JP2015018139A - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image on a recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.
従来、プリンターや複写機などの電子写真方式の画像形成装置は、用紙などの記録媒体の表面にトナー像を形成した後、定着装置によって記録媒体とトナー像を加熱及び加圧することにより、トナー像を記録媒体に定着させている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus such as a printer or a copying machine forms a toner image on the surface of a recording medium such as paper, and then heats and pressurizes the recording medium and the toner image by a fixing device. Is fixed on the recording medium.
上記の定着装置の中には、可撓性を有する定着ベルトと、定着ベルトの外周面に圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、定着ベルトの内周面に接触し、定着ベルトを加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、を備えた所謂「摺動ベルト方式」の定着装置が存在する。このような摺動ベルト方式の定着装置では、加圧部材に接続された駆動源によって加圧部材を回転させることで、加圧部材の回転に従動して定着ベルトを回転させ、定着ベルトを押圧部材に対して摺動させるのが通常である。 In the fixing device described above, a flexible fixing belt, a pressure member that presses against the outer peripheral surface of the fixing belt to form a fixing nip, and an inner peripheral surface of the fixing belt are contacted with each other. There is a so-called “sliding belt type” fixing device that includes a pressing member that presses toward the pressing member side. In such a sliding belt type fixing device, the pressure member is rotated by a driving source connected to the pressure member, so that the fixing belt is rotated by the rotation of the pressure member, and the fixing belt is pressed. Usually, it is slid with respect to the member.
ところで、摺動ベルト方式の定着装置において、トナー像を記録媒体に定着させる動作が繰り返されると、定着ベルトと押圧部材が摺接する部分において押圧部材が摩耗し、定着ベルトの摺動負荷(定着ベルトを押圧部材に対して摺動させるのに必要な負荷)が上昇する。また、摩擦係数が低い用紙(例えば、表面が滑らかな用紙)が定着ニップを通過する場合には、定着ベルトや加圧部材に対して用紙が滑りやすくなる。これらの要因が複合されると、加圧部材と定着ベルトの間でスリップが発生し、加圧部材の回転に従動して定着ベルトを回転させることができなくなり、画像不良が引き起こされるという問題がある。 By the way, in the sliding belt type fixing device, when the operation of fixing the toner image on the recording medium is repeated, the pressing member wears at the portion where the fixing belt and the pressing member are in sliding contact, and the sliding load of the fixing belt (fixing belt) The load necessary for sliding the member with respect to the pressing member increases. Further, when a sheet having a low friction coefficient (for example, a sheet having a smooth surface) passes through the fixing nip, the sheet easily slips with respect to the fixing belt or the pressure member. When these factors are combined, a slip occurs between the pressure member and the fixing belt, and it becomes impossible to rotate the fixing belt following the rotation of the pressure member, thereby causing a problem of image defects. is there.
そこで、特許文献1には、定着ベルトの非通紙領域の内周面に押圧コロを接触させることで、定着ベルトの駆動力(加圧部材に対する定着ベルトの従動性)を高める構成が開示されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a configuration in which the pressing roller is brought into contact with the inner peripheral surface of the non-sheet passing region of the fixing belt to increase the driving force of the fixing belt (following property of the fixing belt with respect to the pressure member). ing.
特許文献1においては、剛性の高い樹脂材であるPPS(ポリフェニレンスルファイド)によって押圧コロが形成されている。そのため、定着ベルトの非通紙領域の内周面に押圧コロを接触させると、定着ベルトの非通紙領域の一部に応力が集中し、定着ベルトの耐久性が低下する恐れがある。 In Patent Document 1, a pressing roller is formed of PPS (polyphenylene sulfide) which is a highly rigid resin material. For this reason, when the pressing roller is brought into contact with the inner peripheral surface of the non-sheet passing area of the fixing belt, stress concentrates on a part of the non-sheet passing area of the fixing belt, and the durability of the fixing belt may be reduced.
そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトの耐久性を低下させることなく、加圧部材と定着ベルトの間でスリップが発生するのを防止することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent the occurrence of slip between the pressure member and the fixing belt without lowering the durability of the fixing belt in consideration of the above circumstances.
本発明の定着装置は、記録媒体が通過する通紙領域と、前記通紙領域外に設けられる非通紙領域と、を有し、回転可能に設けられる定着ベルトと、前記通紙領域及び前記非通紙領域の外周面に圧接し、前記通紙領域との間に定着ニップを形成する加圧部材と、前記通紙領域の内周面に接触し、前記通紙領域を前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、前記非通紙領域の内周面に接触し、前記非通紙領域を前記加圧部材側に向かって押圧する弾性部材と、を備え、前記弾性部材の硬度は、前記押圧部材の硬度よりも低いことを特徴とする。 The fixing device of the present invention includes a sheet passing area through which a recording medium passes, and a non-sheet passing area provided outside the sheet passing area, the fixing belt provided rotatably, the sheet passing area, and the paper passing area. A pressure member that is in pressure contact with the outer peripheral surface of the non-sheet passing region and forms a fixing nip with the sheet passing region; and a pressure member that is in contact with the inner peripheral surface of the sheet passing region and that is the pressure member A pressing member that presses toward the side, and an elastic member that contacts an inner peripheral surface of the non-sheet passing region and presses the non-sheet passing region toward the pressing member. The hardness is lower than the hardness of the pressing member.
