JP2015069007A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いる定着装置、および定着装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus and an image forming apparatus including the fixing device.
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、トナー等の現像剤像を担持可能に構成された像担持体と、像担持体に担持された現像剤像を記録シートに転写する転写部材と、記録シートに転写された現像剤像を熱定着する定着装置とを備えている。定着装置としては、無端状のベルト(定着フィルム)の内面側に配置したニップ部材と外面側に配置した回転体(加圧ローラ)とでベルトを挟持し、ベルトと回転体の間に現像剤像を担持した記録シートを挟んで搬送する過程で現像剤を加熱溶融して記録シートに定着させる方式が知られている。 In general, an electrophotographic image forming apparatus includes an image carrier configured to carry a developer image such as toner, a transfer member that transfers the developer image carried on the image carrier to a recording sheet, and a recording And a fixing device that thermally fixes the developer image transferred to the sheet. As a fixing device, a belt is sandwiched between a nip member disposed on an inner surface side of an endless belt (fixing film) and a rotating body (pressure roller) disposed on an outer surface side, and a developer is interposed between the belt and the rotating body. There is known a method in which a developer is heated and melted and fixed to a recording sheet in the process of conveying the recording sheet carrying an image.
この方式の定着装置において、ニップ部材とベルトとの間の摺動性を高めるために用いられる潤滑剤を均一に分散させるため、ニップ部材のベルトと摺接する面に流動案内溝を設ける構成が知られている(特許文献1)。 In this type of fixing device, in order to uniformly disperse the lubricant used to improve the slidability between the nip member and the belt, a configuration in which a flow guide groove is provided on the surface of the nip member that is in sliding contact with the belt is known. (Patent Document 1).
特許文献1の構成では、ニップ部材の摺接面に潤滑剤を均一に分散させることは可能となるが、摺接面の外側に流出する潤滑剤に対する配慮はなされていない。潤滑剤は摺接面から流出すると、滑らかなニップ部材の表面を伝ってニップ部材の裏側に回り込み、装置内部を汚染するおそれがある。また、そのような流出による潤滑剤の減少は、ベルトの摺動性を低下させ、ベルトの駆動トルク上昇やスリップのリスクを高めるとともに、装置の劣化を早める可能性もある。
In the configuration of
本願の発明者は、ニップ部材の摺接面から記録シート搬送方向外側への潤滑剤流出抑制という課題に着目し、鋭意研究を重ねる中で本発明を着想するに至った。 The inventor of the present application has come up with the present invention while paying attention to the problem of suppressing the outflow of the lubricant from the sliding surface of the nip member to the outside in the recording sheet conveyance direction, and through intensive research.
本発明の一態様において、内面と外面とを有するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側において延びるニップ部材と、前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むとともに前記エンドレスベルトとの間で記録シートを搬送方向へ搬送するように構成された回転体とを備える定着装置を提供する。前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面は、前記搬送方向において、前記エンドレスベルトが潤滑剤を介して接触する範囲に相当する中央領域と、前記中央領域の前記搬送方向の上流端から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた上流側領域と、前記中央領域の前記搬送方向の下流端から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた下流側領域とを有する。そして、前記上流側領域および前記下流側領域の少なくとも一方には、前記潤滑剤を保持しようとする保持力が前記中央領域よりも大きい保持部が形成されている。 In one embodiment of the present invention, an endless belt having an inner surface and an outer surface, a nip member extending inside the endless belt, the endless belt sandwiched between the nip member and a recording sheet between the endless belt And a rotator configured to convey the toner in the conveying direction. The surface of the nip member that faces the inner surface of the endless belt has a central region corresponding to a range in which the endless belt contacts with the lubricant in the transport direction, and an upstream end of the central region in the transport direction. An upstream region extending from the endless belt, and a downstream region extending from the downstream end of the central region in the transport direction and away from the endless belt. In at least one of the upstream region and the downstream region, a holding portion having a holding force for holding the lubricant larger than that in the central region is formed.
このような構成によれば、ニップ部材の、エンドレスベルトの内面に対向する面における上流側および/または下流側のエンドレスベルトが接触しない領域において、溢出する潤滑剤の流出を抑制することができる。 According to such a configuration, the outflow of the overflowing lubricant can be suppressed in a region where the upstream and / or downstream endless belts on the surface of the nip member facing the inner surface of the endless belt do not contact.
前記保持部は、前記搬送方向の表面粗さが前記中央領域よりも大きい粗面部として構成することができる。 The holding part can be configured as a rough surface part having a surface roughness in the transport direction larger than that of the central region.
これによれば、ニップ部材の、エンドレスベルトの内面に対向する面における上流側および/または下流側のエンドレスベルトが接触しない領域に対し、記録シートの表面粗さを高くするだけで保持部を形成することができるので、保持部の形成が容易に実現可能である。 According to this, the holding portion is formed only by increasing the surface roughness of the recording sheet in the region where the upstream and / or downstream endless belts on the surface of the nip member facing the inner surface of the endless belt do not contact. Therefore, the holding portion can be easily formed.
前記保持部は、例えば、前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面において、前記中央領域には被膜が設けられ、前記上流側および下流側領域の少なくとも一方には被膜が設けられていない構成とすることにより作出することができる。 For example, on the surface of the nip member that faces the inner surface of the endless belt, a film is provided in the central region, and no film is provided in at least one of the upstream and downstream regions. It can be created by configuring.
これによれば、ニップ部材の作成において通常実施される成膜処理を選択的に実施する、もしくは、エンドレスベルトの内面に対向する側の面の全面に成膜した後に被膜を除去する等の工程により、保持部の形成が容易に実現可能である。 According to this, a process such as selectively performing the film forming process normally performed in the creation of the nip member, or removing the film after forming the film on the entire surface on the side facing the inner surface of the endless belt. Thus, the formation of the holding portion can be easily realized.
