JP2024130192A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】装置重量やコストを増加させることなく、筐体フレームの安定化が可能な定着装置を提供する。【解決手段】画像形成装置に装着可能な定着装置9であって、筐体フレームと、回転可能な無端状の定着ベルト20と、定着ベルト20を加熱するヒータ22と、ヒータホルダ23と、定着ベルト20の内側に配設されヒータホルダ23を支持するステー24と、定着ベルト20とニップ部Nを形成する加圧ローラ21と、ニップ部Nに記録媒体Pを案内する案内板部材26と、ニップ部Nを通過した記録媒体Pを定着ベルト20から分離させる分離板部材25と、を備え、筐体フレームは、加圧ローラ21側に配置される支持板部材29と、支持板部材29の長手方向両端側に配置される一対の側板部材28と、を有し、一対の側板部材28が、定着ベルト20側において、分離板部材25、案内板部材26及びステー24の少なくともいずれかにより保持される。【選択図】図5[Problem] To provide a fixing device capable of stabilizing a housing frame without increasing the weight or cost of the device. [Solution] A fixing device 9 that can be installed in an image forming device includes a housing frame, a rotatable endless fixing belt 20, a heater 22 for heating the fixing belt 20, a heater holder 23, a stay 24 disposed inside the fixing belt 20 and supporting the heater holder 23, a pressure roller 21 forming a nip portion N with the fixing belt 20, a guide plate member 26 for guiding a recording medium P to the nip portion N, and a separation plate member 25 for separating the recording medium P that has passed through the nip portion N from the fixing belt 20. The housing frame has a support plate member 29 disposed on the pressure roller 21 side, and a pair of side plate members 28 disposed on both ends of the support plate member 29 in the longitudinal direction, and the pair of side plate members 28 are held by at least one of the separation plate member 25, the guide plate member 26, and the stay 24 on the fixing belt 20 side. [Selected Figure] Figure 5
Description
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming device.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより画像が形成され、画像転写方式又は直接方式により未定着トナー画像が記録媒体(例えば、用紙等)に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、加熱手段を備え、記録媒体に形成されたトナー像を定着部材と加圧ローラとの間のニップ部において加熱及び加圧し、定着処理を実行するものが知られている。 In image forming devices such as copiers, printers, and facsimiles, images are formed by image forming processes such as electrophotographic recording, electrostatic recording, and magnetic recording, and an unfixed toner image is formed on a recording medium (such as paper) by an image transfer method or a direct method. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a fixing device equipped with a heating means is known that heats and pressurizes the toner image formed on the recording medium in the nip between the fixing member and the pressure roller to perform the fixing process.
電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、省エネルギーの観点から、定着部材として低熱容量の薄肉ベルト部材(定着ベルト)が用いられており、例えば、定着ベルトの内面に配設された加熱体と加圧ローラとの間に定着ベルトを介してニップ部を形成させる構成が知られている。 From the viewpoint of energy saving, a thin belt member (fixing belt) with low thermal capacity is used as the fixing member in the fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus. For example, a configuration is known in which a nip is formed between a heating element arranged on the inner surface of the fixing belt and a pressure roller via the fixing belt.
定着装置において、筐体フレームの安定性や構成部材の位置精度が求められる。しかしながら、加熱手段を備える定着装置においては、各構成部材の熱膨張率の違い等に起因して、構成部材間の位置決め精度が低下するおそれがある。
これに対し、特許文献1には、加熱部材と保持部材とを加熱部材の長手方向に位置決めする第1の位置決め部と、保持部材と装置フレームとを加熱部材の長手方向に位置決めする第2の位置決め部と、装置フレームと画像形成装置本体とを加熱部材の長手方向に位置決めする第3の位置決め部と、を備え、第1の位置決め部と第2の位置決め部、又は第1の位置決め部と第3の位置決め部とが、加熱部材の長手方向における発熱部の中央部を基準に同じ側に設けられている構成が開示されている。
In a fixing device, stability of the housing frame and positional accuracy of the components are required. However, in a fixing device equipped with a heating unit, the positioning accuracy between the components may decrease due to differences in the thermal expansion coefficients of the components.
In response to this, Patent Document 1 discloses a configuration that includes a first positioning portion that positions the heating member and the holding member in the longitudinal direction of the heating member, a second positioning portion that positions the holding member and the device frame in the longitudinal direction of the heating member, and a third positioning portion that positions the device frame and the image forming device main body in the longitudinal direction of the heating member, and the first positioning portion and the second positioning portion, or the first positioning portion and the third positioning portion, are provided on the same side based on the center of the heat generating portion in the longitudinal direction of the heating member.
特許文献1の構成によれば、加熱装置を備える定着装置において、加熱部材と保持部材と筐体フレームとの相対的な位置精度を向上させることが可能となる。
しかしながら、定着装置の筐体フレームとして、一対の側壁部と前壁部からなる第1のフレームと、後壁部から成る第2のフレームとを備えているため、装置の大型化、装置重量の増大、部品コストの増加をまねくといった課題がある。
一方で、装置内に配置された構成部材を安定して保持するために、筐体フレームの安定化は必須となる。
According to the configuration of JP-A-2003-133999, in a fixing device including a heating device, it is possible to improve the relative positional accuracy of the heating member, the holding member, and the housing frame.
However, since the housing frame of the fixing device has a first frame consisting of a pair of side walls and a front wall, and a second frame consisting of a rear wall, there are issues such as an increase in the size of the device, an increase in the weight of the device, and an increase in parts costs.
On the other hand, in order to stably hold the components arranged inside the device, it is essential to stabilize the housing frame.
そこで本発明は、装置重量やコストを増加させることなく、筐体フレームの安定化が可能な定着装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a fixing device that can stabilize the housing frame without increasing the weight or cost of the device.
