JP4681966B2 - Image fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式、或いは静電記録方式の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置(以下、定着装置と略記する)として用いれば好適な画像定着装置に関する。 The present invention relates to an image fixing apparatus suitable for use as an image heating fixing apparatus (hereinafter abbreviated as a fixing apparatus) mounted on an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus.
例えば、電子写真複写機・プリンタ等の画像形成装置において、シート状の記録媒体に形成担時させた未定着トナー画像を永久固着画像として加熱定着させる定着装置(定着器)の1つとしてフィルム加熱方式の装置が知られている(特許文献1〜4)。 For example, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer, film heating is used as one of fixing devices (fixing devices) that heat and fix an unfixed toner image formed on a sheet-like recording medium as a permanently fixed image. System devices are known (Patent Documents 1 to 4).
このフィルム加熱方式の定着装置は、可撓性の定着フィルム(以下、フィルムと略記する)と、フィルムを加熱する加熱体と、フィルムを挟んで加熱体と定着ニップ部(以下、ニップ部と略記する)を形成する加圧ローラと、を有している。そして未定着トナー画像を形成担持した被記録材をニップ部で挟持搬送し、その搬送過程で未定着トナー画像に熱と圧力を与えることにより未定着トナー画像を被記録材に熱定着させるものである。 This film heating type fixing device includes a flexible fixing film (hereinafter abbreviated as a film), a heating body for heating the film, a heating body and a fixing nip portion (hereinafter abbreviated as a nip portion) across the film. And a pressure roller for forming the same. The recording material on which the unfixed toner image is formed and held is nipped and conveyed at the nip portion, and heat and pressure are applied to the unfixed toner image during the conveyance process to fix the unfixed toner image to the recording material. is there.
このフィルム加熱方式の定着装置によれば、加熱体としてセラミックヒータ(以下、ヒータと略記する)を、フィルムとして低熱容量の耐熱樹脂製フィルムや金属製フィルムなどを用いてオンデマンドタイプの装置を構成することが出来る。すなわち、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのヒータに通電してフィルムを所定の定着温度(目標温度)に加熱させた状態にすればよい。したがって、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さくできる(省電力)などの利点がある。 According to this film heating type fixing device, an on-demand type device is configured by using a ceramic heater (hereinafter abbreviated as a heater) as a heating element and a heat-resistant resin film or metal film having a low heat capacity as a film. I can do it. That is, only when the image forming apparatus performs image formation, the heater as a heat source is energized so that the film is heated to a predetermined fixing temperature (target temperature). Therefore, there are advantages such as a short waiting time from the power-on of the image forming apparatus to an image forming executable state (quick start property) and a significant reduction in power consumption during standby (power saving).
特許文献5には、フィルムを支持する支持部材においてフィルムを介して加圧ローラとニップ部を形成する位置に突起部を設けている。つまりニップ部内に局所的に加圧力の高い部分を形成することで、定着処理を行う際のプロセススピードを高速化したときでも、高いグロス(光沢度)で良好な定着画像が得られるように工夫されている。 In Patent Document 5, a protrusion is provided at a position where a pressure roller and a nip portion are formed via a film in a support member that supports the film. In other words, by creating a locally high pressure area in the nip, even when the process speed during the fixing process is increased, a good fixed image can be obtained with high gloss (glossiness). Has been.
特許文献6には、加熱体と、フィルムの加熱体と接触する側の面との間にグリース等の潤滑剤を介在させることで、フィルムの加熱体に対する摺動抵抗を低減させる技術が開示されている。
ところで、未定着トナー画像を形成するトナー層には多くの空隙が含まれている。トナー層に空隙が含まれている状態で加熱定着を行うと、トナーが溶融するのと同時にトナー層の空隙に存在する空気が加熱膨張する。この空気がトナーと被記録材との間に入り込むことにより定着性の悪化を引き起こし、また膨張した空気がトナー層を突き破って外に逃げ出す際に、画像表面から被記録材まで達する微小な孔が多数形成される。この孔はマクロには泡のように観察され、画像表面の平滑性が低下しグロスが低下するとともに、同一面内における泡の有無によって画像表面の均一性が低下する原因となっている。 By the way, the toner layer for forming the unfixed toner image includes many voids. When heat fixing is performed in a state where the toner layer includes voids, the air existing in the voids of the toner layer is heated and expanded at the same time as the toner is melted. When this air enters between the toner and the recording material, the fixing property is deteriorated, and when the expanded air breaks through the toner layer and escapes outside, a minute hole reaching from the image surface to the recording material is formed. Many are formed. These holes are macroscopically observed as bubbles, and the smoothness of the image surface is reduced and the gloss is reduced, and the uniformity of the image surface is reduced depending on the presence or absence of bubbles in the same plane.
加熱と加圧により未定着トナー画像の定着を行う従来の熱ローラ方式の定着装置において、定着ローラ表面に弾性層を設けている場合は、画像表面のグロスや、画像表面の均一性の低下を回避できる。これは定着ローラ表面の弾性層がニップ部内において未定着トナー画像表面の凹凸に追従して変形し、凹凸のあるトナー層を均一に加熱溶融し、弾性層の応力により泡をしごき出しながら定着が行われるからである。 In a conventional heat roller type fixing device that fixes an unfixed toner image by heating and pressurization, if an elastic layer is provided on the surface of the fixing roller, the gloss of the image surface and the uniformity of the image surface are reduced. Can be avoided. This is because the elastic layer on the surface of the fixing roller deforms following the unevenness of the surface of the unfixed toner image in the nip, and the uneven toner layer is uniformly heated and melted, and the fixing is performed while the bubbles are squeezed out by the stress of the elastic layer. Because it is done.
