JP5063267B2 - 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するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction machine thereof, and a fixing device installed therein.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、定着ローラ、定着ベルト等の定着部材と、加圧ベルトと、を圧接させてニップ部を形成して、そのニップ部にトナー像を担持した記録媒体を搬送して記録媒体上へのトナー像の定着をおこなう定着装置が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2等参照。)。
このような加圧ベルトを用いた定着装置は、ニップ部における搬送方向のニップ幅を充分に確保できるとともに、加圧ベルトの熱容量を小さく設定することで定着部材から奪われる熱量を小さくすることができるために、加圧ローラを用いた装置と比べて、良好な定着性を得ることができる。
Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a fixing member such as a fixing roller or a fixing belt and a pressure belt are pressed against each other to form a nip portion, and a toner image is carried on the nip portion. 2. Description of the Related Art A fixing device that conveys a recording medium and fixes a toner image on the recording medium is known (see, for example,
Such a fixing device using a pressure belt can secure a sufficient nip width in the conveyance direction at the nip portion, and can reduce the amount of heat taken from the fixing member by setting the heat capacity of the pressure belt small. Therefore, better fixability can be obtained as compared with an apparatus using a pressure roller.
一方、特許文献1等には、定着部材と加圧ベルトとの間の押圧力を軸方向(幅方向)にわたって均一化することを目的として、加圧ベルトを上流側で張架する加圧ローラを、円筒状のアウターロールとクラウン形状のインナーロールとで構成する技術が開示されている。
On the other hand, in
他方、特許文献3等には、定着フィルムと加圧ローラとを用いた定着装置であって、定着フィルムの走行性を安定化することを目的として、定着フィルムが摺動する摺動面と定着フィルムとの間に、潤滑剤を介在させる技術が開示されている。
また、特許文献4等には、感光体ドラムの表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置であって、潤滑剤として25℃における粘度が50〜10000CSのものを用いる技術が開示されている。
On the other hand,
加圧ベルトを用いた従来の定着装置は、良好な定着性を得ることができるものの、加圧ローラを用いた定着装置と比べて、部品点数が多く、装置が複雑化・大型化してしまっていた。
これを解決するために、加圧ベルト(加圧フィルムも含むものとする。)を介して加圧パッドを加熱手段に圧接させてニップ部(定着ニップ部)を形成する方策が考えられる。しかし、その場合、加圧パッドに対して加圧ベルトが摺動する構成であることから、スティック・スリップによって異常音が生じてしまったり記録媒体の搬送性が低下してしまったりする可能性がある。
Although the conventional fixing device using a pressure belt can obtain good fixability, it has more parts than a fixing device using a pressure roller, making the device more complicated and larger. It was.
In order to solve this, it is conceivable to form a nip portion (fixing nip portion) by pressing a pressure pad against a heating means via a pressure belt (including a pressure film). However, in that case, since the pressure belt slides against the pressure pad, abnormal noise may occur due to stick-slip, and the transportability of the recording medium may decrease. is there.
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、部品点数が比較的少なく、装置が複雑化・大型化することなく、良好な定着性を得ることができ、記録媒体の搬送性低下や異常音が生じることのない、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 in order to solve the above-described problems, and has a relatively small number of parts, which can obtain good fixing properties without complicating or increasing the size of the apparatus. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus that do not cause deterioration in transportability and abnormal noise.
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、トナー像を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧手段と、を備え、前記加圧手段は、所定方向に走行する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記加熱手段に圧接する加圧パッドと、前記ベルト部材の姿勢を保持するガイド部材と、断面がコの字状又は矩形状に形成されるとともに前記加圧パッドをその面上に支持する支持部材と、25℃における粘度が70〜500CSの潤滑剤を保持するとともに、前記ベルト部材と前記加圧パッドとの間に設置されて、前記ベルト部材の内周面に前記潤滑剤を供給する潤滑剤保持部材と、を具備し、前記潤滑剤保持部材は、その展開図が十字状になるように形成され、前記支持部材の形状に合わせて前記加圧パッド及び前記支持部材を覆うように十字状の部分を折り込んで配設されたものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device for fixing a toner image onto a recording medium, a heating unit for heating the toner image, and the recording medium being conveyed in pressure contact with the heating unit. Pressurizing means for forming a nip portion, wherein the pressurizing means includes an endless belt member that travels in a predetermined direction, a pressurizing pad that presses against the heating means via the belt member, A guide member that maintains the posture of the belt member, a support member that has a U-shaped or rectangular cross section and supports the pressure pad on the surface, and a lubricant having a viscosity of 70 to 500 CS at 25 ° C. agent holds the, is placed between the pressure pad and the belt member, anda lubricant holding member for supplying the lubricant to the inner circumferential surface of the belt member, the lubricant holding The material is its exhibition Figure is formed so that a cross shape, in which is arranged by folding a cross-shaped section so as to cover the pressure pad and the support member in accordance with the shape of the support member.
