JP2018146661A - Heating conveyance device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シートなどの被加熱体を加熱しながら搬送する加熱搬送装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。 The present invention relates to a heating and conveying apparatus that conveys a heated object such as a sheet while heating, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine including the same.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置(加熱搬送装置)において、ウォームアップ時などに定着ベルト(ベルト部材)とニップ形成部材(ニップ部形成部材)とが摺動する部分に介在された潤滑剤が充分に温められない状態になり、潤滑剤の粘性が高くなり装置の駆動トルクが大きくなる不具合が知られている(例えば、特許文献1、2参照。)。
Conventionally, a fixing belt (belt member) and a nip forming member (nip forming member) slide in a fixing device (heating and conveying device) installed in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer during warm-up. It has been known that the lubricant interposed in the portion that is not heated sufficiently, the viscosity of the lubricant is increased, and the drive torque of the device is increased (see, for example,
詳しくは、特許文献1、2の定着装置は、定着ベルト(ベルト部材)、加圧ローラ(弾性ローラ)、定着ベルトを介して加圧ローラに圧接してニップ部を形成するために定着ベルトの内側に設置されたニップ部形成部材、定着ベルトの内周面に対向するように設置されたヒータ(加熱手段)、等で構成されている。また、ニップ部形成部材には、定着ベルトとの摩擦抵抗を低下させるために、定着ベルトに摺接する部分に潤滑剤が直接的に塗布されたり、潤滑剤が含浸されたシート状部材が覆設されたりしている。
そして、駆動手段によって加圧ローラが回転駆動されて、ニップ部における加圧ローラとの摩擦抵抗によって、定着ベルトも加圧ローラの回転にともない従動回転(連れ回り)することになる。
そして、ヒータによって定着ベルトが直接的に加熱されて、ニップ部に向けて搬送されるシート(被加熱体)上のトナー像が、ニップ部にて熱と圧力とを受けてシート上に定着されることになる。
Specifically, the fixing devices disclosed in
Then, the pressure roller is rotationally driven by the driving means, and the fixing belt is also driven (rotated) with the rotation of the pressure roller due to the frictional resistance with the pressure roller in the nip portion.
The fixing belt is directly heated by the heater, and the toner image on the sheet (heated body) conveyed toward the nip portion is fixed on the sheet by receiving heat and pressure at the nip portion. Will be.
一方、特許文献1には、上述した駆動トルクが大きくなる不具合を防止することを目的として、ウォーミングアップ時にニップ部におけるニップ圧が通常時よりも低くなるように、圧接力調整機構によって、加圧ローラを回転可能に保持するフレームを定着ベルトから離れる方向に移動させて、その状態で加圧ローラを回転させながら定着ベルトを従動回転させる技術が開示されている。
On the other hand, in
上述した特許文献1の定着装置(加熱搬送装置)は、ニップ部におけるニップ圧が低い状態で、ニップ部における加圧ローラ(弾性ローラ)との摩擦抵抗によって定着ベルト(ベルト部材)を従動回転させようとしているため、装置の駆動トルクは低下するものの、定着ベルトの従動回転が不充分かつ不安定になってしまっていた。そのため、ヒータ(加熱手段)によって加熱される定着ベルトにおいて、周方向の一部が局所的に昇温してしまったり、周方向の加熱ムラが生じてしまったりしていた。
The fixing device (heating and conveying device) of
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、潤滑剤の粘性が高い状態であっても、装置の駆動トルクがそれほど大きくなることなく、弾性ローラの回転駆動にともないベルト部材が充分に安定的に従動回転する、加熱搬送装置、及び、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the viscosity of the lubricant is high, the driving torque of the apparatus does not increase so much, and the belt is driven by the rotation of the elastic roller. It is an object of the present invention to provide a heating and conveying apparatus and an image forming apparatus in which members are driven and rotated sufficiently stably.
この発明における加熱搬送装置は、被加熱体を加熱しながら搬送する加熱搬送装置であって、弾性層を有するローラ部を具備して、駆動手段によって所定方向に回転駆動される弾性ローラと、前記弾性ローラの前記ローラ部に外接して、前記弾性ローラの回転にともない従動回転する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の内側において前記ベルト部材を介して前記弾性ローラに圧接して前記被加熱体が搬送されるニップ部を形成するニップ部形成部材と、前記ベルト部材と前記弾性ローラと前記ニップ部形成部材とのうち少なくとも1つを加熱する加熱手段と、前記弾性ローラに対して前記ニップ部形成部材を離間する方向に移動させて、前記弾性ローラに対する前記ニップ部形成部材のニップ圧を低下させる減圧機構と、を備え、前記ベルト部材が前記ニップ部形成部材に対して直接的又は間接的に摺接する部分に潤滑剤が介在され、前記減圧機構によって前記ニップ部形成部材が前記離間する方向に移動しているときには前記ベルト部材を付勢して前記ベルト部材を介して前記弾性ローラの前記ローラ部に圧接するように変形して、前記ニップ部形成部材によって前記ニップ部が形成されているときには前記ニップ部に沿うように変形する可撓性部材が、前記ベルト部材の内側に設置されたものである。 The heating and conveying apparatus according to the present invention is a heating and conveying apparatus that conveys an object to be heated while heating, and includes an elastic roller that includes a roller portion having an elastic layer and is driven to rotate in a predetermined direction by a driving unit. An endless belt member that circumscribes the roller portion of the elastic roller and is driven to rotate as the elastic roller rotates, and is in pressure contact with the elastic roller via the belt member inside the belt member to be heated. A nip portion forming member that forms a nip portion through which the body is conveyed; heating means that heats at least one of the belt member, the elastic roller, and the nip portion forming member; and the nip with respect to the elastic roller. A pressure-reducing mechanism that moves the part forming member in a separating direction to reduce the nip pressure of the nip part forming member with respect to the elastic roller, and When the lubricant member is interposed in a portion where the belt member directly or indirectly slides on the nip portion forming member, and the nip portion forming member moves in the separating direction by the pressure reducing mechanism, the belt member And is deformed so as to come into pressure contact with the roller portion of the elastic roller via the belt member, and is deformed along the nip portion when the nip portion is formed by the nip portion forming member. A flexible member is installed inside the belt member.