ところが、弾性層の無い、あるいは弾性層の薄いフィルム等で未定着トナー画像の定着を行うフィルム加熱方式の定着装置の場合には、画像表面のグロスや、画像表面の均一性が低下する傾向がある。これはトナー層の凹凸にフィルムが追従しないため、均一な加熱溶融が出来ず、泡をしごく効果も発生しないという理由による。 However, in the case of a film heating type fixing device that fixes an unfixed toner image with a film having no elastic layer or a thin elastic layer, the gloss of the image surface and the uniformity of the image surface tend to decrease. is there. This is because the film does not follow the unevenness of the toner layer, so that uniform heating and melting cannot be performed, and the foaming effect does not occur.
そこで、図14および図15のように、フィルム31を移動可能に支持するホルダー32に突出部32b(以下、加圧用突出部と記す)を設け、この加圧用突出部でフィルムを介して被記録材上のトナー画像Tを加圧してトナー層から泡をしごき出すようにする。これによって高いグロスで良好な定着性を確保することが可能となる。
Therefore, as shown in FIGS. 14 and 15, a
しかしながら、ホルダー32に上記のような加圧用突出部32bを設けた場合に、フィルム31の回転移動中にフィルム内面に付着しているグリースGが加圧用突出部により削ぎ落とされてしまう。グリースGが削ぎ落とされると、フィルム31の回転移動によるグリースの循環が悪くなり、グリースによる摺動抵抗低減効果を十分に発揮できなくなる。そのためフィルムが回転移動中にスリップしやすく、画像乱れの一因となる。
However, when the
また、グリースによる摺動抵抗低減効果を十分に発揮できなくなることから、加圧ローラ20を介してフィルム31を回転駆動するときの駆動トルクが大きくなってしまう。
Further, since the sliding resistance reduction effect due to the grease cannot be sufficiently exhibited, the driving torque when the
また、加圧用突出部32bで削ぎ落とされたグリースGの一部は、フィルム31の回転移動中に、ニップ部内においてヒータ33と加圧用突出部32bとの間に密集して溜まり込みやすい。ヒータ33と加圧用突出部32bとの間に溜まり込んだグリースGの大部分はフィルム31が回転移動しても移動せずに、そのまま凝集して停滞する。停滞したグリースGはフィルム31の摺動抵抗の低減に寄与しないばかりでなく、トナー画像にグリースすじなどの画像ムラを発生させる一因となる。
Further, a part of the grease G scraped off by the pressurizing
そこで、本発明の目的は、トナー像の定着性の向上を図りつつ画像ムラを改善できる画像定着装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image fixing device capable of improving image unevenness while improving the fixability of a toner image .
また、本発明の目的は、トナー像の定着性の向上を図りつつ定着フィルムの摺動抵抗を低減できる画像定着装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an image fixing device capable of reducing the sliding resistance of the fixing film while improving the fixing property of the toner image .
また、本発明の目的は、トナー像の定着性の向上を図りつつ定着フィルムの駆動トルクを低減できる画像定着装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an image fixing device capable of reducing the driving torque of the fixing film while improving the fixing property of the toner image .
上記目的を達成するための本発明に係る画像定着装置の構成は、ヒータと、前記ヒータを支持する支持部材と、内面が前記ヒータ及び前記支持部材と接触しながら回転するエンドレスベルト状の定着フィルムと、前記定着フィルムを介して前記ヒータ及び前記支持部材と共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着フィルムの内面には潤滑剤が塗布されており、前記支持部材の定着ニップ部形成部分であり前記ヒータよりも定着フィルム回転方向下流側の部分には、定着フィルム回転方向に対して直交する方向に亘って前記ヒータの前記定着フィルムとの接触面よりも前記加圧ローラ側へ突出している突出部が設けられており、前記定着ニップ部でトナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつトナー像を記録材上に加熱定着する画像定着装置において、前記突出部には、前記突出部の定着フィルム回転方向上流側から前記定着フィルム回転方向下流側に亘って貫通し前記定着フィルムと前記突出部の接触によって削がれる前記潤滑剤が通過するための貫通穴が、前記定着フィルム回転方向に対して直交する方向に所定の間隔で複数設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the image fixing device according to the present invention includes a heater, a support member that supports the heater, and an endless belt-like fixing film that rotates while an inner surface is in contact with the heater and the support member. And a pressure roller that forms a fixing nip portion together with the heater and the support member via the fixing film, and a lubricant is applied to the inner surface of the fixing film, and the fixing of the support member The pressure roller is located at a nip portion forming portion downstream of the heater in the fixing film rotation direction more than the contact surface of the heater with the fixing film in a direction orthogonal to the fixing film rotation direction. and projecting portions are provided which project to the side, heat fixing a toner image on a recording material while nipping and conveying the recording material bearing the toner image in the fixing nip portion That the image fixing apparatus, said the protruding portion, the lubrication is scraped off by contact penetrates across the fixing film rotation direction upstream side of the projecting portion to the fixing film rotation direction downstream the fixing film and the projecting portion through holes for agent to pass through, characterized in that a plurality are provided at predetermined intervals in a direction perpendicular to the fixing fill beam rotation direction.
本発明の画像定着装置によれば、支持部材の突出部に複数設けられている貫通穴により、定着フィルムの内面から突出部との接触によって削がれる潤滑剤が突出部を越えて再び定着フィルム内面に戻り定着フィルムの回転と共に循環する。これにより、潤滑剤の停滞を改善できる。よって、トナー像の定着性の向上を図りつつ画像ムラを改善することができる。 According to the image fixing apparatus of the present invention, the through hole is provided with a plurality on the projecting portion of the support member, lubricant scraped off by contact with the inner surface or et protrusion of the fixing film again over the protruding portion fixing It returns to the inner surface of the film and circulates with the rotation of the fixing film. Thereby, the stagnation of the lubricant can be improved. Therefore, it is possible to improve image unevenness while improving the fixability of the toner image .
