JP2020190702A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
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 device.
電子写真方式の画像形成装置で用いられる定着装置では、加熱時間の短い定着フィルム方式が広く用いられている。これは薄膜の定着フィルムを介して加圧ローラをニップ形成部材に当接して定着ニップを形成するものであり、ニップ形成部材とこれに摺動する定着フィルムの内面の間に潤滑剤が介在している。ニップ形成部材は、板金部材にコーティングを施すことで構成される摺動部材により構成される。 In the fixing device used in the electrophotographic image forming device, the fixing film method having a short heating time is widely used. In this method, a pressure roller is brought into contact with a nip forming member via a thin film fixing film to form a fixing nip, and a lubricant is interposed between the nip forming member and the inner surface of the fixing film sliding on the nip forming member. ing. The nip forming member is composed of a sliding member formed by applying a coating to a sheet metal member.
このような定着装置では、定着ベルトを、板金部材にコーティングを施した摺動部材により構成されたニップ形成部材と加熱ローラとに架け渡し、ニップ形成部材に定着ベルトを介して回転駆動される加圧ローラを圧接させ、ニップ部においてトナー像を記録媒体に定着させる。 In such a fixing device, the fixing belt is bridged between a nip forming member composed of a sliding member coated on a sheet metal member and a heating roller, and the nip forming member is rotationally driven via the fixing belt. The pressure roller is brought into pressure contact, and the toner image is fixed to the recording medium at the nip portion.
例えば特許文献1には、図6に示すように、加熱ローラ31とニップ形成部材32とに架け渡すように定着ベルト33を巻き掛け、ニップ形成部材に定着ベルトを介して回転駆動される加圧ローラ34と圧接させ、定着ベルトと加圧ローラとのニップ部においてトナー像tを記録媒体Sに定着させる定着装置30であって、定着ベルトをニップ形成部材と加熱ローラとの間で案内する案内部材35を、ニップ形成部材から分離させて設けると共に、摺動用部材36を少なくともニップ形成部材と定着ベルトとが接触する部分の間に設ける構成が開示されている。
For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 6, a
特許文献1に記載の定着装置では、ニップ形成部にはガラス繊維で構成されたシート材36aを覆うようにしてフッ素系樹脂36bが設けられた摺動用部材36が用いられている(特許文献1の図3)。また、この摺動用部材36における定着ベルト33側の面に凹凸が形成され、この凹凸部分に、例えば、粘性が高く耐熱性に優れたフッ素系のグリス等を用いた潤滑剤gを保持させている。
In the fixing device described in Patent Document 1, a sliding
しかしながら、特許文献1に記載の定着装置のように、特に記録媒体を縦方向に搬送するレイアウトを用いた場合、定着ベルトの内周面に塗布された潤滑剤は重力によって下側に溜まりやすい。そして特許文献1に記載の定着装置構成では、加熱ローラが鉛直方向最下部に位置するために、加熱ローラと定着ベルト内周の間で潤滑剤に起因するスリップや搬送ムラが発生することは防ぎきれず、ジター画像等の異常画像が発生する恐れがある。 However, when a layout in which the recording medium is conveyed in the vertical direction is used as in the fixing device described in Patent Document 1, the lubricant applied to the inner peripheral surface of the fixing belt tends to accumulate downward due to gravity. In the fixing device configuration described in Patent Document 1, since the heating roller is located at the lowermost position in the vertical direction, it is possible to prevent slippage and uneven transfer due to the lubricant between the heating roller and the inner circumference of the fixing belt. There is a risk that abnormal images such as jitter images will occur.
そこで本発明は、加熱部材と定着部材の接触部に滞留した潤滑剤に起因する定着部材のスリップや搬送ムラの発生を抑制してジター画像等の異常画像の発生を防止することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to prevent the occurrence of an abnormal image such as a jitter image by suppressing the occurrence of slip and transfer unevenness of the fixing member due to the lubricant staying at the contact portion between the heating member and the fixing member. ..
