JP5857685B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
Fixing apparatus and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5857685B2 JP5857685B2 JP2011261571A JP2011261571A JP5857685B2 JP 5857685 B2 JP5857685 B2 JP 5857685B2 JP 2011261571 A JP2011261571 A JP 2011261571A JP 2011261571 A JP2011261571 A JP 2011261571A JP 5857685 B2 JP5857685 B2 JP 5857685B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fixing belt
- fixing
- pair
- annular
- annular member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体方式の定着装置において定着ベルトの破損を防止する技術に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly to a technique for preventing damage to a fixing belt in a resistance heating element type fixing device.
近年、簡素な装置構成で省エネルギー化を図ることができる定着装置として、抵抗発熱体方式の定着装置が注目されている。
抵抗発熱体方式の定着装置においては、抵抗発熱体に摺接して、当該抵抗発熱体へ給電する給電ブラシの抵抗発熱体との接触不良により、前記給電が間欠的に途絶えると、抵抗発熱体の発熱量が変動して、定着不良が生じる。このような問題に対して、例えば、図7に示されるように、断面C字状の裏当て部材を定着ベルトの内周面に当接させるとともに、定着ベルトの裏当て部材が当接していない内周面に押圧ローラーを付勢された状態で圧接させる。
In recent years, a resistance heating element type fixing device has attracted attention as a fixing device that can save energy with a simple device configuration.
In the resistance heating element type fixing device, if the power supply is intermittently interrupted due to poor contact with the resistance heating element of the power supply brush that is in sliding contact with the resistance heating element and supplies power to the resistance heating element, the resistance heating element The amount of heat generated fluctuates, resulting in poor fixing. For example, as shown in FIG. 7, the backing member having a C-shaped cross section is brought into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, and the backing member of the fixing belt is not in contact with the problem. The pressure roller is pressed against the inner peripheral surface while being urged.
定着ベルトを挟んで押圧ローラーに対向する位置においては、定着ベルトの外周面に設けられた電極に当接するように給電ブラシが配設される。更に、加圧ローラーは裏当て部材に対向するように定着ベルトに圧接させる。このようにすれば、確実に給電ブラシを電極に当接させることができるので、給電を安定化させて定着不良を防止することができる(特許文献1を参照)。 At a position facing the pressing roller across the fixing belt, a power supply brush is disposed so as to be in contact with an electrode provided on the outer peripheral surface of the fixing belt. Further, the pressure roller is brought into pressure contact with the fixing belt so as to face the backing member. In this way, the power supply brush can be reliably brought into contact with the electrode, so that the power supply can be stabilized and fixing failure can be prevented (see Patent Document 1).
しかしながら、上記の従来技術に係る定着装置においては、定着ベルトの回転軸方向における全長に亘って、裏当て部材や押圧ローラーが定着ベルトに当接しているので、定着ベルトの熱が裏当て部材や押圧ローラーに逃げてしまう。このため、熱損失が大きく、ウォームアップ時間が長いという問題がある。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、熱効率の低下を抑えながら、長期間に亘って安定した給電を行うことができる抵抗発熱体方式の定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
However, in the fixing device according to the above-described prior art, since the backing member and the pressing roller are in contact with the fixing belt over the entire length in the rotation axis direction of the fixing belt, the heat of the fixing belt Escape to the pressure roller. For this reason, there is a problem that heat loss is large and warm-up time is long.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a resistance heating element type fixing device and image forming capable of performing stable power supply over a long period of time while suppressing a decrease in thermal efficiency. An object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、通電によって発熱する抵抗発熱体層を有する無端状の定着ベルトの外周面に対して、加圧部材を圧接させて形成される定着ニップに記録シートを通紙することによってトナー像を定着する定着装置であって、前記定着ベルトの内側の前記加圧部材に対向する位置に設けられ、前記定着ニップ位置において前記定着ベルトを支持する押圧部材と、前記定着ベルトとともに回転可能に支持され、前記定着ベルトの回転軸方向における前記押圧部材よりも外側において、前記定着ベルトの両端開口に嵌設された一対の環状部材と、少なくとも一対の給電部材と、前記環状部材の外周面に当接し、前記環状部材に従動回転することによって前記環状部材を支持する複数の支持ローラーと、を備え、前記定着ベルトは、両端部の外周面に一対の電極部が設けられ、前記一対の給電部材は、前記一対の環状部材にそれぞれ対向する位置に前記定着ベルトの外周面側から該環状部材に対して付勢されて配設され、前記一対の電極部から前記抵抗発熱体層に給電し、前記環状部材の回転中心は、前記複数の支持ローラーが前記環状部材に当接する位置と、前記給電部材が前記定着ベルトに当接する位置を結んだ多角形の内部に位置することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a fixing nip formed by pressing a pressing member against an outer peripheral surface of an endless fixing belt having a resistance heating element layer that generates heat when energized. A fixing device for fixing a toner image by passing a recording sheet, wherein the pressing member is provided at a position facing the pressure member inside the fixing belt and supports the fixing belt at the fixing nip position. A pair of annular members that are rotatably supported together with the fixing belt, and are fitted outside the pressing members in the rotational axis direction of the fixing belt, and are fitted in openings at both ends of the fixing belt, and at least a pair of power supply members When brought into contact with the outer peripheral surface of the annular member, and a plurality of support rollers for supporting the annular member by a driven rotating in the annular member, The fixing belt is provided with a pair of electrode portions on the outer peripheral surfaces of both ends, and the pair of power supply members are opposed to the annular members from the outer peripheral surface side of the fixing belt at positions facing the pair of annular members, respectively. Urged and arranged to feed power from the pair of electrode portions to the resistance heating element layer, and the rotation center of the annular member has a position where the plurality of support rollers contact the annular member, and the feeding member Is located inside a polygon connecting positions where the fixing belt contacts the fixing belt .