本発明によれば、潤滑剤の粘性が高い状態であっても、装置の駆動トルクがそれほど大きくなることなく、弾性ローラの回転駆動にともないベルト部材が充分に安定的に従動回転する、加熱搬送装置、及び、画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, even when the viscosity of the lubricant is high, the driving torque of the apparatus does not increase so much, and the belt member sufficiently and stably follows the rotation of the elastic roller as the elastic roller rotates. An apparatus and an image forming apparatus can be provided.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
まず、図1にて、画像形成装置1における全体の構成・動作について説明する。
図1に示すように、本実施の形態における画像形成装置1は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体1の上方にあるボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kが着脱可能(交換可能)に設置されている。
ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。その中間転写ユニット85の中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部4Y、4M、4C、4Kが並設されている。
First, the overall configuration and operation of the
As shown in FIG. 1, the
An
各作像部4Y、4M、4C、4Kには、それぞれ、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kが配設されている。また、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75、現像部76、クリーニング部77、除電部、等が配設されている。そして、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面に各色の画像が形成されることになる。
感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、モータによって図1の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75の位置で、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、露光部3から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
The
Thereafter, the surfaces of the
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、現像部76との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、中間転写ベルト78及び第1転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上のトナー像が中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面には、僅かながら未転写トナーが残存する。
Thereafter, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、クリーニング部77との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
Thereafter, the surfaces of the
Finally, the surfaces of the
Thus, a series of image forming processes performed on the
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト78の表面に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78、4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、2次転写バックアップローラ82、クリーニングバックアップローラ83、テンションローラ84、中間転写クリーニング部80、等で構成される。中間転写ベルト78は、3つのローラ82〜84によって張架・支持されるとともに、1つのローラ82の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
Thereafter, the toner images of the respective colors formed on the respective photoconductive drums through the development process are transferred onto the surface of the
Here, the
4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kは、それぞれ、中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写される。
The four primary
The
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト78は、2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ82が、2次転写ローラ89との間に中間転写ベルト78を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト78上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送されたシートP上に転写される。このとき、中間転写ベルト78には、シートPに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト78上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
Thereafter, the
Thereafter, the
Thus, a series of transfer processes performed on the
ここで、2次転写ニップの位置に搬送されるシートPは、装置本体1の下方に配設された給紙部12から、給紙ローラ97やレジストローラ対98(タイミングローラ対)等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙部12には、用紙等のシートPが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ97が図1の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートPがレジストローラ対98のローラ間に向けて給送される。
Here, the sheet P conveyed to the position of the secondary transfer nip passes from the
Specifically, the
レジストローラ対98に搬送されたシートPは、回転駆動を停止したレジストローラ対98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対98が回転駆動されて、シートPが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートP上に、所望のカラー画像が転写される。
The sheet P conveyed to the registration roller pair 98 temporarily stops at the position of the roller nip of the registration roller pair 98 that has stopped rotating. Then, the registration roller pair 98 is rotated in synchronization with the color image on the
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシートP(被加熱体)は、定着装置20(加熱搬送装置)の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト21及び弾性ローラ31による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートP上に定着される(定着工程である)。
その後、シートPは、排紙ローラ対99のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対99によって装置外に排出されたシートPは、出力画像として、スタック部100上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the sheet P (heated body) on which the color image has been transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the position of the fixing device 20 (heating conveyance device). At this position, the color image transferred on the surface is fixed on the sheet P by the heat and pressure of the fixing