また本発明の画像定着装置によれば、上述のように潤滑剤の停滞を改善できるため、潤滑剤による定着フィルムと突出部との摺動抵抗低減効果を発揮できる。よって、トナー像の定着性の向上を図りつつ定着フィルムの摺動抵抗を低減することができる。またトナー像の定着性の向上を図りつつ定着フィルムの駆動トルクを低減することができる。 Further, according to the image fixing device of the present invention , since the stagnation of the lubricant can be improved as described above, the effect of reducing the sliding resistance between the fixing film and the protruding portion by the lubricant can be exhibited. Therefore, the sliding resistance of the fixing film can be reduced while improving the fixing property of the toner image. Further, the driving torque of the fixing film can be reduced while improving the fixing property of the toner image.
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
[実施例1]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[ Example 1 ]
(1)画像形成装置例
図1は本発明の画像定着装置を画像加熱定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、タンデム型のカラーLBP(カラーレーザービームプリンタ)である。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus in which the image fixing apparatus of the present invention can be mounted as an image heat fixing apparatus. The image forming apparatus of this example is a tandem color LBP (color laser beam printer) using an electrophotographic process.
Y・M・C・Bkはそれぞれイエロー成分・マゼンタ成分・シアン成分・ブラック成分の各色のトナー画像を形成する第1〜第4の4つの作像ステーションであり、画像形成装置本体内に下から上に順に並列配置されている。 Y, M, C, and Bk are first to fourth image forming stations for forming toner images of respective colors of yellow component, magenta component, cyan component, and black component, respectively. They are arranged in parallel in order.
第1〜第4の4つの作像ステーションY・M・C・Bkは、それぞれ、ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)1a・1b・1c・1dと、1次帯電手段2a・2b・2c・2dを有している。さらにレーザービーム露光手段(以下、スキャナーと記す)3a・3b・3c・3dと、現像部4a・4b・4c・4dと、クリーニング手段6a・6b・6c・6d等を有している。
The first to fourth image forming stations Y, M, C, and Bk respectively include drum-type electrophotographic photosensitive members (hereinafter referred to as photosensitive drums) 1a, 1b, 1c, and 1d, and primary charging means. 2a, 2b, 2c, and 2d. Further, it has laser beam exposure means (hereinafter referred to as a scanner) 3a, 3b, 3c, 3d, developing
9aは被記録材(記録材)Sの担持搬送部材としてのエンドレスの静電吸着搬送ベルト(以下、搬送ベルトと略記する)である。搬送ベルト9aは、第1〜第4の4つの作像ステーションY・M・C・Bkの感光ドラム側(プリンタ前面側)において各作像ステーションに亘らせて縦方向に配設してある。9b・9c・9d・9eは搬送ベルト9aを懸回張架させた、それぞれ駆動ローラ、2本の固定ローラ、及びテンションローラである。搬送ベルト9aは駆動ローラ9bにより図示矢印方向(時計方向)に感光ドラム1の回転周速度に対応した周速度で回転駆動される。
Reference numeral 9a denotes an endless electrostatic adsorption conveyance belt (hereinafter abbreviated as a conveyance belt) as a carrying member for a recording material (recording material) S. The conveyor belt 9a is arranged in the longitudinal direction across the image forming stations on the photosensitive drum side (printer front side) of the first to fourth image forming stations Y, M, C, and Bk. .
5a・5b・5c・5dは第1〜第4の4つの転写ローラであり、それぞれ、搬送ベルト9aを介して作像ステーションY・M・C・Bkの各感光ドラム1a〜1dに圧接している。
作像ステーションY・M・C・Bkにおいて感光ドラム1a〜1dが図示矢印方向(反時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。これらの感光ドラムは不図示のドラムモータ(直流サーボモータ)によって回転駆動されるが、各感光ドラムにそれぞれ独立した駆動源を設けても良い。尚、ドラムモータの回転駆動は不図示のDSP(デジタルシグナルプロセッサ)によって制御され、その他の制御は不図示のCPUによって行われる。
In the image forming stations Y, M, C, and Bk, the
そして各感光ドラム1a〜1dはその回転過程で1次帯電手段2a〜2dにより所定の極性及び電位に一様に1次帯電処理され、その帯電処理面に対してスキャナー3a〜3dにより光像露光がなされ、該各感光ドラム上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。その静電潜像が現像部4a〜4dによってトナー画像として現像されることで、各感光ドラム1a〜1dの面にそれぞれ電子写真プロセスによりフルカラー画像の色分解成分像である、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。
The
一方、画像形成装置本体下方に配設した給送カセット8a内の被記録材(転写シート)Sは所定のシーケンス制御タイミングにて給紙ローラ8bにより1枚ずつ分離給送される。そして、被記録材Sを停止及び再搬送するレジストローラ8cにより同期が取られて、搬送ベルト9aに下から給送される。被記録材Sは搬送ベルト9aの面に静電吸着して保持され、この搬送ベルトの回動で上方に搬送されていく。その搬送過程で各作像ステーションY・M・C・Bkの各転写部にて各感光ドラム1a〜1dの面にそれぞれ形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像の重畳転写を順次に受ける。これにより被記録材Sの面に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。
On the other hand, the recording material (transfer sheet) S in the feeding cassette 8a disposed below the image forming apparatus main body is separated and fed one by one by the