このようにすれば、定着ベルトの端部のみにおいて定着ベルトの内周面に接触する環状部材に対して給電部材を付勢することによって、給電部材と定着ベルトとの電気的接触を安定化させるので、定着ベルトから環状部材へ熱が伝導することによる熱損失を抑えると同時に定着ムラを防止することができる。また、給電部材の磨耗などによる給電の不安定化を抑えることもできる。 In this way, the electrical contact between the power supply member and the fixing belt is stabilized by urging the power supply member against the annular member that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt only at the end portion of the fixing belt. Therefore, it is possible to suppress heat loss due to heat conduction from the fixing belt to the annular member and to prevent uneven fixing. Further, instability of power feeding due to wear of the power feeding member or the like can be suppressed.
なお、定着ベルトの両端開口に環状部材を嵌設するとは、定着ベルトの端部において定着ベルトの内周面が環状部材の外周面に圧着するように、環状部材を定着ベルトに嵌め設けることをいう。
この場合において、前記定着ベルトの内側に固定して配設され、前記押圧部材を支持する支持部材を備えても良いし、前記支持部材に支持されて前記環状部材の回転中心に配設され、前記支持部材と前記環状部材との間に介在して、前記環状部材を回転可能に支持する介在部材と、を備えても良い。
Note that the fitting of the annular member to the opening at both ends of the fixing belt means that the annular member is fitted to the fixing belt so that the inner peripheral surface of the fixing belt is pressed against the outer peripheral surface of the annular member at the end of the fixing belt. Say.
In this case, the fixing belt may be fixedly disposed inside and may include a supporting member that supports the pressing member, or may be supported by the supporting member and disposed at the center of rotation of the annular member. An interposition member interposed between the support member and the annular member and rotatably supporting the annular member may be provided.
また、通電によって発熱する抵抗発熱体層を有する無端状の定着ベルトの外周面に対して、加圧部材を圧接させて形成される定着ニップに記録シートを通紙することによってトナー像を定着する定着装置であって、前記定着ベルトの内側の前記加圧部材に対向する位置に設けられ、前記定着ニップ位置において前記定着ベルトを支持する押圧部材と、前記定着ベルトとともに回転可能に支持され、前記定着ベルトの回転軸方向における前記押圧部材よりも外側において、前記定着ベルトの両端開口に嵌設された一対の環状部材と、少なくとも一対の給電部材と、前記環状部材が嵌設されている位置において前記定着ベルトの外周面に当接し、前記定着ベルトに従動回転することによって前記環状部材を支持する複数の支持ローラーと、を備え、前記定着ベルトは、両端部の外周面に一対の電極部が設けられ、前記一対の給電部材は、前記一対の環状部材にそれぞれ対向する位置に前記定着ベルトの外周面側から該環状部材に対して付勢されて配設され、前記一対の電極部から前記抵抗発熱体層に給電し、前記環状部材の回転中心は、前記複数の支持ローラー及び前記給電部材が前記定着ベルトに当接する位置と結んだ多角形の内部に位置するようにしても良い。何れの場合においても、本発明の効果に変わりはない。 Further, the toner image is fixed by passing a recording sheet through a fixing nip formed by pressing a pressing member against the outer peripheral surface of an endless fixing belt having a resistance heating element layer that generates heat when energized. A fixing device provided at a position facing the pressure member inside the fixing belt, and a pressing member that supports the fixing belt at the fixing nip position, and is rotatably supported together with the fixing belt; Outside the pressing member in the direction of the rotation axis of the fixing belt, at a position where the pair of annular members fitted in the openings at both ends of the fixing belt, at least a pair of power supply members, and the annular member are fitted. wherein the outer peripheral surface of the fixing belt in contact, and a plurality of support rollers for supporting the annular member by a driven rotating the fixing belt The fixing belt unit pair of electrodes provided on the outer circumferential surface of both end portions, the pair of power supply members with respect to the annular member from the outer peripheral surface of the fixing belt at a position opposed to each of the pair of annular members The resistance heating element layer is fed from the pair of electrode portions, and the center of rotation of the annular member is a position where the plurality of support rollers and the feeding member abut against the fixing belt. It may be located inside the connected polygon. In any case, the effect of the present invention is not changed.
また、前記一対の環状部材の少なくとも一方には、駆動伝達ギアが備えられており、ローラー状の前記加圧部材が回転駆動させられること及び、前記駆動伝達ギアを介して前記環状部材が回転駆動させられることにより、前記定着ベルトが回転すれば、定着ベルトと加圧部材との間のスリップを防止することができる。
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。このため、本発明に係る定着装置の上述のような効果を有する。
Further, at least one of the pair of annular members is provided with a drive transmission gear, the roller-shaped pressurizing member is driven to rotate, and the annular member is driven to rotate via the drive transmission gear. Thus, if the fixing belt rotates, slip between the fixing belt and the pressure member can be prevented.
An image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device according to the present invention. Therefore, the fixing device according to the present invention has the above-described effects.