上記のように定着ベルトの非通紙領域の内周面に弾性部材を接触させることで、定着ベルトの非通紙領域の内周面に剛体を接触させる場合よりも、定着ベルトの非通紙領域の一部に応力が集中しにくくなる。これに伴って、定着ベルトが破損しにくくなり、定着ベルトの耐久性を向上させることが可能となる。 As described above, the elastic member is brought into contact with the inner peripheral surface of the non-sheet passing area of the fixing belt, so that the non-sheet passing of the fixing belt can be performed more than when the rigid body is brought into contact with the inner peripheral surface of the non-sheet passing area of the fixing belt. It becomes difficult for stress to concentrate on a part of the region. As a result, the fixing belt is not easily damaged, and the durability of the fixing belt can be improved.
また、上記のように定着ベルトの非通紙領域を弾性部材によって加圧部材側に向かって押圧することで、定着ベルトの駆動力(加圧部材に対する定着ベルトの従動性)を高めることが可能となる。そのため、加圧部材と定着ベルトの間でスリップが発生するのを防止することが可能となる。 Further, as described above, the non-sheet passing area of the fixing belt is pressed toward the pressure member side by the elastic member, so that the driving force of the fixing belt (the fixing belt followability with respect to the pressure member) can be increased. It becomes. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of slip between the pressure member and the fixing belt.
更に、上記のように弾性部材の硬度を押圧部材の硬度よりも低くすることで、弾性部材が押圧部材よりも変形しやすくなる。これに伴って、定着ベルトの非通紙領域と弾性部材の接触面積を大きくし、定着ベルトの非通紙領域と弾性部材の接触圧(面圧)を低くすることができる。そのため、定着ベルトの駆動力を十分に確保しつつ、定着ベルトの非通紙領域と弾性部材の接触部分にかかる応力を小さくすることができる。 Furthermore, by making the hardness of the elastic member lower than the hardness of the pressing member as described above, the elastic member becomes easier to deform than the pressing member. Accordingly, the contact area between the non-sheet passing region of the fixing belt and the elastic member can be increased, and the contact pressure (surface pressure) between the non-sheet passing region of the fixing belt and the elastic member can be decreased. Therefore, it is possible to reduce the stress applied to the contact portion between the non-sheet passing region of the fixing belt and the elastic member while sufficiently securing the driving force of the fixing belt.
前記弾性部材は、前記定着ベルトの回転に従動して回転するように構成され、前記非通紙領域と前記弾性部材の間の摩擦力は、前記通紙領域と前記押圧部材の間の摩擦力よりも大きくても良い。 The elastic member is configured to rotate following the rotation of the fixing belt, and the frictional force between the non-sheet passing region and the elastic member is a frictional force between the sheet passing region and the pressing member. It may be larger than.
上記のように定着ベルトの回転に従動して弾性部材を回転させることで、定着ベルトが弾性部材に対して摺擦するのを防止することが可能となる。これに伴って、定着ベルトの端部に割れが発生しにくくなり、定着ベルトの耐久性を更に向上させることが可能となる。 By rotating the elastic member in accordance with the rotation of the fixing belt as described above, it is possible to prevent the fixing belt from rubbing against the elastic member. As a result, cracks are less likely to occur at the end of the fixing belt, and the durability of the fixing belt can be further improved.
また、定着ベルトの非通紙領域と弾性部材の間の摩擦力を定着ベルトの通紙領域と押圧部材の間の摩擦力よりも大きくすることで、定着ベルトの非通紙領域と弾性部材の間でスリップが発生するのを防止することが可能となる。そのため、定着ベルトの回転に従動して弾性部材を確実に回転させることが可能となる。 Further, by making the frictional force between the non-sheet passing region of the fixing belt and the elastic member larger than the frictional force between the sheet passing region of the fixing belt and the pressing member, the non-sheet passing region of the fixing belt and the elastic member It is possible to prevent slippage between the two. Therefore, the elastic member can be reliably rotated following the rotation of the fixing belt.
