JP2013195736A - Fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真式の画像形成装置に使用する定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus.
粉状のトナーを用いて記録媒体に画像を形成する電子写真式の画像形成装置では、像担持体上に形成された静電電位の差による潜像にトナーを転移させてトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体上に静電的に直接転写した後、あるいは中間転写体に一次転写してから記録媒体に二次転写した後、定着装置を用いて記録媒体を挟み込み、トナー像を加熱及び加圧して記録媒体上に定着する方式が知られている。 In an electrophotographic image forming apparatus that forms an image on a recording medium using powdered toner, a toner image is formed by transferring the toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential formed on an image carrier. After the toner image is electrostatically transferred directly onto the recording medium, or after the primary transfer to the intermediate transfer member and the secondary transfer onto the recording medium, the recording medium is sandwiched using a fixing device, and the toner image is formed. A method of fixing on a recording medium by heating and pressing is known.
トナー像を記録媒体上に定着する装置としては種々の形態のものがあるが、記録媒体にトナー像が設けられている定着面を加熱する側とその裏面を支持して加圧する側について、例えば、加熱する側と加圧する側の双方をロールとするもの、加熱する側をロールとし加圧する側をベルトとするもの、加熱する側をベルトとし加圧する側をロールとするもの、加熱する側と加圧する側の双方をベルトとするものなどが知られている。これらはいずれも、記録媒体の定着面を加熱用のロール又はベルトで加熱し、対向する加圧用のベルト又はロールで双方の接触部を加圧することにより、溶融した未定着のトナー像を記録媒体に浸透せて記録媒体に定着を行うものである。 There are various types of apparatuses for fixing a toner image on a recording medium. For example, the side for heating the fixing surface on which the toner image is provided on the recording medium and the side for supporting and pressing the back side of , One having both a heating side and a pressure side as a roll, a heating side as a roll and a pressure side as a belt, a heating side as a belt and a pressure side as a roll, and a heating side A belt using both sides on the side to be pressurized is known. In any of these, the fixing surface of the recording medium is heated with a heating roll or belt, and both contact portions are pressed with an opposing pressure belt or roll, whereby a molten unfixed toner image is recorded on the recording medium. And fixing to the recording medium.
このような定着装置では、それぞれのロールとベルトの間に生じる押圧力に対して、各構成部材が十分な剛性を確保している必要がある。例えば、加熱用のロールは、ある程度の厚みを備えた高剛性の構成を用いることが好ましいが、高剛性の確保を大径のロールに求めた場合、その熱容量も大きくなり、装置の起動後や待機状態から復帰する際に、その表面の加熱に時間を要し、長いウォーミングアップ時間が必要となる。 In such a fixing device, each component member needs to ensure sufficient rigidity against the pressing force generated between each roll and the belt. For example, it is preferable to use a high-rigidity structure with a certain thickness for the heating roll. However, when a large-diameter roll is required to ensure high rigidity, the heat capacity increases, and after the start-up of the apparatus, When returning from the standby state, it takes time to heat the surface, and a long warm-up time is required.
特に、カラー定着においては、トナーを十分に加熱溶融し、トナー表面を高光沢に仕上げて発色させるため、大径のロールに厚いゴム層を設けることで加圧時のトナーとロールの接触面積を確保し、十分な熱が加わるようにしなければならない。しかし、このような大径のロールでは剛性を確保するために厚いロールの基材が必要となり、厚いゴム層も含めてロール全体の熱容量が大きくウォームアップ・タイムの短縮に問題が生じていた。そこで本出願人によって提案されたのがロールに無端のベルトをあてがう形態であり、ニップ形成部材でベルトを記録媒体に圧接定着させてトナーとロールの接触面積を確保し、さらに薄肉の基材とゴム層で構成された小径のロールを採用することで熱容量を小さくした。その結果、ウォームアップ・タイムを大幅に短縮するとともに、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現した。 In particular, in color fixing, the toner is heated and melted sufficiently, and the surface of the toner is finished with a high gloss so as to develop a color. It must be secured and sufficient heat applied. However, such a large-diameter roll requires a thick roll base material to ensure rigidity, and the heat capacity of the entire roll including the thick rubber layer is large, causing a problem in shortening the warm-up time. Accordingly, the present applicant proposed a form in which an endless belt is applied to the roll, and the belt is pressed and fixed to the recording medium by a nip forming member to secure a contact area between the toner and the roll. The heat capacity was reduced by adopting a small-diameter roll composed of a rubber layer. As a result, the warm-up time has been significantly shortened, energy consumption has been reduced, and miniaturization has been achieved.
ところで、加圧用のベルトは、例えば80〜85μmという薄肉のポリイミド等の耐熱性樹脂を基層としたものが用いられる。このような薄肉のベルトを用いた場合、圧接定着部の上流側や下流側において、薄肉のベルトが内側方向に座屈などの変形をきたすことがある。例えば、記録媒体の一部が折り重なって圧接定着部に到達した場合や、重送すなわち複数枚の記録媒体が重なった状態で圧接定着部に搬送されてきた場合のような変則的な事象が発生した場合には、圧接定着部の上流側において、ベルトが内側方向に押されて変形することがある。ベルトにおいて変形が生じている部分が圧接定着部に入ると、ベルトに皺や折り目が生じ、定着後の画像に筋が入るなどの不具合を生ずるおそれがある。 By the way, as the pressure belt, for example, a belt having a base layer of a heat-resistant resin such as a thin polyimide having a thickness of 80 to 85 μm is used. When such a thin belt is used, the thin belt may be deformed such as buckling inwardly on the upstream side or downstream side of the pressure-fixing portion. For example, an irregular event occurs when a part of the recording medium is folded and reaches the pressure fixing unit, or when multiple recording media are conveyed to the pressure fixing unit with multiple recording media overlapped In this case, the belt may be pushed inward and deformed on the upstream side of the pressure fixing unit. If a part of the belt that has been deformed enters the pressure-fixing part, there is a risk that wrinkles or creases will occur on the belt and streaks will appear in the image after fixing.
