JP4789538B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus having the fixing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体上のトナー像を定着する定着装置および該定着装置を有する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image on a recording medium and an image forming apparatus having the fixing device.
電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ或いはその複合機などとして構成される画像形成装置において上記形式の定着装置を採用することは良く知られている。この種の定着装置において、従来は定着ローラと加圧ローラを組み合わせた熱ローラ定着が主流であったが、近年、特許文献1に見られるように、ベルトを用いる定着装置が多く見られるようなった。また、定着装置に用いる加熱手段も定着ローラに内蔵したハロゲンランプ等の発熱体が多く用いられていたが、特許文献1に見られるように、誘導加熱方式が採用され始めている。このように定着ベルトを用いたり、誘導加熱方式等が採用したりする最も大きな要因として、定着装置の立ち上がり時間を短縮することができることが挙げられる。 It is well known to employ a fixing device of the above type in an image forming apparatus configured as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile, or a complex machine thereof. Conventionally, in this type of fixing device, heat roller fixing in which a fixing roller and a pressure roller are combined has been mainstream, but recently, as seen in Patent Document 1, many fixing devices using a belt have been seen. It was. Further, as a heating means used in the fixing device, a heating element such as a halogen lamp built in the fixing roller has been used in many cases. However, as can be seen in Patent Document 1, an induction heating method has begun to be adopted. As described above, the biggest factor for using the fixing belt or adopting the induction heating method is that the rise time of the fixing device can be shortened.
このような誘導加熱方式の定着装置において、例えば、定着ベルトを励磁コイルの通電で発熱する加熱ローラと定着ローラに巻き掛けている形式のものでは定着ベルトと励磁コイルとを一体とせず別々設けることが提案されている。これは、励磁コイルがかなり高価な部材であるため、定着装置の交換等に際し、定着ベルト側を新品に交換しても励磁コイルは引き続き使用できるようにするためである。このため、励磁コイルと定着ベルトとを別々に支持させることとなるが、このとき励磁コイルと定着ベルト(加熱ローラ)とのギャップの管理が難しかった。特に、定着ローラの外径が温度によって変わり、定着ベルトが引っ張られたりするため、加熱ローラの位置が移動し安定せず、このため励磁コイルと定着ベルト(加熱ローラ)とのギャップがずれて、それゆえ加熱ムラ等が発生して効率的な加熱ができないという不具合が発生していた。 In such an induction heating type fixing device, for example, in a type in which the fixing belt is wound around a heating roller that generates heat by energization of the excitation coil and the fixing roller, the fixing belt and the excitation coil are not provided integrally but provided separately. Has been proposed. This is because the exciting coil is a fairly expensive member, and therefore, when replacing the fixing device, the exciting coil can be used continuously even if the fixing belt side is replaced with a new one. For this reason, the exciting coil and the fixing belt are separately supported, but at this time, it is difficult to manage the gap between the exciting coil and the fixing belt (heating roller). In particular, since the outer diameter of the fixing roller changes depending on the temperature and the fixing belt is pulled, the position of the heating roller is not moved and stabilized, and therefore the gap between the excitation coil and the fixing belt (heating roller) is shifted, Therefore, the problem that heating unevenness etc. generate | occur | produced and the efficient heating cannot be generated has occurred.
本発明は、上記した事情に鑑み、励磁コイルと定着ベルトまたは第1のローラとの位置精度を出して効率の良い加熱が得られる定着装置および該定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described circumstances, the present invention provides a fixing device capable of obtaining the positional accuracy between the exciting coil and the fixing belt or the first roller and obtaining efficient heating, and an image forming apparatus having the fixing device. It is aimed.
