JP3783484B2 - Belt fuser - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて用紙等の記録材にトナー画像を形成することのできるプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる定着器、より詳しくは加熱される定着ベルトを用いたベルト定着器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いて用紙等の記録材上にトナー画像を形成する画像形成装置は、回転駆動される感光体と、この感光体に露光して表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー画像となす現像手段と、そのトナー画像を記録材に転写させる転写手段と、この転写手段によりトナー画像が転写された記録材を通過させつつ加熱して記録材上にトナー画像を定着させる定着器とを有している。
【0003】
定着器は、通常、加熱される回転体と、これに圧接されている回転体とを有しており、これら両回転体によって、通過する記録材を挟圧しつつ加熱し、記録材上のトナー画像を記録材上に溶融定着させるようになっている。
このような定着器においては、2つの回転体に周速差があると、その挟圧部(圧接部)を通過する記録材上のトナー画像に擦れが生じて画像が乱れることから、2つの回転体とも駆動するということはなされておらず、一方の回転体のみを駆動し、他方の回転体はこれに従動させる構成が採用されている。
また、加熱される回転体がローラであると、その初期的な加熱に長時間を要することから、加熱される回転体を無端ベルト(定着ベルト)として、その初期的加熱時間を短縮したベルト定着器が知られている。
【0004】
図9はベルト定着器の第1例を示す図である(特開平9−138600号公報)。
このベルト定着器は、無端状の耐熱ベルト6と、このベルト6をその内側から支持するローラ7a,7bと、ベルト6を加熱するローラ8と、ベルト6の外周面に接する加圧ローラ9とを有しており、加圧ローラ9がモータMで矢印a方向に回転駆動され、ベルト6が加圧ローラ9に従動する。
トナー画像が形成された記録材は、ベルト6と加圧ローラ9との圧接部Nに矢印bで示すように供給され、圧接部Nを通ることでトナー画像が加熱溶融されて記録材上に定着させられる。
図10はベルト定着器の第2例を示す図である(特開平8−334997号公報)。
このベルト定着器は、回転駆動される定着ローラ2と、ヒータを内蔵した加熱ローラ3との間に定着ベルト1を巻掛け張架し、定着ベルト1を介して定着ローラ2に加圧ローラ4を圧接させ、この圧接部Nに、トナー画像Tが形成された記録材Sを図示矢印方向に通し、前記トナー画像Tを加熱溶融して記録材S上に定着させるようになっている。
また、この定着器は、記録材上のトナーが定着ベルト1の表面に転移してしまうという現象(いわゆるオフセット現象)を防止するために、定着ベルト1の表面に離型剤としてシリコーンオイル等の離型オイルを塗布するオイル塗布ローラ5を備えている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図9に示した従来のベルト定着器では、回転駆動される加圧ローラ9とこれに従動するベルト6との圧接部Nに、比較的滑り易い記録材、例えば、合成樹脂製シートが供給されると、この滑り易い記録材の介在によって、駆動側の加圧ローラ9と記録材との間および/または記録材と従動側のベルト6との間でスリップが生じ、そのために加圧ローラ9とベルト6との間に周速差が生じ、結果として安定した定着動作がなされなくなってしまうおそれがある。
同様に、図10に示した従来のベルト定着器では、定着ローラ2で駆動されるベルト1とこれに従動する加圧ローラ4との圧接部Nに、比較的滑り易い記録材が供給されると、この滑り易い記録材の介在によって、駆動側のベルト1と記録材との間および/または記録材と従動側の加圧ローラ4との間でスリップが生じ、そのためにベルト1と加圧ローラ4との間に周速差が生じ、結果として安定した定着動作がなされなくなってしまうおそれがある。
特に、図10に示したベルト定着器では、ベルト1の表面に離型オイルが塗布されるので、上記スリップが助長される。また、ベルト1の表面に塗布されたオイルは前記圧接部Nの端部N’に徐々に侵入し、当該端部N’における定着ローラ2と加圧ローラ4との摩擦力を低減させるので、上記スリップがより一層助長されることとなる。
本発明の目的は、以上のような問題を解決し、安定した定着動作がなされるベルト定着器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載のベルト定着器は、加熱される定着ベルトと、この定着ベルトに圧接される回転体とを有し、これら定着ベルトと回転体のうち一方が駆動され、他方が従動し、トナー画像が形成された記録材を、前記定着ベルトと回転体との圧接部の中央部に通して、前記トナー画像を加熱溶融し記録材上に定着させる定着器であって、
前記回転体の両端部に、その周方向に沿って、回転体の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有するテープ状の高グリップ部材が巻き付け固着されており,かつ,前記テープ状の高グリップ部材の巻き付け始端部と終端部とが、重なり合っていないことを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、前記回転体の両端部に、その周方向に沿って、回転体の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有するテープ状の高グリップ部材が巻き付け固着されており,かつ,前記テープ状の高グリップ部材の巻き付け始端部と終端部とが、相対向して傾斜していることを特徴とする。
【0007】
【作用効果】
請求項1記載のベルト定着器によれば、トナー画像が形成された記録材が、一方が駆動され他方が従動する、加熱される定着ベルトとこの定着ベルトに圧接される回転体との圧接部の中央部を通過することにより、前記トナー画像が加熱溶融されて記録材上に定着させられる。
そして、前記回転体の両端部には、その周方向に沿って、高グリップ部材が固着されているので、回転体の両端部には、前記定着ベルトに対する高グリップ部が形成されることとなる。
