JP6269790B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、ベルトを定着部材として用いるベルト定着機構に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly to a belt fixing mechanism using a belt as a fixing member.
周知のように、電子写真方式による画像形成装置は、次の工程を経て複写画像を出力する。
つまり、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像がトナーにより可視像処理され、トナー像が記録紙などの記録媒体に転写されたうえで定着されることにより複写画像が出力される。
As is well known, an electrophotographic image forming apparatus outputs a copy image through the following steps.
In other words, the electrostatic latent image formed on the photosensitive member, which is a latent image carrier, is subjected to visible image processing with toner, and the toner image is transferred to a recording medium such as recording paper and then fixed, thereby copying the image. Is output.
画像形成装置に用いられる定着方式には、熱ローラ定着方式、ベルト定着方式、フィルム定着方式および電磁誘導加熱定着方式などがある。
熱定着ローラ方式には、記録紙の搬送路を挟んで対向しながら当接する定着ローラ及び加圧ローラが用いられる。この方式では、定着ローラ内に設けられている熱源からの熱と加圧ローラからの加圧力に相当する圧力との作用によってトナー像が記録紙に融解浸透される。記録紙に対してトナー像が融解浸透される現象は以下の構成を備えた定着方式においても同じである。
ベルト定着方式には、定着ローラに代えて熱良導体となる定着ベルトと加圧ローラおよびベルトを捲装されるローラそしてベルトに対する加熱源が用いられる(例えば、特許文献1)。
フィルム定着方式には、定着ローラに代えて熱良導体となる定着ベルトと加圧ローラおよびベルトを捲装されるローラそしてベルトに対する加熱源が用いられる(例えば、特許文献2)。
電磁誘導加熱定着方式には、発熱効率を高める電磁誘導コイルを加熱部材に設ける構成が用いられる(例えば、特許文献1)。
Examples of the fixing method used in the image forming apparatus include a heat roller fixing method, a belt fixing method, a film fixing method, and an electromagnetic induction heating fixing method.
In the heat fixing roller system, a fixing roller and a pressure roller that are in contact with each other with a recording paper conveyance path interposed therebetween are used. In this system, the toner image is melted and penetrated into the recording paper by the action of the heat from the heat source provided in the fixing roller and the pressure corresponding to the pressure applied from the pressure roller. The phenomenon that the toner image melts and penetrates the recording paper is the same in the fixing system having the following configuration.
In the belt fixing method, a fixing belt serving as a good heat conductor, a pressure roller, a roller equipped with the belt, and a heating source for the belt are used instead of the fixing roller (for example, Patent Document 1).
In the film fixing method, a fixing belt serving as a good heat conductor, a pressure roller, a roller equipped with the belt, and a heating source for the belt are used instead of the fixing roller (for example, Patent Document 2).
In the electromagnetic induction heating and fixing method, a configuration in which an electromagnetic induction coil for improving heat generation efficiency is provided on a heating member is used (for example, Patent Document 1).
定着方式には、次に挙げる要求課題がある。
ウォームアップ時間(電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定温度(リロード温度)までに要する時間)を短縮すること、さらには、ファーストプリント時間(印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでに必要な時間)を短縮することである。
定着装置では、次の理由により定着不良が発生することがある。
画像形成装置は、高速処理が行える装置である。高速処理により単位時間あたりの定着枚数、つまり、定着装置を通過する通紙枚数が増加すると、高速移動する記録紙への供給熱量も増加させなければならない。これは、記録紙が定着装置を通過する時間が短くなるのに合わせて定着に必要な熱量を記録紙に与えるためである。
しかし、連続印刷のはじめに必要な熱量の確保ができていないと温度の落ち込みが大きく、高速化された連続印刷時に必要な熱量に達しないままで通紙されると定着不良を発生する虞がある。
また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足する、いわゆる温度落ち込みが問題となることがあり、高速化した場合の定着不良を起こす問題がある。
The fixing system has the following required issues.
Shorten the warm-up time (time required from normal temperature to the printable temperature (reload temperature) such as when the power is turned on), and also the first print time (after receiving a print request, printing through print preparations) The time required for the operation to complete the paper discharge is shortened.
In the fixing device, fixing failure may occur for the following reason.
The image forming apparatus is an apparatus that can perform high-speed processing. When the number of fixed sheets per unit time, that is, the number of sheets passing through the fixing device is increased by high-speed processing, the amount of heat supplied to the recording sheet moving at high speed must be increased. This is because the amount of heat necessary for fixing is given to the recording paper as the time for the recording paper to pass through the fixing device becomes shorter.
However, if the amount of heat required at the beginning of continuous printing is not secured, the temperature will drop greatly, and if the paper is passed without reaching the required amount of heat during high-speed continuous printing, there is a possibility that fixing failure will occur. .
In addition, as the speed of image forming apparatuses increases, the number of sheets passed per unit time increases and the required heat quantity increases, so the so-called temperature drop, which is a shortage of heat quantity especially at the beginning of continuous printing, may be a problem. There is a problem that fixing failure occurs when the speed is increased.
一方、上記に挙げた定着方式とは別に、セラミックヒータを用いたサーフ定着方式と称される定着方式がある。
サーフ定着方式は、ニップ部のみを局所加熱され、その他の部分では加熱されない構成が用いられる。この定着方式では、ベルト方式の定着装置に比べ、低熱容量化,小型化が可能となるため、所定温度への立ち上がりやファーストプリント時間の短縮が可能となる反面、次の問題がある。
つまり、サーフ定着方式は、局所以外の部分では加熱されていないので、ニップの用紙などの入口においてベルトは最も冷えた状態にあり、定着不良が発生しやすくなるという問題がある。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生しやすくなるという問題がある。
On the other hand, in addition to the above-described fixing methods, there is a fixing method called a surf fixing method using a ceramic heater.
The surf fixing method uses a configuration in which only the nip portion is locally heated and the other portions are not heated. In this fixing method, since the heat capacity and the size can be reduced as compared with the belt-type fixing device, it is possible to rise to a predetermined temperature and shorten the first print time, but there are the following problems.
In other words, the surf fixing method has a problem that fixing is liable to occur because the belt is in the coldest state at the entrance of the nip sheet or the like because it is not heated in any part other than the local part. In particular, in a high-speed machine, there is a problem in that fixing failure is more likely to occur because the belt rotates fast and the heat radiation of the belt outside the nip increases.