このような薄肉のベルトを用いた定着装置において、圧接定着部の上流側と下流側におけるベルトの変形を防止するための発明が、図7に示すように、特許文献1に開示されている。具体的には、特許文献1は、筒状の定着ベルトを備えた定着装置において、定着ベルトが径方向の内方に変形することを防止することを目的として、定着装置929において、定着ニップNの入口側及び出口側のそれぞれの側に、定着ベルト911の内周面に対して隙間を空けて変形防止リブ910,920を備えており、これによって、定着ベルト911が径方向の内方に押されて変形しようとしたときに、定着ベルト911の内周面が変形防止リブ910,920と当接することによって、定着ベルト911がそれ以上径方向の内方に変形しないようにする手段を開示している。
In such a fixing device using a thin belt, an invention for preventing the deformation of the belt on the upstream side and the downstream side of the pressure fixing unit is disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. Specifically, Patent Document 1 discloses a fixing device provided with a cylindrical fixing belt. In the
特許文献1は、記録媒体Pの定着面を加熱する側に定着ベルト911を、その裏面を加圧する側に加熱ロール904を設けた例である。そして、筒状の定着ベルト911の内部には、ニップ形成部材914を支持する支持体917が配置されている。図7に示すように、定着ベルト911の内部におけるニップ形成部材914の上流側及び下流側には、支持体917の長手方向両端部に沿って、多数の変形防止リブ910、920が、所定間隔を空けて配置されている。
Patent Document 1 is an example in which a
しかしながら、特許文献1に記載されている定着装置では、変形防止リブ910、920の外周部に、定着ベルト911の内周部が圧接定着することで、ある程度は定着ベルト911の回転経路を確保することが可能である。しかし、記録媒体Pの重送や逆向きに引っ張った場合のように、何らかの理由で定着ベルト911に座屈が発生するような大きな力が加わった場合には、変形防止リブ910、920の外周部だけでは定着ベルト911の変形を防ぎきれずに、変形防止リブ910、920同士の隙間において、定着ベルト911に座屈が発生してしまう。特に、定着ベルト911を更に薄肉化した場合や、用紙サイズの拡大に伴って幅を広げた場合には、座屈の発生は顕著となる。定着ベルト911に座屈による変形が生じた状態のまま圧接定着部に挟み込まれると、定着ベルト911に皺や折り目が生じてしまう。
However, in the fixing device described in Patent Document 1, the inner peripheral portion of the
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ベルトに大きな力が加わったときであっても、ベルトの座屈などの変形を抑制することが可能な定着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 capable of suppressing deformation such as buckling of a belt even when a large force is applied to the belt. And
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
(1)未定着のトナー像を担持した記録媒体を加圧及び加熱することにより前記トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、記録媒体の第1の面に当接するロールと、ロールに接触するように対向して配置され、記録媒体の第2の面に当接するベルトアセンブリとを備え、ベルトアセンブリが、無端ベルトと、無端ベルトの内部においてベルトアセンブリの構造を支持する軸方向に長尺な支持体と、支持体に取付けられ、無端ベルトをロールへ圧接定着させてニップを形成するニップ形成部材と、無端ベルトの回転方向に対しニップ形成部材よりも上流側に、無端ベルトが内側方向に変形しようとした際にその内周面と面的に接触する軸方向に幅広な曲面案内部を有するベルト規制部材とを備え、ベルト規制部材が、無端ベルトの内周面に対して所定の間隙をもって離間し、かつ、その回転方向の第1の端部がニップ形成部材に間近となるように配置されていることを特徴とする定着装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
(1) A fixing device for fixing a toner image to a recording medium by pressurizing and heating a recording medium carrying an unfixed toner image, the roll contacting the first surface of the recording medium, and the roll A belt assembly disposed oppositely in contact with the second surface of the recording medium, wherein the belt assembly includes an endless belt and an axially supporting structure of the belt assembly within the endless belt. A long support, a nip forming member attached to the support and press-fixing the endless belt to the roll to form a nip, and an endless belt upstream of the nip forming member in the rotational direction of the endless belt A belt regulating member having a curved guide portion that is wide in the axial direction and is in surface contact with the inner circumferential surface of the endless belt. Spaced with a predetermined gap with respect to, and to provide a fixing device which is characterized in that the first end of the rotating direction is arranged so as to be close to the nip forming member.
(2)ベルト規制部材が無端ベルトの内周面の中央部周辺に接触するように位置することを特徴とする上記(1)に記載の定着装置を提供する。 (2) The fixing device according to (1) is provided, wherein the belt regulating member is positioned so as to contact the periphery of the central portion of the inner peripheral surface of the endless belt.