したがって、上記定着ベルトと回転体との圧接部の中央部に、比較的滑り易い記録材が供給され、この滑り易い記録材の介在によって、駆動側の定着ベルト(または回転体)と記録材との間および/または記録材と従動側の回転体(または定着ベルト)との間でスリップが生じそうになったとしても、前記高グリップ部の作用によって駆動側の定着ベルト(または回転体)に対する従動側の回転体(または定着ベルト)の従動性が向上し、定着ベルトと回転体とが略同一の周速で回転することとなる。このため、上記スリップが防止され(少なくとも著しく生じ難くなり)、結果として安定した定着動作がなされることとなる。したがってまた、記録材上のトナー画像に擦れが生じにくくなって画像乱れがほとんど生じなくなる。
しかも、前記高グリップ部材は、回転体の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有しているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、この種の定着器においては、その作動時に回転体が加熱されて高温(例えば150〜200°C程度)に達することとなるので、仮に、回転体の端部に固着された高グリップ部材の熱膨張率が、回転体の熱膨張率と大きく異なっているとすると、両者の熱膨張差によって両者の固着面に歪みが発生し、回転体の端部が破損しやすくなったり、高グリップ部材が回転体から剥がれやすくなってしまうという問題が生ずるおそれがある。
これに対し、この請求項1記載のベルト定着器によれば、高グリップ部材が、回転体の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有している(回転体の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有する材料で構成されている)ので、両者の熱膨張差による両者の固着面に生じる歪みがほとんどなくなるかあるいは極めて小さくなる。したがって、回転体の端部が破損したり、高グリップ部材が回転体から剥がれてしまうという不具合が生じ難くなり、結果として、定着器の耐久性が向上することとなる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
<第1の実施の形態>
図1は本発明に係るベルト定着器の第1の実施の形態を示す概略側面図、図2は主要部の概略斜視図である。
【0009】
この定着器100は、加熱される定着ベルト110と、この定着ベルト110に圧接される回転体としての加圧ローラ120とを有し、トナー画像(図示せず)が形成された記録材Sを、矢印S1で示すように定着ベルト110と加圧ローラ120との圧接部Nの中央部N1に通して、トナー画像を加熱溶融し記録材S上に定着させるようになっている。
この実施の形態の定着器100は、前記圧接部Nにおいて定着ベルト110を内方から支持するバックアップ部材としてのバックアップローラ130と、定着ベルト110を加熱する加熱手段としての加熱ローラ140とを有しており、定着ベルト110は、バックアップローラ130と加熱ローラ140との間に張架されている。
150はオイル塗布手段としてのオイル塗布ローラであり、定着ベルト110の表面に離型オイルを塗布するようになっている。
【0010】
これら定着ベルト110および各ローラを回転させるための駆動ローラとしては、オイル塗布ローラ150以外のローラであればどのローラを用いることもできるが、この実施の形態では、加圧ローラ120を駆動ローラとして用いている。
すなわち、加圧ローラ120は、図示しない駆動手段によって図1の矢印方向(反時計方向)に回転駆動され、バックアップローラ130、定着ベルト110、加熱ローラ140、およびオイル塗布ローラ150が従動するようになっている。具体的には、加圧ローラ120に対して定着ベルト110およびバックアップローラ130が圧接されていることにより、定着ベルト110およびバックアップローラ130が加圧ローラ120に従動し、定着ベルト110が加熱ローラ140に巻き掛けられていることにより、加熱ローラ140が定着ベルト110に従動し、定着ベルト110に対してオイル塗布ローラ150が圧接されていることにより、オイル塗布ローラ150が定着ベルト110に従動するようになっている。
図1において、111はバックアップローラ130への巻掛け部における定着ベルト110の表面温度を検出するためのサーミスタである。このサーミスタ111は加圧ローラ120との圧接部Nの上流側に設けられている。
【0011】
定着ベルト110は耐熱性のベルトであり、無端状のベルト基体112と、このベルト基体112の幅方向(図2において左右方向であり各ローラの軸線方向)における中央部112aの表面に被覆された表層113とを備えている。
ベルト基体112は、例えば導電性を有するポリイミドで構成する。
表層113は、ベルト基体112の幅方向における中央部112aに高離型材料(記録材およびトナーに対する剥離性に優れた材料であり、例えばシリコーンゴム)をコーティングすることによって形成してある。
【0012】
バックアップローラ130は、金属製の芯材131と、この芯材131の表面に設けられた比較的肉厚の弾性層132とを有しており、芯材131の軸131aで定着器100のフレームの側板101に対して回転可能に支持されている。
加熱ローラ140は、熱伝導性に優れた材料(例えばアルミニウム)でパイプ状に形成されており、その内部に熱源であるハロゲンランプ141が配置されている。この加熱ローラ140は、定着ベルト110の巻掛け部において定着ベルト110を急速に加熱することが可能である。この実施の形態の加熱ローラ140はテンションローラとして構成されており、図示しない適宜の付勢手段で定着ベルト110の張り方向に付勢されている。なお、図1において、143は加熱ローラ140の温度を検出するためのサーミスタである。
【0013】
加圧ローラ120は、パイプ状の熱伝導性に優れた芯材121と、この芯材121の表面に設けられた比較的肉薄で前記バックアップローラ130の弾性層132よりは硬い弾性層122と、この弾性層122の表面に形成された、記録材およびトナーに対する剥離性に優れた表層122aとを備え、芯材121の内部に熱源であるハロゲンランプ123が配置されている。