そこで、このような問題に対処するため、無端ベルトを用いる構成において、高生産の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性を得ることができるようにした定着装置が提案されている(例えば、特許文献3)。 Therefore, in order to cope with such a problem, a fixing device has been proposed in which a good fixability can be obtained even when mounted on a high-production image forming apparatus in a configuration using an endless belt ( For example, Patent Document 3).
特許文献3に開示された定着装置は、図9に示す構成が用いられている。
無端ベルト100、無端ベルト100の内部に配設されたパイプ状の金属熱伝導体200、金属熱伝導体200内に配設された熱源300、および無端ベルト100を介して金属熱伝導体200に当接して記録紙の挟持搬送が可能なニップ部Nを形成する加圧ローラ400を備えている。
加圧ローラ400の回転により無端ベルト100は連れ回りし、このとき、金属熱伝導体200は無端ベルト100の移動をガイドする。また、金属熱伝導体200内の熱源300により金属熱伝導体200を介して無端ベルト100が加熱されることで、無端ベルト100全体を温めることを可能にしている。これにより、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
The fixing device disclosed in
The
しかし、さらなる省エネ性及びファーストプリントタイム向上のためには熱効率をより一層向上させる必要がある。そこで、無端ベルトを、金属熱伝導体(図9において符号200で示す部材)を介して間接的に加熱するのではなく、無端ベルトを(金属熱伝導体を介さずに)直接加熱する構成が提案されている(例えば、特許文献4)。
However, it is necessary to further improve the thermal efficiency in order to further save energy and improve the first print time. Therefore, a configuration in which the endless belt is not heated indirectly via a metal heat conductor (a member denoted by
特許文献4に開示されている定着装置は、その構成が図10に示されている。
図10において、定着装置は、無端ベルト100の内側から上記パイプ状の金属熱伝導体を取り除き、代わりに、加圧ローラ400と対向する位置に板状のニップ形成部材500を設けている。
この構成の場合、ニップ形成部材500を配設した箇所以外で無端ベルト100を熱源300によって直接加熱することができるので、伝熱効率が大幅に向上し消費電力が低減する。
これにより、加熱待機時からのファーストプリントタイムをさらに短縮することが可能となる。また、金属熱伝導体を設けないことによるコストダウンも期待できる。また、この定着装置においては、ニップ形成部材500をステンレス等の支持部材600により支持し、加圧ローラ400の加圧力に対するニップ形成部材500の強度を高めている。
The configuration of the fixing device disclosed in Patent Document 4 is shown in FIG.
In FIG. 10, the fixing device removes the pipe-shaped metal heat conductor from the inside of the
In the case of this configuration, the
As a result, it is possible to further shorten the first print time from the heating standby time. Moreover, the cost reduction by not providing a metal heat conductor can also be anticipated. In this fixing device, the
しかしながら、図10に示す定着装置においては、放熱領域を少なくして熱効率をさらに向上させる目的で、無端ベルト100に直径を30mm程度の小径のベルトを用いている。
このような構成では、無端ベルト100内に配設される支持部材600のサイズも小さくなる傾向にある。その結果、ニップ形成部材500の強度が十分に得られなくなり、加圧ローラ400の加圧力によってニップ形成部材500に撓みが生じると、ニップ部Nの面圧分布やニップ幅にばらつきが生じ、定着不良が発生してしまう虞がある。
However, in the fixing device shown in FIG. 10, a small-diameter belt having a diameter of about 30 mm is used for the
In such a configuration, the size of the
そこで、本発明の目的は、上記従来の定着装置における問題に鑑み、ニップ形成部材を支持する支持部材の強度を向上させ、ニップ形成部材の撓みを防止することができる構成を備えた定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fixing device having a configuration capable of improving the strength of a support member that supports a nip forming member and preventing the nip forming member from bending, in view of the problems in the conventional fixing device. And an image forming apparatus including the fixing device.
この目的を達成するため、本発明は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内側に配設されたニップ形成部材と、前記定着ベルトを介して前記ニップ形成部材と当接することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向回転体と、前記ニップ部以外の箇所で前記定着ベルトを直接加熱する加熱源と、前記ニップ形成部材を支持する支持部材とを備え、回転する前記定着ベルトと前記対向回転体との間の前記ニップ部に、未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に前記未定着画像を定着する定着装置において、前記支持部材は、前記対向回転体の加圧方向に延びる第一部と、前記第一部の屈曲部から延び、前記ニップ形成部材を支える第二部と、前記第二部を隔てて、前記第一部に対向する第三部を有し、且つ断面係数を200mm3以上に規定し、前記加熱源は、輻射熱源であり、前記ニップ形成部材は、前記加熱源により直接加熱されないことを特徴とするものである。 To achieve this object, the present invention comprises a rotatable endless fixing belt, a nip forming member disposed inside the fixing belt, and abutting the nip forming member via the fixing belt. And a counter rotating body that forms a nip portion with the fixing belt, a heating source that directly heats the fixing belt at a location other than the nip portion, and a support member that supports the nip forming member. In the fixing device for transporting a recording medium carrying an unfixed image to the nip portion between the fixing belt and the counter rotating body, and fixing the unfixed image on the recording medium, the support member is A first part extending in a pressure direction of the counter rotating body, a second part extending from the bent part of the first part and supporting the nip forming member, and the second part separated from the first part. Opposing third part And, and defining a section modulus to 200 mm 3 or more, the heat source is a radiant heat source, wherein the nip forming member is characterized in that the not heated directly by the heating source.
本発明によれば、対向回転体の加圧方向に延びる第一部と、第一部の屈曲部から延び、ニップ形成部材を支える第二部と、第二部を隔てて、第一部に対向する第三部を有し、支持部材の断面係数を所定値、例えば、200(mm3)以上とすることにより、断面積が同じでも断面係数の大きい断面形を選択することが可能となる。
これにより、小径化した定着ベルトの直径内に強度が確保された部材を用いることで各部材を効率よくレイアウトすることができ、且つ支持部材の曲げ変形を防止することにより、対向回転体の当接によるニップ形成部材の撓みを防止でき、ニップ幅を対向回転体の軸方向に渡って均一に形成することができるようになり、良好な画像を得ることが可能となる。
According to the present invention, the first part extending in the pressurizing direction of the counter-rotating body, the second part extending from the first bent part and supporting the nip forming member, and the second part separated, the first part By having the third part facing each other and setting the section modulus of the support member to a predetermined value, for example, 200 (mm 3 ) or more, it becomes possible to select a sectional shape having a large section modulus even if the sectional area is the same. .