前記保持部は、前記搬送方向に直交する方向において、前記エンドレスベルトの幅に相当する範囲の全体にわたって形成されているとよい。ニップ部材のエンドレスベルトの内面に対向する面におけるエンドレスベルトが接触する領域(中央領域)の搬送方向下流側に押し出され、上流側で掻き取られる潤滑剤の流出を効果的に抑制できるからである。 The holding portion may be formed over the entire range corresponding to the width of the endless belt in a direction orthogonal to the transport direction. This is because it is possible to effectively suppress the outflow of the lubricant that is pushed to the downstream side in the conveying direction of the region (center region) where the endless belt contacts the surface of the nip member that faces the inner surface of the endless belt, and is scraped upstream. .
前記保持部は、前記搬送方向に直交する方向の端縁が、前記エンドレスベルトの幅に相当する範囲の外側に位置するものとしてもよい。このように構成すると、エンドレスベルトの駆動中の幅方向への変位があっても確実に潤滑剤の流出を抑制できるとともに、エンドレスベルトの幅方向両端縁から溢出する潤滑剤の流出を抑制することができる。 The holding portion may have an end edge in a direction orthogonal to the transport direction positioned outside a range corresponding to the width of the endless belt. With this configuration, it is possible to reliably suppress the outflow of the lubricant even when the endless belt is displaced in the width direction, and to suppress the outflow of the lubricant overflowing from both end edges in the width direction of the endless belt. Can do.
なお、その場合、前記保持部は、前記ニップ部材の、前記搬送方向に直交する方向の両端縁から所定のマージンを残して形成してもよい。保持部を、例えば、記録シートの搬送方向に直交する方向にけがきで線を刻むことで形成するような形態において、エンドレスベルトの幅方向両端縁から外側に溢出する潤滑剤をけがき線に沿って内側へ引き戻すよう作用するものとすることができる。 In this case, the holding portion may be formed leaving a predetermined margin from both ends of the nip member in a direction orthogonal to the transport direction. For example, in a form in which the holding portion is formed by engraving a line in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording sheet, the lubricant overflowing outward from both end edges in the width direction of the endless belt is applied to the marking line. It can act to pull back inward along.
前記保持部は、前記中央領域の前記記録シートの搬送方向の上流側または下流側の端縁から3mm以内の範囲に少なくとも一部が形成されているとよい。潤滑剤抑制部を、中央領域の直近3mm以内の範囲に設けることで、エンドレスベルトの駆動時のばたつき等により、摺動面から溢出した潤滑剤をエンドレスベルトで回収することが期待できる。 It is preferable that at least a part of the holding portion is formed within a range of 3 mm or less from an upstream edge or a downstream edge of the central region in the recording sheet conveyance direction. By providing the lubricant suppressing portion within the range of 3 mm or less in the immediate vicinity of the central region, it is expected that the lubricant overflowing from the sliding surface due to flapping during driving of the endless belt can be recovered by the endless belt.
前記保持部は、前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面の一部を、けがき、やすりがけ、切削、成膜、被膜除去から選択された一ないし複数の方法により処理することで形成することができる。これらの方法を採用することで、保持部を簡易かつ低コストで容易に実現することができる。 The holding unit is configured to process a part of the surface of the nip member facing the inner surface of the endless belt by one or more methods selected from scribing, filing, cutting, film formation, and film removal. Can be formed. By adopting these methods, the holding part can be easily realized at a low cost.
本発明の諸実施形態は、エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に対向するニップ部材とを備える定着装置であって、前記ニップ部材は、前記エンドレスベルトの内面に対向する面であって、前記エンドレスベルトと潤滑剤を介して接触する第1領域と、前記第1領域から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた第2領域とを有し、前記第2領域は、前記潤滑剤を保持しようとする保持力が前記中央領域よりも大きい保持部を有することを特徴とするものとすることができる。第2領域が保持部を有するものであるため、ニップ部材の、エンドレスベルトの内面に対向する面におけるエンドレスベルトが接触しない領域において、溢出する潤滑剤の流出を抑制することができる。 Embodiments of the present invention are a fixing device including an endless belt and a nip member facing the inner surface of the endless belt, the nip member being a surface facing the inner surface of the endless belt, A first region in contact with the endless belt via the lubricant, and a second region extending from the first region and away from the endless belt, the second region attempting to hold the lubricant A holding portion having a holding force larger than that of the central region may be provided. Since the second region has the holding portion, it is possible to suppress the overflow of the overflowing lubricant in the region where the endless belt does not contact the surface of the nip member that faces the inner surface of the endless belt.
本発明は、現像剤像を担持可能に構成された像担持体と、前記像担持体に担持された現像剤像を記録シートに転写する転写部材と、前記定着装置とを備えた画像形成装置において実装することができる。定着装置の優れた特徴により、画像形成装置の定着性能の劣化防止や、潤滑剤による装置内の汚染の低減、ひいては装置の長寿命化が可能となる。 The present invention provides an image forming apparatus comprising: an image carrier configured to carry a developer image; a transfer member that transfers the developer image carried on the image carrier to a recording sheet; and the fixing device. Can be implemented. Due to the excellent characteristics of the fixing device, it is possible to prevent deterioration of the fixing performance of the image forming apparatus, to reduce contamination in the apparatus by the lubricant, and to extend the life of the apparatus.