(3)曲面案内部がニップ形成部材の方向に向かって漸増する幅を有することを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の定着装置を提供する。 (3) The fixing device according to (1) or (2), wherein the curved surface guide portion has a width that gradually increases toward the nip forming member.
(4)曲面案内部が、その曲面の軸方向の両端において、C面取り又はR面取り処理された角部を有することを特徴とする上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の定着装置を提供する。 (4) The curved surface guide portion has corner portions subjected to C chamfering or R chamfering processing at both ends in the axial direction of the curved surface, as described in any one of (1) to (3) above A fixing device is provided.
(5)ベルト規制部材がその内側に支持体に摺動して係合するためのフックを有し、かつ、支持体がフックを挿通するための開口を有することを特徴とする上記(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の定着装置を提供する。 (5) The belt regulating member has a hook for slidingly engaging with the support body on the inside thereof, and the support body has an opening for inserting the hook. A fixing device according to any one of (4) to (4) is provided.
(6)ニップ形成部材が支持体に係合されたベルト規制部材の軸方向のずれを防止するように支持体に取付けられていることを特徴とする上記(1)ないし(5)のいずれか1つに記載の定着装置を提供する。 (6) Any one of the above (1) to (5), wherein the nip forming member is attached to the support so as to prevent an axial shift of the belt regulating member engaged with the support. A fixing device according to one aspect is provided.
(7)支持体が一対の支持板であることを特徴とする上記(1)ないし(6)のいずれか1つに記載の定着装置を提供する。 (7) The fixing device according to any one of (1) to (6), wherein the support is a pair of support plates.
(8)支持体が圧延鋼板又はアルミニウム板から形成されることを特徴とする上記(1)ないし(7)のいずれか1つに記載の定着装置を提供する。 (8) The fixing device according to any one of (1) to (7), wherein the support is formed of a rolled steel plate or an aluminum plate.
本発明によれば、ベルトに大きな力が加わったときであっても、ベルトの座屈などの変形を抑制することが可能な定着装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device capable of suppressing deformation such as buckling of a belt even when a large force is applied to the belt.
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る定着装置29が適用される電子写真式の画像形成装置10の構成例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an electrophotographic
画像形成装置10は、印刷用の記録媒体Pを積み重ねた状態で収容しておく用紙収容部31及び手差し供給装置43と、用紙収容部31又は手差し供給装置43から記録媒体Pを一枚ずつ取り出す給紙部35と、給紙部35によって取り出した記録媒体Pを転写部28まで搬送する搬送ロール対49a、49bとを備えている。また、画像形成装置10は、画像データに基づいた未定着のトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体Pに転写する画像形成部13と、未定着トナー像を担持した記録媒体Pに対して加圧及び加熱を行なうことにより、トナー像を定着する定着装置29とを備えている。図中の矢付き一点鎖線は、記録媒体Pの搬送経路を示している。
The
画像形成部13は、電子写真方式を用いてトナー像を形成して転写する部位である。画像形成部13は、矢印方向に回転する感光体ドラム19を備えている。感光体ドラム19の周囲には、感光体ドラム19の像保持面を帯電させる帯電器44と、帯電した感光体ドラム19の表面に画像データに基づく光を照射して電位差のある静電潜像を形成する露光装置45と、その感光体ドラム19上の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を生成する現像器46と、そのトナー像を記録媒体Pに転写する転写部28と、転写終了後の感光体ドラム19の表面に残留するトナー等を除去して清掃するクリーナー47とを配置してある。
The
感光体ドラム19は、円筒状の基体に、有機感光材料からなる光導電性層(感光層)の像保持面を形成したものである。帯電器44は、例えば感光体ドラム19の表面に接触して回転する帯電ロールに、所定の帯電電圧を印加して帯電させる接触帯電方式のものを使用することができる。露光装置45は、LED(発光ダイオード)式記録ヘッド、又は半導体レーザ走査装置等で構成される装置である。露光装置45は、画像形成装置10と通信接続した画像読取装置又はコンピュータ等の通信機器から入力される画像データに対して、所定の画像処理をした後の画像データを入力して、静電潜像を形成する。
The
