JP4849913B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが広く知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an apparatus using an electromagnetic induction heating type fixing device has been widely known for the purpose of reducing the rise time of the apparatus and saving energy (for example, (See Patent Document 1).
特許文献1等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、支持部材としての支持ローラ(加熱ローラ)、定着補助ローラ(定着ローラ)、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着部材としての定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する磁束発生手段としての誘導加熱部(誘導加熱手段)、定着補助ローラに定着ベルトを介して当接する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向(記録媒体の搬送方向に直交する方向である。)に延設されたコイル部(励磁コイル)や、コイル部に対向するコア部(励磁コイルコア)等で構成される。
In
そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に交番磁界が形成されて、支持ローラ表面近傍に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱体が電磁誘導によって直接的に加熱されるために、熱ローラ方式(ヒータランプ加熱方式)等の他方式のものに比べて熱変換効率が高く、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて定着ベルトの表面温度(定着温度)を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。
The fixing belt is heated at a position facing the induction heating unit. The heated fixing belt heats and fixes the toner image on the recording medium conveyed to the positions of the auxiliary fixing roller and the pressure roller. Specifically, when a high-frequency alternating current is passed through the coil portion, an alternating magnetic field is formed around the coil portion, and an eddy current is generated near the surface of the support roller. When an eddy current is generated in the support roller, Joule heat is generated by the electrical resistance of the support roller itself. The fixing belt wound around the support roller is heated by the Joule heat.
Such an electromagnetic induction heating type fixing device has a higher heat conversion efficiency than other types such as a heat roller method (heater lamp heating method) because the heating element is directly heated by electromagnetic induction. It is known that the surface temperature (fixing temperature) of the fixing belt can be raised to a desired temperature with a small energy consumption and a short start-up time.
上述した従来の定着装置は、支持部材としての支持ローラに電荷が蓄積されることによって、静電オフセットが生じる場合があった。 In the conventional fixing device described above, an electrostatic offset may occur due to accumulation of electric charge on a support roller as a support member.
詳しくは、次の通りである。
金属材料で形成される支持ローラ(支持部材)は、その幅方両端部に樹脂材料からなるフランジが挿設されていて、ベアリングを介して支軸に回転自在に支持されている。したがって、支持ローラは、電気的にフロート状態になっていた。一方、支持ローラには定着ベルト(定着部材)が巻装されていて、支持ローラは、定着ベルトとの間に生じる摩擦抵抗によって支軸を中心にして所定方向に回転駆動される。したがって、定着装置が稼動されると、支持ローラはやがて高電位に帯電されてしまう。
Details are as follows.
A support roller (support member) formed of a metal material has flanges made of a resin material inserted at both ends in the width direction, and is rotatably supported by a support shaft via a bearing. Therefore, the support roller is in an electrically floating state. On the other hand, a fixing belt (fixing member) is wound around the support roller, and the support roller is rotationally driven in a predetermined direction around the support shaft by frictional resistance generated between the support roller and the fixing belt. Therefore, when the fixing device is operated, the support roller is eventually charged with a high potential.
そして、充分にアースがとられていない支持ローラに蓄積された電荷が定着ベルトに移動することで、定着ベルトと加圧ローラとのニップ部に送入される記録媒体上のトナーが、電荷を保持した定着ベルトによって静電気的に吸着又は散逸されて静電オフセットが生じてしまう。 Then, the charge accumulated on the support roller that is not sufficiently grounded moves to the fixing belt, so that the toner on the recording medium fed into the nip portion between the fixing belt and the pressure roller is charged. The held fixing belt is electrostatically attracted or dissipated to cause an electrostatic offset.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、静電オフセットが生じることのない、電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an electromagnetic induction heating type fixing device and an image forming apparatus that do not cause electrostatic offset.
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱して記録媒体に定着させる定着ベルトと、前記定着ベルトを定着補助ローラとともに張架して支持する支持ローラと、磁束を発生させて前記定着ベルト及び前記支持ローラのうち少なくとも1つを加熱する磁束発生手段と、前記支持ローラの幅方向端部に配設された軸受部と、前記軸受部を介して前記支持ローラを支持する支軸と、を備え、前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記支持ローラの幅方向端部に接着剤を介して挿設されるフランジと、を具備し、前記フランジは、耐熱性樹脂で形成されるとともに、前記支持ローラとの当接部に前記接着剤を滞留するための凹部が形成されたものである。 According to a first aspect of the present invention, a fixing device includes a fixing belt that heats and fixes a toner image to a recording medium, a support roller that supports the fixing belt with a fixing auxiliary roller, and a magnetic flux. Magnetic flux generating means for generating and heating at least one of the fixing belt and the support roller, a bearing portion disposed at an end in a width direction of the support roller, and the support roller via the bearing portion. A support shaft, and the bearing portion includes a bearing, and a flange that holds the bearing and is inserted into an end portion in the width direction of the support roller via an adhesive. are those Rutotomoni formed of a heat-resistant resin, recesses for retention of the adhesive to a contact portion between the support rollers are formed.
また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記接着剤を、耐熱性接着剤としたものである。 A fixing device according to a second aspect of the present invention is the fixing device according to the first aspect, wherein the adhesive is a heat-resistant adhesive.
また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記接着剤を、エポキシ系接着剤又はセラミック系接着剤としたものである。 A fixing device according to a third aspect of the present invention is the fixing device according to the first or second aspect, wherein the adhesive is an epoxy adhesive or a ceramic adhesive.
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱して記録媒体に定着させる定着ベルトと、前記定着ベルトを定着補助ローラとともに張架して支持する支持ローラと、磁束を発生させて前記定着ベルト及び前記支持ローラのうち少なくとも1つを加熱する磁束発生手段と、前記支持ローラの幅方向端部に配設された軸受部と、前記軸受部を介して前記支持ローラを支持する支軸と、を備え、前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記支持ローラの幅方向端部に挿設されるフランジと、を具備し、前記フランジは、耐熱性樹脂で形成され、前記支持ローラを、ステンレスからなる円筒部の表面に銅又は銀からなるメッキ層を形成したものとしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fixing device that generates a magnetic flux, a fixing belt that heats and fixes a toner image to a recording medium, a support roller that stretches and supports the fixing belt together with a fixing auxiliary roller. Magnetic flux generating means for heating at least one of the fixing belt and the support roller, a bearing portion disposed at an end in the width direction of the support roller, and supporting the support roller via the bearing portion. A support shaft, and the bearing portion includes a bearing and a flange that holds the bearing and is inserted into a width direction end portion of the support roller, and the flange is made of a heat-resistant resin. The support roller is formed by forming a plated layer made of copper or silver on the surface of a cylindrical portion made of stainless steel.
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱して記録媒体に定着させる定着ベルトと、前記定着ベルトを定着補助ローラとともに張架して支持する支持ローラと、磁束を発生させて前記定着ベルト及び前記支持ローラのうち少なくとも1つを加熱する磁束発生手段と、前記支持ローラの幅方向端部に配設された軸受部と、前記軸受部を介して前記支持ローラを支持する支軸と、を備え、前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記支持ローラの幅方向端部に挿設されるフランジと、を具備し、前記フランジは、耐熱性樹脂で形成され、前記支持ローラを、ステンレスからなる円筒部の表面にアルミニウムからなるメッキ層を形成したものとしたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fixing device that generates a magnetic flux, a fixing belt that heats and fixes a toner image to a recording medium, a support roller that supports the fixing belt while being stretched together with a fixing auxiliary roller. Magnetic flux generating means for heating at least one of the fixing belt and the support roller, a bearing portion disposed at an end in the width direction of the support roller, and supporting the support roller via the bearing portion. A support shaft, and the bearing portion includes a bearing and a flange that holds the bearing and is inserted into a width direction end portion of the support roller, and the flange is made of a heat-resistant resin. The support roller is formed by forming a plated layer made of aluminum on the surface of a cylindrical portion made of stainless steel.