前記画像形成装置においては、前記ニップ部材が、前記中央領域が上向きまたは斜め上向きの姿勢となるよう配置されている形態をとる場合に、本発明の顕著な効果が得られるかもしれない。中央領域が、下方を向く形態に比べ、重力の作用で潤滑剤が流出しやすく、潤滑剤が溢出すると定着装置の内部に落下することが懸念されるためである。 In the image forming apparatus, the remarkable effect of the present invention may be obtained when the nip member is arranged such that the central region is in an upward or obliquely upward posture. This is because the lubricant is more likely to flow out due to the action of gravity compared to a configuration in which the central region faces downward, and there is a concern that the lubricant will fall into the fixing device when the lubricant overflows.
本発明によれば、ニップ部材の摺接面からの潤滑剤の流出を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the outflow of the lubricant from the sliding contact surface of the nip member.
次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、方向は、画像形成装置を使用するユーザを基準とする。具体的には、ユーザから見て手前側である図1の左側を「前」とし、ユーザから見て奥側である図1の右側を「後」とし、図1の紙面手前側を「右」、紙面奥側を「左」とする。また、図1の上下方向を「上下」とする。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In the following description, the direction is based on the user who uses the image forming apparatus. Specifically, the left side of FIG. 1 as viewed from the user is “front”, the right side of FIG. 1 as viewed from the user is “rear”, and the front side of FIG. 1 is “right”. ”, The left side of the page is“ left ”. Further, the vertical direction in FIG.
まず、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。
図1に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ1は、後述する感光体ドラム41に形成されたトナー像(現像剤像)を用紙(記録シート)Sに転写することで記録シートの一例としての用紙Sに画像を形成する装置であり、筐体2と、給紙部3と、画像形成部4と、排紙部5とを主に備えている。
First, the overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, a
筐体2は、感光体ドラム41などを支持する本体フレーム21と、フロントカバー22とを主に備えて構成されている。
本体フレーム21は、前側面に後述する現像カートリッジ44を着脱するための開口21Aを有している。
The housing 2 mainly includes a
The
フロントカバー22は、前側の開口21Aを覆うカバー(鎖線参照)であり、本体フレーム21に対し下端部を中心に上端部が回動可能に支持され、実線で示す開いた状態において後述する給紙トレイ31の一部を構成する。なお、筐体2は、鎖線で示す閉じた状態のフロントカバー22の内側に配置され、下端部を中心に回動することで開口21Aを開閉する第2フロントカバー24を備えている。これにより、フロントカバー22が開かれて給紙トレイ31の一部として使用されているときでも、第2フロントカバー24によって筐体2内への塵埃の侵入を抑制することができる。
The
給紙部3は、画像形成部4に用紙Sを供給する構成であり、給紙トレイ31と、給紙機構33とを主に備えている。給紙トレイ31は、画像形成部4に供給するための用紙Sが載置されるトレイである。
The paper feed unit 3 is configured to supply the paper S to the image forming unit 4 and mainly includes a
給紙トレイ31は、筐体2内の下部に設けられた押圧板31Aと、開いた状態のフロントカバー22とにより用紙Sを載置するための台部が構成されている。押圧板31Aは、本体フレーム21に対し前端部を中心に後端部が上下に回動可能に支持され、押上部材31Bにより後端部が押し上げられるように構成されている。
The
給紙機構33は、ピックアップローラ33Aや分離ローラ33B、分離パッド33Cなどを有し、筐体2内の下部の後寄りに配置されている。この給紙機構33は、給紙トレイ31に載置された用紙Sをピックアップローラ33Aにより送り出し、分離ローラ33Bと分離パッド33Cとの間で1枚ずつ分離して画像形成部4に供給するように構成されている。
The
画像形成部4は、給紙された用紙Sに画像を形成する構成であり、像担持体の一例としての感光体ドラム41と、帯電ユニット42と、露光ユニット43と、現像カートリッジ44と、転写部材の一例としての転写ローラ45と、定着装置100とを主に備えている。
The image forming unit 4 is configured to form an image on the fed paper S, and includes a
感光体ドラム41は、導電性を有する円筒状のドラム本体の外周面に感光層が形成された部材であり、筐体2内の上下方向中央付近の後寄りに配置されている。この感光体ドラム41は、図1の矢印で示す方向に回転可能に設けられ、露光により形成された静電潜像にトナー(現像剤)が供給されることで現像剤像の一例としてのトナー像が形成され、当該トナー像を担持可能に構成されている。
The
帯電ユニット42は、コロナワイヤやグリッド電極などを有し、感光体ドラム41の上方に対向して配置されている。この帯電ユニット42は、帯電バイアスの印加により感光体ドラム41の表面を一様に帯電するように構成されている。
The charging
露光ユニット43は、感光体ドラム41の回転軸方向である左右方向に配列された図示しない複数の明滅部(発光ダイオード素子)を有し、感光体ドラム41の前斜め上方に対向して配置されている。この露光ユニット43は、明滅部が画像データに基づいて明滅することで、帯電後の感光体ドラム41の表面を露光可能に構成されている。
The
現像カートリッジ44は、現像ローラ44Aや供給ローラ44B、層厚規制ブレード44C、トナーを収容するトナー収容部44Dなどを有し、感光体ドラム41の前斜め下方に対向して配置されている。この現像カートリッジ44は、露光により形成された感光体ドラム41上の静電潜像にトナーを供給して感光体ドラム41上にトナー像を形成するように構成されている。なお、現像カートリッジ44は、フロントカバー22および第2フロントカバー24を開くことで開口21Aを通して筐体2に対し着脱可能に構成され、これにより交換可能となっている。
The developing
