JP5923465B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image on a recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.
従来、プリンターや複写機などの電子写真方式の画像形成装置は、用紙などの記録媒体の表面にトナー像を形成した後、定着装置によって記録媒体とトナー像を加熱及び加圧することにより、トナー像を記録媒体に定着させている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus such as a printer or a copying machine forms a toner image on the surface of a recording medium such as paper, and then heats and pressurizes the recording medium and the toner image by a fixing device. Is fixed on the recording medium.
近年、省電力化やウォームアップ時間の短縮に対する要求が高まる中、定着装置の低熱容量化が盛んに検討されている。定着装置の低熱容量化を実現するための具体的な方式としては、例えば、「摺動ベルト方式」が存在する。摺動ベルト方式の定着装置は、可撓性を有する定着ベルトと、定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、定着ベルトを加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、を備えている。そして、加圧部材に接続された駆動源によって加圧部材を回転させることで、加圧部材の回転に従動して定着ベルトを回転させ、定着ベルトを押圧部材に対して摺動させるのが通常である。 In recent years, with increasing demands for power saving and shortening of warm-up time, reduction of heat capacity of fixing devices has been actively studied. As a specific method for realizing a reduction in heat capacity of the fixing device, for example, there is a “sliding belt method”. The sliding belt type fixing device includes a flexible fixing belt, a pressing member that presses against the fixing belt to form a fixing nip, a pressing member that presses the fixing belt toward the pressing member, It has. In general, the pressure member is rotated by a driving source connected to the pressure member so that the fixing belt is rotated following the rotation of the pressure member, and the fixing belt is slid with respect to the pressing member. It is.
ところで、摺動ベルト方式の定着装置において、トナー像を記録媒体に定着させる動作が繰り返されると、定着ベルトと押圧部材が摺接する部分において押圧部材が摩耗し、定着ベルトの摺動負荷(定着ベルトを押圧部材に対して摺動させるのに必要な負荷)が上昇する。また、定着ベルトの表面や加圧部材の表面も次第に劣化していき、定着ベルトの駆動力(加圧部材に対する定着ベルトの従動性)が低下する。これらの要因により加圧部材と定着ベルトの間でスリップが発生すると、加圧部材の回転に従動して定着ベルトを回転させることができず、定着ベルトの一部が熱源によって局所的に加熱される恐れがある。このような事態が発生すると、定着ベルトの一部が急激に昇温して、定着ベルトが変形する恐れが有る。 By the way, in the sliding belt type fixing device, when the operation of fixing the toner image on the recording medium is repeated, the pressing member wears at the portion where the fixing belt and the pressing member are in sliding contact, and the sliding load of the fixing belt (fixing belt) The load necessary for sliding the member with respect to the pressing member increases. In addition, the surface of the fixing belt and the surface of the pressure member gradually deteriorate, and the driving force of the fixing belt (following property of the fixing belt with respect to the pressure member) decreases. If slip occurs between the pressure member and the fixing belt due to these factors, the fixing belt cannot be rotated following the rotation of the pressure member, and a part of the fixing belt is locally heated by the heat source. There is a risk. When such a situation occurs, there is a possibility that a part of the fixing belt rapidly rises in temperature and the fixing belt is deformed.
このような不具合を防止するために、特許文献1には、定着ベルトの回転状態を検知する回転検知手段を備えた定着装置が開示されている。この従来技術では、回転検知手段のコロが定着ベルトの外周面に当接している。そして、定着ベルトが回転するのと同時にコロが回転することで、定着ベルトの回転状態を検知できるようになっている。 In order to prevent such a problem, Patent Document 1 discloses a fixing device including a rotation detection unit that detects the rotation state of the fixing belt. In this prior art, the roller of the rotation detecting means is in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt. The roller rotates at the same time as the fixing belt rotates, so that the rotation state of the fixing belt can be detected.
しかしながら、特許文献1においては、紙粉やトナーなどが定着ベルトの外周面又はコロに付着した場合や定着ベルトの内周面に塗布した潤滑剤が定着ベルトの外周面に回り込んだ場合などに、定着ベルトとコロの間でスリップが発生し、定着ベルトの回転状態を回転検知手段によって確実に検知することが困難になる。 However, in Patent Document 1, when paper dust or toner adheres to the outer peripheral surface or roller of the fixing belt, or when the lubricant applied to the inner peripheral surface of the fixing belt wraps around the outer peripheral surface of the fixing belt. In addition, slip occurs between the fixing belt and the roller, and it is difficult to reliably detect the rotation state of the fixing belt by the rotation detecting unit.
また、特許文献1においては、定着ベルトの外周面にコロが当接しているため、定着ベルトの外周面とコロの当接部分に応力が集中し、定着ベルトの耐久性が低下する恐れが有る。 Further, in Patent Document 1, since the rollers are in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt, stress concentrates on the outer peripheral surface of the fixing belt and the contact portion of the rollers, which may reduce the durability of the fixing belt. .
そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトの回転状態を確実に検知し、且つ、定着ベルトの耐久性を向上させることを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to reliably detect the rotation state of the fixing belt and improve the durability of the fixing belt.