前記押圧部材及び前記弾性部材を支持する支持部材と、前記支持部材と前記弾性部材の間に介装されるベアリングと、を更に備え、前記支持部材、前記弾性部材及び前記ベアリングは、前記定着ベルトの端部に形成される開口部を覆うように設けられていても良い。 A support member that supports the pressing member and the elastic member; and a bearing that is interposed between the support member and the elastic member. The support member, the elastic member, and the bearing include the fixing belt. It may be provided so as to cover the opening formed at the end of the.
このような構成を採用することで、定着ベルトの内周面に塗布された潤滑剤が開口部を介して定着ベルトの外部に漏洩したり、トナーや紙粉等が開口部を介して定着ベルトの内部に侵入したりするのを防止することができる。 By adopting such a configuration, the lubricant applied to the inner peripheral surface of the fixing belt leaks to the outside of the fixing belt through the opening, and toner, paper powder, etc., pass through the opening. Can be prevented from entering the inside.
前記定着ベルトの端部に装着され、前記定着ベルトの回転に従動して回転するキャップ部材と、前記定着ベルトの回転軸方向における前記キャップ部材の外側に配置される寄り止め部材と、を更に備えていても良い。 A cap member attached to an end of the fixing belt, and rotated by the rotation of the fixing belt; and a detent member disposed outside the cap member in the rotation axis direction of the fixing belt. May be.
上記のように定着ベルトの回転に従動してキャップ部材を回転させることで、定着ベルトがキャップ部材に対して摺擦するのを防止することが可能となる。これに伴って、定着ベルトの端部に割れが発生しにくくなり、定着ベルトの耐久性を更に向上させることが可能となる。また、定着ベルトの回転軸方向におけるキャップ部材の外側に寄り止め部材を配置することで、定着ベルトの蛇行を規制することができる。 By rotating the cap member following the rotation of the fixing belt as described above, it is possible to prevent the fixing belt from rubbing against the cap member. As a result, cracks are less likely to occur at the end of the fixing belt, and the durability of the fixing belt can be further improved. Further, the meandering of the fixing belt can be restricted by disposing a detent member on the outer side of the cap member in the rotation axis direction of the fixing belt.
前記定着ベルトの端部に装着され、前記定着ベルトの回転に従動して回転するキャップ部材と、前記キャップ部材の回転を検出する検出機構と、を更に備えていても良い。 A cap member attached to an end of the fixing belt and rotating in accordance with the rotation of the fixing belt, and a detection mechanism for detecting the rotation of the cap member may be further provided.
このような構成を採用することで、キャップ部材の回転検出を通じて定着ベルトの回転状態を確実に検知することができる。そのため、定着ベルトが回転していない状態で定着ベルトが加熱されるような事態を回避することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to reliably detect the rotation state of the fixing belt through the rotation detection of the cap member. Therefore, a situation in which the fixing belt is heated while the fixing belt is not rotating can be avoided.
前記押圧部材は、前記通紙領域を前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部と、前記押圧部と前記通紙領域の間に介装される摺接部と、を備えていても良い。 The pressing member may include a pressing portion that presses the paper passing area toward the pressing member, and a sliding contact portion that is interposed between the pressing portion and the paper passing area. .
このような構成を採用することで、定着ベルトの摺動負荷を軽減することが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the sliding load of the fixing belt.
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices described above.
本発明によれば、定着ベルトの耐久性を低下させることなく、加圧部材と定着ベルトの間でスリップが発生するのを防止することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of slip between the pressure member and the fixing belt without reducing the durability of the fixing belt.
<第1の実施形態>
まず、図1を用いて、プリンター1(画像形成装置)の全体の構成について説明する。
<First Embodiment>
First, the overall configuration of the printer 1 (image forming apparatus) will be described with reference to FIG.
プリンター1は、箱型形状のプリンター本体2を備えており、プリンター本体2の下部には、用紙(記録媒体)を収納する給紙カセット3が収容され、プリンター本体2の上面には排紙トレイ4が設けられている。プリンター本体2の上面には、排紙トレイ4の側方に上カバー5が開閉可能に取り付けられ、上カバー5の下方にはトナーコンテナ6が収納されている。
The printer 1 includes a box-shaped printer main body 2, and a paper feed cassette 3 that stores paper (recording medium) is accommodated in a lower portion of the printer main body 2. A paper discharge tray is disposed on the upper surface of the printer main body 2. 4 is provided. An upper cover 5 is attached to the upper surface of the printer main body 2 so as to be openable and closable on the side of the paper discharge tray 4, and a
プリンター本体2の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光器7が排紙トレイ4の下方に配置され、露光器7の下方には、画像形成部8が設けられている。画像形成部8には、像担持体である感光体ドラム10が回転可能に設けられており、感光体ドラム10の周囲には、帯電器11と、現像器12と、転写ローラー13と、クリーニング装置14とが、感光体ドラム10の回転方向(図1の矢印X参照)に沿って配置されている。
An exposure unit 7 composed of a laser scanning unit (LSU) is disposed below the paper discharge tray 4 above the printer body 2, and an image forming unit 8 is provided below the exposure unit 7. Yes. The image forming unit 8 is rotatably provided with a
プリンター本体2の内部には、用紙の搬送経路15が設けられている。搬送経路15の上流端には給紙部16が設けられ、搬送経路15の中流部には、感光体ドラム10と転写ローラー13によって構成される転写部17が設けられ、搬送経路15の下流部には定着装置18が設けられ、搬送経路15の下流端には排紙部19が設けられている。搬送経路15の下方には、両面印刷用の反転経路20が形成されている。
A
次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作について説明する。 Next, an image forming operation of the printer 1 having such a configuration will be described.