Thereafter, the sheet P is discharged out of the apparatus through a pair of
Thus, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.
次に、図2〜図8にて、画像形成装置本体1に設置される、加熱搬送装置としての定着装置20の構成・動作について詳述する。
定着装置20は、被加熱体としてのシートP(未定着状態のトナーが担持されたシートである。)を加熱しながら搬送する加熱搬送装置である。
図2〜図4等を参照して、加熱搬送装置としての定着装置20は、ベルト部材としての定着ベルト21、ニップ部形成部材26、補強部材23、加熱手段としてのヒータ25(熱源)、弾性ローラ31(加圧ローラ)、減圧機構50、温度検知手段としての温度検知センサ40、シート状部材22(潤滑剤供給部材)、可撓性部材27(板バネ状部材)、等で構成される。
Next, with reference to FIGS. 2 to 8, the configuration and operation of the fixing
The fixing
2 to 4 and the like, a fixing
ここで、定着ベルト21は、弾性ローラ31のローラ部(弾性層33が形成された大径部である。)に外接して、弾性ローラ31の回転にともない従動回転する無端状のベルト部材である。ベルト部材としての定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図2の矢印方向(反時計方向)に回転(従動回転)する。定着ベルト21は、内周面(ニップ部形成部材26との摺接面である。)側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが1mm以下に設定されている。
定着ベルト21の基材層は、層厚が30〜50μmであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト21の弾性層は、層厚が100〜300μmであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト21表面の微小な凹凸が形成されなくなり、シートP上のトナー像Tに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
定着ベルト21の離型層は、層厚が5〜50μmであって、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(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーT(トナー像)に対する離型性(剥離性)が担保される。
Here, the fixing
The base material layer of the fixing
The elastic layer of the fixing
The release layer of the fixing
定着ベルト21の内側(内周面側)には、ニップ部形成部材26、ヒータ(加熱手段)、補強部材23、シート状部材22、可撓性部材27、保持部材28、等が設置されている。
ここで、ニップ部形成部材26は、定着ベルト21の内側(内周面側)において定着ベルト21を介して弾性ローラ31に圧接して、シートP(被加熱体)が搬送されるニップ部を形成している。すなわち、ニップ部形成部材26は、定着ベルト21の内周面に摺接するように設置されている。そして、ニップ部形成部材26が定着ベルト21を介して弾性ローラ31に圧接することで、被加熱体としてのシートPが搬送されるニップ部が形成される。
なお、図2、図3等を参照して、ニップ部形成部材26は、補強部材23にネジ締結などによって接合されている。そして、ニップ部形成部材26は、補強部材23とともに、減圧機構50によって図2の黒両矢印方向に移動可能に構成されているが、これについては後で詳しく説明する。
A nip
Here, the nip
2 and 3 and the like, the nip
そして、定着ベルト21は、その内部に設置されたヒータ25(加熱手段)の輻射熱により直接的に加熱される。ヒータ25(加熱手段)は、ニップ部とは異なる定着ベルト21の周方向の領域を加熱領域として加熱するように構成されている。
詳しくは、加熱手段としてのヒータ25は、ハロゲンヒータ(又はカーボンヒータ)であって、その両端部が定着装置20の側板43に固定されている(図3を参照できる。)。そして、装置本体1の電源部により出力制御されたヒータ25(加熱手段)の輻射熱によって、定着ベルト21においてニップとは異なる加熱領域(ヒータ25に対向する領域である。)が主として加熱される。さらに、加熱された定着ベルト21の表面からシートP上のトナー像Tに熱が加えられる。なお、ヒータ25の出力制御は、定着ベルト21表面に対向するサーモパイル、サーミスタ等の温度検知センサ40(温度検知手段)によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ25の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定することができる。
なお、本実施の形態では、定着ベルト21の内周面側に2本のヒータ25を設置したが、定着ベルト21の内周面側に1本又は3本以上のヒータを設置することもできる。
The fixing
Specifically, the
In this embodiment, two
このように、本実施の形態における定着装置20は、定着ベルト21の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、定着ベルト21が周方向の比較的広い範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト21が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト21を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
特に、本実施の形態における定着装置20は、定着ベルト21がヒータ25(加熱手段)によって直接的に加熱されるように構成されているため、定着ベルト21の加熱効率がさらに向上するとともに、定着装置20をさらに低コスト化・小型化することができる。
As described above, in the fixing
In particular, since the fixing
図5を参照して、ガイド部材29は、定着ベルト21の略筒状の姿勢が保持されるように定着ベルト21の幅方向両端部を内周面側からそれぞれガイドするものである。
詳しくは、2つのガイド部材29は、耐熱性樹脂材料等で形成されていて、定着装置20の幅方向両端部の側板43にそれぞれ嵌め込まれている。ガイド部材29には、定着ベルト21の略円筒の姿勢を維持しながら定着ベルト21を保持するためのガイド部29aや、定着ベルト21の幅方向の移動(ベルト寄り)を規制するためのストッパ部、等が設けられている。
なお、ガイド部材29は、ニップ部形成部材26によるニップ部の形成や、後述するニップ部形成部材26(及び、補強部材23)や可撓性部材27の動作を妨げないように、ニップ部を除く周方向の範囲であって、幅方向両端に配置されている。
Referring to FIG. 5, the
Specifically, the two
The
なお、本実施の形態において、定着ベルト21の内周面に接触する部材は、幅方向両端でルーズに接触するガイド部材29と、ニップ部形成部材26(実際にはシート状部材22を介している。)と、後述する可撓性部材27と、のみであって、それ以外に内周面に接触して定着ベルト21の回転をガイドするような部材(ベルトガイド)は存在しない。
このように、本実施の形態における定着装置20は、定着ベルト21のさらなる加熱効率の向上や装置の低コスト化・小型化等を目的として、パイプ状の加熱部材を取り外して、パイプ状の加熱部材を介することなく定着ベルト21を加熱手段(ヒータ25)によって直接的に加熱する構成を採用している。
In the present embodiment, the member that contacts the inner peripheral surface of the fixing
As described above, the fixing
ここで、本実施の形態では、ニップ部形成部材26及び定着ベルト21を介して弾性ローラ31のローラ部に当接するように、補強部材23が定着ベルト21の内側に設置されている。補強部材23は、ニップ部を形成するニップ部形成部材26の強度を補強するものであって、ネジ締結などによりニップ部形成部材26と一体化されている。
図3を参照して、補強部材23は、幅方向の長さがニップ部形成部材26よりも長くなるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置20の側板43に図3の上下方向(図2の左右方向である。)に移動可能に保持されている。
そして、補強部材23がニップ部形成部材26及び定着ベルト21を介して弾性ローラ31に当接することで、ニップ部においてニップ部形成部材26が弾性ローラ31の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。本実施の形態において、補強部材23は、ヒータ25が位置する側に傾斜面が形成された略三角形の断面を有する部材である。この補強部材23は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。
Here, in the present embodiment, the reinforcing
Referring to FIG. 3, the reinforcing
The reinforcing
なお、本実施の形態では、補強部材23とヒータ25との間に、反射板が固設されている。これにより、ヒータ25から補強部材23に向かう熱(補強部材23を加熱する熱)が反射板で反射されて定着ベルト21の加熱に用いられることになるために、定着ベルト21の加熱効率がさらに向上することになる。なお、反射板の材料としては、アルミニウムやステンレス等を用いることができる。