また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記耐熱性樹脂を、液晶ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンのうちいずれかとしたものである。 A fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the heat resistant resin is selected from a liquid crystal polymer, a polyether ketone, and a polyether ether ketone. One of them.
また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記フランジは、前記支持ローラに形成された切欠き部に嵌合して当該支持ローラに対する相対的な回転を防止する突起部を備えたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, the flange is fitted into a notch formed in the support roller. A protrusion for preventing relative rotation with respect to the support roller is provided.
また、請求項8記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項7に記載の発明において、前記突起部は、前記フランジの外周面に沿って等間隔に複数設けられたものである。 The fixing device according to an eighth aspect of the present invention is the fixing device according to the seventh aspect, wherein a plurality of the protrusions are provided at equal intervals along the outer peripheral surface of the flange.
また、請求項9記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項8のいずれかに記載の発明において、前記フランジは、前記支持ローラとの当接部にスリットが形成されたものである。
The fixing device according to claim 9 is the fixing device according to any one of
また、請求項10記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項9のいずれかに記載の発明において、前記支持ローラは、その円筒部の肉厚が0.3mm以下になるように形成されたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to ninth aspects, the thickness of the cylindrical portion of the support roller is 0.3 mm or less. It is formed.
また、請求項11記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項10のいずれかに記載の発明において、前記磁束発生手段は、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向するように幅方向に延設されたコイル部と、前記支軸に支持されるとともに前記支持ローラの内部に配設された内部コアと、を備えたものである。 The fixing device according to an eleventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the magnetic flux generating means faces the support roller via the fixing belt. A coil portion extending in the width direction, and an inner core supported by the support shaft and disposed inside the support roller.
また、請求項12記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着させるための熱を発する発熱回転体と、前記発熱回転体の幅方向端部に配設された軸受部と、前記軸受部を介して前記発熱回転体を支持する支軸と、を備え、前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記発熱回転体の幅方向端部に接着剤を介して挿設されるフランジと、を具備し、前記フランジは、耐熱性樹脂で形成されるとともに、前記発熱回転体との当接部に前記接着剤を滞留するための凹部が形成されたものである。 A fixing device according to a twelfth aspect of the present invention includes a heat generating rotator that generates heat for fixing a toner image on a recording medium, and a bearing portion disposed at an end in the width direction of the heat generating rotator. A support shaft that supports the heat-generating rotating body via the bearing portion, and the bearing portion holds the bearing and is inserted into the end portion in the width direction of the heat-generating rotating body via an adhesive. The flange is formed of a heat-resistant resin, and a recess for retaining the adhesive is formed in a contact portion with the heat-generating rotating body.
また、この発明の請求項13記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着させるための熱を発する発熱回転体と、前記発熱回転体の幅方向端部に配設された軸受部と、前記軸受部を介して前記発熱回転体を支持する支軸と、を備え、前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記発熱回転体の幅方向端部に挿設されるフランジと、を具備し、前記フランジを、耐熱性樹脂で形成され、前記発熱回転体は、ステンレスからなる円筒部の表面に銅又は銀からなるメッキ層を形成したものとしたものである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a fixing device comprising: a heat generating rotator that generates heat for fixing a toner image on a recording medium; and a bearing disposed at an end in the width direction of the heat generating rotator. And a support shaft that supports the heat-generating rotating body via the bearing portion, and the bearing portion holds the bearing and is inserted into the end portion in the width direction of the heat-generating rotating body. And the flange is made of a heat-resistant resin, and the heat generating rotating body is formed by forming a plated layer made of copper or silver on the surface of a cylindrical portion made of stainless steel.
また、この発明の請求項14記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着させるための熱を発する発熱回転体と、前記発熱回転体の幅方向端部に配設された軸受部と、前記軸受部を介して前記発熱回転体を支持する支軸と、を備え、前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記発熱回転体の幅方向端部に挿設されるフランジと、を具備し、前記フランジは、耐熱性樹脂で形成され、前記発熱回転体を、ステンレスからなる円筒部の表面にアルミニウムからなるメッキ層を形成したものとしたものである。 The fixing device according to the invention of claim 14, wherein the invention includes a heat-generating rotary member which emits heat for fixing the door toner image to the recording medium, disposed in the width direction end portion of the heating rotating body A bearing portion and a support shaft that supports the heat generating rotating body via the bearing portion, and the bearing portion holds the bearing and is inserted in the widthwise end of the heat generating rotating body. The flange is made of a heat-resistant resin, and the heat generating rotating body is formed by forming a plated layer made of aluminum on the surface of a cylindrical portion made of stainless steel.
また、請求項15記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項14のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
また、請求項16記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項15に記載の発明において、前記定着装置の定着装置本体に接続されるアース経路を備えたものである。
An image forming apparatus according to a fifteenth aspect includes the fixing device according to any one of the first to fourteenth aspects.
An image forming apparatus according to a sixteenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the fifteenth aspect, further comprising a ground path connected to the fixing device main body of the fixing device.
本発明は、定着部材を支持する支持部材を除電しているために、静電オフセットが生じることのない、電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 The present invention can provide an electromagnetic induction heating type fixing device and an image forming apparatus in which electrostatic offset does not occur because the supporting member that supports the fixing member is neutralized.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図5にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、3は画像情報に基いた露光光Lを感光体ドラム18上に照射する露光部、4は装置本体1に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、7は感光体ドラム18上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写部、10は出力画像が載置される排紙トレイ、11、12は転写紙等の記録媒体Pが収納された給紙部、13は記録媒体Pを転写部7に搬送するレジストローラ、15は主として給紙部11、12の記録媒体Pとは異なるサイズの記録媒体Pを搬送する際に用いる手差し給紙部、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する電磁誘導加熱方式の定着装置を示す。
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a laser printer as an image forming apparatus, 3 is an exposure unit that irradiates a
図1を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部3(書込部)から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、プロセスカートリッジ4の感光体ドラム18上に向けて発せられる。感光体ドラム18は図中の反時計方向に回転しており、所定の作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て、感光体ドラム18上に画像情報に対応したトナー像が形成される。その後、感光体ドラム18上に形成されたトナー像は、転写部7で、レジストローラ13により搬送された記録媒体P上に転写される。
なお、図示は省略するが、プロセスカートリッジ4には、感光体ドラム18、感光体ドラム18上を帯電する帯電部、トナー(現像剤)が収容されていて感光体ドラム18上に形成された静電潜像を現像する現像部、感光体ドラム18上に残存する未転写トナーを除去するクリーニング部、等が一体的に設けられている。
With reference to FIG. 1, an operation during normal image formation in the image forming apparatus will be described.
First, exposure light L such as laser light based on image information is emitted from the exposure unit 3 (writing unit) toward the
Although not shown, the process cartridge 4 contains a
一方、転写部7に搬送される記録媒体Pは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体1の複数の給紙部11、12のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される(例えば、最上段の給紙部11が選択されたものとする。)。なお、複数の給紙部11、12には、それぞれ、異なるサイズの記録媒体Pや、搬送方向の異なる同一サイズの記録媒体Pが、収納されている。
On the other hand, the recording medium P conveyed to the transfer unit 7 operates as follows.
First, one of the plurality of
そして、給紙部11に収納された記録媒体Pの最上方の1枚が、搬送経路Kの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Pは、搬送経路Kを通過してレジストローラ13の位置に達する。そして、レジストローラ13の位置に達した記録媒体Pは、感光体ドラム18上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部7に向けて搬送される。
Then, the uppermost sheet of the recording medium P stored in the
そして、転写工程後の記録媒体Pは、転写部7の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達した記録媒体Pは、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Pは、ニップ部から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体1から排出されて、排紙トレイ10上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
After the transfer process, the recording medium P passes through the position of the transfer unit 7 and then reaches the fixing
Thus, a series of image forming processes is completed.