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[1] 画像形成装置の構成
まず、本発明に係る画像形成装置の構成について説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置主要な構成を示す図である。画像形成装置1は、いわゆる中間転写方式のカラー画像形成装置であって、図1に示されるように、作像ユニット101Y〜101Kを備えている。作像ユニット101Y〜101Kは何れも同様の構成を備えており、円筒形状の感光体ドラム102の外周面を帯電装置103にて一様に帯電させて所定の電位とした後、その帯電領域に露光装置104によって原稿画像に応じた画像露光が施され、静電潜像が形成される。
Hereinafter, embodiments of a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Configuration of Image Forming Apparatus First, the configuration of the image forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of an image forming apparatus according to the present invention. The
現像装置105は、トナーカートリッジ108Y〜108Kから供給されたYMCK各色のトナーを、現像バイアスを印加された現像ローラー105aによって感光体ドラム102の外周面上に供給して静電潜像を現像し、可視トナー像とする。1次転写ローラー106には1次転写電圧が印加されており、トナーを静電吸着することによって、感光体ドラム102の外周面上から中間転写ベルト110上へ可視トナー像を1次転写する。中間転写ベルト110上へ可視トナー像を1次転写した後に、感光体ドラム102の外周面に残留するトナーは清掃装置107によって除去される。
The developing
中間転写ベルト110は、2次転写対向ローラー111と従動ローラー112とに張架されており、不図示の駆動源によって回転駆動された2次転写対向ローラー111に従動回転することによって矢印A方向に回転走行しながら、YMCK各色のトナー像を順次、1次転写される。従動ローラー112は、回転走行する中間転写ベルト110との間の摩擦力によって従動回転する。
The
上と並行して、記録シートSを収容した給紙カセット120においては、ピックアップローラー121によって記録シートSが1枚ずつ送り出され、2次転写対向ローラー111と2次転写ローラー113とが形成する2次転写ニップへと搬送される。2次転写ローラー113には2次転写バイアスが印加されており、2次転写ニップにおいて、中間転写ベルト110上に担持されるトナー像が記録シートSに静電転写される。
In parallel with the above, in the
トナー像を担持する記録シートSは、抵抗発熱体方式の定着装置100へ搬送され、トナー像を熱定着される。その後、記録シートSは排紙ローラー130によって排紙トレイ131上に排出される。一方、2次転写後に中間転写ベルト110上に残留するトナーは矢印A方向に搬送された後、清掃装置109によって除去される。
[2] 定着装置100の構成
次に、定着装置100の構成について説明する。
The recording sheet S carrying the toner image is conveyed to the resistance heating element
[2] Configuration of
図2は、定着装置100の主要な構成を示す断面斜視図であって、(a)は定着ベルトの回転軸を含む断面を示し、(b)は定着ベルトの回転軸に垂直な断面を示す。図1に示されるように、定着装置100は抵抗発熱体層を有する無端状の定着ベルト200、定着ベルト200に圧接して定着ニップを形成する加圧ローラー210、定着ベルト200を介して加圧ローラー210に対向する押圧パッド220、及び、これらの部材を収容するハウジング230を備えている。
2A and 2B are cross-sectional perspective views showing the main configuration of the fixing
図3は、定着ベルト200の層構成を示す断面図である。図3に示されるように、定着ベルト200は、内周側から抵抗発熱体層300、補強層301、弾性層302、離型層303及び電極部203を順次積層した構成を備えており、電極部203は、定着ベルト200の回転軸方向における端部を覆うようにして、抵抗発熱体層300に電気的に接続されている。抵抗発熱体層300は、樹脂に導電フィラーを分散させることにより所定の電気抵抗率に調整されている。樹脂材料としてはポリイミド(PI: Polyimide)、ポリフェニレンサルファイド(PPS: Poly Phenylene Sulfide)及びポリエーテルエーテルケトン(PEEK: Polyether Ether Ketone)等を用いれば良く、中でも最も高い耐熱性を有するポリイミドを用いるのが望ましい。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the layer configuration of the fixing
導電フィラーとしては、銀(Ag)や銅(Cu)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)等の金属の粉末や、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等の炭素化合物の粉末、及びヨウ化銀(AgI)、ヨウ化銅(CuI)等の無機化合物の高イオン導電体粉末を用いるのが望ましく、それぞれ2種類以上を混合させて分散させても良い。 Conductive fillers include powders of metals such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), magnesium (Mg), nickel (Ni), carbon such as graphite, carbon black, carbon nanofibers, and carbon nanotubes. It is desirable to use compound powders and high ionic conductor powders of inorganic compounds such as silver iodide (AgI) and copper iodide (CuI), and two or more kinds of them may be mixed and dispersed.