上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、画像形成装置に装着可能な定着装置であって、筐体フレームと、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱するヒータと、前記ヒータを保持するヒータホルダと、前記定着ベルトの内側に配設され前記ヒータホルダを支持するステーと、前記定着ベルトとニップ部を形成する加圧ローラと、前記ニップ部に記録媒体を案内する案内板部材と、前記ニップ部を通過した前記記録媒体を前記定着ベルトから分離させる分離板部材と、を備え、前記筐体フレームは、前記加圧ローラ側に配置される支持板部材と、前記支持板部材の長手方向両端側に配置される一対の側板部材と、を有し、前記一対の側板部材が、前記定着ベルト側において、前記分離板部材、前記案内板部材及び前記ステーの少なくともいずれかにより保持されることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the fixing device of the present invention is a fixing device that can be attached to an image forming device, and includes a housing frame, a rotatable endless fixing belt, a heater that heats the fixing belt, a heater holder that holds the heater, a stay that is arranged inside the fixing belt and supports the heater holder, a pressure roller that forms a nip with the fixing belt, a guide plate member that guides a recording medium to the nip, and a separation plate member that separates the recording medium that has passed through the nip from the fixing belt, and the housing frame has a support plate member that is arranged on the pressure roller side, and a pair of side plate members that are arranged on both ends of the support plate member in the longitudinal direction, and the pair of side plate members are held on the fixing belt side by at least one of the separation plate member, the guide plate member, and the stay.
本発明によれば、装置重量やコストを増加させることなく、筐体フレームの安定化が可能な定着装置を提供することができる。 The present invention provides a fixing device that can stabilize the housing frame without increasing the weight or cost of the device.
以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
また、各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材及び構成部品など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。
The fixing device and image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiment, and can be modified, added, modified, deleted, or otherwise changed within the scope of what a person skilled in the art can imagine. Any embodiment is within the scope of the present invention as long as it achieves the functions and effects of the present invention.
In addition, in each drawing, components such as members and components having the same function or shape are denoted by the same reference numerals as far as they can be distinguished, and the description thereof will be omitted after it has been described once.
図1は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
ここで、本明細書中における「画像形成装置」には、プリンタ、複写機、ファクシミリ、印刷機、又は、これらのうちの二つ以上を組み合わせた複合機などが含まれる。また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字及び図形などの意味を持つ画像を形成するだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を形成することも意味する。
まず、図1を参照して、本実施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。
FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
In this specification, the term "image forming apparatus" includes a printer, a copier, a facsimile, a printing machine, or a multifunction machine that combines two or more of these. Furthermore, in the following description, "image formation" refers not only to forming meaningful images such as characters and figures, but also to forming meaningless images such as patterns.
First, the overall configuration and operation of an image forming apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG.
図1に示す画像形成装置100は、画像形成装置本体に対して着脱可能な4つの作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkを備えている。各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック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。これらの色の現像剤は、カラー画像の色分解成分に対応する。各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、像担持体としてのドラム状の感光体2と、帯電装置3と、現像装置4と、クリーニング装置5とを備えている。帯電装置3は感光体2の表面を帯電する。現像装置4は、感光体2の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する。クリーニング装置5は感光体2の表面をクリーニングする。
The
また、画像形成装置100は、露光装置6と、給紙装置7と、転写装置8と、加熱装置としての定着装置9と、排紙装置10とを備えている。
露光装置6は、各感光体2の表面を露光し、その表面に静電潜像を形成する。給紙装置7は、記録媒体(以下、「用紙」ともいう)Pを用紙搬送路14に供給する。転写装置8は各感光体2に形成されたトナー画像を用紙Pに転写する。定着装置9は用紙Pに転写されたトナー画像を用紙P表面に定着させる。排紙装置10は用紙Pを装置外に排出する。各作像ユニット1、感光体2、帯電装置3、露光装置6、転写装置8などは、用紙に画像を形成するための画像形成手段を構成している。
The
The
また、画像形成装置100は、定着装置9が着脱可能に配設される定着装置設置フレーム105を備えている。
定着装置設置フレーム105は、搭載された定着装置9を位置決めするための構造を有している。位置決めの具体的態様については後述する。
The
The fixing
転写装置8は、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト11と、一次転写部材としての4つの一次転写ローラ12と、二次転写部材としての二次転写ローラ13とを有している。中間転写ベルト11は複数のローラによって張架されている。一次転写ローラ12は各感光体2上のトナー画像を中間転写ベルト11へ転写する。二次転写ローラ13は中間転写ベルト11上に転写されたトナー画像を用紙Pへ転写する。複数の一次転写ローラ12は、それぞれ、中間転写ベルト11を介して感光体2に接触している。これにより、中間転写ベルト11と各感光体2とが互いに接触し、これらの間に一次転写ニップが形成される。一方、二次転写ローラ13は、中間転写ベルト11を介して中間転写ベルト11を張架するローラの1つに接触している。これにより、二次転写ローラ13と中間転写ベルト11との間には二次転写ニップが形成されている。
The
また、用紙搬送路14における給紙装置7から二次転写ニップ(二次転写ローラ13)に至るまでの途中には、一対のタイミングローラ15が設けられている。
A pair of timing
次に、図1を参照して上記画像形成装置の印刷動作について説明する。
印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkにおいては、感光体2が図1の時計回りに回転駆動され、帯電装置3によって感光体2の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置6が各感光体2の表面を露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置4からトナーが供給され、各感光体2上にトナー画像が形成される。
Next, the printing operation of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.
When an instruction to start a printing operation is given, in each of the
各感光体2上に形成されたトナー画像は、各感光体2の回転に伴って回転し、一次転写ニップ(一次転写ローラ12の位置)に達する。そしてトナー画像は、図1の反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト11に順次重なり合うように転写される。そして、中間転写ベルト11上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト11の回転に伴って二次転写ニップ(二次転写ローラ13の位置)へ搬送される。トナー画像は、二次転写ニップにおいて搬送されてきた用紙Pに転写される。この用紙Pは、給紙装置7から供給されたものである。給紙装置7から供給された用紙Pは、タイミングローラ15によって一旦停止された後、中間転写ベルト11上のトナー画像が二次転写ニップに至るタイミングに合わせて二次転写ニップへ搬送される。かくして、用紙P上にフルカラーのトナー画像が担持される。また、トナー画像が転写された後、各感光体2上に残留するトナーは各クリーニング装置5によって除去される。
The toner images formed on each
トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置9へと搬送され、定着装置9によって用紙Pにトナー画像が定着される。その後、用紙Pは排紙装置10によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。
The paper P with the transferred toner image is transported to the
なお、画像が形成される記録媒体としては、用紙P(普通紙)の他、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、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。 The recording media on which the image is formed include paper P (plain paper), as well as cardboard, postcards, envelopes, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, overhead projector sheets, plastic film, prepreg, copper foil, etc.