プリンター1に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置18の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター1に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
When the printer 1 is turned on, various parameters are initialized, and initial setting such as temperature setting of the fixing
まず、帯電器11によって感光体ドラム10の表面が帯電された後、露光器7からのレーザー光(図1の二点鎖線P参照)により感光体ドラム10に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器12がトナーによりトナー像に現像する。
First, after the surface of the
一方、給紙部16によって給紙カセット3から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部17へと搬送され、転写部17において感光体ドラム10上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路15を下流側へと搬送されて定着装置18に進入し、この定着装置18において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部19から排紙トレイ4に排出される。なお、感光体ドラム10上に残留したトナーは、クリーニング装置14によって回収される。
On the other hand, the sheet taken out from the sheet cassette 3 by the
次に、図2〜図4を用いて定着装置18について説明する。
Next, the fixing
以下、説明の便宜上、図2における紙面左側を定着装置18の前側(正面側)とする。図2の矢印Frは、定着装置18の前側(正面側)を示している。図2の矢印Iは前後方向内側を示し、図2の矢印Oは前後方向外側を示している。
Hereinafter, for convenience of explanation, the left side in FIG. 2 is defined as the front side (front side) of the fixing
図2等に示されるように、定着装置18は、定着ベルト21と、定着ベルト21の下側(外側)に配置される加圧ローラー22(加圧部材)と、定着ベルト21の上側(外側)に配置されるIH定着ユニット23と、定着ベルト21の内側に配置される支持部材24と、定着ベルト21の内側において支持部材24の下側に配置される押圧部材25と、定着ベルト21の内側において支持部材24の上側に配置されるガイド部材26と、定着ベルト21の前後両端部21a、21bにそれぞれ挿入される弾性コロ27(弾性部材)と、定着ベルト21の前後両端部21a、21bにそれぞれ装着されるキャップ部材28と、を備えている。
As shown in FIG. 2 and the like, the fixing
定着ベルト21は、可撓性を有する薄肉ベルトであり、前後方向に長い円筒状を成している。定着ベルト21は、例えば、外径φ20mm〜50mmで形成されている。定着ベルト21は、前後方向に延びる回転軸Aを中心に回転可能に設けられている。つまり、本実施形態では、前後方向が定着ベルト21の回転軸方向である。
The fixing
定着ベルト21は、例えば、基材層と、この基材層に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト21の基材層は、例えば、厚さ30μm〜50μmのNi(ニッケル)によって形成されているか、又は、厚さ50μm〜100μmのポリイミド樹脂によって形成されている。定着ベルト21の基材層をポリイミド樹脂によって形成する場合には、ポリイミド樹脂の中にCu(銅)、Ag(銀)、Al(アルミニウム)等の金属粉末を混ぜても良い。定着ベルト21の弾性層は、例えば、厚さ100μm〜500μmのシリコンゴムによって形成されている。定着ベルト21の離型層は、例えば、厚さ30μm〜50μmのPFA等のフッ素系樹脂によって形成されている。なお、各図において、定着ベルト21の各層(基材層、弾性層、離型層)は、特に区別されずに表示されている。
The fixing
定着ベルト21の内周面には、押圧部材25に対して摺動する部分に、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、PTFE等によって構成されるコーティングが施されている。定着ベルト21の内周面には、押圧部材25に対して摺動する部分に、例えばフッ素グリスやシリコンオイル等によって構成される潤滑剤が塗布されている。
On the inner peripheral surface of the fixing
定着ベルト21は、通紙領域R1(最大サイズの用紙が通過する領域)と、通紙領域R1外(通紙領域R1の前後両側)に設けられる非通紙領域R2(最大サイズの用紙が通過しない領域)と、を備えている。定着ベルト21の前後両端部21a、21bには、開口部31がそれぞれ形成されている。
The fixing
加圧ローラー22は、定着フレーム(図示せず)に回転可能に支持されている。加圧ローラー22は、前後方向に長い円筒状を成している。加圧ローラー22は、定着ベルト21の通紙領域R1及び非通紙領域R2の外周面に圧接しており、定着ベルト21の通紙領域R1と加圧ローラー22の間には定着ニップ32が形成されている。
The
加圧ローラー22は、例えば、円筒状の芯材33と、この芯材33に周設される弾性層34と、この弾性層34を被覆する離型層(図示せず)と、によって構成されている。加圧ローラー22の芯材33は、例えばステンレスやアルミニウム等の金属によって形成されている。加圧ローラー22の芯材33の後端部には、駆動ギア35が固定されている。駆動ギア35は、モーター等によって構成される駆動源36に接続されている。加圧ローラー22の弾性層34は、例えばシリコンゴムやシリコンスポンジによって形成されている。加圧ローラー22の離型層(図示せず)は、例えばPFA等のフッ素系樹脂によって形成されている。
The