なお、補強部材23における、ヒータ25に対向する面の一部又は全部に、鏡面処理を施したり断熱部材を設けたりした場合であっても、同じような効果を得ることができる。
In the present embodiment, a reflector is fixed between the reinforcing
Note that the same effect can be obtained even when a part of or the entire surface of the reinforcing
図2を参照して、弾性ローラ31は、芯金32(軸部)上に弾性層33を有するローラ部が設けられたものであって、駆動手段としての駆動モータ61によって所定方向(図2の時計方向である。)に回転駆動されるものである。
弾性ローラ31の芯金32は、金属材料で形成された中空構造体(又は、中実構造体)である。弾性ローラ31の弾性層33は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層33の表層にPFA、PTFE等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。弾性ローラ31は定着ベルト21に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図3を参照して、弾性ローラ31には駆動モータ61の駆動ギアに噛合するギア45が設置されていて、弾性ローラ31は図2中の矢印方向(時計方向)に回転駆動される。また、弾性ローラ31は、その幅方向両端部が定着装置20の側板43に軸受42を介して回転可能に支持されている。なお、弾性ローラ31の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。
Referring to FIG. 2, an
The
なお、弾性ローラ31の弾性層33を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、ニップ部形成部材26に生じる負荷を軽減することができる。さらに、弾性ローラ31の断熱性が高められて、定着ベルト21の熱が弾性ローラ31側に移動しにくくなるために、定着ベルト21の加熱効率が向上する。
When the
図4(A)を参照して、定着ベルト21の内周面21aに摺接するニップ部形成部材26は、弾性ローラ31との対向面(摺接面)が、弾性ローラ31の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、シートPは弾性ローラ31の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後のシートPが定着ベルト21に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
なお、本実施の形態では、ニップ部を形成するニップ部形成部材26の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成するニップ部形成部材26の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、ニップ部形成部材26の摺接面(弾性ローラ31に対向する面である。)が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状がシートPの画像面に対して略平行になって、定着ベルト21とシートPとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト21の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出されたシートPを定着ベルト21から容易に分離することができる。
Referring to FIG. 4A, the nip
In the present embodiment, the shape of the nip
なお、ニップ部形成部材26を形成する材料としては、樹脂材料や金属材料を用いることができるが、弾性ローラ31による加圧力を受けても大きく撓むことがない程度の剛性があり、熱性と断熱性とを有する樹脂材料(液晶ポリマー(LCP)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等である。)が好適である。本実施の形態では、ニップ部形成部材26の材料として、液晶ポリマー(LCP)を用いている。
As a material for forming the nip
また、図4(A)を参照して、ニップ部形成部材26には、定着ベルト21との摺動抵抗を減ずるために、PTFE等の低摩擦材料からなるシート状部材22が覆設されている。詳しくは、シート状部材22は、ニップ部の位置でニップ部形成部材26と定着ベルト21との間に幅方向のほぼ全域にわたって介在されるように、ニップ部形成部材26の周囲(図4(A)に示すような断面でみたニップ部形成部材26の周囲である。)の一部又は全部を覆うように設置されている。また、本実施の形態におけるシート状部材22は、シリコーンオイル、シリコーングリス等の潤滑剤が含浸された繊維材料(PTFE等のフッ素樹脂からなる布部材である。)で形成されている。これにより、ニップ部形成部材26と定着ベルト21とが当接する面に潤滑剤が保持された状態になる。したがって、ニップ部形成部材26と定着ベルト21との摺接によって双方の部材21、26が磨耗する不具合が軽減される。
このように、本実施の形態では、ニップ部形成部材26と定着ベルト21との間に、潤滑剤が含浸されたシート状部材22を設けているために、定着ベルト21がニップ部形成部材26に対して間接的に摺接する部分に潤滑剤が介在されていることになる。これに対して、潤滑剤が含浸されたシート状部材を設置せずに、ニップ部形成部材26と定着ベルト21との間に潤滑剤を直接的に塗布することにより、定着ベルト21がニップ部形成部材26に対して直接的に摺接する部分に潤滑剤を介在させても良い。
なお、本実施の形態における定着装置20には、その他に、減圧機構50や可撓性部材27なども設置されているが、これらについては後で詳しく説明する。
Referring to FIG. 4A, the nip
Thus, in the present embodiment, since the sheet-
In addition, the fixing
以下、上述のように構成された定着装置20の通常時の動作について簡単に説明する。
装置本体1の電源スイッチが投入されると、ヒータ25に電力が供給されるとともに、弾性ローラ31の図2中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、ニップ部における弾性ローラ31との摩擦力によって、定着ベルト21も図2中の矢印方向に従動回転(連れ回り)する。
その後、給紙部12から被加熱体としてのシートPが給送されて、2次転写ローラ89の位置で、シートP上に未定着のカラー画像が担持(転写)される。未定着画像T(トナー像)が担持されたシートPは、ガイド板に案内されながら図2の矢印Y10方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト21及び弾性ローラ31のニップ部に送入される。
そして、ヒータ25によって加熱された定着ベルト21による加熱と、補強部材23によって補強されたニップ部形成部材26と弾性ローラ31との押圧力とによって、シートPの表面にトナー像Tが定着される。その後、ニップ部から送出されたシートPは、矢印Y11方向に搬送される。
The normal operation of the fixing
When the power switch of the apparatus
Thereafter, the sheet P as the heated body is fed from the
The toner image T is fixed on the surface of the sheet P by the heating by the fixing
以下、本実施の形態における定着装置20(加熱搬送装置)において、特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
図2、図3を参照して、本実施の形態における定着装置20には、カム51や圧縮スプリング52などからなる減圧機構50が設けられている。この減圧機構50は、弾性ローラ31に対してニップ部形成部材26を離間する方向(図2の左方であって、図3の上方である。)に移動させて、弾性ローラ31に対するニップ部形成部材26のニップ圧(当接圧)を低下させるものである。特に、本実施の形態における減圧機構50は、ニップ部形成部材26とともに補強部材23をも上述した離間する方向(以下、適宜に「離間方向」と呼ぶ。)に移動させるように構成されている。
Hereinafter, the characteristic configuration and operation of the fixing device 20 (heating and conveying device) in the present embodiment will be described in detail.
2 and 3, the fixing
詳しくは、減圧機構50は、ニップ部形成部材26が一体的に設置された補強部材23の幅方向両端部を押動可能に設置された一対のカム51や、そのカム51を回転駆動するカムモータや、ニップ部形成部材26が一体的に設置された補強部材23をニップ部に向けて付勢する一対の圧縮スプリング52、などで構成されている。
そして、制御部60によるカムモータの制御によって、カム51が図3(A)に示す位置(補強部材23を押動しない位置である。)に回動しているときには、圧縮スプリング52の付勢力によって補強部材23がニップ部形成部材26とともに弾性ローラ31に向けて付勢される。これにより、ニップ部形成部材26が所定のニップ圧で定着ベルト21を介して弾性ローラ31に圧接して、所望のニップ部が形成されることになる。そして、このような状態(図2、図3(A)、図7(B)の状態である。)で、先に説明した定着工程がおこなわれることになる。