続いて、本発明が適用される定着装置の構成の一例について説明する。
図2に示すように、本実施形態に係る定着装置9は、画像形成装置100に装着可能な定着装置9であって、筐体フレームと、定着部材としての回転可能な無端状の定着ベルト20と、定着ベルト20を加熱するヒータ22と、ヒータ22を保持するヒータホルダ23と、定着ベルト20の内側に配設されヒータホルダ23を支持するステー24と、定着ベルト20とニップ部Nを形成する加圧ローラ21と、ニップ部Nに記録媒体(用紙P)を案内する案内板部材26と、ニップ部Nを通過した記録媒体(用紙P)を定着ベルト20から分離させる分離板部材25と、を備えている。
Next, an example of the configuration of a fixing device to which the present invention is applied will be described.
As shown in FIG. 2, the fixing
加熱装置19は、加熱部材としての面状のヒータ22と、ヒータ22を保持する保持部材としてのヒータホルダ23と、ヒータホルダ23を長手方向に渡って補強する補強部材としてのステー24等で構成されている。
The
図2の紙面に直交する方向は定着ベルト20、加圧ローラ21、ヒータ22、ヒータホルダ23、ステー24、分離板部材25、及び案内板部材26等の長手方向であり、以下、この方向を単に長手方向と呼ぶ。なお、この長手方向は搬送される用紙Pの幅方向、定着ベルト20のベルト幅方向、そして、加圧ローラ21の軸方向でもある。
2 is the longitudinal direction of the fixing
定着ベルト20は、例えば外径が25mmで厚みが40~120μmのポリイミド(PI)製の筒状基体を有している。定着ベルト20の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、PFAやPTFE等のフッ素系樹脂による厚みが5~50μmの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ50~500μmのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト20の基体はポリイミドに限らず、PEEKなどの耐熱性樹脂やニッケル(Ni)、SUSなどの金属基体であってもよい。定着ベルト20の内周面に摺動層としてポリイミドやPTFEなどをコートしてもよい。
The fixing
加圧ローラ21は、例えば外径が25mmであり、中実の鉄製芯金21aと、この芯金21aの表面に形成された弾性層21bと、弾性層21bの外側に形成された離型層21cとで構成されている。弾性層21bはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば3.5mmである。弾性層21bの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば40μm程度のフッ素樹脂層による離型層21cを形成するのが望ましい。
The
加圧ローラ21が付勢手段によって定着ベルト20側へ付勢されることで、加圧ローラ21は定着ベルト20を介してヒータ22に圧接される。これにより、定着ベルト20と加圧ローラ21との間にニップ部Nが形成される。また、加圧ローラ21は駆動手段によって回転駆動されるように構成されており、加圧ローラ21が図2の矢印方向に回転すると、これに伴って定着ベルト20が従動回転する。
The
ヒータ22は、定着ベルト20の幅方向に渡って長手状に設けられ、定着ベルト20の内周面に接触するように配置されている。ヒータ22は、定着ベルト20に対して非接触、あるいは低摩擦シートなどを介して間接的に接触する場合であってもよいが、ヒータ22を定着ベルト20に対して直接接触させる方が定着ベルト20への熱伝達効率がよくなる。また、ヒータ22を定着ベルト20の外周面に接触させることもできるが、定着ベルト20の外周面がヒータ22との接触により傷付くと定着品質が低下する虞があるため、ヒータ22は定着ベルト20の内周面に接触している方がよい。
The
ヒータホルダ23及びステー24は、定着ベルト20の内周側に配置されている。ステー24は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置9の両側壁部に支持されている。ステー24によってヒータホルダ23のヒータ22側とは反対側の面が支持されていることで、ヒータ22及びヒータホルダ23は加圧ローラ21の加圧力に対して大きく撓むことなく保たれ、定着ベルト20と加圧ローラ21との間にニップ部Nが形成される。
The
ヒータホルダ23は、ヒータ22の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ヒータホルダ23をLCPやPEEKなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ22からヒータホルダ23への伝熱が抑制され効率的に定着ベルト20を加熱することが可能である。
The
印刷動作が開始されると、加圧ローラ21が回転駆動され、定着ベルト20が従動回転を開始する。また、ヒータ22に電力が供給されることで、定着ベルト20が加熱される。そして、定着ベルト20の温度が所定の目標温度(定着温度)に到達した状態で、図2に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Pが、案内板部材26に案内されて定着ベルト20と加圧ローラ21との間(ニップ部N)に搬送されることで、未定着トナー画像が加熱及び加圧されて用紙Pに定着される。定着された用紙Pは、分離板部材25により定着ベルト20及び加圧ローラ21から分離される。
When the printing operation is started, the
本実施形態に係る定着装置が備える加熱装置を図3及び図4に示す。
図3は加熱装置19の斜視図、図4は分解斜視図である。
図3に示すように、ヒータホルダ23の定着ベルト20側(ニップ部N側)の面には、ヒータ22を収容するための矩形の収容凹部23aが設けられている。ヒータ22は、その収容凹部23a内に収容された状態で、後述のコネクタによってヒータホルダ23と一緒に挟まれることで保持される。
The heating device provided in the fixing device according to this embodiment is shown in FIG. 3 and FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the
3, a
一対のフランジ部材32は、定着ベルト20の内周に挿入されて定着ベルト20を支持するC字状のベルト支持部32bと、定着ベルト20の端面に接触してベルト幅方向の移動(片寄り)を規制するフランジ状のベルト規制部32cと、ヒータホルダ23及びステー24の両端部側が挿入されてこれらを支持する支持凹部32dと、を有している。
The pair of
また、フランジ部材32には、定着ベルト20の加圧ローラ21に対する接離方向に延在するガイド溝32aが設けられている。
ガイド溝32aは、定着装置9の筐体フレームを構成する一対の側板部材28が係合する。
側板部材28をガイド溝32aに沿って進入させることにより、加熱装置19が定着装置9の筐体フレームに対して組み付けられる。側板部材28がガイド溝32a内を相対移動することにより、定着ベルト20は加圧ローラ21に対する接離方向へ移動可能に構成される。
Further, the
A pair of
The
ステー24の長手方向両端部には、ヒータホルダ23側に突出する嵌合部24aが設けられている。嵌合部24aは、側板部材28の被嵌合部であるステー嵌合部28bと嵌合する。
嵌合部24aとガイド溝32aは、図中破線の矢印で示す側板部材28の進入方向に沿った同一直線上に配置される。
The
The
ステー24の嵌合部24aと側板部材28のステー嵌合部28bとが嵌合することにより、相対位置が位置決めされるとともに、一対の側板部材28の離間距離(長手方向の距離)が規定される。
このようにステー24により側板部材28が支持されることにより、定着装置9の筐体フレームが安定する。
The
Since the
ステー24の嵌合部24aの凹部の幅は、側板部材28のステー嵌合部28bと嵌合可能な幅であればよく、側板部材28の厚みに応じて適宜選択することができる。
The width of the recess in the
ステー24は、その剛性を確保するため、ステンレス、SECC(電気亜鉛めっき鋼板)などの鉄系金属材料によって形成されることが好ましい。
To ensure the rigidity of the
図5は本実施形態に係る定着装置の側面図、図6(A)は本実施形態に係る定着装置の斜視図である。
図6(B)及び(C)は定着装置9の筐体フレームの模式図であり、図6(B)は本実施形態の定着装置の構成を示し、図6(C)は従来の定着装置の構成を示している。
FIG. 5 is a side view of the fixing device according to the present embodiment, and FIG. 6A is a perspective view of the fixing device according to the present embodiment.