加圧ローラ120は、定着器100のフレーム側板101に対して回転可能に支持されており、この定着器100が取り付けられる画像形成装置本体(図示せず)に設けられた図示しない駆動手段によって図1の矢印方向(反時計方向)に回転駆動される。なお、加圧ローラ120は、その半径方向へは移動不能に取り付けられており、弾性層122および前記バックアップローラ130の弾性層132の弾性力で、定着ベルト110を介してバックアップローラ130に圧接されている。その圧接部Nは、バックアップローラ130の弾性層132が加圧ローラ120の弾性層122よりも肉厚で柔らかいことから、バックアップローラ130側に凸状に形成される。図1において、124は加圧ローラ120の表面温度を検出するためのサーミスタである。
【0014】
フレーム101には、図示しない画像形成装置の転写部でトナー画像が形成(転写)された記録材Sを定着ベルト110と加圧ローラ120との圧接部(ニップ部)Nの中央部N1に導く、ガイド102が設けられている。また、圧接部Nの下流側には、排紙ローラ対103と、定着後の記録材Sを図示しない画像形成装置の排紙経路に導くガイド104とが設けられている。なお、上記各サーミスタは、図示しない画像形成装置の制御部に接続されており、各サーミスタからの検出温度に応じ、制御部によって前記各熱源123,141への通電量が制御されるようになっている。
【0015】
この実施の形態の主な特徴は加圧ローラ120の端部の構造にあるので、それについて説明する。
図3(a)は加圧ローラ120の部分斜視図、(b)は高グリップ部材の展開正面図、図4(a)は図3におけるIVa−IVa断面図である。
【0016】
図2〜図4に示すように、加圧ローラ120の両端部には、テープ状の高グリップ部材Gが巻き付けられて固着されている。
高グリップ部材Gは、表面に凹凸を有するテープ状のものであり、加圧ローラ120の弾性層122と略同じ熱膨張率を有する材料で構成されている。例えば、シリコーンゴム、またはフッ素ゴム、フッ素樹脂で構成する。
高グリップ部材Gの表面に形成する凹凸のパターンは適宜のパターンを採用することができる。例えば、図5(a)(b)(c)に示すような凹凸パターンを採用することができる。なお、図5(d)は図(a)に示す高グリップ部材Gの側面図であり、このようなパターンを採用する場合には、その周方向におけるピッチP(図(d)参照)は、定着ベルト110と加圧ローラ120との圧接部Nの周方向長さよりも短く構成する。図5(d)において、115は高グリップ部材Gの裏面に予め塗布された接着剤である。
【0017】
この実施の形態では、図3(b)に示すようなテープ状高グリップ部材Gを、加圧ローラ120の端部にその周方向に沿って、接着剤115を介して巻き付けて接着剤115で固着してある。接着剤115としては、シリコーンゴム系またはフッ素系の接着剤を用いることが望ましい。
また、この実施の形態では、図3(a)および図4(a)に示すように、テープ状高グリップ部材Gの巻き付け始端部G1と終端部G2とが重なり合わないように巻き付けて固着してある。したがって、巻き付け始端部G1と終端部G2との間には、多少の隙間Cが形成されるが、この隙間Cは極力少なくする(少なくとも定着ベルト110と加圧ローラ120との圧接部Nの周方向長さよりも短くする)ことが望ましい。
なお、図4(b)に示すように、巻き付け始端部G1と終端部G2とが重なり合うように巻き付けて固着してもかまわないが、このようにすると、巻き付け始端部G1と終端部G2との重畳部分G3が厚くなるため、この重畳部分G3が定着ベルト110と圧接している時期とそれ以外の時期とで、従動側の定着ベルト110に速度変動が生じるおそれがあり、また、前記重畳部分G3が定着ベルト110に圧接した際には、重畳部分G3と対向する部位において定着ベルト110に応力が集中して定着ベルト110の耐久性が低下してしまうおそれがあるので、望ましくはない。
【0018】
この実施の形態による定着器100によれば、次のような作用効果が得られる。
(a)トナー画像が形成された記録材Sが、一方が駆動され他方が従動する、加熱される定着ベルト110とこの定着ベルト110に圧接される回転体としての加圧ローラ120との圧接部Nの中央部N1を通過することにより、前記トナー画像が加熱溶融されて記録材S上に定着させられる。
そして、加圧ローラ120の両端部には、その周方向に沿って、高グリップ部材Gが固着されているので、加圧ローラ120の両端部には、定着ベルト110に対する高グリップ部(G)が形成されることとなる。
したがって、定着ベルト110と加圧ローラ120との圧接部Nの中央部N1に、比較的滑り易い記録材Sが供給され、この滑り易い記録材Sの介在によって、駆動側の加圧ローラ120と記録材Sとの間および/または記録材Sと従動側の定着ベルト110との間でスリップが生じそうになったとしても、前記高グリップ部Gの作用によって駆動側の加圧ローラ120に対する従動側の定着ベルト110の従動性が向上し、定着ベルト110と加圧ローラ120とが略同一の周速で回転することとなる。このため、上記スリップが防止され(少なくとも著しく生じ難くなり)、結果として安定した定着動作がなされることとなる。したがってまた、記録材S上のトナー画像に擦れが生じにくくなって画像乱れがほとんど生じなくなる。
しかも、高グリップ部材Gは、加圧ローラ120の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有しているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、この種の定着器においては、その作動時に加圧ローラ120が加熱されて高温(例えば150〜200°C程度)に達することとなるので、仮に、加圧ローラ120の端部に固着された高グリップ部材Gの熱膨張率が、加圧ローラ120の熱膨張率と大きく異なっているとすると、両者の熱膨張差によって両者の固着面(115)に歪みが発生し、加圧ローラ120の端部が破損しやすくなったり、高グリップ部材Gが加圧ローラ120から剥がれやすくなってしまうという問題が生ずるおそれがある。