本発明の定着装置は、第1の方向に沿って延びる回転軸を中心に回転する定着ベルトと、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って前記定着ベルトに圧接し、定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着ベルトの端部に装着されるキャップ部材と、前記定着ベルトの前記端部と前記キャップ部材の間に介装される弾性部材と、前記キャップ部材の回転を検出する検出機構と、を備え、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第1の方向及び前記第2の方向と交差する第3の方向における前記定着ベルトの両側部と前記第3の方向における前記キャップ部材の両側部とによって挟まれる領域に隙間が形成され、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接すると、前記第3の方向の径が長くなるように前記定着ベルトが変形して前記隙間が無くなり、前記弾性部材を介して前記定着ベルトの前記端部に前記キャップ部材が保持されることを特徴とする。 The fixing device according to the present invention includes a fixing belt that rotates about a rotation axis that extends along a first direction, and press-contacts the fixing belt along a second direction that intersects the first direction. A pressure member for forming the fixing belt, a cap member attached to an end portion of the fixing belt, an elastic member interposed between the end portion of the fixing belt and the cap member, and rotation of the cap member. Both sides of the fixing belt in the first direction and the third direction intersecting the second direction in a state before the pressure member is pressed against the fixing belt. And a gap formed between both sides of the cap member in the third direction, and when the pressure member presses against the fixing belt, the diameter in the third direction becomes longer. The belt is deformed Said clearance disappears, the cap member to the end portion of the fixing belt through the elastic member, characterized in that it is held Te.
上記のように定着ベルトの端部とキャップ部材の間に弾性部材を介装することで、定着ベルトの端部にキャップ部材を当接させるような場合と比較して、定着ベルトの端部に応力が集中しにくくなる。これに伴って、定着ベルトが破損しにくくなり、定着ベルトの耐久性を向上させることが可能となる。 As described above, the elastic member is interposed between the end portion of the fixing belt and the cap member, so that the end portion of the fixing belt can be compared with the case where the cap member is brought into contact with the end portion of the fixing belt. Stress is less likely to concentrate. As a result, the fixing belt is not easily damaged, and the durability of the fixing belt can be improved.
また、定着ベルトに加圧部材が圧接する前の状態では、第3の方向における定着ベルトの両側部と第3の方向におけるキャップ部材の両側部とによって挟まれる領域に隙間が形成されている。そのため、定着ベルトの端部にキャップ部材を容易に装着することが可能となり、組み立て性に優れた定着装置を提供することができる。 Further, in a state before the pressure member is pressed against the fixing belt, a gap is formed in a region sandwiched between both sides of the fixing belt in the third direction and both sides of the cap member in the third direction. Therefore, it is possible to easily attach the cap member to the end portion of the fixing belt, and it is possible to provide a fixing device excellent in assemblability.
更に、定着ベルトに加圧部材が圧接すると、第3の方向の径が長くなるように定着ベルトが変形して隙間が無くなり、弾性部材を介して定着ベルトの端部にキャップ部材が保持されるように構成されている。このような構成を採用することで、定着ベルトの回転に従動してキャップ部材を確実に回転させることが可能となる。そのため、キャップ部材の回転検出を通じて、定着ベルトの回転状態を確実に検知することが可能となる。 Further, when the pressure member is brought into pressure contact with the fixing belt, the fixing belt is deformed so that the diameter in the third direction becomes longer and the gap is eliminated, and the cap member is held at the end of the fixing belt via the elastic member. It is configured as follows. By adopting such a configuration, the cap member can be reliably rotated following the rotation of the fixing belt. Therefore, the rotation state of the fixing belt can be reliably detected through the rotation detection of the cap member.
前記弾性部材は、前記キャップ部材の内周面に固定され、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第3の方向における前記定着ベルトの前記両側部と前記第3の方向における前記弾性部材の両側部の間に前記隙間が形成されても良い。 The elastic member is fixed to the inner peripheral surface of the cap member, and in a state before the pressure member is pressed against the fixing belt, the both side portions of the fixing belt and the third portion in the third direction. The gap may be formed between both side portions of the elastic member in the direction.
このような構成を採用することで、弾性部材をキャップ部材と一体化させることが可能となり、キャップ部材に対する弾性部材の位置ずれを防止することができる。 By adopting such a configuration, the elastic member can be integrated with the cap member, and the displacement of the elastic member with respect to the cap member can be prevented.
前記弾性部材は、前記定着ベルトの前記端部の外周面に固定され、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第3の方向における前記キャップ部材の前記両側部と前記第3の方向における前記弾性部材の両側部の間に前記隙間が形成されても良い。 The elastic member is fixed to the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt, and in a state before the pressure member is pressed against the fixing belt, the both side portions of the cap member in the third direction The gap may be formed between both side portions of the elastic member in the third direction.
このような構成を採用することで、弾性部材を定着ベルトの端部と一体化させることが可能となり、定着ベルトの端部に対する弾性部材の位置ずれを防止することができる。 By adopting such a configuration, the elastic member can be integrated with the end portion of the fixing belt, and the displacement of the elastic member with respect to the end portion of the fixing belt can be prevented.
前記弾性部材は、前記定着ベルトの前記端部の外周面に固定される第1弾性部と、前記キャップ部材の内周面に固定される第2弾性部と、を備え、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第3の方向における前記第1弾性部の両側部と前記第3の方向における前記第2弾性部の両側部の間に前記隙間が形成されても良い。 The elastic member includes a first elastic portion fixed to an outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt, and a second elastic portion fixed to an inner peripheral surface of the cap member. Even if the gap is formed between both side portions of the first elastic portion in the third direction and both side portions of the second elastic portion in the third direction in a state before the pressure member is pressed. good.
このような構成を採用することで、定着ベルトに加圧部材が圧接した際に、第1弾性部と第2弾性部が密着することになる。これに伴って、キャップ部材の駆動力(定着ベルトに対するキャップ部材の従動性)を高めることができる。 By adopting such a configuration, the first elastic portion and the second elastic portion are brought into close contact with each other when the pressure member is brought into pressure contact with the fixing belt. Accordingly, the driving force of the cap member (the followability of the cap member with respect to the fixing belt) can be increased.