定着装置29の加熱ロール104は、加熱源によって表面温度が所定の温度に保たれるよう加熱されるとともに、図1に示す矢印方向に回転することで、圧接定着部NPにて記録媒体Pを加熱しながら搬送する。定着装置29の無端ベルト111は、加熱ロール104に対向して配置され、加熱ロール104との間で記録媒体Pを挿通させて定着を行なう無端状のベルトであり、記録媒体Pの幅に応じた幅の筒状に形成してある。ガイド板102は、定着対象の記録媒体Pを圧接定着部NPの導入口に案内する。
The
この画像形成装置10を用いた画像形成の概略工程について説明する。
An outline process of image formation using the
まず、画像形成部13において感光体ドラム19を回転させる。そして、その回転する感光体ドラム19の表面を、帯電器44により所定の電位に帯電させた後、帯電した感光体ドラム19の表面に、露光装置45から画像データに基づく光を照射して、所定の潜像電位からなる静電潜像を形成する。
First, the
続いて、その静電潜像を感光体ドラム19の回転に伴って移動させて、現像器46の現像ロール46aから供給されるトナーを、潜像部分に静電的に付着させる。このようにして、感光体ドラム19上におけるトナー像の現像が終了する。
Subsequently, the electrostatic latent image is moved with the rotation of the
感光体ドラム19上のトナー像は、転写部28において、搬送ロール対49a、49bによって所定のタイミングで搬送されてきた記録媒体Pに対して、静電的に転写される。トナー像の転写が終了した後の感光体ドラム19の表面は、クリーナー47によって清掃される。
The toner image on the
画像形成部13においてトナー像が形成された記録媒体Pは、定着装置29に搬送される。そして、ガイド板102に案内されながら、加熱ロール104と無端ベルト111との間の圧接定着部NPに導入される。
The recording medium P on which the toner image is formed in the
定着装置29における圧接定着部NPでは、記録媒体Pが加熱ロール104と無端ベルト111の間に挟まれて圧接された状態で搬送される。その際に、未定着のトナー像が加圧及び加熱されることで、記録媒体Pに定着される。定着後の記録媒体Pは、定着装置29から排出された後に搬送ロール対49c等により搬送されて、排出収容部に送られる。これにより、記録媒体Pの片面にトナーで構成される画像が形成される。
In the pressure contact fixing unit NP in the fixing
画像を形成する対象物の記録媒体Pとして一般に用いられる物は、記録用の用紙、厚紙、透明性シート、OHPシートなどのプラスチックス製シート等のシート状の物である。これらの他にも、封筒に代表されるような袋状の物を使用することもできる。これらの記録媒体Pは、予め用紙収容部31又は手差し供給装置43に収容しておき、画像形成時に給紙部35を用いて取り出して、搬送ロール対49a、49bを駆動することにより搬送路内を搬送して、所定のタイミングで画像形成部13の転写位置へ搬送する。
An object generally used as the recording medium P of an object for forming an image is a sheet-like object such as a recording sheet, a cardboard, a transparent sheet, a plastic sheet such as an OHP sheet. In addition to these, a bag-like object represented by an envelope can also be used. These recording media P are stored in advance in the
次に、図2〜図4を用いて定着装置29の構成について説明する。図2は、定着装置29の中央部を、記録媒体Pの搬送方向と平行な面で切断した状態を表す断面図である。図3は、定着装置29に含まれるベルトアセンブリ110の構成を示す分解斜視図である。図4は、無端ベルト111及び摩擦力逓減シート115を除いたベルトアセンブリ110を示す斜視図である。図5は、ベルト規制部材220における曲面案内部220aの形状の変形例を示す斜視図である。
Next, the configuration of the fixing
定着装置29は、記録媒体Pを加熱する加熱源108と、記録媒体Pを加圧しながら搬送する加熱ロール104と、加熱ロール104に対向して配置することによって圧接定着部NPを成形する無端ベルト111とを備えている。また定着装置29は、図2に示すFw方向に搬送されてきた記録媒体Pを圧接定着部NPに案内するガイド板102を備えている。
The fixing
加熱ロール104は、定着対象となる記録媒体Pの最大幅よりも幅広な金属製の円筒基材の表面に、弾性層と離型層とを形成したものである。加熱ロール104の両端部は、軸受を介して加熱支持フレームに回転可能に支持されている。加熱ロール104は、その一方の端部に取り付けたギアを介して、回転駆動部から回転動力の伝達を受けて、図2の矢印で示す方向に回転する。
The
加熱源108は、例えば、ハロゲンランプを加熱ロール104の円筒内部に設置したものを用いることができる。加熱源108の両端部は、定着装置29の筐体に固定する。加熱ロール104の表面温度は、図示しない温度検出器により検出して、その検出情報に基づいて加熱源108の加熱制御を行うことによって、温度制御を行う。
As the
無端ベルト111は、加熱ロール104との間に形成される圧接定着部NPにおいて、記録媒体Pを挿通させて定着を行なうための、筒状の無端状ベルトである。無端ベルト111の幅は、加熱ロール104の幅とほぼ同じ寸法のものを用いる。無端ベルト111の両端は、それぞれベルト保持部材112、113により、回転可能に支持されている。ベルト保持部材112、113に形成されているフランジは、無端ベルト111の幅方向(図3及び図4に示すW方向。)の移動を規制している。また、ベルト保持部材112、113に形成されている円筒状の摺動面は、無端ベルト111を回転可能に案内するとともに、無端ベルト111を図3及び図4に示すX−Y方向に対して位置決めしている。無端ベルト111は、加熱ロール104の回転に伴って回転する。無端ベルト111は、0.08mm前後の薄肉の無端状ベルトであり、ポリイミド等の合成樹脂を基材として、その表面にフッ素系樹脂等からなる離型層を形成したものを使用することができる。
The