転写ローラ45は、金属製の軸や当該軸の周囲に設けられた弾性を有するローラ本体などを有し、感光体ドラム41の後方に対向して配置されている。この転写ローラ45は、転写バイアスの印加によりトナーを引き寄せることで感光体ドラム41との間を通過する用紙Sにトナー像を転写するように構成されている。
The
定着装置100は、加熱部材101や加圧ローラ150などを有し、筐体2内において感光体ドラム41の上方に配置されている。この定着装置100は、加熱部材101と加圧ローラ150との間を通過する用紙Sに転写されたトナー像を熱定着するように構成されている。定着装置100の詳細な構成については、後述する。
The fixing
排紙部5は、画像が形成された用紙Sを排出する構成であり、排紙ローラ51と、排紙トレイ52とを主に備えている。排紙ローラ51は、定着装置100から搬出される用紙Sを筐体2外に排出するためのローラであり、筐体2内の上部に配置されている。排紙トレイ52は、筐体2外に排出された用紙Sを載置するためのトレイであり、本体フレーム21の上面に形成されている。
The paper discharge unit 5 is configured to discharge the paper S on which an image is formed, and mainly includes a
このように構成されたレーザプリンタ1は、画像データを含む画像形成の指示が入力されると画像形成動作を実行する。具体的に、画像形成部4は、回転駆動する感光体ドラム41の表面を帯電ユニット42により帯電し、帯電後の感光体ドラム41の表面を露光ユニット43により露光して感光体ドラム41上に画像データに基づく静電潜像を形成する。その後、画像形成部4は、現像カートリッジ44により露光後の感光体ドラム41にトナーを供給して静電潜像を可視像化し、感光体ドラム41上にトナー像を形成する。
The
また、ここまでの適宜なタイミングにおいて、給紙部3は、給紙機構33により給紙トレイ31に載置された用紙Sを画像形成部4に供給する。そして、画像形成部4は、給紙部3から供給された用紙Sを感光体ドラム41と転写ローラ45との間で搬送することで、感光体ドラム41が担持するトナー像を用紙Sに転写する。その後、画像形成部4は、定着装置100により、用紙Sに転写されたトナー像を熱定着する。そして、排紙部5は、排紙ローラ51によりトナー像が熱定着された用紙Sを筐体2外に排出し、排紙トレイ52上に載置する。
Further, at an appropriate timing so far, the paper feed unit 3 supplies the paper S placed on the
<定着装置の詳細構成>
次に、定着装置100の詳細な構成について説明する。
図2に示すように、定着装置100は、加熱部材101と、回転体の一例としての加圧ローラ150とを備えている。
<Detailed configuration of fixing device>
Next, a detailed configuration of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
加熱部材101は、エンドレスベルトの一例としての定着ベルト110と、ヒータの一例としてのハロゲンランプ120と、ニップ部材の一例としてのニップ板130と、反射板140と、ステイ160と、ガイドフレーム200とを備えている。
The
定着ベルト110は、耐熱性と可撓性を有する無端状のベルトであり、図示時計回りに回転する加圧ローラ150に接触して従動することで、加圧ローラ150との間で用紙Sを挟持する側(ニップ部)において下方から上斜め前方向に移動するように構成されている。定着ベルト110は、左右方向(幅方向)に延びる軸線の周りを回転するように構成され、ニップ板130に摺動する内面110Aと、加圧ローラ150に対向する外面110Bとを有している。定着ベルト110は、ステンレス鋼等の金属から形成された金属素管を有している。また、定着ベルト110は、金属素管の表面を覆うゴム層を有していてもよく、ゴム層の表面を覆うフッ素コーティング等による非金属の易剥離性材料層をさらに有していてもよい。
The fixing
ハロゲンランプ120は、ニップ板130と別体であり、ニップ板130および定着ベルト110を加熱することで用紙S上のトナーを加熱する発熱体である。ハロゲンランプ120は、定着ベルト110の内側において定着ベルト110およびニップ板130の内面から所定の間隔をあけて配置されている。
The
ニップ板130は、左右方向に延びる長尺上の金属板であり、後述するスチール製のステイ160より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などを折り曲げて形成されている。ニップ板130は、定着ベルト110の内面110Aに摺接するよう配置され、ハロゲンランプ120から受けた輻射熱を定着ベルト110を介して用紙S上のトナーに伝達する。ニップ板130の構造については後述する。
The nip
反射板140は、ハロゲンランプ120からの輻射熱(主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱)をニップ板130(ベース部131の内面)に向けて反射する部材であり、定着ベルト110の内側においてハロゲンランプ120を取り囲むように、ハロゲンランプ120から所定の間隔をあけて配置されている。
The
このような反射板140によってハロゲンランプ120からの輻射熱をニップ板130に集めることで、ハロゲンランプ120からの輻射熱を効率良く利用することができ、ニップ板130および定着ベルト110を速やかに加熱することができる。
By collecting the radiant heat from the
反射板140は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略U形状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板140は、湾曲形状(断面視略U形状)をなす反射部141と、反射部141の両端部で略垂直外側に屈曲し上下方向に延びるフランジ部142とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板140は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。
The
ステイ160は、用紙Sの搬送方向におけるニップ板130のベース部131の両端部を反射板140のフランジ部142を介して支持することでニップ板130の剛性を確保する部材であり、断面視U字形状に形成され、反射板140を覆うように配置されている。
The
ガイドフレーム200は、定着装置100の温度制御のためにニップ板130の温度を検出する温度センサ170等の部品を支持する部材であり、ステイ160に固定されている。温度センサ170は、ニップ板130の後述する温度検知タブ135に対向配置され、図示しない制御装置にニップ板130の各位置における検出温度信号を送出するよう構成されている。ガイドフレーム200は、ニップ板130の上流側および下流側で定着ベルト110の内面110Aと摺接するガイド230を有する。
The
加圧ローラ150は、加熱部材101のニップ板130との間で定着ベルト110を挟むことで、その回転とともに定着ベルト110を駆動し、定着ベルト110との間で用紙Sを挟んで搬送方向へ搬送するよう構成されている。
The
<ニップ板の構造>
次に、ニップ板130の構造について詳細に説明する。
図2および図3に示すように、ニップ板130は、駆動時に定着ベルト110の内面110Aに摺接するベース部131と、その搬送方向上流側および下流側の端縁からそれぞれ延在する上流側端部132および下流側端部133と、下流側端部133に沿って2箇所に形成された矩形突起状の温度検知タブ135とを主に有している。温度検知タブ135には、それぞれ温度センサ170が対向配置され、検出される各位置の温度が定着装置100の制御に用いられる。ベース部131の定着ベルト110の内面110Aに対向する面131Aが、駆動時の定着ベルト110の内面110Aにフッ素系グリスなどの潤滑剤を介して接触する「中央領域」である。