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、前記潤滑剤保持部材は、アラミド系繊維にてメッシュ状に形成されたものである。 The fixing device according to a second aspect of the present invention is the fixing device according to the first aspect, wherein the lubricant holding member is formed in a mesh shape with aramid fibers.
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2に記載の発明において、前記潤滑剤保持部材は、メッシュの編み込み角度が記録媒体の搬送方向に対して45±15度になるように形成されたものである。 The fixing device according to a third aspect of the present invention is the fixing device according to the second aspect, wherein the lubricant holding member has a mesh braiding angle of 45 ± 15 degrees with respect to the recording medium conveyance direction. It is formed as follows.
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記潤滑剤保持部材は、アラミド系繊維にてメッシュ状に形成されたメッシュ層と、前記加圧パッドに当接する保持層と、を具備したものである。 A fixing device according to a fourth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to third aspects, wherein the lubricant retaining member is a mesh formed of aramid fibers. And a holding layer in contact with the pressure pad.
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記潤滑剤保持部材は、少なくともその一部が前記支持部材と板状部材とによって挟み込まれたものである。 The fixing device according to a fifth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, wherein at least a part of the lubricant holding member is the support member and the plate-like member. It is sandwiched between.
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4のいずれかに記載の発明において、前記潤滑剤保持部材は、少なくともその一部が前記支持部材に溶着されたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects , at least a part of the lubricant holding member is welded to the support member. Is.
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、前記潤滑剤保持部材は、前記支持部材上で張架されたものである。 A fixing device according to a seventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the lubricant holding member is stretched on the support member. .
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1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記加圧手段は、前記潤滑剤保持部材と前記ベルト部材との間に、低摩擦材料で形成された摺動部材を具備したものである。 The fixing device according to an eighth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the pressing means is provided between the lubricant holding member and the belt member. And a sliding member formed of a low friction material.
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8に記載の発明において、前記摺動部材は、4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂からなる繊維材料で形成されたものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in the fixing device according to the eighth aspect, the sliding member is formed of a fiber material made of a tetrafluoroethylene bar fluoroalkyl vinyl ether copolymer resin. Is.
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、前記潤滑剤を、フッ素グリースとしたものである。 A fixing device according to a tenth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the lubricant is fluorine grease.
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、前記ベルト部材は、ポリイミドからなるベース層を具備したものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to tenth aspects, the belt member includes a base layer made of polyimide.
また、請求項12記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項11のいずれかに記載の発明において、前記ベルト部材は、4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂からなる表面層を具備したものである。 The fixing device according to a twelfth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the belt member is made of a tetrafluoroethylene barfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin. A surface layer is provided.
また、請求項13記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項12のいずれかに記載の発明において、前記加圧パッドは、層厚が0.5〜3mmのゴム層を具備したものである。 A fixing device according to a thirteenth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the pressure pad includes a rubber layer having a layer thickness of 0.5 to 3 mm. It is a thing.
また、請求項14記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項13のいずれかに記載の発明において、前記加圧パッドは、ゴム硬度が5〜50Hsのゴム層を具備したものである。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to thirteenth aspects, the pressure pad comprises a rubber layer having a rubber hardness of 5 to 50 Hs. It is.
また、請求項15記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項14のいずれかに記載の発明において、前記加熱手段は、弾性層を有するとともに、前記ベルト部材を介して前記加圧パッドに圧接する定着ローラと、前記定着ローラを加熱する熱源と、を具備したものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourteenth aspects, the heating means includes an elastic layer and the heating member is interposed via the belt member. A fixing roller that is in pressure contact with the pressure pad; and a heat source that heats the fixing roller.
また、請求項16記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項15に記載の発明において、前記弾性層は、層厚が0.5〜3mmになるように形成されたものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fifteenth aspect, the elastic layer is formed to have a layer thickness of 0.5 to 3 mm.
また、請求項17記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項16のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to a seventeenth aspect includes the fixing device according to any one of the first to sixteenth aspects.
