JP2018106045A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device.
特許文献1には、レーザプリンタに用いられる定着装置が開示されている。この定着装置は、筒状の定着ベルトと、定着ベルトの内側に配置された発熱体と、定着ベルトの内面に摺接するように配置されたニップ部材と、ニップ部材との間で定着ベルトを挟みニップ部を形成する加圧ローラと、を備えている。 Patent Document 1 discloses a fixing device used in a laser printer. This fixing device sandwiches a fixing belt between a cylindrical fixing belt, a heating element disposed inside the fixing belt, a nip member disposed so as to be in sliding contact with the inner surface of the fixing belt, and the nip member. And a pressure roller that forms a nip portion.
一般に、ニップ部を形成するための圧接部が無端状の定着ベルトの内側に配置されている場合、定着ベルトの内周面と圧接部との摩擦を低減させるために、定着ベルトの内周面に潤滑剤が塗布されている。この場合、定着ベルトの内周面におけるニップ部が形成される領域に、潤滑剤を長期的に保持することが望ましい。 In general, when the pressure contact portion for forming the nip portion is disposed inside the endless fixing belt, in order to reduce friction between the inner peripheral surface of the fixing belt and the pressure contact portion, the inner peripheral surface of the fixing belt A lubricant is applied to the surface. In this case, it is desirable to hold the lubricant for a long time in a region where the nip portion is formed on the inner peripheral surface of the fixing belt.
しかしながら、ニップ部が形成されている領域では、潤滑剤に対して定着ベルトと圧接部とによる圧力が加わっている。この場合、潤滑剤は、圧力が高い位置から低い位置に移動しやすい。特に、定着ベルトの端部では、ニップ部が形成される加圧領域とニップ部の領域よりも外側の非加圧領域とで大きな圧力差が生じる。そのため、潤滑剤は加圧領域から非加圧領域に移動しやすく、定着ベルトの端部から潤滑剤が外部に流出する虞がある。この場合、潤滑剤の流出によって、摩擦力増加による構成部品の破損、異音の発生、用紙汚れの発生などの弊害が生じ得る。 However, in the region where the nip portion is formed, pressure from the fixing belt and the pressure contact portion is applied to the lubricant. In this case, the lubricant easily moves from a position where the pressure is high to a position where the pressure is low. In particular, at the end portion of the fixing belt, a large pressure difference occurs between the pressure region where the nip portion is formed and the non-pressure region outside the nip portion region. Therefore, the lubricant is likely to move from the pressure area to the non-pressure area, and the lubricant may flow out from the end of the fixing belt. In this case, the outflow of the lubricant may cause adverse effects such as breakage of component parts due to increased frictional force, generation of abnormal noise, and occurrence of paper stains.
本発明は、定着ベルトの内側から外部に潤滑剤が流出することを抑制できる定着装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fixing device capable of suppressing the outflow of lubricant from the inside of the fixing belt to the outside.
一側面の定着装置は、トナー像が形成された記録材を搬送方向に搬送し、記録材にトナー像を定着する。定着装置は、無端状の定着ベルトと、発熱体と、圧接部と、溝形成部と、加圧ローラと、ベルトガイドとを備える。定着ベルトは、搬送方向に交差する幅方向の端部を開口端部とする。発熱体は、定着ベルトの内側に配置される。加圧ローラは、定着ベルトの外周面との間にニップ部を形成する。圧接部は、定着ベルトの内周面に対して潤滑剤を介して摺動自在に配置され、定着ベルトを介して加圧ローラに圧接される。溝形成部は、定着ベルトの内周面に対して潤滑剤を介して摺動自在に配置される。一対のベルトガイドは、定着ベルトの開口端部を支持する。当接面は、定着ベルトの開口端部の端面に摺動自在に接触する。支持面は、当接面から突出して定着ベルトの開口端部の内周面に摺動自在に接触する。溝形成部における定着ベルトとの摺動面には、搬送方向に対応した定着ベルトの回転方向に向かって幅方向の内側に傾斜する溝部が設けられる。溝部は、圧接部の幅方向においてニップ部が形成された加圧領域とニップ部よりも幅方向外側の非加圧領域とに跨がって形成されている。 The fixing device on one side conveys the recording material on which the toner image is formed in the conveying direction, and fixes the toner image on the recording material. The fixing device includes an endless fixing belt, a heating element, a pressure contact portion, a groove forming portion, a pressure roller, and a belt guide. The fixing belt has an end portion in the width direction that intersects the conveyance direction as an open end portion. The heating element is disposed inside the fixing belt. The pressure roller forms a nip portion with the outer peripheral surface of the fixing belt. The pressure contact portion is slidably disposed on the inner peripheral surface of the fixing belt via a lubricant, and is pressed against the pressure roller via the fixing belt. The groove forming portion is slidably disposed on the inner peripheral surface of the fixing belt via a lubricant. The pair of belt guides support the opening end of the fixing belt. The contact surface is slidably in contact with the end surface of the opening end of the fixing belt. The support surface protrudes from the contact surface and slidably contacts the inner peripheral surface of the opening end portion of the fixing belt. A groove portion that is inclined inward in the width direction toward the rotation direction of the fixing belt corresponding to the conveying direction is provided on the sliding surface of the groove forming portion with the fixing belt. The groove portion is formed across the pressurization region where the nip portion is formed in the width direction of the press contact portion and the non-pressurization region outside the nip portion in the width direction.