IH定着ユニット23は、ケース部材37と、ケース部材37内に収納されるIHコイル38(熱源)と、を備えている。IHコイル38は、定着ベルト21の外周に沿って円弧状に設けられている。IHコイル38は、定着ベルト21の上側(定着ニップ32とは反対側)に設けられている。IHコイル38は、高周波電流が流されることで、磁界を発生させるように構成されている。
The
支持部材24は、前後方向に延びている。支持部材24は、定着ベルト21を貫通している。支持部材24は、固定部40と、固定部40の前後両側に設けられるシャフト部41と、を備えている。
The
支持部材24の固定部40は、前後方向に延びている。固定部40は、定着ベルト21の通紙領域R1の前端側から後端側まで配置されている。固定部40の前後両端部は、定着ベルト21の非通紙領域R2に配置されている。図3に示されるように、固定部40は、断面矩形状を成している。
The fixing
図2に示されるように、支持部材24の各シャフト部41は、前後方向に延びている。各シャフト部41の前後方向内側の端部は、支持部材24の固定部40に連結されている。各シャフト部41の前後方向内側の部分は、定着ベルト21の非通紙領域R2に挿入されている。各シャフト部41の前後方向外側の部分は、各開口部31を介して定着ベルト21の前後方向外側に突出している。各シャフト部41の前後方向外側の部分には、リング状の寄り止め部材42が固定されている。各シャフト部41の前後方向外側の端部は、定着フレーム(図示せず)に固定されている。図4に示されるように、各シャフト部41は、断面正円状を成している。
As shown in FIG. 2, each
図2に示されるように、押圧部材25は、前後方向に延びており、定着ベルト21の通紙領域R1の前端側から後端側まで配置されている。押圧部材25の前後両端部は、定着ベルト21の非通紙領域R2に配置されている。押圧部材25は、押圧部43と、押圧部43の下側に配置される摺接部44と、を備えている。押圧部材25の硬度(本実施形態では、押圧部43と摺接部44を一体とみなした場合の押圧部材25全体の硬度)は、アスカーC硬度で60°〜70°である。
As shown in FIG. 2, the pressing
押圧部材25の押圧部43は、例えば、LCP(Liquid Crystal Polymer:液晶ポリマー)等の耐熱性樹脂によって構成されている。押圧部43の下面(摺接部44側の面)には、シリコンゴム等のエラストマーの層が設けられていても良い。押圧部43の上面は、支持部材24の固定部40の下面に固定されている。これにより、押圧部材25が支持部材24に支持されている。押圧部43の下面は、摺接部44を介して定着ベルト21の通紙領域R1を下側(加圧ローラー22側)に向かって押圧している。図3に示されるように、押圧部43は、断面略矩形状を成している。押圧部43の右面には、固定突起45が設けられている。
The
押圧部材25の摺接部44は、例えば、シート状を成している。摺接部44の右端部は、押圧部43の固定突起45に固定されている。摺接部44は、押圧部43と定着ベルト21の通紙領域R1の間に介装されており、定着ベルト21の通紙領域R1の内周面に接触している。そして、定着ベルト21が回転すると、定着ベルト21の通紙領域R1が摺接部44に対して摺動するように構成されている。つまり、本実施形態の定着装置18は、「摺動ベルト方式」である。摺接部44は、例えばPTFE等のフッ素系樹脂によって構成されており、押圧部43よりも摩擦係数が小さい。摺接部44は、定着ベルト21の摺動負荷(定着ベルト21を押圧部材25に対して摺動させるのに必要な負荷)を軽減している。
The sliding
ガイド部材26は、支持部材24によって支持されている。ガイド部材26は、上側(加圧ローラー22から離間する側)に向かって円弧状に湾曲している。ガイド部材26の外周面は、定着ベルト21の内周面に接触している。ガイド部材26は、IHコイル38が発生させる磁界によって発熱する材料(例えば、Fe−Ni合金等の整磁金属)によって形成されている。
The
図2、図4に示されるように、各弾性コロ27は、円筒状を成している。各弾性コロ27は、例えば、シリコンゴムによって形成されており、弾性を有している。本実施形態では、各弾性コロ27をシリコンゴムで形成すると共に、押圧部材25の摺接部44をフッ素系樹脂によって形成している。これにより、定着ベルト21の非通紙領域R2と各弾性コロ27の間の摩擦力は、定着ベルト21の通紙領域R1と押圧部材25の摺接部44の間の摩擦力よりも大きくなっている。各弾性コロ27の硬度は、アスカーC硬度で20°〜50°である。各弾性コロ27の硬度は、押圧部材25の硬度(アスカーC硬度で60°〜70°)よりも低い。各弾性コロ27の外径は、定着ベルト21の内径よりも僅かに小さい。各弾性コロ27は、押圧部材25よりも前後方向外側に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, each
各弾性コロ27は、ベアリング46を介して支持部材24の各シャフト部41に回転可能に支持されている。つまり、各ベアリング46は、支持部材24の各シャフト部41と各弾性コロ27の間に介装されている。支持部材24の各シャフト部41、各弾性コロ27及び各ベアリング46は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに形成される各開口部31を覆うように設けられている。
Each
各弾性コロ27の外周面は、定着ベルト21の非通紙領域R2の内周面に接触しており、定着ベルト21の非通紙領域R2を下側(加圧ローラー22側)に向かって押圧している。各弾性コロ27の外周面は、定着ベルト21の通紙領域R1の内周面には接触していない。各弾性コロ27は、定着ベルト21の回転に従動して回転するように構成されている。
The outer peripheral surface of each
図2に示されるように、各キャップ部材28は、円環状の本体部47と、本体部47の外径側の端部から前後方向内側に向かって突出するフランジ部48と、を備えている。
As shown in FIG. 2, each
各キャップ部材28の本体部47は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bの前後方向外側に配置されている。本体部47の中央部には、円形の貫通穴49が前後方向に設けられており、この貫通穴49に支持部材24の各シャフト部41が遊挿されている。本体部47の前後方向外側には、支持部材24の各シャフト部41に固定された寄り止め部材42が配置されている。これにより、各キャップ部材28の前後方向外側への移動が規制されている。