As a result, each member can be laid out efficiently by using a member whose strength is ensured within the diameter of the fixing belt having a reduced diameter, and the support member is prevented from being bent and deformed. Deflection of the nip forming member due to contact can be prevented, and the nip width can be formed uniformly in the axial direction of the opposing rotating body, so that a good image can be obtained.
以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。
なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
In each of the drawings for explaining the embodiments of the present invention, constituent elements such as members and components having the same function or shape are described once by giving the same reference numerals as much as possible. Then, the explanation is omitted.
まず、図1を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図1に示す画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kが設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
First, an overall configuration and operation of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a color laser printer, and four
具体的に、各作像部4Y,4M,4C,4Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6と、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8などを備える。なお、図1では、ブラックの作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに符号を付しており、その他の作像部4Y,4M,4Cにおいては符号を省略している。
Specifically, each of the
各作像部4Y,4M,4C,4Kの下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体5の表面へレーザー光を照射するようになっている。
Under the
各作像部4Y,4M,4C,4Kの上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、転写体としての中間転写ベルト30と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ31と、二次転写手段としての二次転写ローラ36と、二次転写バックアップローラ32と、クリーニングバックアップローラ33と、テンションローラ34、ベルトクリーニング装置35を備える。
A
中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33及びテンションローラ34によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ32が回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図の矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。
The
4つの一次転写ローラ31は、それぞれ、各感光体5との間で中間転写ベルト30を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ31には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が各一次転写ローラ31に印加されるようになっている。
Each of the four
二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ31と同様に、二次転写ローラ36にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ36に印加されるようになっている。
The
ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置35から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。
The
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部2が設けられており、ボトル収容部2には補給用のトナーを収容した4つのトナーボトル2Y,2M,2C,2Kが着脱可能に装着されている。各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kと上記各現像装置7との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kから各現像装置7へトナーが補給されるようになっている。
A bottle container 2 is provided in the upper part of the printer main body, and four
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙トレイ10や、給紙トレイ10から用紙Pを搬出する給紙ローラ11等が設けてある。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
On the other hand, at the lower part of the printer main body, a
プリンタ本体内には、用紙Pを給紙トレイ10から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが配設されている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Pを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ12が配設されている。
In the printer main body, a transport path R is provided for discharging the paper P from the
また、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置20が配設されている。さらに、定着装置20よりも搬送路Rの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ13が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ14が設けてある。
Further, a fixing
以上の構成を備えた画像形成装置の基本動作は次の通りである。
作像動作が開始されると、各作像部4Y,4M,4C,4Kにおける各感光体5が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体5の表面が帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
The basic operation of the image forming apparatus having the above configuration is as follows.
When the image forming operation is started, the
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ32が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト30を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ31に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ31と各感光体5との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
When the image forming operation is started, the secondary
その後、各感光体5の回転に伴い、感光体5上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体5上のトナー画像が中間転写ベルト30上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト30の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト30に転写しきれなかった各感光体5上のトナーは、クリーニング装置8によって除去される。その後、図示しない除電装置によって各感光体5の表面が除電され、表面電位が初期化される。
Thereafter, when each color toner image on the
画像形成装置の下部では、給紙ローラ11が回転駆動を開始し、給紙トレイ10から用紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された用紙Pは、レジストローラ12によってタイミングを計られて、二次転写ローラ36と二次転写バックアップローラ32との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ36には、中間転写ベルト30上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
In the lower part of the image forming apparatus, the paper feed roller 11 starts to rotate, and the paper P is sent out from the
その後、中間転写ベルト30の周回走行に伴って、中間転写ベルト30上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト30上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。また、このとき用紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト30上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置35によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。
Thereafter, when the toner image on the
その後、用紙Pは定着装置20へと搬送され、定着装置20によって用紙P上のトナー画像が当該用紙Pに定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ13によって装置外へ排出され、排紙トレイ14上にストックされる。
Thereafter, the paper P is conveyed to the fixing
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つの作像部を使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。
The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on a sheet. A single color image can be formed using any one of the four
次に、図2に基づき、上記定着装置20の構成について説明する。
図2に示すように、定着装置20は、回転可能な定着回転体として用いられる定着ベルト21、定着ベルト21に対向して回転可能な対向回転体として用いられる加圧ローラ22、定着ベルト21を加熱する加熱源として用いられるハロゲンヒータ23、定着ベルト21の内側に配設されたニップ形成部材24、ニップ形成部材24を支持する支持部材として用いられるステー25、ハロゲンヒータ23から放射される光を定着ベルト21へ反射する反射部材26、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段として用いられる温度センサ27、および定着ベルト21から用紙を分離することができる分離部材28、加圧ローラ22を定着ベルト21へ加圧するために用いられる加圧手段(図示されず)等を備えている。
Next, the configuration of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
上記定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材(フィルムも含む)が用いられる。
