JP7067110B2 - Fixing device and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、トナー像を用紙に定着する定着装置及び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 for fixing a toner image on paper and an image forming device provided with the fixing device.
画像形成装置においては、像担持体の表面に形成されたトナー像は、用紙に転写された後、定着装置によって加熱及び加圧されて用紙に定着される。 In the image forming apparatus, the toner image formed on the surface of the image carrier is transferred to the paper and then heated and pressurized by the fixing apparatus to be fixed on the paper.
定着装置の定着方式として、定着ベルトをプレスローラーに従動して回転させる摺動定着方式がある。定着ベルトは、押圧パッドによってプレスローラーに押圧されている。定着ベルトが定着動作中(加熱中)に停止してしまうと異常発熱が生じるので、摺動定着方式の定着装置には、安全対策として、定着ベルトの回転の有無を検知する回転検知機構が備えられる。回転検知機構は、定着ベルトの端部に被せられて、定着ベルトと一体に回転するキャップの回転を検知する。定着ベルトとキャップとの間には、摩擦係数の高い弾性部材が介装されて、定着ベルトの回転がキャップに確実に伝達されるようになっている。 As a fixing method of the fixing device, there is a sliding fixing method in which the fixing belt is driven by a press roller to rotate. The fixing belt is pressed against the press roller by the pressing pad. If the fixing belt stops during the fixing operation (during heating), abnormal heat generation will occur. Therefore, as a safety measure, the sliding fixing type fixing device is equipped with a rotation detection mechanism that detects the presence or absence of rotation of the fixing belt. Be done. The rotation detection mechanism covers the end of the fixing belt and detects the rotation of the cap that rotates integrally with the fixing belt. An elastic member having a high coefficient of friction is interposed between the fixing belt and the cap so that the rotation of the fixing belt is surely transmitted to the cap.
一方で、定着ベルトと押圧パッドとの間には、定着ベルトと押圧パッドとの摺動負荷を低減するために、比較的低粘度の潤滑剤が介在されている。この潤滑剤が定着ベルトの内周面から流れ出して弾性部材に付着すると、弾性部材がスリップして、定着ベルトからキャップへの回転の伝達が円滑に行われない虞がある。このため、漏れ出した潤滑剤の流れをコントロールする必要がある。 On the other hand, a lubricant having a relatively low viscosity is interposed between the fixing belt and the pressing pad in order to reduce the sliding load between the fixing belt and the pressing pad. If this lubricant flows out from the inner peripheral surface of the fixing belt and adheres to the elastic member, the elastic member may slip and the rotation from the fixing belt to the cap may not be smoothly transmitted. Therefore, it is necessary to control the flow of the leaked lubricant.
そこで、特許文献1に記載の定着装置は、キャップと弾性部材との間に隙間を設けて潤滑剤の回り込みを防止している。
Therefore, in the fixing device described in
しかしながら、上記特許文献1に記載されている定着装置では、保有できる潤滑剤の量に限界があり、吸油作用の変動によっては、潤滑剤が弾性部材の側に回り込んでしまう虞がある。
However, in the fixing device described in
そこで、本発明は上記事情を考慮し、潤滑剤の漏れ出しによる定着ベルトからキャップへの回転伝達不良を抑制できる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, in consideration of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a fixing device capable of suppressing rotation transmission failure from the fixing belt to the cap due to leakage of the lubricant, and an image forming device provided with the fixing device.
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成する加圧部材と、前記加圧領域において、前記定着ベルトの内周面に潤滑剤を介して接触して該定着ベルトを前記加圧部材に押し当てる押し当て部材と、前記定着ベルトの端部に弾性部材を介して装着されて、前記定着ベルトと一体に回転するキャップ部材と、を備え、前記キャップ部材は、前記定着ベルトの端面が当接する当接部を有し、前記当接部には、前記定着ベルトの端面との当接位置から前記弾性部材に対して離間する方向に向かう前記潤滑剤の流路が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the fixing device of the present invention comprises a rotatable endless fixing belt, a pressure member forming a pressure region between the fixing belt, and the fixing in the pressure region. A pressing member that comes into contact with the inner peripheral surface of the belt via a lubricant and presses the fixing belt against the pressurizing member, and the fixing belt is attached to the end of the fixing belt via an elastic member. The cap member includes a cap member that rotates integrally, and the cap member has a contact portion with which the end face of the fixing belt abuts, and the contact portion has the contact portion from the contact position with the end face of the fixing belt. It is characterized in that a flow path of the lubricant is formed in a direction away from the elastic member.