上記目的を達成するため、本発明は、第1のローラと第2のローラに巻き掛けられた無端状の定着ベルトを有する定着部ユニットと、該定着ベルトを直接または間接的に加熱する励磁コイルを備えたコイルユニットとを有し、該コイルユニットが装置本体に支持され、前記定着部ユニットが装置本体に対して着脱可能に装着される定着装置において、前記定着部ユニットが装置本体にスライド装着されるとき、前記励磁コイルに対して前記第1のローラの位置決めをする位置決め機構を設け、該位置決め機構は、前記定着部ユニットを装置本体にスライド装着する場合に、前記定着部ユニットの側板に設けた位置決めピンが前記コイルユニットの側板に設けた嵌合部に嵌合して主基準となる位置決めを行い、該主基準の位置決めをした状態で前記第1のローラと同軸に設けたギャップコロを前記コイルユニットの側板に設けた突き当て部に突き当てて従基準となる位置決めを行うことを特徴とする定着装置を提案する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fixing unit having an endless fixing belt wound around a first roller and a second roller, and an exciting coil for directly or indirectly heating the fixing belt. A fixing unit in which the fixing unit is detachably mounted to the apparatus main body, and the fixing unit is slid to the apparatus main body. A positioning mechanism is provided for positioning the first roller with respect to the exciting coil, and the positioning mechanism is provided on a side plate of the fixing unit when the fixing unit is slid onto the apparatus main body. in a state that provided positioning pins the fitted into the fitting portion provided on the side plate of the coil unit performs positioning as a main reference was the positioning of the main criteria It proposes a fixing device and performs positioning to be the serial first roller and thrust the gap roller provided coaxially abutting portion provided on the side plate of the coil unit against by sub-reference.
なお、本発明は、前記コイルユニットは、装置本体に対して微調整可能に支持され、かつ、前記突き当て部が前記ギャップコロに突き当たる方向への弾性力が付勢されていると、有利である。 It is to be noted that the present invention is advantageous when the coil unit is supported so as to be finely adjustable with respect to the apparatus main body and an elastic force is applied in a direction in which the abutting portion abuts against the gap roller. is there.
さらに、本発明は、前記定着部ユニットの側板には、前記位置決めピンと前記第1のローラが取り付けられる取り付け部とが曲げのない同一面上に設けられていると、有利である。 Further, according to the present invention, it is advantageous that the positioning pin and the attachment portion to which the first roller is attached are provided on the same surface without bending on the side plate of the fixing unit.
さらにまた、本発明は、前記コイルユニットの側板は、前記嵌合部をコイル取り付け部に対して曲げのない同一面上に設けていると、有利である。
さらにまた、本発明は、前記定着ベルトは、テンション部材によって緩みのない状態に保持されていると、有利である。
Still further, according to the present invention, it is advantageous that the side plate of the coil unit is provided with the fitting portion on the same surface without bending with respect to the coil mounting portion.
Still further, according to the present invention, it is advantageous that the fixing belt is held in a loose state by a tension member.
さらにまた、本発明は、前記第1のローラは、前記励磁コイルの励磁により誘導発熱する加熱ローラであると、有利である。
さらにまた、本発明は、前記定着ベルトは、前記励磁コイルの励磁により誘導発熱する発熱層を具備すると、有利である。
Furthermore, in the present invention, it is advantageous that the first roller is a heating roller that generates induction heat by excitation of the excitation coil.
Still further, according to the present invention, it is advantageous that the fixing belt includes a heat generating layer that generates heat by induction of the excitation coil.
上記目的を達成するため、本発明は、記録媒体上にトナー像を形成する作像手段と、該作像手段によって記録媒体上に形成されたトナー像を定着する請求項1ないし7の何れかに記載の定着装置とを有することを特徴とする画像形成装置を提案する。 To achieve the above object, the present invention provides an image forming means for forming a toner image on a recording medium, and fixing the toner image formed on the recording medium by the image forming means. An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1 is proposed.
本発明によれば、定着部ユニットとコイルユニットの位置関係の精度を保つことにより、励磁コイルと第1のローラとの位置精度を精度良く出すことができ、効率の良い加熱ができる定着装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device capable of accurately obtaining the positional accuracy between the exciting coil and the first roller by maintaining the accuracy of the positional relationship between the fixing unit and the coil unit, and performing efficient heating. Can be provided.