また、各作像ステーションY・M・C・Bkにおいて、被記録材Sへのトナー画像転写後の感光ドラム1a〜1dはクリーニング手段6a〜6dによって転写残トナー等の残存付着物が除去され、繰り返して作像に供される。
Further, in each of the image forming stations Y, M, C, and Bk, the
各感光ドラム1a〜1dからトナー画像の重畳転写を受けて搬送ベルト9aの上端に搬送された被記録材Sは、駆動ローラ9b部において搬送ベルト9a面から分離されて、定着装置(定着器)10に送り込まれる。そして定着装置10においてトナー画像が加熱定着された後、排出ローラ10cによって排出トレー13に排出される。
The recording material S that has been subjected to the superimposed transfer of the toner image from each of the
以上が片面印字モードにおける装置の動作である。両面印字モード時には、被記録材Sの後端が排出両面ガイド10dを抜けるところまで排出ローラ10cによって被記録材を搬送する。その後、排出ローラ10cを逆転することによって被記録材Sを両面時搬送パスに導くようになっている。具体的には、排出ローラ10cの逆転により、被記録材Sの後端が排出両面ガイド10dの上面に沿って搬送される。被記録材Sは更に通風ダクト11の下部に設けられたガイドリブ11aと操作パネル12の下部に設けられたガイドリ12aに沿って搬送され、両面ローラ14に送り込まれる。更に、被記録材Sは、下流の両面ローラ15,16を経た後、Uターンガイド17に沿って搬送され、レジストローラ8cによって同期され、感光ドラム1a〜1dと搬送ベルト9aとの転写ニップ部に再び送られる。以後の動作は片面印字モードの場合と全く同様である。
The above is the operation of the apparatus in the single-sided printing mode. In the double-sided printing mode, the recording material is conveyed by the
(2)定着装置10
図2は定着装置10の要部の拡大横断面模型図である。この定着装置10は、可撓性部材として円筒状(エンドレスベルト状)の定着フィルムを用いた、フィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式(テンションレスタイプ)の加熱装置である。
(2) Fixing
FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the main part of the fixing
30は加熱回転体を構成する加熱ユニット、20は加圧回転体としての弾性加圧ローラ(以下、加圧ローラと略記する)であり、この両者30・20の圧接により定着ニップ部(以下、ニップ部と略記する)Nを形成させている。
2−1)加圧ローラ20
加圧ローラ20は、アルミあるいは鉄製の芯金21、その外側に弾性層22、弾性層22の表面を被覆する離型性層23から形成される。そして芯金21の両端部を不図示の装置側板間に回転自由に軸受保持させて固定配設してある。この加圧ローラ20は、回転駆動系Mにより矢示A方向(時計方向)に所定の速度にて回転駆動される。
2-1)
The
弾性層22は、シリコンゴム等で形成されたソリッドゴム層、または断熱効果を持たせるためシリコンゴムを発泡させ形成されたスポンジゴム層などである。あるいはシリコンゴム層内に中空のフィラーを分散させ、硬化物内に気泡部分を持たせ、断熱作用を高めた気泡ゴム層などである。
The
離型性層23は、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂(FEP)等のフッ素系樹脂からなる。あるいはGLSラテックス(ダイキン工業株式会社の商標)コーティングを施したものであってもよい。また離型性層23は、チューブを被覆させたものでも、表面を塗料でコートしたものであってもよい。
The
2−2)加熱ユニット30
加熱ユニット30は、支持部材としての支持ホルダー(以下、ホルダーと略記する)32を有する。このホルダー32は被記録材Sの搬送方向SFと直交する幅方向(図面に垂直方向)を長手とする横長の部材である。ホルダー32において加圧ローラ20側の外面中央部には長手方向に沿って凹溝部(ヒータ支持部分)32dが形成してあり、この凹溝部内に加熱体としてのセラミックヒータ(以下、ヒータと略記する)33が固定して配置してある。また、ホルダー32の加圧ローラ20側と反対側の内面側には横断面U字型の金属製の剛性加圧ステー(以下、加圧ステーと略記する)34を有している。ホルダー32はその内面側が加圧ステー34によって保持されている。そして、ホルダー32・ヒータ33・加圧ステー34の組み立て体に、可撓性部材としてのスリーブ状の定着フィルム(以下、フィルムと略記する)31をルーズに外嵌させている。したがってホルダー32は、その外面側でフィルム31を回転可能に支持するとともに該外面側中央部の凹溝部32dによりヒータ33を支持している。このヒータ33と、このヒータの表面と接触するフィルム31の内周面との間に潤滑剤としてフッ素グリース(図4参照)Gが介在させてある。
2-2)
The
本実施例の定着装置10は、芯金21の両端部を装置側板間に回転自由に軸受保持させて固定配設した加圧ローラ20の図2の左側に加熱ユニット30を、ヒータ33側を加圧ローラ20に向けて加圧ローラ20に並行に配列している。そして加圧ステー34の両端部を不図示のバネ等の加圧手段にて加圧ローラ方向に所定の加圧力Fで加圧ローラ20の弾性層22の弾性に抗して押圧状態にする。これにより加圧ローラ20の左側にフィルム31を介してヒータ33とホルダー32を加圧ローラの弾性層22に所定に侵入させてニップ部Nを形成させている。
In the fixing
加圧ローラ20が矢示A方向に回転駆動されると、この加圧ローラの回転駆動による回転力がフィルム31に作用する。この回転力によりフィルム31はその内周面がニップ部Nにおいてホルダー32とヒータ33の外面に密着して摺動しながら矢示B方向(反時計方向)に従動回転する。このときフィルム31はフィルム内周面(定着フィルム内面)に塗布されているグリースGによりホルダー32とヒータ33に対する摺動抵抗が低減されるため、加圧ローラ20の回転駆動に伴い円滑に従動回転する。
When the
加圧ローラ20が回転駆動され、それに伴ってフィルム31が従動回転状態になり、またヒータ33に通電がなされ、該ヒータが昇温して所定の定着温度(目標温度)に温調される。この温調状態において、ニップ部Nのフィルム31と加圧ローラ20との間に未定着トナー画像(トナー像)Tを担持した被記録材Sが導入される。すると、ニップ部Nにおいて被記録材Sのトナー画像担持面側がフィルム31の外周面に密着してフィルムと一緒にニップ部を挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ33の熱がフィルム31を介して被記録材Sに付与され、被記録材上の未定着トナー画像Tが被記録材面上に加熱・加圧されて溶融定着される。ニップ部Nを出した被記録材Sはフィルム31および加圧ローラ30から分離される。
The
フィルム31は、耐熱性、断熱性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES,PPS、PFA、PTFE、FEP等を基層とした樹脂製フィルムである。表層にはPFA、PTFE、FEP、シリコーン樹脂等の離型性の良い耐熱樹脂を混合または単独で被覆してある。
The
ホルダー32は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS,PEEK等の耐熱性と、摺動性を具備した耐熱性樹脂により形成されている。
The
2−3)ヒータ33
図3は本実施例におけるヒータ33の構成説明図である。このヒータ33は低熱容量の表面加熱型のセラミックヒータである。
2-3)
FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of the
このヒータ33は、下記のi)〜iv)の部材を有する。
The
i)被記録材Sの幅方向を長手とする横長のアルミナ・窒化アルミニウム・炭化ケイ素等の高絶縁性のセラミックスでできたセラミック基板(絶縁基板(以下、基板と略記する))a。 i) A ceramic substrate (insulating substrate (hereinafter abbreviated as “substrate”)) a made of highly insulating ceramics such as horizontally long alumina, aluminum nitride, silicon carbide and the like whose longitudinal direction is the width direction of the recording material S.