<Nip plate structure>
Next, the structure of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ニップ板130は、ベース部131の用紙搬送方向上流側端縁および下流側端縁で屈曲している。図3(b)に示すように、上流側端部132は、ベース部131の上流側端縁から上流側へ定着ベルト110の内面110Aから離れる方向に延在する部分であり、同様に、下流側端部133は、ベース部131の下流側端縁から下流側へ定着ベルト110の内面110Aから離れる方向に延在する部分である。換言すれば、上流側端部132の定着ベルト110の内面110Aに対向する側の面132Aは、駆動中の定着ベルト110の内面110Aから離間しており、下流側端部133の定着ベルト110の内面110Aに対向する側の面133Aは、駆動中の定着ベルト110の内面110Aから離間している。
The nip
上流側端部132および下流側端部133の、定着ベルト110の内面110Aに対向する側の面132A、133Aが、その少なくとも一方に、潤滑剤を保持しようとする保持力(付着力)が中央領域131Aよりも大きい「保持部LR」が形成される「上流側領域」「下流側領域」である。
At least one of the
図3(a)〜(d)に示すように、本実施形態では、上流側領域132Aおよび下流側領域133Aに、それぞれ、けがきによる線LSが2本刻まれており、潤滑剤を保持(その上流側および下流側への流出を抑制)するよう作用する。すなわち、上流側領域132Aおよび下流側領域133Aのけがき線LSが形成された部分が保持部LRを構成する。これにより、上流側領域132Aおよび下流側端部133から溢出しようとする潤滑剤が定着装置100の内部へ浸入することを抑制することができ、さらには、領域132A,133Aに滞留保持された潤滑剤の一部を、定着ベルト110のばたつきなどの際に定着ベルト110に回収させることもできる。
As shown in FIGS. 3A to 3D, in this embodiment, two lines LS due to scribing are engraved in the
図3(c)に示すように、下流側領域133Aにおいては、保持部LRとしてのけがき線LSは、中央領域131A(定着ベルト110の内面110Aと接触する摺接部)から間隔L1おいた位置に設けられている。また、図3(d)に示すように、上流側領域132Aにおいては、けがき線LSは、中央領域131Aから、間隔L2をおいた位置に設けられている。間隔L1、L2は、溢出する潤滑剤の推定量等から適宜設定される。本実施形態では、溢出する潤滑剤の量は上流側の方が多くなる傾向があるので、L2>L1としている。
例えば、間隔L1は、0.0〜0.5mmであってもよく、0.5〜1.0mmであってもよく、1.0〜2.0mmであってもよい。また、間隔L2は、例えば、0.0mm〜1.0mmであってもよく、1.0〜2.0mmであってもよく、2.0〜3.0mmであってもよい。
As shown in FIG. 3C, in the
For example, the interval L1 may be 0.0 to 0.5 mm, 0.5 to 1.0 mm, or 1.0 to 2.0 mm. Further, the interval L2 may be, for example, 0.0 mm to 1.0 mm, 1.0 to 2.0 mm, or 2.0 to 3.0 mm.
本実施形態では、この中央領域131Aが、斜め上向きの姿勢となるよう、定着装置100が配置されている。そのため、下流側端部133(下流側領域133A)が斜め下向きに傾斜しており、中央領域131Aが下方を向く形態に比べ、重力の作用で潤滑剤が流出しやすく、潤滑剤が溢出すると定着装置100の内部に落下することが懸念されるが、下流側領域133Aに形成したけがきによる線LSにより定着装置100の内部への潤滑剤の流入を抑制することができる。
In the present embodiment, the fixing
なお、本実施形態において保持部LRを構成するけがき線LSは、定着ベルト110の幅に相当する範囲の全体にわたって途切れずに、その両端縁が、定着ベルト110の幅に相当する範囲を超えて外側に位置するように設けられている。
In this embodiment, the marking line LS constituting the holding portion LR is not interrupted over the entire range corresponding to the width of the fixing
けがき線LSが、用紙搬送方向に直交する方向において、定着ベルト110の幅に相当する範囲の全体にわたって形成されているので、定着ベルト110の幅方向全域にわたり万遍なく潤滑剤流出抑制効果を発揮させることができる。
Since the marking line LS is formed over the entire range corresponding to the width of the fixing
なお、図4に示すように、本実施形態では、前記保持部LRは、前記ニップ部材の、用紙搬送方向に直交する方向の両端縁から所定のマージンMを残して形成されている。すなわち、けがき線LSは、ニップ板130の端縁の手前まで(所定のマージンMを残して)形成されており、ニップ板130の端縁に達してはいない。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the holding portion LR is formed leaving a predetermined margin M from both end edges of the nip member in the direction orthogonal to the paper transport direction. In other words, the marking line LS is formed up to the front of the edge of the nip plate 130 (with a predetermined margin M left) and does not reach the edge of the
これは、用紙搬送方向に直交する方向に伸びるけがき線LSが、潤滑剤の用紙搬送方向への流動を抑制し保持するよう作用するとともに、定着ベルト110の幅方向両端縁に溢出する潤滑剤を定着ベルト110が摺動する内側へ導くよう作用するからである。また、定着ベルト110は、その回転駆動中に幅方向に若干の振れ(変位)を生じるが、けがき線LSの幅方向延在範囲は、このような定着ベルト110の幅方向変位の範囲を完全にカバーするようにその端縁(マージンM)が設定される。すなわち、保持部LRは、用紙搬送方向に直交する方向の端縁が、前記ベルトの幅に相当する範囲の外側に位置する範囲に形成されているので、定着ベルト110の幅方向の振れにかかわらず、効果的に潤滑剤流出抑制効果を発揮することができる。
This is because the marking line LS extending in the direction perpendicular to the paper conveyance direction acts to suppress and retain the flow of the lubricant in the paper conveyance direction, and the lubricant overflows at both edges in the width direction of the fixing
