JP6471711B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、用紙にトナー像を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 sheet, and an image forming apparatus including the fixing device.
複写機、プリンター、ファックス、複合機などの電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を用紙に定着させる定着装置を備えている。フルカラー画像形成装置の定着装置では、熱源によって加熱される無端状の定着ベルトと、定着ベルトの内側に回転可能に設けられる定着ローラーと、定着ベルトを介して定着ローラーに圧接される加圧ローラーと、を備え、定着ベルトと加圧ローラーとの間に定着ニップを形成するものがある。 2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a fax machine, and a multifunction machine includes a fixing device that fixes a toner image on a sheet. In a fixing device of a full-color image forming apparatus, an endless fixing belt heated by a heat source, a fixing roller rotatably provided inside the fixing belt, a pressure roller pressed against the fixing roller via the fixing belt, And a fixing nip is formed between the fixing belt and the pressure roller.
定着ローラーは、アルミニウムや鉄等で形成される芯金と、芯金の外周面に設けられる弾性層と、を有している。弾性層は、シリコーンゴムや発泡樹脂等の熱伝導率の低い材料で形成されて、定着ベルトからの熱伝達を抑制するようになっている。定着ベルトは、ニッケル等で形成される基材層の表面に順に形成された弾性層と離型層と、を有しており、IH等の加熱源によって基材層が発熱することで定着ベルトが加熱される。 The fixing roller has a metal core formed of aluminum, iron, or the like, and an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the metal core. The elastic layer is formed of a material having low thermal conductivity such as silicone rubber or foamed resin, and suppresses heat transfer from the fixing belt. The fixing belt has an elastic layer and a release layer formed in order on the surface of the base material layer formed of nickel or the like, and the fixing belt generates heat when the base material layer generates heat by a heating source such as IH. Is heated.
このような定着装置では、定着ローラーと定着ベルトとの間には、若干のクリアランスが開けられているので、定着ベルトと用紙との接触状態等によっては、定着ベルトが蛇行する場合がある。そこで、特許文献1には、定着ベルトの両端面の外側に、定着ベルトの熱膨張や寸法公差を考慮した所定の間隔を開けて寄り止め部材を設けた定着装置が記載されている。この定着装置では、定着ベルトが蛇行すると、いずれか一方の寄り止め部材に端面が接触して、蛇行が規制されるようになっている。
In such a fixing device, since a slight clearance is provided between the fixing roller and the fixing belt, the fixing belt may meander depending on the contact state between the fixing belt and the paper. Therefore,
一方で、定着ベルトは用紙との接触によって帯電する場合がある。そこで、寄り止め部材を金属や導電性樹脂で形成して、定着ベルトの電荷を寄り止め部材から芯金を通して除電する場合もある。 On the other hand, the fixing belt may be charged by contact with paper. Therefore, there is a case where the stopper member is formed of a metal or a conductive resin, and the charge of the fixing belt is discharged from the stopper member through the core metal.
しかしながら特許文献1に記載された定着装置においては、定着ベルトが蛇行して一方の寄り止め部材に当接するまでは、定着ベルトは電気的に浮いた状態となる。また、定着ローラーの弾性層は、定着ベルトによって加熱されると熱膨張して定着ベルトに接触し、弾性層と定着ベルトとの摩擦によって定着ベルトが軸方向へ移動できなくなる場合がある。定着ベルトが一方の寄り止め部材に当接する前に、定着ベルトの軸方向への移動ができなくなると、定着ベルトは電気的に浮いた状態に維持されることになる。このように定着ベルトが帯電した状態が続くと、放電によってノイズが発生してサーミスタ等の電気部品に影響を及ぼす虞がある。
However, in the fixing device described in
本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトを確実に除電できる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。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can reliably remove static electricity from a fixing belt.
上記課題を解決するため、本発明の定着装置は、熱源によって加熱される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの内側に回転軸を中心として回転可能に設けられる定着ローラーと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラーに圧接して回転する加圧部材と、を備え、前記定着ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップを形成する定着装置であって、前記定着ベルトの端面の前記回転軸方向外側で前記端面に対向し、前記回転軸方向にスライド可能に設けられると共に接地されている導電性の寄り止め部材と、該寄り止め部材を前記定着ベルトの端面の方向に付勢して該端面に当接させる付勢部材と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the fixing device of the present invention includes an endless fixing belt heated by a heat source, a fixing roller provided inside the fixing belt so as to be rotatable about a rotation axis, and the fixing belt. A pressure member that rotates in pressure contact with the fixing roller, and forms a fixing nip between the fixing belt and the pressure member, the rotation of the end surface of the fixing belt A conductive detent member facing the end surface on the outer side in the axial direction and slidable in the direction of the rotation axis and grounded, and urging the detent member toward the end surface of the fixing belt And an urging member to be brought into contact with the end face.