ii)上記基板aの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工し焼成して形成した、例えばAg/Pd(銀パラジウム:銀合金)、RuO2、Ta2N等の通電発熱体(発熱抵抗体)b。 ii) For example, Ag / Pd (silver palladium: silver alloy), RuO 2 , Ta 2 N formed on the surface side of the substrate a by linear printing or by strip printing by screen printing or the like along the length. Current-carrying heating element (heating resistor) b.
iii)上記通電発熱体bの長手方向両端部に電気的に導通させて設けた、Ag/Pt(銀・白金)等で形成された電極部c・c。 iii) Electrode portions c and c formed of Ag / Pt (silver / platinum) or the like, which are electrically connected to both ends in the longitudinal direction of the energization heating element b.
iv)通電発熱体bの表面に設けた、電気的に絶縁し、フィルム31との摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコートやフッ素樹脂コート等の絶縁保護層d。
iv) An insulating protective layer d, such as a thin glass coat or a fluororesin coat, which is provided on the surface of the energization heating element b and is electrically insulated and can withstand sliding against the
上記ヒータ33において、基板aの長手方向片側には温度検出手段としてのサーミスタ等の温度検出素子THが設けてある。またセラミック基板aの裏面側の長手方向略中央には安全素子として温度ヒューズHが設けてある。温度検出素子THおよび温度ヒューズHはいずれも通電発熱体bの領域内に配設されている。電極部c・cには通電制御回路101から電力が供給される。通電制御回路101は、制御手段としての制御回路100から出力されるヒータ起動信号に応じて電極部c・cに電力を供給する。これによりヒータ33は通電発熱体bの発熱で迅速急峻に昇温する。
In the
温度検出素子THはヒータ33の昇温を検出し、その検出温度信号(抵抗値)を制御回路100に出力する。制御回路100では温度検出素子THからの検出温度信号に基づいてフィルム31が所定の定着温度になるように通電制御回路101をON/OFF制御してヒータ33を温調する。
The temperature detection element TH detects the temperature rise of the
温度ヒューズHは通電制御回路101と一方の電極部cに直列に接続されている。そしヒータ33が定着温度を超えて異常昇温した場合に作動して、通電制御回路101から電極部cへの電力供給を止める。
The thermal fuse H is connected in series to the
2−4)トナー画像Tの定着性の改善策
図4は図2に示すニップ部N付近の拡大詳細図である。図5はホルダー32を外面側から見た斜視図である。図2の装置ではニップ部Nは上向きであるが、図4では説明の便宜上、ニップ部を横向き状態にして描いている。またフィルム31と加圧ローラ20はニップ部Nにおいて接触しているが、図4では説明の便宜上、フィルムと加圧ローラを離して描いている。
2-4) Measures for Improving Fixability of Toner Image T FIG. 4 is an enlarged detail view near the nip portion N shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view of the
図4に示すように、被記録材S上のトナー画像の定着性を改善するため、ニップ部N内においてホルダー32に加圧用突出部32bを設けている。この加圧用突出部32bは、フィルム31の回転方向(移動方向)Aにおいてヒータ33の下流側に該ヒータと近接して設けてあり、ヒータの表面を超えて加圧ローラ20側に突出している。このため、ニップ部Nにおいてヒータ33により加熱された後の被記録材S上のトナー画像Tを加圧用突出部32bでフィルム31を介して加圧することができる。つまり、ホルダー32の定着ニップ部形成部分でありヒータよりも定着フィルム回転方向下流側の部分には、定着フィルム回転方向に対して直交する方向に亘ってヒータの定着フィルムとの接触面よりも加圧ローラ側へ突出している突出部32bが設けられている。これにより被記録材S上のトナー画像Tのトナー層から泡をしごき出しながらトナー画像の定着を行うことができ、高いグロスで良好な定着性を確保することができる。
As shown in FIG. 4, in order to improve the fixability of the toner image on the recording material S, a
2−5)画像ムラの改善策、フィルム31のスリップおよび駆動トルクの低減策
ホルダー32には、被記録材Sの搬送方向SFにおいて加圧突出部32bの下流側にグリースGを逃がす貫通穴35aが設けてある(図5)。貫通穴35aはホルダー32の長手方向において均一のピッチ間隔で複数設けてある。これらの貫通穴35aはボール盤等によりドリルでホルダー32に穴を開けて形成することができる。
2-5) Measures for Improving Image Unevenness, Measures for Reduction of
また、ホルダー32には、フィルム31の回転方向Aにおいてニップ部Nの上流側(被記録材導入側)に均し用突出部32aを、ニップ部Nの下流側(被記録材排出側)に分離用突出部32cをそれぞれ設けている。均し用突出部32aはホルダー32の長手に沿って形成してあり、その先端がフィルム31の内周面に接触している。分離用突出部32cもホルダー32の長手に沿って形成してあり、その先端をフィルム31の内周面に接触させてフィルムの回転軌跡の曲率よりも小さい曲率部分をフィルムに形成している。この分離用突出部32cはフィルム31に形成させた曲率部分でフィルム外周面から被記録材Sのトナー画像担持面を分離させるようにしている(曲率分離)。