本発明は、加圧手段を主としてベルト部材、加圧パッド、保持部材で構成して、ベルト部材の内周面に供給する潤滑剤の粘度を最適化しているため、部品点数が比較的少なく、装置が複雑化・大型化することなく、良好な定着性を得ることができ、記録媒体の搬送性低下や異常音が生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, the pressure means is mainly composed of a belt member, a pressure pad, and a holding member, and the viscosity of the lubricant supplied to the inner peripheral surface of the belt member is optimized, so the number of parts is relatively small, It is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus that can obtain a good fixing property without increasing the complexity and size of the device, and that do not cause a decrease in transportability of the recording medium and abnormal noise.
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4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タンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7はカット紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される感光体ドラム、12は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上を帯電する帯電部、13は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成される静電潜像を現像する現像部、14は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成されたトナー像を記録媒体P上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、15は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
The 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,
また、16は中間転写ベルト17を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上のカラートナー像を記録媒体P上に転写するための2次転写バイアスローラ、20は記録媒体P上のトナー像(未定着画像)を定着する定着装置、を示す。
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document D is transported from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the transport rollers of the
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応する感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に向けて発せられる。
Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
一方、4つの感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKは、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
On the other hand, the four
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目の感光体ドラム11Y表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11Yの回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
Laser light corresponding to the yellow component is irradiated on the surface of the first
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11M表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11C表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11BK表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the second
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、現像部13との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
Thereafter, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
そして、転写工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、クリーニング部15との対向位置に達する。そして、クリーニング部15で、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
他方、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の各色のトナーが重ねて転写(担持)された中間転写ベルト17は、図中の時計方向に走行して、2次転写バイアスローラ18との対向位置に達する。そして、2次転写バイアスローラ18との対向位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上に担持されたカラーのトナー像が転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部16の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部16に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
On the other hand, the
Thereafter, the surface of the
ここで、中間転写ベルト17と2次転写バイアスローラ18との間(2次転写ニップである。)に搬送される記録媒体Pは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
Here, the recording medium P transported between the
Specifically, the recording medium P fed by the