次に、図2にて、画像形成装置本体1に設置される定着装置20の構成・動作について詳述する。
図2に示すように、定着装置20は、主として、定着補助ローラ21、定着ベルト22(定着部材)、支持ローラ23(支持部材)、誘導加熱部24(磁束発生手段)、加圧ローラ30、オイル塗布ローラ34、ガイド板35、分離板36等で構成される。
Next, the configuration / operation of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
ここで、定着補助ローラ21は、その表面にシリコーンゴム等の弾性層が形成されていて、不図示の駆動部によって図2の反時計方向に回転駆動される。
支持部材としての支持ローラ23は、主として、SUS304、SUS316等の非磁性金属材料からなる円筒部23a(図3及び図5を参照できる。)で構成されていて、定着ベルト22との摩擦抵抗によって図2の反時計方向に回転する。なお、支持ローラ23は、非磁性金属材料に、銅、銀、アルミニウム等の体積抵抗率が低い金属材料をメッキを施したものを用いることもできる。
Here, the fixing
The
支持ローラ23の内部には、フェライト等の強磁性材料からなる内部コア28と、銅等からなる磁束遮蔽部材29と、が設置されている。内部コア28は、定着ベルト22及び支持ローラ23を介してコイル部25に対向している。また、磁束遮蔽部材29は、内部コア28の幅方向両端部を遮蔽できるように構成されている。内部コア28と磁束遮蔽部材29とは一体的に回転するように構成されている。この内部コア28及び磁束遮蔽部材29の回転は、支持ローラ23の回転とは別々におこなわれる。支持ローラ23の構成・動作については、後で詳しく説明する。
An
定着部材としての定着ベルト22は、支持ローラ23と定着補助ローラ21とに張架・支持されている。定着ベルト22は、ポリイミド樹脂等からなるベース層や、銀やニッケルや鉄等からなる発熱層や、フッ素化合物等からなる離型層(表面層)等からなる多層構造のエンドレスベルトである。定着ベルト22の離型層によって、トナーTに対する離型性が担保されている。
The fixing
磁束発生手段としての誘導加熱部24は、コイル部25、センターコア26a及びサイドコア26bを有するコア部26、コイルガイド27、等で構成される。
ここで、コイル部25は、支持ローラ23に巻装された定着ベルト22の一部を覆うように、細線を束ねたリッツ線を幅方向(図2の紙面垂直方向である。)に延設したものである。コイルガイド27は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部25及びコア部26を保持する。コア部26は、フェライト等の透磁性の高い材料からなる。コア部26は、幅方向に延設されたコイル部25に対向するように設置されている。サイドコア26bは、コイル部25の端部に設置されている。センターコア26aは、コイル部25の中央に設置されている。
なお、本実施の形態1においては、支持ローラ23内に内部コア28を設置している。これによって、コア部26と内部コア28との間に良好な磁界が形成されて、支持ローラ23及び定着ベルト22を効率よく加熱することができる。
The induction heating unit 24 as a magnetic flux generation unit includes a
Here, the
In the first embodiment, the
また、加圧ローラ30は、芯金上にフッ素ゴムやシリコーンゴム等の弾性層が形成されたものであり、定着ベルト22を介して定着補助ローラ21に圧接している。そして、定着ベルト22と加圧ローラ30との当接部(ニップ部である。)に、記録媒体Pが搬送される。
The
定着ベルト22と加圧ローラ30とのニップ部の入口側には、記録媒体Pの搬送を案内するガイド板35が配設されている。
定着ベルト22と加圧ローラ30とのニップ部の出口側には、記録媒体Pの搬送を案内するとともに記録媒体Pが定着ベルト22から分離するのを促進する分離板36が配設されている。
A
A
定着ベルト22の外周面の一部には、オイル塗布ローラ34が当接している。オイル塗布ローラ34は、定着ベルト22上にシリコーンオイル等のオイルを供給する。これにより、定着ベルト22上におけるトナー離型性がさらに担保される。なお、オイル塗布ローラ34には、その表面上の汚れを除去するクリーニングローラ33が当接されている。
An
図示は省略するが、支持ローラ23の外周面の一部(幅方向中央部である。)には、サーモスタットが当接されている。サーモスタットで検知した支持ローラ23の温度が所定の温度を超えた場合には、サーモスタットによって誘導加熱部24への通電が切断される。
また、図示は省略するが、定着ベルト22上の幅方向中央部にはサーミスタ(又は、サーモパイル)が設置されていて、定着ベルト22上の表面温度(定着温度)を検知して定着温度の制御をおこなっている。
Although not shown, a thermostat is in contact with a part of the outer peripheral surface of the support roller 23 (the central portion in the width direction). When the temperature of the
Although not shown, a thermistor (or thermopile) is installed at the center in the width direction on the fixing
このように構成された定着装置20は、次のように動作する。
定着補助ローラ21の回転駆動によって、定着ベルト22は図2中の矢印方向に周回するとともに、支持ローラ23も定着ベルト22との摩擦抵抗によって反時計方向に回転して、加圧ローラ30も矢印方向に回転する。定着ベルト22は、誘導加熱部24との対向位置で加熱される。詳しくは、コイル部25に高周波の交番電流を流すことで、コア部26と内部コア28との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、支持ローラ23表面に渦電流が生じて、支持ローラ23自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラ23に巻装された定着ベルト22が加熱される。なお、本実施の形態1では、定着ベルト22自身も発熱層を有するために、定着ベルト22は支持ローラ23によって加熱される他に、定着ベルト22自身でも誘導加熱部24によって電磁誘導加熱されることになる。
The fixing
The rotation of the
その後、誘導加熱部24によって発熱した定着ベルト22表面は、加圧ローラ30との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体P上のトナー像Tを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Tを担持した記録媒体Pが、ガイド板35に案内されながら定着ベルト22と加圧ローラ30との間に送入される(矢印Yの搬送方向の移動である。)。そして、定着ベルト22から受ける熱と加圧ローラ30から受ける圧力とによってトナー像Tが記録媒体Pに定着されて、記録媒体Pは定着ベルト22と加圧ローラ30との間から送出される。
Thereafter, the surface of the fixing
Specifically, the recording medium P carrying the toner image T through the image forming process described above is fed between the fixing
図3及び図4にて、支持ローラ23の構成・動作について、詳しく説明する。
図3(A)及び図3(B)は、図2の定着装置20に設置された支持ローラ23を誘導加熱部24側から幅方向にみた図であって、内部に設置された内部コア28及び磁束遮蔽部材29の構成が理解容易になるように図示したものである。図3(B)は、内部コア28及び磁束遮蔽部材29を図3(A)の状態から所定角度回転させた状態を示した図である。
3 and 4, the configuration and operation of the
FIGS. 3A and 3B are views of the
図3(A)に示すように、支持ローラ23の内部には、幅L1の円柱状の内部コア28と、内部コア28の幅方向両端部に貼着された磁束遮蔽部材29と、が回転自在に設置されている。
磁束遮蔽部材29は、厚さが1mm以上の銅等の良導体からなる。磁束遮蔽部材29は、その厚さが表皮深さ(材料の体積固有抵抗及び比透磁率と、誘導加熱部24の交番電流の周波数と、によって定まる。)よりも大きくなるように設定されていて、誘導加熱部24から定着ベルト22及び支持ローラ23に達する磁束を必要に応じて低下させることができる。すなわち、磁束遮蔽部材29は、定着ベルト22上の記録媒体Pの幅を超えた範囲で温度上昇が生じないように幅方向の加熱範囲を調整する機能を有している。
As shown in FIG. 3A, a cylindrical
The magnetic
具体的に、磁束遮蔽部材29は、内部コア28の周面を遮蔽する範囲を端面側から漸減(又は漸増)するように形成されている。これにより、内部コア28を磁束遮蔽部材29とともに回転させる角度を調整することによって、誘導加熱部24のコイル部25に対向する内部コア28の幅方向の遮蔽範囲(主として、センターコア26aに対向する範囲である。)を可変することができる。
なお、内部コア28及び磁束遮蔽部材29の回転駆動は、内部コア28の支軸28aに連結された駆動手段としてのステッピングモータ(不図示である。)によっておこなわれる。このステッピングモータは、定着補助ローラ21、定着ベルト22、支持ローラ23等を駆動する駆動モータ(不図示である。)とは別の駆動系となる。
Specifically, the magnetic
The
具体的に、図3(A)の状態の内部コア28及び磁束遮蔽部材29を、周方向に90°回転させると、図3(B)の状態になる。このとき、誘導加熱部24に対向する内部コア28の最大範囲が遮蔽されることになる。そして、磁束遮蔽部材29によって遮蔽された遮蔽範囲では、誘導加熱部24のコア部26との間に形成されるべき磁力線が遮断される。したがって、遮蔽範囲に対応する定着ベルト22上は加熱されずらく、その領域外(中央の幅L2の領域である。)のみが定着ベルト22の加熱範囲となる。
Specifically, when the
この状態は、幅L2の記録媒体Pを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う最小幅(例えば、148mm)の記録媒体Pを定着する場合には、内部コア28及び磁束遮蔽部材29の回転方向の姿勢を図3(B)の状態に固定して、図2で説明した定着工程をおこなう。