このような定着装置では、定着ベルトと加圧ローラとに挟持された状態でニップ部を通過するように記録材が搬送され得る。そして、発熱体で加熱された定着ベルトによって、記録材に形成されたトナー像が定着される。ここで、定着ベルトと圧接部との間に塗布された潤滑剤は、定着ベルトの回転に伴って回転方向に移動する。この場合、圧接部における定着ベルトとの摺動面では、潤滑剤が溝部に沿って幅方向に内側に移動することができる。そして、溝部は、加圧領域と非加圧領域とに跨っている。これにより、潤滑剤が加圧領域から非加圧領域に移動したとしても、潤滑剤は溝部によって再び加圧領域に移動され得る。したがって、定着ベルトの内側から外部に潤滑剤が流出することを抑制できる。 In such a fixing device, the recording material can be conveyed so as to pass through the nip portion while being sandwiched between the fixing belt and the pressure roller. The toner image formed on the recording material is fixed by the fixing belt heated by the heating element. Here, the lubricant applied between the fixing belt and the pressure contact portion moves in the rotation direction as the fixing belt rotates. In this case, the lubricant can move inward in the width direction along the groove portion on the sliding surface with the fixing belt in the pressure contact portion. And the groove part straddles a pressurization field and a non-pressurization field. Thereby, even if the lubricant moves from the pressurization region to the non-pressurization region, the lubricant can be moved again to the pressurization region by the groove. Therefore, the lubricant can be prevented from flowing out from the inside of the fixing belt to the outside.
また、一側面においては、溝部は定着ベルトの回転方向に対して45°以下の角度で傾斜していてもよい。この構成によれば、溝部と定着ベルトとの摩擦抵抗を低く抑えることができ、定着ベルトのトルク上昇を抑制できる。 In one aspect, the groove portion may be inclined at an angle of 45 ° or less with respect to the rotation direction of the fixing belt. According to this configuration, the frictional resistance between the groove portion and the fixing belt can be kept low, and an increase in torque of the fixing belt can be suppressed.
また、一側面においては、溝形成部を形成する材料は、耐熱性及び耐薬品性を備えた樹脂である。この材料は、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びポリフェニレンサルファイド樹脂のうちのいずれかであってもよい。この構成によれば、発熱体による加熱や潤滑剤によって溝部が損傷することが抑制される。 In one aspect, the material forming the groove forming portion is a resin having heat resistance and chemical resistance. This material may be any one of a liquid crystal polymer, a polyether ether ketone resin, and a polyphenylene sulfide resin. According to this structure, it is suppressed that a groove part is damaged by the heating by a heat generating body, or a lubricant.
また、一側面においては、幅方向から見て、ニップ部と摺動面とは離間していてもよい。この構成によれば、ニップ部を形成する位置において、定着ベルトと摺動面とが干渉せず、定着ベルトに対する負荷を低減することができる。 Further, on one side surface, the nip portion and the sliding surface may be separated from each other when viewed from the width direction. According to this configuration, the fixing belt and the sliding surface do not interfere with each other at the position where the nip portion is formed, and the load on the fixing belt can be reduced.
また、一側面においては、溝形成部は、圧接部よりも記録材の搬送方向の下流側に設けられ、溝形成部の摺動面は、幅方向から見て、ベルトガイドの支持面よりも外側において定着ベルトの内周面に当接していてもよい。この構成では、溝形成部の摺動面が搬送方向の下流側に張り出すことになり、ニップ部の出口付近において、溝形成部と定着ベルトの内周面とが互いに摺動し合う。これによって、より確実に潤滑剤を移動させることができる。 Further, in one aspect, the groove forming portion is provided downstream of the pressure contact portion in the recording material conveyance direction, and the sliding surface of the groove forming portion is more than the support surface of the belt guide when viewed in the width direction. The outer side may be in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt. In this configuration, the sliding surface of the groove forming portion protrudes downstream in the transport direction, and the groove forming portion and the inner peripheral surface of the fixing belt slide against each other in the vicinity of the exit of the nip portion. As a result, the lubricant can be moved more reliably.
また、一側面においては、定着ベルトには、周方向の全周にわたって内周面から内側に突出する壁部が形成され、壁部は、ベルトガイドと溝形成部との間に配置されていてよい。この構成によれば、溝形成部よりも外側に潤滑剤が移動したとしても、潤滑剤が定着ベルトの外部に流出することが抑制される。 In one aspect, the fixing belt has a wall portion that protrudes inward from the inner circumferential surface over the entire circumference in the circumferential direction, and the wall portion is disposed between the belt guide and the groove forming portion. Good. According to this configuration, even if the lubricant moves outside the groove forming portion, the lubricant is prevented from flowing out of the fixing belt.