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルトによって定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ローラと加圧ベルトとのニップ部にて、カラー画像(トナー)が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Then, the recording medium P on which the full-color image is transferred is guided to the fixing
Then, the recording medium P after the fixing step is discharged as an output image outside the apparatus
次に、図2及び図3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は、定着装置20を示す構成図である。図3(A)は定着装置20の加圧手段31に設置される潤滑剤保持部材37を示す断面図であり、図3(B)は潤滑剤保持部材37のメッシュ層37aを拡大して示す上面図である。
Next, the configuration and operation of the fixing
FIG. 2 is a configuration diagram showing the fixing
図2を参照して、定着装置20は、トナー像Tを加熱する加熱手段21、25、加熱手段21、25に圧接して記録媒体Pが搬送されるニップ部を形成する加圧手段31、等で構成されている。
加熱手段は、主として、加圧ベルト32(ベルト部材)を介して加圧パッド33に圧接する定着ローラ21と、定着ローラ21を輻射熱により加熱する熱源としてのヒータ25と、で構成されている。
加圧手段31は、図2の矢印方向に走行する無端状のベルト部材としての加圧ベルト32、加圧ベルト32を介して定着ローラ21(加熱手段)に圧接する加圧パッド33(加圧部材)、加圧パッド33を支持する支持部材34(支持板)、加圧パッド33を定着ローラ21に向けて付勢するスプリング35、加圧ベルト32の姿勢を保持するガイド部材36A〜36C、加圧ベルト32の内周面(摺動面)に潤滑剤を供給する潤滑剤保持部材37、等で構成されている。
Referring to FIG. 2, the fixing
The heating means mainly includes a fixing
The
ここで、定着ローラ21は、不図示の駆動モータによって図2中の時計方向に回転駆動される薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部にはヒータ25(熱源)が固設されている。定着ローラ21は、円筒状の芯金22上に、弾性層23、離型層24(表面被覆層)が順次積層された多層構造体である。
Here, the fixing
また、定着ローラ21の弾性層23としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料が用いられる。特に、弾性層23としてシリコーンゴムを用いる場合には、耐膨潤性を向上させるために、弾性層23上にフッ素層をコーティングするのが好ましい。
定着ローラ21の芯金22上に弾性層23を設けることで、ニップ部を通過した後の記録媒体Pの分離性が向上するとともに、カラー画像を形成するときの出力画像の光沢性が向上する。上述の効果を確実なものにするため、弾性層23の層厚を0.5〜3mmに設定することが好ましい。
The
By providing the
また、定着ローラ21の離型層24としては、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等を用いることができる。定着ローラ21の表層に離型層24を設けることにより、トナーT(トナー像)に対する離型性(剥離性)が担保されることになる。
Further, as the
定着ローラ21のヒータ25(熱源)は、内部に電熱線を有する棒状のヒータであって、その両端部が定着装置20の側板に固定されている。そして、装置本体1の電源部により出力制御されたヒータ25によって定着ローラ21が加熱されて、その表面から記録媒体P上のトナー像Tに熱が加えられる。なお、ヒータ25の出力制御は、定着ローラ21表面に当接するサーミスタ(不図示である。)によるローラ表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ25の出力制御によって、定着ローラ21の温度(定着温度)を所望の温度に設定することができる。
The heater 25 (heat source) of the fixing
加圧手段31の加圧ベルト32は、ポリイミド等からなるベース層上に、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)等からなる表面層を形成したものである。加圧ベルト32は、その姿勢がガイド部材36A〜36Cによって保持され、定着ローラ21の回転に従動して図2の反時計方向に走行(回転)する。
The
また、加圧パッド33(加圧部材)は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等からなるゴム層(弾性層)を有している。加圧パッド33のゴム層は、層厚が0.5〜3mmに、ゴム硬度が5〜50Hsに設定されている。そして、支持部材34(支持板)に保持された加圧パッド33は、スプリング35に付勢されて、潤滑剤保持部材37、加圧ベルト32を介して定着ローラ21に圧接する。こうして、加圧ベルト32と定着ローラ21との間に、所望のニップ部が形成される。なお、加圧パッド33の表面形状(ニップ部を形成する表面である。)は、平面形状であってもよいし、定着ローラ21の曲率に合わせて曲面形状であってもよい。
The pressure pad 33 (pressure member) has a rubber layer (elastic layer) made of silicone rubber, fluorine rubber, or the like. The rubber layer of the
第1ガイド部材36Aは、ニップ部の出口側(図2の左側である。)からその下流側(加圧ベルト32の走行方向下流側である。)にかけて加圧ベルト32の姿勢を保持する。第3ガイド部材36Cは、ニップ部の入口側(図2の右側である。)からその上流側(加圧ベルト32の走行方向上流側である。)にかけて加圧ベルト32の姿勢を保持する。第2ガイド部材36Bは、第1ガイド部材36Aから第3ガイド部材36Cまでの間で加圧ベルト32の姿勢を保持する。これらのガイド部材36A〜36Cは、いずれも、定着装置20の側板に固設されている。
36 A of 1st guide members hold | maintain the attitude | position of the
また、潤滑剤保持部材37は、加圧ベルト32と加圧パッド33との間に配設されている。詳しくは、潤滑剤保持部材37は、断面がコの字状に形成された支持部材34(面上に加圧パッド33が支持されている。)の形状に合わせて、加圧パッド33と支持部材34とを覆うように配設されている。潤滑剤保持部材37は、定着装置20に対して、加圧パッド33及び支持部材34とともに図2の上下方向に移動可能に保持されている。そして、潤滑剤保持部材37によって保持された潤滑剤が、加圧ベルト32の内周面(摺動面)に供給(塗布)されることで、加圧ベルト32の内周面の摩擦係数が低下することになる。
ここで、潤滑剤保持部材37に保持された潤滑剤は、25℃における粘度が70〜500CSのものである。これにより、上述した効果が確実なものになる。このような条件を満足する潤滑剤としては、フッ素グリースを用いることができる。
The
Here, the lubricant held by the