これに対して、制御部60によるカムモータの制御によって、カム51が図3(B)に示す位置(補強部材23を押動する位置である。)に回動しているときには、圧縮スプリング52の付勢力に抗するように補強部材23がニップ部形成部材26とともに離間方向に押動される。これにより、ニップ部におけるニップ圧が減圧されることになる。なお、本実施の形態では、このような減圧機構50の動作により、ニップ部形成部材26が定着ベルト21から完全に離間して、ニップ部を形成せず、ニップ圧がゼロになるように構成されている。そして、このような状態(図3(B)、図7(A)の状態である。)で、後述するように、ニップ圧を減じた状態で弾性ローラ31の回転駆動にともない定着ベルト21を従動回転させる「ウォーミングアップ動作」がおこなわれることになる。
Specifically, the
When the
On the other hand, when the
ここで、本実施の形態における定着装置20には、図7(及び、図2〜図6)を参照して、減圧機構50によるニップ部形成部材26の移動(図2の黒両矢印方向の移動である。)にともない変形する可撓性部材27が設置されている。可撓性部材27は、図3、図6に示すように、ニップ部形成部材26の両端から離れた位置にそれぞれ設置された2つの板バネ状部材(ステンレス鋼などの金属材料からなる薄板である。)である。
可撓性部材27は、図7(A)に示すように、減圧機構50によってニップ部形成部材26が離間方向(離間する方向)に移動しているとき(ニップ圧が低下されているときである。)には、定着ベルト21を付勢して定着ベルト21を介して弾性ローラ31のローラ部に圧接するように変形する。
これに対して、可撓性部材27は、図7(B)に示すように、ニップ部形成部材26によってニップ部(定着工程をおこなう通常時に形成されるニップ部である。)が形成されているときには、ニップ部に沿うように変形する。
Here, referring to FIG. 7 (and FIGS. 2 to 6), the fixing
As shown in FIG. 7A, the
On the other hand, as shown in FIG. 7B, the
具体的に、図7(B)(又は、図4(B))に示すように、ニップ部形成部材26と弾性ローラ31との圧接力でニップ部が形成されているとき、ニップ部に沿うように変形した定着ベルト21による付勢によって、可撓性部材27が弓状の頂部がニップ部の形状にならって潰れるように変形する。
このとき、可撓性部材27の変形によって定着ベルト21(及び、弾性ローラ31)を付勢する力S2は、弾性ローラ31がニップ部形成部材26(及び、定着ベルト21)を付勢する力Fよりも充分に小さくなるように、可撓性部材27のバネ性やニップ部形成部材26の圧接力などが設定されている。そのため、可撓性部材27に影響されることなく、ニップ部形成部材26と弾性ローラ31との間に、所望の良好なニップ部が形成されることになる。
Specifically, as shown in FIG. 7B (or FIG. 4B), when the nip portion is formed by the pressure contact force between the nip
At this time, the force S2 that biases the fixing belt 21 (and the elastic roller 31) by the deformation of the
これに対して、図7(A)に示すように、ニップ部形成部材26が離間方向に移動しているとき、ニップ部に沿うように変形していた定着ベルト21の部分が、ほぼ元の形状(円筒形状である。)に戻る。そして、ニップ部が形成されていた定着ベルト21による付勢も解除されて、可撓性部材27は頂部が大きく潰れることなく全体的に弓状に近い形状に変形する。
このとき、可撓性部材27の変形によって定着ベルト21(及び、弾性ローラ31)を付勢する力S1は、図7(B)のときの付勢する力S2よりも小さくなる(F>S2>S1である。)。しかし、そのときの付勢力S1によって、弾性ローラ31との摩擦力によって定着ベルト21が確実に従動回転するように、可撓性部材27のバネ性やニップ部形成部材26の圧接力などが設定されている。そのため、ニップ部形成部材26によって定着ベルト21と弾性ローラ31との間にニップ部が形成されていなくても、弾性ローラ31の回転駆動にともない定着ベルト21を、狙いの回転速度(通常時の回転速度よりも遅い回転速度である。)で、回転不良を生じさせることなく良好かつ安定的に回転させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7A, when the nip
At this time, the force S1 for biasing the fixing belt 21 (and the elastic roller 31) due to the deformation of the
このように、本実施の形態では、ニップ部形成部材26が定着ベルト21に対してニップ圧がゼロになるように離間した状態となるように、減圧機構50によってニップ部形成部材26が離間方向に移動されたとき、可撓性部材27によって付勢された定着ベルト21が弾性ローラ31の回転にともない従動回転することになる。
そして、このようにニップ圧を減じた状態で弾性ローラ31の回転駆動にともない定着ベルト21を従動回転させる動作は、通常の定着工程(画像形成プロセス)がおこなわれる前のウォーミングアップ時におこなわれる。
なお、可撓性部材27は、定着ベルト21との摺動抵抗を減ずるために、少なくとも定着ベルト21に摺接する部分を、テフロンなどの低摩擦材料で形成することが好ましい。
As described above, in the present embodiment, the nip
The operation of rotating the fixing
The
ここで、可撓性部材27(板バネ状部材)は、定着装置20に装着されない単体の状態で、図7(A)にて破線で示すように、定着ベルト21の曲率よりも小さな曲率を有する湾曲板状の部材(又は、平板状の部材)である。そして、可撓性部材27は、定着ベルト21を介して弾性ローラ31に対向する位置で定着ベルト21の内周面に沿うように湾曲した状態で、定着装置20に装着されることになる。
このように構成することで、可撓性部材27において狙いのバネ性を比較的容易に設定することができて、先に図7を用いて説明した可撓性部材27の変形をコントロールしやすくなる。
Here, the flexible member 27 (plate spring-like member) has a curvature smaller than that of the fixing
With this configuration, the target spring property can be set relatively easily in the
また、図4(B)、図7に示すように、定着装置20には、湾曲した状態の可撓性部材27(板バネ状部材)の両端部を定着ベルト21の内周面に接触しないように保持するとともに、可撓性部材27を変形可能に保持する保持部材28が設けられている。この保持部材28は、減圧機構50によってニップ部形成部材26(及び、補強部材23)が移動しても、それらの部材に干渉しないように、定着ベルト21の内側に設置されている。
保持部材28は、略箱状に形成されている。そして、図7(B)に示すように、通常のニップ部が形成されているときには、可撓性部材27の端部が保持部材28の2つの内壁面(底面と側面とである。)に接触するように、可撓性部材27が保持部材28に保持されて、可撓性部材27のニップ部に沿った変形状態が維持されることになる。これに対して、図7(A)に示すように、ニップ部が解除されているときには、可撓性部材27の端部が保持部材28の1つの内壁面(側面である。)に接触するようにスライドした状態で、可撓性部材27が保持部材28に保持されて、可撓性部材27の略弓状の変形状態が維持されることになる。
As shown in FIGS. 4B and 7, in the fixing
The holding
さらに詳しくは、可撓性部材27は、図3、図6を参照して、ニップ部形成部材26における幅方向両端部の外側であって、弾性ローラ31のローラ部に対向する位置に設置されている。
そのように、ニップ部形成部材26が設置された範囲の外側に可撓性部材27を設置することで、ニップ部形成部材26の離間方向の移動によって可撓性部材27の変形が妨げられることはなく、さらに、通常の定着工程時においてニップ部形成部材26によって形成されるニップ部が可撓性部材27によって影響を受けにくくなる。
また、弾性ローラ31のローラ部に対向する位置に可撓性部材27を設置することで、ニップ部形成部材26の離間方向の移動によって可撓性部材27が変形したときに、可撓性部材27と弾性ローラ31(ローラ部)との間に定着ベルト21が良好に挟持された状態になって、定着ベルト21が良好に従動回転することになる。すなわち、弾性ローラ31(ローラ部)に対向しない位置(幅方向の外側の範囲である。)に可撓性部材27を設置した場合には、ニップ部形成部材26の離間方向の移動によって可撓性部材27が変形したときに、可撓性部材27と弾性ローラ31(ローラ部)とによって定着ベルト21が歪んだ形状で挟持された状態になり、定着ベルト21が良好に従動回転しないことになる。
More specifically, referring to FIGS. 3 and 6, the
As described above, by installing the
Further, by installing the
また、ニップ部形成部材26が設置された幅方向の範囲は、最大サイズのシートP(被加熱体)の幅方向の搬送領域M(最大通紙領域である。)を含むように構成されている。すなわち、最大通紙領域Mを含む範囲にニップ部形成部材26が設置されていて、そのニップ部形成部材26の範囲の範囲外に可撓性部材27が設置されている。
これにより、通常の定着工程時において、通紙可能な種々のサイズのシートPに対して、所望のニップ部を形成して良好な定着画像を形成することができる。
Further, the range in the width direction in which the nip
As a result, a desired fixed image can be formed by forming a desired nip portion on various sizes of sheets P that can be passed through during a normal fixing process.