前記第1弾性部の外周面には、第1弾性ギアが設けられ、前記第2弾性部の内周面には、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接した状態で前記第1弾性ギアと噛合する第2弾性ギアが設けられていても良い。 A first elastic gear is provided on an outer peripheral surface of the first elastic portion, and an inner peripheral surface of the second elastic portion is connected to the first elastic gear in a state where the pressing member is in pressure contact with the fixing belt. A second elastic gear that meshes may be provided.
このような構成を採用することで、キャップ部材の駆動力(定着ベルトに対するキャップ部材の従動性)を更に高めることができる。 By adopting such a configuration, the driving force of the cap member (the followability of the cap member with respect to the fixing belt) can be further enhanced.
前記定着装置は、前記第1の方向における前記キャップ部材の外側に配置される寄り止め部材を更に備えていても良い。 The fixing device may further include a detent member disposed outside the cap member in the first direction.
このような構成を採用することで、第1の方向における外側へのキャップ部材の移動を規制し、定着ベルトの蛇行を防止することができる。 By adopting such a configuration, the movement of the cap member to the outside in the first direction can be restricted, and the fixing belt can be prevented from meandering.
前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持する支持部材と、を更に備えていても良い。 You may further provide the press member which presses the said fixing belt toward the said pressurization member side, and the support member which supports the said press member.
このような構成を採用することで、定着装置の熱容量を小さくし、定着ベルトを迅速に昇温させることが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the heat capacity of the fixing device and to quickly raise the temperature of the fixing belt.
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices described above.
本発明によれば、定着ベルトの回転状態を確実に検知し、且つ、定着ベルトの耐久性を向上させることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to reliably detect the rotation state of the fixing belt and improve the durability of the fixing belt.
<第1の実施形態>
まず、図1を用いて、プリンター1(画像形成装置)の全体の構成について説明する。
<First Embodiment>
First, the overall configuration of the printer 1 (image forming apparatus) will be described with reference to FIG.
プリンター1は、箱型形状のプリンター本体2を備えており、プリンター本体2の下部には、用紙(記録媒体)を収納する給紙カセット3が収容され、プリンター本体2の上面には排紙トレイ4が設けられている。プリンター本体2の上面には、排紙トレイ4の側方に上カバー5が開閉可能に取り付けられ、上カバー5の下方にはトナーコンテナ6が収納されている。
The printer 1 includes a box-shaped printer main body 2, and a paper feed cassette 3 that stores paper (recording medium) is accommodated in a lower portion of the printer main body 2. A paper discharge tray is disposed on the upper surface of the printer main body 2. 4 is provided. An upper cover 5 is attached to the upper surface of the printer main body 2 so as to be openable and closable on the side of the paper discharge tray 4, and a
プリンター本体2の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光器7が排紙トレイ4の下方に配置され、露光器7の下方には、画像形成部8が設けられている。画像形成部8には、像担持体である感光体ドラム10が回転可能に設けられており、感光体ドラム10の周囲には、帯電器11と、現像器12と、転写ローラー13と、クリーニング装置14とが、感光体ドラム10の回転方向(図1の矢印X参照)に沿って配置されている。
An exposure unit 7 composed of a laser scanning unit (LSU) is disposed below the paper discharge tray 4 above the printer body 2, and an image forming unit 8 is provided below the exposure unit 7. Yes. The image forming unit 8 is rotatably provided with a
プリンター本体2の内部には、用紙の搬送経路15が設けられている。搬送経路15の上流端には給紙部16が設けられ、搬送経路15の中流部には、感光体ドラム10と転写ローラー13によって構成される転写部17が設けられ、搬送経路15の下流部には定着装置18が設けられ、搬送経路15の下流端には排紙部19が設けられている。搬送経路15の下方には、両面印刷用の反転経路20が形成されている。
A
次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作について説明する。 Next, an image forming operation of the printer 1 having such a configuration will be described.