また、本実施の形態1では、潤滑剤保持部材37として、アラミド系繊維にてメッシュ状に形成されたものを用いている。詳しくは、図3(A)を参照して、潤滑剤保持部材37は、アラミド系繊維にてメッシュ状に形成されたメッシュ層37aと、加圧パッド33に当接する保持層37bと、の2層構造になっている。そして、メッシュ層37aに潤滑剤を含浸(保持)させて、メッシュ層37aに摺接する加圧ベルト32の内周面に潤滑剤を供給する。このように、メッシュ層37aを設けることで、潤滑剤の保持性を高めることができる。また、保持層37bを設けることで、潤滑剤保持部材37をメッシュ層37aのみで構成する場合に比べて、支持部材34上への設置性を高めることができる。なお、保持層37bは、メッシュ層37aや支持部材34(金属材料で形成されている。)との接着性がよい薄肉の樹脂材料で形成することができる。
さらに、本実施の形態1では、図3(B)に示すように、メッシュ層37aにおけるメッシュの編み込み角度が、記録媒体Pの搬送方向(図中の白矢印方向である。)に対して45±15度になるように形成している。これにより、メッシュ層37aに含浸された潤滑剤が、加圧ベルト32の内周面に均一に供給されることになる。
In the first embodiment, the
Furthermore, in the first embodiment, as shown in FIG. 3B, the mesh weaving angle in the
なお、加圧ベルト32をさらに低摩擦で摺動させるために、潤滑剤保持部材37(メッシュ層37a)と加圧ベルト32との間に、低摩擦材料(例えば、4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂からなる繊維材料(PFA繊維)である。)で形成された摺動部材を設置することができる。具体的には、潤滑剤保持部材37のメッシュ層37a上にPFA繊維層を形成することができる。
In order to make the
上述のように構成された定着装置20は、次のように動作する。
装置本体1の電源スイッチが投入されると、ヒータ25に電力が供給されるとともに、定着ローラ21の図2中の矢印方向の回転駆動が開始され、それに連動して加圧ベルト32の図2中の矢印方向の走行(回転)が開始される。
その後、給紙部7から記録媒体Pが給送されて、2次転写バイアスローラ18の位置で記録媒体P上に未定着画像が担持される。未定着画像T(トナー像)が担持された記録媒体Pは、図2の破線矢印の方向(−X方向)に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ21及び加圧ベルト32のニップ部に送入される。そして、定着ローラ21による加熱と、定着ローラ21及び加圧ベルト32(加圧パッド33)の押圧力とによって、記録媒体Pの表面にトナー像Tが定着される。その後、回転する定着ローラ21及び加圧ベルト32によってそのニップ部から送出された記録媒体Pは、破線矢印の方向(−X方向)に搬送される。
本実施の形態1における定着装置20は、部品点数が比較的少なく、定着装置20を複雑化・大型化することなく加圧ベルト32を配設していて、良好な定着性を得ることができる。さらに、本実施の形態1では、加圧ベルト32の内周面に、最適な粘度の潤滑剤を供給しているために、加圧ベルト32の走行中にスティック・スリップが生じにくくなり、異常音が生じてしまったり記録媒体Pの搬送性が低下してしまったりする不具合が抑止されるとともに、定着装置20(加圧手段31)の駆動トルクの上昇や変動も軽減することができる。
The fixing
When the power switch of the apparatus
Thereafter, the recording medium P is fed from the paper supply unit 7, and an unfixed image is carried on the recording medium P at the position of the secondary
The fixing
図4は、上述した本実施の形態1における効果を確認するために本願発明者がおこなった実験の、実験条件及び実験結果を示す表図である。
図4における実験は、本実施の形態1における定着装置20を用いて、潤滑剤の粘度(25℃における粘度である。)と、潤滑剤保持部材37の摩擦係数と、を振って、それぞれの条件について、異常音の有無と装置トルクとを測定したものである。具体的に、比較例1では潤滑剤の粘度を65CSとして潤滑剤保持部材37の摩擦係数を0.1とし、実施例1では潤滑剤の粘度を200CSとして潤滑剤保持部材37の摩擦係数を0.1とし、実施例2では潤滑剤の粘度を200CSとして潤滑剤保持部材37の摩擦係数を0.05とし、比較例2では潤滑剤の粘度を600CSとして潤滑剤保持部材37の摩擦係数を0.05としている。なお、実施例2及び比較例2では、潤滑剤保持部材37のメッシュ層37a上にPFA繊維層(摺動部材)を設けて摩擦係数を調整した。
FIG. 4 is a table showing experimental conditions and experimental results of an experiment conducted by the present inventor in order to confirm the effect of the first embodiment described above.
In the experiment in FIG. 4, the fixing
図4の実験結果から、実施例1及び実施例2では、装置から生じる音が35〜45db(デシベル)であって、目標値の50dbを下回る結果となった。すなわち、異常音は生じなかった。また、定着装置20の駆動トルク(装置トルク)は0.5〜0.7N・mであって、目標値の1.5N・mを下回る結果となった。また、トルク変動も少なく、スティック・スリップの発生はなかった。
これに対して、比較例1では、装置トルクは低いものの、装置から目標値(50db)を超える70dbの異常音が生じてしまった。さらに、比較例2では、異常音の発生はないものの、装置トルクが目標値(1.5N・m)を超えて1.6N・mになり、トルク変動も大きくなってしまった。
以上のことから、加圧ベルト32の内周面に供給する潤滑剤の粘度は、25℃で70〜500CSの範囲が最適値であることがわかった。
From the experimental results shown in FIG. 4, in Example 1 and Example 2, the sound generated from the apparatus was 35 to 45 db (decibel), which was lower than the target value of 50 db. That is, no abnormal noise was generated. Further, the driving torque (device torque) of the fixing
On the other hand, in Comparative Example 1, although the apparatus torque was low, an abnormal sound of 70 db exceeding the target value (50 db) was generated from the apparatus. Further, in Comparative Example 2, although no abnormal noise was generated, the device torque exceeded the target value (1.5 N · m) to 1.6 N · m, and the torque fluctuation also increased.