本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、画像形成装置の実施形態を示す概略図であり、この画像形成装置は記録媒体にトナー像を形成する作像手段と、トナー像を記録媒体に定着する定着装置1とを有しており、まず作像手段の概略について説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus. The image forming apparatus includes an image forming unit that forms a toner image on a recording medium and a fixing device 1 that fixes the toner image on the recording medium. First, an outline of the image forming means will be described.
図1に示す作像手段は、ドラム状に形成された第1乃至第4の感光体2Y,2M,2C,2Bが設けられている。各感光体には、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。また、第1乃至第4の感光体2Y,2M,2C,2Bに対向して無端ベルトより成る中間転写体3が配置され、この中間転写体3は複数の支持ローラ4,5,6,7に巻き掛けられており、そのローラ中の1つが中間転写体3を矢印A方向に回転駆動する駆動ローラで構成されている。
The image forming means shown in FIG. 1 is provided with first to
第1乃至第4の感光体2Y,2M,2C,2B上にトナー像を形成する構成は全て実質的に同一であるため、第1の感光体2Yにトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写体3に転写する構成だけを説明する。この感光体2Yは図1における時計方向に回転駆動され、このとき感光体表面は帯電装置8によって所定の極性に帯電される。この帯電面に、露光装置9から出射する光変調されたレーザ光Lが照射され、感光体の表面に書き込み情報に対応した静電潜像が形成される。感光体4Yに形成された静電潜像は、これが現像装置10を通るとき、イエロートナー像として可視像化される。
Since the configuration for forming the toner image on the first to
一方、中間転写体3は矢印A方向に回転駆動され、かかる中間転写体3の内側には、転写装置11が配置され、この転写装置11には、感光体2Y上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体2Y上のトナー像が中間転写体3上に転写される。トナー像を中間転写体3に転写したあとの感光体2Y表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置12によって除去され、感光体4Yの表面が清掃される。
On the other hand, the
全く同様にして、第2乃至第4の各感光体2M,2C,2Bには、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像は、各転写装置の作用によって、イエロートナー像の転写された中間転写体3上に順次重ねて静電転写される。
In exactly the same manner, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are formed on the second to
上述のようにして中間転写体3上には複数の色のトナー像が重ねて形成され、このトナー像は、作像手段の下方に配設された給紙装置13、14の何れかより給送された記録媒体が中間転写体3と回転する転写ローラより成る転写装置15の間を通るとき、その記録媒体に転写される。このとき、転写装置15には中間転写体3上の重ね合わせトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写体3上の重ね合わせトナー像より成る画像が記録媒体上に転写される。そして、トナー像が転写された記録媒体は定着装置1において熱と圧力の作用によって担持した画像が記録媒体に定着される。なお、記録媒体としては、例えばシート状の記録紙、樹脂シートないしは樹脂フィルムなどが用いられる。また、画像転写後の中間転写体3の表面は、図示していないクリーニング装置によって清掃される。
As described above, a plurality of color toner images are formed on the
本発明に係る定着装置1は、図2に示すように、定着部ユニット20を有し、該定着部ユニット20には互いに平行な第1のローラである加熱ローラ21と第2のローラである定着ローラ22を備え、加熱ローラ12と定着ローラ22には無端状の定着ベルト23が巻き掛けられている。加熱ローラ21は、内部にフェライトローラ(図示せず)を内蔵した例えばステンレス、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体よりなるローラであり、また定着ローラ22は非磁性体の金属、例えばアルミ等で作られている。定着ベルト23のベルト基材は、磁性体、非磁性体のどちらでも良く、その表面には均一に定着させるための弾性層や表面にトナーの固着を防止するための離型層を設けることが有利である。そして、加熱ローラ21の定着ベルト23を巻き付けた側の周面には所定のギャップを持って近接対向された励磁コイル31を有するコイルユニット30が設けられている。