プリンター1に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置18の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター1に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
When the printer 1 is turned on, various parameters are initialized, and initial setting such as temperature setting of the fixing
まず、帯電器11によって感光体ドラム10の表面が帯電された後、露光器7からのレーザー光(図1の二点鎖線P参照)により感光体ドラム10に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器12がトナーによりトナー像に現像する。
First, after the surface of the
一方、給紙部16によって給紙カセット3から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部17へと搬送され、転写部17において感光体ドラム10上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路15を下流側へと搬送されて定着装置18に進入し、この定着装置18において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部19から排紙トレイ4に排出される。なお、感光体ドラム10上に残留したトナーは、クリーニング装置14によって回収される。
On the other hand, the sheet taken out from the sheet cassette 3 by the
次に、図2〜図5を用いて定着装置18について説明する。
Next, the fixing
以下、説明の便宜上、図2における紙面左側を定着装置18の前側(正面側)とする。図2の矢印Frは、定着装置18の前側(正面側)を示している。図2の矢印Xは、前後方向(本実施形態における第1の方向)を示している。図2〜図5の矢印Yは、前後方向と交差(直交)する上下方向(本実施形態における第2の方向)を示している。図3〜図5の矢印Zは、前後方向及び上下方向と交差(直交)する左右方向(本実施形態における第3の方向)を示している。
Hereinafter, for convenience of explanation, the left side in FIG. 2 is defined as the front side (front side) of the fixing
図2等に示されるように、定着装置18は、定着ベルト21と、定着ベルト21の下側(外側)に配置される加圧ローラー22(加圧部材)と、定着ベルト21の上側(外側)に配置されるIH定着ユニット23と、定着ベルト21の内側に配置される支持部材24と、定着ベルト21の内側において支持部材24の下側に配置される押圧部材25と、定着ベルト21の内側において支持部材24の上側に配置されるガイド部材26と、定着ベルト21の前後両端部21a、21bにそれぞれ装着されるキャップ部材28と、定着ベルト21の前後両端部21a、21bと各キャップ部材28の間に介装される弾性部材29と、後側のキャップ部材28の後上側に設けられる検出機構30と、を備えている。
As shown in FIG. 2 and the like, the fixing
定着ベルト21は、可撓性を有する薄肉ベルトであり、前後方向に長い円筒状を成している。定着ベルト21は、例えば、外径φ20mm〜50mmで形成されている。定着ベルト21は、前後方向に沿って延びる回転軸Aを中心に回転可能に設けられている。
The fixing
定着ベルト21は、例えば、基材層と、この基材層に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト21の基材層は、例えば、厚さ30μm〜50μmのNi(ニッケル)によって形成されているか、又は、厚さ50μm〜100μmのポリイミド樹脂によって形成されている。定着ベルト21の基材層をポリイミド樹脂によって形成する場合には、ポリイミド樹脂の中にCu(銅)、Ag(銀)、Al(アルミニウム)等の金属粉末を混ぜても良い。定着ベルト21の弾性層は、例えば、厚さ100μm〜500μmのシリコンゴムによって形成されている。定着ベルト21の離型層は、例えば、厚さ30μm〜50μmのPFA等のフッ素系樹脂によって形成されている。なお、各図において、定着ベルト21の各層(基材層、弾性層、離型層)は、特に区別されずに表示されている。
The fixing
定着ベルト21の内周面には、押圧部材25に対して摺動する部分に、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、PTFE等によって構成されるコーティングが施されている。定着ベルト21の内周面には、押圧部材25に対して摺動する部分に、例えばフッ素グリスやシリコンオイル等によって構成される潤滑剤が塗布されている。定着ベルト21の前後両端部21a、21bには、開口部31がそれぞれ形成されている。
On the inner peripheral surface of the fixing
加圧ローラー22は、定着フレーム(図示せず)に回転可能に支持されている。加圧ローラー22は、前後方向に長い円筒状を成している。加圧ローラー22は、定着ベルト21に圧接しており、定着ベルト21と加圧ローラー22の間には定着ニップ32が形成されている。
The
加圧ローラー22は、例えば、円筒状の芯材33と、この芯材33に周設される弾性層34と、この弾性層34を被覆する離型層(図示せず)と、によって構成されている。加圧ローラー22の芯材33は、例えばステンレスやアルミニウム等の金属によって形成されている。加圧ローラー22の芯材33の後端部には、駆動ギア35が固定されている。駆動ギア35は、モーター等によって構成される駆動源36に接続されている。加圧ローラー22の弾性層34は、例えばシリコンゴムやシリコンスポンジによって形成されている。加圧ローラー22の離型層(図示せず)は、例えばPFA等のフッ素系樹脂によって形成されている。
The
IH定着ユニット23は、ケース部材37と、ケース部材37内に収納されるIHコイル38(熱源)と、を備えている。IHコイル38は、定着ベルト21の外周に沿って円弧状に設けられている。IHコイル38は、定着ベルト21の上側(定着ニップ32とは反対側)に設けられている。IHコイル38は、高周波電流が流されることで、磁界を発生させるように構成されている。
The
支持部材24は、前後方向に延びている。支持部材24は、定着ベルト21を貫通している。支持部材24は、固定部40と、固定部40の前後両側に設けられるシャフト部41と、を備えている。
The
支持部材24の固定部40は、前後方向に延びている。図3に示されるように、固定部40は、断面矩形状を成している。
The fixing
図2に示されるように、支持部材24の各シャフト部41は、前後方向に延びている。各シャフト部41の前後方向内側の端部は、支持部材24の固定部40に連結されている。各シャフト部41の前後方向外側の部分は、各開口部31を介して定着ベルト21の前後方向外側に突出している。各シャフト部41の前後方向外側の部分には、リング状の寄り止め部材42が固定されている。各シャフト部41の前後方向外側の端部は、定着フレーム(図示せず)に固定されている。図4に示されるように、各シャフト部41は、断面正円状を成している。
As shown in FIG. 2, each shaft portion 41 of the
図2に示されるように、押圧部材25は、前後方向に延びている。押圧部材25は、押圧部43と、押圧部43の下側に配置される摺接部44と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the pressing