定着ベルト21は、ニッケルもしくはSUS等の金属材料又はポリイミド(PI)などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などで形成された外周側の離型層とを備えている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。
The fixing
The fixing
上記加圧ローラ22は、芯金22aおよび芯金22aの表面に配置された発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等が用いられる弾性層22bと、弾性層22bの表面に設けられたPFA又はPTFE等が用いられる離型層22cとによって構成されている。加圧ローラ22は、図示しない加圧手段によって定着ベルト21側に向けて加圧されることにより定着ベルト21を介してニップ形成部材24に当接している。
この加圧ローラ22と定着ベルト21とが圧接する箇所では、加圧ローラ22の弾性層22bが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Nが形成されている。
The
At the place where the
加圧ローラ22は、プリンタ本体に設けられているモータ等の駆動源(図示されず)によって回転駆動される。加圧ローラ22が回転駆動されると、その駆動力がニップ部Nで定着ベルト21に伝達され、定着ベルト21が従動回転するようになっている。
The
本実施形態では、加圧ローラ22を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ22の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上する。しかし、未定着トナーを押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラを生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ100μm以上の弾性層を設けることが望ましい。
In the present embodiment, the
厚さ100μm以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。弾性層22bはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ22の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト21の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。また、定着回転体と対向回転体は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
By providing an elastic layer having a thickness of 100 μm or more, minute unevenness can be absorbed by elastic deformation of the elastic layer, so that occurrence of uneven gloss can be avoided. The
上記各ハロゲンヒータ23は、それぞれの両端部が定着装置20の側板(不図示)に固定されている。各ハロゲンヒータ23は、プリンタ本体に配置された電源部により出力制御されて発熱する。出力制御は、上記温度センサ27による定着ベルト21の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ23の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に維持できるようになっている。また、定着ベルト21を加熱する加熱源として、ハロゲンヒータ以外に、IH(電磁誘導)、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いてもよい。
Each
上記ニップ形成部材24は、図3にその構成が示されている。
ニップ形成部材24は、ベースパッド241と、ベースパッド241を巻いている摺動シート(低摩擦シート)240とを有する。
ベースパッド241は、加圧ローラ22の加圧力を受けてニップ部Nの形状を決める部材である。このため、定着ベルト21の軸方向又は加圧ローラ22の軸方向に平行して配置され、ニップ形成部材24の支持部材として用いられるステー25によって固定支持されている。このベースパッド241は、後述するが、液晶ポリマー(LCP)等の樹脂、金属あるいはセラミックなどの材料が用いられる。
これにより、加圧ローラ22による圧力でニップ形成部材24に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ22の軸方向に平行して均一なニップ幅が得られるようにしている。なお、ステー25は、ニップ形成部材24の撓み防止機能を満足するために、ステンレス(SUS)や鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましいが、ステー25を樹脂製とすることも可能である。
The
The
The
Thus, the
また、ベースパッド241は、耐熱温度200℃以上の耐熱性部材で構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるベースパッド241の変形を防止し、安定したニップ部Nの状態を確保することができる。この結果、出力画質の安定化が得られる。
ベースパッド241には、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの一般的な耐熱性樹脂を用いることが可能である。
The
For the
また、ベースパッド241の少なくとも定着ベルト21と対向する表面には、低摩擦係数を有する摺動シート(低摩擦シート)240が配置されている。
摺動シート(低摩擦シート)240は、定着ベルト21が回転する際、定着ベルト21の表面を摺動させる。摺動シート(低摩擦シート)240は、摺動する定着ベルト21に生じる駆動トルクを低減するとともに定着ベルト21への摩擦力による負荷を軽減させるために用いられる。摺動シート(低摩擦シート)240の材料には、例えば、PTFE等が用いられる。
A sliding sheet (low friction sheet) 240 having a low friction coefficient is disposed on at least the surface of the
The sliding sheet (low friction sheet) 240 slides the surface of the fixing
ベースパッド241は、摺動シート(低摩擦シート)240を挟んで対向する加圧ローラ22とで構成されるニップ部Nの形状を決める機能を有している。このため、ニップ部Nに対向する面がほぼ平坦、換言すればストレート状の形状であり、この形状を維持するための材料として、ある程度硬い材料が用いられる。具体的には、液晶ポリマー(LCP)等に用いられる結晶性熱可塑性プラスチックス、例えばアラミド繊維などの成型品が用いられる。また樹脂に代えて、金属やセラミックスなどの形状保持が可能な材料が用いられることもある。
The
上記反射部材26は、反射面として表面を利用できるアルミニウムやステンレス(SUS)などが用いられてステー25とハロゲンヒータ23との間に配設されている。本実施形態では、反射部材26がステー25に固定されている。また、反射部材26は、ハロゲンヒータ23によって直接加熱されるため、高融点の金属材料等で形成されることが望ましい。このように反射部材26が配設されていることにより、ハロゲンヒータ23からステー25側に放射された光が定着ベルト21へ反射される。これにより、定着ベルト21に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト21を効率良く加熱することが可能となる。また、ハロゲンヒータ23からの輻射熱がステー25等に伝達されるのを抑制することができるので、省エネルギー化も図れる。
The reflecting
また、本実施形態のような反射部材26を設けずに、ステー25のハロゲンヒータ23側の面を研磨又は塗装などの鏡面処理をし、反射面を形成してもよい。さらに加えて、上記反射部材26又はステー25の反射面の反射率は、90%以上であることが望ましい。
Further, the reflective surface may be formed by subjecting the surface of the
ただし、ステー25はその強度を確保するために形状や材質が自由に選択できない。このため、本実施形態のように反射部材26を別途設けた方が、形状や材質の選択の自由度が広がり、反射部材26とステー25はそれぞれの機能に特化することができる。また、反射部材26はハロゲンヒータ23とステー25との間に設けられることにより、ハロゲンヒータ23に対する反射部材26の位置が近くなるので、定着ベルト21を効率良く加熱することが可能となる。
However, the shape and material of the
また、光の反射による定着ベルト21の加熱効率をさらに向上させるには、反射部材26又はステー25の反射面の向きを検討する必要がある。
例えば、図4(A)に示すように、反射面70を、ハロゲンヒータ23を中心とする同心円状に配設した場合は、光がハロゲンヒータ23に向かって反射されるため、その分、加熱効率が低下してしまう。
これに対し、図4(B)に示すように、反射面70の一部又は全部を、ハロゲンヒータ23以外の方向で定着ベルト側へ光を反射する向きに配設した場合は、ハロゲンヒータ23の方向へ反射される光量が少なくなるため、反射光による加熱効率を向上させることができる。
Further, in order to further improve the heating efficiency of the fixing
For example, as shown in FIG. 4A, when the reflecting
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when a part or all of the reflecting
本実施形態に係る定着装置20は、さらなる省エネ性及びファーストプリントタイムなどの向上のために、構成に種々の工夫が施されている。
具体的には、ハロゲンヒータ23によって定着ベルト21をニップ部N以外の箇所において直接加熱できるようにしている(直接加熱方式)。
本実施形態では、図2において、定着ベルト21の左側の部分とこの位置に対向するハロゲンヒータ23との間に何も介在させないようにしている。これにより、ハロゲンヒータ23と定着ベルト21とが対向する位置ではハロゲンヒータ23からの輻射熱が定着ベルト21に直接与えられるようになる。
The fixing
Specifically, the fixing
In this embodiment, in FIG. 2, nothing is interposed between the left portion of the fixing
定着ベルト21の低熱容量化を図るために、定着ベルト21は薄くかつ小径化されている。
具体的には、定着ベルト21を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、20〜50μm、100〜300μm、5〜50μmの範囲に、そして全体としての厚さが1mm以下に設定されている。また、定着ベルト21の直径は、20〜40mmの直径に設定されている。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト21全体の厚さを0.2mm以下にするのがよく、さらに望ましくは、0.16mm以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト21の直径は、30mm以下とするのが望ましい。
In order to reduce the heat capacity of the fixing
Specifically, the thicknesses of the base material, the elastic layer, and the release layer constituting the fixing
なお、本実施形態では、加圧ローラ22の直径が20〜40mmに設定されており、定着ベルト21の直径と加圧ローラ22の直径は等しくされている。ただし、この構成に限定されるものではない。例えば、定着ベルト21の直径が加圧ローラ22の直径よりも小さくなるように形成してもよい。その場合、ニップ部Nにおける定着ベルト21の曲率が加圧ローラ22の曲率よりも小さくなるため、ニップ部Nから排出される記録媒体が定着ベルト21から分離されやすくなる。
In this embodiment, the diameter of the
図5は、定着ベルトの幅方向(軸方向)端部の構成を示す図である。同図中、(A)は斜視図、(B)は平面図、(C)は定着ベルトの回転軸方向から見た側面図を示す。なお、図5(A)〜(C)では、片側の端部の構成のみを図示しているが、反対側の端部も同様の構成となっているので、以下、図5に基づき片側の端部の構成についてのみ説明する。 FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the end portion in the width direction (axial direction) of the fixing belt. In the figure, (A) is a perspective view, (B) is a plan view, and (C) is a side view as seen from the rotation axis direction of the fixing belt. 5 (A) to (C), only the configuration of one end is shown, but the opposite end also has the same configuration. Only the configuration of the end will be described.