図2に示すように、圧接定着部NPにおける無端ベルト111の内側には、加熱ロール104による押圧力を受けるパッド114を配置してある。パッド114は、ゴム素材、シリコン素材等の弾性体を用いて構成してある。パッド114は、加熱ロール104及び無端ベルト111との間に形成される圧接定着部NPの入り口側の経路長を、所定の長さ確保するための部材である。パッド114の素材として、無端ベルト111の幅とほぼ同じ長さの、細長い板状のシリコンゴムを用いることができる。図2及び図3に示す実施形態では、パッド114の押圧面を上にした状態で、その底面を薄板状の基板に固定したものを用いている。なお、図3に示すように、パッド114と無端ベルト111との間に摩擦力低減シート115を配置して、押圧により増大することとなる無端ベルト111とパッド114との間の摩擦力を低減している。
As shown in FIG. 2, a
パッド114は、一回り大型のヘッドブロック116に囲い込まれる形で保持されている。パッド114とヘッドブロック116は合わせてニップ形成部材の役割を担っており、パッド114はベルトアセンブリ110の回転方向に対して圧接定着部NPの入口側のニップを形成し、ベルトアセンブリ110の回転方向に対して出口側に位置するヘッドブロック116の後端は圧接定着部NPの出口側のニップを形成する。ヘッドブロック116は、合成樹脂、金属等の素材で構成することができる。パッド114を保持するヘッドブロック116は、その裏側から支持体117、118により支持されている。
The
図3及び図4に示すように、ベルト保持部材112、113は、無端ベルト111を回転可能に支持するとともに、一組の支持体117、118を無端ベルト111の内部に支持している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
支持体117、118は、回転する無端ベルト111の内部において、ヘッドブロック116を介してパッド114を支持する部材である。パッド114は、加熱ロール104との間で発生するX方向の押圧力(図2参照)を受けている部材である。このパッド114を間接的に保持する支持体117、118には、加熱ロール104との間で発生するX方向の押圧力(図2参照)を受けても、変形が大きくならないような素材と、形状とが求められる。
The
更に、定着装置29の内部は80〜250℃程度の高温環境となるので、このような温度環境においても機能するように、支持体117、118の素材として、鋼板又はアルミニウム板を用いることが好ましい。また、製造コストの面からは、側面加工が不要な圧延材(板金)を用いることが好ましい。支持体117、118の厚さは、設置スペース、コスト等の観点から選定されるものであり、例えば1.0〜2.0mmの厚さの素材を用いることができる。支持体117、118の素材に鋼板を用いる場合には、例えば亜鉛メッキ、ニッケルメッキ等の表面処理を施したものを用いることができる。
Furthermore, since the inside of the fixing
前述のように、支持体117、118は、パッド114を保持するヘッドブロック116を介して、加熱ロール104との間の押圧力を受ける。支持体117、118の素材として圧延材を用いる場合には、その裁断加工された寸法精度の高い端部がヘッドブロック116と圧接定着することになる。従って、ヘッドブロック116との間では、ほとんど隙間を生ずることなく密着した状態とすることができる。一方、支持体117、118における、ベルト保持部材112、113との取付部も、裁断加工により同時に形成される部位であることから、ベルト保持部材112、113からヘッドブロック116に至るまでの、累積公差を減少させることができる。従って、ヘッドブロック116を精度良く支持することができる。
As described above, the
支持体117、118の形状は、小径の無端ベルト111の内部において、支持体117、118の両端をベルト保持部材112、113によって支えられる形状である。更に、両端を支えられた状態で、加熱ロール104から受ける押圧力に対抗する必要がある。これらのことから、支持体117、118の断面形状は、図2に示すように、力が加わるX方向を長手方向とした矩形状の断面を備える板金材を用いることが好ましい。また、パッド114を保持しているヘッドブロック116を安定して支持するために、ヘッドブロック116の2箇所を長手方向に沿って、2つの支持体117、118の端面を用いて支持することが好ましい。
The shapes of the
2つの支持体117、118のうち、一方の支持体117は、ベルト保持部材112、113との間の部分を、長手方向に沿って直角に折り曲げる加工を行って、断面形状をL字形状にしてある。このように折曲加工を行うことによって、長手方向の曲げや捩じりに対する剛性を向上させることができると共に、折曲加工を行って形成した直角な側面に、無端ベルト111の内周面に潤滑剤を塗布するフェルト119を貼着することができる。なお、フェルト119は、離型剤オイル等の潤滑剤を含浸したものを用いることができる。
Of the two
支持体117、118の長手方向における中央部には、無端ベルト111の中央部における内周面と面的に接触することにより、無端ベルト111が内側へ変形することを規制するベルト規制部材120を配置してある。ベルト規制部材120は、無端ベルト111の内周面に対して、隙間を空けて配置してある。従って、通常の使用状態においては、ベルト規制部材120と無端ベルト111とは接触していない。
A
記録媒体Pが複数枚重なった状態で定着装置29に搬送されてきた場合(重送の場合。)や、非常停止動作中に利用者が記録媒体Pを定着装置29から引き抜く場合のように、何らかの要因で無端ベルト111に過大な力が加わると、薄肉の無端ベルト111には座屈する力が加わり、波のような形状の皺が発生する。無端ベルト111に皺が生じている状態のまま圧接定着部NPに入ると、皺が折り重なった状態で圧接されてしまい、皺が固定化する。無端ベルト111に皺があると、定着後の記録媒体P上に表された画像や文字にスジが入ってしまうなどの不具合を生ずることとなる。
When the recording medium P is conveyed to the fixing
そこで、無端ベルト111が筒状の内方に変形しようとした際に、無端ベルト111における内周面と曲面案内部120aとが面的に接触するベルト規制部材120を、無端ベルト111の内側に配置した。ベルト規制部材120を、無端ベルト111の内側に配置したことにより、無端ベルト111の座屈による変形を規制することができる。前述のように、従来、無端ベルト111の内面と線接触する変形防止リブを配置した構成が知られている。しかし、無端ベルト111の幅広化や薄肉化等に伴って、変形防止リブ間において発生する皺も問題視する状況に至っている。所定の面積を備える曲面案内部120aが形成されているベルト規制部材120を、無端ベルト111の内側に配置することにより、従来変形防止リブ間において発生していた無端ベルト111の皺の発生を抑制して、皺の無い状態で、無端ベルト111を圧接定着部NPに送ることができる。