From the above, it was found that the optimum viscosity of the lubricant supplied to the inner peripheral surface of the
以上説明したように、本実施の形態1のおいては、加圧手段31を主として加圧ベルト31(ベルト部材)、加圧パッド33、保持部材36A〜36Cで構成して、加圧ベルト32の内周面に供給する潤滑剤の粘度を最適化しているため、部品点数が比較的少なく、定着装置20が複雑化・大型化することなく、良好な定着性を得ることができ、記録媒体Pの搬送性低下や異常音が生じる不具合を抑止することができる。
As described above, in the first embodiment, the pressurizing
実施の形態2.
図5及び図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5(A)は実施の形態2における定着装置に設置される潤滑剤保持部材37を示す展開図であり、図5(B)はその潤滑剤保持部材37が加圧パッド33及び支持部材34に設置された状態を示す斜視図である。また、図6(A)は加圧パッド33及び支持部材34に潤滑剤保持部材37が設置された状態を示す上面図であり、図6(B)はそのA−A断面を示す断面図であり、図6(C)はそのB−B断面を示す断面図である。
5 and 6, the second embodiment of the present invention will be described in detail.
FIG. 5A is a development view showing the
本実施の形態2における定着装置20も、前記実施の形態1におけるものと同様に、加熱手段21、25、加圧手段31、等で構成されている。そして、加熱手段は定着ローラ21やヒータ25で構成され、加圧手段31は加圧ベルト32、加圧パッド33、支持部材34、スプリング35、ガイド部材36A〜36C、潤滑剤保持部材37、等で構成されている(図2を参照できる。)。
As in the first embodiment, the fixing
ここで、本実施の形態2における潤滑剤保持部材37は、図5(A)に示すように、その展開図が十字状になるように形成されている。そして、図5(B)及び図6(A)〜(C)に示すように、潤滑剤保持部材37は、断面がコの字状に形成された支持部材34(面上に加圧パッド33が支持されている。)の形状に合わせて、加圧パッド33と支持部材34とを覆うように、十字状の部分を折り込んで配設されている。
このような構成により、潤滑剤保持部材37を矩形状に形成する場合に比べて、支持部材34の形状になじむため、支持部材34に設置(貼着)したときに潤滑剤保持部材37にシワ(よれ)が生じにくくなる。したがって、ニップ部を形成する加圧ベルト32の表面にもシワ(よれ)が生じにくくなって、ニップ部を搬送される記録媒体P上にシワが生じる不具合を抑止するとともに、記録媒体Pの搬送性を向上させることができる。
Here, as shown in FIG. 5A, the
With such a configuration, the
なお、本実施の形態2では、潤滑剤保持部材37を十字状に形成したが、潤滑剤保持部材37を設置しない構成であっても、加圧パッド32及び支持部材34に覆設されるシート部材を十字状に形成することで、ニップ部を搬送される記録媒体P上にシワが生じる不具合を抑止する効果を達成することができる。
In the second embodiment, the
また、本実施の形態2では、断面がコの字状に形成された支持部材34の形状に合わせて、加圧パッド33と支持部材34とを覆うように、十字状の潤滑剤保持部材37を配設した。これに対して、支持部材34の断面が矩形状(ロの字状)に形成されている場合であっても、その支持部材34の形状に合わせて、加圧パッド33と支持部材34とを覆うように、十字状の潤滑剤保持部材37を配設することで、上述したものと同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment, a cross-shaped
以上説明したように、本実施の形態2のおいても、前記実施の形態1と同様に、加圧手段31を主として加圧ベルト31(ベルト部材)、加圧パッド33、保持部材36A〜36Cで構成して、加圧ベルト32の内周面に供給する潤滑剤の粘度を最適化しているため、部品点数が比較的少なく、定着装置20が複雑化・大型化することなく、良好な定着性を得ることができ、記録媒体Pの搬送性低下や異常音が生じる不具合を抑止することができる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the pressurizing
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(A)は加圧パッド33及び支持部材34に潤滑剤保持部材37が設置された状態を示す上面図であり、図7(B)はそのA−A断面を示す断面図であり、図7(C)はそのB−B断面を示す断面図であって、それぞれ前記実施の形態2における図6に対応するものである。
本実施の形態3における定着装置は、潤滑剤保持部材37の一部が支持部材34と板状部材38とによって挟み込まれている点が、前記実施の形態2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. 7A is a top view showing a state where the
The fixing device according to the third embodiment is different from that according to the second embodiment in that a part of the
本実施の形態3における定着装置20も、前記実施の形態2におけるものと同様に、加熱手段21、25、加圧手段31、等で構成されている。そして、加熱手段は定着ローラ21やヒータ25で構成され、加圧手段31は加圧ベルト32、加圧パッド33、支持部材34、スプリング35、ガイド部材36A〜36C、潤滑剤保持部材37、等で構成されている(図2を参照できる。)。
さらに、本実施の形態3における潤滑剤保持部材37も、前記実施の形態2のものと同様に、その展開図が十字状になるように形成され、図7(A)〜(C)に示すように、断面がコの字状に形成された支持部材34の形状に合わせて、加圧パッド33と支持部材34とを覆うように十字状の部分を折り込んで配設されている。