The
各キャップ部材28のフランジ部48は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bの外径側を覆うように設けられている。フランジ部48の内周面は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bの外周面に接触している。各キャップ部材28は、定着ベルト21の回転に従動して回転するように構成されている。
The
上記のように構成されたものにおいて、用紙にトナー像を定着させる際には、駆動源36によって駆動ギア35を回転させる。このように駆動ギア35を回転させると、加圧ローラー22が駆動ギア35と一体に回転する(図3の矢印B参照)。これに伴って、加圧ローラー22に圧接する定着ベルト21が加圧ローラー22の回転に従動して回転する(図3の矢印C参照)。これに伴って、各弾性コロ27及び各キャップ部材28が定着ベルト21の回転に従動して回転する。
In the above configuration, when the toner image is fixed on the paper, the
また、用紙にトナー像を定着させる際には、IHコイル38に高周波電流を流す。これに伴って、IHコイル38が磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト21に渦電流が発生し、定着ベルト21が発熱する。また、IHコイル38が発生させる磁界によってガイド部材26が発熱し、ガイド部材26によって定着ベルト21が加熱される。この状態で、用紙が定着ニップ32を通過すると、用紙とトナー像が加熱及び加圧されて、用紙にトナー像が定着される。
Further, when the toner image is fixed on the paper, a high frequency current is passed through the
このように用紙にトナー像を定着させる動作が繰り返されると、押圧部材25の摺接部44が摩耗し、定着ベルト21の摺動負荷が上昇する。また、摩擦係数が低い用紙(例えば、表面が滑らかな用紙)が定着ニップ32を通過する場合には、加圧ローラー22や定着ベルト21に対して用紙が滑りやすくなる。これらの要因が複合されると、加圧ローラー22と定着ベルト21の間でスリップが発生し、加圧ローラー22の回転に従動して定着ベルト21を回転させることができなくなり、画像不良が引き起こされる恐れがある。
When the operation of fixing the toner image on the sheet is repeated in this way, the sliding
しかしながら、本実施形態では、定着ベルト21の非通紙領域R2を各弾性コロ27によって下側(加圧ローラー22側)に向かって押圧しているため、定着ベルト21の駆動力(加圧ローラー22に対する定着ベルト21の従動性)を高めることが可能となる。そのため、加圧ローラー22と定着ベルト21の間でスリップが発生するのを防止することが可能となる。
However, in the present embodiment, the non-sheet passing region R2 of the fixing
また、定着ベルト21の非通紙領域R2の内周面に各弾性コロ27を接触させているため、定着ベルト21の非通紙領域R2の内周面に剛体を接触させる場合よりも、定着ベルト21の非通紙領域R2の一部に応力が集中しにくくなる。これに伴って、定着ベルト21が破損しにくくなり、定着ベルト21の耐久性を向上させることが可能となる。
Further, since each
更に、各弾性コロ27の硬度を押圧部材25の硬度よりも低くしているため、各弾性コロ27が押圧部材25よりも変形しやすくなる。これに伴って、定着ベルト21の非通紙領域R2と各弾性コロ27の接触面積を大きくし、定着ベルト21の非通紙領域R2と各弾性コロ27の接触圧(面圧)を低くすることができる。そのため、定着ベルト21の駆動力を十分に確保しつつ、定着ベルト21の非通紙領域R2と各弾性コロ27の接触部分にかかる応力を小さくすることができる。
Further, since the hardness of each
また、定着ベルト21の回転に従動して各弾性コロ27を回転させているため、定着ベルト21が各弾性コロ27に対して摺擦するのを防止することが可能となる。これに伴って、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに割れが発生しにくくなり、定着ベルト21の耐久性を更に向上させることが可能となる。
Further, since each
また、定着ベルト21の非通紙領域R2と各弾性コロ27の間の摩擦力を定着ベルト21の通紙領域R1と押圧部材25の摺接部44の間の摩擦力よりも大きくしているため、定着ベルト21の非通紙領域R2と各弾性コロ27の間でスリップが発生するのを防止することが可能となる。そのため、定着ベルト21の回転に従動して各弾性コロ27を確実に回転させることが可能となる。
Further, the frictional force between the non-sheet passing region R2 of the fixing
また、支持部材24の各シャフト部41、各弾性コロ27及び各ベアリング46は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに形成される各開口部31を覆うように設けられている。そのため、定着ベルト21の内周面に塗布された潤滑剤が各開口部31を介して定着ベルト21の外部に漏洩したり、トナーや紙粉等が各開口部31を介して定着ベルト21の内部に侵入したりするのを防止することができる。
The
また、定着ベルト21の回転に従動して各キャップ部材28を回転させているため、定着ベルト21が各キャップ部材28に対して摺擦するのを防止することが可能となる。これに伴って、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに割れが発生しにくくなり、定着ベルト21の耐久性を更に向上させることが可能となる。また、各キャップ部材28の本体部47の前後方向外側に各寄り止め部材42を配置しているため、定着ベルト21の蛇行を規制することができる。
Further, since each
本実施形態では、押圧部材25が押圧部43と摺接部44を備えている場合について説明したが、他の異なる実施形態では、押圧部材25が押圧部43のみを備えていても良い。