この課題は、加熱部材及びニップ形成部材に巻き掛けられた回転可能な定着部材と、前記定着部材を介して前記ニップ形成部材に圧接した回転可能な加圧部材と、を備え、縦方向に搬送される記録媒体上のトナー画像を、前記定着部材と前記加圧部材により形成される定着ニップで定着させる定着装置において、前記定着部材の内面に潤滑剤が塗布されており、前記ニップ形成部材は、前記定着部材の内面との対向面に摺動部材を有し、前記摺動部材は、少なくとも前記定着部材の内面との摺動面にコーティングを施された板金部材であり、前記加熱部材の最下端部が、前記ニップ形成部材の最下端部より高い位置にあることを特徴とする定着装置によって解決される。 This task includes a rotatable fixing member wound around a heating member and a nip forming member, and a rotatable pressurizing member that is pressed against the nip forming member via the fixing member, and is conveyed in the vertical direction. In a fixing device for fixing a toner image on a recording medium with a fixing nip formed by the fixing member and the pressure member, a lubricant is applied to the inner surface of the fixing member, and the nip forming member is A sheet metal member having a sliding member on a surface facing the inner surface of the fixing member, and the sliding member having at least a coating on the sliding surface with the inner surface of the fixing member, and the heating member. The problem is solved by a fixing device characterized in that the lowermost end portion is located at a position higher than the lowermost lowermost portion of the nip forming member.
滞留した潤滑剤に起因する加熱部材と定着部材とのスリップや搬送ムラの発生を抑制し、ジター画像等の異常画像の発生を防止することができる。 It is possible to suppress the occurrence of slip and transfer unevenness between the heating member and the fixing member due to the retained lubricant, and prevent the occurrence of an abnormal image such as a jitter image.
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。まず、図1を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. First, the overall configuration and operation of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.
図1に示す画像形成装置101は、電子写真方式のモノクロレーザプリンタである。なお、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、あるいは、これらのいずれか2つ又は3つの機能を備える複合機であってもよい。また、モノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置であってもよい。
The
図1に示すように、画像形成装置101には、画像を形成する画像形成部102と、記録媒体としての用紙Pを供給する記録媒体供給部103と、供給された用紙Pに画像を転写する転写部104と、用紙Pに転写された画像を定着する定着装置105と、画像が定着された用紙Pを装置外に排出する排出部106と、が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
画像形成部102は、ドラム状の感光体107と、感光体107の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ108と、感光体107の表面を露光して潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置109と、感光体107の表面にトナー(現像剤)を供給して潜像を可視画像化する現像手段としての現像ローラ110と、感光体107の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード111と、を備えている。
The
印刷動作開始の指示があると、画像形成部102において、感光体107が回転を開始し、帯電ローラ108によって感光体107の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置109が感光体107の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像ローラ110からトナーが供給され、感光体102上にトナー画像が形成される。
When instructed to start the printing operation, the