また、一側面においては、圧接部及び溝形成部と発熱体との間には輻射防止部材が配置されている。輻射防止部材は、発熱体から輻射された光を反射する反射板であってもよい。この構成によれば、発熱体によって効率的に定着ベルトを加熱することができる。 Moreover, in one side surface, the radiation prevention member is arrange | positioned between a press-contact part and a groove | channel formation part, and a heat generating body. The radiation preventing member may be a reflector that reflects light radiated from the heating element. According to this configuration, the fixing belt can be efficiently heated by the heating element.
また、一側面においては、当接面の算術平均粗さRaは2.6μm以下であってよく、また、当接面の十点平均粗さRzは38.3μm以下であってよい。この構成によれば、定着ベルトの端部と当接面との摩擦が低減され、異音等の発生が抑制され得る。 In one aspect, the arithmetic average roughness Ra of the contact surface may be 2.6 μm or less, and the ten-point average roughness Rz of the contact surface may be 38.3 μm or less. According to this configuration, friction between the end portion of the fixing belt and the contact surface is reduced, and generation of abnormal noise or the like can be suppressed.
また、一側面においては、当接面と支持面との入隅の曲率半径は、0.8mm以上、2mm以下であってよい。この構成によれば、定着ベルトの端部が径方向外側に湾曲した状態で当接面に当接され得る。そのため、定着ベルトから当接面に対して加わる力が低減される。 In one aspect, the radius of curvature of the corner between the contact surface and the support surface may be not less than 0.8 mm and not more than 2 mm. According to this configuration, the end portion of the fixing belt can be brought into contact with the contact surface in a state of being curved outward in the radial direction. Therefore, the force applied from the fixing belt to the contact surface is reduced.
一側面の定着装置によれば、定着ベルトの内側から外部に潤滑剤が流出することを抑制できる。 According to the fixing device on one side, it is possible to prevent the lubricant from flowing out from the inside of the fixing belt to the outside.
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、以下の説明では、通常の定着動作を行っている場合における用紙の搬送方向を単に搬送方向といい、この搬送方向を基準として上流側及び下流側を規定している。定着ベルト及び加圧ローラの回転方向についても同様に上流側及び下流側を規定している。また、定着ベルトの幅方向を単に幅方向という場合がある。なお、定着ベルトの幅方向は、ベルトガイド及び加圧ローラの回転軸の方向に沿っている。 Embodiments according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. For convenience, the same reference numerals are given to substantially the same elements, and the description thereof may be omitted. In the following description, the sheet conveyance direction when the normal fixing operation is performed is simply referred to as the conveyance direction, and the upstream side and the downstream side are defined with reference to the conveyance direction. Similarly, the upstream side and the downstream side of the rotation direction of the fixing belt and the pressure roller are defined. Further, the width direction of the fixing belt may be simply referred to as the width direction. The width direction of the fixing belt is along the direction of the rotation axis of the belt guide and the pressure roller.
図1は、一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。図1に示されるように、画像形成装置1は、記録媒体搬送装置10と、転写装置20と、4つの感光体ドラム30と、4つの現像装置40と、定着装置100と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus including a fixing device according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes a recording
