JP2018018045A - Fixation device and image formation device - Google Patents

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JP2018018045A JP2016165854A JP2016165854A JP2018018045A JP 2018018045 A JP2018018045 A JP 2018018045A JP 2016165854 A JP2016165854 A JP 2016165854A JP 2016165854 A JP2016165854 A JP 2016165854A JP 2018018045 A JP2018018045 A JP 2018018045A
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俊彦 下川
Toshihiko Shimokawa
俊彦 下川
民部 隆一
Ryuichi Minbu
隆一 民部
高木 啓正
Hirotada Takagi
啓正 高木
康功 石ヶ谷
Yasunori Ishigaya
康功 石ヶ谷
一哉 齋藤
Kazuya Saito
一哉 齋藤
圭太郎 正路
Keitaro Shoji
圭太郎 正路
近藤 宏
Hiroshi Kondo
宏 近藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable replenishment of a lubricant as needed, prevent a rising of torque or falling of oscillatability arising from a shortage of the lubricant, and can prevent an adverse effect due to the excessive replenishment of the lubricant.SOLUTION: A fixation device comprises: an endless belt-like fixation member 1; a heat source 2; a pressure member 3; a nip formation member 6 that forms a nip part N; a reinforcement member 7 that supports the nip formation member 6 against force to be applied to the nip formation member 6 from the pressure member 3; an oscillation member 80 that is dispose between the fixation member 1 and the nip formation member 6; and a lubricant holding member 5 that holds a lubricant to be coated on an inner peripheral face of the fixation member 1, in which non-fixation toner on a recording medium passing through the nip part N is fixed by heating the non-fixation toner thereon. The nip formation part 6 has a liquid chamber 81 inside that serves as a flow path of the lubricant to be supplied to the oscillation member 80, and further comprises: oscillatability detection means 86 that detects an oscillation state between the fixation member 1 and the oscillation member 80; and lubricant replenishment means that supplies the lubricant to the liquid chamber 81.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.

プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化および高速化についての市場要求が強くなってきている。画像形成装置では、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー画像が記録材(例えば、記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録紙等)に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、無端状の定着ベルトを用いるベルト方式の定着装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, market demands for energy saving and high speed have been increasing for image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles. In an image forming apparatus, an unfixed toner image is transferred to a recording material (for example, a recording material sheet, printing paper, photosensitive paper, static paper, or the like by an image transfer method or a direct method by an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, or magnetic recording. Electric recording paper or the like). As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a belt-type fixing device using an endless fixing belt is known (for example, see Patent Document 1).

特許文献1の定着装置の概略図を図12に示す。
図12に示す定着装置は、無端ベルト(定着部材)1の内部にパイプ状の金属熱伝導体25を、無端ベルト1の移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体25内の熱源2により金属熱伝導体25を介して無端ベルト1を加熱する。さらに無端ベルト1を介して金属熱伝導体25に接してニップ部Nを形成する加圧ローラ(加圧部材)3を備え、該加圧ローラ3の回転に連れ回りするようにして無端ベルト1を周方向に移動させる。図中Dは、記録材(用紙)の搬送方向を表している。
このような構成により無端ベルト全体を温めることを可能とし、加熱待機時からのファーストプリントタイム(印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間)を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
FIG. 12 shows a schematic diagram of the fixing device of Patent Document 1.
In the fixing device shown in FIG. 12, a pipe-shaped metal heat conductor 25 is fixed inside an endless belt (fixing member) 1 so that the movement of the endless belt 1 can be guided. The endless belt 1 is heated by the heat source 2 through the metal heat conductor 25. Further, a pressure roller (pressure member) 3 that forms a nip portion N in contact with the metal heat conductor 25 via the endless belt 1 is provided, and the endless belt 1 is rotated so as to rotate as the pressure roller 3 rotates. Is moved in the circumferential direction. In the drawing, D represents the conveyance direction of the recording material (paper).
With this configuration, it is possible to heat the entire endless belt, and shorten the first print time from the time of heating standby (the time it takes for printing to be completed after receiving a print request and printing is completed). It is possible to solve the shortage of heat during high-speed rotation.

しかしながら、更なる省エネ性およびファーストプリントタイム向上のためには、熱効率を更に向上させる必要がある。これに対し、無端ベルトを金属熱伝導体を介さずに直接加熱する構成が提案されている。この構成によれば、伝熱効率が大幅に向上させることにより消費電力が低減されるとともに、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することができる。また、金属熱伝導体レスによるコストダウンが可能となる。   However, it is necessary to further improve the thermal efficiency in order to further save energy and improve the first print time. On the other hand, the structure which heats an endless belt directly without using a metal heat conductor is proposed. According to this configuration, power consumption can be reduced by significantly improving the heat transfer efficiency, and the first print time from the heating standby time can be further shortened. In addition, the cost can be reduced without using a metal heat conductor.

無端ベルトを直接加熱する構成では、無端ベルト内でニップ形成部材が内周面に接するように配置され、加圧ローラが無端ベルトをニップ形成部材に押し付け、無端ベルトとの間にニップ部を形成する。無端ベルトの内面が加圧ローラからの加圧力によってニップ形成部材に対して圧接されながら摺動する構成では、駆動負荷が大きくなる傾向があり、経時で特に顕著となる。   In the configuration in which the endless belt is directly heated, the nip forming member is arranged in contact with the inner peripheral surface in the endless belt, and the pressure roller presses the endless belt against the nip forming member to form a nip portion with the endless belt. To do. In the configuration in which the inner surface of the endless belt slides while being pressed against the nip forming member by the pressure applied from the pressure roller, the driving load tends to increase and becomes particularly prominent over time.

そこで、摺動性に優れた部材をニップ形成部材に設け、さらにオイルやグリース等の潤滑材によって摺動負荷を低減する構成が提案されている。しかしながら、経時での部品磨耗や潤滑剤流出が不可避である。   Therefore, a configuration has been proposed in which a member having excellent slidability is provided on the nip forming member and the sliding load is reduced by a lubricant such as oil or grease. However, parts wear and lubricant outflow over time are inevitable.

潤滑剤流出の原因としては、加圧ローラで押圧されるニップ形成部に潤滑剤保持機能を集約させていることから、ほぼ常時圧力が加わるために潤滑剤保持の機能が不十分であり、初期時点で大部分の潤滑剤が絞り出されてしまうことや、高温に制御される連れ回りスリーブ構成で密閉が難しいことなどが挙げられる。
潤滑剤が不足し始めると、部品磨耗が徐々に進行し、装置寿命の短縮につながる。また、搬送スリップや定着ユニット駆動モータロックなどの発生を招くことがある。
The cause of lubricant leakage is that the lubricant holding function is concentrated in the nip forming part that is pressed by the pressure roller. For example, most of the lubricant may be squeezed out at the time, and it may be difficult to seal with a follow-up sleeve configuration controlled to a high temperature.
When the lubricant starts to run out, the wear of parts gradually proceeds, leading to a shortened device life. In addition, there may be a case where a conveyance slip or a fixing unit driving motor lock occurs.