これに対し、このベルト定着器100によれば、高グリップ部材Gが、加圧ローラ120の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有している(加圧ローラ120の弾性層122の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有する材料で構成されている)ので、両者の熱膨張差による両者の固着面に生じる歪みがほとんどなくなるかあるいは極めて小さくなる。したがって、加圧ローラ120の端部が破損したり、高グリップ部材Gが加圧ローラ120から剥がれてしまうという不具合が生じ難くなり、結果として、定着器の耐久性が向上することとなる。
【0019】
この点について、図6,図7を参照して詳しく説明する。
図6(a)〜(d)はそれぞれ加圧ローラ120端部の断面図で、(a)は定着器が作動する前(加圧ローラ120が加熱される前)の状態を示している。(b)〜(d)はそれぞれ定着器が作動した場合(加圧ローラ120が加熱された場合)の状態を示しており、(b)はこの実施の形態の構成の場合を、(c)は高グリップ部材Gの熱膨張率が加圧ローラ120(弾性層122)の熱膨張率よりも大きい場合を、(d)は高グリップ部材Gの熱膨張率が加圧ローラ120の熱膨張率よりも小さい場合を示している。
図7(a)〜(d)はそれぞれ加圧ローラ120端部の側面図で、(a)は定着器が作動する前(加圧ローラ120が加熱される前)の状態を示している。(b)〜(d)はそれぞれ定着器が作動した場合(加圧ローラ120が加熱された場合)の状態を示しており、(b)はこの実施の形態の構成の場合を、(c)は高グリップ部材Gの熱膨張率が加圧ローラ120の熱膨張率よりも大きい場合を、(d)は高グリップ部材Gの熱膨張率が加圧ローラ120の熱膨張率よりも小さい場合を示している。
図6(c)および図7(c)に示すように、高グリップ部材Gの熱膨張率が、定着ベルト110の熱膨張率よりも大きくなっている場合には、両者の熱膨張差ΔL2によって両者の固着面(115)に歪み(ΔL2/L)が発生し、加圧ローラ120端部が破損しやすくなったり、図7(c)に示すように、高グリップ部材Gが加圧ローラ120から剥がれやすくなってしまう。剥がれた部位を符号G5で示す。
また、図6(d)および図7(d)に示すように、高グリップ部材Gの熱膨張率が、加圧ローラ120の熱膨張率よりも小さくなっている場合には、両者の熱膨張差ΔL3によって両者の固着面(115)に歪み(ΔL3/L)が発生し、やはり加圧ローラ120端部が破損しやすくなる。また、この場合には、高グリップ部材Gが加圧ローラ120から剥がれやすくなってしまうばかりでなく、図7(d)に示すように、巻き付け始端部G1と終端部G2との間の隙間Cが大きくなってしまうおそれがある。
これに対し、この実施の形態のベルト定着器100によれば、高グリップ部材Gが、加圧ローラ120の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有しているので、図6(b)に示すように、両者とも略同一長さΔL1だけ熱膨張する。したがって、図6(b)および図7(b)に示すように、両者の熱膨張差による両者の固着面に生じる歪みがほとんどなくなるかあるいは極めて小さくなり、加圧ローラ120の端部が破損したり、高グリップ部材Gが加圧ローラ120から剥がれてしまうという不具合が生じ難くなる。また、上記隙間Cが大きくなってしまうということもなくなる。
(b)高グリップ部は、加圧ローラ120の両端部に、テープ状の高グリップ部材Gを巻き付けて固着するだけで構成することができるので、例えば加圧ローラ120の端部にリング状の高グリップ部材(図示せず)を嵌め合わせて固着したり、加圧ローラ120の端部自体を、これが高グリップ部となるように加工したりする場合に比べて定着ベルトの製造(したがって定着器の製造)が簡単になる。
(c)テープ状の高グリップ部材Gの巻き付け始端部G1と終端部G2とが重なり合っていないので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、先に図4(b)を参照して説明したように、テープ状の高グリップ部材Gの巻き付け始端部G1と終端部G2とが重なり合っていたとすると、その重畳部分G3が厚くなるため、この重畳部分G3が定着ベルト110と圧接している時期とそれ以外の時期とで、従動側の定着ベルト110に速度変動が生じるおそれがある。
また、重畳部分G3が定着ベルト110に圧接した際には、前記重畳部分G3と対向する部位において定着ベルト110に応力が集中することとなるので、定着ベルト110の耐久性が低下してしまうおそれがある。
これに対し、この実施の形態のベルト定着器100によれば、前記テープ状の高グリップ部材Gの巻き付け始端部G1と終端部G2とが重なり合ってはいないので、従動側の定着ベルト110に速度変動が生じ難くなるとともに、定着ベルト110に応力が集中し難くなって、定着ベルト110の耐久性も低下し難くなる。
(d)定着ベルト110の表面に離型オイルを塗布するオイル塗布手段150が設けられているので、オフセット現象が生じ難くなる。
前述したように、定着ベルト110の表面に離型オイルが塗布される構成とすると、このオイルが定着ベルト110と加圧ローラ120との圧接部Nの端部に徐々に侵入して行くこととなるが、この実施の形態によれば、加圧ローラ120の両端部に高グリップ部材Gが設けられているので、上記スリップは生じ難くなる。
しかしながら、オイル塗布ローラ150によるオイル塗布幅は、加圧ローラ120両端部の高グリップ部材Gにかからない幅とすることが望ましく、さらに通紙領域幅(記録材Sの幅)よりも小さくすることが望ましい。
【0020】
<第2の実施の形態>
図8は本発明に係るベルト定着器の第2の実施の形態の要部を示す図で、(a)は加圧ローラ120の部分正面図、(b)はテープ状の高グリップ部材Gの展開図である。図8において、上記第1の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態が上記第1の実施の形態と異なる点は、テープ状の高グリップ部材Gの巻き付け始端部G1と終端部G2とが、相対向して傾斜している点にあり、その他の点に変わりはない。すなわち、この実施の形態におけるテープ状の高グリップ部材Gの巻き付け始端部G1および終端部G2は加圧ローラ120の軸線方向と平行とはなっていない。