Further, the
複数の貫通穴35aは、それぞれ、ニップ部N内において加圧用突出部32bの被記録材Sの搬送方向上流側にグリース導入口35a1を有している。また複数の貫通穴35aは、それぞれ、被記録材の搬送方向下流側にグリース排出口35a2を有している。本実施例では、グリース導入口35a1を加圧用突出部32bとヒータ33との間に設けた間隙部と連通させて形成してある。またグリース排出口35a2を加圧用突出部32bと分離用突出部32cとの間に設けた凹状空間部Kと連通させて形成してある。つまり、複数の貫通穴35aは、ホルダー32のヒータ支持部分と突出部32bよりも定着フィルム回転方向下流側とを繋ぐように設けられている。複数の貫通穴35aにおいて隣り合う貫通穴のピッチ間隔Lを例えば下記のような寸法に設定してある。ホルダー32にはヒータ33の裏面側に設けた温度検出素子THと温度ヒューズH(図3)を別々に収容する穴37・38が形成されており、これらの穴を避けるため、隣り合う貫通穴35aのピッチ間隔Lを25mmとしている。
Each of the plurality of through
図4に示すように、均し用突出部32aは、ニップ部Nの上流側においてフィルム31の内周面と接触している先端部分で、フィルム内周面に塗布されているグリースGをフィルム31の回転中に被記録材Sの幅方向に均してグリース厚を一定にする。
As shown in FIG. 4, the leveling
均し用突出部32aによりグリース厚を一定されたフィルム31がさらに回転してヒータ33を通過した後に加圧用突出部32bに達すると、フィルム内周面のグリースGは加圧用突出部32bの先端で削がれながらホルダー長手方向に均一に伸ばされる。このとき、グリースGの大部分はフィルム内周面から削ぎ落とされるが、ホルダー長手方向に伸ばされた一部のグリースGは加圧用突出部32bとフィルム内周面との摺動抵抗の低減に寄与する。
When the
フィルム内周面から削がれたグリースGはフィルム31の回転移動に伴いヒータ33と加圧用突出部32b間の間隙部に溜まり込む。この間隙部に溜まり込んだグリースGは、その後のフィルム31の回転移動に伴い間隙部に溜まり込むグリースにより押されてグリース導入口35a1内に入り込み、グリース排出口35a2より凹状空間部K内に排出される。すなわち、フィルム31の回転移動中に加圧用突出部32bによりフィルム内周面から削がれるグリースGをフィルムの回転移動によって凹状空間部Kへ逃がすことができる。
The grease G shaved from the inner peripheral surface of the film accumulates in the gap between the
凹状空間部K内に排出されたグリースGはフィルム内周面と接触している分離用突出部32cによりせき止められ、フィルム31の回転移動によって凹状空間部内から適量排出される。
The grease G discharged into the concave space K is blocked by the
凹状空間部K内から排出されたグリースGはフィルム31の回転移動によって均し用突出部32aに到達する。
The grease G discharged from the concave space K reaches the leveling
このようにフィルム内周面に付着しているグリースGの大部分は、フィルム31の回転移動により、均し用突出部32a、ヒータ33、貫通穴35a、分離用突出部32cをその順に経由して循環することとなる。つまり、定着フィルム31の内面からホルダー32の突出部32bとの接触によって削がれる潤滑剤は前記接触する位置(突出部32bの位置)を越えて再び定着フィルム内面に戻り定着フィルムの回転と共に循環することとなる。
As described above, most of the grease G adhering to the inner peripheral surface of the film passes through the leveling
本実施例において、ホルダー32に貫通穴35aを形成する場合、ホルダーを2つの部材で構成して一体化することでホルダーに貫通穴を形成してもよい。図6は2部材で構成したホルダーを具備する定着装置のニップ部付近の拡大詳細図である。
In the present embodiment, when the through
ホルダー32は、ヒータ33を支持する第1の部材32Aと、加圧突出部32bを有する第2の部材32Bとからなっている。第1の部材32Aおよび第2の部材32Bにおいて互いの接合面には予め貫通穴35aを構成する溝が複数形成してあり、第1の部材と第2の部材の接合面を溝が対向するように当接させて両部材を溶接、或いは接着剤等により一体化する。これによって、第1の部材32Aと第2の部材32Bの接合面に貫通穴35aを形成することができる。このように、ホルダー32を2部材、或いは2部材以上で構成することで、より複雑な形状の貫通穴、または、より所望の径の貫通穴をホルダーに形成することが可能になる。
The
本実施例に定着装置10においては、ホルダー32に設けた加圧用突出部32bによりトナー画像Tの定着性の向上を図ることができる。また、加圧突出部32bで削がれるグリースGをホルダー32に設けた複数の貫通穴35aにより凹状空間部K内に逃がすことができ、間隙部にグリースが停滞することがない。
In the fixing
したがって、被記録材S上のトナー画像Tにグリースすじなどの画像ムラの発生を低減できる。また、グリースGが間隙部に停滞しないため、グリースによる摺動抵抗低減効果を十分に発揮でき、フィルム31とヒータ33、およびフィルム31とホルダー32の摺動抵抗を低減できる。また、フィルム31を回転駆動する際の駆動トルクも低減できる。
[実施例2]
Therefore, occurrence of image unevenness such as grease streaks on the toner image T on the recording material S can be reduced. Further, since the grease G does not stay in the gap, the sliding resistance reduction effect by the grease can be sufficiently exerted, and the sliding resistance between the
[ Example 2 ]
本実施例では、定着装置のホルダーに設けられる貫通穴の他の例を説明する。 In this embodiment, another example of the through hole provided in the holder of the fixing device will be described.