記録媒体搬送装置10は、画像が形成される記録媒体としての用紙(記録材)Pを収容するとともに、用紙Pを記録媒体搬送路上に搬送する。用紙Pは、カセットに積層されて収容される。記録媒体搬送装置10は、用紙Pに転写されるトナー像が二次転写領域Rに到達するタイミングで用紙Pを二次転写領域Rに到達させる。
The recording
転写装置20は、4つの現像装置40によって形成されたトナー像を、用紙Pに二次転写を行う二次転写領域Rに搬送する。転写装置20は、転写ベルト21と、転写ベルト21を懸架する懸架ローラ21a,21b,21c,21dと、感光体ドラム30と共に転写ベルト21を挟持する4つの一次転写ローラ22と、懸架ローラ21dと共に転写ベルト21を挟持する二次転写ローラ24とを備えている。
The
転写ベルト21は、懸架ローラ21a,21b,21c,21dに沿って循環移動する無端状のベルトである。一次転写ローラ22は、転写ベルト21の内周側から感光体ドラム30を押圧する。二次転写ローラ24は、転写ベルト21の外周側から懸架ローラ21dを押圧する。また、転写装置20は、転写ベルト21に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置を備えていてもよい。
The
感光体ドラム30は、その外周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばOPC(Organic Photo Conductor)を含んでいる。画像形成装置1は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えば、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して4つの感光体ドラム30が転写ベルト21の移動方向に沿って設けられている。各感光体ドラム30の周上には、帯電ローラ32、露光装置34、現像装置40、及びクリーニング装置38がそれぞれ設けられている。
The
帯電ローラ32は、感光体ドラム30の外周面を所定の電位に均一に帯電させる。露光装置34は、帯電ローラ32によって帯電した感光体ドラム30の外周面を、用紙Pに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム30の外周面のうち露光装置34によって露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。
The charging
4つの現像装置40は、各現像装置40に対応して設けられたトナータンク36から供給されたトナーによって感光体ドラム30に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。4つのトナータンク36の内部には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン、及びブラックのトナーが充填されている。
The four developing
クリーニング装置38は、感光体ドラム30上に形成されたトナー像が転写ベルト21に一次転写された後に感光体ドラム30上に残存するトナーを回収する。クリーニング装置38は、例えば、クリーニングブレードを備えており、感光体ドラム30の外周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム30上の残トナーを掻き落とす。なお、感光体ドラム30の外周面において、クリーニング装置38と帯電ローラ32との間に、感光体ドラム30の電位をリセットする除電ランプが配置されてもよい。
The
定着装置100は、転写ベルト21から用紙Pへと二次転写されたトナー像を用紙Pに定着させる。定着装置100は、用紙Pを加熱する定着ベルト110と、定着ベルト110を押圧する加圧ローラ120とを含んでいる。本実施形態では、定着ベルト110と加圧ローラ120との間にニップ部Nが形成され、ニップ部Nに用紙Pを搬送方向Dに通過させることにより、用紙Pにトナー像が溶融定着する。なお、定着装置100の詳細については後述する。
The fixing
また、画像形成装置1には、定着装置100によってトナー像が定着された用紙Pを装置外部へ排出するための排出ローラ52,54が設けられている。
Further, the image forming apparatus 1 is provided with
次に、画像形成装置1の動作について説明する。画像形成装置1に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置1の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ32により感光体ドラム30の表面を所定の電位に均一に帯電させた後、露光装置34により感光体ドラム30の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
Next, the operation of the image forming apparatus 1 will be described. When an image signal of an image to be recorded is input to the image forming apparatus 1, the control unit of the image forming apparatus 1 uniformly charges the surface of the
現像装置40では、トナーとキャリアとを混合撹拌して帯電させることによって生成される現像剤を現像ローラ45に担持させる。そして、現像ローラ45の回転により現像剤が感光体ドラム30と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ45に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム30の外周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。
In the developing
こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム30と転写ベルト21とが対向する領域において、感光体ドラム30から転写ベルト21へ一次転写される。転写ベルト21には、4つの感光体ドラム30上に形成されたトナー像が順次積層されて、1つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ21dと二次転写ローラ24とが対向する二次転写領域Rにおいて、記録媒体搬送装置10から搬送された用紙Pに二次転写される。
The toner image formed in this way is primarily transferred from the