この実施の形態によれば、上記第1の実施の形態により得られる作用効果に加え、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、仮に、テープ状の高グリップ部材Gの巻き付け始端部G1と終端部G2とが傾斜していないとすると、前記始端部G1と終端部G2との間に形成されている隙間C部分が定着ベルト110と圧接している時期とそれ以外の時期とで、従動側の定着ベルト110に速度変動が生じるおそれがある。例えば、仮に上記第1の実施の形態にける前述した隙間Cが、定着ベルト110と加圧ローラ120との圧接部Nの周方向長さよりも長くなっているとすると、上記速度変動が生じるおそれは大きくなる。
これに対し、この第2の実施の形態によれば、テープ状の高グリップ部材Gの巻き付け始端部G1と終端部G2とが、相対向して傾斜しているので、従動側の定着ベルト110に速度変動が生じ難くなる。
【0021】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
例えば、オイル塗布手段は設けなくてもかまわない。
【0022】
【発明の効果】
請求項1記載のベルト定着器によれば、安定した定着動作がなされることとなる。しかも、定着器の耐久性が向上する。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るベルト定着器の第1の実施の形態を示す概略側面図。
【図2】主要部の概略斜視図。
【図3】(a)は加圧ローラ120の部分斜視図、(b)は高グリップ部材の展開正面図。
【図4】(a)は図3におけるIVa−IVa断面図、(b)は巻き付け始端部G1と終端部G2とが重なり合った状態の断面図。
【図5】(a)(b)(c)は、それぞれ、高グリップ部材Gの表面に形成する凹凸パターンを示す図、(d)は図(a)に示す高グリップ部材Gの側面図。
【図6】(a)〜(d)はそれぞれ加圧ローラ120端部の断面図で、作用説明図。
【図7】(a)〜(d)はそれぞれ加圧ローラ120端部の側面図で、作用説明図。
【図8】本発明に係るベルト定着器の第2の実施の形態の要部を示す図で、(a)は加圧ローラ120の部分正面図、(b)は高グリップ部材Gの展開図。
【図9】従来技術の説明図。
【図10】従来技術の説明図。
【符号の説明】
S 記録材
100 定着器
110 定着ベルト
120 加圧ローラ(回転体)
G 高グリップ部材
N 圧接部
N1 圧接部の中央部
N2 圧接部の端部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine capable of forming a toner image on a recording material such as paper using an electrophotographic technique, more specifically, a fixing belt to be heated. The present invention relates to the belt fixing device used.
[0002]
[Prior art]
In general, an image forming apparatus that forms a toner image on a recording material such as paper using electrophotographic technology is a rotationally driven photoreceptor, and exposure that exposes the photoreceptor to form an electrostatic latent image on the surface. Means, developing means for developing the electrostatic latent image into a toner image, transfer means for transferring the toner image onto a recording material, and heating while passing the recording material onto which the toner image has been transferred by the transfer means And a fixing device for fixing the toner image on the recording material.
[0003]
The fixing device usually has a rotating body to be heated and a rotating body that is pressed against the rotating body. The two rotating bodies heat the recording material passing therethrough while sandwiching it, and the toner on the recording material An image is melted and fixed on a recording material.
In such a fixing device, if there is a difference in peripheral speed between the two rotating members, the toner image on the recording material passing through the pinching portion (pressure contact portion) is rubbed and the image is disturbed. It is not said that the rotating body is driven, and a configuration is adopted in which only one rotating body is driven and the other rotating body is driven.