このような構成を採用することにより、定着ベルトの端面に寄り止め部材が必ず当接するので、定着ベルトの帯電電荷が寄り止め部材を介して速やかに除電され、帯電した定着ベルトからの放電を防ぐことができる。 By adopting such a configuration, the detent member is surely brought into contact with the end face of the fixing belt, so that the charged charge of the fixing belt is quickly discharged through the detent member to prevent discharge from the charged fixing belt. be able to.
本発明の定着装置において、前記寄り止め部材よりも前記回転軸方向外側において、前記回転軸方向にスライド不能に設けられる止め輪を備え、前記付勢部材は、前記寄り止め部材と前記止め輪との間に介装されて、前記寄り止め部材を前記止め輪に対して前記定着ベルトの端面の方向に付勢して該端面に当接させることを特徴としても良い。 In the fixing device according to the aspect of the invention, the fixing device includes a retaining ring that is provided on the outer side in the rotational axis direction so as not to be slidable in the rotational axis direction, and the urging member includes the retaining member and the retaining ring. The detent member may be urged toward the end surface of the fixing belt with respect to the retaining ring so as to contact the end surface.
このような構成を採用することにより、定着ベルトが蛇行したような場合でも、寄り止め部材を定着ベルトの端面に追随するように付勢して確実に端面に当接させることができる。 By adopting such a configuration, even when the fixing belt is meandering, the detent member can be urged so as to follow the end surface of the fixing belt to be surely brought into contact with the end surface.
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、定着ベルトの端面に必ず導電性の寄り止め部材が当接するので、定着ベルトを確実に除電できる。 According to the present invention, since the conductive detent member always comes into contact with the end face of the fixing belt, the fixing belt can be reliably discharged.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る定着装置及び画像形成装置について説明する。 Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図1を参照して、画像形成装置としてのカラープリンター1の全体の構成について説明する。図1はカラープリンターの概略を示す模式図である。以下の説明において、図1に示す前後方向をカラープリンター1の前後方向とし、左右方向は、カラープリンター1を前側から見た方向を基準とする。
First, the overall configuration of a
図1に示されるように、カラープリンター1は、箱型形状の筐体2を備えている。筐体2の上面には、排紙口4と、排紙口4の下方に設けられた排紙トレイ5、とが形成されている。筐体2の後側面には、後開口2aが形成されている。後開口2aは、下端部を中心として回動可能に支持されるリアカバー6によって開閉される。さらに、後開口2aの内側には搬送ユニット7が下端部を中心として回動可能に支持されている。
As shown in FIG. 1, the
筐体2の下部には、用紙Sが収容される給紙カセット9が着脱可能に収容され、給紙カセット9の後右上には給紙カセット9から用紙Sを給紙する給紙装置10が設けられている。また、給紙カセット9の上方には露光装置12が設けられている。露光装置12の上方には、中間転写ユニット14と、中間転写ユニット14の下方に前後方向に並んで配置される4つの画像形成ユニット15と、が設けられている。中間転写ユニット14は、回転可能に支持される中間転写ベルト17と、中間転写ベルト17の内側に前後方向に並んで配置される4つの一次転写ローラー18と、を有している。
A
4つの画像形成ユニット15は、回転可能に設けられる感光体ドラム20と、感光体ドラム20の周囲に、感光体ドラム20の回転方向に沿って配置される帯電器21と、現像装置22と、クリーニング装置23と、除電装置24と、をそれぞれ有している。感光体ドラム20は、現像装置22とクリーニング装置23との間で中間転写ベルト17と介して一次転写ローラー18と対向しており、中間転写ベルト17と感光体ドラム20との間に一次転写部26を形成している。各画像形成ユニット15は、それぞれ対応する色のトナーが収容されたトナーコンテナ(図示省略)に接続しており、トナーコンテナから現像装置22にトナーが供給される。
The four