図7は本実施例に係る定着装置のニップ部付近の拡大詳細図である。本実施例では、実施例1の定着装置と同じ部材・部分に同一の符号を付して、再度の説明を省略する。後述の実施例3〜5についても同様とする。 FIG. 7 is an enlarged detail view in the vicinity of the nip portion of the fixing device according to the present embodiment. In the present embodiment, the same members and portions as those of the fixing device of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The same applies to Examples 3 to 5 described later.
ホルダー32には、被記録材Sの搬送方向SFにおいて加圧突出部32bの下流側にグリースGを逃がす貫通穴35bが設けてある。貫通穴35bはホルダー32の長手方向において所定のピッチ間隔で複数設けてある。
The
複数の貫通穴35bは、それぞれ、ニップ部N内において加圧用突出部32bの被記録材Sの搬送方向上流側にグリース導入口35b1を有している。また複数の貫通穴35bは、それぞれ、被記録材Sの搬送方向SFにおいてニップ部Nの下流側にグリース排出口35b2を有している。本実施例では、グリース導入口35b1を加圧用突出部32bとヒータ33間の間隙部と連通させて形成してある。またグリース排出口35a2を被記録材Sの搬送方向SFにおいて分離用突出部32cの下流側のホルダー32とフィルム31との間の空隙部と連通させて形成してある。
Each of the plurality of through
図7に示すように、加圧用突出部32bによりフィルム内周面から削ぎ落とされたグリースGの大部分はフィルム31の回転移動に伴いヒータ33と加圧用突出部32b間の間隙部に溜まり込む。この間隙部に溜まり込んだグリースGは、その後のフィルム31の回転移動に伴い間隙部に溜まり込むグリースにより押されることによってグリース導入口35b1内に入り込み、グリース排出口35b2より空隙部に排出される。すなわち、フィルム31の回転移動中に加圧用突出部32bによりフィルム内周面から削がれるグリースGをフィルムの回転移動によって空隙部へ逃がすことができ、間隙部にグリースが停滞することがない。
As shown in FIG. 7, most of the grease G scraped off from the inner peripheral surface of the film by the pressurizing
したがって、本実施例においても実施例1と同様な効果を得ることができる。また本実施例においては、グリースGの大部分を空隙部へ逃がすので、実施例1に比べグリースを無駄なく循環させることができる。 Therefore, also in the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, most of the grease G is released to the gap, so that the grease can be circulated more efficiently than in the first embodiment.
本実施例においても、ホルダー32に貫通穴35bを形成する場合、ホルダーを2つの部材で構成して一体化することでホルダーに貫通穴を形成してもよい。図8は2部材で構成したホルダーを具備する定着装置のニップ部付近の拡大詳細図である。
Also in the present embodiment, when the through
ホルダー32は、ヒータ33を支持する第1の部材32Cと、加圧突出部32bと分離用突出部32cを有する第2の部材32Dとからなっている。第1の部材32Cおよび第2の部材32Dにおいて互いの接合面には予め貫通穴35bを構成する溝が複数形成してあり、第1の部材と第2の部材の接合面を溝が対向するように当接させて両部材を溶接、或いは接着剤等により一体化する。これによって第1の部材32Cと第2の部材32Dの接合面に貫通穴35bを形成することができる。
[参考例1]
The
[Reference Example 1]
本参考例では、定着装置のホルダーに設けられる貫通穴の他の例を説明する。 In this reference example , another example of the through hole provided in the holder of the fixing device will be described.
図9は本参考例に係る定着装置のニップ部付近の拡大詳細図である。 FIG. 9 is an enlarged detail view near the nip portion of the fixing device according to this reference example .
ホルダー32には、被記録材Sの搬送方向SFにおいてニップ部Nの上流側から加圧突出部32bまでグリースGを導く貫通穴35cが設けてある。貫通穴35cはホルダー32の長手方向において所定のピッチ間隔で複数設けてある。
The
複数の貫通穴35cは、それぞれ、被記録材Sの搬送方向SFにおいてニップ部Nの上流側にグリース導入口35c1を有している。また複数の貫通穴35cは、それぞれ、ニップ部N内において加圧突出部32bの被記録材Sの搬送方向SF上流側にグリース排出口35c2を有している。本参考例では、グリース導入口35c1を被記録材Sの搬送方向SFにおいて均し用突出部32aとヒータ33間でフィルム内周面側に開口させて形成してある。またグリース排出口35c2を加圧用突出部32bとヒータ33間の間隙部と連通させて形成してある。つまり、複数の貫通穴35cは、定着フィルム31の回転方向においてヒータ33よりも上流側からヒータ33よりも下流側へヒータ33を跨ぐように設けられている。
Each of the plurality of through
図9に示すように、均し用突出部32aによりグリース厚を一定にさせたフィルム31がさらに回転してグリース導入口35c1に達すると、グリース導入口の周縁部においてホルダー32とフィルム31の間にグリースGが停滞してグリース導入口内に入り込む。グリース導入口35c1に入り込んだグリースGは、その後のフィルム31の回転移動に伴いグリース導入口に入り込むグリースにより押されることによってグリース排出口35c2より間隙部を通じて加圧突出部32bに導かれる。加圧突出部32bにはフィルム31の移動によってグリースGが絶えず供給され、そのグリースは加圧突出部によりホルダー長手方向に均一に伸ばされて凹状空間部K内に送り出されることから、間隙部にグリースが停滞することがない。
As shown in FIG. 9, when the
したがって、本参考例においても実施例1と同様な効果を得ることができる。 Therefore, also in this reference example , the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
本参考例において、ホルダー32に貫通穴35cを形成する場合、ホルダーの凹溝部32dの底面および均し用突出部32a側の側面を工作機械で切削加工して貫通穴としての溝を形成することにより、ホルダーに貫通穴を形成することができる(図10)。
[参考例2]
In this reference example , when the through
[Reference Example 2]
本参考例では、定着装置のホルダーに設けられる貫通穴の他の例を説明する。 In this reference example , another example of the through hole provided in the holder of the fixing device will be described.