As shown in FIG. 2, the fixing device 1 according to the present invention includes a
また、定着ローラ22には定着ベルト23を介して対向部材である加圧ローラ24が圧接されている。加熱ローラ21、定着ローラ22及び加圧ローラ24は定着装置1のフレームに回転自在に支持され、定着ローラ22もしくは定着ローラ22と加圧ローラ24が図示していない駆動装置によりそれぞれ矢印方向に回転駆動される。これにより、定着ベルト23が図2の反時計方向に回転走行され、加熱ローラ21は同方向に従動回転される。なお、加圧ローラ24にも加熱手段を設けてもよい。
A
定着ベルト23には、その裏面側からテンション部材としてのテンションローラ25が圧接され、定着ベルト23はテンションローラ25によって常に緊張した状態が維持される。なお、加圧ローラ24やテンションローラ25も定着部ユニット20に設けられている。
A
このように構成された定着装置1は、励磁コイル31に高周波電流を流すとコイルが発生する磁界の変化に伴い磁性体であるフェライトローラに電流が流れ、電流の変化によってジュール熱が発生し、それによって加熱ローラ21が加熱される。加熱ローラ21の熱が定着ベルト23に伝えられ、定着ベルト23が所定温度に達すると、定着が可能な状態となる。ここで、上記作像手段によって形成されたトナー像を担持した記録媒体が定着装置1に搬送されると、記録媒体は定着ベルト23を介した定着ローラ22と加圧ローラ24のニップにトナー像が定着ベルト23に接するように送り込まれる。そして、記録媒体Pは定着ローラ22と加圧ローラ24のニップを通過するとき記録媒体にトナー像が定着される。
In the fixing device 1 configured as described above, when a high frequency current is passed through the
ところで、かかる定着装置1では誘導加熱方式を採用しているので、短時間で立ち上げられる等の利点を有する。この励磁コイル31が高価であるため、定着装置1が寿命等で交換するとき、コイルユニット30を再使用できるように、該コイルユニット30を装置本体に支持する。そして、加熱ローラ21、定着ローラ22、定着ベルト及び加圧ローラ24等を備える定着部ユニット20はスライドレール26を介して装置本体に対してスライド着脱可能に支持させている。このとき、定着部ユニット20側の加熱ローラ21とコイルユニット30の励磁コイル31との位置決めは加熱ローラ21と同軸上に設けたギャップコロに、修正移動可能に支持されているコイルユニット30をバネ等で押しつけて位置決めすることが考えられている。
By the way, since the fixing device 1 employs the induction heating method, it has an advantage that it can be started up in a short time. Since the
ところが、かかる構成であると熱膨張で加熱ローラ21が定着ベルト23に引っ張られて僅かであるが、図2の右側に移動したときに、コイルユニット30も移動し、これによって加熱ローラ21に対する励磁コイル31の傾きが変わり、加熱ローラ21と励磁コイル31とのギャップが変動してしまうことがある。したがって、加熱ローラ21と励磁コイル31が加熱に最適な位置関係がくずれて加熱効率が悪化するだけでなく加熱ムラが生ずることがあった。
However, with such a configuration, the
そこで、本例の定着装置1は定着部ユニット20を装置本体に対してスライド装着するとき、励磁コイル31に対し加熱ローラ21の位置決めをする位置決め機構を設けている。この位置決め機構は、図3乃至図5に示すように、コイルユニット30と定着部ユニット20とを嵌合による結合を主基準とし、加熱ローラ21と同軸上に設けたギャップコロ27(図4に鎖線で示す)にコイルユニット30の側板32に設けた突き当て部33を突き当てて従基準としている。
Accordingly, the fixing device 1 of this example is provided with a positioning mechanism for positioning the
本実施形態における主基準は、図5に示す定着部ユニット20の側板28に位置決めピン29を設け、コイルユニット30の両側板32に該ピン29が嵌合する嵌合溝34を設けている。そして、定着部ユニット20が図2の矢印B方向からスライド装着すると、位置決めピン29が嵌合溝34に嵌りこれを主基準としている。また、本実施形態の従基準は加熱ローラ21の両側で同軸上に設けられたギャップコロ27と、コイルユニット30の両側板32に設けられたギャップコロに突き当てる突き当て部33とで構成されている。なお、励磁コイル30の突き当て部33によるギャップコロ27への突き当てはコイルユニット30と装置本体の枠体16の間に設けた圧縮スプリング35によって常時保持される。
The main reference in the present embodiment is that positioning pins 29 are provided on the