Therefore, when the
曲面案内部120aは、無端ベルト111の長手方向中央部に配置するのみでも、皺の発生を効果的に抑制することができる。曲面案内部120aを、無端ベルト111の長手方向中央部のみに配置する構成を用いることによって、ベルト規制部材120の長さを短くすることができる。ベルト規制部材120の長さが短いと、ベルト規制部材120に生じる反りを減少させることができる。また、ベルト規制部材120の製造を容易にすることができるとともに、曲面案内部120aの面精度を向上させ、且つ安価にて製造することができる。特にベルト規制部材120を樹脂の射出成形により製造する場合には、ベルト規制部材120の幅が長くならないように構成することが好ましいので、好適である。
Even if the curved
曲面案内部120aは、圧接定着部NPに隣接して配置することが好ましい。また、曲面案内部120aを圧接定着部NPの上流側近傍(無端ベルト111の回転方向に対するパッド114の上流側近傍であって、記録媒体Pの供給側。)に配置することによって、記録媒体Pが複数枚重なった状態で定着装置29に搬送されてきた場合等における皺の発生を抑制することができる。なお、記録媒体Pの詰まり等で画像形成装置10が非常停止動作を行っている際に、定着装置29における加熱ロール104と無端ベルト111との間の押圧力を自動で解除する機能を搭載しているものがある。画像形成装置10が、この機能を搭載している場合には、無端ベルト111に逆方向の力(図2に示すRw方向の力。)が加わる要因は無い。この場合には、曲面案内部120aを圧接定着部NPの上流側近傍に配置するのみで、無端ベルト111における皺の発生を防ぐことができる。
The curved
一般に画像形成装置10では、通常の印刷時、及び、記録媒体Pの定着処理中に非常停止動作を行なった後に利用者が記録媒体Pを定着装置29から抜き取る際には、記録媒体Pを図2に示すFw方向に移動させるのが原則である。しかし、非常停止動作を行なった後において、利用者が記録媒体Pを逆方向(Rw方向)に抜き取る可能性もある。
In general, in the
このように、無端ベルト111を逆転させる方向に力が加わる可能性がある場合には、曲面案内部120aを圧接定着部NPの下流側近傍(パッド114の下流側近傍であって、記録媒体Pの排出側。)にも配置すると良い。曲面案内部120aを圧接定着部NPの下流側近傍にも配置することによって、記録媒体Pを逆方向(図2に示すRw方向。)に引っ張った際等においても、無端ベルト111に発生する皺を抑制することができる。
As described above, when there is a possibility that a force is applied in the direction in which the
次に、ベルト規制部材における曲面案内部の端部形状について説明する。ベルト規制部材220の曲面案内部220aは、図3及び4に示すように、同じ幅をもって構成してもよいし、図5に示す変形例のように、パッド114に近づくにつれて幅Ewが増大する形状(正面視台形)に形成してもよい。
Next, the end shape of the curved surface guide portion in the belt regulating member will be described. The curved
ベルト規制部材における曲面案内部の稜線が、無端ベルト111の回転方向と一致している場合には、無端ベルト111の内面における所定位置が、曲面案内部の稜線と接触を繰り返すことになる。すると、無端ベルト111の材質などによっては、その内面に、回転方向に沿った傷が入る可能性がある。そこで、図5に示す変形例では、曲面案内部220aの幅Ewを、パッド114に近づくにつれて増大する形状にすることによって、無端ベルト111における皺の発生を抑制しつつ、曲面案内部220aの稜線が無端ベルト111内面の所定位置と接触を繰り返すことを防止する。そして、無端ベルト111の内面に傷が付くという不具合を抑制することができる。なお、曲面案内部220aの円周方向の高さEy(図5参照。)は、無端ベルト111の半径以下程度に設定することが好ましい。
When the ridge line of the curved surface guide portion in the belt regulating member coincides with the rotation direction of the
また、同様の理由から、曲面案内部120a、220aの稜線120b、220bの形状を、R面取り形状、又はC面取り形状に成形することが好ましい。また、ベルト規制部材120、220の素材は、高温環境下での使用に対応した素材を用いることが好ましい。ベルト規制部材120、220の素材として樹脂を用いる場合には、PET(polyethylene terephthalate)等の、耐熱性を備える素材を用いることが好ましい。
For the same reason, it is preferable to shape the ridge lines 120b and 220b of the curved
次に、ベルト規制部材120の取付態様について、図2、図3及び図6を用いて説明する。図6は、支持体117、118に、それぞれのベルト規制部材120を仮組した状態を示す斜視図である。
Next, how the
先ず、ベルト規制部材120を支持体117、118に組み付ける際に用いる各部位の構成について、図3を用いて説明する。図3に示すように、ベルト規制部材120の裏面(曲面案内部120aに対する裏面側。)には、L字状の鉤型をした一対の摺動組付用フック120e及び120fを、突出させた状態で形成してある。一方、ベルト規制部材120を取り付ける支持体117、118には、摺動組付用フック120e及び120fを挿入して係合させるための、一対の摺動組付用開口117e及び118fを開設してある。
First, the structure of each part used when the
また、ベルト規制部材120の裏面(曲面案内部120aに対する裏面側。)には、ベルト規制部材120を支持体117、118に仮組みした後に、ヘッドブロック116の裏面から突出している固定用突起116cを挿入するための固定用凹部120cを形成してある。固定用突起116cを固定用凹部120cに挿入することで、ベルト規制部材120の幅方向(W方向)の移動を制限することができる。これにより、ベルト規制部材120を支持体117、118に対して位置決めして、固定することができる。