6B and 6C are schematic diagrams of the housing frame of the fixing
本実施形態の定着装置の筐体フレームは、加圧ローラ21側に配置される支持板部材29と、支持板部材29の長手方向両端側に配置される一対の側板部材28と、を有している。側板部材28に設けられた支持板嵌合突起28dが、支持板部材29に設けられた嵌合孔29bに嵌合することで、側板部材28と支持板部材29とが組み付けられる。
The housing frame of the fixing device in this embodiment has a
側板部材28には、加圧ローラ21の回転軸を支持する軸受28cが設けられている。加圧ローラ21は、その回転軸の両端部がそれぞれ軸受28cに装着されることで、側板部材28によって回転可能に支持される。
The
側板部材28は、加圧ローラ21を支持する開口を有する略コの字形状であり、略コの字形状の2辺が、先端に向かって幅が漸次小さくなる突端部28aを有している。
突端部28aは、略コの字形状の2辺と、左右一対の側板部材28にそれぞれ2つ設けられており、筐体フレーム全体として4つの突端部28aを有している。
The
The protruding ends 28a are provided on two sides of the substantially U-shaped configuration, and two are provided on each of the pair of left and right
加圧ローラ21の回転軸の一端部側には、駆動伝達部材としての駆動伝達ギヤ31が設けられている。駆動伝達ギヤ31は、加圧ローラ21が側板部材28に支持された状態で、側板部材28よりも外側に露出した状態で配置される。これにより、定着装置9が画像形成装置100に搭載(定着装置設置フレーム105に設置)された際、駆動伝達ギヤ31が画像形成装置に設けられているギヤと連結し、駆動源からの駆動力を伝達可能な状態となる。
A drive transmission gear 31 is provided as a drive transmission member on one end side of the rotation shaft of the
定着ベルト20は、フランジ部材32によって、非回転状態では基本的に周方向の張力が付与されない状態、いわゆるフリーベルト方式で支持されている。
The fixing
各フランジ部材32と支持板部材29との間には、図示しない付勢部材としての一対のバネが設けられている。各バネによってフランジ部材32が加圧ローラ21側に付勢されることで、定着ベルト20が加圧ローラ21に押し当てられ、定着ベルト20と加圧ローラ21との間にニップ部Nが形成される。
A pair of springs (not shown) are provided between each
一対の側板部材28は、定着ベルト20側において、分離板部材25、案内板部材26及びステー24の少なくともいずれかにより保持される。
分離板部材25、案内板部材26及びステー24から選ばれる2つ以上で保持されることが好ましい。2つの組み合わせとしては、分離板部材25及び案内板部材26であることが好ましい。
The pair of
It is preferable that the support be held by two or more members selected from the
図6(C)に示すように、従来の定着装置では、筐体フレームを構成する部材として定着ステー40を備えている。定着ステー40は、支持板部材29とともに側板部材28を位置決め固定し、筐体フレームを安定させている。
As shown in FIG. 6C, the conventional fixing device includes a fixing stay 40 as a member that constitutes the housing frame. The fixing stay 40, together with the
これに対し、本発明に係る図6(B)に示す定着装置では、既存の構成部材である分離板部材25、案内板部材26及び図示しないステー24の少なくともいずれかにより側板部材28の位置決め固定が可能であるため、筐体フレームの長手方向の一方を構成する大型の部材である定着ステー40を省略することができ、定着装置9の軽量化と部品コストの低減を実現しつつ、筐体フレームを安定させることができる。筐体フレームを安定させることで、内部に配設された構成部材の落下や脱落も防止することができる。
In contrast, in the fixing device according to the present invention shown in FIG. 6(B), the
分離板部材25により側板部材28が保持される態様は、次のとおりである。
分離板部材25の長手方向両端部及び側板部材28のいずれか一方が係合部を有し、他方が被係合部を有し、被係合部と係合部とが係合することにより相対位置が位置決めされ、一対の側板部材28の離間距離が規定される。
係合の態様としては、嵌合及び締結が含まれる。
The
Either one of the longitudinal ends of the
The manner of engagement includes fitting and fastening.
側板部材28が定着ベルト20の上方に配置されている分離板部材25に保持されることにより、一対の側板部材28の上側の離間距離が規定される。
また、加圧ローラ21側における離間距離は支持板部材29によって規定されているため、定着ベルト20側に配置されている分離板部材25によって定着ベルト20側の離間距離が規定されることにより、定着装置9の筐体フレームが安定した状態となる。
The
In addition, since the separation distance on the
案内板部材26により側板部材28が保持される態様は、次のとおりである。
案内板部材26の長手方向両端部及び側板部材28のいずれか一方が係合部を有し、他方が被係合部を有し、被係合部に係合部が係合することにより相対位置が位置決めされ、一対の側板部材28の離間距離が規定される。
係合の態様としては、嵌合及び締結が含まれる。
The
Either one of the longitudinal ends of the
The manner of engagement includes fitting and fastening.