押圧部材25の押圧部43は、例えば、LCP(Liquid Crystal Polymer:液晶ポリマー)等の耐熱性樹脂によって構成されている。押圧部43の下面(摺接部44側の面)には、シリコンゴム等のエラストマーの層が設けられていても良い。押圧部43の上面は、支持部材24の固定部40の下面に固定されている。これにより、押圧部材25が支持部材24に支持されている。押圧部43の下面は、摺接部44を介して定着ベルト21を下側(加圧ローラー22側)に向かって押圧している。図3に示されるように、押圧部43は、断面略矩形状を成している。押圧部43の右面には、固定突起45が設けられている。
The
押圧部材25の摺接部44は、例えば、シート状を成している。摺接部44の右端部は、押圧部43の固定突起45に固定されている。摺接部44は、押圧部43と定着ベルト21の間に介装されており、定着ベルト21の内周面に接触している。そして、定着ベルト21が回転すると、定着ベルト21が摺接部44に対して摺動するように構成されている。つまり、本実施形態の定着装置18は、「摺動ベルト方式」である。摺接部44は、例えばPTFE等のフッ素系樹脂によって構成されており、押圧部43よりも摩擦係数が小さい。摺接部44は、定着ベルト21の摺動負荷(定着ベルト21を押圧部材25に対して摺動させるのに必要な負荷)を軽減している。
The sliding
ガイド部材26は、支持部材24によって支持されている。ガイド部材26は、上側(加圧ローラー22から離間する側)に向かって円弧状に湾曲している。ガイド部材26の外周面は、定着ベルト21の内周面に接触している。ガイド部材26は、IHコイル38が発生させる磁界によって発熱する材料(例えば、Fe−Ni合金等の整磁金属)によって形成されている。
The
図2に示されるように、各キャップ部材28は、円環状の本体部47と、本体部47の外径側の端部から前後方向内側に向かって突出するフランジ部48と、を備えている。
As shown in FIG. 2, each
各キャップ部材28の本体部47は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bの前後方向外側に配置されている。本体部47の中央部には、円形の貫通穴49が前後方向に設けられており、この貫通穴49に支持部材24の各シャフト部41が遊挿されている。後側のキャップ部材28の本体部47の外周には、第1接続ギア50が設けられている。各キャップ部材28の本体部47の前後方向外側には、支持部材24の各シャフト部41に固定された寄り止め部材42が配置されている。これにより、各キャップ部材28の前後方向外側への移動が規制されている。
The
各キャップ部材28のフランジ部48は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bの外径側を覆うように設けられている。
The
図2、図4に示されるように、各弾性部材29は、円筒状を成している。各弾性部材29は、例えば、シリコンゴムによって形成されている。各弾性部材29の材料となるシリコンゴムは、ソリッドであっても良いし、スポンジであっても良い。つまり、各弾性部材29の材料となるシリコンゴムは、発泡体でなくても良いし、発泡体であっても良い。各弾性部材29は、定着ベルト21の前後両端部21a、21bの外径側に配置されている。各弾性部材29は、各キャップ部材28のフランジ部48の内径側に配置されている。各弾性部材29の外周面は、各キャップ部材28のフランジ部48の内周面に接着(固定)されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, each
図2に示されるように、検出機構30は、第2接続ギア51と、第2接続ギア51の後側に設けられるパルス板52と、第2接続ギア51とパルス板52を接続する接続軸53と、パルス板52の後上側に配置されるセンサー54と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
第2接続ギア51は、後側のキャップ部材28の第1接続ギア50と噛合している。パルス板52には、遮光部55が周方向に列設されている。センサー54は、例えば、PIセンサー(Photo Interrupter Sensor)であり、発光部56及び受光部57を備えている。
The second connection gear 51 meshes with the
上記のように構成されたものにおいて、用紙にトナー像を定着させる際には、駆動源36によって駆動ギア35を回転させる。このように駆動ギア35を回転させると、加圧ローラー22が駆動ギア35と一体に回転する(図3の矢印B参照)。これに伴って、加圧ローラー22に圧接する定着ベルト21が加圧ローラー22の回転に従動して回転する(図3の矢印C参照)。
In the above configuration, when the toner image is fixed on the paper, the
また、用紙にトナー像を定着させる際には、IHコイル38に高周波電流を流す。これに伴って、IHコイル38が磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト21に渦電流が発生し、定着ベルト21が発熱する。つまり、IHコイル38によって定着ベルト21が加熱される。また、IHコイル38が発生させる磁界によってガイド部材26が発熱し、ガイド部材26によって定着ベルト21が加熱される。この状態で、用紙が定着ニップ32を通過すると、用紙とトナー像が加熱及び加圧されて、用紙にトナー像が定着される。
Further, when fixing the toner image on the paper, a high frequency current is passed through the
このように用紙にトナー像を定着させる動作が繰り返されると、押圧部材25の摺接部44が摩耗し、定着ベルト21の摺動負荷が上昇する。また、定着ベルト21の表面や加圧ローラー22の表面も次第に劣化していき、定着ベルト21の駆動力(加圧ローラー22に対する定着ベルト21の従動性)が低下する。これらの要因により加圧ローラー22と定着ベルト21の間でスリップが発生すると、加圧ローラー22の回転に従動して定着ベルト21を回転させることができず、定着ベルト21の上部がIHコイル38によって局所的に加熱される恐れがある。このような事態が発生すると、定着ベルト21の上部が急激に昇温して、定着ベルト21が変形する恐れが有る。そこで、本実施形態では以下のようにして、定着ベルト21に対する局所的な加熱を防止している。
When the operation of fixing the toner image on the sheet is repeated in this way, the sliding
定着ベルト21が回転すると、定着ベルト21の回転に従動して各キャップ部材28が回転する。各キャップ部材28が回転すると、後側のキャップ部材28の第1接続ギア50が回転し、後側のキャップ部材28の第1接続ギア50と噛合する第2接続ギア51が回転する。この第2接続ギア51の回転は、接続軸53を介してパルス板52に伝達され、パルス板52が回転する。パルス板52が回転すると、センサー54の発光部56から受光部57に向かって照射された光がパルス板52の遮光部55によって断続的に遮断されるため、センサー54の受光部57の受光量がHighとLowの間で交互に切り替わる。これにより、検出機構30が後側のキャップ部材28の回転を検出する。この場合には、IHコイル38による定着ベルト21に対する加熱が行われる。
When the fixing
一方で、定着ベルト21が停止していれば、各キャップ部材28も停止しており、検出機構30が後側のキャップ部材28の回転を検出することも無い。この場合には、IHコイル38による定着ベルト21に対する加熱が停止される。これにより、定着ベルト21に対する局所的な加熱が防止される。
On the other hand, if the fixing
次に、定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させる際の定着ベルト21の変形について説明する。