導電フィラーの形状は、少ない含有量でフィラー同士の接触確率を高くして、パーコレーションし易くするために、繊維状が望ましい。炭素化合物や高イオン導電体は温度が高くなると体積抵抗率が低下する負の抵抗変化率(NTC: Negative Temperature Coefficient)を有しており、抵抗発熱体層300にNTC特性を付与するために用いる。特に、高イオン導電体は抵抗発熱体層300の機械的強度を低下させることがないことからも有用である。
The conductive filler is preferably in the form of a fiber in order to increase the contact probability between fillers with a small content and facilitate percolation. Carbon compounds and high ionic conductors have a negative temperature coefficient (NTC) in which the volume resistivity decreases as the temperature increases, and are used to impart NTC characteristics to the resistance
しかしながら、炭素化合物や高イオン導電体のみでは、抵抗発熱体層300の電気抵抗率を調整して、定着装置の消費電力を商用電源で500[W]から1500[W]まで程度の範囲内にすることは困難であるため、金属微粒子を併用して電気抵抗率を調整するのが望ましい。金属微粒子は、針形状やフレーク形状の銀やニッケルを用いるのが好ましく、粒径は0.01[μm]から10[μm]までの範囲内が良い。このようにすれば、炭素化合物や高イオン導電体と線状に絡み合うことによって均一な体積抵抗率を有する抵抗発熱体層300を得ることができる。
However, with only a carbon compound or a high ion conductor, the electric resistivity of the resistance
耐熱樹脂中に分散させる導電フィラーは、耐熱樹脂重量に対して、金属微粒子が50[重量%]から300[重量%]までの範囲内であるのが良く、炭素化合物及び高イオン導電体は[5重量%]から100[重量%]までの範囲内であるのが好ましい。導電フィラーが多過ぎると電気抵抗率が下がり過ぎて使用し辛く、少な過ぎると電気抵抗率が大きくなり過ぎて使用し辛い。 The conductive filler to be dispersed in the heat-resistant resin should be within the range of 50 [wt%] to 300 [wt%] of the metal fine particles with respect to the weight of the heat-resistant resin, and the carbon compound and the high ionic conductor [ It is preferably in the range of 5 wt%] to 100 [wt%]. If the conductive filler is too much, the electrical resistivity is too low to be used, and if it is too low, the electrical resistivity is too high to be used.
抵抗発熱体層300の厚みは任意であるが、5[μm]〜100[μm]の範囲内が望ましい。抵抗発熱体層300の電気抵抗率は印加電圧や消費電力、抵抗発熱体層300の厚さ、定着ベルト200の外径、軸方向の長さ等に応じて設定すべきであるが、概ね1.0×10-6[Ω・m]から1.0×10-2[Ω・m]までの範囲内とするのが良く、更に望ましくは1.0×10-5[Ω・m]から5.0×10-3[Ω・m]とするのが好適である。
The thickness of the resistance
なお、抵抗発熱体層300の電気抵抗率を調整するために、金属合金や金属間化合物などの導電性粒子を適宜、分散させても良い。また、抵抗発熱体層300の機械的強度を向上させるために、ガラスファイバー、ウィスカー(単結晶繊維)、酸化チタン(TiO2)繊維、チタン酸カリウム(K2O・nTiO2)繊維などを分散させても良い。更に、抵抗発熱体層300の熱伝導率を向上させるために、窒化アルミニウム(AlN)や酸化アルミニウム(アルミナ:Al2O3)等を分散させても良い。
In order to adjust the electrical resistivity of the resistance
抵抗発熱体層300の製造安定性を考慮すれば、イミド化剤やカップリング剤、界面活性剤、消泡剤を用いても良い。抵抗発熱体層300は、芳香族テトラカルボン酸二無水物(aromatic tetracarboxylic dianhydride)と芳香族ジアミン(aromatic diamine)とを有機溶媒中で重合させて得られるポリイミドワニス(ployimide vanish)に、上述のような導電性フィラーを均一に分散させてから金型に塗布し、イミド転化させることによって製造される。
In consideration of manufacturing stability of the resistance
また、上記に代えて、抵抗発熱体層300として薄膜の金属層を構成しても良い。薄膜の金属層を構成する材料は、体積抵抗率(または導電率)の温度係数が小さいものが望ましく、例えば、ステンレス(SUS: stainless use steel)やニクロム(Ni-Cr)、チタン(Ti)等を用いると良い。金属薄膜層は、樹脂材上にメッキやスパッタリング、蒸着などを施すことによって形成することができる。また、樹脂材上に金属薄膜層を形成するに先立って、予め樹脂材の表面に対し、エッチング等の酸活性処理、パラジウム等による触媒処理、ブラスト研磨処理、プラズマ処理などを施せば、樹脂材と金属薄膜層との密着強度を高めることができる。
Instead of the above, a thin metal layer may be formed as the resistance
定着ベルト200の離型層303は、パーフルオロアルコキシ(PFA: per fluoro alkoxy)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE: poly tetra fluoro ethylene)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE: ethylene tetra fluoro ethylene)等のフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性を有していても良い。厚さは任意であるが、5[μm]から100[μm]までの範囲内が望ましい。フッ素系チューブとしては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のPFA350−J、451HP−J、951HP Plus等を用いることができる。離型層303と水との接触角は90度以上が良く、望ましくは110度以上である。また、離型層303の表面粗さはRa:0.01[μm]から50[μm]程度までの範囲内であるのが望ましい。
The
なお、補強層301は、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂からなっており、定着ベルト200を補強し、また、電気的に絶縁する。弾性層302は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等からなっている。定着ベルト200は、少なくとも抵抗発熱層300と離型層303とを備えていることが必要で、他の層は用途に応じて付加すれば良い。抵抗発熱体層300は離型層303よりも内周側に設ければ良く、抵抗発熱体層300と離型層303との間に他の層が介在するか否かは問わない。