本発明の定着装置において、前記流路は、前記キャップ部材の径方向に沿って複数個形成され、前記当接部には、前記定着ベルトの端面との当接位置よりも前記弾性部材に対して離間する側に、複数の前記流路に連通する保持溝が形成されていることを特徴としても良い。 In the fixing device of the present invention, a plurality of the flow paths are formed along the radial direction of the cap member, and the contact portion is formed with respect to the elastic member rather than the contact position with the end face of the fixing belt. It may be characterized in that a holding groove communicating with the plurality of said flow paths is formed on the side separated from each other.
本発明の定着装置において、前記流路は、直線状であることを特徴としても良い。 The fixing device of the present invention may be characterized in that the flow path is linear.
本発明の定着装置において、前記流路は、曲線状であることを特徴としても良い。 In the fixing device of the present invention, the flow path may be characterized by having a curved shape.
本発明の画像形成装置は、トナー像を用紙に形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する上記に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is characterized by including an image forming portion for forming a toner image on paper and the fixing apparatus described above for fixing the toner image formed by the image forming portion on paper. And.
本発明によれば、定着ベルトの端部から漏れ出した潤滑剤は流路に流れ込み、弾性部材の側には流れ出さないので、弾性部材に潤滑剤が付着して定着ベルトに対してスリップするような事態が生じない。したがって、定着ベルトの回転を、弾性部材を介してキャップ部材に確実に伝達することができる。 According to the present invention, the lubricant leaking from the end of the fixing belt flows into the flow path and does not flow out to the elastic member side, so that the lubricant adheres to the elastic member and slips against the fixing belt. Such a situation does not occur. Therefore, the rotation of the fixing belt can be reliably transmitted to the cap member via the elastic member.
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画像形成装置及び定着装置について説明する。 Hereinafter, the image forming apparatus and the fixing apparatus according to the embodiment of the present invention 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内部構成を模式的に示す正面図である。以下の説明において、図1の紙面手前側をカラープリンター1の前側(正面側)とする。各図に示すL、Rは、それぞれカラープリンター1の左側、右側を示す。
First, with reference to FIG. 1, the entire configuration of the
カラープリンター1の装置本体には、用紙Sが収容される給紙カセット3と、給紙カセット3から用紙Sを送り出す給紙装置5と、用紙Sにフルカラーのトナー像を形成する画像形成部7と、トナー像を用紙Sに定着する定着装置9と、用紙Sを排出する排紙装置11と、排出された用紙Sが積載される排紙トレイ13と、が設けられている。さらに、装置本体には、給紙装置5から画像形成部7と定着装置9とを通って排紙装置11まで用紙Sが搬送される搬送経路15が形成されている。
The main body of the
次に、定着装置9について、図2~図4を参照して説明する。図2は定着装置を示す断面図、図3は定着装置の端部を示す断面図、図4は定着装置の端部を示す斜視図である。
Next, the
図2に示されるように、定着装置9は、無端状の定着ベルト21と、定着ベルト21を加熱するIHヒーター23と、定着ベルト21との間に加圧領域Nを形成する加圧部材としてのプレスローラー25と、加圧領域Nにおいて定着ベルト21をプレスローラー25に押し付ける押し当て部材としての押圧パッド27と、定着ベルト21の端部に弾性部材29を介して装着されて、定着ベルト21と一体に回転するキャップ部材31(図3及び図4参照)と、キャップ部材31の回転を検知する回転検知機構33(図4参照)と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
定着ベルト21は、所定の内径を有し、用紙Sの幅よりも長い幅を有する無端状ベルトである。定着ベルト21は、可撓性を有する材料で形成され、基材層と、基材層の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。基材層は、Ni等の磁性金属や、CuやAg、Al等の金属を付与したポリイミド樹脂で形成されている。弾性層は、シリコンゴム等で形成されている。離型層は、PFAチューブ等で形成されている。