これに対し、潤滑剤の不足を補う技術が提案されている(例えば、特許文献2〜4参照)。
特許文献2には、摺動部材の長手方向の両側の端部領域において潤滑剤が漏洩することに注目し、潤滑剤の保持容量を長手方向中央よりも端部領域の方が大きくなるように構成することが記載されている。また、特許文献3には、摺動部材においてニップ部の出口部において潤滑剤が漏洩することに注目し、潤滑剤の保持容量をニップ部の入口部よりも出口部の方を大きくなるように構成することが記載されている。
さらに、特許文献4には、潤滑剤を貯留するタンクを設け、摺動部材に潤滑剤を常時供給することにより潤滑剤の枯渇を防止することが記載されている。
On the other hand, techniques for compensating for the shortage of lubricant have been proposed (see, for example, Patent Documents 2 to 4).
In Patent Document 2, attention is paid to the fact that the lubricant leaks in the end regions on both sides in the longitudinal direction of the sliding member, so that the holding capacity of the lubricant is larger in the end region than in the longitudinal center. The composition is described. Further, in Patent Document 3, it is noted that the lubricant leaks at the outlet portion of the nip portion in the sliding member, and the holding capacity of the lubricant is set to be larger at the outlet portion than at the inlet portion of the nip portion. The composition is described.
Further, Patent Document 4 describes that a tank for storing a lubricant is provided, and the lubricant is prevented from being exhausted by constantly supplying the lubricant to the sliding member.

しかしながら、摺動部材における潤滑剤の保持容量の拡大や、摺動部材に対する常時供給を行うことにより、摺動部材が保持する潤滑剤が過多となる場合がある。摺動部材が保持する潤滑剤量が多くなれば、漏れ出す潤滑剤量も多くなる。漏れ出した多量の潤滑剤は、装置内外の構成部材や搬送中の記録媒体等を汚してしまうおそれがある。   However, there may be an excessive amount of lubricant held by the sliding member by expanding the holding capacity of the lubricant in the sliding member or by constantly supplying the sliding member. If the amount of lubricant retained by the sliding member increases, the amount of lubricant that leaks also increases. The leaked large amount of lubricant may contaminate the internal and external components, the recording medium being conveyed, and the like.

そこで本発明は、潤滑剤を適時補給することができ、潤滑剤不足に起因したトルクの上昇や摺動性の低下を防ぐとともに、潤滑剤の過剰な補給による弊害を防止可能な定着装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a fixing device that can replenish the lubricant in a timely manner, prevent an increase in torque and a decrease in slidability due to lack of the lubricant, and prevent adverse effects due to excessive replenishment of the lubricant. The purpose is to do.

かかる目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、無端ベルト状の定着部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材と対向する加圧部材と、前記定着部材内部に配設されて前記加圧部材と対向してニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加圧部材から前記ニップ形成部材にかかる圧力に対して前記ニップ形成部材を支持する補強部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に配設される摺動部材と、前記定着部材の内周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材と、を備え、前記ニップ部を通る記録媒体上の未定着トナーを加熱して定着させる定着装置において、前記ニップ形成部材は、内部に前記摺動部材に供給される潤滑剤の流路となる液室を有し、前記定着部材と前記摺動部材との摺動状態を検知する摺動性検出手段と、前記液室に潤滑剤を供給する潤滑剤補給手段と、をさらに備えることを特徴とする定着装置である。   In order to achieve this object, a fixing device according to the present invention is provided with an endless belt-shaped fixing member, a heat source for heating the fixing member, a pressure member facing the fixing member, and an inside of the fixing member. A nip forming member that forms a nip portion facing the pressure member, a reinforcing member that supports the nip forming member against pressure applied from the pressure member to the nip forming member, and the fixing member. A sliding member disposed between the nip forming member and a lubricant holding member for holding a lubricant applied to an inner peripheral surface of the fixing member, and on a recording medium passing through the nip portion. In the fixing device that heats and fixes the unfixed toner, the nip forming member has a liquid chamber serving as a flow path for the lubricant supplied to the sliding member, and the sliding member and the sliding member Detects sliding state with members And the dynamic characteristic detection means, and a lubricant supply means for supplying a lubricant to said fluid chamber, a fixing device characterized by further comprising a.

本発明によれば、潤滑剤を適時補給することができ、潤滑剤不足に起因したトルクの上昇や摺動性の低下を防ぐとともに、潤滑剤の過剰な補給による弊害を防止可能な定着装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a fixing device that can replenish lubricant in a timely manner, prevent an increase in torque and a decrease in slidability due to lack of lubricant, and prevent adverse effects due to excessive replenishment of lubricant. Can be provided.

本発明に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明が適用される定着装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fixing device to which the present invention is applied. 本発明が適用される定着装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fixing device to which the present invention is applied. 本発明が適用される定着装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fixing device to which the present invention is applied. 遮光部材の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a light-shielding member. 遮光部材の動作の一実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Embodiment of operation | movement of a light-shielding member. 本発明に係る定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置の一実施形態の上面模式図である。1 is a schematic top view of an embodiment of a fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置における潤滑剤供給を説明する模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating lubricant supply in the fixing device according to the present invention. 潤滑剤補給手段の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a lubricant supply means. 従来の定着装置の構成の一例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a conventional fixing device.

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and other embodiments, additions, modifications, deletions, and the like can be changed within a range that can be conceived by those skilled in the art, and any aspect is possible. As long as the functions and effects of the present invention are exhibited, the scope of the present invention is included.

〔画像形成装置〕
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置としての電子写真方式のプリンタの概略構成図を図1に示す。
図1に示した本実施形態のプリンタ(画像形成装置)100には、タンデム構造が採用されている。このタンデム構造は、像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkを並設したものである。像担持体は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成することが可能である。
[Image forming apparatus]
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an electrophotographic printer as an image forming apparatus provided with a fixing device according to the present invention.
A tandem structure is employed in the printer (image forming apparatus) 100 of the present embodiment illustrated in FIG. In this tandem structure, photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk as image carriers are arranged in parallel. The image carrier can form an image as an image corresponding to each color separated into yellow, cyan, magenta, and black.

プリンタ(画像形成装置)100は、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに静電潜像を形成し、各静電潜像を各色のトナーにより現像して可視像化しトナー像を形成する。続いて、これらのトナー像を中間転写体としての中間転写ベルト11に重畳して転写して(1次転写)、その後に記録媒体としての記録紙Sに一括して転写(2次転写)した後、定着装置10により記録紙Sに定着させる。
本発明に係る定着装置10の詳細については後述する。
The printer (image forming apparatus) 100 forms an electrostatic latent image on each of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk, develops each electrostatic latent image with each color toner, and visualizes it to form a toner image. To do. Subsequently, these toner images are transferred onto the intermediate transfer belt 11 serving as an intermediate transfer member in a superimposed manner (primary transfer), and then collectively transferred onto the recording sheet S serving as a recording medium (secondary transfer). Thereafter, the image is fixed on the recording paper S by the fixing device 10.
Details of the fixing device 10 according to the present invention will be described later.

無端状の中間転写ベルト11は、駆動ローラ71と複数の従ローラ72、73間に張架されており、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対峙しながら矢印A1方向に移動可能である。中間転写ベルト11の表面には、中間転写ベルト11上の残留トナー等の異物を除去してクリーニングするクリーニング装置74が設けられている。   The endless intermediate transfer belt 11 is stretched between a driving roller 71 and a plurality of slave rollers 72 and 73, and can move in the direction of arrow A1 while facing each of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk. is there. On the surface of the intermediate transfer belt 11, a cleaning device 74 that removes and removes foreign matters such as residual toner on the intermediate transfer belt 11 is provided.

各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの周囲には、感光体ドラムの回転に従って画像形成処理するための各部材が配置されている。これについて、ブラック画像形成を行う感光体ドラム20Bkを例に挙げて以下に説明する。
感光体ドラム20Bkの周囲には、感光体ドラム20Bkの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置30Bk,現像装置40Bk、1次転写ローラ12Bk及びクリーニング装置50Bkが配置されている。帯電後に行われる書き込みには、光書込装置18が用いられる。
Around each of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk, members for image forming processing are arranged according to the rotation of the photosensitive drum. This will be described below by taking the photosensitive drum 20Bk for forming a black image as an example.
Around the photosensitive drum 20Bk, a charging device 30Bk, a developing device 40Bk, a primary transfer roller 12Bk, and a cleaning device 50Bk that perform image forming processing along the rotational direction of the photosensitive drum 20Bk are arranged. The optical writing device 18 is used for writing performed after charging.