The reinforcing
加圧ローラー210は、定着ベルト200に圧接されており、不図示の駆動源によって回転駆動される。加圧ローラー210は、芯金210aの外周面上に弾性層と離型層を順次積層したものである。加圧ローラー210の外径は任意であるが、20[mm]から100[mm]までの範囲内が望ましい。加圧ローラー210の離型層は、定着ベルト200の離型層303と同様に、PFA、PTFEといったフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性を有していても良い。離型層の厚さは、例えば、5[μm]から100[μm]までの範囲内とすればよい。
The
弾性層はシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が望ましく、厚さは1[mm]から20[mm]までの範囲内とすれば良い。芯金210aは、厚さが0.1[mm]から10[mm]までの範囲内にあるパイプ形状をとり、アルミニウムや鉄(Fe)といった材料からなっている。芯金210aは、パイプ形状の他、中実の円柱形状や断面が三ツ矢形状等であっても良い。
The elastic layer is preferably made of a material having high heat resistance such as silicone rubber or fluorine rubber, and the thickness may be in the range of 1 [mm] to 20 [mm]. The cored
定着ベルト200の内側には、定着ベルト200を挟んで加圧ローラー210に圧接することによって定着ニップを形成する押圧パッド220が固定配置されている。押圧パッド220は、剛性を有する樹脂もしくはゴムからなっている。押圧パッド220がゴムからなる場合には、定着ベルト200との間の摩擦抵抗を小さくするために、摩擦係数の低い摺動部材を定着ベルト200に接する箇所に配置するとよい。押圧パッド220はニップ圧による変形(ベンディング)を抑制するために、強度の高いシャフト221に支持されている。シャフト221は角柱部221aに円筒部221bを回転しないように嵌設した構造となっている。押圧パッド220は角柱部221aに固定支持されており、シャフト221の円筒部221bはハウジング230に回転しないように固定されている。
On the inner side of the fixing
図4は、押圧パッド220の断面形状を示す図である。図4に示されるように、定着ベルト200の回転軸方向における両端部においては、押圧パッド220は加圧ローラー210側に突出した形状を突出した断面形状220aをとり、定着ニップに近づくにつれて、突出量が小さくなって、平らな断面形状220bとなり、その後、定着ニップ部では陥凹した断面形状220cをとる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the
押圧パッド220の断面のうち湾曲部分の曲率半径は、断面形状220aから断面形状220bに至る間では漸増する。具体的には、断面形状220aでは定着ベルト200の内周面の曲率半径とほぼ同じになっており、断面形状220bに近づくにつれて曲率半径が大きくなる。断面形状220bは、曲率半径が無限大になる位置、すなわち、定着ベルト200に当接する辺が直線になる位置である。なお、押圧パッド220の幅Wが340[mm]から345[mm]までの範囲内であれば、断面形状220aから断面形状220bを経て断面形状220cに至る距離Dは10[mm]から50[mm]までの範囲内とするのが望ましい。
The radius of curvature of the curved portion of the cross section of the
また、断面形状220cから断面形状220bに至る間には、加圧ローラー210の曲率半径の30%以上となるように、当該曲率半径が増大する。押圧パッド220は剛性を有しており、定着ニップにおいては、押圧パッド220の湾曲形状に沿って定着ベルト220が回転走行する。また、加圧ローラー210は、その弾性層を押圧パッド220の湾曲形状に合わせて弾性変形させながら回転する。
Further, the radius of curvature increases so as to be 30% or more of the radius of curvature of the
定着ベルト200は、加圧ローラー210との間の摩擦力によって従動回転するが、定着ベルト200の内周面と押圧パッド220との間の摩擦力が大きいと、定着ベルト200と加圧ローラー210との間でスリップが発生して、回転不良を起こすおそれがある。このような回転不良を防止するために、定着ローラー200の回転軸方向における両端にはベルト駆動ギア201が嵌設されている。定着ベルト200の回転不良が発生すると、ベルト駆動ギア201によって定着ベルト200が回転駆動され、回転不良から復帰する。
The fixing
ベルト駆動ギア201は、ベアリング202を介してシャフト221に回転可能に支持されている。シャフト221は、上述のように、角柱部221aに円筒部221bを嵌設した構造となっている。また、ベルト駆動ギア201は、定着ベルト200に外囲されたボス部分201aと、定着ベルト200外に位置するフランジ部分201bとからなっている。ベルト駆動ギア201のフランジ部分201bの内周側はベアリング202を介して、シャフト221の円筒部221bに支持される一方、当該フランジ部分201bの外周側はギアになっており、シャフト232に軸支されたギア231に歯合している。シャフト232もまたベアリング233を介してハウジング230に支持されている。
The
ギア231は、加圧ローラー210による定着ベルト200の回転速度よりも、ベルト駆動ギア201を介したギア231による定着ベルト200の回転速度の方が若干遅めになるように、不図示の駆動源によって回転駆動されている。また、当該駆動源からギア231に回転駆動力を伝達する経路上にはトルクリミッタが介在しており、加圧ローラー210による定着ベルト200の回転駆動に回転不良が生じていない場合には、当該トルクリミッタが空転して、回転駆動力の伝達を遮断する。回転不良が生じた場合には、ギア231に回転駆動力を伝達して、定着ベルト200を回転させる。
The
定着ベルト200の回転軸方向における両端部付近の外周面には、それぞれ全周に亘って電極部203が設けられている。一端側に設けられた電極部203と他端側に設けられた電極部203との間に電流を流すことによって、定着ベルト200の抵抗発熱体層300に電流が流され、抵抗発熱体層300が発熱する。なお、電極部203は、当該回転軸方向において押圧パッド220から離隔しており、かつ、ベルト駆動ギア201のボス部分201aに対向する位置に配設されている。
On the outer peripheral surface in the vicinity of both end portions in the rotation axis direction of the fixing
電極部203に用いる導電体には、定着ベルト200の周方向について均一な電気的特性を有する材料を用いるのが望ましく、銅やアルミニウム、ニッケル、真鍮、リン銅等の金属を化学メッキや電気メッキによって定着ベルト200の内周面上に形成する。抵抗発熱体層300上に電極部203を直接形成する場合には、まず、化学メッキを施してから電気メッキを施すと良い。
It is desirable to use a material having uniform electrical characteristics in the circumferential direction of the fixing
導電体材料としては、銅とニッケルが特に好ましく、銅をメッキした上にニッケルをメッキすると更に良い。また、メッキする以外にも、銅箔やニッケル箔を導電性接着剤で抵抗発熱体層300に接着しても良いし、導電性インクや導電性ペーストを塗布して電極部203としても良い。更に、抵抗発熱体層300を金型形成する際に、リング状の電極部203を金型に装着して一体的に形成しても良い。