The
図2及び図3に示されるように、定着ベルト21の中空部には保持部材41が貫通している。保持部材41は、定着ベルト21の幅よりも短い長さを有する四角筒状の部材である。図3に示されるように、保持部材41の両端には、ステー43が嵌合している。ステー43には、フランジ部45と環状溝47とが、それぞれ周方向に沿って形成されている。環状溝47は、フランジ部45よりも定着ベルト21の軸方向の外側に形成されている。フランジ部45には、保持部材41の端部が当接している。両ステー43は、定着装置9のハウジング(図示省略)に支持されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2に示されるように、保持部材41の一方の面には、ベルトガイド51が支持され、他方の面には、押圧パッド27が支持されている。ベルトガイド51は、定着ベルト21の内周面に沿った円弧状の断面形状を有し、バネ性を有する材料で形成されている。ベルトガイド51は、定着ベルト21に張力を与えて、定着ベルト21の回転軌道を安定化させる。押圧パッド27は、定着ベルト21の幅方向に長い、扁平な略直方体状の部材であり、液晶ポリマー等の樹脂で形成されている。押圧パッド27の外周面は摺動シート53で覆われている。摺動シート53は、潤滑剤を介して定着ベルト21の内周面に接触している。潤滑剤は、例えば、フッ素グリスやシリコンオイルなどの、比較的低粘度の潤滑剤である。定着ベルト21が回転すると、摺動シート53は定着ベルト21に対して摺動する。
As shown in FIG. 2, the
IHヒーター23は、コイル部と、コイル部を保持するコイルボビンと、アーチコアと、を有している。IHヒーター23は、定着ベルト21を挟んでベルトガイド51に対向するように配置されている。コイル部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21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21が加熱される。
The
プレスローラー25は、芯金と、芯金の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。弾性層は、シリコンゴム等で形成されている。離型層は、PFAチューブ等で形成されている。
The
プレスローラー25は、定着ベルト21を挟んで押圧パッド27に押圧されている。これにより、プレスローラー25と定着ベルト21との間に加圧領域Nが形成される。プレスローラー25は、駆動源(図示省略)によって駆動されて、図2の時計回り方向に回転する。プレスローラー25が回転すると、定着ベルト21は、プレスローラー25に従動してプレスローラー25の回転方向とは反対の反時計回り方向に回転する。これにより、搬送された用紙Sが加圧領域Nを通過する。
The
キャップ部材31について、図3及び図4と図5も参照して説明する。図5はキャップ部材の端壁を示す正面図である。
The
キャップ部材31は、定着ベルト21の端部に被せられる有底円筒状の樹脂成型品であり、図3に示されるように、円形の端壁61と、端壁61の外周に沿った円筒状の外周壁63と、を有している。端壁61は、定着ベルト21の端面が当接する当接部61aを有している。外周壁63には、定着ベルト21の端部の外周面が所定の隙間を開けて対向している。端壁61の中心には、貫通孔65が開いている。この貫通孔65を通って、保持部材41に嵌合しているステー43が突出している。キャップ部材31は、各ステー43のフランジ部45と、環状溝47に装着されたCリング67との間に回転可能に支持されている。
The
図5に示されるように、端壁61の当接部61aには、複数の流路71と、保持溝73と、が凹状に形成されている。各流路71は、定着ベルト21の端面と当接部61aとの当接位置から、端壁61の中心に向かって、キャップ部材31の径方向に沿って直線状に形成されている。複数の流路71は、端壁61の中心に対して等間隔で配置されている。保持溝73は、端壁61の中心を中心とする円環状に形成されている。各流路71の径方向における内端部は、保持溝73に連通している。一例として、流路71の本数は18個であり、各流路71の深さは0.3mm~0.5mm、幅は0.5mm~1.0mmである。また、保持溝73の深さは0.3mm~0.5mm、幅は0.5mm~1.0mmである。
As shown in FIG. 5, a plurality of
再度図3を参照して、端壁61の外面には、貫通孔65の周囲に沿ってギア77が形成されている。
With reference to FIG. 3 again, a
定着ベルト21の端部の外周面とキャップ部材31の外周壁63との隙間には、弾性部材29が介装されている。すなわち、弾性部材29は、流路71よりも径方向の外側に配置されている。言い換えると、流路71は、定着ベルト21の端面と当接部61aとの当接位置から、弾性部材29に対して離間する方向に延びている。弾性部材29は円筒状の部材であり、シリコンゴム等の摩擦係数の高い材料で形成されている。前述のように定着ベルト21が回転すると、弾性部材29を介して定着ベルト21の回転がキャップ部材31に伝達されるようになっている。
An
図4に示されるように、回転検知機構33は、アイドルギア81と、アイドルギア81の回転によって回転するアクチュエータ83と、アクチュエータ83を検知する光センサー85と、を備えている。アイドルギア81は、キャップ部材31のギア77に噛み合うように、ハウジングに回転可能に支持されている。アクチュエータ83は、アイドルギア81に噛み合うギア部87と、ギア部87から径方向に突出する3つの検知片89と、を有している。3つの検知片89は、ギア部87を中心として等間隔で配置されている。ギア部87が回転することで、検知片89が所定の回転軌道に沿って回転する。光センサー85は、発光部と受光部とを有し、発光部から受光部へ向かう光路を形成する。光センサー85は、発光部と受光部との間をアクチュエータ83の検知片89が通過するように支持されている。
As shown in FIG. 4, the