また、本実施の形態では、図3に示すように、可撓性部材27がガイド部材29に対して幅方向内側の範囲に設置されている。
これにより、上述したような可撓性部材27の変形が、ガイド部材29によって妨げられる不具合は生じないことになる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
Thereby, the trouble which the deformation | transformation of the
ここまで説明したように、本実施の形態における定着装置20には、減圧機構50によってニップ部形成部材26を離間方向に移動させたときに、ニップ部が形成されていなくても、弾性ローラ31の回転にともない定着ベルト21を従動回転させることができるように、定着ベルト21を弾性ローラ31に向けて付勢するように変形する可撓性部材27が設けられている。
すなわち、定着装置20(画像形成装置1)の稼働が開始される前(ウォーミングアップ時)であって、定着ベルト21とニップ部形成部材26(シート状部材22)とが摺動する部分に介在された潤滑剤が充分に温められておらず粘性が高くなった状態で、通常のニップ部を形成したままでは定着装置20(駆動モータ61)の駆動トルクが大きくなってしまうような場合に、ニップ部を解除した状態で、可撓性部材27により弾性ローラ31の回転にともない定着ベルト21を従動回転させている。これにより、定着装置20(駆動モータ61)の駆動トルクがそれほど大きくなることなく、弾性ローラ31の回転駆動にともない定着ベルト21が充分に安定的に従動回転することになる。そのため、ウォーミングアップ時に、定着ベルト21の回転不良が生じて、ヒータ25によって加熱される定着ベルト21において、周方向の一部が局所的に昇温してしまったり、周方向の加熱ムラが生じてしまったりする不具合が抑止されることになる。
As described above, in the fixing
That is, before the operation of the fixing device 20 (image forming apparatus 1) is started (at the time of warming up), the fixing
ここで、本実施の形態における定着装置20には、図2に示すように、定着ベルト21の表面温度を検知する温度検知手段としての温度検知センサ40が設置されている。
そして、図8に示すように、本実施の形態では、定着工程(被加熱体を加熱しながら搬送する工程である。)が開始される前に、減圧機構50によってニップ部形成部材26を離間方向に移動させた状態で、駆動モータ61(駆動手段)によって弾性ローラ31を回転駆動して、可撓性部材27によって付勢された定着ベルト21を少なくとも加熱領域がニップ部に達するまで従動回転させた後に、その状態で温度検知センサ40によって検知される温度が所定値に達するようにヒータ25を制御している。
すなわち、通常のニップ圧にて定着工程が開始されるよりも少し早いタイミングで、ニップ部が解除された図7(A)の状態で弾性ローラ31の回転とともに定着ベルト21を従動回転させながら、先に図2を用いて説明したような、温度検知センサ40の検知結果に基いたヒータ25の出力制御をおこなっている。
これにより、ニップ圧が低くて駆動トルクが小さな状態で定着ベルト21を回転させながら、定着ベルト21とニップ部形成部材26(シート状部材22)との間に介在される潤滑剤を温めて低粘度化することができる。
Here, as shown in FIG. 2, the fixing
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the nip
That is, while the fixing
Accordingly, the lubricant interposed between the fixing
また、図8に示すように、本実施の形態では、駆動モータ61(駆動手段)によって弾性ローラ31の回転駆動と定着ベルト21の従動回転とが開始される前に、駆動モータ61の駆動を停止した状態で、温度検知センサ40によって検知される温度が所定温度(定着工程時における狙いの定着温度よりも低い温度である。)に達するまでヒータ25(加熱手段)による加熱(プレヒート)をおこなっている。
すなわち、ウォーミングアップ時において、図7(A)の状態で弾性ローラ31の回転駆動にともない定着ベルト21の従動回転がおこなわれる前に、弾性ローラ31や定着ベルト21が回転停止した状態で、ヒータ25によるプレヒートがおこなわれる。そして、このようなヒータ25によるプレヒートは、温度検知センサ40の検知結果に基いておこなわれるため、その検知結果が所定温度に達している場合にはヒータ25はオフされることになる。この「所定温度」は、定着ベルト21が停止状態で加熱されても熱的劣化が生じない程度の温度であって、潤滑剤を温めるのに充分な温度である。
これにより、積極的な熱伝導ではないものの、ヒータ25による熱が定着ベルト21とニップ部形成部材26(シート状部材22)との間に介在される潤滑剤に伝わって、潤滑剤が温められ低粘度化することになる。
Further, as shown in FIG. 8, in the present embodiment, the
That is, at the time of warming up, the
Thereby, although not positive heat conduction, the heat from the
なお、このようにヒータ25によるプレヒートをおこなう場合に、温度検知センサ40の検知結果によらず、ヒータ25によるプレヒートを所定時間だけおこなうように制御することもできる。
すなわち、駆動モータ61によって弾性ローラ31の回転駆動と定着ベルト21の従動回転とが開始される前に、駆動モータ61の駆動を停止した状態で、ヒータ25による加熱を所定時間おこなうこともできる。
この場合、上述した「所定時間」は、定着装置20の累積稼働時間、周囲の温度、ヒータ25による加熱を開始する前の定着ベルト21(又は、弾性ローラ31)の温度、のうち少なくとも1つに基いて可変されることになる。
具体的に、潤滑剤の粘性は経時になるほど高くなるため、図2に示すタイマー64によって検知される定着装置20の累積稼働時間(又は、カウンタ63によって検知される累積プリント枚数)が大きいときに、累積稼働時間(又は、累積プリント枚数)が小さいときに比べて、ヒータ25によってプレヒートをおこなう時間(所定時間)を長く設定する。
また、潤滑剤の粘性は低温になるほど高くなるため、図2に示す温度センサ62(定着装置20の近傍に設置されている。)によって検知される周囲温度が低いときに、周囲温度が高いときに比べて、ヒータ25によってプレヒートをおこなう時間(所定時間)を長く設定する。
さらに、潤滑剤の粘性は低温になるほど高くなるため、図2に示す温度検知センサ40によって検知されるベルト表面温度が低いときに、ベルト表面温度が高いときに比べて、ヒータ25によってプレヒートをおこなう時間(所定時間)を長く設定する。
このような制御をおこなうことにより、潤滑剤の粘性の程度に応じて、ヒータ25によるプレヒートを効率的におこなうことができる。
In addition, when preheating by the
That is, heating by the
In this case, the “predetermined time” described above is at least one of the cumulative operation time of the fixing
Specifically, since the viscosity of the lubricant increases with time, the cumulative operation time of the fixing
Further, since the viscosity of the lubricant becomes higher as the temperature becomes lower, when the ambient temperature detected by the temperature sensor 62 (installed in the vicinity of the fixing device 20) shown in FIG. As compared with the above, the time (predetermined time) for performing the preheating by the
Furthermore, since the viscosity of the lubricant becomes higher as the temperature becomes lower, preheating is performed by the
By performing such control, preheating by the
<変形例1>
図9は、変形例1としてのニップ部形成部材26と可撓性部材27との動作を示す図であって、本実施の形態における図7に対応する図である。また、図10は、図9に示す定着装置20における制御を示すタイミングチャートであって、本実施の形態における図8に対応する図である。
変形例1における定着装置20は、図9(A)に示すように、ウォーミングアップ時において減圧機構50によってニップ部形成部材26(及び、補強部材23)が離間方向(図9の左方である。)に移動されるときに、ニップ部形成部材26が定着ベルト21の内周面から完全に離間するのではなくて、ニップ部形成部材26の角部が定着ベルト21の内周面に部分的に接触した状態(軽加圧した状態である。)になる。そして、このような状態で、ウォーミングアップ時に、弾性ローラ31の回転駆動にともなう定着ベルト21の従動回転がおこなわれることになる。
<
FIG. 9 is a diagram illustrating operations of the nip
As shown in FIG. 9A, in the fixing
すなわち、変形例1では、ニップ部形成部材26が定着ベルト21に対して通常時よりも低いニップ圧で当接した状態となるように減圧機構50によってニップ部形成部材26が離間方向(離間する方向)に移動されたとき、可撓性部材27によって付勢された定着ベルト21が弾性ローラ31の回転にともない従動回転することになる。