This state is suitable when the recording medium P having the width L2 is continuously fixed. Specifically, when fixing the recording medium P having the minimum width (for example, 148 mm) handled by the image forming apparatus, the orientation of the
このとき、図4の実線R2に示すように、定着ベルト22上の幅方向の定着温度分布は、幅L2の範囲で均一化されるため、幅L2の記録媒体Pに対して良好な定着性が確保される。また、定着ベルト22上の幅L2を超えた範囲では、温度上昇が生じないために、定着ベルト22の熱的破損を抑止できる。
At this time, as indicated by a solid line R2 in FIG. 4, the fixing temperature distribution in the width direction on the fixing
なお、図4は、定着ベルト22上の幅方向の温度分布を示すグラフである。図4において、横軸は定着ベルト22における幅方向の位置を示し、縦軸は定着ベルト22表面の温度(定着温度)を示す。ここで、横軸の幅方向位置の「0」は、定着ベルト22の幅方向中央位置を示す。実線R1は磁束遮蔽部材29の遮蔽範囲を最小として定着ベルト22の加熱範囲を最大としたときの温度分布を示し、実線R2は磁束遮蔽部材29の遮蔽範囲を最大として定着ベルト22の加熱範囲を最小としたときの温度分布を示す。
FIG. 4 is a graph showing the temperature distribution in the width direction on the fixing
図3(B)の状態の内部コア28及び磁束遮蔽部材29を、さらに周方向に180°回転させると、誘導加熱部24に対向する内部コイル23aの最大範囲が磁束遮蔽部材29の遮蔽から開放されることになる。そして、開放された内部コア28と誘導加熱部24のコア部26との間に形成される磁力線によって、定着ベルト22の最大範囲(幅L1の全範囲である。)が加熱範囲となる。
When the
この状態は、幅L1の記録媒体Pを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う最大幅(例えば、297mm)の記録媒体Pを定着する場合には、内部コア28及び磁束遮蔽部材29の回転方向の姿勢を図3(B)の状態から180°回転させた状態に固定して、図2で説明した定着工程をおこなう。
このとき、図4の実線R1に示すように、定着ベルト22上の幅方向の定着温度分布は、幅L1の範囲で均一化される。このため、幅L1の記録媒体Pに対して良好な定着性が確保される。
This state is suitable when the recording medium P having the width L1 is continuously fixed. Specifically, when fixing the recording medium P having the maximum width (e.g., 297 mm) handled by the image forming apparatus, the orientation of the
At this time, as shown by a solid line R1 in FIG. 4, the fixing temperature distribution in the width direction on the fixing
また、幅がL1よりも小さくL2よりも大きな記録媒体Pを定着(画像形成)する場合には、内部コア28及び磁束遮蔽部材29を記録媒体Pの幅に応じて所定角度回転させて、定着ベルト22の加熱範囲がその幅になるように調整する。これにより、定着ベルト22上の幅方向の定着温度分布は、記録媒体Pの幅の範囲で均一化されるため良好な定着性が確保される。また、定着ベルト22上の記録媒体Pの幅を超えた範囲では、温度上昇が生じないために、定着ベルト22の熱的破損を抑止できる。
なお、記録媒体Pの幅方向の大きさは、給紙部11、12、15に設置されたサイズ検知センサ(フォトセンサ)の検知結果や、操作部に入力された操作情報に基いて、制御部で判断される。このようなサイズ検知センサ等によって検知された幅方向範囲に基いて、磁束遮蔽部材29が駆動制御される。
When fixing the recording medium P having a width smaller than L1 and larger than L2 (image formation), the
Note that the size of the recording medium P in the width direction is controlled based on the detection result of the size detection sensor (photo sensor) installed in the
図5にて、本実施の形態1の定着装置20において特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
図5は、内部コア28及び磁束遮蔽部材29が内設されて定着ベルト22が当接された支持ローラ23の幅方向端部の構成を詳細に示す断面図である。図5中の上方がセンターコア26aの位置になる。
A characteristic configuration / operation of the fixing
FIG. 5 is a cross-sectional view showing in detail the configuration of the end portion in the width direction of the
図5に示すように、支持ローラ23は、SUS304等の非磁性材料からなる円筒部23a(電磁誘導加熱される加熱部材の主部である。)、円筒部23aの両端部に圧入されたフランジ23b(キャップ)、フランジ23bに挿設されたベアリング32、等で構成される。このフランジ23bとベアリング32とが軸受部として機能する。
As shown in FIG. 5, the
支持ローラ23(円筒部23a)は、ベアリング32(軸受部23b、32)を介して内部コア28の支軸28a(芯金)に回転自在に支持されている。支持ローラ23は、当接する定着ベルト22との摩擦抵抗によって、定着ベルト22の走行に従動して所定方向に回転することになる。一方、内部コア28(支軸28aに固定支持されている。)は、支持ローラ23の回転とは独立して、不図示のステッピングモータ(駆動手段)に連結された支軸28aとともに所定のタイミング(記録媒体Pのサイズ変更時である。)で回転駆動される。
なお、支軸28aは、軸受37を介して本体側板38(定着装置本体を構成する板金である。)に支持されている。
The support roller 23 (
The
定着ベルト22の内周面であって幅方向両端部には、ゴム材料からなる突起部22a(寄り止め部)が設けられている。そして、支持ローラ23のフランジ23bには、定着ベルト2の突起部22aが当接する係合部が設けられている。これにより、定着ベルト22が一方の幅方向端部側に位置ずれ(図5の左側への移動である。)しそうになっても、他方の幅方向端部(図5に示す幅方向端部である。)に設けられた突起部22aが、ストッパとして機能する支持ローラ23の係合部に当接することで、定着ベルトの幅方向の移動が抑止される。
Protruding
ここで、フランジ23bは、その主部がポリイミド(PI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、セラミックのうちいずれかの材料で形成されている。これによって、フランジ23bの熱伝導性が低くなって、支持ローラ23の熱が放熱されて昇温効率が低下するのを抑止することができる。
Here, the main part of the
さらに、フランジ23bは、その表面の一部にニッケル、銅、銀、金、亜鉛、チタン、アルミニウム等の導電性材料からなるメッキ層23b1が形成されている。また、ベアリング32は、ボールベアリングであって、その外輪と内輪とがボール(又は、内外輪間に注入された導電性グリース)を介して導通している。
このような構成によって、支持ローラ23からメッキ層23b1、ベアリング32を介して支軸28aに至る除電経路(除電手段)が形成されることになる。すなわち、定着ベルト22との摩擦によって生じる支持ローラ23(円筒体23a)の電荷は、見かけ上、メッキ層23b1、ベアリング32を経由して支軸28aに移動することになる(図5中の一点鎖線で示す矢印を参照できる。)。これにより、支持ローラ23に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセットを未然に抑止することができる。
Further, the
With such a configuration, a static elimination path (static elimination means) from the
また、支軸28aを支持する軸受37は、金属材料で形成されている。さらに、図示は省略するが、本体側板38は画像形成装置本体1のアース経路(商用電源のアース経路に接続されたものである。)に接続されている。
このような構成によって、支持ローラ23からメッキ層23b1、ベアリング32、支軸28a、軸受37を介して本体側板38に至る除電経路及びアース経路が形成されることになる。すなわち、定着ベルト22との摩擦によって生じる支持ローラ23の電荷は、見かけ上、メッキ層23b1、ベアリング32、支軸28a、軸受37を経由して本体側板38に移動して、アース経路により消失することになる(図5中の一点鎖線で示す矢印を参照できる。)。これにより、支持ローラ23に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセット(特に、定着ベルト22の表面電位がトナーの電位と逆極性になったときに発生する。)を未然に抑止することができる。さらに、支持ローラ23に蓄積された電荷が空中に放電されて生じる電磁ノイズによって誘導加熱部24や高周波電源部や制御部等が誤動作する不具合も抑止することができる。
The bearing 37 that supports the
With such a configuration, a static elimination path and a ground path from the