Further, on the back surface of the belt regulating member 120 (the back surface side with respect to the curved
ベルト規制部材120を支持体117に仮組する場合には、ベルト規制部材120の裏面に形成されている一対の摺動組付用フック120eを、支持体117の摺動組付用開口117eに挿入してから、ベルト規制部材120を+W方向に摺動させる。すると、摺動組付用フック120eが支持体117に係合して、ベルト規制部材120が支持体117に仮組された状態となる。
When the
ベルト規制部材120を支持体118に仮組する場合には、ベルト規制部材120の裏面に形成されている一対の摺動組付用フック120fを、支持体118の摺動組付用開口118fに挿入してから、ベルト規制部材120を+W方向に摺動させる。すると、摺動組付用フック120fが支持体118に係合して、ベルト規制部材120が支持体118に仮組された状態となる。支持体117、118に、それぞれのベルト規制部材120を仮組すると、図6に示す状態となる。この状態においてベルト規制部材120は、X、Y及び+W方向には移動が制限された状態となっているが、依然として−W方向にだけは摺動可能な状態である。
When the
次に、ヘッドブロック116をX方向に向けて移動させて、支持体117、118に仮組する。このとき、ヘッドブロック116の裏面から突出している固定用突起116cが、ベルト規制部材120の固定用凹部120cに挿入される(図2参照)。固定用突起116cが固定用凹部120cに挿入されると、ベルト規制部材120の−W方向への移動が制限される。すると、ベルト規制部材120が支持体117、118に固定された状態となる。このように構成することによって、特段の組み付け具(螺子、リベット等)や工具を用いることなく、ベルト規制部材120を支持体117、118に組み付けることができる。この構成を用いることによって、組立作業を容易にして、コストの上昇を抑えることができる。
Next, the
ベルト規制部材120には、支持体117に係合させる摺動組付用フック120eと、支持体118に係合させる摺動組付用フック120fとを、異なる位置、及び、異なるピッチで配置してある。このように構成することによって、ベルト規制部材120の取付方向の間違いを防止することができる。そして、組立作業を容易にして、定着装置29のコストアップを抑制することができる。また、ベルト規制部材120に、支持体117と係合させる摺動組付用フック120e、及び、支持体118と係合させる摺動組付用フック120fの双方を、異なる位置に別々に形成してある。このように構成することによって、一種類のベルト規制部材120を、パッド114の上流側及び下流側の双方に配置することが可能となる。
On the
また、ベルト規制部材120に形成した摺動組付用フック120e及び摺動組付用フック120fを、無端ベルト111の幅方向(図6に示すW方向。)に摺動させて組み付ける構造とすることによって、ベルト規制部材120のX方向(図2参照。)の位置決め精度を高精度に維持することができる。これにより、パッド114近傍における曲面案内部120aの位置決め精度を向上させて、無端ベルト111における皺の発生を抑制することができる。
Further, the sliding
以上、本実施形態によれば、加圧側又は加熱側いずれかの側にベルトを使用した場合において、ベルトに大きな力が加わったときであっても、ベルトの座屈などの変形を抑制することができる。
また、ベルト規制部材の曲面案内部が無端ベルトの内周面と面的に接触することにより、幅狭なベルト規制部材を複数設けた場合に無端ベルトの材質や厚みなどによっては生じるおそれのあるベルト規制部材同士間での変形を防止できる。
As described above, according to the present embodiment, when a belt is used on either the pressure side or the heating side, deformation such as buckling of the belt is suppressed even when a large force is applied to the belt. Can do.
Further, since the curved surface guide portion of the belt regulating member is in surface contact with the inner peripheral surface of the endless belt, there may be a case where a plurality of narrow belt regulating members are provided depending on the material or thickness of the endless belt. Deformation between the belt regulating members can be prevented.
また、幅広なベルト規制部材が無端ベルトの内周面の中央部周辺に接触するように設けたことにより、無端ベルトの材質や厚みなどに応じて無端ベルトの変形防止を効率的に行うことができる。
また、曲面案内部の稜線が無端ベルトの内周面の同一個所に接触し続けることがないことにより、無端ベルトの内面に傷を付きにくくすることができる。
In addition, by providing a wide belt regulating member so as to contact the periphery of the central portion of the inner peripheral surface of the endless belt, it is possible to efficiently prevent the endless belt from being deformed according to the material and thickness of the endless belt. it can.
In addition, since the ridge line of the curved guide portion does not continue to contact the same portion of the inner peripheral surface of the endless belt, the inner surface of the endless belt can be hardly damaged.