中間転写ベルト11に対する重畳転写(1次転写)は、中間転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成された各トナー像が、中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるように行われる。
具体的には、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成されたトナー像が、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkによる電圧印加によってA1方向の上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkは、中間転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対向して配置されている。
In the superimposing transfer (primary transfer) to the intermediate transfer belt 11, each intermediate toner image formed on each of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk is transferred to the intermediate transfer belt while the intermediate transfer belt 11 moves in the A1 direction. 11 is performed so as to be transferred to the same position.
Specifically, the toner images formed on the respective photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk are applied from the upstream side to the downstream side in the A1 direction by voltage application by the primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, and 12Bk. This is done at different timings. The primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, and 12Bk are arranged to face the respective photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk with the intermediate transfer belt 11 interposed therebetween.

2次転写ローラ15は、駆動ローラ71と中間転写ベルト11を間に挟むようにして対向して配置され、中間転写ベルト11に従動して回転する転写部材である。   The secondary transfer roller 15 is a transfer member that is disposed to face the drive roller 71 and the intermediate transfer belt 11 so as to sandwich the drive roller 71 and the intermediate transfer belt 11.

光書込装置18は、装置本体内のシート給送装置61の上方に配置されている。この光書込装置18は、光源としての半導体レーザー、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー及び偏向手段としての回転多面鏡などを備えている。
この光書込装置18は、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkに対して色毎に対応した書き込み光を出射して、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkに静電潜像を形成する。
The optical writing device 18 is disposed above the sheet feeding device 61 in the apparatus main body. The optical writing device 18 includes a semiconductor laser as a light source, a coupling lens, an fθ lens, a toroidal lens, a folding mirror, a rotating polygon mirror as a deflecting unit, and the like.
The optical writing device 18 emits writing light corresponding to each color to each of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk, and outputs an electrostatic latent image to each of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk. Form.

シート給送装置61は、給紙ローラ13を備えている。この給紙ローラ13は、給紙動作時に給紙カセット62に積載された最上位の記録紙Sの上面に当接する。そして、シート給送装置61は、給紙ローラ13が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録紙Sをレジストローラ14に向けて送る。   The sheet feeding device 61 includes a sheet feeding roller 13. The paper feed roller 13 contacts the upper surface of the uppermost recording paper S stacked in the paper feed cassette 62 during the paper feeding operation. Then, the sheet feeding device 61 feeds the uppermost recording sheet S toward the registration roller 14 when the sheet feeding roller 13 is driven to rotate counterclockwise.

また、装置本体内の上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーがそれぞれ充填されているトナーボトル9Y、9C、9M、9Bkが着脱可能に配置されており、各色のトナーを現像装置40Y,40C,40M,40Bkにそれぞれ供給する。   In addition, toner bottles 9Y, 9C, 9M, and 9Bk filled with yellow, cyan, magenta, and black toners are detachably disposed in the upper portion of the apparatus main body, and each color toner is developed. The devices 40Y, 40C, 40M, and 40Bk are supplied.

次に、このプリンタ100による画像形成動作について説明する。
各帯電装置30Y、30C、30M、30Bkで所定のプロセススピードで矢印方向に回転している各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの表面を均一に帯電する。そして、光書込装置18からのレーザー光による露光により感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの表面に、例えば外部のパソコン等から入力した画像情報に対応した静電潜像を形成する。
Next, an image forming operation by the printer 100 will be described.
The surfaces of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk rotating in the direction of the arrow at a predetermined process speed are uniformly charged by the charging devices 30Y, 30C, 30M, and 30Bk. Then, an electrostatic latent image corresponding to image information input from, for example, an external personal computer is formed on the surface of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk by exposure with laser light from the optical writing device 18.

そして、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの表面に形成された静電潜像に対して、各現像装置40Y、40C、40M、40Bkによりトナー(現像剤)を付着させて現像(可視化)する。これにより、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの表面に各色のトナー像が形成され、更に1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkによって、移動する中間転写ベルト11上に各色のトナー像が重畳転写される。   Then, development (visualization) is performed by attaching toner (developer) to the electrostatic latent images formed on the surfaces of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk by the developing devices 40Y, 40C, 40M, and 40Bk. ) As a result, toner images of the respective colors are formed on the surfaces of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk, and toners of the respective colors are further transferred onto the moving intermediate transfer belt 11 by the primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, and 12Bk. The image is superimposed and transferred.

この時、給紙ローラ13によって給紙カセット62から最上部の記録紙Sを取り出し、搬送路を通して搬送された記録紙Sがレジストローラ14でいったん保持される。そして、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの表面でのトナー像の形成タイミングに合わせて、レジストローラ対14で保持されていた記録紙Sが、中間転写ベルト11と転写バイアスが印加された2次転写ローラ15間の転写ニップに搬送され、記録紙S上にフルカラーのトナー像が転写される。   At this time, the uppermost recording sheet S is taken out from the sheet feeding cassette 62 by the sheet feeding roller 13, and the recording sheet S conveyed through the conveying path is temporarily held by the registration roller 14. Then, the recording sheet S held by the resist roller pair 14 is applied with the intermediate transfer belt 11 and the transfer bias in accordance with the toner image formation timing on the surfaces of the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk. The full color toner image is transferred onto the recording paper S by being conveyed to the transfer nip between the secondary transfer rollers 15.

そして、トナー像が転写された記録紙Sは、定着装置10に搬送され、定着装置10の無端状の定着ベルト1と加圧ローラ3間の定着ニップ(ニップ部)にて加熱、加圧されることにより、記録紙S上にトナー像が定着される。トナー像が表面に定着された記録紙Sは、排紙ローラ16によって搬送されて排紙トレイ17上に排出される。   Then, the recording sheet S on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 10 and heated and pressed at a fixing nip (nip portion) between the endless fixing belt 1 and the pressure roller 3 of the fixing device 10. As a result, the toner image is fixed on the recording paper S. The recording paper S on which the toner image is fixed is conveyed by the paper discharge roller 16 and discharged onto the paper discharge tray 17.

〔定着装置〕
本発明を適用可能な定着装置の例を図2、図3及び図4に示す。
図2に示す定着装置は、無端ベルト状の定着部材(以下、「定着ベルト」ともいう)1と、加圧部材(以下、「加圧ローラ」ともいう)を有し、熱源2により定着ベルト1が内周側から輻射熱で直接加熱される構成である。
定着ベルト1内には、定着ベルト1を介して対向する加圧ローラ3とニップ部Nを形成するニップ形成部材6があり、定着ベルト1内面と摺動部材を介して間接的に摺動する。摺動部材は液状の潤滑剤を含有したシート状の部材であり、ニップ形成部材6と定着ベルト1との摩擦抵抗を緩和させるためのものである。
[Fixing device]
Examples of fixing devices to which the present invention can be applied are shown in FIGS.
The fixing device shown in FIG. 2 has an endless belt-like fixing member (hereinafter also referred to as “fixing belt”) 1 and a pressure member (hereinafter also referred to as “pressure roller”). 1 is a structure directly heated by radiant heat from the inner peripheral side.
In the fixing belt 1, there is a nip forming member 6 that forms a nip portion N with a pressure roller 3 that is opposed to the fixing belt 1, and slides indirectly with the inner surface of the fixing belt 1 through a sliding member. . The sliding member is a sheet-like member containing a liquid lubricant, and is for reducing the frictional resistance between the nip forming member 6 and the fixing belt 1.