In addition, if the rotating body to be heated is a roller, it takes a long time for the initial heating, so the heated rotating body is used as an endless belt (fixing belt), and the belt fixing in which the initial heating time is shortened. The vessel is known.
[0004]
FIG. 9 is a view showing a first example of a belt fixing device (Japanese Patent Laid-Open No. 9-138600).
This belt fixing device includes an endless heat-
The recording material on which the toner image has been formed is supplied to the pressure contact portion N between the
FIG. 10 is a view showing a second example of a belt fixing device (Japanese Patent Laid-Open No. 8-334997).
In this belt fixing device, a fixing belt 1 is wound and stretched between a rotationally driven
In addition, this fixing device uses a silicone oil or the like as a release agent on the surface of the fixing belt 1 in order to prevent a phenomenon that the toner on the recording material is transferred to the surface of the fixing belt 1 (so-called offset phenomenon). An
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional belt fixing device shown in FIG. 9, a relatively slippery recording material, for example, a synthetic resin sheet, is supplied to the pressure contact portion N between the
Similarly, in the conventional belt fixing device shown in FIG. 10, a relatively slippery recording material is supplied to the pressure contact portion N between the belt 1 driven by the
In particular, in the belt fixing device shown in FIG. 10, since the release oil is applied to the surface of the belt 1, the slip is promoted. Further, the oil applied to the surface of the belt 1 gradually enters the end N ′ of the pressure contact portion N, and reduces the frictional force between the
An object of the present invention is to provide a belt fixing device that solves the above-described problems and can perform a stable fixing operation.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a belt fixing device according to claim 1 has a heated fixing belt and a rotating body pressed against the fixing belt, and one of the fixing belt and the rotating body is driven. And a fixing device that passes the recording material on which the other is driven and a toner image is passed through the central portion of the press-contact portion between the fixing belt and the rotating body to heat and melt the toner image and fix it on the recording material. And
A tape-like high grip member having a thermal expansion coefficient substantially equal to the thermal expansion coefficient of the rotary body is wound around and fixed to both ends of the rotary body along the circumferential direction thereof , and the tape-like high grip is provided. The winding start end portion and the end end portion of the member do not overlap each other.
According to a second aspect of the present invention, a tape-like high grip member having a thermal expansion coefficient substantially the same as the thermal expansion coefficient of the rotating body is wound around and fixed to both ends of the rotating body along the circumferential direction thereof. In addition, the winding start end portion and the end end portion of the tape-shaped high grip member are inclined opposite to each other.
[0007]
[Function and effect]
According to the belt fixing device of claim 1, a recording material on which a toner image is formed is pressed on one side and driven on the other side between a heated fixing belt and a rotating body pressed against the fixing belt. By passing through the central portion of the toner image, the toner image is heated and melted and fixed on the recording material.
And since the high grip member is being fixed to the both ends of the said rotary body along the circumferential direction, the high grip part with respect to the said fixing belt will be formed in the both ends of the rotary body. .
Therefore, a relatively slippery recording material is supplied to the central portion of the pressure contact portion between the fixing belt and the rotating body, and the drive side fixing belt (or the rotating body) and the recording material are interposed by the slippery recording material. Even if a slip is likely to occur between the recording medium and / or between the recording material and the driven-side rotator (or fixing belt), the high-grip portion acts on the driving-side fixing belt (or rotator). The followability of the driven rotating body (or fixing belt) is improved, and the fixing belt and the rotating body rotate at substantially the same peripheral speed. For this reason, the slip is prevented (at least significantly less likely to occur), and as a result, a stable fixing operation is performed. Therefore, the toner image on the recording material is hardly rubbed, and image distortion hardly occurs.
Moreover, since the high grip member has substantially the same thermal expansion coefficient as that of the rotating body, the following effects can be obtained.
That is, in this type of fixing device, the rotating body is heated to reach a high temperature (for example, about 150 to 200 ° C.) during its operation, and therefore, the high grip member fixed to the end of the rotating body is assumed. If the thermal expansion coefficient of the rotating body is significantly different from the thermal expansion coefficient of the rotating body, the fixing surface of both of them will be distorted due to the difference in thermal expansion between them, and the end of the rotating body will be easily damaged or high grip There is a possibility that a problem that the member is easily peeled off from the rotating body may occur.
On the other hand, according to the belt fixing device of the first aspect, the high grip member has a thermal expansion coefficient substantially the same as the thermal expansion coefficient of the rotating body (the same thermal expansion coefficient as that of the rotating body). Therefore, the distortion generated on the fixing surfaces of the two due to the difference in thermal expansion between them is almost eliminated or extremely reduced. Therefore, it is difficult to cause a problem that the end of the rotating body is damaged or the high grip member is peeled off from the rotating body, and as a result, the durability of the fixing device is improved.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of a belt fixing device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view of a main part.
[0009]
The fixing
The fixing
An
[0010]
As the driving roller for rotating the fixing
That is, the
In FIG. 1,
[0011]
The fixing
The belt base 112 is made of, for example, conductive polyimide.
The surface layer 113 is formed by coating the
[0012]
The
The
[0013]
The
The
[0014]
On the
[0015]
The main feature of this embodiment is the structure of the end of the
3A is a partial perspective view of the
[0016]
As shown in FIGS. 2 to 4, a tape-like high grip member G is wound around and fixed to both ends of the
The high grip member G is a tape-shaped member having an uneven surface, and is made of a material having substantially the same thermal expansion coefficient as the
As the uneven pattern formed on the surface of the high grip member G, an appropriate pattern can be adopted. For example, an uneven pattern as shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C can be employed. 5D is a side view of the high grip member G shown in FIG. 5A. When such a pattern is adopted, the pitch P in the circumferential direction (see FIG. 5D) is: The circumferential length of the press contact portion N between the fixing
[0017]
In this embodiment, a tape-shaped high grip member G as shown in FIG. 3B is wound around the end of the
Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 3A and 4A, the winding start end G1 and the end end G2 of the tape-like high grip member G are wound and fixed so as not to overlap each other. It is. Accordingly, a slight gap C is formed between the winding start end portion G1 and the end end portion G2, but this gap C is reduced as much as possible (at least around the pressure contact portion N between the fixing
As shown in FIG. 4 (b), the winding start end G1 and the terminal end G2 may be wound and fixed so as to overlap each other. Since the overlapping portion G3 becomes thick, there is a possibility that speed fluctuation will occur in the driven fixing
[0018]
According to the
(A) A pressure contact portion between a
Since the high grip member G is fixed to both ends of the
Accordingly, the relatively slippery recording material S is supplied to the central portion N1 of the pressure contact portion N between the fixing
In addition, since the high grip member G has a coefficient of thermal expansion substantially the same as that of the
That is, in this type of fixing device, the
On the other hand, according to the
[0019]
This point will be described in detail with reference to FIGS.