図5(A)又は(B)に示すように、定着ベルト21の幅方向端部にはベルト保持部材40が挿入されている。定着ベルト21の幅方向端部は、ベルト保持部材40によって回転可能に保持されている。ここで、ベルト保持部材40は、ベルト寄り止めガイド部40aとベルト回転ガイド部40bとからなる。ベルト寄り止めガイド部40aは定着ベルト21の軸方向(スラスト方向)の寄り止めのガイドとして機能し、ベルト回転ガイド部40bは、ベルトの回転方向のガイドとして機能する。図5(C)に示すように、ベルト保持部材40は、ニップ部の位置(ニップ形成部材24を配設した位置)で開口したC字形に形成されている。また、上記ステー25の端部は、このベルト保持部材40に固定され位置決めされている。
As shown in FIG. 5A or 5B, a
図5(A)又は(B)に示すように、定着ベルト21の端面とそれに対向するベルト寄り止めガイド部40aの対向面との間には、定着ベルト21の幅方向端部を保護する保護部材としてのスリップリング41が設けられている。
ベルト寄り止めガイド部40aは非回転のため、定着ベルト21の端部との接触、回転に伴って摩耗が生じるので、定着ベルト21の回転に伴って回転可能なスリップリング41を、定着ベルト21とベルト寄り止めガイド部40aとの間に備えることにより、ベルト寄り止めガイド部40aの摩耗を低減できる。
これにより、定着ベルト21に幅方向(軸方向)の寄りが生じた場合に、定着ベルト21の端部がベルト寄り止めガイド部40aに直接当接するのを防止することができ、端部の摩耗や破損を防ぐことができる。
As shown in FIG. 5A or 5B, protection for protecting the end portion in the width direction of the fixing
Since the belt
As a result, when the fixing
また、スリップリング41は、ベルト保持部材40に外周に対し余裕を持って嵌められている。このため、定着ベルト21の端部がスリップリング41に接触した際に、スリップリング41は定着ベルト21と連れ回り可能となっているが、スリップリング41が連れ回りせず、静止していても構わない。スリップリング41の材料としては、耐熱性に優れたいわゆるスーパーエンプラ、例えば、PEEK、PPS、PAI、PTFE等を適用することが好ましい。
Further, the
なお、図示省略するが、定着ベルト21の軸方向両端部には、定着ベルト21とハロゲンヒータ23との間に、ハロゲンヒータ23からの熱を遮蔽する遮蔽部材が配設されている。これにより、特に、連続通紙時の定着ベルトの非通紙領域における過剰な温度上昇を抑制することができ、定着ベルトの熱による劣化や損傷を防止することができる。なお、本実施形態では定着ベルト21の内周面と接触する部材は、両端のベルト保持部材40と、ニップ形成部材24のみであり、これら部材以外に定着ベルト21の内周面と接触して回転をガイドするようなベルトガイドは存在しない。
Although not shown in the drawings, shielding members that shield heat from the
以下、図2を参照しつつ、本実施形態に係る定着装置の基本動作について説明する。
プリンタ本体の電源スイッチが投入されると、ハロゲンヒータ23に電力が供給されると共に、加圧ローラ22が図2中の時計回りに回転駆動を開始される。これにより、定着ベルト21は、加圧ローラ22との摩擦力によって、図2中の反時計回りに従動回転する。
Hereinafter, the basic operation of the fixing device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
When the power switch of the printer main body is turned on, power is supplied to the
その後、上述の画像形成工程により未定着のトナー画像Tが担持された用紙Pが、不図示のガイド板に案内されながら図2の矢印F1方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト21及び加圧ローラ22のニップ部Nに送入される。そして、ハロゲンヒータ23によって加熱された定着ベルト21による熱と、定着ベルト21と加圧ローラ22との間の加圧力とによって、用紙Pの表面にトナー画像Tが定着される。
Thereafter, the sheet P carrying the unfixed toner image T in the image forming process described above is conveyed in the direction of arrow F1 in FIG. 2 while being guided by a guide plate (not shown), It is fed into the nip N of the
トナー画像Tが定着された用紙Pは、ニップ部Nから図2中の矢印F2方向に搬出される。このとき、用紙Pの先端が分離部材28の先端に接触することにより、用紙Pが定着ベルト21から分離される。その後、分離された用紙Pは、上述のように、排紙ローラ13(図1参照)によって機外に排出され、排紙トレイ14(図1参照)にストックされる。
The sheet P on which the toner image T is fixed is carried out from the nip portion N in the direction of arrow F2 in FIG. At this time, the paper P is separated from the fixing
以下、上記ステーの構成についてさらに詳しく説明する。
図6に示されているように、ステー25は、ニップ形成部材24と接触し用紙搬送方向(図の上下方向)に延在する基部25aと、その基部25aの用紙搬送方向上流側と下流側の各端部から加圧ローラ22の当接方向(図の左側)に向かって延びる立ち上がり部25bとを有する。各立ち上がり部25bの先端は、定着ベルト21の内周面に対して加圧ローラ22の当接方向に近接するように配置されている。
Hereinafter, the structure of the stay will be described in more detail.