なお、けがき線LSは、潤滑剤を用紙搬送方向に流出するのを抑制するとともに、定着ベルト110の幅方向には均一に分散させるように作用する。本実施形態では、けがき線LS(保持部LR)は、ニップ板130の端縁に達していない(所定のマージンMを残して形成されている)ので、ニップ板130の端縁からの用紙搬送方向への流出を抑制する構成ともなっている。
Note that the marking line LS acts to suppress the lubricant from flowing out in the sheet conveyance direction and to uniformly disperse the fixing
このように、本実施形態による定着装置100では、ニップ部材の一例としてのニップ板130は、定着ベルト110の内面110Aに対向する面が、用紙搬送方向において、定着ベルト110が潤滑剤を介して接触する範囲に相当する中央領域131Aと、当該中央領域131Aを挟んで、当該中央領域131Aの用紙搬送方向の上流側および下流側の端縁からそれぞれ延在する上流側領域132Aと下流側領域133Aとを有し、上流側および下流側領域132A、133Aの少なくとも一方に、潤滑剤を保持しようとする保持力が中央領域131Aよりも大きい保持部LRが形成されているため、潤滑剤の流出による装置の汚染や潤滑剤の減少を抑制することができる。
As described above, in the
また、保持部LRは、けがきにより、用紙搬送方向の表面粗さ(例えば最大高さ)が中央領域131Aよりも大きい粗面部として構成しているので、簡易な表面加工で実現することができる。保持部LRの表面粗さ(JIS B0601−2001の最大高さRz)は、例えば、中央領域131AがRz=0.10〜2.00μmのとき、それよりも大きいRz=2.00〜5.00μmの範囲で設定すればよい。また、中央領域131Aの表面粗さをRz=2.00〜5.00μmとし、保持部LRの表面粗さを、それよりも大きいRz=5.00〜10.0μmの範囲としてもよい。あるいは、中央領域131Aの表面粗さがRz=5.00〜10.0μmの場合、保持部LRの表面粗さは、それよりも大きいRz=10.0〜100μmの範囲としてもよい。
Further, the holding portion LR is configured as a rough surface portion whose surface roughness (for example, maximum height) in the paper conveyance direction is larger than that of the
本実施形態では、保持部LRを、2本のけがき線LSにより構成したが、本発明はこの特定の形態に限定されない。例えば、けがき線は1本または3本以上でもよい。なお、けがきによる凹溝ではなく、畝状の突出部を形成することにより、最大高さRzを中央領域131よりも大きい保持部LRを形成することもできる。
また、図5(a)〜(d)に示すように、やすりがけや切削により形成した粗面部によっても、同様の効果が得られる。すなわち、用紙搬送方向の表面粗さが大きくなるように上流側領域132Aおよび下流側領域133Aの一部または全域を表面加工する(例えば、用紙搬送方向に垂直な方向にやすりがけ等を施す)ことにより、潤滑剤の流出を抑制することができる。
In the present embodiment, the holding portion LR is configured by the two marking lines LS, but the present invention is not limited to this specific form. For example, the number of marking lines may be one or three or more. Note that it is also possible to form the holding portion LR having a maximum height Rz larger than that of the
Further, as shown in FIGS. 5A to 5D, the same effect can be obtained by a rough surface portion formed by rasp or cutting. That is, a part or the whole of the
具体的には、定着ベルト110が摺接する中央領域131Aの下流側端縁に近接した上流側領域132Aおよび下流側領域133Aの一部をその用紙搬送方向の表面粗さ(例えば算術平均粗さ)が実質的に中央領域131Aよりも大きい粗面部として構成することにより所望の効果が得られる保持部LRとすることができる。保持部LRの表面粗さ(JIS B0601−2001の算術平均粗さRa)は、例えば、中央領域131AがRa=0.02〜0.20μmのとき、それよりも大きいRa=0.20〜0.50μmの範囲で設定すればよい。また、中央領域131Aの表面粗さをRa=0.20〜0.50μmとし、保持部LRの表面粗さを、それよりも大きいRa=0.50〜1.00μmの範囲としてもよい。あるいは、中央領域131Aの表面粗さがRa=0.50〜1.00μmの場合、保持部LRの表面粗さは、それよりも大きいRa=1.00〜5.00μmの範囲としてもよい。
Specifically, a part of the
図5(c)に示すように、上流側領域132Aにおいては、保持部LRは、中央領域131A(定着ベルト110の内面110Aと接触する摺接部)から間隔L1おいた位置に設けられている。また、図5(d)に示すように、下流側領域133Aにおいては、保持部LRは、中央領域131Aから、間隔L2をおいた位置に設けられている。図3に示した実施形態と同様、間隔L1,L2は適宜決定される。
As shown in FIG. 5C, in the
保持部LRは、中央領域131Aの用紙搬送方向の上流側または下流側の端縁から3mm以内の範囲に少なくとも一部を形成することで、潤滑剤の流出を抑制するだけでなく、定着ベルト110駆動時のばたつき等により摺動面から溢出した潤滑剤を定着ベルト110に回収させる(すなわち、保持部に保持されていた潤滑剤に定着ベルト110の内面110Aが触れ、定着ベルト110の内面110Aに潤滑剤を付着させて摺接面に戻す)ことができるため、より効果的に潤滑剤の流出を抑制することができる。
The holding portion LR forms at least a part within a range within 3 mm from the upstream or downstream edge of the
なお、保持部LRを構成する粗面部は、上述のように、中央領域131Aの端縁に近接した領域(直近)に形成することで、摺動面から溢出した潤滑剤のより効果的な回収が可能になるため好ましいが、例えば、その外側に連続して(あるいは不連続に)粗面部を形成することもできる。このような粗面部も、潤滑剤を保持しようとする保持力が摺接面よりも大きいため、潤滑剤の流出を抑制し定着装置100の内部やレーザプリンタ1の他の部材への付着(汚染)を抑制することができる。
As described above, the rough surface portion constituting the holding portion LR is formed in a region (closest) close to the edge of the
保持部LRの形成方法は、けがきややすりがけや切削による粗面加工に限定されない。ニップ板130は、従来、その定着ベルト110の内面に対向する側の面を無電解ニッケルメッキ層や金属酸化膜やフッ素樹脂層で被覆することにより摺動性(平滑度)を向上させることが行われているが、このような成膜処理を所望の範囲(例えば、前記したような上流側領域132Aや下流側領域133Aの一部)のみ施さないことにより潤滑剤流出抑制効果を有する保持部とすることもできる。
The formation method of the holding part LR is not limited to rough surface processing by scribing, filing or cutting. Conventionally, the