積層トナー像が二次転写された用紙Pは、定着装置100へ搬送される。定着装置100では、用紙Pが定着ベルト110と加圧ローラ120との間に形成されたニップ部Nを通過する。ニップ部Nでは、用紙Pに熱及び圧力が加えられることにより、積層トナー像が用紙Pに溶融定着される。その後、用紙Pは、排出ローラ52,54により画像形成装置1の外部へ排出される。一方、転写ベルト21は、積層トナー像が用紙Pへ二次転写された後、転写ベルト21に残存するトナーをベルトクリーニング装置により除去してもよい。
The sheet P on which the laminated toner image is secondarily transferred is conveyed to the
以下、定着装置について詳細に説明する。図2は、定着装置を搬送方向から見た側面図である。図3は、定着装置の構造を模式的に示す断面図である。定着装置100は、上述した定着ベルト110及び加圧ローラ120に加えて、一対のベルトガイド115と、発熱体113と、圧接部材130とを含んでいる。
Hereinafter, the fixing device will be described in detail. FIG. 2 is a side view of the fixing device as viewed from the conveyance direction. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the fixing device. The fixing
定着ベルト110は、無端状をなしており、用紙Pの幅よりも広い幅を有する。また、定着ベルト110は、搬送方向Dに直交(交差)する幅方向の端部を開口端部110aとする。図4は、定着ベルト及びベルトガイドを模式的に示す幅方向に沿った断面図である。また、図5は、定着ベルト及びベルトガイドの断面を示した斜視図である。定着ベルト110の開口端部110aには、周方向の全周にわたって内周面から内側に突出する壁部110bが形成されている。本実施形態では、壁部110bは、開口端部110aの端面から所定の距離だけ幅方向の内側の位置に形成されている。壁部110bは、ベルトガイド115と圧接部材130との間に配置されている。例えば、壁部110bは、幅方向に1mm〜3mm程度の厚みを有し、幅方向に直交する径方向に1mm〜3mm程度の高さを有している。定着ベルト110は、例えば、内周面110cを形成する基層と、外周面110dを形成する表面離型層と、基層と表面離型層との中間の弾性層とを備えている。定着ベルト110の基層は、例えば厚みが10〜100μmのNi−Cu複合層、Ni単層、SUS単層、PI樹脂単層などで構成され得る。定着ベルト110の中間層は、例えば厚さが150〜350μmの耐熱材のゴム層(Si)などで構成され得る。定着ベルト110の表面離型層は、例えば厚さが10〜100μmのPFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(四ふっ化エチレン樹脂)などで構成される。
The fixing
定着ベルト110の内周面110cには、潤滑剤が塗布されている。潤滑剤は、例えば耐熱性及び流動性を有するフッ素系潤滑剤等であってもよい。
A lubricant is applied to the inner
図3に示すように、発熱体113は、定着ベルト110を内周面110c側から加熱する。発熱体113は、定着ベルト110の内側空間において、定着ベルト110の幅方向に沿って配置されている。本実施形態では、長尺の2つのハロゲンランプ113aによって発熱体113が構成されており、ハロゲンランプ113aの長手方向が定着ベルト110の幅方向に一致している。
As shown in FIG. 3, the
一対のベルトガイド115は、定着ベルト110の両端の開口端部110aを支持する。図4、5に示すように、ベルトガイド115は、当接面115cと支持面115dとを有している。当接面115cは、定着ベルト110の開口端部110aの端面に摺動自在に接触し得る。支持面115dは、当接面115cから突出して定着ベルト110の開口端部110aの内周面110cに摺動自在に接触し得る。本実施形態ではベルトガイド115は、円環状の板状部115aと、板状部115aから突出した円筒状部115bとを有している。円筒状部115bの外径は板状部115aの外径よりも小さく形成されている。板状部115aの表面によって当接面115cが構成され、円筒状部115bの外周面によって支持面115dが構成されている。また、円筒状部115bの軸方向の長さは、例えば、定着ベルト110の開口端部110aの端面から壁部110bまでの距離と同じか、若しくは小さくなっている。当接面115cの算術平均粗さ(Ra)は、例えば2.6μm以下である。また、当接面115cの十点平均粗さ(Rz)は、例えば38.3μm以下である。当接面115cと支持面115dとの入隅115eは、当接面115c及び支持面115dに連続した湾曲面によって形成されている。入隅115eの曲率半径(r)は、例えば0.8mm以上、2mm以下である。一対のベルトガイド115は、例えば一対のフレーム117,117によって回転自在に支持されている。
The pair of belt guides 115 supports the
圧接部材130は、定着ベルト110の内周面110c側に配置され、定着ベルト110の内周面110cに対して潤滑剤を介して摺動自在となっている。圧接部材130は、加圧ローラ120と協働して定着ベルト110を挟持する。本実施形態における圧接部材130は、支持体131及び保持部材133を含んでいる。支持体131は、例えば断面略U字状(断面略コ字状)の長尺部材であり、定着ベルト110の幅よりも長手方向に大きな長さを有している。支持体131は、一対のフレーム117,117に支持されており、保持部材133を支持する。支持体131は、例えばSECC(電気亜鉛めっき鋼板)、SGHC(溶融亜鉛めっき鋼板)、SUS(ステンレス鋼)等の鉄鋼材料、LCP(液晶ポリマー)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン樹脂)、PET(ポリエチレンテレフタレート樹脂)等の耐熱樹脂材料、又は耐熱樹脂材料と鉄鋼材料との一体成型によって形成される。
The
保持部材133は、支持体131が嵌合される収容部133aを有する長尺部材であり、ニップ部Nが形成される領域において断面略U字状(断面略コ字状)をなしている。保持部材133は、例えばLCP,PEEK,PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)等の耐熱性及び耐薬品性を備えた樹脂によって形成されている。保持部材133の長手方向の長さは、定着ベルト110の幅よりも短く、加圧ローラ120の幅よりも長い。保持部材133には、搬送方向Dの上流側及び下流側に凹状のホルダー部133b、133cが形成されている。保持部材133は、ホルダー部133b、133cに支持されたプレート137を有している。プレート137は、保持部材133における加圧ローラ120に向いた面を被覆し、定着ベルト110の内周面110cに対して摺動自在となっている。例えば、プレート137における加圧ローラ210を向いた面は平坦に形成されている。