As the conductor material, copper and nickel are particularly preferable, and it is even better if nickel is plated on copper. In addition to plating, copper foil or nickel foil may be adhered to the resistance
電極部203への給電は、電極部203に給電部材204を接触させることによって行われる。また、給電部材204へは、不図示の電源装置から電線207を経由して給電を受ける。給電部材204は保持板205によって、定着ベルト200の半径方向に移動可能に保持されており、付勢部材206によって電極部203側へ付勢されている。付勢部材206としては、例えば、弾性を有する部材を用いれば良く、コイルばねを用いても良い。また、給電部材204としては、例えば、カーボンブラシを用いることができる。給電部材204の形状は任意であり、定着ベルト200と摺動させても良いし、定着ベルト200の回転走行に従動して回転する回転体としても良い。
Power supply to the
上のような構成をとれば、定着ベルト200の抵抗発熱体層300に流れる電流の分布を均一にして、発熱分布を均一にすることができるので、定着ムラを防止することができる。また、抵抗発熱体層300が定着ベルト200の中間層になっており、定着ベルト200の内周面側に露出していない場合であっても、電極部203が露出して配置されているので、複雑な構成を要することなく給電することができる。
With the above configuration, the distribution of the current flowing through the resistance
定着ベルト200の回転軸方向において、加圧ローラー210は押圧パッド220よりも短くなっており、かつ、加圧ローラー210は回転軸方向の全域に亘って押圧パッド220に対向している。したがって、定着ベルト200の回転軸方向における何れの端部においても、押圧パッド220は加圧ローラー210よりより端部へ延出している。このような構成をとることによって、加圧ローラー210の回転軸方向の全域に亘って、加圧ローラー210の圧接力を押圧パッド220が受け止めるので、定着ベルト200の局所的な変形をなくして、定着装置100の耐久性を高めることができる。
In the direction of the rotation axis of the fixing
また、ベルト駆動ギア201は定着ベルト200の回転軸方向における端部においてのみ定着ベルト200に当接するので、当該回転軸方向の全長に亘って定着ベルト200に当接する場合と比較して熱損失を小さくすることができる。したがって、ウォームアップ時間への熱損失の影響を抑えることができる。
また、定着ベルト200の内周面側にベルト駆動ギア201のボス部分201aを嵌設されている箇所の外周面側に設けられた電極部203に対して、付勢部材206によって付勢しながら給電部材204を当接させるので、電極部203と給電部材204との接触不良に起因する定着不良を防止することができる。
Further, since the
Further, the biasing
[3] 変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(1)上記実施の形態においては、ベアリング202を介してシャフト221によりベルト駆動ギア201を支持する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。
[3] Modifications As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be implemented. .
(1) In the above-described embodiment, the case where the
図5は、本変形例に係る定着装置100の主要な構成を示す断面斜視図であって、(a)は定着ベルト200の回転軸を含む断面を示し、(b)は定着ベルト200の回転軸に垂直な断面を示す。なお、図2において対応する部材がある部材には同じ符号が付されている。図5(a)に示されるように、本変形例に係る定着装置100においては、ベルト駆動ギア201はもはやシャフト221には支持されておらず、これに代えて、図5(b)に示されるように、2つのギア231と給電部材206とによって支持されている。このようにしても、ベルト駆動ギア201を支持して、給電部材206を確実に電極部203に当接させることができる。また、ベルト駆動ギア201が定着ベルト200に接触する面積は、上記実施の形態と同じであるので、熱損失についても同様に低減することができる。
5A and 5B are cross-sectional perspective views showing the main configuration of the fixing
また、図6は、別の変形例に係る定着装置100の主要な構成を示す断面斜視図であって、(a)は定着ベルト200の回転軸を含む断面を示し、(b)は定着ベルト200の回転軸に垂直な断面を示しており、対応する部材には同じ符号が付されている。本変形例に係る定着装置100においては、ベルト駆動ギア201はもはやシャフト221には支持されておらず、これに代えて、図6(b)に示されるように、電極部203に当接する2つのコロ601と給電部材206とによって支持されている。このようにしても、ベルト駆動ギア201を支持して、給電部材206を確実に電極部203に当接させることができる。従って、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
6A and 6B are cross-sectional perspective views showing the main configuration of the fixing
なお、図5(b)においては、ベルト駆動ギア201を支持する2つのギア231と給電部材206が定着ベルト200の回転中心について、互いに中心角120度をなすように配置したが、3つの支持部材が定着ベルト200に当接する3つの接点がなす三角形が当該回転中心を含むように配置すれば、前記中心角は120度でなくとも良い。図6(b)についても同様に、コロ601と給電部材206との3つの支持部材が定着ベルト200に当接する3つの接点がなす三角形が当該回転中心を含むように配置すれば、前記中心角は120度でなくとも良い。
In FIG. 5B, the two
(2)上記実施の形態においては、不図示の駆動源に回転駆動された加圧ローラー210に定着ベルト200が従動回転する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、ベルト駆動ギア201を介して回転駆動された定着ベルト200に加圧ローラー210が従動回転しても良い。また、ベルト駆動ギア201を介して定着ベルト200が回転駆動される場合には、加圧ローラー210に代えて、回転しない固定の加圧部材を用いても良い。
(2) In the above-described embodiment, the case where the fixing
(3)上記実施の形態においては、ベルト駆動ギア201が定着ベルト200の回転駆動と座屈防止との2つの用途を兼ねる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、ベルト駆動ギア201に代えて、ギア部分を有さない環状部材を定着ベルト200に嵌設しても良い。このようにしても、ベルト駆動ギア201を嵌設した場合と同様に、定着ベルト200の座屈や破損を防止することができる。
(3) In the above-described embodiment, the case where the