感光体107上に形成されたトナー画像は、転写部104に配置された転写ローラ115と感光体107との間の転写ニップにおいて用紙Pに転写される。この用紙Pは、記録媒体供給部103から供給されたものである。記録媒体供給部103では、給紙カセット112に収容されている用紙Pが給紙ローラ113によって1枚ずつ送り出される。送り出された用紙Pは、タイミングローラ対114によって感光体107上のトナー画像とタイミングを合わせて転写ニップへ搬送される。そして、転写ニップにおいて、感光体107上のトナー画像が用紙Pに転写される。また、トナー画像の転写が行われた後、感光体107上に残留するトナーは、クリーニングブレード111によって除去される。
The toner image formed on the
トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置105へ搬送される。そして、定着装置105において、用紙Pが加熱側部材120と加圧ローラ121との間の定着ニップを通過する際に加熱及び加圧されることで、トナー画像が用紙Pに定着される。その後、用紙Pは、排出部106に搬送され、排紙ローラ対116によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。
The paper P on which the toner image is transferred is conveyed to the
この実施形態における定着装置105においては、図2及び図3に示すように、加熱側部材120として、内部に例えばハロゲンランプ127等の加熱装置が設けられた加熱ローラ122を用い、この加熱ローラ122によって定着ベルト126を加熱させるようにしている。なお、加熱側部材120はこのようなものに限定されず、定着ベルト126をIHで加熱させる方式や、抵抗発熱体等とニップ形成部材125とで定着ベルト126を張架、加熱させる方式のものを用いることもできる。
In the
図2は本発明の実施形態に係る定着装置の断面図を示す。
図示のように、定着装置105は、ハロゲンランプ127等の加熱装置を備えた加熱部材としての加熱ローラ122と、ニップ形成部材125と、加熱ローラ122及びニップ形成部材125に架け渡すように巻き掛けられた無端状の回転可能な定着部材としての定着ベルト126と、定着ベルト126を介してニップ形成部材125に圧接した回転可能な加圧部材としての加圧ローラ121とを有する。ニップ形成部材125は、定着ベルト126の内面との対向面に摺動部材123を有し、摺動部材123は、少なくとも定着ベルト126の内面との摺動面に摺動性コーティングを施された板金部材である。摺動部材123は潤滑剤の保持機能を有していない。縦方向に搬送される記録媒体としての用紙P上のトナー画像が、定着ベルト126と加圧ローラ121により形成される定着ニップNで定着される。このようなレイアウトの定着装置を用いる場合、ニップ形成部材125と定着ベルト126の内周との間に潤滑剤を介在させることが必要となる。だが、前述した摺動性コーティングはガラス繊維のように積極的に潤滑剤を保持しないため、シリコンオイルのような粘性が低い潤滑剤では所望の効果を得にくく、粘性が高く耐熱性に優れたフッ素系のグリスを潤滑剤として用いる。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the fixing device according to the embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the
フッ素系の潤滑剤を用いる場合は、特に作像動作中のような定着装置105が加熱された状態では、定着ベルト126の内周面に塗布した潤滑剤の粘性は低くなり、潤滑剤は液体に近い状態になり、定着ベルト126内部で最も低い位置に溜まりやすい。作像後の定着装置105の停止時も同様である。
When a fluorine-based lubricant is used, the viscosity of the lubricant applied to the inner peripheral surface of the
潤滑剤が定着ベルト126内部で最も低い位置に溜まる場合、従来技術のように加熱ローラ122の位置がニップ形成部材125より低い位置にあると、潤滑剤は加熱ローラ122の近傍に留まり、潤滑剤によって定着ベルト126と加熱ローラ122の間でスリップが発生し、搬送ムラやジター画像等の異常画像が発生する。
When the lubricant accumulates at the lowest position inside the fixing
これに対して図2に示す本実施形態によれば、加熱ローラ122の中心は、加圧ローラ121の中心及びニップ形成部材125の略中央を通る水平線に対して上側に位置している。より具体的には、加熱ローラ122の最下端部が、ニップ形成部材125の最下端部より高い位置にある。ここで、「最下端部」とは、その部材の最も鉛直方向下側の部分を言う。よって、加熱ローラ122及びニップ形成部材125に巻き掛けられた定着ベルト126は、その回転方向下流側において、すなわち回転方向に加熱ローラ122からニップ形成部材125に向かう部分において、下方に傾斜している。このように、加熱ローラ122の最下端部がニップ形成部材125の最下端部より高い位置にあることで、潤滑剤はニップ形成部材125の下側に溜り、加熱ローラ122の近傍に滞留しない。これにより、潤滑剤に起因する加熱ローラ122と定着ベルト126とのスリップや搬送ムラを抑制して、ジター画像等の異常画像の発生を防止することが可能となる。
On the other hand, according to the present embodiment shown in FIG. 2, the center of the