The holding
本実施形態では、保持部材133におけるプレート137が支持された面と加圧ローラ120とによって定着ベルト110が挟持される。すなわち、加圧ローラ120が定着ベルト110を介してプレート137を含む保持部材133に圧接されることによって、定着ベルト110の外周面110dと加圧ローラ120との間にニップ部Nが形成される。この場合、図2に示すように、定着ベルト110は、その幅方向において加圧領域K1及び非加圧領域K2を有する。加圧領域K1とは、ニップ部Nが形成され得る領域であり、加圧ローラ120に対向する領域である。また、非加圧領域K2とは、加圧ローラ120に押圧されない領域であり、ニップ部Nよりも幅方向外側の領域である。
In the present embodiment, the fixing
加圧ローラ120は、円筒状の外周面120aを有しており、シリコンゴム等のような弾性体によって形成されている。また、加圧ローラ120は、回転軸121に接続された駆動源(不図示)によって、その回転が制御されている。加圧ローラ120が回転駆動されると、これに従動して定着ベルト110が回転駆動される。例えば図3では、搬送方向Dに沿って用紙Pがニップ部Nを通過するように、加圧ローラ120が図面上右回りに回転する。用紙Pは、ニップ部Nを通過する際に、加圧ローラ120によって定着ベルト110に向かって押圧される。
The
再び保持部材133の説明に戻る。保持部材133の幅方向の両端部のそれぞれには、溝形成部134,135が一体的に形成されている。すなわち、溝形成部134,135は、例えばLCP,PEEK,PPS等の耐熱性及び耐薬品性を備えた樹脂によって形成されている。溝形成部134は、保持部材133においてプレート137よりも定着ベルト110の回転方向の上流側に形成されている。溝形成部135は、保持部材133においてプレート137よりも定着ベルト110の回転方向の下流側に形成されている。溝形成部134,135は定着ベルト110との摺動面を有しており、定着ベルト110の内周面110cに対して摺動自在となっている。
Returning to the description of the holding
図6は、定着装置を搬送方向上流側から見た拡大側面図である。図7は、定着装置を搬送方向下流側から見た拡大側面図である。溝形成部134,135の摺動面には、それぞれ溝部が設けられている。本実施形態では、上流側の溝形成部134に複数のリブ134aが立設されており、隣り合ったリブ134a同士の間隙によって複数の溝部134bが形成されている。リブ134aの先端面134cによって、定着ベルト110との摺動面が構成されている。また、下流側の溝形成部135に複数のリブ135aが立設されており、隣り合ったリブ135a同士の間隙によって複数の溝部135bが形成されている。また、リブ135aの先端面135cによって、定着ベルト110との摺動面が構成されている。図示例では、回転方向の下流側の溝部135bに比べて、上流側の溝部134bにおける回転方向の範囲が小さくなっている。そのため、発熱体113から生じる光は、ニップ部Nの上流側を効率よく照射することができる。
FIG. 6 is an enlarged side view of the fixing device as viewed from the upstream side in the conveyance direction. FIG. 7 is an enlarged side view of the fixing device as viewed from the downstream side in the conveyance direction. Groove portions are provided on the sliding surfaces of the
溝部134b、135bは、搬送方向Dに対応した定着ベルト110の回転方向に向かって幅方向の内側に一定の角度θで傾斜している。例えば、溝部134b、135bは定着ベルト110の回転方向に対して45°以下の角度で傾斜していてもよい。
The
溝形成部134,135は、いずれも保持部材133の幅方向において加圧領域K1と非加圧領域K2とに跨がって形成されている。そのため、複数の溝部134b、135bのうちの少なくとも一部は、加圧領域K1と非加圧領域K2とに跨がっている。すなわち、一部の溝部134b,135bでは、溝部134b,135bの上流側が非加圧領域K2に位置し、溝部134b,135bの下流側が加圧領域K1に位置する。
The
また、保持部材133は、搬送方向Dにおいて溝形成部134と溝形成部135との間に更に溝部136を有している。溝部136は、保持部材133の端部において加圧ローラ120側を向く面に形成されている。この溝部136も溝部134b、135bと同様に、定着ベルト110の回転方向に向かって幅方向の内側に所定の角度θで傾斜していてよい。本実施形態では、溝部136は、非加圧領域K2のみに形成されている。
Further, the holding
また、圧接部材130と発熱体113との間には、輻射防止部材が配置されている。本実施形態では、反射板119によって輻射防止部材が形成されている。反射板119は、発熱体113から輻射された光を反射させる。反射板119は、例えばアルミニウム鋼製の板金によって構成されている。図3に示されるように、反射板119は、圧接部材130を全体的に覆っており、溝形成部134を覆う第1部分119aと、支持体131を覆う第2部分119bと、溝形成部135を覆う第3部分119cとを有している。第1部分119a及び第3部分119cは、光を搬送方向の上流側に反射するように傾斜している。
A radiation preventing member is disposed between the
続いて、ベルトガイド115における支持面115dに対するニップ部N及び溝形成部134,135の位置関係について説明する。図3に示されるように、幅方向から見た場合、プレート137よりも上流側に設けられた溝形成部134では、摺動面(すなわちリブ134aの先端面134c)が支持面115dに沿って形成されている。そのため、この領域においては、定着ベルト110の内周面110cが、溝形成部134及び支持面115dの両方に当接し得る。
Next, the positional relationship between the nip portion N and the
図8は、定着装置におけるベルトガイド、加圧ローラ及び圧接部材の位置関係を説明するための模式図である。図8に示すように、幅方向から見た場合、プレート137における加圧ローラ120側の面は、支持面115dとは離間しており、支持面115dよりも加圧ローラ120側にずれて位置している。すなわち、幅方向から見て、ニップ部Nと支持面115dとは離間している。例えば、プレート137における加圧ローラ120側の面と支持面115dとの最小の間隙Lは5mm以下程度であってもよい。本実施形態では、プレート137の加圧ローラ120側の面が平坦に形成されているため、最小の間隙Lは、幅方向から見て、ベルトガイド115の回転中心C1を通るニップ面法線H1上に形成されている。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the positional relationship among the belt guide, the pressure roller, and the pressure contact member in the fixing device. As shown in FIG. 8, when viewed from the width direction, the surface of the