また、本実施の形態1において、内部コア28及び磁束遮蔽部材29は、支軸28aに対して電気的に導通している(除電手段によって除電されている。)ために、内部コア28及び磁束遮蔽部材29にも電荷が蓄積されることがない。したがって、内部コア28及び磁束遮蔽部材29に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセットも未然に抑止することができる。さらに、内部コア28及び磁束遮蔽部材29に蓄積された電荷が空中に放電されて生じる電磁ノイズによって誘導加熱部24や高周波電源部や制御部等が誤動作する不具合も抑止することができる。
In the first embodiment, the
なお、本実施の形態1では、フランジ23bの表面の一部に金属材料によるメッキ処理を施したが、フランジ23bの表面の全部に金属材料によるメッキ処理を施すこともできる。
また、本実施の形態1では、軸受37の全部を金属材料で形成したが、軸受37の一部を金属材料で形成することもできる。
さらに、本実施の形態1では、軸受部23b、32の一部(フランジ23bの表面のメッキ処理と、ベアリング32と、である。)を導電性金属材料で形成したが、軸受部の全部を導電性金属材料で形成することもできる。さらには、軸受部の一部又は全部を導電性樹脂材料で形成することもできる。
これらの場合であっても、上述した支持ローラ23からの除電経路(導通経路)を確実に形成することで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, a part of the surface of the
In the first embodiment, the
Further, in the first embodiment, a part of the bearing
Even in these cases, the same effect as in the first embodiment can be obtained by reliably forming the above-described static elimination path (conduction path) from the
以上説明したように、本実施の形態1では、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, in the first embodiment, since the
なお、本実施の形態1では、支持ローラ23を電磁誘導加熱される加熱部材として用いるとともに、定着ベルト22に発熱層を形成して定着ベルト22を定着部材及び加熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト22に発熱層を形成しないで定着ベルト22を定着部材としてのみ用いるとともに、支持ローラ23のみを加熱部材として用いることもできる。その場合も、支持ローラ23を除電する除電手段23b1、32、28a、37、38を設けることで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the
また、本実施の形態1では、支持ローラ23の内部に内部コア28及び磁束遮蔽部材29が配設された定着装置20に対して本発明を適用した。これに対して、支持ローラ23の内部に内部コア28及び磁束遮蔽部材29が配設されていない定着装置20に対しても本発明を適用することができる。この場合、支持ローラ23は、鉄、コバルト、ニッケル、又は、これらの合金、等の磁性金属材料によって形成することができる。そして、この場合も、支持ローラ23を除電する除電手段23b1、32、28a、37、38を設けることで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the present invention is applied to the fixing
実施の形態2.
図6にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図6は、実施の形態2における定着装置20に設置される支持ローラ23の幅方向端部を示す断面図であって、前記実施の形態1の図5に相当する図である。本実施の形態2は、支持ローラ23を除電する除電経路が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an end in the width direction of the
図6を参照して、本実施の形態2では、軸受部のフランジ23bがすべて金属材料で形成されている。また、軸受部のベアリング32は、前記実施の形態1と同様に、ボールベアリングであって、その外輪と内輪とがボールを介して導通している。
このような構成によって、支持ローラ23からフランジ23b、ベアリング32を介して支軸28aに至る除電経路(導通経路)が形成されることになる。すなわち、定着ベルト22との摩擦によって生じる支持ローラ23の電荷は、フランジ23b、ベアリング32を経由して支軸28aに移動することになる(図6中の一点鎖線で示す矢印を参照できる。)。このように支持ローラ23はほとんど帯電されないために、支持ローラ23に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセットを未然に抑止することができる。
Referring to FIG. 6, in Embodiment 2, all the
With such a configuration, a static elimination path (conduction path) from the
以上説明したように、本実施の形態2でも、前記実施の形態1と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, in the second embodiment, as in the first embodiment, since the
実施の形態3.
図7にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図7は、実施の形態3における定着装置20に設置される支持ローラ23の幅方向端部を示す断面図であって、前記実施の形態1の図5に相当する図である。本実施の形態3は、支持ローラ23を除電する除電経路が、前記各実施の形態のものとは相違する。
A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an end in the width direction of the
図7を参照して、本実施の形態3では、前記実施の形態1と同様に、フランジ23bの表面にメッキ層23b1を設けている。また、ベアリング32は、前記実施の形態1と同様に、ボールベアリングであって、その外輪と内輪とがボールを介して導通している。
Referring to FIG. 7, in the present third embodiment, a plating layer 23b1 is provided on the surface of
さらに、本実施の形態3では、支軸28aに摺接する導電性ブラシ部材39が、本体側板38(定着装置本体)に設置されている。導電性ブラシ部材39は、導電性ブラシからなるブラシ本体39aと、ブラシ本体39aが植毛されるとともに金属材料からなる支持板と、からなる。
このような構成によって、支持ローラ23からメッキ層23b1、ベアリング32、支軸28a、導電性ブラシ部材39を介して本体側板38に至る除電経路及びアース経路が形成されることになる。すなわち、定着ベルト22との摩擦によって生じる支持ローラ23の電荷は、メッキ層23b1、ベアリング32、支軸28a、導電性ブラシ部材39を経由して本体側板38に移動して、アース経路により消失することになる(図7中の一点鎖線で示す矢印を参照できる。)。このように支持ローラ23はほとんど帯電されないために、支持ローラ23に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセットを未然に抑止することができる。
Further, in the third embodiment, the
With such a configuration, a static elimination path and a ground path from the
以上説明したように、本実施の形態3でも、前記各実施の形態と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, in the third embodiment as well, in the same manner as in each of the above embodiments, the static electricity is removed from the
実施の形態4.
図8にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図8は、実施の形態4における定着装置20に設置される支持ローラ23の幅方向端部を示す断面図であって、前記実施の形態1の図5に相当する図である。本実施の形態4は、支持ローラ23を除電する除電経路が、前記各実施の形態のものとは相違する。
Embodiment 4 FIG.
A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the width direction end portion of the
図8を参照して、本実施の形態4では、支軸28aに摺接する導電性ブラシ部材40が、支持ローラ23(円筒部23a)に設置されている。導電性ブラシ部材40は、導電性ブラシからなるブラシ本体40aと、ブラシ本体40aが植毛されるとともに金属材料からなる支持板と、からなる。
このような構成によって、支持ローラ23から導電性ブラシ部材40を介して支軸28aに至る除電経路が形成されることになる。すなわち、定着ベルト22との摩擦によって生じる支持ローラ23の電荷は、導電性ブラシ部材40を経由して支軸28aに移動することになる(図8中の一点鎖線で示す矢印を参照できる。)。このように支持ローラ23はほとんど帯電されないために、支持ローラ23に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセットを未然に抑止することができる。
Referring to FIG. 8, in the fourth embodiment,
With such a configuration, a static elimination path from the
以上説明したように、本実施の形態4でも、前記各実施の形態と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, also in the fourth embodiment, since the
実施の形態5.