Next, deformation of the fixing
図5に示されるように、定着ベルト21に加圧ローラー22(図5では図示せず)を圧接させる前の状態では、定着ベルト21は断面略正円形を成しており、定着ベルト21の左右方向の外径L1が各弾性部材29の左右方向の内径よりも小さくなっている。そのため、定着ベルト21の左右方向両側部と各キャップ部材28の左右方向両側部とによって挟まれる領域Rには、定着ベルト21の左右方向両側部と各弾性部材29の左右方向両側部の間に隙間Gが形成されている。
As shown in FIG. 5, before the pressure roller 22 (not shown in FIG. 5) is brought into pressure contact with the fixing
これに対して、図4に矢印Dで示されるように、上下方向に沿って加圧ローラー22を定着ベルト21に圧接させて定着ニップ32を形成すると、左右方向の径が長くなるように定着ベルト21が断面楕円形に変形する。この変形により、定着ベルト21の左右方向の外径L2(長辺側の径)が各弾性部材29の左右方向の内径よりも大きくなり、領域Rに隙間Gが無くなる。これに伴って、定着ベルト21の左右方向両側部が各弾性部材29の左右方向両側部に密着し、弾性部材29を介して定着ベルト21の前後両端部21a、21bに各キャップ部材28が保持される。そのため、定着ベルト21の回転に従動して各キャップ部材28を回転させることが可能となる。
On the other hand, when the fixing nip 32 is formed by pressing the
以上のように、本実施形態では、定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させる前の定着ベルト21の左右方向の外径L1と、各弾性部材29の左右方向の内径と、定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させた状態における定着ベルト21の左右方向の外径L2(長辺側の径)の関係が、
L1<各弾性部材29の左右方向の内径<L2
となっている。
As described above, in the present embodiment, the fixing
L1 <the inner diameter of each
It has become.
本実施形態では上記のように、定着ベルト21に加圧ローラー22が圧接する前の状態では、定着ベルト21の左右両側部と各キャップ部材28の左右両側部とによって挟まれる領域Rに隙間Gが形成されている。そのため、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに各キャップ部材28を容易に装着することが可能となり、組み立て性に優れた定着装置18を提供することができる。
In the present embodiment, as described above, in the state before the
更に、定着ベルト21に加圧ローラー22が圧接すると、左右方向の径が長くなるように定着ベルト21が変形して隙間Gが無くなり、各弾性部材29を介して定着ベルト21の前後両端部21a、21bに各キャップ部材28が保持されるように構成されている。このような構成を採用することで、定着ベルト21の回転に従動して各キャップ部材28を確実に回転させることが可能となる。そのため、後側のキャップ部材28の回転検出を通じて、定着ベルト21の回転状態を確実に検知することが可能となる。
Further, when the
また、定着ベルト21の前後両端部21a、21bと各キャップ部材28の間に各弾性部材29が介装されている。そのため、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに各キャップ部材28を当接させるような場合と比較して、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに応力が集中しにくくなる。これに伴って、定着ベルト21が破損しにくくなり、定着ベルト21の耐久性を向上させることが可能となる。
Further,
また、各弾性部材29が各キャップ部材28のフランジ部48の内周面に接着(固定)されている。そのため、各弾性部材29を各キャップ部材28と一体化させることが可能となり、各キャップ部材28に対する各弾性部材29の位置ずれを防止することができる。
Each
また、各キャップ部材28の本体部47の前後方向外側に各寄り止め部材42が配置されているため、各キャップ部材28の前後方向外側への移動を規制し、定着ベルト21の蛇行を防止することができる。
Further, since each
また、定着装置18は、所謂「摺動ベルト方式」を採用しており、定着ベルト21を下側(加圧ローラー22)側に向かって押圧する押圧部材25と、押圧部材25を支持する支持部材24と、を備えている。そのため、定着装置18の熱容量を小さくし、定着ベルト21を迅速に昇温させることが可能となる。
Further, the fixing
本実施形態では、押圧部材25が押圧部43と摺接部44を備えている場合について説明したが、他の異なる実施形態では、押圧部材25が押圧部43のみを備えていても良い。
Although the case where the pressing
本実施形態では、加圧ローラー22に駆動源36から駆動を入力する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、加圧ローラー22と定着ベルト21の両方に駆動源36から駆動を入力しても良い。
In the present embodiment, the case where driving is input from the driving
本実施形態では、IHコイル38を熱源として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等のヒーターを熱源として用いても良い。
Although the case where the
本実施形態では、所謂「摺動ベルト方式」の定着装置18に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、定着ベルト21の内径側に配置される一又は複数のローラーと共に定着ベルト21を回転させる方式の定着装置18に本発明の構成を適用しても良い。
In the present embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to the so-called “sliding belt type” fixing
本実施形態では、プリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。 In the present embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to the printer 1 has been described. However, in another different embodiment, the configuration of the present invention is applied to other image forming apparatuses such as a copying machine, a facsimile, and a multifunction peripheral. May be.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態に係る定着装置18について、図6及び図7を用いて説明する。図6、図7の矢印Yは、前後方向(本実施形態における第1の方向)と交差(直交)する上下方向(本実施形態における第2の方向)を示している。図6、図7の矢印Zは、前後方向及び上下方向と交差(直交)する左右方向(本実施形態における第3の方向)を示している。
<Second Embodiment>
Next, a fixing
