a heat generating layer containing metal and fixing the image on the recording medium in contact with the recording medium;
A drive transmission unit disposed at one end of the fixing belt in the axial direction and having a magnet and magnetically connecting to the fixing belt;
An image forming apparatus.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161431389P | 2011-01-10 | 2011-01-10 | |
US61/431,389 | 2011-01-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012145911A true JP2012145911A (en) | 2012-08-02 |
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ID=46789479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011220850A Pending JP2012145911A (en) | 2011-01-10 | 2011-10-05 | Fixing device and image forming apparatus including fixing device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2012145911A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015031716A (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 株式会社東芝 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
JP2016106278A (en) * | 2016-03-14 | 2016-06-16 | 株式会社東芝 | Fixing device and image forming apparatus |
JP2017062508A (en) * | 2016-12-21 | 2017-03-30 | 株式会社東芝 | Fixing device and image forming apparatus |
-
2011
- 2011-10-05 JP JP2011220850A patent/JP2012145911A/en active Pending
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