図9にて、この発明の実施の形態5について詳細に説明する。
図9は、実施の形態5における定着装置20に設置される支持ローラ23の幅方向端部を示す断面図であって、前記実施の形態1の図5に相当する図である。本実施の形態5は、支持ローラ23及び支軸28aを直接的に除電している点が、前記各実施の形態のものとは相違する。
Embodiment 5 FIG.
A fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a width direction end portion of the
図9を参照して、本実施の形態5では、支持ローラ23(円筒部23a)の外周面に摺接する導電性ブラシ部材41と、支軸28aに摺接する導電性ブラシ部材42と、が設置されている。導電性ブラシ部材41、42は、導電性ブラシからなるブラシ本体41a、42aと、ブラシ本体41a、42aが植毛されるとともに金属材料からなる支持板と、からなる。導電性ブラシ部材41、42は、それぞれ、直接的に接地(アース)されている。
Referring to FIG. 9, in the fifth embodiment, a
このような構成によって、支持ローラ23から導電性ブラシ部材41を介する除電経路と、内部コア28及び磁束遮蔽部材29が一体化された支軸28aから導電性ブラシ部材42を介する除電経路と、が形成されることになる。すなわち、定着ベルト22との摩擦によって生じる支持ローラ23の電荷は、除電手段としての導電性ブラシ部材41によって除電される。また、内部コア28及び磁束遮蔽部材29が一体化された支軸28aも、除電手段としての導電性ブラシ部材42によって除電される。したがって、支持ローラ23(内部コア28及び磁束遮蔽部材29をもである。)に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセットや電磁ノイズを未然に抑止することができる。
With such a configuration, a static elimination path from the
以上説明したように、本実施の形態5でも、前記各実施の形態と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23(内部コア28及び磁束遮蔽部材29をもである。)を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, also in the fifth embodiment, as in each of the above embodiments, the support roller 23 (supporting the
実施の形態6.
図10にて、この発明の実施の形態6について詳細に説明する。
図10は、実施の形態6における定着装置20に設置される支持ローラ23の幅方向端部を示す断面図であって、前記実施の形態5の図9に相当する図である。本実施の形態6は、支持ローラ23の内部に除電手段41が配設されている点が、前記実施の形態5のものとは相違する。
Embodiment 6 FIG.
A sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an end in the width direction of the
図10を参照して、本実施の形態6では、支持ローラ23(円筒部23a)の内周面に摺接する導電性ブラシ部材41と、支軸28aに摺接する導電性ブラシ部材42と、が設置されている。導電性ブラシ部材41、42は、導電性ブラシからなるブラシ本体41a、42aと、ブラシ本体41a、42aが植毛されるとともに金属材料からなる支持板と、からなる。導電性ブラシ部材41、42は、それぞれ、直接的に接地(アース)されている。
Referring to FIG. 10, in the sixth embodiment,
このような構成によって、支持ローラ23から導電性ブラシ部材41を介する除電経路と、内部コア28及び磁束遮蔽部材29が一体化された支軸28aから導電性ブラシ部材42を介する除電経路と、が形成されることになる。すなわち、定着ベルト22との摩擦によって生じる支持ローラ23の電荷は、除電手段としての導電性ブラシ部材41によって除電される。また、内部コア28及び磁束遮蔽部材29が一体化された支軸28aも、除電手段としての導電性ブラシ部材42によって除電される。したがって、支持ローラ23(内部コア28及び磁束遮蔽部材29をもである。)に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセットや電磁ノイズを未然に抑止することができる。
特に、本実施の形態6では、支持ローラ23の内周面に摺接する導電性ブラシ部材41が支持ローラ23に内設されているために、定着ベルト22に当接する支持ローラ23の外周面を傷つける不具合を抑止することができる。
With such a configuration, a static elimination path from the
In particular, in the sixth embodiment, since the
以上説明したように、本実施の形態6でも、前記各実施の形態と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23(内部コア28及び磁束遮蔽部材29をもである。)を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, also in the sixth embodiment, as in each of the above embodiments, the support roller 23 (supporting the
実施の形態7.
図11にて、この発明の実施の形態7について詳細に説明する。
図11は、実施の形態7における定着装置20に設置される支持ローラ23の幅方向端部を示す断面図であって、前記実施の形態6の図10に相当する図である。本実施の形態7は、支持ローラ23の内周面と内部コア28の外周面とに当接する導通部材43を設置している点が、前記実施の形態6のものとは相違する。
Embodiment 7 FIG.
A seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an end portion in the width direction of the
図11を参照して、本実施の形態7では、支持ローラ23(円筒部23a)の内周面に摺接する導通部材としての導電性ブラシ部材43が、内部コア28の外周面上に設置されている。導電性ブラシ部材43は、導電性ブラシからなるブラシ本体43aと、ブラシ本体43aが周状に植毛されるとともに金属材料からなる支持板と、からなる。導通部材としての導電性ブラシ部材43は、内部コア28と一体的に回転しながら支持ローラ23の内周面に摺接することになる。
Referring to FIG. 11, in the seventh embodiment, conductive brush member 43 as a conductive member that is in sliding contact with the inner peripheral surface of support roller 23 (
このような構成によって、支持ローラ23から導電性ブラシ部材43、内部コア28、支軸28a、導電性ブラシ部材42を介する除電経路が形成されることになる。すなわち、定着ベルト22との摩擦によって生じる支持ローラ23の電荷は、除電手段としての導電性ブラシ部材43、42によって除電される。また、内部コア28及び磁束遮蔽部材29が一体化された支軸28aも、除電手段としての導電性ブラシ部材42によって除電される。したがって、支持ローラ23(内部コア28及び磁束遮蔽部材29をもである。)に蓄積された電荷が定着ベルト22に移動することによって生じる静電オフセットや電磁ノイズを未然に抑止することができる。
With this configuration, a static elimination path is formed from the
以上説明したように、本実施の形態7でも、前記各実施の形態と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23(内部コア28及び磁束遮蔽部材29をもである。)を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, also in the seventh embodiment, as in each of the above embodiments, the support roller 23 (supporting the
実施の形態8.
図12〜図16にて、この発明の実施の形態8について詳細に説明する。
図12は、実施の形態8における定着装置20に設置される支持ローラ23の幅方向端部を示す断面図であって、前記実施の形態7の図11に相当する図である。図13は、図12の軸受部23b、32、51を本体側板38側からみた正面図である。図14(A)は図13の軸受部23b、32、51のX−X断面図であって、図14(B)は図13の軸受部23b、32、51のY−Y断面図である。図15は、軸受部のフランジ23bを示す斜視図である。図16は、軸受部の金属部材としてのアース板51を示す斜視図である。
本実施の形態8は、フランジ23bに挿設されるとともにベアリング32及び支持ローラ23に当接する金属部材51を設置している点が、前記実施の形態7のものとは相違する。
Embodiment 8 FIG.