図2の例ではニップ部Nの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状とすることにより記録紙Sの先端の排出方向が加圧ローラ3寄りになるため、分離性が向上し、ジャムの発生が抑制される。   In the example of FIG. 2, the shape of the nip portion N is flat, but may be a concave shape or other shapes. By adopting the concave shape, the discharge direction of the leading edge of the recording paper S is closer to the pressure roller 3, so that the separability is improved and the occurrence of jam is suppressed.

定着ベルト1はニッケルやSUSなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト(もしくはフィルム)とする。ベルトの表層はPFAまたはPTFE層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とPFAまたはPTFE層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ(ユズ肌画像)が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を100μm以上の厚みで設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。   The fixing belt 1 is a metal belt such as nickel or SUS or an endless belt (or film) using a resin material such as polyimide. The surface layer of the belt has a release layer such as a PFA or PTFE layer, and has a release property so that toner does not adhere. There may be an elastic layer formed of a silicone rubber layer or the like between the belt substrate and the PFA or PTFE layer. When there is no silicone rubber layer, the heat capacity is reduced and the fixability is improved, but when the unfixed image is crushed and fixed, minute irregularities on the belt surface are transferred to the image, and the image has a crusty skin shape. There arises a problem that the gloss unevenness (zudder skin image) remains. In order to improve this, it is necessary to provide a silicone rubber layer with a thickness of 100 μm or more. Due to the deformation of the silicone rubber layer, fine irregularities are absorbed and the skin image is improved.

定着ベルト1の内部には、ニップ形成部材6を支持するための補強部材(以下、「ステー」ともいう)7が設けられている。ステー7は、加圧ローラ3により圧力を受けるニップ形成部材6の撓みを防止する。これにより、加圧ローラ3の軸線方向で均一なニップ幅が得られる。ステー7は、保持部材(以下、「フランジ」ともいう)8に保持固定され、位置決めされている。   Inside the fixing belt 1, a reinforcing member (hereinafter also referred to as “stay”) 7 for supporting the nip forming member 6 is provided. The stay 7 prevents the nip forming member 6 that receives pressure from the pressure roller 3 from bending. Thereby, a uniform nip width is obtained in the axial direction of the pressure roller 3. The stay 7 is held and fixed to a holding member (hereinafter also referred to as “flange”) 8 and positioned.

熱源2とステー7との間には、反射部材9が配設されている。反射部材9により、熱源2からの輻射熱が効率よく定着ベルト1の内側表面に照射される。なお、反射部材9を備える代わりに、ステー7の熱源2と対向する面に断熱処理や鏡面処理を行っても同様の効果が得られる。   A reflection member 9 is disposed between the heat source 2 and the stay 7. The reflective member 9 efficiently radiates heat from the heat source 2 to the inner surface of the fixing belt 1. In addition, the same effect is acquired even if it heat-insulates and the mirror surface process is performed to the surface facing the heat source 2 of the stay 7 instead of providing the reflection member 9. FIG.

熱源2としては、図2に示す例のようにハロゲンヒータでも良いが、IHであっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。また、後述の他の例で示すように、熱源2を構成するハロゲンヒータの数は限定されない。   The heat source 2 may be a halogen heater as in the example shown in FIG. 2, but may be an IH, a resistance heating element, a carbon heater, or the like. Further, as shown in other examples described later, the number of halogen heaters constituting the heat source 2 is not limited.

加圧ローラ3は、芯金3a及び弾性ゴム層3bからなり、離型性を得るために表面に離型層(PFAまたはPTFE層)が設けてある。加圧ローラ3は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ3は、スプリング21を備えるレバー22(図7参照)などにより定着ベルト1側に押し付けられており、弾性ゴム層3bが押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。   The pressure roller 3 includes a cored bar 3a and an elastic rubber layer 3b, and a release layer (PFA or PTFE layer) is provided on the surface in order to obtain releasability. The pressure roller 3 is rotated by a driving force transmitted from a driving source such as a motor provided in the image forming apparatus via a gear. Further, the pressure roller 3 is pressed against the fixing belt 1 by a lever 22 (see FIG. 7) having a spring 21, and the elastic rubber layer 3b is crushed and deformed so that a predetermined nip width is obtained. Have.

加圧ローラ3は中空のローラであっても良く、加圧ローラ3にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。弾性ゴム層3bはソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ3内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト1の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。   The pressure roller 3 may be a hollow roller, and the pressure roller 3 may have a heating source such as a halogen heater. The elastic rubber layer 3b may be solid rubber, but when there is no heater inside the pressure roller 3, sponge rubber may be used. Sponge rubber is more desirable because it increases heat insulation and makes it difficult for the fixing belt 1 to lose heat.

定着ベルト1は、加圧ローラ3により連れ回り回転する。図2の例では、加圧ローラ3が図示しない駆動源により回転し、ニップ部Nで駆動力が伝達されることにより定着ベルト1が回転する。定着ベルト1はニップ部Nで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部でフランジ8にガイドされ、走行する。   The fixing belt 1 rotates along with the pressure roller 3. In the example of FIG. 2, the pressure roller 3 is rotated by a driving source (not shown), and the driving force is transmitted through the nip portion N, whereby the fixing belt 1 is rotated. The fixing belt 1 is sandwiched and rotated at the nip portion N, and travels while being guided by the flange 8 at both ends except the nip portion.

定着動作時においては、熱源2の発熱によって定着ベルト1は素早く加熱され、所定温度に達する。そして、ニップ部Nに搬送されてきた未定着トナー像が転写された記録紙Sは、ニップ部Nにおいて定着ベルト1と加圧ローラ3とで挟持搬送されながら加熱加圧され、トナー像が定着される。   During the fixing operation, the fixing belt 1 is quickly heated by the heat generated by the heat source 2 and reaches a predetermined temperature. The recording sheet S on which the unfixed toner image conveyed to the nip N is transferred is heated and pressed while being nipped and conveyed between the fixing belt 1 and the pressure roller 3 in the nip N, and the toner image is fixed. Is done.

図2に示す定着装置では熱源2がハロゲンヒータ1本で構成されているのに対し、図3に示す定着装置は、熱源2がハロゲンヒータ3本で構成されている。
図3の定着装置では、熱源2を構成するそれぞれのヒータで発光箇所が異なるため、記録紙Sのサイズに応じて点灯させるヒータを選択し、生産性を確保することができる。
In the fixing device shown in FIG. 2, the heat source 2 is composed of one halogen heater, whereas in the fixing device shown in FIG. 3, the heat source 2 is composed of three halogen heaters.
In the fixing device of FIG. 3, since the light emission location is different for each heater constituting the heat source 2, a heater to be turned on according to the size of the recording paper S can be selected to ensure productivity.