Although the case where the pressing
本実施形態では、加圧ローラー22に駆動源36から駆動を入力する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、加圧ローラー22と定着ベルト21の両方に駆動源36から駆動を入力しても良い。
In the present embodiment, the case where driving is input from the driving
本実施形態では、IHコイル38を熱源として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等のヒーターを熱源として用いても良い。
Although the case where the
本実施形態では、プリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。 In the present embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to the printer 1 has been described. However, in another different embodiment, the configuration of the present invention is applied to other image forming apparatuses such as a copying machine, a facsimile, and a multifunction peripheral. May be.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態に係る定着装置51について、図5を用いて説明する。なお、各キャップ部材52と検出機構53以外の構成については、第1の実施形態と同様であるため、第1の実施形態と同一の参照番号を図5に付し、説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a fixing
各キャップ部材52は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに装着されている。各キャップ部材52は、円環状の本体部54と、本体部54の径方向中央部から前後方向内側に向かって突出するフランジ部55と、を備えている。
Each
各キャップ部材52の本体部54は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bの前後方向外側に配置されている。本体部54の中央部には、円形の貫通穴56が前後方向に設けられており、この貫通穴56に支持部材24の各シャフト部41が遊挿されている。本体部54の外周には、第1接続ギア57が設けられている。
The main body portion 54 of each
各キャップ部材52のフランジ部55は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに挿入されている。フランジ部55は、ベアリング66を介して支持部材24の各シャフト部41に回転可能に支持されている。フランジ部55には、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに挿入された弾性コロ27が周設されている。
The
後側のキャップ部材52の後上側には、検出機構53が設けられている。検出機構53は、第2接続ギア58と、第2接続ギア58の後側に設けられるパルス板59と、第2接続ギア58とパルス板59を接続する接続軸60と、パルス板59の後上側に配置されるセンサー61と、を備えている。
A
第2接続ギア58は、後側のキャップ部材52の第1接続ギア57と噛合している。パルス板59には、遮光部62が周方向に列設されている。センサー61は、例えば、PIセンサー(Photo Interrupter Sensor)であり、発光部64及び受光部65を備えている。
The
上記のように構成されたものにおいて、定着ベルト21が回転すると、定着ベルト21の回転に従動して各弾性コロ27が回転し、各弾性コロ27の回転に従動して各キャップ部材52が回転する。各キャップ部材52が回転すると、後側のキャップ部材52の第1接続ギア57が回転し、後側のキャップ部材52の第1接続ギア57と噛合する第2接続ギア58が回転する。この第2接続ギア58の回転は、接続軸60を介してパルス板59に伝達され、パルス板59が回転する。パルス板59が回転すると、センサー61の発光部64から受光部65に向かって照射された光がパルス板59の遮光部62によって断続的に遮断されるため、センサー61の受光部65の受光量がHighとLowの間で交互に切り替わる。これにより、検出機構53が後側のキャップ部材52の回転を検出する。
In the configuration as described above, when the fixing
一方で、定着ベルト21が停止していれば、各キャップ部材52も停止しており、検出機構53が後側のキャップ部材52の回転を検出することも無い。
On the other hand, if the fixing
以上のように、後側のキャップ部材52の回転検出を通じて定着ベルト21の回転状態を確実に検知することができる。そのため、定着ベルト21が回転していない状態で定着ベルト21がIHコイル38によって加熱されるような事態を回避することができる。
As described above, the rotation state of the fixing
1 プリンター(画像形成装置)
18 定着装置
21 定着ベルト
21a(定着ベルトの)前端部
21b(定着ベルトの)後端部
22 加圧ローラー(加圧部材)
24 支持部材
25 押圧部材
27 弾性コロ(弾性部材)
28 キャップ部材
31 開口部
32 定着ニップ
42 寄り止め部材
43 押圧部
44 摺接部
46 ベアリング
51 定着装置
52 キャップ部材
53 検出機構
R1 通紙領域
R2 非通紙領域
A (定着ベルトの)回転軸
1 Printer (image forming device)
18
24
28
Claims (7)
前記通紙領域及び前記非通紙領域の外周面に圧接し、前記通紙領域との間に定着ニップを形成する加圧部材と、
前記通紙領域の内周面に接触し、前記通紙領域を前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、