側板部材28が定着ベルト20の下方に配置されている案内板部材26に保持されることにより、一対の側板部材28の下側の離間距離が規定される。
また、加圧ローラ21側における離間距離は支持板部材29によって規定されているため、定着ベルト20側に配置されている案内板部材26によって定着ベルト20側の離間距離が規定されることにより、定着装置9の筐体フレームが安定した状態となる。
The
In addition, since the separation distance on the
ステー24により側板部材28が保持される態様は、次のとおりである。
ステー24の長手方向端部及び側板部材28のいずれか一方が嵌合部を有し、他方が被嵌合部を有し、被嵌合部に前記嵌合部が嵌合することにより相対位置が位置決めされ、一対の側板部材28の離間距離が規定される。
例えば、図3及び図4に示したように、ステー24の長手方向両端部の嵌合部24aが、側板部材28の被嵌合部であるステー嵌合部28bと嵌合する態様が挙げられる。
The
Either the longitudinal end of the
For example, as shown in FIGS. 3 and 4, the
加圧ローラ21側における離間距離は支持板部材29によって規定されているため、定着ベルト20側に配置されているステー24によって定着ベルト20側の離間距離が規定されることにより、定着装置9の筐体フレームが安定した状態となる。
The distance on the
側板部材28を保持する分離板部材25、案内板部材26及びステー24は、寸法安定性、強度及び熱膨張の観点から、金属製の部材であることが好ましい。
The
また、分離板部材25側板部材28との係合、及び案内板部材26と側板部材28との係合において、係合部と被係合部の組み合わせを、複数有することが好ましい。
また、係合部と被係合部の複数の異なる組み合わせを有することが好ましい。
In addition, in the engagement between the
It is also preferable to have a plurality of different combinations of engaging portions and engaged portions.
係合部と被係合部の組み合わせとして、例えば、分離板部材25により一対の側板部材28の離間距離が規定される組み合わせと、側板部材28と分離板部材25の相対位置が位置決めされることにより分離板部材25と定着ベルト20との離間距離が規定される組み合わせと、をそれぞれ備えていることが好ましい。
As a combination of an engaging portion and an engaged portion, it is preferable to provide, for example, a combination in which the separation distance between a pair of
同様に、案内板部材26により一対の側板部材28の離間距離が規定される組み合わせと、案内板部材26と定着ベルト20との離間距離が規定される組み合わせと、をそれぞれ備えていることが好ましい。
Similarly, it is preferable to have a combination in which the
図7~図11は、分離板部材25が側板部材28を保持する例を示す説明図である。
なお、図7~図11では分離板部材25による保持の例を示しているが、案内板部材26についても同様の構成とすることができる。
図中、一対の側板部材28のうち、左側の側板部材を28(L)、右側の側板部材を28(R)で示している。
7 to 11 are explanatory diagrams showing examples in which the
Although an example of holding by the
In the drawing, of the pair of
(第1の実施形態)
図7に示すように、分離板部材25の長手方向両端部は、側板部材28と対向する屈曲面を有している。この屈曲面には係合部としてのネジ穴301が設けられている。一方、側板部材28の所定位置には、被係合部としてのネジ穴201が設けられている。
分離板部材25のネジ穴301と、側板部材28のネジ穴201に、外側からネジ部材を挿通し、分離板部材25と側板部材28とを締結する。
First Embodiment
7, both longitudinal ends of the
Screw members are inserted from the outside through the screw holes 301 of the
これにより、一対の側板部材28の離間距離が分離板部材25の長さに規定される。
また、分離板部材25は側板部材28に対して位置決めされるため、定着ベルト20との離間距離が規定される。
なお、図7では一つの係合箇所にネジ穴が2つ設けられているが、ネジ穴の数はこれに限定されない。
As a result, the distance between the pair of
In addition, since the
In addition, in FIG. 7, two screw holes are provided at one engagement point, but the number of screw holes is not limited to this.
(第2の実施形態)
図8に示すように、分離板部材25の長手方向両端部は、側板部材28と対向する屈曲面を有している。この屈曲面には係合部としてのネジ穴301と、2つのボス(凸状部)302が設けられている。一方、側板部材28の所定位置には、被係合部としてのネジ穴201と、ボス302が嵌合する嵌合穴202が設けられている。
分離板部材25のボス302と、側板部材28の嵌合穴202を嵌合させるとともに、分離板部材25のネジ穴301と側板部材28のネジ穴201に外側からネジ部材を挿通し、分離板部材25と側板部材28とを締結する。
Second Embodiment
8, both longitudinal ends of the
The
本実施形態では、分離板部材25と側板部材28とが締結固定されることにより、一対の側板部材28の離間距離が分離板部材25の長さに規定される。
また、ボス302と嵌合穴202との嵌合により、分離板部材25と側板部材28との相対位置が位置決めされ、分離板部材25と定着ベルト20との離間距離が規定される。
なお、図8では一つの係合箇所に1つのネジ穴と2つのボス及び嵌合穴が設けられているが、それぞれの設置数はこれに限定されない。
In this embodiment, the
Furthermore, the relative positions of the
In addition, in FIG. 8, one screw hole, two bosses and fitting holes are provided at one engagement point, but the number of each is not limited to this.
(第3の実施形態)
図9に示すように、分離板部材25の長手方向両端部は、一部が側板部材28と対向する屈曲面を有している。屈曲面には係合部としてのネジ穴301が設けられている。また、屈曲せずに水平に延在する係合部としての凸状構造303を有している。一方、側板部材28の所定位置には、被係合部としてのネジ穴201と、凸状構造303が嵌合する嵌合穴203が設けられている。
分離板部材25の凸状構造303と側板部材28の嵌合穴203を嵌合させるとともに、分離板部材25のネジ穴301と側板部材28のネジ穴201に外側からネジ部材を挿通し、分離板部材25と側板部材28とを締結する。
Third Embodiment
9, both longitudinal ends of the
The
本実施形態では、分離板部材25と側板部材28とが締結固定されることにより、一対の側板部材28の離間距離が分離板部材25の長さに規定される。
また、凸状構造303と嵌合穴203との嵌合により、分離板部材25と側板部材28との相対位置が位置決めされ、分離板部材25と定着ベルト20との離間距離が規定される。
なお、図9では一つの係合箇所に1つのネジ穴と1つの凸状構造及び嵌合穴が設けられているが、それぞれの設置数はこれに限定されない。
In this embodiment, the
Furthermore, the relative positions of the
In addition, in FIG. 9, one screw hole, one convex structure, and one fitting hole are provided at one engagement point, but the number of each is not limited to this.