図4に示す定着装置は、遮光部材4を備えている。
遮光部材4の形状は、図5に示すように、記録紙Sのサイズに応じて各紙幅(W)に合わせた遮光面積が設けられた段付き形状となっている。図5においてW1はハガキ、W2はB4サイズの用紙、W3はA3サイズの用紙にそれぞれ対応した形状であることを示している。
そして遮光部材4は、図6に示すように定着ベルト1の内側に沿って非接触で回動するように配置され、各紙幅に対応した位置に回動して加熱に不必要な領域を遮光する。図6の上段は全体の斜視図を示し、下段は矢印で示した位置における断面模式図を示している。また図6(A)はA3サイズの用紙を通紙する場合を示した図であり、図6(B)はハガキを通紙する場合を示した図である。
The fixing device shown in FIG. 4 includes a light shielding member 4.
As shown in FIG. 5, the shape of the light shielding member 4 is a stepped shape in which a light shielding area corresponding to each paper width (W) is provided according to the size of the recording paper S. In FIG. 5, W1 indicates a postcard, W2 indicates a shape corresponding to a B4 size paper, and W3 indicates a shape corresponding to an A3 size paper.
As shown in FIG. 6, the light shielding member 4 is arranged so as to rotate without contact along the inner side of the fixing belt 1, and rotates to a position corresponding to each paper width to shield an area unnecessary for heating. To do. The upper part of FIG. 6 shows an overall perspective view, and the lower part shows a schematic cross-sectional view at a position indicated by an arrow. FIG. 6A is a diagram illustrating a case where an A3 size sheet is passed, and FIG. 6B is a diagram illustrating a case where a postcard is passed.

このような遮光部材4を備えることにより、紙幅の狭い記録紙Sを連続通紙した場合でも、非通紙領域が過昇温状態になることがなく、過昇温領域をキャンセルするために生産性を落とすような制御を行う必要がない。また、遮光部材4を備えることにより熱源2としてのハロゲンヒータの数を低減することが可能となる。図4の定着装置において、熱源2を構成するハロゲンヒータは2本である。   By providing such a light shielding member 4, even when the recording paper S having a narrow paper width is continuously passed, the non-sheet passing area is not overheated, and production is performed to cancel the overheated area. There is no need to perform control that reduces performance. In addition, by providing the light shielding member 4, the number of halogen heaters as the heat source 2 can be reduced. In the fixing device of FIG. 4, the number of halogen heaters constituting the heat source 2 is two.

本発明に係る定着装置の一実施形態を図7に示す。図7(A)は冷間状態、図7(B)は熱間状態における断面模式図である。
本実施形態の定着装置は、無端ベルト状の定着部材(定着ベルト)1と、定着部材1を加熱する熱源2と、定着部材1と対向する加圧部材(加圧ローラ)3と、定着部材1内部に配設されて加圧部材3と対向してニップ部Nを形成するニップ形成部材6と、加圧部材3からニップ形成部材6にかかる圧力に対してニップ形成部材6を支持する補強部材(ステー)7と、定着部材1とニップ形成部材6との間に配設される摺動部材80と、定着部材1の内周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材5と、を備え、ニップ部Nを通る記録媒体(記録紙S)上の未定着トナーを加熱して定着させる。加圧部材3は、スプリング21を備えるレバー22により定着部材に押し付けられている。
ニップ形成部材6は、内部に摺動部材80に供給される潤滑剤の流路となる液室81を有する。
そして、定着部材1と摺動部材80との摺動状態を検知する摺動性検出手段と、液室81に潤滑剤を供給する潤滑剤補給手段と、をさらに備える。
One embodiment of the fixing device according to the present invention is shown in FIG. FIG. 7A is a schematic sectional view in a cold state, and FIG. 7B is a schematic sectional view in a hot state.
The fixing device of this embodiment includes an endless belt-shaped fixing member (fixing belt) 1, a heat source 2 for heating the fixing member 1, a pressure member (pressure roller) 3 facing the fixing member 1, and a fixing member. 1 A nip forming member 6 that is disposed inside 1 and forms a nip portion N facing the pressure member 3, and a reinforcement that supports the nip forming member 6 against pressure applied from the pressure member 3 to the nip forming member 6. A member (stay) 7, a sliding member 80 disposed between the fixing member 1 and the nip forming member 6, and a lubricant holding member 5 that holds the lubricant applied to the inner peripheral surface of the fixing member 1. The unfixed toner on the recording medium (recording paper S) passing through the nip portion N is heated and fixed. The pressure member 3 is pressed against the fixing member by a lever 22 having a spring 21.
The nip forming member 6 has a liquid chamber 81 serving as a flow path for the lubricant supplied to the sliding member 80 inside.
Further, a slidability detecting means for detecting a sliding state between the fixing member 1 and the sliding member 80 and a lubricant replenishing means for supplying a lubricant to the liquid chamber 81 are further provided.

(摺動部材)
摺動部材80は、ニップ形成部材6の長手方向に沿って定着ベルト1に当接する表面に設けられている。
摺動部材80の基材としては、耐摩耗性及び耐熱性に優れ、かつ摩擦係数の小さいものが好ましく、例えば、フッ素系繊維シートが挙げられる。具体的には、動摩擦係数が0.15以下であることが好ましい。
摺動部材80をメッシュ状又は多孔質の材料で形成することにより、液状の潤滑剤(例えば、シリコーンオイル等)を含有させることができる。
(Sliding member)
The sliding member 80 is provided on the surface that contacts the fixing belt 1 along the longitudinal direction of the nip forming member 6.
As a base material of the sliding member 80, a material excellent in wear resistance and heat resistance and having a small friction coefficient is preferable, and examples thereof include a fluorine-based fiber sheet. Specifically, the coefficient of dynamic friction is preferably 0.15 or less.
By forming the sliding member 80 with a mesh-like or porous material, a liquid lubricant (for example, silicone oil) can be contained.

摺動部材80に潤滑剤を十分保持させることにより、定着ベルト1の回転と同時に内周面に行き渡らせることができる。しかしながら、上述のようにニップ部Nには高い圧力が加わるため、回転初期に潤滑剤が絞り出されてしまう。また、摺動部材80にも常に高い圧力が加わっているため、漏れ出した潤滑剤を回収することは困難である。
これに対し、本実施形態の定着装置は、潤滑剤保持部材5を備えている。
By sufficiently holding the lubricant in the sliding member 80, it can be spread over the inner peripheral surface simultaneously with the rotation of the fixing belt 1. However, since a high pressure is applied to the nip portion N as described above, the lubricant is squeezed out at the initial stage of rotation. Further, since a high pressure is always applied to the sliding member 80, it is difficult to recover the leaked lubricant.
On the other hand, the fixing device of this embodiment includes a lubricant holding member 5.

(潤滑剤保持部材)
潤滑剤保持部材5は、温度変化に伴って膨張または収縮する材料からなり、ステー7に当接して配設され、ステー7が所定の温度を超えたとき、膨張して定着ベルト1に当接する。
(Lubricant holding member)
The lubricant holding member 5 is made of a material that expands or contracts as the temperature changes, and is disposed in contact with the stay 7. When the stay 7 exceeds a predetermined temperature, the lubricant holding member 5 expands and contacts the fixing belt 1. .

潤滑剤を保持する機能をニップ部N以外の領域に持たせることで、潤滑剤の塗布及び回収、並びに保持の機能を向上させることができ、潤滑剤の漏れ出しを大幅に抑制することができる。
また、装置立ち上げ直後の電力を多く必要とする状態において、定着ベルト1と当接しない構成とすることにより、電力の消費を増大させたり、定着ベルト1の表面温度を低下させることによりトナーオフセット等の画像不良を引き起こしたりすることがない。
By providing the region other than the nip portion N with the function of retaining the lubricant, it is possible to improve the function of application and recovery of the lubricant and retention, and to significantly suppress the leakage of the lubricant. .
Further, in a state where a large amount of electric power is required immediately after the apparatus is started up, the toner is offset by increasing the power consumption or decreasing the surface temperature of the fixing belt 1 by not contacting the fixing belt 1. It does not cause image defects such as.

ステー7のような高い熱容量の部材が高温となる場合は、定着装置全体が温まっている状態であり、潤滑剤の粘性も小さくなっており、潤滑剤が漏れ出すリスクが高くなる。このような状況下において、膨潤した潤滑剤保持部材5が定着ベルト1に当接する。   When a member having a high heat capacity such as the stay 7 is at a high temperature, the entire fixing device is in a warm state, the viscosity of the lubricant is small, and the risk of the lubricant leaking increases. Under such circumstances, the swollen lubricant holding member 5 contacts the fixing belt 1.