中間転写ユニット14の後方には、二次転写ローラー28が搬送ユニット7に回転可能に支持されており、中間転写ベルト17と二次転写ローラー28との間に二次転写部29を形成している。二次転写部29の上方には、定着装置30が備えられており、定着装置30の上方には、排紙口4に面する排紙装置31が備えられている。
A
さらに、筐体2の内部には、用紙Sの主搬送経路33と両面印刷経路34とが形成されている。主搬送経路33は、給紙装置10から二次転写部29と定着装置30とを通って排出装置31へ向かうように、搬送ユニット7の内側に形成されている。両面印刷経路34は、主搬送経路33の搬送方向における定着装置30の下流側から分岐して、給紙装置10の下流側で主搬送経路33に合流するように、搬送ユニット7とリアカバー6との間に形成されている。
Further, a
次に、このような構成を備えたカラープリンター1の画像形成動作について説明する。まず、各画像形成ユニット15において、帯電器21によって感光体ドラム20の表面が帯電された後、露光装置12からのレーザー光により感光体ドラム20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20の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置22によってトナー像に現像され、トナー像は一次転写部26で中間転写ベルト17に転写される。感光体ドラム20上に残留したトナーと電荷は、それぞれクリーニング装置23と除電装置24とで除去される。各画像形成ユニット15で形成されたトナー像が中間転写ベルト17上で重ね合されることで、中間転写ベルト17にフルカラーのトナー像が形成される。
Next, an image forming operation of the
一方、給紙装置10によって給紙カセット9から給紙された用紙Sは、上記したトナー像形成動作とタイミングを合わせて主搬送経路33に沿って二次転写部29へ搬送され、二次転写部29において中間転写ベルト17上のトナー像が用紙Sに二次転写される。トナー像を二次転写された用紙Sは、主搬送経路33を下流側へと搬送されて定着装置30に進入し、定着装置30において用紙Sにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Sは、排紙装置31から排紙トレイ5に排出される。両面印刷が行われる場合は、一方の面に画像が形成された用紙Sは主搬送経路33から両面印刷経路34に分岐し、両面印刷経路34を通って搬送され、主搬送経路33に合流して、他方の面に同様に画像形成が行われる。
On the other hand, the sheet S fed from the
次に、図2〜図4を参照して、定着装置30について説明する。図2は定着装置を示す正面断面図、図3と図4は定着装置を示す側面断面図であり、図3は定着ベルト通常走行時、図4は定着ベルト蛇行走行時を示す。
Next, the fixing
図2や図3に示されるように、定着装置30は、定着ベルト41と、定着ベルト41を加熱する加熱源としてのIHヒーター42と、定着ベルト41の内側に回転可能に設けられる定着ローラー43と、定着ベルト41を介して定着ローラー43に圧接して回転する加圧部材である加圧ローラー44と、定着ベルト41の両端面の外側に設けられる寄り止め部材45と、各寄り止め部材45を定着ベルト41の端面の方向に付勢する付勢部材としてのコイルばね46と、を備えている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the fixing
定着ベルト41は、所定の内径を有し、用紙が通紙される通紙領域よりも長い幅を有する無端状ベルトであり、ニッケル等の磁性金属で形成される基材層と、シリコーンゴム等の弾性層と、PFAチューブ等の離型層と、が内側から順に積層された三層構造を有している。
The fixing
IHヒーター42は、コイル部42aと、コイル部42aを巻線状に保持するコイルボビン42bと、アーチコア42cと、を有している。IHヒーター42は、定着ベルト41の上半分を覆うように支持されている。コイル部42aに高周波の交流電圧を印加することにより磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト41の基材層に渦電流が発生して基材層が発熱し、定着ベルト41が加熱される。
The
定着ローラー43は、回転軸としての芯金51と、芯金51の外周面に設けられた弾性層52と、を有している。芯金51は、中央部51aと、中央部51aの両外側に設けられて、中央部51aよりも小径の外端部51bと、を有している。中央部51aの長さは定着ベルト41の幅よりも短い。また、両外端部51bには、軸方向の中央付近に、外周面に沿って環状の溝51cが形成されている。芯金51は、アルミニウムや鉄等で形成されている。
The fixing
弾性層52は、芯金51の中央部51aの周囲に設けられて、定着ベルト41の内径よりも小さい外径を有している。また、弾性層52の両端面には、外周に沿って切り欠かれた段部52aが形成されている。弾性層52は、シリコーンゴムや発泡樹脂等の、熱伝達率の低い材料で形成されている。
The
定着ローラー43は、定着ベルト41の内側に挿通されて、芯金51の両外端部51bの端部がそれぞれ導電性のブッシュ55を介してベアリング56に支持されている。ベアリング56は、筐体2の導電性のフレーム(図示省略)に支持されている。これにより芯金51は、ブッシュ55とベアリング56とを介して筐体2に接地されている。また、定着ベルト41と定着ローラー43との間には、若干のクリアランスが介されている。
The fixing