図6(a)に、成膜処理の選択的な適用による保持部LRの形成の一例を示す。ニップ板130の定着ベルト110の内面110Aに対向する側の面における、中央領域131Aに相当する部分には、被膜Cが設けられているが、定着ベルト110の内面110Aが接触しない範囲(下流側領域133A)の一部には被膜Cが設けられていない。
FIG. 6A shows an example of forming the holding portion LR by selectively applying the film forming process. A coating C is provided on the surface of the
あるいは、ニップ板130の定着ベルト110の内面110Aに対向する側の全面に従来同様の成膜処理を施した後で、所望の範囲の被膜Cを除去することにより、図6(a)に示すような保持部LRを形成してもよい。
Alternatively, after a film forming process similar to the conventional film is performed on the entire surface of the
また、表面加工によりニップ板130の定着ベルト110の内面110Aに対向する側の面の表面粗さを所望の範囲のみ高くする方法以外に、被膜Cの種類を変えることにより表面の特性(粗さ等で計測可能な表面形状や潤滑剤に対する濡れ性等)を変えて、所望の範囲のみ潤滑剤を保持しようとする保持力を大きくして保持部LRを形成することもできる。図6(b)に示す例では、定着ベルト110の内面110Aに対向する面における中央領域131Aに相当する部分の全体に被膜C1が、定着ベルト110の内面110Aが接触しない下流側領域133Aの全面には被膜C1よりも潤滑剤保持力が大きい被膜C2が設けられている。
例えば、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene:PTFE)を含むめっき処理を施す場合、C1よりもC2のPTFE配合率を小さくすることで保持力を大きくすることができる。
In addition to the method of increasing the surface roughness of the surface of the
For example, when a plating process including polytetrafluoroethylene (PTFE) is performed, the holding power can be increased by reducing the PTFE compounding ratio of C2 rather than C1.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. About a concrete structure, it can change suitably in the range which does not deviate from the meaning of invention as follows.
図3〜図5を参照して説明した実施形態において、保持部LRは、上流側領域132Aおよび下流側領域133Aの両方に形成されている例を示したが、図6を参照して説明した実施形態のように、本発明の保持部LRは、上流側領域132Aまたは下流側領域133Aのいずれか一方のみに形成されていればよい。また、保持部LRを、上流側領域132Aおよび/または下流側領域133Aの全域に設けてもよいが、一部に設けてもよい。
In the embodiment described with reference to FIGS. 3 to 5, the holding portion LR has been described with reference to FIG. 6, although an example in which the holding portion LR is formed in both the
前記実施形態では、ニップ部材としてニップ板130を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば板状ではなく、ブロック状またはパッド状のニップ部材であってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態において、ニップ部材の中央領域(摺接面)、上流側領域、下流側領域を有する(定着ベルト110の内面110Aに対向する側の)面は、板状の部材(ニップ板130)を、用紙搬送方向上流側および下流側の端縁で折り曲げることで形成されるベース部131、上流側端部132、下流側端部133の面としてそれぞれ画成したが、本発明はこれに限定されない。
In the above-described embodiment, the surface having the central region (sliding contact surface), upstream region, and downstream region of the nip member (on the side facing the
ニップ部材が例えばブロック状の部材である場合には、駆動中の定着ベルト110の内面110Aから離間する面132Aと、駆動中の定着ベルト110の内面110Aから離間する面133Aがそれぞれ摺動面(中央領域131A)から延在する構成であれば、それらの面132A、133Aを、保持部LRを形成する上流側領域、下流側領域とすることができる。
When the nip member is a block-like member, for example, a
前記実施形態では、定着装置100の熱源(ヒータ)として採用したハロゲンランプ120が、その輻射熱によってニップ板130を介して定着ベルト110を加熱することで用紙S上のトナーを加熱するよう構成したが、定着装置の熱源はこのような構成に限定されない。例えば、ベルトを直接/間接に加熱することができるものであれば、カーボンヒータやセラミックヒーターなどの発熱体や、IHヒータのようなそれ自体は発熱しないが金属製のベルトやニップ板などを電磁誘導加熱方式により発熱させるものであってもよく、その種類や配置は適宜選択することができる。
In the embodiment, the
定着装置100の加熱部材101の構造についても、多様な変形が可能である。例えば、図7(a)に示す加熱部材301のように、ハロゲンランプ320とニップ板330の間に断熱性の樹脂部材370を介在させることで、ハロゲンランプ320からの輻射熱を直接または反射板340を介して(ニップ板330を介さずに)定着ベルト310に与える構成とすることができる。図7の形態で符号360は、ニップ板330や反射板340を支持するステイである。
Various modifications can be made to the structure of the
このニップ板330においても、図7(b)に示すように、駆動中の定着ベルト310の内面と接触しない上流側領域332Aおよび下流側領域333Aの少なくとも一方に保持部LR(潤滑剤を保持しようとする保持力が中央領域331Aよりも大きい部分)を、上記したような、けがき、やすりがけ、切削、成膜、被膜除去等から選択された一ないし複数の方法により処理することで形成することができる(図7(b)では、下流側領域333Aのみに保持部を形成した例を示した)。
Also in the
前記実施形態では、像担持体として感光体ドラム41を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、像担持体は、感光体ドラムから転写されたトナー像を担持可能に構成された中間転写ドラムや中間転写ベルトなどであってもよい。
In the above-described embodiment, the