第1の実施形態では、各弾性部材29の外周面が各キャップ部材28のフランジ部48の内周面に接着(固定)されていたが、本実施形態では、各弾性部材29の内周面が定着ベルト21の前後両端部21a、21b(図6、図7では後端部21bのみ表示)の外周面に接着(固定)されている。その他の構成については、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
In the first embodiment, the outer peripheral surface of each
図7に示されるように、定着ベルト21に加圧ローラー22(図7では図示せず)を圧接させる前の状態では、定着ベルト21は断面略正円形を成しており、各弾性部材29の左右方向の外径M1が各キャップ部材28の左右方向の内径よりも小さくなっている。そのため、定着ベルト21の左右方向両側部と各キャップ部材28の左右方向両側部とによって挟まれる領域Rには、各キャップ部材28の左右方向両側部と各弾性部材29の左右方向両側部との間に隙間Gが形成されている。
As shown in FIG. 7, before the pressure roller 22 (not shown in FIG. 7) is pressed against the fixing
これに対して、図6に矢印Eで示されるように、上下方向に沿って定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させて定着ニップ32を形成すると、左右方向の径が長くなるように定着ベルト21及び各弾性部材29が断面楕円形に変形する。この変形により、各弾性部材29の左右方向の外径M2(長辺側の径)が各キャップ部材28の左右方向の内径よりも大きくなり、領域Rに隙間Gが無くなる。これに伴って、各弾性部材29の左右方向両側部が各キャップ部材28の左右方向両側部に密着し、各弾性部材29を介して定着ベルト21の前後両端部21a、21bに各キャップ部材28が保持される。そのため、定着ベルト21の回転に従動して各キャップ部材28を回転させることが可能となる。
On the other hand, as shown by an arrow E in FIG. 6, when the fixing nip 32 is formed by pressing the
以上のように、本実施形態では、定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させる前の各弾性部材29の左右方向の外径M1と、各キャップ部材28の左右方向の内径と、定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させた状態における各弾性部材29の左右方向の外径M2(長辺側の径)の関係が、
M1<各キャップ部材28の左右方向の内径<M2
となっている。
As described above, in this embodiment, the outer diameter M1 in the left-right direction of each
M1 <Inner diameter of each
It has become.
本実施形態では上記のように、各弾性部材29の内周面が定着ベルト21の前後両端部21a、21bの外周面に接着(固定)されている。そのため、各弾性部材29を定着ベルト21の前後両端部21a、21bと一体化させることが可能となり、定着ベルト21の前後両端部21a、21bに対する各弾性部材29の位置ずれを防止することができる。
In the present embodiment, as described above, the inner peripheral surface of each
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態に係る定着装置18について、図8及び図9を用いて説明する。図8、図9の矢印Yは、前後方向(本実施形態における第1の方向)と交差(直交)する上下方向(本実施形態における第2の方向)を示している。図8、図9の矢印Zは、前後方向及び上下方向と交差(直交)する左右方向(本実施形態における第3の方向)を示している。なお、各弾性部材61以外の構成については、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a fixing
各弾性部材61は、第1弾性部62と、第1弾性部62の外径側に設けられる第2弾性部63と、を備えている。
Each
第1弾性部62は、円筒状を成している。第1弾性部62は、例えばシリコンゴムによって形成されている。第1弾性部62の内周面は、定着ベルト21の前後両端部21a、21b(図8、図9では後端部21bのみ表示)の外周面に接着(固定)されている。第1弾性部62の外周面には、第1弾性ギア64が設けられている。
The first
第2弾性部63は、円筒状を成している。第2弾性部63は、例えばシリコンゴムによって形成されている。第2弾性部63の外周面は、各キャップ部材28の内周面に接着(固定)されている。第2弾性部63の内周面には、第2弾性ギア65が設けられている。
The second
図9に示されるように、定着ベルト21に加圧ローラー22(図9では図示せず)を圧接させる前の状態では、定着ベルト21は断面略正円形を成しており、各弾性部材61の第1弾性部62の左右方向の外径N1が各弾性部材61の第2弾性部63の左右方向の内径よりも小さくなっている。そのため、定着ベルト21の左右方向両側部と各キャップ部材28の左右方向両側部とによって挟まれる領域Rには、各弾性部材61の第1弾性部62の左右方向両側部と各弾性部材61の第2弾性部63の左右方向両側部の間に隙間Gが形成されている。また、第1弾性部62の第1弾性ギア64と第2弾性部63の第2弾性ギア65は噛合していない。
As shown in FIG. 9, before the pressure roller 22 (not shown in FIG. 9) is pressed against the fixing
これに対して、図8に矢印Fで示されるように、上下方向に沿って定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させて定着ニップ32を形成すると、左右方向の径が長くなるように定着ベルト21及び各弾性部材61の第1弾性部62が断面楕円形に変形する。この変形により、各弾性部材61の第1弾性部62の左右方向の外径N2(長辺側の径)が各弾性部材61の第2弾性部63の左右方向の内径よりも大きくなり、領域Rに隙間Gが無くなる。これに伴って、各弾性部材61の第1弾性部62が各弾性部材61の第2弾性部63に密着し、各弾性部材61を介して定着ベルト21の前後両端部21a、21bに各キャップ部材28が保持される。そのため、定着ベルト21の回転に従動して各キャップ部材28を回転させることが可能となる。また、第1弾性部62の第1弾性ギア64と第2弾性部63の第2弾性ギア65が噛合する。
On the other hand, as shown by an arrow F in FIG. 8, when the fixing nip 32 is formed by pressing the
以上のように、本実施形態では、定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させる前の各弾性部材61の第1弾性部62の左右方向の外径N1と、各弾性部材61の第2弾性部63の左右方向の内径と、定着ベルト21に加圧ローラー22を圧接させた状態における各弾性部材61の第1弾性部62の左右方向の外径N2(長辺側の径)の関係が、
N1<各弾性部材61の第2弾性部63の左右方向の内径<N2
となっている。
As described above, in this embodiment, the outer diameter N1 in the left-right direction of the first
N1 <Inner diameter in the left-right direction of the second
It has become.