また定着ベルト126の内部には、定着ベルト126を介して加圧ローラ121とで定着ニップNを形成するニップ形成部材125と、ニップ形成部材125を支持するステー部材124(支持部材)とが配されている。定着ベルト126の幅方向に渡って配されたニップ形成部材125が、ステー部材124によって固定支持されることで、加圧ローラ121からの圧力によってニップ形成部材125に撓みが生じることを防止し、加圧ローラ121の軸方向(長手方向)に渡って均一なニップ幅が得られるようになっている。なお、ニップ形成部材125は、機械的強度が高く耐熱温度200℃以上の耐熱性部材、特に耐熱性樹脂、例えばポリイミド(PI)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、それらをガラス繊維で強化したもので構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材125の変形を防止し、安定した定着ニップの状態を確保し、出力画質の安定化を図っている。また、ステー部材124やハロゲンランプ127は、その長手方向両端を、定着装置105の側板あるいは別途設けられたホルダに固定保持されている。
Further, inside the fixing
本実施形態では、摺動部材123が、定着ニップNの全幅にわたって、加圧ローラ121に対向するニップ形成部材125の全面を覆っている。
In the present embodiment, the sliding
図3は本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す。
本実施形態では、図2の実施形態の定着装置構成に加えて、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部128が、ニップ形成部材125の下端側に備えられている。ここで、「下端側」とは、その部材の鉛直方向中央部よりも下側の部分を言う。より詳細には、ニップ形成部材125は断面L字形状を有し、定着ベルト126と接触するニップ形成部材125の鉛直方向底部に潤滑剤保持部128が設けられている。言い換えれば、潤滑剤保持部128はニップ形成部材125に一体化されている。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a fixing device according to another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, in addition to the fixing device configuration of the embodiment of FIG. 2, a
この構成によれば、摺動部材123よりも回転方向上流側であってニップ形成部材125の下端側において潤滑剤保持部128により潤滑剤を保持することにより、潤滑剤を摺動部材123に対して均一に供給しつつ定着ベルト126の内周に潤滑剤を塗布することが可能となり、定着ベルト126をより安定的に駆動することができる。
According to this configuration, the lubricant is held by the
潤滑剤保持部128としては、不織布のような潤滑剤の保持性と、高温に対する耐熱性を有する部材であればよいが、図3に示すように、ニップ形成部材125と定着ベルト126との間に間隙が発生しないように、すなわち定着ベルト126がニップ形成部材125から浮かないように、潤滑剤保持部128をレイアウトすることが必要となる。本実施形態では、定着ベルト126がニップ形成部材125から浮かないように、潤滑剤保持部128はニップ形成部材125に一体化されている。これにより、潤滑剤保持部128に起因する不要な熱損失が生じる恐れは無い。
The
一方、特許文献2に記載の定着装置では、図7に示されるように、潤滑剤gを保持した突起部材35を、ニップ形成部材32と加圧ローラ34とが圧接される位置よりも、定着ベルト33の移動方向上流側の位置において定着ベルト33の内周面に接触させるように設け、加熱ローラ31によって加熱された定着ベルト33と固定部材32aとの接触を防止している。また、加熱ローラ31をニップ形成部材32よりも上側における定着ベルト33の移動方向下流側の位置に設けている。しかし、特許文献2の定着装置構成では、加熱ローラ31によって加熱された定着ベルト33が、ニップ形成部材32と加圧ローラ34との間に導かれる前に突起部材35に接触するため、加熱された定着ベルト33の熱が突起部材35に流れ、不要な熱損失が生じる恐れがある。
On the other hand, in the fixing device described in Patent Document 2, as shown in FIG. 7, the
図4は本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す。
本実施形態では、摺動部材123が、定着ニップNの全幅にわたって、加圧ローラ121に対向するニップ形成部材125の一部の面を覆っており、摺動部材123は潤滑剤保持部128よりも鉛直方向上側に位置している。その他の定着装置構成は図2の実施形態の定着装置構成と同じである。このような構成においても、摺動部材123を潤滑剤保持部128よりも鉛直方向上側に配置することにより、前述した課題を解決することができる。すなわち、潤滑剤は潤滑剤保持部128の近傍に溜り、加熱ローラ122の近傍に滞留しないため、加熱ローラ122と定着ベルト126内周の間でのスリップや搬送ムラが発生しにくくなり、ジター画像等の異常画像の発生を防止することが可能となる。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of a fixing device according to another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the sliding
また、用紙Pを鉛直方向上方に移動させながら定着する定着装置においては、図4に示すように、潤滑剤保持部128を定着装置105内で摺動部材123よりも鉛直方向下側に配置することにより、摺動部材123の回転方向上流且つ近傍に配置した潤滑剤保持部128によって安定した潤滑剤の供給が可能となるとともに、加熱ローラ122周辺への潤滑剤の回り込みも防止することができる。
Further, in the fixing device for fixing the paper P while moving it upward in the vertical direction, as shown in FIG. 4, the