また、本実施形態の定着装置は、定着ベルト1の温度を検知する温度検知手段85を備え、潤滑剤保持部材5は、定着ベルトの回転方向においてニップ形成部材6よりも下流側、かつ温度検知手段85よりも上流側に配設されることが好ましい。
潤滑剤保持部材5は断熱性に優れた部材を使用したとしても、定着ベルト1に接触したとき、少なからず周方向に温度差を生じさせてしまう。そこで、定着ベルト1の温度制御に関わる温度検知領域からニップ部Nの間の領域を避けて配置することにより、定着ベルト1の温度制御の正確性を維持することができる。
In addition, the fixing device of the present embodiment includes a temperature detection unit 85 that detects the temperature of the fixing belt 1, and the lubricant holding member 5 is downstream of the nip forming member 6 in the rotation direction of the fixing belt and detects the temperature. It is preferable to be disposed upstream of the means 85.
Even if the lubricant holding member 5 is a member having excellent heat insulation properties, when it comes into contact with the fixing belt 1, a temperature difference is caused in the circumferential direction. Therefore, the accuracy of the temperature control of the fixing belt 1 can be maintained by arranging it so as to avoid the region between the temperature detection region related to the temperature control of the fixing belt 1 and the nip portion N.

潤滑剤保持部材5は、多孔質材料からなることが好ましい。なお、多孔質材料としては、繊維編込み状のシート材料も含むものとする。多孔質材料を用いることにより、潤滑剤保持能を高め、接触時の熱伝達量を低減することが可能である。また、温度上昇により膨張する材料で、熱容量が大きい材料からなることが好ましい。
そのような材料としては、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱エラストマーを発泡させた多孔質スポンジ等が挙げられる。
The lubricant holding member 5 is preferably made of a porous material. The porous material includes a fiber braided sheet material. By using a porous material, it is possible to increase the lubricant retention ability and reduce the amount of heat transfer during contact. Moreover, it is preferable that it is a material which expand | swells with a temperature rise and consists of a material with a large heat capacity.
Examples of such a material include a porous sponge obtained by foaming a heat-resistant elastomer such as silicone rubber or fluorine rubber.

潤滑剤保持部材5は、定着ベルト1と比較して温度上昇が緩やかなステー7に当接して設けられ、定着ベルト1に対する位置関係としては、定着装置自体が温まっていないような状態(立上げ直後や、数枚レベルの印刷ジョブが間隔を空けて断続的に入るような状態)では離間している(図7(A)の状態)。
一方、数十枚〜数百枚の連続印刷ジョブ中では、熱源2の輻射熱でステー7が徐々に温度上昇し、その温度上昇に伴って潤滑剤保持部材5が膨張する。ステー7が一定の温度以上になった場合に定着ベルト1と当接するように配置することで、図7(B)に示す熱間状態において、潤滑剤保持部材5が潤滑剤の塗布及び回収の機能を発揮する。
印刷ジョブ終了後は、温度低下に伴って潤滑剤保持部材5は収縮し、図7(A)に示すように定着ベルト1から離間した状態となる。
The lubricant holding member 5 is provided in contact with a stay 7 whose temperature rise is gentle compared to the fixing belt 1, and the positional relationship with respect to the fixing belt 1 is such that the fixing device itself is not warmed (startup). Immediately after that, or in a state in which several level print jobs enter intermittently at intervals (state shown in FIG. 7A).
On the other hand, during continuous printing jobs of several tens to several hundreds of sheets, the temperature of the stay 7 gradually increases due to the radiant heat of the heat source 2, and the lubricant holding member 5 expands as the temperature increases. By disposing the stay 7 so as to contact the fixing belt 1 when the temperature exceeds a certain temperature, the lubricant holding member 5 can apply and collect the lubricant in the hot state shown in FIG. Demonstrate the function.
After the end of the print job, the lubricant holding member 5 contracts as the temperature decreases, and is separated from the fixing belt 1 as shown in FIG.

なお、ステー7は熱容量が大きいため、過度な昇温により潤滑剤保持部材5が膨張し過ぎて定着ベルト1を圧迫する不具合が生じる可能性は低い。また定着ベルト1内面と摺接する面には、潤滑剤保持部材5自体の磨耗を抑制するために、フッ素コーティング等が施されていてもよい。   Since the stay 7 has a large heat capacity, it is unlikely that the lubricant holding member 5 expands excessively due to an excessive temperature rise and the fixing belt 1 is compressed. Further, the surface that is in sliding contact with the inner surface of the fixing belt 1 may be coated with fluorine or the like in order to suppress wear of the lubricant holding member 5 itself.

図8は、本実施形態の定着装置を上面から見た状態(定着ベルト1の内側)を示す模式図である。定着ベルト1は端部のみ示している。
潤滑剤保持部材5は、定着ベルト1の軸方向における長さL1が、ニップ部Nの長さL2よりも短いことが好ましい。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a state (inside the fixing belt 1) of the fixing device according to the present embodiment as viewed from above. Only the end of the fixing belt 1 is shown.
The lubricant holding member 5 preferably has a length L1 in the axial direction of the fixing belt 1 shorter than a length L2 of the nip portion N.

摺動部材80からの潤滑剤の流出経路は、ニップ部Nにおける圧力によって絞り出された潤滑剤が、ニップ部Nの上流側面と定着ベルト1内面でせき止められ、そのせき止めの幅方向ラインがそのまま流路となり、ニップ部Nの幅方向端部から定着ベルト1の端部を支持するフランジ8に伝うことで形成される。
本実施形態の定着装置は、潤滑剤の塗布過剰による漏れ出しを抑制可能な構成となっているが、潤滑剤保持部材5の長さL1(潤滑剤が塗布される幅)をニップ部Nの長さL2よりも短く、中央寄に狭めることで、流出をより効果的に抑制することができる。
In the flow path of the lubricant from the sliding member 80, the lubricant squeezed out by the pressure in the nip portion N is dammed by the upstream side surface of the nip portion N and the inner surface of the fixing belt 1, and the width direction line of the damming portion remains as it is. It forms a flow path and is formed by being transmitted from the end portion in the width direction of the nip portion N to the flange 8 that supports the end portion of the fixing belt 1.
The fixing device of the present embodiment is configured to suppress leakage due to excessive application of the lubricant, but the length L1 (width to which the lubricant is applied) of the lubricant holding member 5 is set to the nip portion N. Outflow can be suppressed more effectively by being narrower than the length L2 and narrowing toward the center.

本実施形態の定着装置によれば、潤滑剤の漏れ出しに起因する早期のトルクアップの発生を防止できる。
なお、定着装置が十分に温まらない状態において印刷ジョブが実行される頻度が高い場合は、潤滑剤の粘性が比較的高く、漏れ出しが生じる可能性は低くなるが、一定のトルクになるまで加熱空回しを実行するような内部制御を行う機能を付加してもよい。トルクの確認は駆動モータの電流値から判別することができ、所定の間隔でトルク確認を実行するモードを搭載するなどしてもよい。
According to the fixing device of this embodiment, it is possible to prevent an early torque increase due to the leakage of the lubricant.
If the frequency of print jobs is high when the fixing device is not warmed sufficiently, the viscosity of the lubricant is relatively high and the possibility of leakage is low, but heating is performed until a constant torque is reached. You may add the function to perform internal control which performs idling. Torque confirmation can be determined from the current value of the drive motor, and a mode for executing torque confirmation at predetermined intervals may be mounted.

(潤滑剤補給手段)
図9〜図11に基づき、潤滑剤補給手段について説明する。
図9に示すように、本実施形態の定着装置は、ニップ形成部材6の内部に摺動部材80に供給される潤滑剤の流路となる液室81を有する。液室81から摺動部材80に潤滑剤が供給されるが、常時供給すると供給過剰となるため、本実施形態の定着装置では、必要な量の潤滑剤が適時供給される。
(Lubricant replenishment means)
The lubricant replenishing means will be described based on FIGS.
As shown in FIG. 9, the fixing device of the present embodiment has a liquid chamber 81 serving as a flow path for the lubricant supplied to the sliding member 80 inside the nip forming member 6. The lubricant is supplied from the liquid chamber 81 to the sliding member 80. However, if the lubricant is constantly supplied, the supply is excessive. Therefore, in the fixing device of this embodiment, a necessary amount of lubricant is supplied in a timely manner.

図10(A)は、ニップ部N周辺の長手方向に沿った断面図である。液室81の摺動部材80と対向する面するには、微小な空孔が複数設けられている。液室81の端部は供給路93が接続され、供給路93は潤滑剤補給手段90に接続されている。
供給路93から送られる潤滑剤は、液室81内において供給過多の部位が生じない(ばらつきが無い)ことが好ましい。そこで、例えば図10(B)に示すように、供給路が複数形成されるように液室81内を分割する部材等を設け、液室81内全体に潤滑剤が行き渡るようにすることができる。
なお、図10(B)では、供給路93からの潤滑剤の流れを3つに分割し、液室81の幅方向の中央領域及び両側端部領域へそれぞれ潤滑剤を送るための部材93a、93bを設けた例を示しているが、部材の数や配置はこれに限定されない。
FIG. 10A is a cross-sectional view along the longitudinal direction around the nip portion N. FIG. A plurality of minute holes are provided on the surface of the liquid chamber 81 facing the sliding member 80. A supply path 93 is connected to the end of the liquid chamber 81, and the supply path 93 is connected to the lubricant supply means 90.
It is preferable that the lubricant sent from the supply path 93 does not cause excessive supply in the liquid chamber 81 (no variation). Therefore, for example, as shown in FIG. 10B, a member or the like that divides the liquid chamber 81 can be provided so that a plurality of supply paths are formed, and the lubricant can be distributed throughout the liquid chamber 81. .
In FIG. 10B, the member 93a for dividing the flow of the lubricant from the supply passage 93 into three parts and sending the lubricant to the center region and both side end regions in the width direction of the liquid chamber 81, Although the example which provided 93b is shown, the number and arrangement | positioning of a member are not limited to this.

図11は、潤滑剤補給手段90の例を示す模式図である。潤滑剤補給手段90は、潤滑剤Fを貯留する貯留部91と、貯留部91から液室81へ潤滑剤Fを供給する供給路93と、摺動性検出手段86の検知結果に応じて貯留部91からの潤滑剤供給を制御する供給制御手段92とを有する。   FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the lubricant replenishing means 90. The lubricant supply unit 90 stores the lubricant F according to the detection result of the storage unit 91 that stores the lubricant F, the supply path 93 that supplies the lubricant F from the storage unit 91 to the liquid chamber 81, and the slidability detection unit 86. Supply control means 92 for controlling the supply of lubricant from the section 91.

供給制御手段92としては、微量の潤滑剤の流出を、摺動性検出手段86からの信号に応じて制御可能な手段であれば特に限定されず、公知のディスペンサ等を適用することができる。   The supply control unit 92 is not particularly limited as long as it can control the outflow of a small amount of lubricant in accordance with a signal from the slidability detection unit 86, and a known dispenser or the like can be applied.

(摺動性検出手段)
摺動性検出手段86としては、ニップ部Nにおいて発生する摩擦音の音圧を検出する手段(図10の音圧検出手段86b)や、定着ベルト1の表面の振動を検出する手段(図9の振動検出手段86a)などが挙げられる。
(Slidability detection means)
As the slidability detecting means 86, means for detecting the sound pressure of the frictional sound generated in the nip portion N (sound pressure detecting means 86b in FIG. 10), means for detecting the vibration of the surface of the fixing belt 1 (in FIG. 9). And vibration detecting means 86a).

(1)音圧検出手段
ニップ部Nにおいて発生する摩擦音は、潤滑剤の不足、摺動部材80の表面状態、定着ベルト1の表面状態の経時変化などにより摺動部材80と定着ベルト1との間の摩擦特性が変化して発生する異音である。摩擦特性の変化により自励振動が発生し、その周波数あるいはその高調波成分が定着装置の固有振動数と一致し共鳴することで聞こえるようになる音である。
(1) Sound pressure detecting means The frictional sound generated at the nip portion N is caused by the lack of lubricant, the surface condition of the sliding member 80, the surface condition of the fixing belt 1 over time, and the like. This is an abnormal noise that occurs when the frictional characteristics change. The self-excited vibration is generated due to the change in the frictional characteristics, and the frequency or the harmonic component thereof matches the natural frequency of the fixing device and resonates.

摺動性検出手段86としての音圧検出手段86bは、図10に示すようにニップ形成部材6の近傍に配設され、ニップ部Nで発生する摩擦音を検出する手段であり、例えばマイクロフォンを使用することができる。コスト面から、圧電素子を備えた方式のマイクロフォンが好ましい。   The sound pressure detection means 86b as the slidability detection means 86 is a means for detecting a frictional sound generated in the nip portion N, as shown in FIG. 10, for example, using a microphone. can do. From the viewpoint of cost, a microphone having a piezoelectric element is preferable.

なお、ニップ部Nで発生した空気振動が定着装置の構成部材と共鳴することで空中に音波を発生させて異音として聞こえるようになるため、音圧検出手段86bは、この異音を検出可能な位置であれば定着装置の内外を問わず、任意の位置に配設することもできる。   Since the air vibration generated in the nip portion N resonates with the constituent members of the fixing device, a sound wave is generated in the air and can be heard as an abnormal sound. Therefore, the sound pressure detecting unit 86b can detect the abnormal sound. Any position can be used regardless of the inside or outside of the fixing device.

音圧検出手段86bにより摩擦音が検出されると、信号が供給制御手段92に送られ、供給制御手段92により潤滑剤補給手段90の貯留部91から潤滑剤が適量供給される。
検出される異音の周波数は、定着装置の構造および構成部材によってほぼ決まるので、供給制御手段92は、音圧検出手段86bにより検出された信号が特定の周波数範囲及び基準レベル以上のパワーであるとき、潤滑剤を補給するように設定することができる。
When the sound pressure is detected by the sound pressure detection means 86b, a signal is sent to the supply control means 92, and an appropriate amount of lubricant is supplied from the storage portion 91 of the lubricant supply means 90 by the supply control means 92.
Since the frequency of the detected abnormal noise is substantially determined by the structure and components of the fixing device, the supply control unit 92 has a signal detected by the sound pressure detection unit 86b having a power that exceeds a specific frequency range and a reference level. Sometimes it can be set to replenish the lubricant.