このような構成により、前記実施の形態2のものと同様に、支持部材34に設置(貼着)したときに潤滑剤保持部材37にシワ(よれ)が生じにくくなり、ニップ部を搬送される記録媒体P上にシワが生じる不具合を抑止するとともに、記録媒体Pの搬送性を向上させることができる。
The fixing
Further, the
With this configuration, as in the second embodiment, the
ここで、本実施の形態3では、図7(A)〜(C)に示すように、支持部材34上に設置された潤滑剤保持部材37の上に、潤滑剤保持部材37を挟み込むように、金属材料等からなる板状部材38を設置している。
このような構成により、支持部材34上に潤滑剤保持部材37を張りをもって設置(貼着)することができるため、潤滑剤保持部材37にシワ(よれ)が生じにくくなる。したがって、ニップ部を搬送される記録媒体P上にシワが生じる不具合を確実に抑止するとともに、記録媒体Pの搬送性を確実に向上させることができる。
Here, in
With such a configuration, since the
なお、本実施の形態3では、潤滑剤保持部材37の一部を支持部材34と板状部材38とによって挟み込むように構成したが、潤滑剤保持部材37の一部を支持部材34に溶着するように構成した場合であっても、上述したものと同様の効果を得ることができる。
In the third embodiment, a part of the
以上説明したように、本実施の形態3のおいても、前記各実施の形態と同様に、加圧手段31を主として加圧ベルト31(ベルト部材)、加圧パッド33、保持部材36A〜36Cで構成して、加圧ベルト32の内周面に供給する潤滑剤の粘度を最適化しているため、部品点数が比較的少なく、定着装置20が複雑化・大型化することなく、良好な定着性を得ることができ、記録媒体Pの搬送性低下や異常音が生じる不具合を抑止することができる。
As described above, also in the third embodiment, the pressurizing means 31 is mainly used as the pressurizing belt 31 (belt member), 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(A)は加圧パッド33及び支持部材34に潤滑剤保持部材37が設置された状態を示す上面図であり、図8(B)はそのA−A断面を示す断面図であり、図8(C)はそのB−B断面を示す断面図であって、それぞれ前記実施の形態2における図6に対応するものである。
本実施の形態4における定着装置は、潤滑剤保持部材37が支持部材34上で張架されている点が、前記実施の形態2のものとは相違する。
A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 8A is a top view showing a state where the
The fixing device according to the fourth embodiment is different from that according to the second embodiment in that a
本実施の形態4における定着装置20も、前記実施の形態2におけるものと同様に、加熱手段21、25、加圧手段31、等で構成されている。そして、加熱手段は定着ローラ21やヒータ25で構成され、加圧手段31は加圧ベルト32、加圧パッド33、支持部材34、スプリング35、ガイド部材36A〜36C、潤滑剤保持部材37、等で構成されている(図2を参照できる。)。
さらに、本実施の形態4における潤滑剤保持部材37も、前記実施の形態2のものと同様に、その展開図が十字状になるように形成され、図8(A)〜(C)に示すように、断面がコの字状に形成された支持部材34の形状に合わせて、加圧パッド33と支持部材34とを覆うように十字状の部分を折り込んで配設されている。
このような構成により、前記実施の形態2のものと同様に、支持部材34に設置(貼着)したときに潤滑剤保持部材37にシワ(よれ)が生じにくくなり、ニップ部を搬送される記録媒体P上にシワが生じる不具合を抑止するとともに、記録媒体Pの搬送性を向上させることができる。
The fixing
Further, the
With this configuration, as in the second embodiment, the
ここで、本実施の形態4では、図8(A)〜(C)に示すように、潤滑剤保持部材37の両端に板状部材38を設置して、板状部材38間に引張スプリング39を設置している。
このような構成により、支持部材34上にて潤滑剤保持部材37が4方向から張架されて設置(貼着)されるため、潤滑剤保持部材37にシワ(よれ)が生じにくくなる。したがって、ニップ部を搬送される記録媒体P上にシワが生じる不具合を確実に抑止するとともに、記録媒体Pの搬送性を確実に向上させることができる。
なお、本実施の形態4では、引張スプリング39を用いて潤滑剤保持部材37が支持部材34上で張架されるように構成したが、他の弾性部材を用いて潤滑剤保持部材37が支持部材34上で張架されるように構成することもできる。
Here, in the fourth embodiment, as shown in FIGS. 8A to 8C,
With such a configuration, the
In the fourth embodiment, the
以上説明したように、本実施の形態4のおいても、前記各実施の形態と同様に、加圧手段31を主として加圧ベルト31(ベルト部材)、加圧パッド33、保持部材36A〜36Cで構成して、加圧ベルト32の内周面に供給する潤滑剤の粘度を最適化しているため、部品点数が比較的少なく、定着装置20が複雑化・大型化することなく、良好な定着性を得ることができ、記録媒体Pの搬送性低下や異常音が生じる不具合を抑止することができる。
As described above, also in the fourth embodiment, the pressurizing means 31 is mainly used as the pressurizing belt 31 (belt member), the