As shown in FIG. 6, the
立ち上がり部25bの先端と定着ベルト21の内周面との間の距離d、つまり、加圧ローラ22に対する当接方向に沿った立ち上がり部25bの先端と定着ベルト21の内面との間の距離dは、次の条件に基づき設定されている。
例えば、定着ベルト21として剛性を持ち、走行中あまり振れが少ない(ばたつかない)ものであれば、距離dとしては、ステー25と定着ベルト21とが接触しない0.02mm程度に設定されている。この距離dとして設定される0.02mmという寸法は、定着ベルト21の加工精度を考慮した値である。
一方、定着ベルト21が、フィルムのような薄く、十分な剛性がないものである場合には、走行中でのばたつきが大きくなることを考慮して、ステー25と接触しないためにも、距離dは、3.0mm以下に設定されている。
なお、本実施形態のように、立ち上がり部25bの先端に反射部材26が取り付けられている場合は、反射部材26が定着ベルト21に接触しないように、前記距離dを設定しておく必要がある。
A distance d between the leading end of the rising
For example, if the fixing
On the other hand, in the case where the fixing
When the reflecting
このように、立ち上がり部25bの先端を定着ベルト21の内周面に近接するように配置することで、立ち上がり部25bを加圧ローラ22の当接方向に長くすることができる。すなわち、立ち上がり部25bが加圧ローラ22の加圧方向に延在する横長の断面を有するので、断面係数が大きくなり、加圧ローラ22からの加圧力を受けるステー25の長手方向での撓みの発生を抑えることで機械的強度を向上させることができる。
Thus, by arranging the tip of the rising
ここで断面係数は構造材に生じる曲げ応力の大きさを計算する基準として、断面の形状から算出する係数である。ステー25に横荷重が作用するとステー25は曲げ変形する。この曲げ作用によってステー25に生ずる応力は、引張りも圧縮も受けない中立面を境にして凸側では引張り、凹側では圧縮となる。ステー25のある断面でのこの曲げ応力は中立軸(中立面と断面との交線で断面の図心を通る直線)からの距離に比例し、中立軸からもっとも遠い点で最大となる。断面係数は、断面二次モーメントを中立軸からこの点までの距離で除したもので、断面の形と中立軸の位置によって決まる定数である。断面積が同じでも断面係数の大きい断面形を用いることにより、ステー25に生じる最大曲げ応力を小さくすることができる。
ここでいう断面二次モーメント(断面二次モーメント、(second moment of area))とは、曲げモーメントに対する物体の変形のしにくさを表した量であり、慣性モーメント同様に「I(ラージアイ)」で表される。物体の断面を変えると、断面二次モーメントの値も変化するので、構造物の耐久性を向上させる上で、設計上の指標として用いられる。単位はcm4により表される。
Here, the section modulus is a coefficient calculated from the shape of the section as a reference for calculating the magnitude of the bending stress generated in the structural material. When a lateral load is applied to the
The second moment of area (second moment of area) is the amount that indicates the difficulty of deformation of the object with respect to the bending moment. Like the moment of inertia, “I (Large Eye)”. It is represented by When the cross section of the object is changed, the value of the moment of inertia of the cross section is also changed, so that it is used as a design index for improving the durability of the structure. The unit is expressed in cm 4 .
ニップ部Nでの回転駆動でスリップ等が生じさせないための必要な面圧は0.6(Kgf/cm2)以上である。ステー25の断面係数を200(mm3)以上にすれば、ニップ部Nで加圧ローラ22が回転駆動され、その駆動力が定着ベルト21に伝達された時にステー25の曲げ変形が防止される。さらに加えて、断面積が同じでも断面係数の大きい断面形状が選択されることにより、小径化した定着ベルト21の直径内に効率よく各部材をレイアウトすることができる。
The necessary surface pressure for preventing slip or the like from being rotationally driven at the nip portion N is 0.6 (Kgf / cm 2 ) or more. If the section modulus of the
また、本実施形態では、定着ベルト21内でステー25をできるだけ大きく配設するために、ニップ形成部材24はコンパクトに形成されている。
具体的には、ニップ形成部材24の用紙搬送方向の幅を、ステー25の用紙搬送方向の幅よりも小さく形成している。
図6において、ニップ形成部材24の用紙搬送方向上流側端部24a及び下流側端部24bにおけるそれぞれのニップ部N、又はその仮想延長線Eに対する高さをh1,h2とし、用紙搬送方向上流側端部24a及び下流側端部24b以外のニップ形成部材24の部分におけるニップ部N又はその仮想延長線Eに対する最大高さをh3とすると、h1≦h3、h2≦h3となるように構成している。
In the present embodiment, the
Specifically, the width of the
In FIG. 6, the heights of the
このような関係を持たせることにより、ニップ形成部材24の用紙搬送方向上流側端部24aおよび下流側端部24bは、ステー25の用紙搬送方向上流側及び下流側の各折り曲げ部と定着ベルト21との間に介在しないので、各折り曲げ部を定着ベルト21の内周面に近づけて配設することができる。これにより、定着ベルト21内の限られたスペース内でステー25をできるだけ大きく配置できるようになり、ステー25の強度を確保することができるようになる。
By having such a relationship, the
また、本実施形態では、定着ベルト21は、その端部以外の部分ではニップ形成部材24のみによってガイドされる(端部では、定着ベルト21はベルト保持部材40によってもガイドされる。)。すなわち、定着ベルト21とステー25との間には、ニップ形成部材24以外のガイド部材を設けていないので、ステー25を定着ベルト21により近づけて配設することができ、ステーの強度の向上を図れる。
Further, in the present embodiment, the fixing
本実施形態では、両立ち上がり部25bの内側、又は、両立ち上がり部25bの内面延長線Lよりも内側に、ハロゲンヒータ23が配置されている。このようにハロゲンヒータ23が配置されることにより、ハロゲンヒータ23及びステー25を定着ベルト21内にコンパクトに収容することが可能となる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態のように、ハロゲンヒータ23の一部(又は全部)がステー25の内側に収容されることにより、ハロゲンヒータ23から定着ベルト21への光の照射範囲が所定の範囲に絞られることになる。
一般に、定着ベルト21の周方向において、ハロゲンヒータ23と近い部分では加熱温度が高くなり、反対にハロゲンヒータ23から遠い部分では加熱温度が低くなる。そのため、本実施形態のように、ハロゲンヒータ23をステー25の内側に収容して、定着ベルト21への光の照射範囲を比較的距離のばらつきの少ない範囲に絞ることにより、加熱温度のばらつきを抑制することができ、画像品質を向上させることが可能となる。
Further, as in this embodiment, a part (or all) of the
Generally, in the circumferential direction of the fixing
図7(A)、(B)において、ステーの変形例について説明する。
図2、図6に示されたステー25は、両立ち上がり部25bが基部25aに対して略直交するように配設されているが、図7(A)において、符号250で示されているステーでは、両立ち上がり部250bを基部250aに対して傾斜(符号θで示す開き状態)されている。また、図7(B)に示されているように、立ち上がり部250bは1つであってもよい。
これらの変形例においても、立ち上がり部250bの先端を定着ベルト21の内周面に対して加圧ローラ22の当接方向に近接させ、且つステー250の断面係数を200(mm3)以上にすることで、ステー25の強度を確保することができる。
なお、断面係数が200(mm3)以上であれば、ステー250をこれら以外の形状に形成することも可能である。
7A and 7B, a modified example of the stay will be described.