(第4の実施形態)
図10に示すように、分離板部材25の長手方向両端部は、水平に延在する係合部としての凸状構造303と係合凹部304とを有している。一方、側板部材28の所定位置には、被係合部として、凸状構造303が嵌合する嵌合穴203と、係合凹部304と係合する係合凹部204が設けられている。
分離板部材25の凸状構造303と側板部材28の嵌合穴203を嵌合させるとともに、分離板部材25の係合凹部304と側板部材28の係合凹部204とを係合させる。
Fourth Embodiment
10, both longitudinal ends of the
The
本実施形態では、係合凹部304と係合凹部204との係合により、一対の側板部材28の離間距離が分離板部材25の長さに規定される。
また、凸状構造303と嵌合穴203との嵌合により分離板部材25と側板部材28との相対位置が位置決めされ、分離板部材25と定着ベルト20との離間距離が規定される。
なお、係合凹部の形状、及び凸状構造と嵌合穴との形状はこれに限定されない。
In this embodiment, the engagement between the engagement recesses 304 and 204 defines the separation distance between the pair of
Furthermore, the relative positions of the
The shape of the engagement recess and the shape of the convex structure and the fitting hole are not limited to this.
(第5の実施形態)
図11に示すように、分離板部材25の長手方向両端部は、水平に延在する係合部としての凸状構造303と、屈曲した側面に係合凹部305を有している。一方、側板部材28の所定位置には、被係合部として、凸状構造303が嵌合する嵌合穴203と、係合凹部305と係合する係合凹部205が設けられている。
分離板部材25の凸状構造303と側板部材28の嵌合穴203を嵌合させるとともに、分離板部材25の係合凹部305と側板部材28の係合凹部205とを係合させる。
Fifth Embodiment
11, both longitudinal ends of the
The
本実施形態では、係合凹部305と係合凹部205との係合により、一対の側板部材28の離間距離が分離板部材25の長さに規定される。
また、凸状構造303と嵌合穴203との嵌合により分離板部材25と側板部材28との相対位置が位置決めされ、分離板部材25と定着ベルト20との離間距離が規定される。
なお、係合凹部の形状、及び凸状構造と嵌合穴との形状はこれに限定されない。
In this embodiment, the engagement between the engagement recesses 305 and 205 defines the separation distance between the pair of
Furthermore, the relative positions of the
The shape of the engagement recess and the shape of the convex structure and the fitting hole are not limited to this.
次に、本実施形態の定着装置9を画像形成装置100の定着装置設置フレーム(以下、単に「設置フレーム」ともいう)105に設置し、位置決め固定を行う構成について説明する。
Next, we will explain the configuration for installing the fixing
図12は本実施形態に係る定着装置9と定着装置設置フレーム105を示す斜視図であり、図13(A)は本実施形態に係る定着装置9が定着装置設置フレーム105に装着された状態を示す斜視図である。図13(B)及び(C)は定着装置9の筐体フレーム及び画像形成装置の設置フレーム105の模式図であり、図13(B)は本実施形態の構成を示し、図13(C)は従来の構成を示している。
また、図14は、図13を反対面から見た部分斜視図である。
Fig. 12 is a perspective view showing the fixing
FIG. 14 is a partial perspective view of FIG. 13 as seen from the opposite side.
定着装置9の支持板部材29は、画像形成装置100(設置フレーム105)との間で位置決め固定するための固定手段が挿通される貫通孔29aを有している。
The
画像形成装置100の設置フレーム105には、側板部材28の突端部28aが挿入されるスリット状の挿通孔111と、支持板部材29の貫通孔29aに係合または嵌合する固定手段が設けられた固定部112を有している。
挿通孔111は、設置フレーム壁部110に設けられている。
固定部112は、設置フレーム105の側壁120の端部から設置フレーム壁部110と対向して設けられている。
The
The
The fixing
図12に示すように、定着装置9を設置フレーム105に取り付ける際、側板部材28の4つの突端部28aが、対応する挿通孔111に図中破線で示す方向に挿入される。
定着装置9を設置フレーム105に対して位置決め固定する態様は、突端部28aの配置位置、形状及び寸法と、挿通孔111配置位置、形状及び寸法によって決められる。
As shown in FIG. 12, when the fixing
The manner in which the
図13及び図14に示すように、定着装置9の側板部材28の4つの突端部28aは、対応する4つの挿通孔111に挿入される。
一対の側板部材28は、定着ベルト20側において、設置フレーム105の設置フレーム壁部110によっても保持されることとなる。また、定着装置9の筐体フレームが上下方向において保持されることになるため、定着装置9の姿勢が上下左右方向において安定する。
As shown in FIGS. 13 and 14 , the four protruding ends 28 a of the
The pair of
また、図13に示す例では、支持板部材29の長手方向の両端側に設けられた2つの貫通孔29aは、一方がネジ115によって固定部112と締結され、他方が固定部に設けられたエンボス114と嵌合している。このように、定着装置9は設置フレーム105に対して前後方向に位置決めされ固定される。定着装置9の上下左右方向の位置決めは上述のように、突端部28aが挿通孔111に挿入されることにより行われる。
In the example shown in FIG. 13, one of the two through holes 29a provided on both ends of the
従来の定着装置では、図13(C)に示すように、筐体フレームを構成する部材として定着ステー40を備えている。定着ステー40は、支持板部材39とともに側板部材28を位置決め固定し、筐体を安定させている。
これに対し、図13(B)に示す本発明に係る定着装置9では、分離板部材25、案内板部材26及び図示しないステー24の少なくともいずれかにより側板部材28が位置決め固定され、さらに側板部材28は設置フレーム壁部110によっても保持されるため、定着ステー40を省略しても筐体フレームは十分な安定性が得られる。
筐体フレームが安定することにより、画像形成装置100からの駆動伝達や用紙搬送も安定するため、高精度の画像が得られる。
13C, the conventional fixing device includes a fixing stay 40 as a member that constitutes the housing frame. The fixing stay 40, together with a support plate member 39, positions and fixes the
In contrast, in the
By stabilizing the housing frame, the drive transmission from the
側板部材28の突端部28aと、設置フレーム壁部110の挿通孔111について、図15~図17に基づき説明する。
The
図15は側板部材28の寸法を説明する図である。
側板部材28の突端部28a板厚をTで示している。また、側板部材28の略コの字形状の2辺の上側の突端部28aの長さをh1、下側の突端部28aの長さをh2で示している。
FIG. 15 is a diagram for explaining the dimensions of the
The plate thickness of the
図16は、設置フレーム壁部110の挿通孔111の寸法を説明する図である。
上段の2つの挿通孔111の開口部の長さをH1、下段の2つの挿通孔111の開口部長さをH2で示している。
挿通孔111は、スリット状の中央部が広幅の形状を有している。このうち最も狭い部分の幅をWで示している。4つの挿通孔111のうち、図中右上の挿通孔111の幅がW1、右下の挿通孔111の幅がW2、左上の挿通孔111の幅がW3、左下の挿通孔111の幅がW4である。
FIG. 16 is a diagram for explaining the dimensions of the
The length of the opening of the two upper insertion holes 111 is indicated as H1, and the length of the opening of the two lower insertion holes 111 is indicated as H2.