図11は本参考例に係る定着装置のニップ部付近の拡大詳細図である。 FIG. 11 is an enlarged detail view near the nip portion of the fixing device according to this reference example .
ホルダー32には、被記録材Sの搬送方向SFにおいてニップ部Nの上流側から加圧突出部32bまでグリースGを導く貫通穴35dが設けてある。貫通穴35dはホルダー32の長手方向において所定のピッチ間隔で複数設けてある。
The
複数の貫通穴35dは、それぞれ、被記録材Sの搬送方向SFにおいてニップ部Nの上流側にグリース導入口35d1を有している。また複数の貫通穴35dは、それぞれ、ニップ部N内において加圧突出部32bの被記録材Sの搬送方向SF上流側にグリース排出口35d2を有している。本参考例では、グリース導入口35d1を被記録材Sの搬送方向SFにおいて均し用突出部32aの上流側のホルダー32とフィルム31との間の空隙部と連通させて形成してある。またグリース排出口35d2を加圧用突出部32bとヒータ33間の間隙部と連通させて形成してある。つまり、複数の貫通穴35dは、実施例3と同様、定着フィルム31の回転方向においてヒータ33よりも上流側からヒータ33よりも下流側へヒータ33を跨ぐように設けられている。
Each of the plurality of through
図11に示すように、均し用突出部32aによりフィルム31の回転移動中にグリース厚を一定にさせる際に、均し用突出部近傍においてホルダー32とフィルム31の間に停滞するグリースGがグリース導入口35d1内に入り込む。グリース導入口35d1に入り込んだグリースGは、その後のフィルム31の回転移動に伴いグリース導入口に入り込むグリースにより押されることによってグリース排出口35d2より間隙部を通じて加圧突出部32bに導かれる。加圧突出部32bにはフィルム31の移動によってグリースGが絶えず供給され、そのグリースは加圧突出部によりホルダー長手方向に均一に伸ばされて凹状空間部K内に送り出されることから、間隙部にグリースが停滞することがない。
As shown in FIG. 11, when the grease thickness is made constant during the rotational movement of the
したがって、本参考例においても実施例1と同様な効果を得ることができる。 Therefore, also in this reference example , the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
本参考例においても、ホルダー32に貫通穴35dを形成する場合、ホルダーを2つの部材で構成して一体化することでホルダーに貫通穴を形成してもよい。図12は2部材で構成したホルダーを具備する定着装置のニップ部付近の拡大詳細図である。
Also in this reference example , when the through
ホルダー32は、ヒータ33を支持する第1の部材32Eと、均し用突出部32aを有する第2の部材32Fとからなっている。第1の部材32Eにおいて貫通穴として凹溝部32dの底面に沿って上記の空隙部に抜ける溝を工作機械で切削加工して形成する。そして溝が形成された第1の部材32Eの接合面に第2の部材32Fの接合面を当接させて両部材を溶接、或いは接着剤等により一体化する。これによって第1の部材32Eと第2の部材32Fの接合面に貫通穴35dを形成することができる。
[実施例3]
The
[Example 3]
実施例1、2において、ホルダー32の貫通穴はグリース導入口とグリース排出口の形状が異なっていてもよい。図13は実施例1のホルダー32の貫通穴35aにおいてグリース導入口35a1とグリース排出口35a2の形状を変えた例の説明図である。
Oite in Examples 1 and 2, the through hole of the
貫通穴35aにおいてグリース排出口35a2は被記録材Sの搬送方向に向かって末広がりに形成してある。この結果、よりグリースGを均一に循環させることが可能となる。
In the through
〔その他〕
実施例1ではニップ部N内においてホルダー32に長手(被記録材Sの幅方向)に沿って貫通穴35aを均一ピッチ間隔25mmで複数個設けたが、貫通穴35a〜35dのピッチ間隔はこれに限られずより短くしてもよい。貫通穴35a〜35dのピッチ間隔を短くすることで、潤滑剤として粘性が高いグリースを用いても効率よく循環させることができる。また、貫通穴35a〜35dのピッチ間隔Lは、不均一なピッチ間隔であってもよい。また、貫通穴35a〜35dの断面形状は丸型に限られず四角型や三角型等であってもよい。
[Others]
In are provided a plurality, pitch
10・・・・画像定着装置、20・・・・加圧ローラ、30・・・・加熱ユニット、
31・・・・定着フィルム、32・・・・支持ホルダー、32b・・・加圧用突出部、
33・・・・ヒータ、35a、35b、35c、35d・・・・貫通穴、
G・・・・グリース(潤滑剤)、S・・・・被記録材、T・・・・トナー画像、
SF・・・・被記録材の搬送方向、K・・・・凹状空間部、N・・・・定着ニップ部、
L・・・・貫通穴ピッチ間隔
10... Image fixing device, 20... Pressure roller, 30.
31... Fixing film, 32... Support holder, 32 b.
33... Heater, 35a, 35b, 35c, 35d ... through hole,
G ... Grease (lubricant), S ... Recording material, T ... Toner image,
SF... Recording material conveyance direction, K... Concave space, N.
L ・ ・ ・ ・ Pitch between through holes
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