上記構成を有する定着装置9の定着動作について説明する。まず、プレスローラー25が駆動源によって駆動されて回転し、定着ベルト21は、プレスローラー25の回転方向とは反対の図2の時計回り方向に従動回転する。同時に、IHヒーター23が駆動されて定着ベルト21を加熱する。定着ベルト21は、所定の制御温度(例えば、160℃)となるまで加熱される。このように定着ベルト21が加熱された後、トナー像が転写された用紙Sが、加圧領域Nに搬送される。用紙Sは加圧領域Nを通過時に定着ベルト21によって加熱されると共にプレスローラー25と定着ベルト21とによって加圧されて、トナー像が用紙Sに定着される。トナー像が定着された用紙Sは、加圧領域Nから搬送経路15に沿って搬送される。
The fixing operation of the fixing
また、定着ベルト21が回転すると、弾性部材29を介してキャップ部材31が回転する。すると、キャップ部材31のギア77と噛み合うアイドルギア81を介してアクチュエータ83が回転し、光センサー85の発光部と受光部との間を検知片89が通過し、光路を遮断又は復活させる。これにより、光センサー85がアクチュエータ83の回転を検知し、定着ベルト21が正常に回転していると判定される。
Further, when the fixing
前記の定着動作において、押圧パッド27(摺動シート53)の外周面には潤滑剤が塗布されているので、定着ベルト21の押圧パッド27に対する摺動負荷が低減され、定着ベルト21は円滑に回転する。一方、定着ベルト21の回転時に、定着ベルト21の端面は、キャップ部材31の端壁61の当接部61aに当接する。この際、押圧パッド27から定着ベルト21の内周面に付着した潤滑剤が、定着ベルト21の端面から端壁61の当接部61aに漏れ出す場合がある。漏れ出した潤滑剤は、毛細管現象によって当接部61aの各流路71に誘導され、さらに、各流路71内を保持溝73に向かって移動し、保持溝73に貯留される。なお、定着ベルト21の回転時に、各流路71を流れる潤滑剤には、径方向の外方向への遠心力がかかるが、毛細管現象による潤滑剤の移動力が遠心力による移動力よりも大きいので、潤滑剤は流路71内を保持溝73に向かって移動する。
In the fixing operation, since the lubricant is applied to the outer peripheral surface of the pressing pad 27 (sliding sheet 53), the sliding load on the
上記説明したように本発明の定着装置9によれば、定着ベルト21の端部から漏れ出した潤滑剤は、毛細管現象によって各流路71に誘導され、各流路71に沿って保持溝73に向かって移動し、保持溝73に貯留される。すなわち、潤滑剤が弾性部材29の側には流れ出さないので、弾性部材29に潤滑剤が付着して定着ベルト21に対してスリップするような事態が生じない。したがって、定着ベルト21の回転を、弾性部材29を介してキャップ部材31に確実に伝達できるので、回転検知機構33によって定着ベルト21の回転を正確に検知できる。このように潤滑剤の漏れによる定着ベルト21の回転不良を防止できるので、潤滑剤の粘性や量の選択幅が広がり、定着トルク(定着ベルト21の摺動負荷)をより低減することが可能となる。
As described above, according to the
なお、保持溝73は必ずしも設ける必要はないが、保持溝73を設けることで、漏れ出した潤滑剤の保持量が増えるので、保持溝73を設けることが好ましい。
Although it is not always necessary to provide the holding
また、漏れ出した潤滑剤は毛細管現象によって各流路71に誘導され、さらに、保持溝73に向かって移動するので、漏れ出した潤滑剤を自動的に保持溝73に誘導して貯留させることができる。また、流路71が直線状であるので、潤滑剤が移動しやすいという効果を得られる。
Further, since the leaked lubricant is guided to each
また、キャップ部材31は樹脂成型品であり、流路71と保持溝73とは、双方ともキャップ部材31の端壁61の当接部61aに形成されているので、金型の構成を簡易にでき、量産性に優れている。特に、流路71が直線状であるので、金型の構成をより簡易にできる。
Further, the
次に、図6及び図7を参照して、流路71の変形例について説明する。図6及び図7は、流路の第1の変形例と第2の変形例とを示す正面図である。
Next, a modification of the
図6に示す第1の変形例においては、流路71が、径方向外側から内側に向かって円弧状に湾曲している。図7に示す第2の変形例においては、流路71が、径方向外側から内側に向かってS字状に湾曲している。
In the first modification shown in FIG. 6, the
このように流路71を湾曲させることで、流路71の長さを増やすことができ、流路71に保持される潤滑剤の量を増やすことができる。
By bending 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。 Further, since the above-described description of the embodiment of the present invention describes a preferred embodiment of the fixing device and the image forming device according to the present invention, there may be various technically preferable limitations. However, the technical scope of the present invention is not limited to these aspects unless otherwise specified to limit the present invention. That is, the components in the above-described 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 content of the invention described in the claims.