したがって、ウォーミングアップから定着工程に至る定着装置20の制御に関わるタイミングチャートは、図10のようになる。
そして、変形例1のように構成した場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
That is, in the first modification, the nip
Therefore, a timing chart relating to the control of the fixing
And even if it is a case where it is comprised like the
<変形例2>
図11は、変形例2としての定着装置20を示す概略図であって、本実施の形態における図5(B)に対応する図である。
変形例2における定着装置20は、図11に示すように、減圧機構50が、ニップ部形成部材26(及び、補強部材23)とともにガイド部材29をも離間方向(離間する方向)に移動させるように構成されている。すなわち、通常の定着工程時には、ニップ部形成部材26、補強部材23、ガイド部材29は、図11の実線で示す位置にある。これに対して、ウォーミングアップ時には、減圧機構50(カム51)が稼働されて、ニップ部形成部材26、補強部材23、ガイド部材29は、図11の破線で示す位置に移動する。
ここで、変形例2では、減圧機構50によってガイド部材29が離間方向に移動されたときであっても、定着ベルト21が略筒状の姿勢を保持したまま離間方向に移動しないように構成されている。これにより、減圧機構50によってガイド部材29が離間方向に移動されたときに、移動したガイド部材29によって定着ベルト21が変形して、その変形による力が作用して図7(A)に示すような可撓性部材27の略弓状の変形状態が崩れる不具合を防止することができる。具体的に、ガイド部材29(ガイド部29a)は、図11に示すように、定着ベルト21の内周面に対して隙間をあけて、定着ベルト21をルーズにガイドするように形成されている。
そして、変形例2のように構成した場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
<
FIG. 11 is a schematic diagram showing a fixing
In the fixing
Here, in the second modification, even when the
And even if it is a case where it is comprised like the
以上説明したように、本実施の形態における定着装置20(加熱搬送装置)は、定着ベルト21(ベルト部材)がニップ部形成部材26に対して直接的又は間接的に摺接する部分に潤滑剤が介在されている。そして、減圧機構50によってニップ部形成部材26が弾性ローラ31に対して離間する方向に移動しているときには定着ベルト21を付勢して定着ベルト21を介して弾性ローラ31のローラ部に圧接するように変形して、ニップ部形成部材26によってニップ部が形成されているときにはニップ部に沿うように変形する可撓性部材27が、定着ベルト21の内側に設置されている。
これにより、潤滑剤の粘性が高い状態であっても、装置の駆動トルクがそれほど大きくなることなく、弾性ローラ31の回転駆動にともない定着ベルト21を充分に安定的に従動回転させることができる。
As described above, in the fixing device 20 (heating and conveying device) in the present embodiment, the lubricant is applied to the portion where the fixing belt 21 (belt member) is in direct or indirect sliding contact with the nip
As a result, even when the viscosity of the lubricant is high, the driving torque of the apparatus does not increase so much, and the fixing
なお、本実施の形態では、定着ベルト21を加熱する加熱手段としてヒータ25を用いたが、定着ベルトを加熱する加熱手段はこれに限定されることなく、例えば、加熱手段として電磁誘導コイルを用いることもできるし、加熱手段として抵抗発熱体を用いることもできる。
また、本実施の形態における定着装置20は、断面が略三角形の補強部材23や、略平板状のニップ部形成部材26を用いて、ヒータ25を定着ベルト21の内部の中心から上流側にずれた位置に配置したが、補強部材23やニップ部形成部材26の形態やヒータ25の位置などはこれに限定されることなく、種々の構成の定着装置に対して本発明を適用することができる。
そして、これらのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the
In the fixing
In these cases, the same effects as those of the present embodiment can be obtained.
また、本実施の形態では、定着ベルト21(ベルト部材)をヒータ25(加熱手段)によって加熱する定着装置20に対して本発明を適用したが、ベルト部材と弾性ローラとニップ部形成部材とのうち少なくとも1つを加熱手段によって加熱する定着装置に対して、本発明を適用することができる。
また、ニップ部形成部材を離間方向に移動させる減圧機構の構成は、本実施の形態のものに限定されず、種々の形態のものを用いることができる。
また、本実施の形態では、画像形成装置本体1に設置される定着装置20に対して本発明を適用したが、本発明の適用は定着装置に限定されることなく、被加熱体を加熱しながら搬送する加熱搬送装置のすべてに対して本発明を適用することができる。
そして、これらのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the fixing
Further, the configuration of the pressure reducing mechanism for moving the nip portion forming member in the separating direction is not limited to that of the present embodiment, and various configurations can be used.
In the present embodiment, the present invention is applied to the fixing
In these cases, the same effects as those of the present embodiment can be obtained.
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and it is obvious that the present embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the present embodiment. is there. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the present embodiment, and the number, position, shape, and the like suitable for implementing the present invention can be achieved.
なお、本願明細書等において、「幅方向」とは、被加熱体の搬送方向に対して直交する方向であって、ベルト部材や弾性ローラの回転軸方向と同じ方向であるものと定義する。 In the present specification and the like, the “width direction” is defined as a direction orthogonal to the conveyance direction of the heated object and the same direction as the rotation axis direction of the belt member or the elastic roller.
1 画像形成装置(画像形成装置本体)、
20 定着装置(加熱搬送装置)、
21 定着ベルト(ベルト部材)、
22 シート状部材、
23 補強部材、
25 ヒータ(加熱手段)、
26 ニップ部形成部材、
27 可撓性部材(板バネ状部材)、
28 保持部材、
29 ガイド部材(フランジ)、
29a ガイド部、
31 弾性ローラ(加圧ローラ)、
40 温度検知センサ(温度検知手段)、
50 減圧機構、
51 カム(減圧機構)、
52 圧縮スプリング(減圧機構)、
61 駆動モータ(駆動手段)、
P シート(被加熱体)。
1 image forming apparatus (image forming apparatus main body),
20 fixing device (heating conveyance device),
21 fixing belt (belt member),
22 sheet-like members,
23 reinforcing members,
25 heater (heating means),
26 nip forming member,
27 flexible member (leaf spring member),
28 holding member,
29 Guide member (flange),
29a guide part,
31 Elastic roller (pressure roller),
40 Temperature detection sensor (temperature detection means),
50 decompression mechanism,
51 cam (pressure reduction mechanism),
52 compression spring (pressure reduction mechanism),
61 Drive motor (drive means),
P sheet (object to be heated).