(2)振動検出手段
上述のように、摺動部材80と定着ベルト1との間の摩擦特性の変化により自励振動が発生するため、この振動を摺動性検出手段86により検知する構成とすることもできる。
摺動性検出手段86としての振動検出手段86aは、図9に示すように定着装置の外部に配設され、定着ベルト1の表面の振動を検出する手段であり、例えば、レーザードップラー振動計を使用することができる。
振動検出手段86aから定着ベルト1の表面にレーザー光線を照射したとき、定着ベルト1の表面が振動している場合、反射光は振動により周波数が変動する。この変動を検出することにより、照射した部位における振動の機械的速度と機械的変位を検出することができる。
(2) Vibration detection means As described above, since self-excited vibration is generated due to the change in the frictional characteristics between the sliding member 80 and the fixing belt 1, the vibration detection means 86 detects this vibration. You can also
As shown in FIG. 9, the vibration detecting means 86a as the slidability detecting means 86 is a means for detecting the vibration of the surface of the fixing belt 1 provided outside the fixing device. For example, a laser Doppler vibrometer is used. Can be used.
When the surface of the fixing belt 1 is vibrating when the surface of the fixing belt 1 is irradiated from the vibration detecting unit 86a, the frequency of the reflected light varies due to the vibration. By detecting this variation, it is possible to detect the mechanical speed and mechanical displacement of the vibration at the irradiated site.

振動検出手段86aにより振動が検出されると、信号が供給制御手段92に送られ、供給制御手段92により潤滑剤補給手段90の貯留部91から潤滑剤が適量供給される。   When vibration is detected by the vibration detection means 86a, a signal is sent to the supply control means 92, and an appropriate amount of lubricant is supplied from the storage portion 91 of the lubricant supply means 90 by the supply control means 92.

振動検出手段86aは、定着装置の外部から非接触で振動を検出することができるので、定着装置の構造上の制限や許容温度などの制限で、装置内部に配設することができない場合に適している。また、上述の音圧検出手段86bを定着装置外部に設置して音圧を検出する場合に比べ、定着ベルト1の表面で発生する機械的な振動を直接検出することができるので、検出精度が高くなる。   The vibration detection means 86a can detect vibration from the outside of the fixing device in a non-contact manner, and therefore is suitable when the fixing device cannot be disposed inside the device due to restrictions on the structure of the fixing device or allowable temperature. ing. Further, compared to the case where the sound pressure detecting means 86b described above is installed outside the fixing device and the sound pressure is detected, the mechanical vibration generated on the surface of the fixing belt 1 can be directly detected, so that the detection accuracy is improved. Get higher.

上述の構成により、本実施形態の定着装置は潤滑剤を適時補給することができ、潤滑剤不足に起因したトルクの上昇や摺動性の低下を防ぐとともに、潤滑剤の過剰な補給による弊害を防止することができる。   With the above-described configuration, the fixing device according to the present embodiment can replenish the lubricant in a timely manner, prevent an increase in torque and a decrease in slidability due to the lack of the lubricant, and prevent harmful effects caused by excessive replenishment of the lubricant. Can be prevented.

1 定着部材(定着ベルト)
2 熱源
3 加圧部材(加圧ローラ)
3a 芯金
3b 弾性体
4 遮光部材
5 潤滑剤保持部材
6 ニップ形成部材
7 補強部材(ステー)
8 保持部材(フランジ)
9 反射部材
10 定着装置
21 スプリング
22 レバー
23 ステップリング
24 側板
80 摺動部材
81 液室
85 温度検知手段
86 摺動性検出手段
86a 振動検出手段
86b 音圧検出手段
90 潤滑剤補給手段
91 貯留部
92 供給制御手段
93 供給路
100 画像形成装置
N ニップ部
F 潤滑剤
1 Fixing member (fixing belt)
2 Heat source 3 Pressure member (Pressure roller)
3a Metal core 3b Elastic body 4 Light shielding member 5 Lubricant holding member 6 Nip forming member 7 Reinforcing member (stay)
8 Holding member (flange)
9 Reflecting member 10 Fixing device 21 Spring 22 Lever 23 Step ring 24 Side plate 80 Sliding member 81 Liquid chamber 85 Temperature detecting means 86 Sliding property detecting means 86a Vibration detecting means 86b Sound pressure detecting means 90 Lubricant replenishing means 91 Reserving part 92 Supply control means 93 Supply path 100 Image forming apparatus N Nip part F Lubricant

特開2007−334205号公報JP 2007-334205 A 特開2014−178523号公報JP 2014-178523 A 特開2015−225286号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-225286 特開2012−220553号公報JP 2012-220553 A

Claims (9)

無端ベルト状の定着部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材と対向する加圧部材と、前記定着部材内部に配設されて前記加圧部材と対向してニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加圧部材から前記ニップ形成部材にかかる圧力に対して前記ニップ形成部材を支持する補強部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に配設される摺動部材と、前記定着部材の内周面に塗布される潤滑剤を保持する潤滑剤保持部材と、を備え、前記ニップ部を通る記録媒体上の未定着トナーを加熱して定着させる定着装置において、
前記ニップ形成部材は、内部に前記摺動部材に供給される潤滑剤の流路となる液室を有し、
前記定着部材と前記摺動部材との摺動状態を検知する摺動性検出手段と、前記液室に潤滑剤を供給する潤滑剤補給手段と、をさらに備えることを特徴とする定着装置。
An endless belt-shaped fixing member, a heat source that heats the fixing member, a pressure member that faces the fixing member, and a nip portion that is disposed inside the fixing member and faces the pressure member. A nip forming member, a reinforcing member that supports the nip forming member against pressure applied from the pressure member to the nip forming member, and a sliding member disposed between the fixing member and the nip forming member And a lubricant holding member that holds a lubricant applied to the inner peripheral surface of the fixing member, and a fixing device that heats and fixes unfixed toner on a recording medium that passes through the nip portion,
The nip forming member has a liquid chamber serving as a flow path for the lubricant supplied to the sliding member inside.
A fixing device further comprising: slidability detecting means for detecting a sliding state between the fixing member and the sliding member; and a lubricant replenishing means for supplying a lubricant to the liquid chamber.
前記潤滑剤補給手段は、潤滑剤を貯留する貯留部と、前記貯留部から前記液室へ潤滑剤を供給する供給路と、前記摺動性検出手段の検知結果に応じて前記貯留部からの潤滑剤供給を制御する供給制御手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The lubricant replenishing means includes a storage section for storing a lubricant, a supply path for supplying the lubricant from the storage section to the liquid chamber, and from the storage section according to a detection result of the slidability detecting means. The fixing device according to claim 1, further comprising a supply control unit that controls supply of the lubricant. 前記潤滑剤保持部材は温度変化に伴って膨張または収縮する材料からなり、前記補強部材に当接して配設され、前記補強部材が所定の温度を超えたとき、膨張して前記定着部材に当接することを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。   The lubricant holding member is made of a material that expands or contracts as the temperature changes, and is disposed in contact with the reinforcing member. When the reinforcing member exceeds a predetermined temperature, the lubricant holding member expands and contacts the fixing member. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is in contact with the fixing device. 前記定着部材の温度検知手段を備え、
前記潤滑剤保持部材は、前記定着部材の回転方向において前記ニップ形成部材よりも下流側、かつ前記温度検知手段よりも上流側に配設されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。
A temperature detecting means for the fixing member;
The lubricant holding member is disposed downstream of the nip forming member and upstream of the temperature detecting means in the rotation direction of the fixing member. The fixing device according to 1.
前記潤滑剤保持部材は、前記定着部材の軸方向における長さが、前記ニップ部の長さよりも短いことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the lubricant holding member has an axial length of the fixing member shorter than a length of the nip portion. 前記潤滑剤保持部材は、多孔質材料からなることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the lubricant holding member is made of a porous material. 前記摺動性検出手段は、前記ニップ部において発生する摩擦音の音圧を検出することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the slidability detecting unit detects a sound pressure of a frictional sound generated in the nip portion. 前記摺動性検出手段は、前記定着部材の表面の振動を検出することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the slidability detecting unit detects vibration of a surface of the fixing member. 請求項1から8のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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