また、幅方向から見て、ベルトガイド115の回転中心C1は、加圧ローラ120の回転中心C2を通るニップ面法線H2に対して搬送方向Dの上流側にずれて配置されている。すなわち、図示されるように、ニップ面法線H1は、ニップ面法線H2に対して搬送方向Dの上流側にずれている。一例として、これらのずれは、1mm〜10mm程度であってもよい。
Further, when viewed from the width direction, the rotation center C1 of the
また、本実施形態では、ニップ部Nの位置を決めるプレート137がベルトガイド115の回転中心C1に対して搬送方向Dの下流側にずれている。これにより、図3、6に示すように、プレート137よりも搬送方向Dの下流側に設けられた溝形成部135の摺動面(すなわちリブ135aの先端面135c)は、幅方向から見て、ベルトガイド115の支持面115dよりも外側において定着ベルト110の内周面110cに当接している。また、定着ベルト110がベルトガイド115に装着された状態で、定着ベルト110を圧接部材130に沿った形状に配置した場合、定着ベルト110の内周面110cと溝形成部135の摺動面との径方向における誤差Gは、±1mm程度であってよい。
In the present embodiment, the
このような定着装置100では、定着ベルト110と加圧ローラ120とに挟持された状態でニップ部Nを通過するように用紙Pが搬送され得る。そして、発熱体113で加熱された定着ベルト110によって、用紙Pに形成されたトナー像が定着される。ここで、定着ベルト110と圧接部材130との間に塗布された潤滑剤は、定着ベルト110の回転に伴って回転方向に移動する。この場合、圧接部材130における定着ベルト110との摺動面では、潤滑剤が溝部134b、135bに沿って幅方向の内側に移動することができる。そして、溝部134b、135bは、加圧領域K1と非加圧領域K2とに跨っている。これにより、潤滑剤が加圧領域K1から非加圧領域K2に移動したとしても、潤滑剤は溝部134b,135bによって再び加圧領域K1に移動され得る。したがって、定着ベルト110の内側空間から外部に潤滑剤が流出することを抑制できる。
In such a
また、一側面においては、溝部134b,135bは定着ベルト110の回転方向に対して45°以下の角度で傾斜している。この構成によれば、溝部134b,135bと定着ベルト110の内周面110cとの摩擦抵抗を低く抑えることができ、定着ベルト110のトルク上昇を抑制できる。
In one aspect, the
また、一側面においては、リブ134a,135aを形成する材料は、耐熱性及び耐薬品性を備えた樹脂である。この構成によれば、発熱体113による加熱や潤滑剤によって溝部134b,135bが損傷することが抑制される。
In one aspect, the material forming the
また、一側面においては、幅方向から見て、ベルトガイド115の支持面115dとニップ部Nとは離間している。この構成によれば、ニップ部Nを形成する位置において、定着ベルト110と支持面115dとが干渉せず、定着ベルト110に対する負荷を低減することができる。これにより、定着ベルト110の劣化を抑制することができる。
On one side, the
また、一側面においては、溝形成部135は、プレート137よりも用紙Pの搬送方向Dの下流側に設けられている。そして、溝形成部135の先端面135cは、幅方向から見て、ベルトガイド115の支持面115dよりも外側において定着ベルト110の内周面110cに当接している。この構成では、溝形成部135の先端面135cが搬送方向Dの下流側に張り出すことになり、ニップ部Nの出口付近において、溝形成部135と定着ベルト110の内周面110cとが互いに摺動し合う。これによって、より確実に潤滑剤を移動させることができる。
Further, on one side surface, the
また、一側面においては、定着ベルト110の開口端部110aには、周方向の全周にわたって内周面110cから内側に突出する壁部110bが形成されている。壁部110bは、ベルトガイド115と溝形成部134,135との間に配置されている。この構成によれば、溝形成部134,135よりも幅方向の外側に潤滑剤が移動したとしても、潤滑剤が定着ベルト110の外部に流出することが抑制される。
In one aspect, a
また、一側面においては、圧接部材130と発熱体113との間には反射板119が配置されている。この構成によれば、発熱体113によって効率的に定着ベルト110を加熱することができる。
On one side, a
また、一側面においては、当接面115cの算術平均粗さRaは2.6μm以下であってよく、また、当接面115cの十点平均粗さRzは38.3μm以下であってよい。この構成によれば、定着ベルト110の端部と当接面115cとの摩擦抵抗が低減され、異音等の発生が抑制され得る。
In one aspect, the arithmetic average roughness Ra of the
また、一側面においては、当接面115cと支持面115dとの入隅115eの曲率半径は、0.8mm以上、2mm以下であってよい。この構成によれば、定着ベルト110の端部が径方向外側に湾曲した状態で当接面115cに当接され得る。そのため、定着ベルト110から当接面115cに対して加わる力が低減される。例えば、当接面115cに対して定着ベルト110の端部が湾曲せずに当接した場合を考えてみる。この場合、定着ベルト110から当接面115cに対して過度に力が加わることによって、定着ベルト110の回転が阻害される虞がある。定着ベルト110の回転が阻害されると、定着ベルトは、歪みの蓄積と解消を繰り返しながら、回転を継続する場合がある。この場合、定着ベルトの歪みが解消されたときに、異音が発生することがある。本実施形態のように、定着ベルト110から当接面115cに対して加わる力が低減された場合、定着ベルトの回転が阻害され難く、定着ベルトに歪みが発生し難い。
In one aspect, the radius of curvature of the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, a specific structure is not restricted to this embodiment.