The eighth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an end portion in the width direction of the
The eighth embodiment is different from that of the seventh embodiment in that a
図12を参照して、本実施の形態8における軸受部は、ベアリング32と、ベアリング32を保持するとともに支持ローラ23の幅方向端部に挿設されるフランジ23bと、フランジ23bに挿設されるとともにベアリング32及び支持ローラ23に当接する金属部材としてのアース板51と、で構成される。そして、支持ローラ23からアース板51、ベアリング32、支軸28a、導電性ブラシ部材42を介する除電経路が形成される。
なお、本実施の形態8では、ベアリング32とアース板51との接触性を確実にするために、ベアリング32のスラスト方向の移動を規制する止輪50が設置されている。
Referring to FIG. 12, the bearing portion in the eighth embodiment is inserted into bearing 32,
In the eighth embodiment, a retaining
以下、図13〜図16にて、軸受部23b、32、51の構成について詳述する。
フランジ23bは、支持ローラ23端部からの温度伝達による幅方向の温度ムラの発生を防止するために、樹脂等の熱伝導性の低い材料で形成されている。
アース板51は、ステンレス等の薄肉金属材料で形成されていて、フランジ23bの内周面に挿設されている。アース板51の板バネ部51aはバネ性を有していて、支持ローラ23がフランジ23bの外周面23b1に挿入されることにより、支持ローラ23の内周面と板バネ部51aとが接触する。こうして、支持ローラ23とアース板51との導通性が確保される。なお、支持ローラ23とアース板51との導通性を確実にするために、板バネ部51aを複数設けることが好ましい。
Hereinafter, the configuration of the bearing
The
The
また、アース板51は、板バネ部51aとは逆方向に曲げられた接点部51bを有している。アース板51の接点部51bは、ベアリング32がフランジ23bの内周面23b2に挿入されることにより、ベアリング32の外輪と接点部51bとが接触する。こうして、ベアリング32とアース板51との導通性が確保される。なお、ベアリング32とアース板51との導通性を確実にするために、接点部51bを複数設けることが好ましい。
The
ここで、図16を参照して、接点部51bの先端には曲げ部51cが形成されている。他方、図15を参照して、フランジ23bには切欠き部23b3が形成されている。そして、フランジ23bにアース板51をセットした後に、ベアリング32をフランジ23bの内周面23b2に挿入することによって、接点部51bがベアリング32の外輪とフランジ23bの内周面23b2とに挟み込まれてアース板51の位置が固定される。このとき、フランジ23bの切欠き部23b3に曲げ部51cが係合して、アース板51のフランジ23bに対する相対的な回転が規制される。
Here, referring to FIG. 16, a
以上説明したように、本実施の形態8でも、前記各実施の形態と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23(内部コア28及び磁束遮蔽部材29をもである。)を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, also in the eighth embodiment, the support roller 23 (supporting the
実施の形態9.
図17にて、この発明の実施の形態9について詳細に説明する。
図17は、実施の形態9における定着装置20に設置される支持ローラ23を示す図であって、前記実施の形態1の図3(A)に相当する図である。本実施の形態9における定着装置は、軸受部23b、32が最大加熱範囲M及び画像領域Nの外側に配設されている。
Embodiment 9 FIG.
A ninth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 17 is a diagram illustrating the
図17を参照して、本実施の形態9では、前記実施の形態1と同様に、支持ローラ23が軸受部23b、32を介して除電されるように構成されている。
本実施の形態9において、軸受部23b、32は、最大加熱範囲M(誘導加熱部24によって支持ローラ23が加熱される最大の加熱範囲である。)の範囲外に対応する位置に配設されている。すなわち、軸受部23b、32は、誘導加熱部24による磁束の及ばない位置に配設されている。これにより、誘導加熱部24によって軸受部23b、32(特に、金属材料で形成された部分である。)が電磁誘導加熱されて支持ローラ23の温度分布(幅方向の温度分布である。)に影響を与える不具合が生じなくなる。なお、上述の効果をさらに確実にするために、軸受部23b、32は非磁性材料で形成することが好ましい。
Referring to FIG. 17, in the ninth embodiment, as in the first embodiment, the
In the ninth embodiment, the bearing
さらに、本実施の形態9において、軸受部23b、32は、画像領域N(定着装置19によって定着可能な最大サイズの記録媒体Pにおける幅方向の最大画像領域である。)の領域外に対応する位置に配設されている。すなわち、軸受部23b、32は、記録媒体Pの定着性(画質)に影響しない位置(非通紙領域)に配設されている。これにより、軸受部23b、32の発熱に起因するオフセット等の異常画像の発生を抑止することができる。
Further, in the ninth embodiment, the bearing
以上説明したように、本実施の形態9でも、前記各実施の形態と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23(内部コア28及び磁束遮蔽部材29をもである。)を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, in the ninth embodiment, similarly to each of the above embodiments, the supporting roller 23 (the
実施の形態10.
図18及び図19にて、この発明の実施の形態10について詳細に説明する。
図18は、実施の形態10における定着装置20の支持ローラ23に設置されるフランジ23bを示す斜視図であって、前記実施の形態8における図15に相当する図である。図19は、図18のフランジ23bが挿設された支持ローラ23の幅方向端部を示す断面図である。
A tenth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 18 is a perspective view showing the
図18及び図19を参照して、本実施の形態10における支持ローラ23も、前記各実施の形態のものと同様に、円筒部23a(支持ローラ23の主部である。)、円筒部23aの両端部に圧入されたフランジ23b、フランジ23bに挿設されたベアリング32、等で構成される。また、支持ローラ23(円筒部23a)は、ベアリング32(軸受部23b、32)を介して、内部コア28の支軸28aに回転自在に支持されている。支持ローラ23の円筒部23aは、ステンレスからなる円筒部の表面に銅又は銀からなるメッキ層を形成したものであって、肉厚が0.3mm以下になるように形成されている。このような構成により、前記各実施の形態のものと同様に、支持ローラ23は誘導加熱部24によって効率よく電磁誘導加熱される加熱部材として機能することになる。なお、本実施の形態10でも、前記各実施の形態と同様に、支持ローラ23が除電されている。
Referring to FIGS. 18 and 19, the
また、フランジ23bは、耐熱性樹脂で形成されている。これにより、先に述べたように、フランジ23bを金属材料で形成した場合に比べて、フランジ23bの熱伝導性が低くなって、支持ローラ23の熱が放熱されて昇温効率が低下するのを抑止することができる。具体的に、フランジ23bの材料としては、液晶ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等が好適である。
The
図18を参照して、フランジ23bには、支持ローラ23との当接部(符号23b1で示す領域である。)にスリット23b5が形成されている(図15をも参照できる。)。これにより、製造工程において、支持ローラ23の円筒部23aにフランジ23bを圧入するときの作業性が向上することになる。
Referring to FIG. 18, the
図19を参照して、フランジ23bは、支持ローラ23(円筒部23a)の幅方向両端部に接着剤60を介して挿設(圧入・接着)される。これにより、フランジ23bが円筒部23aから脱離する不具合が確実に抑止される。ここで、フランジ23bを圧入・接着する際に用いる接着剤60としては、定着装置が高温に達することを考慮して、耐熱性接着剤であって、エポキシ系接着剤又はセラミック系接着剤であることが好ましい。
Referring to FIG. 19, the
また、図18を参照して、フランジ23bには、支持ローラ23との当接部23b1に接着剤60を滞留させるための凹部23b6が複数形成されている(図15をも参照できる。)。これにより、接着層(接着剤)の厚みが部分的に厚くなるのにともない、円筒部23aへのフランジ23bの接着性が高められて、フランジ23bが円筒部23aから脱離する不具合が確実に抑止される。なお、凹部23b6の形状や数は本実施の形態10のものに限定されるものではない。
Referring to FIG. 18, the
また、図18を参照して、フランジ23bには、円筒部23a(支持ローラ23)に形成された切欠き部(不図示である。)に嵌合して円筒部23aに対する相対的な回転を防止する突起部23b4が設けられている(図15をも参照できる。)。突起部23b4は、フランジ23bの外周面に沿って等間隔に複数設けられている(本実施の形態10では3つ設けられている。)。これにより、円筒部23aに圧入されたフランジ23bが、円筒部23aとともに確実に回転することになる。なお、突起部23b4の形状や数は本実施の形態10のものに限定されるものではない。
Referring to FIG. 18, the
ここで、本実施の形態10では、定着ベルトを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置における支持ローラ23について、本発明を適用した。これに対して、誘導加熱部に対向する定着ローラを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置における発熱回転体としての定着ローラについても、本発明を適用することもできる。さらに、熱源によって間接的に加熱される発熱回転体としての定着ローラ(発熱抵抗体)についても、本発明を適用することもできる。すなわち、発熱回転体は、その幅方向端部に軸受部(前記各実施の形態のものと同様にベアリングとフランジとで構成される。)が設けられ、その軸受部を介して支軸に支持される。そして、発熱回転体のフランジを、耐熱性樹脂で形成したり、接着剤を用いて圧入・接着したり、突起部やスリットを形成したりする。このような場合にも、上述したものと同様の効果を得ることができる。
Here, in the tenth embodiment, the present invention is applied to the
以上説明したように、本実施の形態10でも、前記各実施の形態と同様に、定着部材としての定着ベルト22を支持する支持部材としての支持ローラ23を除電しているために、静電オフセットや電磁ノイズの発生を確実に抑止することができる。
As described above, also in the tenth embodiment, since the
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
20 定着装置、 21 定着補助ローラ、
22 定着ベルト(定着部材)、
23 支持ローラ(支持部材)、 23a 円筒部、
23b フランジ(軸受部)、 23b1 メッキ層、
24 誘導加熱部(磁束発生手段)、 25 コイル部、 26 コア部、
26a センターコア、 26b サイドコア、 27 コイルガイド、
28 内部コア、 28a 支軸、
29 磁束遮蔽部材、 30 加圧ローラ、
32 ベアリング(軸受部)、
37 軸受、 38 本体側板(定着装置本体)、
39、40、41、42、43 導電性ブラシ部材、
39a、40a、41a、42a、43a ブラシ本体、 50 止輪、
51 アース板(金属部材)。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20 fixing device, 21 fixing auxiliary roller,
22 fixing belt (fixing member),
23 support roller (support member), 23a cylindrical part,
23b flange (bearing portion), 23b1 plating layer,
24 induction heating part (magnetic flux generating means), 25 coil part, 26 core part,