前記実施形態では、画像形成装置として定着装置100がニップ板130の定着ベルト110の内面110Aに摺接する面(中央領域131A)が、上向きまたは斜め上向きの姿勢となるよう配置されていたが、本発明はこれに限定されない。ニップ部材が、ベルトの内面に対向する側の面が、用紙の搬送方向において、ベルトが潤滑剤を介して接触する範囲に相当する中央領域と、当該中央領域を挟んで、その用紙搬送方向上流側および下流側の端縁からそれぞれ延在する上流側領域と下流側領域とを有するものであれば、本発明の構成を採用することで、その上流側領域または下流側領域からの潤滑剤流出を抑制する作用を提供することができる。したがって、ニップ部材を、その中央領域が下向きまたは斜め下向きの姿勢となるよう配置した画像形成装置であっても本発明は好適に適用可能である。
In the embodiment, the fixing
本実施形態では、記録シートとして、厚紙、はがき、薄紙などを含む用紙Sを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばOHPシートであってもよい。 In this embodiment, the paper S including thick paper, postcard, thin paper, etc. is exemplified as the recording sheet. However, the present invention is not limited to this, and may be, for example, an OHP sheet.
前記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ1を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、画像形成装置は、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。
In the above embodiment, the
1 レーザプリンタ
41 感光体ドラム
45 転写ローラ
100 定着装置
110 定着ベルト
110A 内面
110B 外面
130 ニップ板
131 ベース部
131A 中央領域
132 上流側端部
132A 上流側領域
133 下流側端部
133A 下流側領域
LR 保持部
101 加熱部材
150 加圧ローラ
S 用紙
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記エンドレスベルトの内側において延びるニップ部材と、
前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟むとともに前記エンドレスベルトとの間で記録シートを搬送方向へ搬送するように構成された回転体とを備え、
前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内面に対向する面は、前記搬送方向において、前記エンドレスベルトが潤滑剤を介して接触する範囲に相当する中央領域と、前記中央領域の前記搬送方向の上流端から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた上流側領域と、前記中央領域の前記搬送方向の下流端から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた下流側領域とを有し、
前記上流側領域および前記下流側領域の少なくとも一方には、前記潤滑剤を保持しようとする保持力が前記中央領域よりも大きい保持部が形成されていることを特徴とする定着装置。 An endless belt having an inner surface and an outer surface;
A nip member extending inside the endless belt;
A rotating body configured to sandwich the endless belt with the nip member and to convey the recording sheet to and from the endless belt,
The surface of the nip member that faces the inner surface of the endless belt has a central region corresponding to a range in which the endless belt contacts with the lubricant in the transport direction, and an upstream end of the central region in the transport direction. An upstream region extending away from the endless belt, and a downstream region extending from the downstream end of the central region in the transport direction and away from the endless belt,
At least one of the upstream region and the downstream region is formed with a holding portion having a holding force for holding the lubricant larger than that of the central region.
前記像担持体に担持された現像剤像を記録シートに転写する転写部材と、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の定着装置とを備えた画像形成装置。 An image carrier configured to carry a developer image;
A transfer member for transferring the developer image carried on the image carrier to a recording sheet;
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
前記エンドレスベルトの内面に対向するニップ部材と、を備え、
前記ニップ部材は、前記エンドレスベルトの内面に対向する面であって、前記エンドレスベルトと潤滑剤を介して接触する第1領域と、前記第1領域から延びるとともに前記エンドレスベルトから離れた第2領域とを有し、
前記第2領域は、前記潤滑剤を保持しようとする保持力が前記中央領域よりも大きい保持部を有することを特徴とする定着装置。 Endless belt,
A nip member facing the inner surface of the endless belt,
The nip member is a surface facing an inner surface of the endless belt, a first region that contacts the endless belt via a lubricant, and a second region that extends from the first region and is separated from the endless belt. And
The fixing device according to claim 1, wherein the second region has a holding portion that has a holding force that is greater than the central region for holding the lubricant.
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