前記非通紙領域の内周面に接触し、前記非通紙領域を前記加圧部材側に向かって押圧する弾性部材と、を備え、
前記弾性部材の硬度は、前記押圧部材の硬度よりも低いことを特徴とする定着装置。 A fixing belt provided rotatably, having a sheet passing area through which the recording medium passes, and a non-sheet passing area provided outside the sheet passing area;
A pressure member that presses against an outer peripheral surface of the sheet passing area and the non-sheet passing area and forms a fixing nip between the sheet passing area;
A pressing member that contacts an inner peripheral surface of the sheet passing area and presses the sheet passing area toward the pressing member;
An elastic member that contacts an inner peripheral surface of the non-sheet-passing region and presses the non-sheet-passing region toward the pressure member side;
The fixing device according to claim 1, wherein a hardness of the elastic member is lower than a hardness of the pressing member.
前記非通紙領域と前記弾性部材の間の摩擦力は、前記通紙領域と前記押圧部材の間の摩擦力よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The elastic member is configured to rotate following the rotation of the fixing belt,
The fixing device according to claim 1, wherein a frictional force between the non-sheet passing region and the elastic member is larger than a frictional force between the sheet passing region and the pressing member.
前記支持部材と前記弾性部材の間に介装されるベアリングと、を更に備え、
前記支持部材、前記弾性部材及び前記ベアリングは、前記定着ベルトの端部に形成される開口部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。 A support member that supports the pressing member and the elastic member;
A bearing interposed between the support member and the elastic member,
The fixing device according to claim 1, wherein the support member, the elastic member, and the bearing are provided so as to cover an opening formed at an end portion of the fixing belt.
前記定着ベルトの回転軸方向における前記キャップ部材の外側に配置される寄り止め部材と、を更に備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の定着装置。 A cap member attached to an end of the fixing belt, and rotated by the rotation of the fixing belt;
The fixing device according to claim 1, further comprising a detent member disposed outside the cap member in a rotation axis direction of the fixing belt.
前記キャップ部材の回転を検出する検出機構と、を更に備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の定着装置。 A cap member attached to an end of the fixing belt, and rotated by the rotation of the fixing belt;
The fixing device according to claim 1, further comprising a detection mechanism that detects rotation of the cap member.
前記通紙領域を前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部と、
前記押圧部と前記通紙領域の間に介装される摺接部と、を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の定着装置。 The pressing member is
A pressing portion that presses the sheet passing area toward the pressure member;
The fixing device according to claim 1, further comprising a sliding contact portion interposed between the pressing portion and the sheet passing area.
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