26a center core, 26b side core, 27 coil guide,
28 inner core, 28a spindle,
29 magnetic flux shielding member, 30 pressure roller,
32 Bearing (bearing part),
37 bearings, 38 body side plate (fixing device body),
39, 40, 41, 42, 43 conductive brush members,
39a, 40a, 41a, 42a, 43a Brush body, 50 Retaining ring,
51 Ground plate (metal member).
Claims (16)
前記定着ベルトを定着補助ローラとともに張架して支持する支持ローラと、
磁束を発生させて前記定着ベルト及び前記支持ローラのうち少なくとも1つを加熱する磁束発生手段と、
前記支持ローラの幅方向端部に配設された軸受部と、
前記軸受部を介して前記支持ローラを支持する支軸と、を備え、
前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記支持ローラの幅方向端部に接着剤を介して挿設されるフランジと、を具備し、
前記フランジは、耐熱性樹脂で形成されるとともに、前記支持ローラとの当接部に前記接着剤を滞留するための凹部が形成されたことを特徴とする定着装置。 A fixing belt that heats and fixes the toner image to a recording medium;
A support roller for supporting the fixing belt by stretching it together with a fixing auxiliary roller;
Magnetic flux generating means for generating magnetic flux to heat at least one of the fixing belt and the support roller;
A bearing portion disposed at an end in the width direction of the support roller;
A support shaft that supports the support roller via the bearing portion,
The bearing portion includes a bearing, and a flange that holds the bearing and is inserted into an end portion in the width direction of the support roller via an adhesive ,
The flange fixing apparatus characterized by Rutotomoni formed of a heat-resistant resin, recesses for retention of the adhesive to a contact portion between the support rollers are formed.
前記定着ベルトを定着補助ローラとともに張架して支持する支持ローラと、A support roller for supporting the fixing belt by stretching it together with a fixing auxiliary roller;
磁束を発生させて前記定着ベルト及び前記支持ローラのうち少なくとも1つを加熱する磁束発生手段と、Magnetic flux generating means for generating magnetic flux to heat at least one of the fixing belt and the support roller;
前記支持ローラの幅方向端部に配設された軸受部と、A bearing portion disposed at an end in the width direction of the support roller;
前記軸受部を介して前記支持ローラを支持する支軸と、を備え、A support shaft that supports the support roller via the bearing portion,
前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記支持ローラの幅方向端部に挿設されるフランジと、を具備し、The bearing portion includes a bearing and a flange that holds the bearing and is inserted at a width direction end of the support roller,
前記フランジは、耐熱性樹脂で形成され、The flange is formed of a heat resistant resin,
前記支持ローラは、ステンレスからなる円筒部の表面に銅又は銀からなるメッキ層を形成したものであることを特徴とする定着装置。The fixing device is characterized in that the support roller is formed by forming a plated layer made of copper or silver on a surface of a cylindrical portion made of stainless steel.
前記定着ベルトを定着補助ローラとともに張架して支持する支持ローラと、A support roller for supporting the fixing belt by stretching it together with a fixing auxiliary roller;
磁束を発生させて前記定着ベルト及び前記支持ローラのうち少なくとも1つを加熱する磁束発生手段と、Magnetic flux generating means for generating magnetic flux to heat at least one of the fixing belt and the support roller;
前記支持ローラの幅方向端部に配設された軸受部と、A bearing portion disposed at an end in the width direction of the support roller;
前記軸受部を介して前記支持ローラを支持する支軸と、を備え、A support shaft that supports the support roller via the bearing portion,
前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記支持ローラの幅方向端部に挿設されるフランジと、を具備し、The bearing portion includes a bearing and a flange that holds the bearing and is inserted at a width direction end of the support roller,
前記フランジは、耐熱性樹脂で形成され、The flange is formed of a heat resistant resin,
前記支持ローラは、ステンレスからなる円筒部の表面にアルミニウムからなるメッキ層を形成したものであることを特徴とする定着装置。The fixing device is characterized in that the support roller is formed by forming a plated layer made of aluminum on a surface of a cylindrical portion made of stainless steel.
前記発熱回転体の幅方向端部に配設された軸受部と、A bearing portion disposed at an end in the width direction of the heat generating rotating body;
前記軸受部を介して前記発熱回転体を支持する支軸と、を備え、A support shaft that supports the heat-generating rotating body via the bearing portion, and
前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記発熱回転体の幅方向端部に接着剤を介して挿設されるフランジと、を具備し、The bearing portion includes a bearing, and a flange that holds the bearing and is inserted via an adhesive at an end in the width direction of the heat-generating rotating body,
前記フランジは、耐熱性樹脂で形成されるとともに、前記発熱回転体との当接部に前記接着剤を滞留するための凹部が形成されたことを特徴とする定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the flange is formed of a heat-resistant resin, and a recess for retaining the adhesive is formed in a contact portion with the heat-generating rotating body.
前記発熱回転体の幅方向端部に配設された軸受部と、A bearing portion disposed at an end in the width direction of the heat generating rotating body;
前記軸受部を介して前記発熱回転体を支持する支軸と、を備え、A support shaft that supports the heat-generating rotating body via the bearing portion, and
前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記発熱回転体の幅方向端部に挿設されるフランジと、を具備し、The bearing portion includes a bearing and a flange that holds the bearing and is inserted at a width direction end of the heat-generating rotating body,
前記フランジは、耐熱性樹脂で形成され、The flange is formed of a heat resistant resin,
前記発熱回転体は、ステンレスからなる円筒部の表面に銅又は銀からなるメッキ層を形成したものであることを特徴とする定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the heat generating rotating body is formed by forming a plated layer made of copper or silver on a surface of a cylindrical portion made of stainless steel.
前記発熱回転体の幅方向端部に配設された軸受部と、A bearing portion disposed at an end in the width direction of the heat generating rotating body;
前記軸受部を介して前記発熱回転体を支持する支軸と、を備え、A support shaft that supports the heat-generating rotating body via the bearing portion, and
前記軸受部は、ベアリングと、当該ベアリングを保持するとともに前記発熱回転体の幅方向端部に挿設されるフランジと、を具備し、The bearing portion includes a bearing and a flange that holds the bearing and is inserted at a width direction end of the heat-generating rotating body,
前記フランジは、耐熱性樹脂で形成され、The flange is formed of a heat resistant resin,
前記発熱回転体は、ステンレスからなる円筒部の表面にアルミニウムからなるメッキ層を形成したものであることを特徴とする定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the heat generating rotator is formed by forming a plated layer made of aluminum on a surface of a cylindrical portion made of stainless steel.
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