本実施形態では、定着ベルト21の前後両端部21a、21bの外周面に接着(固定)される第1弾性部62と、各キャップ部材28の内周面に接着(固定)される第2弾性部63と、を各弾性部材61が備えている。このような構成を採用することで、定着ベルト21に加圧ローラー22が圧接した際に、第1弾性部62と第2弾性部63が密着することになる。これに伴って、各キャップ部材28の駆動力(定着ベルト21に対する各キャップ部材28の従動性)を高めることができる。
In the present embodiment, a first
また、定着ベルト21に加圧ローラー22が圧接した状態で、第1弾性部62の外周面に設けられた第1弾性ギア64と第2弾性部63の内周面に設けられた第2弾性ギア65が噛合するように構成されている。このような構成を採用することで、各キャップ部材28の駆動力(定着ベルト21に対する各キャップ部材28の従動性)を更に高めることができる。
In addition, the first
1 プリンター(画像形成装置)
18 定着装置
21 定着ベルト
21a(定着ベルトの)前端部
21b(定着ベルトの)後端部
22 加圧ローラー(加圧部材)
24 支持部材
25 押圧部材
28 キャップ部材
29 弾性部材
30 検出機構
32 定着ニップ
42 寄り止め部材
61 弾性部材
62 第1弾性部
63 第2弾性部
64 第1弾性ギア
65 第2弾性ギア
A (定着ベルトの)回転軸
G 隙間
R 領域
X 第1の方向
Y 第2の方向
Z 第3の方向
1 Printer (image forming device)
18
24
Claims (8)
前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って前記定着ベルトに圧接し、定着ニップを形成する加圧部材と、
前記定着ベルトの端部に装着されるキャップ部材と、
前記定着ベルトの前記端部と前記キャップ部材の間に介装される弾性部材と、
前記キャップ部材の回転を検出する検出機構と、を備え、
前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第1の方向及び前記第2の方向と交差する第3の方向における前記定着ベルトの両側部と前記第3の方向における前記キャップ部材の両側部とによって挟まれる領域に隙間が形成され、
前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接すると、前記第3の方向の径が長くなるように前記定着ベルトが変形して前記隙間が無くなり、前記弾性部材を介して前記定着ベルトの前記端部に前記キャップ部材が保持されることを特徴とする定着装置。 A fixing belt that rotates about a rotation axis extending along a first direction;
A pressure member that presses against the fixing belt along a second direction intersecting the first direction to form a fixing nip;
A cap member attached to an end of the fixing belt;
An elastic member interposed between the end of the fixing belt and the cap member;
A detection mechanism for detecting the rotation of the cap member,
In a state before the pressing member is pressed against the fixing belt, both sides of the fixing belt in the first direction and a third direction intersecting the second direction and the cap in the third direction A gap is formed in a region sandwiched between both sides of the member,
When the pressure member is in pressure contact with the fixing belt, the fixing belt is deformed so that the diameter in the third direction becomes longer, the gap is eliminated, and the end of the fixing belt is interposed via the elastic member. A fixing device, wherein the cap member is held.
前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第3の方向における前記定着ベルトの前記両側部と前記第3の方向における前記弾性部材の両側部の間に前記隙間が形成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The elastic member is fixed to the inner peripheral surface of the cap member,
In a state before the pressure member is brought into pressure contact with the fixing belt, the gap is formed between the both side portions of the fixing belt in the third direction and the both side portions of the elastic member in the third direction. The fixing device according to claim 1.
前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第3の方向における前記キャップ部材の前記両側部と前記第3の方向における前記弾性部材の両側部の間に前記隙間が形成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The elastic member is fixed to an outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt;
In a state before the pressure member is pressed against the fixing belt, the gap is formed between the both side portions of the cap member in the third direction and both side portions of the elastic member in the third direction. The fixing device according to claim 1.
前記定着ベルトの前記端部の外周面に固定される第1弾性部と、
前記キャップ部材の内周面に固定される第2弾性部と、を備え、
前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接する前の状態では、前記第3の方向における前記第1弾性部の両側部と前記第3の方向における前記第2弾性部の両側部の間に前記隙間が形成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The elastic member is
A first elastic portion fixed to the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt;
A second elastic portion fixed to the inner peripheral surface of the cap member,
In a state before the pressure member is pressed against the fixing belt, the gap is formed between both side portions of the first elastic portion in the third direction and both side portions of the second elastic portion in the third direction. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is formed.
前記第2弾性部の内周面には、前記定着ベルトに前記加圧部材が圧接した状態で前記第1弾性ギアと噛合する第2弾性ギアが設けられていることを特徴とする請求項4に記載の定着装置。 A first elastic gear is provided on the outer peripheral surface of the first elastic portion,
5. A second elastic gear that meshes with the first elastic gear in a state where the pressure member is in pressure contact with the fixing belt is provided on an inner peripheral surface of the second elastic portion. The fixing device according to 1.
前記押圧部材を支持する支持部材と、を更に備えていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の定着装置。 A pressing member that presses the fixing belt toward the pressing member;
The fixing device according to claim 1, further comprising a support member that supports the pressing member.
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