なお、前記各実施の形態では、定着ローラ21を用いた定着装置20に対して本発明を適用したが、定着ベルトを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。さらには、前記各実施の形態では、ヒータによる加熱方式を用いた定着装置20に対して本発明を適用したが、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。これらの場合にも、加圧ベルト32の内周面に供給する潤滑剤の粘度を最適化することで、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the fixing
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 定着ローラ、
22 芯金、 23 弾性層、 24 離型層、
25 ヒータ(熱源)、
31 加圧手段、
32 加圧ベルト(ベルト部材)、
33 加圧パッド、
34 支持部材、
36A〜36C ガイド部材、
37 潤滑剤保持部材、
37a メッシュ層、 37b 保持層、
38 板状部材、 P 記録媒体。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20 fixing device,
21 fixing roller,
22 cored bar, 23 elastic layer, 24 release layer,
25 Heater (heat source),
31 Pressurizing means,
32 Pressure belt (belt member),
33 Pressure pad,
34 support members,
36A-36C guide members,
37 Lubricant holding member,
37a mesh layer, 37b retaining layer,
38 Plate-like member, P recording medium.
Claims (17)
トナー像を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧手段と、
を備え、
前記加圧手段は、
所定方向に走行する無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材を介して前記加熱手段に圧接する加圧パッドと、
前記ベルト部材の姿勢を保持するガイド部材と、
断面がコの字状又は矩形状に形成されるとともに前記加圧パッドをその面上に支持する支持部材と、
25℃における粘度が70〜500CSの潤滑剤を保持するとともに、前記ベルト部材と前記加圧パッドとの間に設置されて、前記ベルト部材の内周面に前記潤滑剤を供給する潤滑剤保持部材と、
を具備し、
前記潤滑剤保持部材は、その展開図が十字状になるように形成され、前記支持部材の形状に合わせて前記加圧パッド及び前記支持部材を覆うように十字状の部分を折り込んで配設されたことを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing a toner image on a recording medium,
Heating means for heating the toner image;
A pressurizing unit that forms a nip portion in which the recording medium is conveyed in pressure contact with the heating unit;
With
The pressurizing means is
An endless belt member traveling in a predetermined direction;
A pressure pad in pressure contact with the heating means via the belt member;
A guide member for holding the posture of the belt member;
A support member that has a U-shaped or rectangular cross section and supports the pressure pad on the surface;
A lubricant holding member that holds a lubricant having a viscosity of 70 to 500 CS at 25 ° C. and that supplies the lubricant to the inner peripheral surface of the belt member, which is installed between the belt member and the pressure pad. When,
Comprising
The lubricant holding member is formed so that a developed view thereof has a cross shape, and is arranged by folding a cross-shaped portion so as to cover the pressure pad and the support member according to the shape of the support member. A fixing device characterized by that.
弾性層を有するとともに、前記ベルト部材を介して前記加圧パッドに圧接する定着ローラと、A fixing roller having an elastic layer and being in pressure contact with the pressure pad via the belt member;
前記定着ローラを加熱する熱源と、A heat source for heating the fixing roller;
を具備したことを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれかに記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, further comprising:
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