The
Also in these modified examples, the leading end of the rising
If the section modulus is 200 (mm 3 ) or more, the
図7(B)に示したハロゲンヒータ23は、立ち上がり部250bでの定着ベルト回転方向下流側内面延長線Sと、前記ステー250の基部250aでの定着ベルト回転方向上流側内面延長線S’との間に配置されることにより、定着ベルト21の加熱後からニップ部N到達までの放熱量を最低限にすることができるため、より省エネルギー性を向上することが可能となる。
The
次に、図8により、本発明を適用した定着装置に係る他の実施形態について説明する。
図8に示す定着装置20は、加熱源としてのハロゲンヒータ23を3本備えている。この場合、ハロゲンヒータ23ごとに発熱領域を異ならせることで、種々の幅の用紙幅に対応した範囲で定着ベルト21を加熱することが可能となっている。それ以外の構成については、上記図2に示す実施形態の構成と基本的に同様である。
Next, another embodiment of the fixing device to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
The fixing
すなわち、この実施形態においても、図8に示すように、ステー25は断面係数が200(mm3)以上に設定されており、立ち上がり部25bは定着ベルト21の内周面に対して加圧ローラ22の当接方向に接近させてある。
なお、図8において、h1、h2、h3は、図6に示された場合と同様のニップ形成部材24における各高さであり、この実施形態においても、定着ベルト21内でステー25をできるだけ大きく配設するために、h1≦h3、h2≦h3となるように構成されている。
That is, also in this embodiment, as shown in FIG. 8, the
In FIG. 8, h1, h2, and h3 are heights in the
なお、図8に示した構成においては、図2に示した構成と違って、ニップ形成部材24がニップ形成部材24の上下各面を把持可能な片部2400a,2400a’を有する板金部材からなる保持部材2400により保持されており、ニップ形成部材24のニップ部Nに対向する面には図2に示した構成と同様に低摩擦シート50が設けられている。
In the configuration shown in FIG. 8, unlike the configuration shown in FIG. 2, the
以上のように、本発明によれば、ステー25は断面係数が200(mm3)以上とすることで、ステー25の機械的強度を確保することができ、加圧ローラ22によるニップ形成部材24の撓みを防止することができる。これにより、ニップ幅を加圧ローラ22の軸方向に渡って均一に形成することができるようになり、良好な画像を得ることが可能となる。
As described above, according to the present invention, the
特に、上記実施形態のような定着ベルト21を小径化した構成においては、ステー25、250を配設するスペースも小さくなるが、本発明の構成を適用することで、断面積が同じでも断面係数の大きい断面形を選択することが可能となり、小径化した定着ベルト21の直径内に効率よく各部材をレイアウトすると共にステー25、250の強度を確保することが可能である。
In particular, in the configuration in which the diameter of the fixing
また、上記本発明の各実施形態では、ニップ形成部材24がコンパクトに形成され、さらに、定着ベルト21とステー25との間に別途ガイド部材を設けない構成としているので、定着ベルト21内でのステー25、250を配置するために必要なスペースを大きく確保することが可能である。このため、上記実施形態では、ステー25、250をコンパクトで且つ十分な強度に形成することができ、加圧ローラ22によるニップ形成部材24の撓みをより確実に防止することが可能となる。
Further, in each of the embodiments of the present invention, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明に係る定着装置は、図1に示すカラーレーザープリンタに限らず、モノクロ画像形成装置や、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に搭載することも可能である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In addition, the fixing device according to the present invention is not limited to the color laser printer shown in FIG. 1, and can be mounted on a monochrome image forming apparatus, other printers, copiers, facsimiles, or complex machines thereof. .
20 定着装置
21 定着ベルト
22 加圧ローラ(対向回転体)
23 ハロゲンヒータ(加熱源)
24 ニップ形成部材
25、250 ステー(支持部材)
25a,250a 基部
25b、250b 立ち上がり部
70 反射面
d 立ち上がり部の先端と定着ベルトの内周面との距離
L 立ち上がり部の内面延長線
N ニップ部
P 用紙(記録媒体)
20
23 Halogen heater (heating source)
24
25a,
Claims (18)
前記定着ベルトの内側に配設されたニップ形成部材と、
前記定着ベルトを介して前記ニップ形成部材と当接することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向回転体と、
前記ニップ部以外の箇所で前記定着ベルトを直接加熱する加熱源と、
前記ニップ形成部材を支持する支持部材とを備え、
回転する前記定着ベルトと前記対向回転体との間の前記ニップ部に、未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に前記未定着画像を定着する定着装置において、
前記支持部材は、前記対向回転体の加圧方向に延びる第一部と、
前記第一部の屈曲部から延び、前記ニップ形成部材を支える第二部と、
前記第二部を隔てて、前記第一部に対向する第三部を有し、
且つ断面係数を200mm3以上に規定し、
前記加熱源は、輻射熱源であり、前記ニップ形成部材は、前記加熱源により直接加熱されないことを特徴とする定着装置。 A rotatable endless fixing belt;
A nip forming member disposed inside the fixing belt;
An opposing rotating body that forms a nip portion with the fixing belt by contacting the nip forming member via the fixing belt;
A heating source for directly heating the fixing belt at a place other than the nip portion;
A support member for supporting the nip forming member,
In a fixing device that conveys a recording medium carrying an unfixed image to the nip portion between the rotating fixing belt and the counter rotating body, and fixes the unfixed image on the recording medium.