また、曲面案内部の稜線が鋭角的な角部を有さないことにより、無端ベルトの内周面に傷を付きにくくすることができる。
また、ベルト規制部材の内側に設けられた摺動組付用のフックを支持体の摺動組付用の開口に挿通して係合させることにより、ベルト規制部材の組み付け精度を維持しながら、組み付け作業を容易にすることができる。また、ベルト規制部材の組み付け方向の誤りを防止することも可能となる。
Moreover, since the ridgeline of the curved surface guide portion does not have an acute corner, the inner peripheral surface of the endless belt can be hardly damaged.
Further, by inserting and engaging the sliding assembly hook provided on the inner side of the belt regulating member through the sliding assembly opening of the support body, while maintaining the assembly accuracy of the belt regulating member, Assembly work can be facilitated. In addition, it is possible to prevent an error in the assembly direction of the belt regulating member.
また、ニップ形成部材が支持体に係合されたベルト規制部材の軸方向のずれを防止するように支持体に取付けられているため、ベルト規制部材が支持体に径剛されたニップ形成部材の軸方向の動きを規制することができる。
また、支持体を一対の支持板としたことにより、ベルトアセンブリ全体の軽量小型化を図ることができる。
また、支持体を圧延鋼板又はアルミニウム板で構成したので、高温下での使用に耐える支持体を安価にて提供することができる。また、裁断加工のみで支持体を成形することが可能となる。これにより、高精度を維持しながら、定着装置を安価にて提供することができる。
In addition, since the nip forming member is attached to the support so as to prevent the belt restricting member engaged with the support from being displaced in the axial direction, the belt restricting member is fixed to the support by the nip forming member. Axial movement can be restricted.
In addition, by using the support as a pair of support plates, the entire belt assembly can be reduced in weight and size.
Moreover, since the support was comprised with the rolled steel plate or the aluminum plate, the support which can be used under high temperature can be provided at low cost. Moreover, it becomes possible to shape | mold a support body only by a cutting process. As a result, the fixing device can be provided at low cost while maintaining high accuracy.
以上、本発明の実施形態として、加熱する側にロールを、加圧する側に無端ベルトを用いる例について詳述したが、本発明の要旨はそれに限定されることはなく、例えば、加熱する側にベルトを、加圧する側にロールを用いる形態についても適用することができる。 As described above, as an embodiment of the present invention, an example in which a roll is used on the heating side and an endless belt is used on the pressing side has been described in detail. However, the gist of the present invention is not limited thereto, for example, on the heating side. The present invention can also be applied to a form in which a roll is used on the belt pressing side.
本発明は、例えば、プリンター、複写機等の、電子写真式の画像形成装置に適用することができる。 The present invention can be applied to an electrophotographic image forming apparatus such as a printer and a copying machine.
10…画像形成装置
13…画像形成部
19…感光体ドラム
28…転写部
29…定着装置
31…用紙収容部
35…給紙部
43…手差し供給装置
44…帯電器
45…露光装置
46…現像器
46a…現像ロール
47…クリーナー
49a、49b、49c…搬送ロール対
102…ガイド板
104…加熱ロール
108…加熱源
111…無端ベルト
110…ベルトアセンブリ
112、113…ベルト保持部材
114…パッド
115…摩擦力低減シート
116…ヘッドブロック
116c…固定用突起
117、118…支持体
117e、118f…摺動組付用開口
119…フェルト
120、220…ベルト規制部材
120a、220a…曲面案内部
120c…固定用凹部
120e、120f…摺動組付用フック
NP…圧接定着部
P…記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記記録媒体の第1の面に当接するロールと、
前記ロールに接触するように対向して配置され、前記記録媒体の第2の面に当接するベルトアセンブリとを備え、
前記ベルトアセンブリが、
無端ベルトと、
前記無端ベルトの内部において前記ベルトアセンブリの構造を支持する軸方向に長尺な支持体と、
前記支持体に取付けられ、前記無端ベルトを前記ロールへ圧接定着させてニップを形成するニップ形成部材と、
前記無端ベルトの回転方向に対し前記ニップ形成部材よりも上流側に、前記無端ベルトが内側方向に変形しようとした際にその内周面と面的に接触する軸方向に幅広な曲面案内部を有するベルト規制部材とを備え、
前記ベルト規制部材が、前記無端ベルトの内周面に対して所定の間隙をもって離間し、かつ、その回転方向の第1の端部が前記ニップ形成部材に間近となるように配置されている
ことを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing the toner image to the recording medium by heating and pressing a recording medium carrying an unfixed toner image,
A roll in contact with the first surface of the recording medium;
A belt assembly that is disposed so as to be in contact with the roll and is in contact with a second surface of the recording medium,
The belt assembly comprises:
An endless belt,
An axially long support for supporting the structure of the belt assembly within the endless belt;
A nip forming member attached to the support and forming a nip by pressing and fixing the endless belt to the roll;
A curved guide portion that is wide in the axial direction and is in contact with the inner peripheral surface of the endless belt when the endless belt is deformed inwardly on the upstream side of the nip forming member with respect to the rotational direction of the endless belt. A belt regulating member having
The belt restricting member is spaced apart from the inner peripheral surface of the endless belt with a predetermined gap, and the first end in the rotational direction is disposed close to the nip forming member. A fixing device characterized by the above.
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