(4)上記実施の形態においては、定着ベルト200に圧接された状態で加圧ローラー210がハウジング230に軸支される場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、ハウジング230とは別体の付勢手段に加圧ローラー210を軸支させると同時に、同じ付勢手段によって、加圧ローラー210を定着ベルト200へ向かって付勢させても良い。このようにすれば、より精度良く定着ベルト200に対する加圧ローラー210の圧接力を調整することができる。
(4) In the above embodiment, the case where the
(5)上記実施の形態においては、中間転写方式のカラー画像形成装置を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、中間転写方式以外のカラー画像形成装置に本発明を適用しても良いし、モノクロ画像形成装置に適用しても良い。また、画像形成装置が、プリンタ装置や複写装置、ファクシミリ装置等の単機能機であるか、これらの機能のうちの複数を兼ね備えた多機能機(MFP: Multi Function Peripheral)であるかに関わらず本発明の効果を得ることができる。 (5) In the above embodiment, the intermediate transfer type color image forming apparatus has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a monochrome image forming apparatus. Regardless of whether the image forming apparatus is a single-function machine such as a printer, a copying machine, or a facsimile machine, or a multi-function machine (MFP) having a plurality of these functions (MFP: Multi Function Peripheral). The effects of the present invention can be obtained.
本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、抵抗発熱体方式の定着装置において定着ベルトの破損を防止する装置として有用である。 The fixing device and the image forming apparatus according to the present invention are useful as a device for preventing the fixing belt from being damaged in the resistance heating element type fixing device.
1…………………画像形成装置
100……………定着装置
200……………定着ベルト
201……………ベルト駆動ギア
201a…………ボス部分
201b…………フランジ部分
202、233…ベアリング
203……………電極部
204……………給電部材
205……………保持板
206……………付勢部材
207……………電線
210……………加圧ローラー
220……………押圧パッド
221、232…シャフト
221a…………角柱部
221b…………円筒部
230……………ハウジング
231……………ギア
300……………抵抗発熱体層
301……………補強層
302……………弾性層
303……………離型層
601……………コロ
1 ………………
Claims (6)
前記定着ベルトの内側の前記加圧部材に対向する位置に設けられ、前記定着ニップ位置において前記定着ベルトを支持する押圧部材と、
前記定着ベルトとともに回転可能に支持され、前記定着ベルトの回転軸方向における前記押圧部材よりも外側において、前記定着ベルトの両端開口に嵌設された一対の環状部材と、
少なくとも一対の給電部材と、
前記環状部材の外周面に当接し、前記環状部材に従動回転することによって前記環状部材を支持する複数の支持ローラーと、を備え、
前記定着ベルトは、両端部の外周面に一対の電極部が設けられ、
前記一対の給電部材は、前記一対の環状部材にそれぞれ対向する位置に前記定着ベルトの外周面側から該環状部材に対して付勢されて配設され、前記一対の電極部から前記抵抗発熱体層に給電し、
前記環状部材の回転中心は、前記複数の支持ローラーが前記環状部材に当接する位置と、前記給電部材が前記定着ベルトに当接する位置を結んだ多角形の内部に位置する
ことを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing a toner image by passing a recording sheet through a fixing nip formed by pressing a pressing member against an outer peripheral surface of an endless fixing belt having a resistance heating element layer that generates heat when energized. Because
A pressing member provided at a position facing the pressure member inside the fixing belt and supporting the fixing belt at the fixing nip position;
A pair of annular members that are rotatably supported together with the fixing belt, and are fitted on both ends of the fixing belt outside the pressing member in the rotation axis direction of the fixing belt;
At least a pair of power supply members;
A plurality of support rollers that contact the outer peripheral surface of the annular member and support the annular member by following and rotating the annular member;
The fixing belt is provided with a pair of electrode portions on the outer peripheral surfaces of both ends.
The pair of power supply members are arranged to be urged against the annular member from the outer peripheral surface side of the fixing belt at positions facing the pair of annular members, respectively, and the resistance heating element extends from the pair of electrode portions. Power the layers,
The rotation center of the annular member is located inside a polygon connecting the position where the plurality of support rollers contact the annular member and the position where the power supply member contacts the fixing belt. apparatus.