Claims (14)
弾性層を有するローラ部を具備して、駆動手段によって所定方向に回転駆動される弾性ローラと、
前記弾性ローラの前記ローラ部に外接して、前記弾性ローラの回転にともない従動回転する無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の内側において前記ベルト部材を介して前記弾性ローラに圧接して前記被加熱体が搬送されるニップ部を形成するニップ部形成部材と、
前記ベルト部材と前記弾性ローラと前記ニップ部形成部材とのうち少なくとも1つを加熱する加熱手段と、
前記弾性ローラに対して前記ニップ部形成部材を離間する方向に移動させて、前記弾性ローラに対する前記ニップ部形成部材のニップ圧を低下させる減圧機構と、
を備え、
前記ベルト部材が前記ニップ部形成部材に対して直接的又は間接的に摺接する部分に潤滑剤が介在され、
前記減圧機構によって前記ニップ部形成部材が前記離間する方向に移動しているときには前記ベルト部材を付勢して前記ベルト部材を介して前記弾性ローラの前記ローラ部に圧接するように変形して、前記ニップ部形成部材によって前記ニップ部が形成されているときには前記ニップ部に沿うように変形する可撓性部材が、前記ベルト部材の内側に設置されたことを特徴とする加熱搬送装置。 A heating and conveying apparatus for conveying a heated object while heating,
An elastic roller having a roller portion having an elastic layer and driven to rotate in a predetermined direction by a driving means;
An endless belt member that circumscribes the roller portion of the elastic roller and that rotates following the rotation of the elastic roller;
A nip part forming member that forms a nip part to which the object to be heated is conveyed in pressure contact with the elastic roller via the belt member inside the belt member;
Heating means for heating at least one of the belt member, the elastic roller, and the nip portion forming member;
A pressure reducing mechanism that moves the nip portion forming member away from the elastic roller in a direction to separate the nip portion forming member with respect to the elastic roller.
With
A lubricant is interposed in a portion where the belt member is in direct or indirect sliding contact with the nip portion forming member,
When the nip portion forming member is moved in the separating direction by the pressure reducing mechanism, the belt member is urged and deformed so as to be in pressure contact with the roller portion of the elastic roller via the belt member, A heating and conveying apparatus, wherein a flexible member that deforms along the nip portion when the nip portion is formed by the nip portion forming member is disposed inside the belt member.
当該加熱搬送装置に装着されない単体の状態で、前記ベルト部材の曲率よりも小さな曲率を有する湾曲板状の部材、又は、平板状の部材であって、
前記ベルト部材を介して前記弾性ローラに対向する位置で前記ベルト部材の内周面に沿うように湾曲した状態で、当該加熱搬送装置に装着されることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の加熱搬送装置。 The leaf spring member is
In a single state not mounted on the heating and conveying device, a curved plate-like member having a curvature smaller than the curvature of the belt member, or a flat plate-like member,
4. The heating / conveying device is mounted in a state of being curved along the inner peripheral surface of the belt member at a position facing the elastic roller via the belt member. The heating conveyance apparatus as described in.
前記減圧機構は、前記ニップ部形成部材とともに前記ガイド部材をも前記離間する方向に移動させ、
前記減圧機構によって前記ガイド部材が前記離間する方向に移動されたときであっても、前記ベルト部材が前記略筒状の姿勢を保持したまま前記離間する方向に移動しないように構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の加熱搬送装置。 A guide member that guides both ends in the width direction of the belt member so that the substantially cylindrical posture of the belt member is maintained;
The pressure reducing mechanism moves the guide member together with the nip forming member in the separating direction,
Even when the guide member is moved in the separating direction by the pressure reducing mechanism, the belt member is configured not to move in the separating direction while maintaining the substantially cylindrical posture. The heating conveyance apparatus in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.
前記減圧機構は、前記ニップ部形成部材とともに前記補強部材をも前記離間する方向に移動させることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の加熱搬送装置。 A reinforcing member installed inside the belt member so as to contact the roller portion of the elastic roller via the nip portion forming member and the belt member;
The heating and conveying apparatus according to claim 1, wherein the pressure reducing mechanism moves the reinforcing member together with the nip portion forming member in the separating direction.
前記ベルト部材の表面温度を検知する温度検知手段を備え、
前記被加熱体を加熱しながら搬送する工程が開始される前に、前記減圧機構によって前記ニップ部形成部材を前記離間する方向に移動させた状態で、前記駆動手段によって前記弾性ローラを回転駆動して、前記可撓性部材によって付勢された前記ベルト部材を少なくとも前記加熱領域が前記ニップ部に達するまで従動回転させた後に、その状態で前記温度検知手段によって検知される温度が所定値に達するように前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の加熱搬送装置。 The heating means is configured to heat a circumferential region of the belt member different from the nip portion as a heating region,
Comprising temperature detecting means for detecting the surface temperature of the belt member;
Before starting the process of conveying the heated object while heating, the elastic roller is rotationally driven by the driving means while the nip forming member is moved in the separating direction by the pressure reducing mechanism. The belt member biased by the flexible member is driven to rotate until at least the heating region reaches the nip portion, and in that state, the temperature detected by the temperature detecting means reaches a predetermined value. The heating and conveying apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the heating means is controlled as described above.
前記駆動手段によって前記弾性ローラの回転駆動と前記ベルト部材の従動回転とが開始される前に、前記駆動手段の駆動を停止した状態で、前記温度検知手段によって検知される温度が所定温度に達するまで前記加熱手段による加熱をおこなうことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の加熱搬送装置。 Comprising temperature detecting means for detecting the surface temperature of the belt member;
The temperature detected by the temperature detecting means reaches a predetermined temperature in a state where the driving of the driving means is stopped before the driving means starts the rotational driving of the elastic roller and the driven rotation of the belt member. The heating and conveying apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein heating by the heating means is performed.
前記ベルト部材は、定着ベルトであって、
画像形成装置本体に設置された定着装置であることを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載の加熱搬送装置。 The heated object is a sheet carrying a toner image in an unfixed state,
The belt member is a fixing belt,
The heating and conveying apparatus according to claim 1, wherein the heating and conveying apparatus is a fixing device installed in an image forming apparatus main body.
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