The support member includes a first portion extending in a pressing direction of the counter rotating body;
A second part extending from the first bent part and supporting the nip forming member;
Having a third part facing the first part across the second part;
And the section modulus is defined as 200 mm 3 or more ,
The fixing device according to claim 1, wherein the heating source is a radiant heat source, and the nip forming member is not directly heated by the heating source .
前記第二部は前記突出部と接触することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The nip forming member has a protrusion protruding toward the support member;
The fixing device according to claim 1, wherein the second portion is in contact with the protruding portion .
前記定着ベルトの内側に配設されたニップ形成部材と、
前記定着ベルトを介して前記ニップ形成部材と当接することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向回転体と、
前記ニップ部以外の箇所で前記定着ベルトを直接加熱する加熱源と、
前記ニップ形成部材を支持する支持部材とを備え、
回転する前記定着ベルトと前記対向回転体との間の前記ニップ部に、未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に前記未定着画像を定着する定着装置において、
前記支持部材は、前記対向回転体の加圧方向に延びる第一部と、
前記第一部の屈曲部から延び、前記ニップ形成部材を支える第二部と、
前記第二部を隔てて、前記第一部に対向する第三部を有し、
且つ断面係数を200mm 3 以上に規定し、
前記ニップ形成部材は前記支持部材に向かって突出する突出部を有し、
前記第二部は前記突出部と接触することを特徴とする定着装置。 A rotatable endless fixing belt;
A nip forming member disposed inside the fixing belt;
An opposing rotating body that forms a nip portion with the fixing belt by contacting the nip forming member via the fixing belt;
A heating source for directly heating the fixing belt at a place other than the nip portion;
A support member for supporting the nip forming member,
In a fixing device that conveys a recording medium carrying an unfixed image to the nip portion between the rotating fixing belt and the counter rotating body, and fixes the unfixed image on the recording medium.
The support member includes a first portion extending in a pressing direction of the counter rotating body;
A second part extending from the first bent part and supporting the nip forming member;
Having a third part facing the first part across the second part;
And the section modulus is defined as 200 mm 3 or more,
The nip forming member has a protrusion protruding toward the support member;
The fixing device, wherein the second portion is in contact with the protruding portion .
前記ベルト保持部材と前記定着ベルトの端面との間に配設される定着ベルト端部保護部材を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing belt is rotatably held at the end of the fixing belt by a belt holding member,
4. The fixing device according to claim 1 , further comprising a fixing belt end protection member disposed between the belt holding member and an end surface of the fixing belt . 5.
前記定着ベルトの内側に配設されたニップ形成部材と、
前記定着ベルトを介して前記ニップ形成部材と当接することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向回転体と、
前記ニップ部以外の箇所で前記定着ベルトを直接加熱する加熱源と、
前記ニップ形成部材を支持する支持部材とを備え、
回転する前記定着ベルトと前記対向回転体との間の前記ニップ部に、未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に前記未定着画像を定着する定着装置において、
前記支持部材は、前記対向回転体の加圧方向に延びる第一部と、
前記第一部の屈曲部から延び、前記ニップ形成部材を支える第二部と、
前記第二部を隔てて、前記第一部に対向する第三部を有し、
且つ断面係数を200mm 3 以上に規定し、
前記定着ベルトは該定着ベルト端部をベルト保持部材により回転可能に保持され、
前記ベルト保持部材と前記定着ベルトの端面との間に配設される定着ベルト端部保護部材を備えたことを特徴とする定着装置。 A rotatable endless fixing belt;
A nip forming member disposed inside the fixing belt;
An opposing rotating body that forms a nip portion with the fixing belt by contacting the nip forming member via the fixing belt;
A heating source for directly heating the fixing belt at a place other than the nip portion;
A support member for supporting the nip forming member,
In a fixing device that conveys a recording medium carrying an unfixed image to the nip portion between the rotating fixing belt and the counter rotating body, and fixes the unfixed image on the recording medium.
The support member includes a first portion extending in a pressing direction of the counter rotating body;
A second part extending from the first bent part and supporting the nip forming member;
Having a third part facing the first part across the second part;
And the section modulus is defined as 200 mm 3 or more,
The fixing belt is rotatably held at the end of the fixing belt by a belt holding member,
A fixing device comprising a fixing belt end protecting member disposed between the belt holding member and an end surface of the fixing belt .
前記定着ベルトの内側に配設されたニップ形成部材と、
前記定着ベルトを介して前記ニップ形成部材と当接することにより前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向回転体と、
前記ニップ部以外の箇所で前記定着ベルトを直接加熱する加熱源と、
前記ニップ形成部材を支持する支持部材とを備え、
回転する前記定着ベルトと前記対向回転体との間の前記ニップ部に、未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に前記未定着画像を定着する定着装置において、
前記支持部材は、前記対向回転体の加圧方向に延びる第一部と、
前記第一部の屈曲部から延び、前記ニップ形成部材を支える第二部と、
前記第二部を隔てて、前記第一部に対向する第三部を有し、
且つ断面係数を200mm 3 以上に規定し、
前記支持部材に、前記加熱源から放射される光を反射する反射面を設けたことを特徴とする定着装置。 A rotatable endless fixing belt;
A nip forming member disposed inside the fixing belt;
An opposing rotating body that forms a nip portion with the fixing belt by contacting the nip forming member via the fixing belt;
A heating source for directly heating the fixing belt at a place other than the nip portion;
A support member for supporting the nip forming member,
In a fixing device that conveys a recording medium carrying an unfixed image to the nip portion between the rotating fixing belt and the counter rotating body, and fixes the unfixed image on the recording medium.
The support member includes a first portion extending in a pressing direction of the counter rotating body;
A second part extending from the first bent part and supporting the nip forming member;
Having a third part facing the first part across the second part;
And the section modulus is defined as 200 mm 3 or more,
A fixing device , wherein the support member is provided with a reflecting surface that reflects light emitted from the heating source .
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