加圧ローラー44は、円筒状の芯金44aと、芯金44aの外周面に設けられる弾性層44bと、弾性層44bの外周面に設けられる離型層(図示省略)と、を有している。加圧ローラー44は、定着ローラー43の下方から定着ベルト41を介して定着ローラー43に圧接して定着ニップ58を形成するように支持されると共に、駆動源(図示省略)に接続して回転駆動される。駆動源によって加圧ローラー44が図2の反時計回り方向に回転すると、定着ベルト41と定着ローラー43とは、加圧ローラー44の回転方向とは反対の時計回り方向に従動回転する。これにより、定着ニップ58を通過した用紙が搬送される。
The
加圧ローラー44が定着ローラー43に圧接されると、図3に示されるように定着ローラー43の弾性層52が加圧されて変形する。この変形に伴って、定着ベルト41の両端部は、弾性層52の段部52a内で内側へ屈曲するように変形する。
When the
寄り止め部材45はリング状の部材であり、外径は、定着ベルト41の外径よりも大きく、内径は、定着ローラー43の芯金51の外端部51bの外径よりもやや大きい。寄り止め部材45は、芯金51の両外端部51bの管状溝51cよりも内側に、芯金51を中心として回転可能、且つ、軸方向にスライド可能に支持されている。寄り止め部材45は、導電性を有する金属や樹脂で形成されている。したがって、寄り止め部材45は芯金51に支持されると、芯金51を介して筐体2の導電性フレームに接地される。
The
コイルばね46は、芯金51の各環状溝51cに係合する止め輪61と各寄り止め部材45との間に介装されている。各コイルばね46によって、各寄り止め部材45はそれぞれ止め輪61に対して軸方向を互いに接近する方向に付勢されて、定着ベルト41の両端面にそれぞれ当接している。
The
さらに、定着装置30は、図2に示されるように、定着ニップ58よりも用紙搬送方向上流側に設けられる用紙進入ガイド63と、定着ニップ58よりも用紙搬送方向下流側に設けられる分離部材64と、定着ベルト41の温度を検出するサーミスタ65と、を備えている。用紙進入ガイド63は、定着ニップ58に向かって上方に傾斜するように主搬送経路33に沿って配置されている。分離部材64は、定着ベルト41の回転方向に対してカウンター方向から定着ベルト41の表面に向かうように支持されている。サーミスタ65は、定着ベルト41に対して非接触に支持されている。
Further, as shown in FIG. 2, the fixing
上記構成を有する定着装置30においては、トナー像が転写された用紙Sは、用紙進入ガイド63に案内されて定着ニップ58に搬送される。用紙Sは定着ニップ58通過時に定着ベルト41によって加熱されると共に加圧ローラー44と定着ローラー43とによって加圧されて、トナー像が用紙Sに定着する。トナーが定着された用紙Sは、先端が分離部材64によって定着ベルトから分離されて、主搬送経路33に沿って搬送される。また、サーミスタ65によって検出された定着ベルト41の温度に基づいてIHヒーター42が制御される。
In the fixing
そして、図3に示されるように、定着ベルト41の通常走行中、定着ベルト41の両端面には寄り止め部材45が必ず当接するようになっている。つまり、定着ベルト41は、寄り止め部材45と、芯金51と、ブッシュ55と、ベアリング6とを介して、筐体2の導電性フレームに接地されている。したがって、定着ニップ58を通過する用紙Sと定着ベルト41とが摩擦して帯電するようなことがあっても、定着ベルト41は、寄り止め部材45、芯金51、ブッシュ55、ベアリング56を介して接地されるので、帯電電荷が速やかに除電される。
As shown in FIG. 3, during the normal running of the fixing
また、図4に示されるように、定着ベルト41が一方(図4の左側)の寄り止め部材45から離れる方向(図4の矢印参照)に蛇行走行した場合は、この寄り止め部材45はコイルばね46で付勢されて芯金51に沿ってスライドして定着ベルト41に追随するので、定着ベルト41の両端面に寄り止め部材45が必ず当接するようになっている。ただし、各寄り止め部材45は定着ベルト41の両端面に当接するように付勢されているので、定着ベルト41が大きく蛇行するような事態は生じない。さらに、定着ローラー43の弾性層52が熱膨張して定着ベルト41に接触して、弾性層52と定着ベルト41との摩擦によって定着ベルト41が軸方向へ移動できなくなった場合も、各寄り止め部材45はコイルばね46で付勢されて芯金51に沿ってスライドするので、定着ベルト41の両端面に寄り止め部材45が必ず当接する。
Also, as shown in FIG. 4, when the fixing
上記説明したように本発明の定着装置30においては、定着ベルト41の両端面に導電性の寄り止め部材45が必ず当接するので、定着ベルト41が用紙と摩擦して帯電したような場合でも、寄り止め部材45を介して速やかに除電され、定着ベルト41の帯電を防ぐことができる。したがって、帯電した定着ベルト41からの放電によるノイズの発生等を防ぐことができる。
As described above, in the fixing
また、定着ベルト41が蛇行した場合や、定着ローラー43の弾性層52が加熱されて熱膨張して定着ベルト41に接触し、弾性層52と定着ベルト41との摩擦によって定着ベルト41が軸方向へ移動できなくなった場合も、各寄り止め部材45はコイルばね46で付勢されて、定着ベルト41に追随するように芯金51に沿ってスライドするので、定着ベルト41の両端面に寄り止め部材45が必ず当接するようになっている。
Further, when the fixing
本発明の実施形態では、カラープリンター1に本発明の構成を適用した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、複合機等のカラープリンター1以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。
In the embodiment of the present invention, the case where the configuration of the present invention is applied to the
さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る定着装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Furthermore, since the above description of the embodiments of the present invention describes preferred embodiments of the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention, various technically preferable limitations may be imposed. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments unless specifically described to limit the present invention. That is, the above-described components in the embodiment of the present invention can be appropriately replaced with existing components and the like, and various variations including combinations with other existing components are possible. The description of the embodiment of the present invention described above does not limit the contents of the invention described in the claims.
1 カラープリンター(画像形成装置)
30 定着装置
41 定着ベルト
43 定着ローラー
44 加圧ローラー(加圧部材)
45 寄り止め部材
46 コイルばね(付勢部材)
58 定着ニップ
61 止め輪
1 Color printer (image forming device)
30
45 Locking
58 Fixing nip 61 Retaining ring
Claims (3)
前記定着ベルトの端面の前記回転軸の軸方向外側で前記端面に対向し、前記回転軸に沿ってスライド可能に設けられると共に接地されている導電性の寄り止め部材と、
該寄り止め部材を前記定着ベルトの端面の方向に付勢して該端面に常に当接させる付勢部材と、を備え、
前記回転軸は金属製であり、
前記寄り止め部材は、前記回転軸を介して接地されていることを特徴とする定着装置。 An endless fixing belt heated by a heat source, a fixing roller provided inside the fixing belt so as to be rotatable about a rotation axis, and a pressure member that rotates in pressure contact with the fixing roller via the fixing belt A fixing device that forms a fixing nip between the fixing belt and the pressure member,
A conductive detent member which is opposed to the end surface of the end surface of the fixing belt in the axial direction of the rotating shaft , is slidable along the rotating shaft , and is grounded;
A biasing member that biases the detent member in the direction of the end surface of the fixing belt and always abuts against the end surface ;
The rotating shaft is made of metal;
The fixing device according to claim 1, wherein the stopper member is grounded via the rotating shaft .
前記付勢部材は、前記寄り止め部材と前記止め輪との間に介装されて、前記寄り止め部材を前記止め輪に対して前記定着ベルトの端面の方向に付勢して該端面に当接させることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 Prior Symbol axially outward than the close stop member, provided with a retaining ring provided so as not to slide before Symbol axial direction,
The urging member is interposed between the detent member and the retaining ring, and urges the detent member toward the end surface of the fixing belt against the retaining ring. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is contacted.
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