1 プリンター(画像形成装置)
7 画像形成部
9 定着装置
21 定着ベルト
25 プレスローラー(加圧部材)
27 押圧パッド(押し当て部材)
29 弾性部材
31 キャップ部材
61a 当接部
71 流路
73 保持溝
1 Printer (image forming device)
7
27 Pressing pad (pressing member)
29
Claims (5)
前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成する加圧部材と、
前記加圧領域において、前記定着ベルトの内周面に潤滑剤を介して接触して該定着ベルトを前記加圧部材に押し当てる押し当て部材と、
前記定着ベルトの端部に弾性部材を介して装着されて、前記定着ベルトと一体に回転するキャップ部材と、を備え、
前記キャップ部材は、前記定着ベルトの端面が当接する当接部を有し、
前記当接部には、前記定着ベルトの端面との当接位置から前記弾性部材に対して離間する方向に向かう前記潤滑剤の流路が形成され、
前記流路は、前記キャップ部材の径方向に沿って複数個形成され、
前記当接部には、前記定着ベルトの端面との当接位置よりも前記弾性部材に対して離間する側に、複数の前記流路に連通する保持溝が形成されていることを特徴とする定着装置。 With a rotatable endless fixing belt and
A pressure member forming a pressure region between the fixing belt and the fixing belt,
In the pressurizing region, a pressing member that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt via a lubricant and presses the fixing belt against the pressurizing member.
A cap member, which is attached to the end of the fixing belt via an elastic member and rotates integrally with the fixing belt, is provided.
The cap member has a contact portion with which the end face of the fixing belt abuts.
A flow path of the lubricant is formed in the contact portion in a direction away from the elastic member from the contact position with the end surface of the fixing belt.
A plurality of the flow paths are formed along the radial direction of the cap member.
The contact portion is characterized in that a holding groove communicating with a plurality of the flow paths is formed on a side separated from the elastic member from the contact position with the end surface of the fixing belt. Fixing device.
前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成する加圧部材と、 A pressure member forming a pressure region between the fixing belt and the fixing belt,
前記加圧領域において、前記定着ベルトの内周面に潤滑剤を介して接触して該定着ベルトを前記加圧部材に押し当てる押し当て部材と、 In the pressure region, a pressing member that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt via a lubricant and presses the fixing belt against the pressure member.
前記定着ベルトの端部に弾性部材を介して装着されて、前記定着ベルトと一体に回転するキャップ部材と、を備え、 A cap member, which is attached to the end of the fixing belt via an elastic member and rotates integrally with the fixing belt, is provided.
前記キャップ部材は、前記定着ベルトの端面が当接する当接部を有し、 The cap member has a contact portion with which the end face of the fixing belt abuts.
前記当接部には、前記定着ベルトの端面との当接位置から前記弾性部材に対して離間する方向に向かう前記潤滑剤の流路が形成され、 A flow path of the lubricant is formed in the contact portion in a direction away from the elastic member from the contact position with the end surface of the fixing belt.
前記流路は、曲線状であることを特徴とする定着装置。The fixing device characterized in that the flow path has a curved shape.
前記画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する請求項1~4のいずれか1項に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
An image forming part that forms a toner image on paper,
An image forming apparatus comprising the fixing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the toner image formed by the image forming portion is fixed on paper.
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