このように構成された定着装置1は、コイルユニット30の嵌合溝34が定着部ユニット20の位置決めピン29に嵌合することを主基準とし、ギャップコロ27にコイルユニット30の側板32に設けた突き当て部33の突き当てを従基準としたことにより、熱膨張で加熱ローラ21が微動しても主基準は影響を受けない。したがって、熱膨張で加熱ローラ21が微動による従基準である突き当て部33へのギャップコロ27の突き当ては主基準に基づいて修正されるため、励磁コイル31と加熱ローラ21の位置関係は変動しない。したがって、加熱ムラがなく、加熱効率に優れた定着装置を提供できる。
The fixing device 1 configured as described above is provided on the
また、本実施形態では定着部ユニット20の側板28が曲げのない同一面に位置決めピン29と加熱ローラ21が取り付けられる取り付け部を設けている。曲げ加工のある部品は、平面度も悪くなり、穴位置の精度も悪くなるので、曲げ加工のない側板28は部品の位置精度が出すことができる。同様に、コイルユニット30の側板32も、曲げのない同一面に突き当て部33と嵌合溝34とを設けることで、側板32の位置精度を出すことができる。
Further, in the present embodiment, a mounting portion to which the positioning pin 29 and the
なお、本発明の定着装置は上記実施形態のみに限定されず、例えば、定着ベルトを直接加熱する加熱ベルトとして構成することができる。 The fixing device of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be configured as a heating belt that directly heats the fixing belt, for example.
1 定着装置
20 定着部ユニット
21 加熱ローラ
22 定着ローラ
23 定着ベルト
24 加圧ローラ
25 テンションローラ
27 ギャップコロ
28 定着部ユニットの側板
29 位置決めピン
30 コイルユニット
31 励磁コイル
32 コイルユニットの側板
33 突き当て部
34 嵌合溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記定着部ユニットが装置本体にスライド装着されるとき、前記励磁コイルに対して前記第1のローラの位置決めをする位置決め機構を設け、
該位置決め機構は、前記定着部ユニットを装置本体にスライド装着する場合に、前記定着部ユニットの側板に設けた位置決めピンが前記コイルユニットの側板に設けた嵌合部に嵌合して主基準となる位置決めを行い、
該主基準の位置決めをした状態で前記第1のローラと同軸に設けたギャップコロを前記コイルユニットの側板に設けた突き当て部に突き当てて従基準となる位置決めを行うことを特徴とする定着装置。 A fixing unit having an endless fixing belt wound around a first roller and a second roller, and a coil unit having an exciting coil for directly or indirectly heating the fixing belt, In the fixing device in which the coil unit is supported by the apparatus main body, and the fixing unit is detachably attached to the apparatus main body.
A positioning mechanism for positioning the first roller with respect to the exciting coil when the fixing unit is slid on the apparatus main body;
In the positioning mechanism, when the fixing unit is slid to the apparatus main body, the positioning pin provided on the side plate of the fixing unit is fitted into the fitting portion provided on the side plate of the coil unit. Positioning
The fixing is characterized in that in the state where the main reference is positioned, a gap roller provided coaxially with the first roller is abutted against an abutting portion provided on a side plate of the coil unit to perform positioning as a sub-reference. apparatus.
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JP2007041372A (en) | 2007-02-15 |
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