図5は本発明の別な実施形態に係る定着装置の断面図を示す。
本実施形態では、図4の実施形態の定着装置構成に加えて、定着ベルトの内周面の潤滑剤を掻き取る掻き取り部材129が、定着ベルト126の回転方向において加熱ローラ122の上流側に配置されている。これにより、さらに効率的に潤滑剤を循環させることが可能となる。すなわち、ニップ形成部材125から加熱ローラ122までの間で潤滑剤を掻き取ることにより、潤滑剤が加熱ローラ122に供給されることを防止でき、加熱ローラ122と定着ベルト126の接触部でのスリップや搬送ムラをより効果的に防止でき、ジター画像等の異常画像の発生を防止することが可能となる。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of a fixing device according to another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, in addition to the fixing device configuration of the embodiment shown in FIG. 4, a scraping
掻き取り部材129は、例えばベルト内周全幅に当接するブレード状部材である。
掻き取り部材129によって掻き取られた潤滑剤は、重力によって掻き取り部材129の下方に落ちて潤滑剤保持部128で回収されるため、潤滑剤を無駄なく利用することができる。
The scraping
The lubricant scraped by the scraping
また、本発明の実施形態に係る画像形成装置が前述した定着装置を有することにより、異常画像を招くことなく、安定した作像が可能な画像形成装置が実現される。 Further, since the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention has the fixing apparatus described above, an image forming apparatus capable of stable image formation without causing an abnormal image is realized.
以上のように、本発明によれば、加熱ローラ122の最下端部がニップ形成部材125の最下端部より高い位置にあることで、定着ベルト126の内周面に塗布した潤滑剤はニップ形成部材125の下側に溜り、加熱ローラ122の近傍に滞留しない。そのため、潤滑剤に起因する加熱ローラ122と定着ベルト126とのスリップや搬送ムラを発生しにくくし、ジター画像等の異常画像の発生を防止することができる。
As described above, according to the present invention, the lowermost end of the
105 定着装置
121 加圧ローラ(加圧部材)
122 加熱ローラ(加熱部材)
123 摺動部材
125 ニップ形成部材
126 定着ベルト(定着部材)
105
122 Heating roller (heating member)
123 Sliding
Claims (6)
前記定着部材を介して前記ニップ形成部材に圧接した回転可能な加圧部材と、を備え、
縦方向に搬送される記録媒体上のトナー画像を、前記定着部材と前記加圧部材により形成される定着ニップで定着させる定着装置において、
前記定着部材の内面に潤滑剤が塗布されており、
前記ニップ形成部材は、前記定着部材の内面との対向面に摺動部材を有し、
前記摺動部材は、少なくとも前記定着部材の内面との摺動面にコーティングを施された板金部材であり、
前記加熱部材の最下端部が、前記ニップ形成部材の最下端部より高い位置にあることを特徴とする定着装置。 A rotatable fixing member wrapped around a heating member and a nip forming member,
A rotatable pressurizing member that is pressed against the nip forming member via the fixing member.
In a fixing device for fixing a toner image on a recording medium conveyed in the vertical direction with a fixing nip formed by the fixing member and the pressure member.
Lubricant is applied to the inner surface of the fixing member.
The nip forming member has a sliding member on a surface facing the inner surface of the fixing member.
The sliding member is a sheet metal member whose sliding surface with at least the inner surface of the fixing member is coated.
A fixing device characterized in that the lowermost end portion of the heating member is located at a position higher than the lowermost end portion of the nip forming member.
An image forming apparatus comprising the fixing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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