前記定着ベルトの内側の前記加圧部材に対向する位置に設けられ、前記定着ニップ位置において前記定着ベルトを支持する押圧部材と、
前記定着ベルトとともに回転可能に支持され、前記定着ベルトの回転軸方向における前記押圧部材よりも外側において、前記定着ベルトの両端開口に嵌設された一対の環状部材と、
少なくとも一対の給電部材と、
前記環状部材が嵌設されている位置において前記定着ベルトの外周面に当接し、前記定着ベルトに従動回転することによって前記環状部材を支持する複数の支持ローラーと、を備え、
前記定着ベルトは、両端部の外周面に一対の電極部が設けられ、
前記一対の給電部材は、前記一対の環状部材にそれぞれ対向する位置に前記定着ベルトの外周面側から該環状部材に対して付勢されて配設され、前記一対の電極部から前記抵抗発熱体層に給電し、
前記環状部材の回転中心は、前記複数の支持ローラー及び前記給電部材が前記定着ベルトに当接する位置と結んだ多角形の内部に位置する
ことを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing a toner image by passing a recording sheet through a fixing nip formed by pressing a pressing member against an outer peripheral surface of an endless fixing belt having a resistance heating element layer that generates heat when energized. Because
A pressing member provided at a position facing the pressure member inside the fixing belt and supporting the fixing belt at the fixing nip position;
A pair of annular members that are rotatably supported together with the fixing belt, and are fitted on both ends of the fixing belt outside the pressing member in the rotation axis direction of the fixing belt;
At least a pair of power supply members;
A plurality of support rollers that contact the outer peripheral surface of the fixing belt at a position where the annular member is fitted and support the annular member by being driven to rotate by the fixing belt;
The fixing belt is provided with a pair of electrode portions on the outer peripheral surfaces of both ends.
The pair of power supply members are arranged to be urged against the annular member from the outer peripheral surface side of the fixing belt at positions facing the pair of annular members, respectively, and the resistance heating element extends from the pair of electrode portions. Power the layers,
The fixing device according to claim 1, wherein a rotation center of the annular member is located in a polygon connected to a position where the plurality of support rollers and the power supply member are in contact with the fixing belt.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。 The arranged fixed inside the fixing belt, a fixing device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a support member for supporting the pressing member.
ことを特徴とする請求項3に記載の定着装置。 An interposition member is provided that is supported by the support member and disposed at the center of rotation of the annular member, and is interposed between the support member and the annular member to rotatably support the annular member. The fixing device according to claim 3 .
ローラー状の前記加圧部材が回転駆動させられること及び、前記駆動伝達ギアを介して前記環状部材が回転駆動させられることにより、前記定着ベルトが回転する
ことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の定着装置。 At least one of the pair of annular members is provided with a drive transmission gear,
It rollers like the pressing member is rotationally driven and, by the annular member through the drive transmission gear is rotationally driven, of claims 1 to 4, wherein the fixing belt is characterized by rotating The fixing device according to any one of the above.
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: a fixing device according to any one of claims 1 to 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011261571A JP5857685B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011261571A JP5857685B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013114130A JP2013114130A (en) | 2013-06-10 |
JP5857685B2 true JP5857685B2 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=48709699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011261571A Active JP5857685B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5857685B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6345072B2 (en) * | 2014-10-07 | 2018-06-20 | キヤノン株式会社 | Fixing device |
JP6452376B2 (en) * | 2014-10-15 | 2019-01-16 | キヤノン株式会社 | Fixing device |
JP2016090987A (en) * | 2014-11-11 | 2016-05-23 | キヤノン株式会社 | Fixation device |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08129309A (en) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Ricoh Co Ltd | Fixing device |
JPH10282832A (en) * | 1997-04-02 | 1998-10-23 | Ricoh Co Ltd | Fixing device |
JP3793742B2 (en) * | 2002-07-15 | 2006-07-05 | 株式会社リコー | Fixing device heating device |
JP4333518B2 (en) * | 2004-08-05 | 2009-09-16 | 富士ゼロックス株式会社 | Fixing device |
JP2009109997A (en) * | 2007-10-12 | 2009-05-21 | Ist Corp | Image fixing device |
JP2011065007A (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Method for manufacturing cylindrical heating element |
JP5407951B2 (en) * | 2010-03-15 | 2014-02-05 | コニカミノルタ株式会社 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
-
2011
- 2011-11-30 JP JP2011261571A patent/JP5857685B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013114130A (en) | 2013-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5708596B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
US8195076B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus including same | |
JP5407951B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5163697B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP4998597B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
US8781378B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2011033768A (en) | Heating rotating body and image heating device using the heating rotating body | |
US8634740B2 (en) | Fixing device and image formation device | |
JP5857685B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2011253083A (en) | Fixing device and image forming device | |
US8822891B2 (en) | Sheet heater and image fixing device including the sheet heater | |
JP5849655B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2013114128A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
EP2439598B1 (en) | Surface heating type heating unit for fixing device, and fixing device and image forming apparatus including the same | |
JP2012189749A (en) | Fixing device and image forming device | |
JP5577524B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5831188B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2014048494A (en) | Fixing device and image forming device | |
JP2004102231A (en) | Fixing roller and fixing device equipped with the fixing roller | |
JP2013218130A (en) | Fixation device and image forming apparatus | |
JP2013231750A (en) | Fixing device and image forming device | |
JP2011252946A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP5891998B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6031853B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
KR101773165B1 (en) | Surface heating type heating unit for fixing device, fixing device employing the same and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20140613 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140625 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150420 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150428 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150625 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151130 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Ref document number: 5857685 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |