JP4534679B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関し、より詳しくは回動可能なベルト部材を備えた定着装置等に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus using, for example, an electrophotographic method, and more particularly to a fixing device including a rotatable belt member.
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体(感光体ドラム)を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像(トナー像)とし、このトナー像を感光体ドラム上から記録紙に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録紙に定着している。 In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, for example, a photosensitive member (photosensitive drum) formed in a drum shape is uniformly charged, and the photosensitive drum is controlled based on image information. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by exposure with the exposed light. The electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image) with toner, and the toner image is transferred onto the recording paper from the photosensitive drum, and then the toner image is fixed on the recording paper with a fixing device.
かかる画像形成装置に用いられる定着装置は、円筒状の芯金の内部に加熱源を備え、その芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に離型層とが積層して形成された定着ロールと、この定着ロールに対して圧接配置され、芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層とが積層して形成された加圧ロールとで構成されている。そして、定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、ロールニップ方式と呼ばれて、一般に広く利用されている。 A fixing device used in such an image forming apparatus includes a heat source inside a cylindrical metal core, and is formed by laminating a heat-resistant elastic layer on the metal core and a release layer on the outer peripheral surface thereof. The fixing roll is press-fitted to the fixing roll, and is formed by laminating a heat-resistant elastic body layer on the metal core and a release layer made of a heat-resistant resin film or a heat-resistant rubber film on the outer peripheral surface thereof. It consists of a pressure roll. Then, the recording paper carrying the unfixed toner image is passed between the fixing roll and the pressure roll, and the unfixed toner image is heated and pressed to thereby form the toner image on the recording paper. It has become established. Such a fixing device is called a roll nip system and is generally widely used.
近年、画像形成装置における高生産性やカラー化の進展、さらには両面印刷機構の普及に伴い、定着装置においても高速化への対応が要求されている。その際、ロールニップ方式の定着装置では、トナーと記録紙に充分な熱量が供給できるように、ニップ幅を定着速度に比例して広く設定することが必要となる。ニップ幅を広くする方法として、定着ロールと加圧ロールとの間の荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法、さらにはロール径を大きくする方法が考えられる。
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが生じ易い等といった画像品質上の問題がある。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでの時間(ウォームアップタイム)が長くなるという問題がある。
In recent years, with the progress of high productivity and colorization in image forming apparatuses, and the spread of double-sided printing mechanisms, it has been required that fixing apparatuses also support high speed. At that time, in the roll nip type fixing device, it is necessary to set the nip width widely in proportion to the fixing speed so that a sufficient amount of heat can be supplied to the toner and the recording paper. As a method of widening the nip width, a method of increasing the load between the fixing roll and the pressure roll, a method of increasing the thickness of the elastic layer, and a method of increasing the roll diameter are conceivable.
However, in the method of increasing the load or the method of increasing the thickness of the elastic layer, the shape of the nip width due to the deflection of the roll becomes non-uniform along the roll axis. There is a problem in image quality such as being easily generated. In addition, the method of increasing the roll diameter causes problems that the apparatus is increased in size and the time (warm-up time) until the roll is raised from room temperature to a fixable temperature is increased.
そこで、これらの問題を解消して、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現するべく、本出願人は、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと定着ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、シートの出口側を局部的に弾性変形させるように構成した定着装置に関する技術を提案している(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to solve these problems and realize a fixing device corresponding to the speeding up of the image forming apparatus, the applicant of the present invention has a rotatable fixing roll whose surface is elastically deformed and remains in contact with the fixing roll. An endless belt capable of traveling and a pressure pad arranged in a non-rotating state inside the endless belt, and the endless belt is pressed against the fixing roll so that a contact surface with the fixing roll is formed by the pressure pad. And a belt nip so that the sheet can be passed between the endless belt and the fixing roll, and a fixing device configured to locally elastically deform the exit side of the sheet on the surface of the fixing roll. The technique regarding this is proposed (for example, refer patent document 1).
かかる特許文献1に記載した定着装置(「ベルトニップ方式」という。)では、従来のロールニップ方式の定着装置における加圧ロールに代え、圧力部材である圧力パッドを用いてエンドレスベルトを定着ロールに圧接させている。このような構成を採用することにより、定着ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅が従来の定着ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができるとともに、ニップ部において均一で高いニップ圧を付与することができるので、高速化への対応が可能となり、しかも装置の小型化を図ることも容易である。 In the fixing device described in Patent Document 1 (referred to as “belt nip method”), the endless belt is pressed against the fixing roll by using a pressure pad as a pressure member instead of the pressure roll in the conventional roll nip type fixing device. I am letting. By adopting such a configuration, the width of the belt nip formed by the fixing roll and the endless belt can be easily made larger than the width of the conventional roll nip between the fixing roll and the pressure roll. Since a uniform and high nip pressure can be applied to the portion, it is possible to cope with a high speed, and it is easy to reduce the size of the apparatus.
さらには、定着ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量は小さく、加えて圧力パッドが非回転状態で配置されていることから、定着ロールから伝わる熱が外部に発散され難い構成を実現している。そのため、定着ロールの回転が開始されても、定着ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は少なく、トナーの溶融に際しての熱効率を高めることができるとともに、ベルトニップでの温度低下量も小さいことから、トナーの定着性の向上を図ることができるという利点も有している。 Furthermore, since the heat capacity of the endless belt pressed against the fixing roll is small, and the pressure pad is arranged in a non-rotating state, a configuration in which heat transmitted from the fixing roll is not easily dissipated to the outside is realized. Therefore, even when the rotation of the fixing roll is started, the amount of heat taken from the fixing roll to the endless belt side is small, the thermal efficiency at the time of melting the toner can be increased, and the amount of temperature decrease at the belt nip is also small. There is also an advantage that the fixing property of the toner can be improved.
ところで、上記したベルトニップ方式の定着装置においては、圧力部材によりエンドレスベルトを定着ロールに圧接させるに際して、圧力部材とエンドレスベルトとの間の滑り性(摺動抵抗の低減)を確保する必要がある。そのため、圧力部材とエンドレスベルトとの間に摩擦係数の小さな材質で形成された低摩擦部材を固定配置するとともに、この低摩擦部材とエンドレスベルトとの摺擦面に潤滑剤を塗布しながら摺動させている。その際の潤滑剤の供給は、圧力部材の上流側に潤滑剤塗布部材を配置して、潤滑剤塗布部材からエンドレスベルトの内周面に潤滑剤を塗布し、エンドレスベルトの回動に伴って摺動部まで潤滑剤を搬送することにより行なっている。さらには、摺動部を通過した潤滑剤を潤滑剤塗布部材で再び回収して、潤滑剤の循環利用を図っている。 By the way, in the above-described belt nip type fixing device, when the endless belt is brought into pressure contact with the fixing roll by the pressure member, it is necessary to ensure slipperiness (reduction in sliding resistance) between the pressure member and the endless belt. . Therefore, a low friction member made of a material having a small friction coefficient is fixedly disposed between the pressure member and the endless belt, and sliding is performed while applying a lubricant to the friction surface between the low friction member and the endless belt. I am letting. In this case, the lubricant is supplied by arranging the lubricant application member upstream of the pressure member, applying the lubricant from the lubricant application member to the inner peripheral surface of the endless belt, and rotating the endless belt. This is done by conveying the lubricant to the sliding part. Furthermore, the lubricant that has passed through the sliding portion is collected again by the lubricant application member, and the circulation of the lubricant is attempted.
しかしながら、低摩擦部材とエンドレスベルトとの間の摺動部には押圧力が印加されているため、かかる摺動部に供給された潤滑剤には、摺動部の外へ押し出す力が作用する。それにより、摺動部の長手方向両端部領域から潤滑剤の漏洩が生じて、潤滑剤塗布部材による潤滑剤の回収量が減少し、次第にエンドレスベルトの内周面への潤滑剤の塗布量が減少することとなる。その結果、摺動部での潤滑剤量の不足と、それによる圧力部材表面の摩耗とが生じて、圧力部材とエンドレスベルトとの間の摺動抵抗が上昇する。そのため、エンドレスベルトが回動の円滑性を失って、紙しわや画像ずれを発生させる可能性が高まるという不都合があった。
また、漏洩した潤滑剤が圧力部材を構成するシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体に浸潤することで、次第に圧力部材の弾性が失われ、ニップ部におけるニップ圧の低下を招く結果、定着画像に光沢むら等の画像不良が生じ易くなるという新たな課題も生じることとなる。
However, since a pressing force is applied to the sliding portion between the low friction member and the endless belt, a force that pushes out the sliding portion acts on the lubricant supplied to the sliding portion. . As a result, the lubricant leaks from both longitudinal end regions of the sliding portion, the amount of lubricant recovered by the lubricant application member decreases, and the amount of lubricant applied to the inner peripheral surface of the endless belt gradually increases. Will decrease. As a result, the amount of lubricant in the sliding portion is insufficient and the pressure member surface is thereby worn, and the sliding resistance between the pressure member and the endless belt increases. Therefore, there is a disadvantage that the endless belt loses the smoothness of rotation and the possibility of causing paper wrinkles and image misalignment increases.
In addition, the leaked lubricant infiltrates into the elastic body such as silicone rubber or fluororubber constituting the pressure member, so that the elasticity of the pressure member is gradually lost, resulting in a decrease in the nip pressure at the nip portion. There is also a new problem that image defects such as uneven gloss are likely to occur.
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、定着装置において、ベルト部材からの潤滑剤の漏洩を抑えることにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the technical problems as described above, and an object thereof is to suppress leakage of lubricant from the belt member in the fixing device.
かかる目的のもと、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回動部材と、回動部材に接触しながら回動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、ベルト部材と圧力部材との間の摺動摩擦を低減する低摩擦部材とを備え、低摩擦部材は、端部領域であってニップ部を含む領域に、ベルト部材側に向けて高くなる段差が形成されたことを特徴としている。 For this purpose, the fixing device of the present invention is a fixing device for fixing a toner image carried on a recording material, and includes a rotating member, a belt member rotatable while being in contact with the rotating member, A pressure member that is disposed inside the belt member and presses the belt member against the rotating member to form a nip portion through which the recording material passes between the rotating member and the belt member; and between the belt member and the pressure member The low friction member is characterized in that a step which becomes higher toward the belt member side is formed in a region including the nip portion in the end region.
ここで、ベルト部材の内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材をさらに備え、低摩擦部材は、潤滑剤塗布部材以外のベルト部材の内部に配設された部材の全部または一部を覆うように配設された構成とすることができる。また、低摩擦部材の段差は、ベルト部材の回動方向に向けて、ベルト部材の幅方向中央部側に傾斜して形成されたことを特徴とすることもできる。さらに、低摩擦部材の段差は、記録材が通過する領域外に配置されたことを特徴とすることもできる。
また、回動部材を加熱する加熱部材、またはベルト部材を加熱する加熱部材をさらに備えたことを特徴とすることができる。
Here, a lubricant application member for applying a lubricant to the inner peripheral surface of the belt member is further provided, and the low friction member is a part of all or a part of the members disposed inside the belt member other than the lubricant application member. It can be set as the structure arrange | positioned so that it may cover. Further, the step of the low friction member may be formed so as to be inclined toward the center in the width direction of the belt member in the rotation direction of the belt member. Further, the step of the low friction member may be arranged outside the region through which the recording material passes.