6A to 6D are cross-sectional views of the end portion of the
FIGS. 7A to 7D are side views of the end portion of the
As shown in FIGS. 6C and 7C, when the coefficient of thermal expansion of the high grip member G is larger than the coefficient of thermal expansion of the fixing
Further, as shown in FIGS. 6D and 7D, when the thermal expansion coefficient of the high grip member G is smaller than the thermal expansion coefficient of the
On the other hand, according to the
(B) Since the high grip portion can be configured by simply winding and fixing the tape-like high grip member G around both ends of the
(C) Since the winding start end portion G1 and the end end portion G2 of the tape-like high grip member G are not overlapped, the following effects can be obtained.
That is, as described above with reference to FIG. 4B, if the winding start end G1 and the end end G2 of the tape-shaped high grip member G overlap each other, the overlapping portion G3 becomes thick. There is a possibility that speed fluctuation may occur in the driven fixing
Further, when the overlapping portion G3 comes into pressure contact with the fixing
On the other hand, according to the
(D) Since the oil applying means 150 for applying the release oil is provided on the surface of the fixing
As described above, when the release oil is applied to the surface of the fixing
However, the oil application width by the
[0020]
<Second Embodiment>
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing the main part of the second embodiment of the belt fixing device according to the present invention. FIG. 8A is a partial front view of the
This embodiment differs from the first embodiment in that the winding start end G1 and the end end G2 of the tape-like high grip member G are inclined to face each other. The point remains the same. That is, the winding start end G1 and the end end G2 of the tape-shaped high grip member G in this embodiment are not parallel to the axial direction of the
According to this embodiment, in addition to the operational effects obtained by the first embodiment, the following operational effects can be obtained.
That is, if the winding start end portion G1 and the end portion G2 of the tape-like high grip member G are not inclined, the gap C portion formed between the start end portion G1 and the end portion G2 is fixed. There is a possibility that the speed fluctuation of the driven fixing
On the other hand, according to the second embodiment, the winding start end G1 and the end end G2 of the tape-shaped high grip member G are inclined to face each other, and therefore, the driven fixing
[0021]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention.
For example, the oil application means may not be provided.
[0022]
【The invention's effect】
According to the belt fixing device of the first aspect, a stable fixing operation is performed. In addition, the durability of the fixing device is improved.
[0023]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of a belt fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a main part.
3A is a partial perspective view of a
4A is a cross-sectional view taken along line IVa-IVa in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view in a state where a winding start end G1 and a termination end G2 overlap each other.
FIGS. 5A, 5B, and 5C are diagrams showing uneven patterns formed on the surface of the high grip member G, and FIG. 5D is a side view of the high grip member G shown in FIG.
FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views of the end of the
FIGS. 7A to 7D are side views of the end portion of the
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a main part of a second embodiment of a belt fixing device according to the present invention, in which FIG. 8A is a partial front view of a
FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional technique.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the prior art.
[Explanation of symbols]
G High grip member N Pressure contact portion N1 Pressure contact portion central portion N2 End portion of pressure contact portion
Claims (2)
前記回転体の両端部に、その周方向に沿って、回転体の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有するテープ状の高グリップ部材が巻き付け固着されており,かつ,前記テープ状の高グリップ部材の巻き付け始端部と終端部とが、重なり合っていないことを特徴とするベルト定着器。A fixing belt to be heated, and a rotating member pressed against the fixing belt, one of the fixing belt and the rotating member being driven, the other being driven, and a recording material on which a toner image is formed, A fixing device that passes through a central portion of a pressure contact portion between a fixing belt and a rotating body, heats and melts the toner image, and fixes the toner image on a recording material;
A tape-like high grip member having a thermal expansion coefficient substantially equal to the thermal expansion coefficient of the rotary body is wound around and fixed to both ends of the rotary body along the circumferential direction thereof , and the tape-like high grip is provided. A belt fixing device, wherein a winding start end portion and a terminal end portion of the member do not overlap each other .
前記回転体の両端部に、その周方向に沿って、回転体の熱膨張率と略同じ熱膨張率を有するテープ状の高グリップ部材が巻き付け固着されており,かつ,前記テープ状の高グリップ部材の巻き付け始端部と終端部とが、相対向して傾斜していることを特徴とするベルト定着器。A fixing belt to be heated, and a rotating member pressed against the fixing belt, one of the fixing belt and the rotating member being driven, the other being driven, and a recording material on which a toner image is formed, A fixing device that passes through a central portion of a pressure contact portion between a fixing belt and a rotating body, heats and melts the toner image, and fixes the toner image on a recording material;
A tape-like high grip member having a thermal expansion coefficient substantially equal to the thermal expansion coefficient of the rotary body is wound around and fixed to both ends of the rotary body along the circumferential direction thereof , and the tape-like high grip is provided. A belt fixing device in which a winding start end portion and a terminal end portion of a member are inclined to face each other.
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