例えば、プレート137の回転方向の上流側及び下流側の両方に溝形成部を配置した例を示したが、これに限定されない。例えば、溝形成部は、プレートの下流側のみに形成されてもよい。
For example, although the example which has arrange | positioned the groove formation part in both the upstream of the rotation direction of the
また、溝部134b,135bが搬送方向に対して一定の角度θで傾斜している例を示したが、これに限定されない。すなわち、溝部は、直線状に形成されていなくてもよい。例えば、溝部は湾曲していてもよい。この場合、例えば、溝部は搬送方向に対する角度が徐々に大きくなるように湾曲していてもよい。
Moreover, although the
また、保持部材133に溝形成部134,135が一体的に形成されている例を示したが、これに限定されない。例えば、別体として形成された溝形成部材が保持部材に取り付けられてもよい。
Further, although the example in which the
1…画像形成装置、100…定着装置、110…定着ベルト、110c…内周面、113…発熱体、115…ベルトガイド、115c…当接面、115d…支持面、120…加圧ローラ、130…圧接部材、133…保持部材(圧接部)、134,135…溝形成部、134b,135b…溝部、134c,135c…先端面(摺動面)、137…プレート(圧接部)、D…搬送方向、K1…加圧領域、K2…非加圧領域、N…ニップ部、P…用紙(記録材)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 100 ... Fixing apparatus, 110 ... Fixing belt, 110c ... Inner peripheral surface, 113 ... Heat generating body, 115 ... Belt guide, 115c ... Contact surface, 115d ... Support surface, 120 ... Pressure roller, 130 ... pressure contact member, 133 ... holding member (pressure contact part), 134, 135 ... groove forming part, 134b, 135b ... groove part, 134c, 135c ... tip surface (sliding surface), 137 ... plate (pressure contact part), D ... transport Direction, K1 ... pressure area, K2 ... non-pressure area, N ... nip, P ... paper (recording material).
Claims (12)
前記搬送方向に交差する幅方向の端部を開口端部とする無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置される発熱体と、
前記定着ベルトの外周面との間にニップ部を形成する加圧ローラと、
前記定着ベルトの内周面に対して潤滑剤を介して摺動自在に配置され、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラに圧接される圧接部と、
前記定着ベルトの内周面に対して潤滑剤を介して摺動自在に配置される溝形成部と、
前記定着ベルトの開口端部の端面に摺動自在に接触する当接面と、前記当接面から突出して前記定着ベルトの開口端部の内周面に摺動自在に接触する支持面と、を有し、前記定着ベルトの前記開口端部を支持する一対のベルトガイドと、を備え、
前記溝形成部における前記定着ベルトとの摺動面には、前記搬送方向に対応した前記定着ベルトの回転方向に向かって幅方向の内側に傾斜する溝部が設けられ、
前記溝部は、前記圧接部の幅方向において前記ニップ部が形成された加圧領域と前記ニップ部よりも幅方向外側の非加圧領域とに跨がって形成されていることを特徴とする定着装置。 A fixing device that conveys a recording material on which a toner image is formed in a conveying direction and fixes the toner image on the recording material;
An endless fixing belt having an end in the width direction intersecting the transport direction as an open end; and
A heating element disposed inside the fixing belt;
A pressure roller that forms a nip portion with the outer peripheral surface of the fixing belt;
A pressure contact portion that is slidably disposed on the inner peripheral surface of the fixing belt via a lubricant and is pressed against the pressure roller via the fixing belt;
A groove forming portion that is slidably disposed on the inner peripheral surface of the fixing belt via a lubricant;
A contact surface slidably contacting the end surface of the opening end of the fixing belt; a support surface protruding from the contact surface and slidably contacting the inner peripheral surface of the opening end of the fixing belt; And a pair of belt guides that support the opening end of the fixing belt,
On the sliding surface of the groove forming portion with the fixing belt, a groove portion that is inclined inward in the width direction toward the rotation direction of the fixing belt corresponding to the transport direction is provided.
The groove portion is formed across a pressure region where the nip portion is formed in a width direction of the pressure contact portion and a non-pressure region outside the nip portion in the width direction. Fixing device.
前記溝形成部の前記摺動面は、前記幅方向から見て、前記ベルトガイドの前記支持面よりも外側において前記定着ベルトの内周面に当接していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の定着装置。 The groove forming portion is provided on the downstream side in the conveyance direction of the recording material from the press contact portion,
The sliding surface of the groove forming portion is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt outside the support surface of the belt guide as viewed from the width direction. The fixing device according to claim 5.
前記壁部は、前記ベルトガイドと前記溝形成部との間に配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の定着装置。 The fixing belt is formed with a wall portion protruding inward from the inner peripheral surface over the entire circumference in the circumferential direction.
The fixing device according to claim 1, wherein the wall portion is disposed between the belt guide and the groove forming portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016253517A JP2018106045A (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016253517A JP2018106045A (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Fixing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=62787157
Family Applications (1)
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JP2016253517A Pending JP2018106045A (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Fixing device |
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JP (1) | JP2018106045A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023043491A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Pressing member of fixing device with protective film for preventing corrosion by lubricant |
-
2016
- 2016-12-27 JP JP2016253517A patent/JP2018106045A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023043491A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Pressing member of fixing device with protective film for preventing corrosion by lubricant |
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