In addition, a heating member for heating the rotating member or a heating member for heating the belt member can be further provided.
また、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回動部材と、回動部材に接触しながら回動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、ベルト部材と圧力部材との間の摺動摩擦を低減する低摩擦部材と、ベルト部材の内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、低摩擦部材における端部領域であってニップ部を含む領域にて、ベルト部材と低摩擦部材との間に配置され、潤滑剤の外部への移動を規制する潤滑剤規制部材とを備えたことを特徴としている。
ここで、低摩擦部材は、潤滑剤塗布部材以外のベルト部材の内部に配設された部材の全部または一部を覆うように構成することができる。また、潤滑剤規制部材は、低摩擦部材と同じ材質で形成されたことを特徴とすることができる。さらに、潤滑剤規制部材は、低摩擦部材の一部を折り曲げて形成されたことを特徴とすることもできる。
The fixing device of the present invention is a fixing device that fixes a toner image carried on a recording material, and includes a rotating member, a belt member that can rotate while being in contact with the rotating member, and an inner side of the belt member. A pressure member that presses the belt member against the rotating member to form a nip portion through which the recording material passes between the rotating member and the belt member, and a sliding friction between the belt member and the pressure member. A low friction member to be reduced, a lubricant application member that applies a lubricant to the inner peripheral surface of the belt member, and a belt member and a low friction member in an end region of the low friction member that includes a nip portion; And a lubricant regulating member that regulates the movement of the lubricant to the outside.
Here, the low friction member can be configured to cover all or part of the members disposed inside the belt member other than the lubricant application member. Further, the lubricant regulating member may be formed of the same material as the low friction member. Further, the lubricant regulating member may be formed by bending a part of the low friction member.
また、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、回動部材と、回動部材に接触しながら回動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、ベルト部材の内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、潤滑剤塗布部材以外のベルト部材の内部に配設された部材の全部または一部を覆うように配設され、ベルト部材と圧力部材との間の摺動摩擦を低減する低摩擦部材とを備え、低摩擦部材は、端部領域であってニップ部を含む領域に、ベルト部材側に向けて高くなる段差が形成されたことを特徴としている。 Further, the present invention is regarded as an image forming apparatus. The image forming apparatus of the present invention includes a toner image forming unit that forms a toner image, and a transfer unit that transfers a toner image formed by the toner image forming unit onto a recording material. A fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material, the fixing means including a rotating member, a belt member rotatable while being in contact with the rotating member, and an inner side of the belt member And a pressure member that presses the belt member against the rotating member to form a nip portion through which the recording material passes between the rotating member and the belt member, and a lubricant is applied to the inner peripheral surface of the belt member. It is disposed so as to cover all or part of the lubricant application member and the members disposed inside the belt member other than the lubricant application member, and reduces the sliding friction between the belt member and the pressure member. A low friction member, In a region including the A and nip a part region is characterized by a step which increases towards the belt member side is formed.
本発明の効果として、定着装置でのベルト部材からの潤滑剤の漏洩を抑えることで、長期に亘り高品質な画像を形成することが可能となった。 As an effect of the present invention, it is possible to form a high-quality image over a long period of time by suppressing leakage of the lubricant from the belt member in the fixing device.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態1]
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1K、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置60を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an intermediate transfer type image forming apparatus generally called a tandem type, and a plurality of
本実施の形態において、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、これらの感光体ドラム11を帯電する帯電器12、感光体ドラム11上に静電潜像を書込むレーザ露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16、感光体ドラム11上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の順に、略直線状に配置されている。
In the present embodiment, each of the
中間転写体である中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は106〜1014Ωcmとなるように形成されており、その厚みは例えば0.1mm程度に構成されている。中間転写ベルト15は、各種ロールによって図1に示すB方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を回動させる駆動ロール31、各感光体ドラム11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33、二次転写部20に設けられるバックアップロール25、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール34を有している。
The
一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に対向して配置される一次転写ロール16で構成されている。一次転写ロール16は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107〜109Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール16は中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に圧接配置され、さらに一次転写ロール16にはトナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
The
二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール22と、バックアップロール25とによって構成される。バックアップロール25は、表面がカーボンを分散したEPDMとNBRとのブレンドゴムのチューブ、内部がEPDMゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が107〜1010Ω/□となるように形成され、硬度は例えば70°(アスカーC)に設定されている。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール26が当接配置されている。
The
一方、二次転写ロール22は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107〜109Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール22は中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接配置され、さらに二次転写ロール22は接地されてバックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙P上にトナー像を二次転写する。
On the other hand, the
また、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側には、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。
Further, on the downstream side of the
さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ50、この用紙トレイ50に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール51、ピックアップロール51により繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される用紙Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55、用紙Pを定着装置60に導く定着入口ガイド56を備えている。
Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as a paper transport system, a
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図1に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置(IIT)や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置(IPS)により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。IPSでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。
Next, a basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described. In the image forming apparatus as shown in FIG. 1, image data output from an image reading device (IIT) not shown or a personal computer (PC) not shown is subjected to predetermined image processing by an image processing device (IPS) not shown. After being applied, the image forming operation is executed by the
レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体ドラム11に照射している。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。
The
画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが当接する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により中間転写ベルト15の基材に対しトナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
The toner images formed on the
トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの用紙Pが供給される。ピックアップロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Pは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the
二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22がバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22とバックアップロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール22とバックアップロール25とによって押圧される二次転写部20において、用紙P上に一括して静電転写される。
In the
その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55では、定着装置60における最適な搬送速度に合わせて、用紙Pを定着装置60まで搬送する。定着装置60に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
Thereafter, the sheet P on which the toner image has been electrostatically transferred is transported as it is while being peeled off from the
On the other hand, after the transfer onto the paper P is completed, the residual toner remaining on the
次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置60について説明する。図2は本実施の形態の定着装置60の構成を示す側断面図である。定着装置60は、回動部材の一例としての定着ロール61、ベルト部材の一例としてのエンドレスベルト62、エンドレスベルト62を介して定着ロール61から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド64により主要部が構成されている。
Next, the fixing
定着ロール61は、金属製のコア(円筒状芯金)611の周囲に耐熱性弾性体層612、および離型層613を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されて所定の表面速度で回転する。
定着ロール61の内部には、発熱源として、例えば定格600Wのハロゲンヒータ66が配設されている。一方、定着ロール61の表面には温度センサ69が接触して配置されている。画像形成装置の制御部40は、この温度センサ69による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ66の点灯を制御し、定着ロール61の表面温度が所定の設定温度(例えば、175℃)を維持するように調整している。
The fixing
Inside the fixing
エンドレスベルト62は、継ぎ目がない無端状のベルトであり、エンドレスベルト62の内部に配置された圧力パッド64と上流側ベルトガイド部材63aおよび下流側ベルトガイド部材63b、さらにはエンドレスベルト62の両端部に配置されたエッジガイド部材80(後段の図3参照)によって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Nにおいて定着ロール61に対して圧接されるように配置され、定着ロール61に従動して回動する。
ここで、図3は、エンドレスベルト62が支持された状態を説明する図であり、用紙Pの搬送方向下流側から見た定着装置60の端部領域の断面図である。
図3に示すように、エンドレスベルト62の内部に配置されたホルダ65の両端部には、エッジガイド部材80が配設されている。エッジガイド部材80は、ニップ部Nとその近傍に対応する部分に切り欠きが形成された円筒状、すなわち断面がC形状のベルト走行ガイド部801、ベルト走行ガイド部801の外側に設けられ、エンドレスベルト62の内径よりも大きな外径で形成されたフランジ部802、さらにエッジガイド部材80の外側面に設けられ、エッジガイド部材80を定着装置60本体に位置決めして固定するための保持部803で構成されている。
The
Here, FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the
As shown in FIG. 3,
そして、エンドレスベルト62の幅方向両端部では、ニップ部Nとその近傍を除いて、エンドレスベルト62の内周面がベルト走行ガイド部801の外周面に支持され、ベルト走行ガイド部801の外周面に沿って回動するように構成されている。そのため、ベルト走行ガイド部801は、エンドレスベルト62がスムーズに回動することができるように摩擦係数の小さな材質で形成され、さらには、エンドレスベルト62から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
また、フランジ部802は、ホルダ65の両端部において対向するように配置された両フランジ部802の内側面が、エンドレスベルト62の幅と略一致する間隔を持って配置されている。このように配置することで、エンドレスベルト62の幅方向への移動(ベルトウォーク)を規制している。
At both ends in the width direction of the
Further, the
また、エンドレスベルト62の両端部を除く領域では、エンドレスベルト62は圧力パッド64と、上流側ベルトガイド部材63aおよび下流側ベルトガイド部材63bとに支持されている(図2も参照)。そして、圧力パッド64と、上流側ベルトガイド部材63aおよび下流側ベルトガイド部材63bとは、後段で説明するように、低摩擦シート68によって長手方向の全領域が覆われているため、エンドレスベルト62の両端部を除く領域では、後述する潤滑剤塗布部材67が配置された領域を除いて、エンドレスベルト62の内周面が低摩擦シート68に摺擦しながら回動するように構成されている。
In the region excluding both end portions of the
次に、圧力パッド64は、エンドレスベルト62の内側において金属製のホルダ65に支持されている。そして、エンドレスベルト62を介して定着ロール61に押圧される状態で配置され、定着ロール61との間でニップ部Nを形成している。圧力パッド64は、ニップ部Nの入口側(上流側)に、幅の広いニップ部Nを確保するためのプレニップ部材64aを配置している。また、ニップ部Nの出口側(下流側)には、定着ロール61表面を局所的に押圧することで、トナー像表面を平滑化して画像光沢を付与するとともに、定着ロール61表面に歪み(凹み)を与えて用紙Pにダウンカールを形成し、用紙Pを定着ロール61表面から剥離するための剥離ニップ部材64bを配置している。
Next, the
さらに、定着装置60には、エンドレスベルト62の内周面と圧力パッド64との摺動抵抗を小さくするために、摩擦係数の小さな材質で形成された低摩擦部材の一例としての低摩擦シート68が設けられている。
低摩擦シート68は、エンドレスベルト62の内側において、ホルダ65、ホルダ65に保持された圧力パッド64、さらには回動するエンドレスベルト62を支持する上流側ベルトガイド部材63aおよび下流側ベルトガイド部材63b等といった、後述する潤滑剤塗布部材67を除くエンドレスベルト62の内部に配置された部材全ての周囲を覆うように配設されている。
Further, the fixing
The
すなわち、図2に示したように、低摩擦シート68の一方の端部は、ホルダ65に固定された下流側ベルトガイド部材63bの定着ロール61側とは反対側の底面において、下流側ベルトガイド部材63bに配設された潤滑剤塗布部材67の側部に隣接するように、シート固定部材75によって固定されている。そして、低摩擦シート68は、潤滑剤塗布部材67の下流側をエンドレスベルト62の回動方向に沿って延伸され、低摩擦シート68の他方の端部が、潤滑剤塗布部材67を上流側から接触する位置まで配設されている。このような構成によって、低摩擦シート68は、潤滑剤塗布部材67を除くエンドレスベルト62の内部に配置された部材を、エンドレスベルト62の回動方向に沿って長手方向の殆ど全ての領域を覆っている。なお、低摩擦シート68の他方の端部は、低摩擦シート68に歪みが生じないように、固定されず自由端(フリー)の状態に設定されている。
そして、低摩擦シート68は、ニップ部Nにおいて圧力パッド64と定着ロール61との間に押圧力が印加されている状態の下で、エンドレスベルト62内周面と圧力パッド64との摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減している。
That is, as shown in FIG. 2, one end of the
The
このように、エンドレスベルト62内周面と圧力パッド64との摺動抵抗を小さくするための低摩擦シート68が、潤滑剤塗布部材67を除いてエンドレスベルト62の内部に配置された部材の周囲を、長手方向の略全領域に亘って覆う構成によって、エンドレスベルト62の回動に際して、エンドレスベルト62の内周面がその内部に配置された部材と直接接触せず、低摩擦シート68を介して接触する構成を実現することができる。そのため、例えば定着装置60に用紙Pが紙詰まり(ジャム)を生じて、ジャムした用紙Pを取り除く際等においてエンドレスベルト62を逆回転させる場合においても、エンドレスベルト62と部材(例えば、下流側ベルトガイド部材63b)との摺擦は円滑に行なわれるので、エンドレスベルト62と部材との接触状態が変化することがない。その結果、エンドレスベルト62と部材との相対位置のずれに基づく新たな摺擦摩擦の増大や、エンドレスベルト62内周面の摩耗が促進することが抑制され、エンドレスベルト62と部材との円滑な回動を維持することが可能となる。
Thus, the
また、潤滑剤が塗布されたエンドレスベルト62の内周面がこれらの部材と直接接触することがないので、潤滑剤が部材に付着することがなく、潤滑剤の減少も抑制することができる。
さらに、エンドレスベルト62の両端部を除く領域における内周面は、低摩擦シート68に支持されながら回動するので、潤滑剤塗布部材67によってエンドレスベルト62の内周面に塗布された潤滑剤は、エンドレスベルト62と低摩擦シート68との間の接触面に保持される。そのため、かかる接触面に挟持された状態での高い潤滑剤保持能力を実現できるので、エンドレスベルト62の両端部からの潤滑剤の漏洩も殆ど生じることがない。
Further, since the inner peripheral surface of the
Further, since the inner peripheral surface in the region excluding both ends of the
なお、本実施の形態の低摩擦シート68の構成に加えて、エンドレスベルト62の内周面に微細な凹凸を形成すれば、エンドレスベルト62の内周面における潤滑剤の保持能力をさらに向上させることができる。エンドレスベルト62の内周面における潤滑剤の保持能力を高めることによって、エンドレスベルト62と低摩擦シート68との接触面における潤滑剤保持能力をさらに向上させることができるので、エンドレスベルト62からの潤滑剤の漏洩をさらに抑えることが可能となる。
In addition to the configuration of the
次に、潤滑剤塗布部材67は、下流側ベルトガイド部材63bの定着ロール61側とは反対側の底面において、下流側ベルトガイド部材63bの長手方向に亘って配置されている。また、潤滑剤塗布部材67は、低摩擦シート68によって覆われず、エンドレスベルト62内周面と当接するように配置されている。さらに、潤滑剤塗布部材67には、例えば粘度300csのアミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤が含浸されている。そして、潤滑剤塗布部材67は潤滑剤を常時適量ずつエンドレスベルト62内周面に塗布し、エンドレスベルト62の回動により、エンドレスベルト62と低摩擦シート68との摺擦面に潤滑剤を供給している。それにより、低摩擦シート68を介したエンドレスベルト62と圧力パッド64との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト62の円滑な回動を図っている。
加えて、潤滑剤塗布部材67は、ニップ部Nを通過したエンドレスベルト62内周面に付着している潤滑剤を回収する機能も有している。そして潤滑剤塗布部材67は、回収された潤滑剤を再度塗布(循環利用)することによって、エンドレスベルト62内周面における潤滑剤塗布量の平衡を保っている。
Next, the
In addition, the
なお、本実施の形態の潤滑剤塗布部材67は、長手方向の長さが低摩擦シート68の幅よりも若干短く構成し、低摩擦シート68の両端部に潤滑剤塗布部材67と接触しない領域を設けることが好ましい。潤滑剤塗布部材67から塗布される潤滑剤は幅方向外側へ広がる傾向にあることから、このように設定することによって、低摩擦シート68の両端部に対しては、その広がりにより潤滑剤が塗布されるようにすることができる。それにより、低摩擦シート68の両端部での潤滑剤量を比較的低く設定でき、エンドレスベルト62の両端部からの潤滑剤の漏洩を効果的に抑えることができる。
Note that the
このような構成において、定着ロール61は図示しない駆動モータにより矢印C方向に回転し、この回転に従動してエンドレスベルト62が同じ方向に回動する。図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された用紙Pは、定着入口ガイド56によって導かれて、ニップ部Nに搬送される。そして、用紙Pがニップ部Nを通過する際に、用紙P上のトナー像はニップ部Nに作用する圧力と、定着ロール61から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置60では、ほぼ定着ロール61の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材64aによりニップ部Nを幅広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
In such a configuration, the fixing
なお、ニップ部Nの下流側近傍には、剥離ニップ部材64bによって定着ロール61から剥離された用紙Pを完全に定着ロール61から分離し、画像形成装置の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材70が配設されている。剥離補助部材70は、剥離バッフル71が定着ロール61の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ロール61と近接する状態でバッフルホルダ72によって保持されている。
In the vicinity of the downstream side of the nip portion N, the paper P peeled off from the fixing
次に、定着装置60を構成する各部材について詳細に述べる。まず定着ロール61では、コア611は、鉄、アルミニウム、SUS等の熱伝導率の高い金属で形成された外径26mm、長さ350mmの円筒体で構成されている。コア611の外径および肉厚は、本実施の形態の定着装置60では、圧力パッド64の押圧力が小さいため、小径化、薄肉化を図ることができる。
耐熱性弾性体層612としては、耐熱性の高い弾性体であればどのような材料を用いることも可能である。特に、ゴム硬度が25〜40°(JIS−A)程度のゴム、エラストマ等の弾性体を用いるのが好ましく、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。
Next, each member constituting the fixing
Any material can be used for the heat-resistant
離型層613は、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等のような、耐熱性の樹脂であって、トナーに対する離型性を有する樹脂が用いられるが、耐摩耗性にも優れたフッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、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)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)等が使用できる。離型層613の厚みとしては、好ましくは5〜30μm、より好ましくは10〜20μmである。離型層613の厚みが5μm未満であると、定着ロール61の歪みに基づき用紙Pにしわが生じ易くなり、一方、30μmを超えると、離型層613が硬くなり、画像に光沢むら等の欠陥が生じる可能性が増え、ともに好ましくないからである。
The
エンドレスベルト62は、原形が例えば直径30mmの円筒形状に形成された無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール61側の面(外周面)または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等のポリマーが耐熱性、機械特性等の観点から好適に用いられる。また、その厚みは、30〜200μm、好ましくは50〜125μm、より好ましくは75〜100μm程度である。ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂、例えばPFA、PTFE、FEPで形成され、その厚みは5〜100μm、好ましくは10〜30μm程度である。
The
圧力パッド64は、上述したように、プレニップ部材64a、剥離ニップ部材64bで構成され、ホルダ65に固定されている。プレニップ部材64aには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール61側の面は、略定着ロール61の外周面に倣う凹形状で形成されている。
剥離ニップ部材64bは、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、SUS等の金属で形成されている。剥離ニップ部材64bの形状としては、ニップ部Nにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面状に形成される。
As described above, the
The peeling
低摩擦シート68は、エンドレスベルト62内周面と圧力パッド64との摺動摩擦(摺動抵抗)を低減するように、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質で形成されている。また、低摩擦シート68は、潤滑剤が滲み込んで裏面から漏れ出ないように、潤滑剤に対する浸潤性のない(難通過性)ように構成している。具体的には、ガラス繊維シートを基材としてPFAやPTFEを含浸させて表面をラッピングしたもの、フッ素樹脂からなる多孔質樹脂繊維布を基材として圧力パッド64側の面にPET樹脂シートをラッピングしたもの、シンタード成形したPTFE樹脂シート等を用いることができる。
The
続いて、本実施の形態の低摩擦シート68のニップ部Nにおける構成について説明する。
図4は、定着装置60に装着された状態での低摩擦シート68を表した斜視図である。図4に示したように、本実施の形態の低摩擦シート68には、ニップ部N周辺領域の両端部に段差部68aが形成されている。この段差部68aは、低摩擦シート68の本体部分68bと密着して重なることで、低摩擦シート68とエンドレスベルト62との当接面に、エンドレスベルト62側に向けて高くなる段差を形成している。また、段差部68aによる段差は、エンドレスベルト62の回動方向に対して、エンドレスベルト62の幅方向中央部側に徐々に傾いて形成されている。すなわち、段差部68aは、エンドレスベルト62の回動方向下流側に向かって、幅が徐々に広くなるように形成されている。したがって、段差部68aのエッジ面(段差面)は、回動方向下流側ほど中央部に近づくように構成されている。
Next, the configuration in the nip portion N of the
FIG. 4 is a perspective view showing the
ところで、圧力パッド64はニップ部Nにおいて定着ロール61を押圧するように配設されているため、圧力パッド64上に配置された低摩擦シート68とエンドレスベルト62との間の摺動部には押圧力が印加されている。そのため、かかる摺動部においては、潤滑剤塗布部材67によりエンドレスベルト62内周面に塗布された潤滑剤に対して、摺動部から押し出す力が作用する。この潤滑剤を押し出す力は、潤滑剤をあらゆる方向に押し出すように作用するため、本実施の形態の定着装置60のように、低摩擦シート68が、潤滑剤塗布部材67を除いてエンドレスベルト62の内部に配置された部材を長手方向の略全領域に亘って覆うように構成した場合においても、ニップ部Nの幅方向両端部においては、潤滑剤の外部への漏洩が生じ易い。
Incidentally, since the
そこで、本実施の形態の定着装置60では、低摩擦シート68において、ニップ部N周辺領域の両端部に段差部68aを形成している。かかる段差部68aによる段差を形成することによって、図5(ニップ部Nでの潤滑剤の流れを説明する図)に示したように、圧力パッド64と定着ロール61との押圧力により両端部方向に潤滑剤が押し出されてきた場合に、この押し出されてくる潤滑剤を堰き止めることができ、外部に潤滑剤が押し出されるのを規制することができる。そのため、ニップ部N周辺領域においても、潤滑剤の漏洩を抑制することが可能となる。かかる点において、段差部68aは潤滑剤規制部材として機能する。
加えて、段差部68aによる段差は、エンドレスベルト62の回動方向に対して、エンドレスベルト62の幅方向中央部側に徐々に傾いて形成されているので、堰き止められた潤滑剤は、段差に導かれてエンドレスベルト62の中央部方向に戻される。その結果、堰き止められた潤滑剤はエンドレスベルト62の内周面に保持されながら、再び潤滑剤塗布部材67に回収されるので、潤滑剤の循環利用が可能となって、エンドレスベルト62内周面に対する潤滑剤の塗布量を、長期に亘って所定量に維持することが可能となる。それにより、エンドレスベルト62の円滑な回動を維持することができるので、ニップ部Nにおける紙しわや画像ずれの発生を抑制することが可能となる。
また、漏洩した潤滑剤が圧力パッド64のプレニップ部材64aを構成するシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体に浸潤することも抑制できるので、圧力パッド64の弾性が失われ、ニップ部Nにおけるニップ圧が低下することを防ぎ、光沢むらのない高品質な画像を維持することもできる。
Therefore, in the fixing
In addition, since the level difference due to the
Further, since the leaked lubricant can be prevented from infiltrating into an elastic body such as silicone rubber or fluorine rubber constituting the
ここで、低摩擦シート68に段差部68aを形成する方法としては、図6(a)に示したように、低摩擦シート68のニップ部Nに対応する部分に、三角状の凸部を形成しておき、この三角状の凸部を内側に折り曲げることで形成することができる。また、図6(b)に示したように、低摩擦シート68とは別体に、低摩擦シート68を形成したものと同様のシート材で形成された三角状のシートを用意し、これを低摩擦シート68に貼り付けるように構成することもできる。
Here, as a method of forming the stepped
また、段差部68aが配置される低摩擦シート68の幅方向の位置としては、図4に示したように、定着装置60に通紙される用紙Pのうちの最大サイズのものが通過する領域(最大通紙領域)よりも外側に配置することが好ましい。最大通紙領域よりも外側に段差部68aを配置することにより、段差部68aによる段差の影響を受けることなく、通紙領域の全域に亘ってニップ部Nにおける押圧力(ニップ圧)を均一に設定することができる。
Further, as the position in the width direction of the
以上説明したように、本実施の形態の定着装置60では、エンドレスベルト62内周面と圧力パッド64との摺動抵抗を小さくするための低摩擦シート68が、潤滑剤塗布部材67を除くエンドレスベルト62の内部に配置された部材の周囲を長手方向の略全領域に亘って覆うように配設されるとともに、この低摩擦シート68においては、ニップ部N周辺領域の両端部に段差部68aが形成されている。このような構成によって、ニップ部N周辺領域を含めて、エンドレスベルト62内周面からの潤滑剤の漏洩を抑制することができる。そのため、エンドレスベルト62内周面からの潤滑剤の回収が充分に行なわれるので、潤滑剤の循環利用によりエンドレスベルト62内周面に対する潤滑剤の塗布量を、長期に亘り所定量に維持することができる。その結果、エンドレスベルト62の円滑な回動を維持することができるので、ニップ部Nにおける紙しわや画像ずれの発生を抑制することが可能となる。
また、エンドレスベルト62内周面からの潤滑剤の漏洩を抑制することによって、漏洩した潤滑剤が圧力パッド64に浸潤することもないので、ニップ圧を所定値に保つことができ、光沢むらのない高品質な画像を維持することもできる。
As described above, in the fixing
Further, by suppressing the leakage of the lubricant from the inner peripheral surface of the
[実施の形態2]
実施の形態1では、加熱手段として発熱源を有する定着ロール61を用い、加圧手段として圧力パッド64が押圧されたエンドレスベルト62を用いた定着装置60が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態2では、図1に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱源が押圧された定着ベルトを用い、加圧手段として加圧ロールを用いた定着装置について説明する。尚、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the image forming apparatus is described in which the fixing
図7は、本実施の形態における定着装置90の構成を示す側断面図である。図7に示すように、本実施の形態の定着装置90では、ベルト部材の一例としての定着ベルト92が用紙Pのトナー像担持面側に配置されている。定着ベルト92の内側に発熱源としての抵抗発熱体であるセラミックヒータ82が配設され、セラミックヒータ82からニップ部Nに熱を供給するように構成している。
セラミックヒータ82は、加圧ロール91側の面がほぼフラットに形成されている。そして、定着ベルト92を介して加圧ロール91に押圧される状態で配置され、ニップ部Nを形成している。したがって、セラミックヒータ82は圧力部材としても機能している。ニップ部Nを通過した用紙Pは、ニップ部Nの出口領域(剥離ニップ部)において定着ベルト92の曲率の変化によって定着ベルト92から剥離される。
FIG. 7 is a side cross-sectional view showing the configuration of the fixing
The
一方、回動部材の一例としての加圧ロール91は定着ベルト92に対向するように配置され、図示しない駆動モータにより矢印D方向に回転し、この回転に従動して定着ベルト92が回動するように構成されている。加圧ロール91は、コア (円柱状芯金)911と、コア911の外周面に被覆した耐熱性弾性体層912と、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層913とが積層されて構成されている。
また、定着ベルト92は、原形が円筒形状に形成された無端ベルトであり、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等からなるベース層と、このベース層の加圧ロール91側の面(外周面)または両面に被覆された、フッ素樹脂等からなる離型層とで構成されている。
さらには、剥離の補助手段として、定着ベルト92のニップ部Nの下流側に、剥離補助部材70を配設することも可能である。剥離補助部材70は、剥離バッフル71が定着ベルト92の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ベルト92と近接する状態でホルダ72によって保持されている。
On the other hand, a
The fixing
Furthermore, a
そして、図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された用紙Pは、定着入口ガイド56によって定着装置90のニップ部Nに導かれる。用紙Pがニップ部Nを通過する際には、用紙P上のトナー像は、ニップ部Nに作用する圧力と、定着ベルト92側のセラミックヒータ82から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置90でも、加圧ロール91とセラミックヒータ82との間でニップ部Nを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
The paper P on which the toner image has been electrostatically transferred in the
ここで、本実施の形態の定着装置90においては、定着ベルト92内周面とセラミックヒータ82との摺動抵抗を小さくするための低摩擦シート68が、実施の形態1の定着装置60と同様に、潤滑剤塗布部材67を除く定着ベルト92の内部に配置された部材の周囲を、長手方向の略全領域に亘って覆うように配設されるとともに、この低摩擦シート68においては、ニップ部N周辺領域の両端部に段差部68aが形成されている。このような構成によって、ニップ部N周辺領域を含めて、定着ベルト92内周面からの潤滑剤の漏洩を抑制することができる。そのため、定着ベルト92内周面からの潤滑剤の回収が充分に行なわれるので、潤滑剤の循環利用により定着ベルト92内周面に対する潤滑剤の塗布量を、長期に亘り所定量確保することができる。その結果、定着ベルト92の円滑な回動を維持することができるので、ニップ部Nにおける紙しわや画像ずれの発生を抑制することが可能となる。
Here, in the fixing
本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙(用紙)上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。また、インクジェト方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙(用紙)上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。 As an application example of the present invention, application to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method, for example, application to a fixing apparatus that fixes an unfixed toner image carried on a recording paper (paper). is there. Further, there is application to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an ink jet method, for example, to a fixing device that dries an undried ink image carried on a recording paper (paper).
1Y,1M,1C,1K…画像形成ユニット、11…感光体ドラム、12…帯電器、13…レーザ露光器、14…現像器、15…中間転写ベルト、16…一次転写ロール、17…ドラムクリーナ、20…二次転写部、60,90…定着装置、61…定着ロール、62…エンドレスベルト、63a…上流側ベルトガイド部材、63b…下流側ベルトガイド部材、64…圧力パッド、64a…プレニップ部材、64b…剥離ニップ部材、65…ホルダ、66…ハロゲンヒータ、67…潤滑剤塗布部材、68…低摩擦シート、68a…段差部、69…温度センサ、70…剥離補助部材、80…エッジガイド部材、82…セラミックヒータ、91…加圧ロール、92…定着ベルト
1Y, 1M, 1C, 1K ... image forming unit, 11 ... photosensitive drum, 12 ... charger, 13 ... laser exposure device, 14 ... developing device, 15 ... intermediate transfer belt, 16 ... primary transfer roll, 17 ... drum cleaner , 20 ... Secondary transfer section, 60, 90 ... Fixing device, 61 ... Fixing roll, 62 ... Endless belt, 63a ... Upstream belt guide member, 63b ... Downstream belt guide member, 64 ... Pressure pad, 64a ...
Claims (9)
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら回動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、
前記ベルト部材と前記圧力部材との間の摺動摩擦を低減する低摩擦部材とを備え、
前記低摩擦部材は、端部領域であって前記ニップ部を含む領域に、前記ベルト部材側に向けて高くなる段差が形成されたことを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A rotating member;
A belt member that is rotatable while being in contact with the rotating member;
A pressure member that is disposed inside the belt member, and that presses the belt member against the rotating member to form a nip portion through which the recording material passes between the rotating member and the belt member;
A low friction member that reduces sliding friction between the belt member and the pressure member;
The fixing device according to claim 1, wherein the low-friction member is formed with a step that increases toward the belt member side in an end region that includes the nip portion.
前記低摩擦部材は、前記潤滑剤塗布部材以外の前記ベルト部材の内部に配設された部材の全部または一部を覆うように配設されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。 A lubricant application member for applying a lubricant to the inner peripheral surface of the belt member;
The fixing device according to claim 1, wherein the low friction member is disposed so as to cover all or a part of members disposed inside the belt member other than the lubricant application member.
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら回動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、
前記ベルト部材と前記圧力部材との間の摺動摩擦を低減する低摩擦部材と、
前記ベルト部材の内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、
前記低摩擦部材における端部領域であって前記ニップ部を含む領域にて、前記ベルト部材と当該低摩擦部材との間に配置され、前記潤滑剤の外部への移動を規制する潤滑剤規制部材とを備え、
前記潤滑剤規制部材は、前記低摩擦部材の一部を折り曲げて形成されたことを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A rotating member;
A belt member that is rotatable while being in contact with the rotating member;
A pressure member that is disposed inside the belt member, and that presses the belt member against the rotating member to form a nip portion through which the recording material passes between the rotating member and the belt member;
A low friction member that reduces sliding friction between the belt member and the pressure member;
A lubricant application member for applying a lubricant to the inner peripheral surface of the belt member;
A lubricant regulating member that is disposed between the belt member and the low friction member in an end region of the low friction member and includes the nip portion, and regulates movement of the lubricant to the outside. And
The fixing device, wherein the lubricant regulating member is formed by bending a part of the low friction member .
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら回動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、
前記ベルト部材の内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、
前記潤滑剤塗布部材以外の前記ベルト部材の内部に配設された部材の全部または一部を覆うように配設され、前記ベルト部材と前記圧力部材との間の摺動摩擦を低減する低摩擦部材とを備え、
前記低摩擦部材は、端部領域であって前記ニップ部を含む領域に、前記ベルト部材側に向けて高くなる段差が形成されたことを特徴とする画像形成装置。 Toner image forming means for forming a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed by the toner image forming means onto a recording material;
Fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material,
The fixing means is
A rotating member;
A belt member that is rotatable while being in contact with the rotating member;
A pressure member that is disposed inside the belt member, and that presses the belt member against the rotating member to form a nip portion through which the recording material passes between the rotating member and the belt member;
A lubricant application member for applying a lubricant to the inner peripheral surface of the belt member;
A low friction member disposed to cover all or part of the members disposed inside the belt member other than the lubricant application member and reducing sliding friction between the belt member and the pressure member And
The low-friction member is an image forming apparatus, wherein a step that is increased toward the belt member side is formed in an end region that includes the nip portion.
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