The insertion holes 111 have a slit-like shape with a wide central portion, and the width of the narrowest portion is indicated by W. Of the four
突端部28aの長さhと挿通孔111の長さHの設定の一例を説明する。
上段の2つの挿通孔111は、突端部28aを位置決め固定するための狙いの位置に設けるとともに、上段の2つの挿通孔111の長さH1を、上側の突端部28aの長さh1と略同一に設ける。
一方、下段の2つの挿通孔111の長さH2を、下側の突端部28aの長さh2よりも大きく設ける。
An example of the setting of the length h of the
The two upper insertion holes 111 are provided at targeted positions for positioning and fixing the
On the other hand, the length H2 of the two lower insertion holes 111 is set to be greater than the length h2 of the lower protruding
上記設定により、突端部28aが挿入されたとき、上側の突端部28aと上段の挿通孔111が嵌合して正しい位置に位置決め固定される。
一方、下段の2つの挿通孔111は、挿入された下側の突端部28aよりも長い開口を有しているため、突端部28aは上下方向には固定されない。これにより、寸法ばらつきによる誤差や取り付け誤差を吸収することができる。
With the above settings, when the
On the other hand, the two
突端部28aの板厚Tと挿通孔111の幅Wの設定の一例を説明する。
まず、定着装置9の筐体フレームの構成として、側板部材28が分離板部材25のみによって位置決めされている場合について説明する。
上記態様において、側板部材28は、定着装置9の上方に配設された分離板部材25によって上側のみが保持され位置決めされている。一対の側板部材28の離間距離は、上側のみが正確に規定された状態となっている。
An example of the setting of the plate thickness T of the
First, a case where the
In the above embodiment, only the upper sides of the
この場合、下段の2つの挿通孔111を、一対の側板部材28の狙いの離間距離となるように設定するとともに、下段の2つの挿通孔111の幅W2及びW4を突端部28aの板厚Tと略同一に設定する。さらに、上段の2つの下段の2つの挿通孔111の幅W1及びW2は、突端部28aの板厚Tよりも広く設定する。
In this case, the two
このような設定とすることにより、挿通孔111に突端部28aが挿入された側板部材28の下側の離間距離も正確に規定される。
側板部材28の上側の離間距離は分離板部材25により正確に規定されているため、設置フレーム105に保持されることによって調整する必要は無い。逆に、設置フレーム105の干渉を受けることで生じる歪みの発生等の弊害を回避するため、上段の2つの挿通孔111の幅W1及びW3は、挿入される上側の突端部28aよりも広く設け、遊びがあることが好ましい。
By setting in this manner, the distance between the lower side of the
Since the separation distance on the upper side of the
次に、定着装置9の筐体フレームの構成として、側板部材28が案内板部材26のみによって位置決めされている場合について説明する。
上記態様において、側板部材28は、定着装置9の下方に配設された案内板部材26によって下側のみが保持され位置決めされている。一対の側板部材28の離間距離は、下側のみが正確に規定された状態となっている。
Next, a configuration of the housing frame of the fixing
In the above embodiment, the
この場合は、上段の2つの挿通孔111を、一対の側板部材28の狙いの離間距離となるように設定するとともに、上段の2つの挿通孔111の幅W1及びW3を突端部28aの板厚Tと略同一に設定し、下段の2つの下段の2つの挿通孔111の幅W2及びW4を、突端部28aの板厚Tよりも広く設定する。
このような設定とすることにより、挿通孔111に突端部28aが挿入された側板部材28の上側の離間距離も正確に規定される。そして設置フレーム105の干渉による影響も回避することができる。
In this case, the two upper insertion holes 111 are set to the desired separation distance between the pair of
By setting it in this way, the separation distance on the upper side of the
図17は、定着装置9と設置フレーム105の部分斜視図であり、挿通孔111の拡大図をあわせて示している。
挿通孔111は、図17に示すように側板部材28の突端部28aが配置される領域111aに対し、スリットの中央部が拡張された広幅部111bを有している。
FIG. 17 is a partial perspective view of the fixing
As shown in FIG. 17, the
定着装置9を設置フレーム105に取り付ける際、突端部28aが挿通孔111の狙いの位置に対してずれて挿入される可能性がある。そのような場合でも、遊び(すくい)としての広幅部111bを設けることにより、設置フレーム壁部110が障害とならずに取り付けを行うことができる。突端部28aは先端に向かって幅が漸次小さくなる形状であり、広幅部111bも領域111aに向かって傾斜した形状であるため、突端部28aがずれた位置(広幅部111b)に挿入された場合でも、突端部28aが狙いの位置(領域111a)に円滑に案内される。
このような構成により、定着装置9をユニットとして着脱する際の作業性が向上し、組み立ても容易となる。
When the fixing
With this configuration, the workability when attaching and detaching the fixing
支持板部材29の貫通孔29aと、設置フレーム105の固定部112について、図18及び図19に基づき説明する。
The through hole 29a of the
図18(A)に示すように、設置フレーム105には、支持板部材29を固定する一対の固定部が設けられている。固定部112は、設置フレーム105の側壁120の端部から設置フレーム壁部110と対向して設けられ、支持板部材29の貫通孔29aのうちエンボス貫通孔292と嵌合するエンボス114とネジ穴113を備えている。
図18(B)は、定着装置9が取り付けられた状態を示す図である。エンボス114は支持板部材29のエンボス貫通孔292と嵌合し、これにより定着装置9が位置決めされる。また、ネジ穴113は支持板部材29のネジ穴291とともにネジ115により締結され、これにより定着装置9が固定される。
18A, the
18B is a diagram showing a state in which the
一方、図15及び図16により説明したように、設置フレーム壁部110の挿通孔111に側板部材28の突端部28aが挿入され、嵌合することによっても定着装置9は位置決めされる。
そこで、図19(A)及び(B)に示すように、固定部112にはネジ穴113のみを設け、同様に支持板部材29にもネジ穴291のみを設け、ともにネジ115により締結される構成であってもよい。
ネジ115による締結のみを行う構成とすることにより、位置決めのためのエンボス114及びエンボス貫通孔292を設けるためのスペースを省略することができる。これにより、図中矢印Sで示支持板部材29の幅を短縮することができ、定着装置9自体の幅も縮小することができるため、装置の小型化を実現することができる。
また、支持板部材29を、側板部材28とともに取付精度の向上と筐体フレームの安定性に寄与する部材とすることにより、装置サイズと機能の最適化をはかることができる。
On the other hand, as described with reference to FIGS. 15 and 16, the protruding ends 28a of the
Therefore, as shown in Figures 19 (A) and (B), the fixing
By configuring the fixing
Furthermore, by using the
本実施形態の定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置によれば、装置の小型化、軽量化、低コスト化とともに、筐体フレームの安定化と正確な位置決めを実現することができる。また、定着装置9の一対の側板部材28の間に配置されている各種部材の落下や脱落などに伴うキズの発生や破損等を防止することができる。また、そのような不具合に伴って生じる画像不良の発生も防止することができる。
The fixing device of this embodiment and the image forming device equipped with this fixing device can achieve a more compact, lightweight, and less expensive device, as well as stabilization and accurate positioning of the housing frame. It can also prevent scratches and damage caused by the dropping or falling off of various components arranged between the pair of
上記の構成は、異なる実施形態の定着装置及び画像形成装置にも適用可能である。
以下、本発明が適用される定着装置及び画像形成装置の例について説明する。また、定着装置9の加熱装置19が備えるヒータ22及びヒータホルダ23の例についてもあわせて説明する。
The above configuration is also applicable to fixing devices and image forming apparatuses of different embodiments.
An example of a fixing device and an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described below. An example of a
図20に示される定着装置9は、加熱源として、基材55上に抵抗発熱体56が設けられた面状又は板状のヒータ22を備えている。基材55は、アルミナ、窒化アルミなどのセラミック、又はガラス、マイカ、ポリイミドなどの耐熱性と絶縁性を有する材料により形成される。また、基材55は、ステンレス、鉄、アルミニウムなどの金属材料の上に絶縁層を形成したものであってもよい。抵抗発熱体56は、銀パラジウム(AgPd)及びガラス粉末などを調合したペーストを基材55の表面にスクリーン印刷などにより塗工し、その後、基材55を焼成することによって形成される。また、抵抗発熱体56は、絶縁層57によって覆われている。絶縁層57は、耐熱性ガラス、セラミック、ポリイミドなどの材料により形成される。
The fixing
図21に示すように、ヒータ22は、長方形の板状に形成されており、その長手方向が定着ベルト20の長手方向となるように配置される。抵抗発熱体56は、基材55(ヒータ22)の長手方向に渡って間隔をあけて複数配置されている。また、各抵抗発熱体56が設けられている基材55の面には、複数の電極部58と複数の給電線59が設けられている。各抵抗発熱体56は、基材55の長手方向両端部に設けられた各電極部58に対し給電線59を介して並列に接続されている。また、各抵抗発熱体56及び各給電線59は、絶縁層57によって覆われている。一方、各電極部58は、給電端子としてのコネクタが接続できるように、絶縁層57によって覆われておらず露出している。
21, the
図20に示すように、ヒータ22は、ヒータホルダ23によって保持され、定着ベルト20の内周面に接触するように配置される。従って、ヒータ22が発熱すると、定着ベルト20がその内側から加熱される。
As shown in FIG. 20, the
定着ベルト20と加圧ローラ21は、上記実施形態に係る加圧ローラと基本的に同じ構成である。
The fixing
ヒータホルダ23には、ガイド部材66が一体に設けられている。ガイド部材66は、定着ベルト20の回転方向におけるニップ部Nの上流側と下流側に配置されている。ガイド部材66は、定着ベルト20が回転する際、定着ベルト20の内周面に接触することにより定着ベルト20を内側からガイドする。
The
また、定着ベルト20の内側には、ヒータ22の温度を検知する温度検知部材としての温度センサ67が配置されている。これらの温度センサ67は、バネ70により加圧されている。
図20に示される温度センサ67は、ヒータ22のニップ部N側とは反対側の面に接触して温度を検知する接触式の温度センサであるが、ヒータ22に対して非接触に配置され、ヒータ22近傍の雰囲気温度を検知する非接触式の温度センサであってもよい。
Further, a
The
定着装置9においては、画像形成装置本体に設けられている電源からヒータ22に電力が供給されることにより、抵抗発熱体56が発熱する。これにより、定着ベルト20が加熱される。また、温度センサ67によって検知されるヒータ22の温度に基づいてヒータ22の発熱量が制御されることにより、定着ベルト20の温度が所定の温度(定着温度)となるように維持される。この状態において、図20に示すように、未定着トナーを担持する用紙Pが、定着ベルト20と加圧ローラ21との間(ニップ部N)に進入することにより、用紙P上の未定着トナーが加圧及び加熱され、用紙Pにトナー画像が定着される。
In the
温度センサ67の位置は、図20に示されるような用紙搬送方向におけるニップ部Nの中央Mのほか、図22に示される実施形態のように、ニップ部Nの中央Mよりも用紙搬送方向上流側に配置されていてもよい。言い換えれば、温度センサ67は、ニップ部Nの入り口側に配置されていてもよい。ニップ部Nの入り口側は、ニップ部Nに進入する用紙Pによって定着ベルト20の熱が特に奪われやすい領域であるため、温度センサ67によって入り口側の温度を検知することにより、画像の定着性を確保し、トナー画像を十分に加熱できない定着オフセットの発生を効果的に抑制できる。
The
図23に示す定着装置9は、定着ベルト20に対して加圧ローラ21側とは反対側に、押圧ローラ69が配置されている。押圧ローラ69は、回転部材としての定着ベルト20に対向して回転する対向回転部材である。この押圧ローラ69とヒータ22とが定着ベルト20を挟んで加熱するように構成されている。一方、加圧ローラ21側では、定着ベルト20の内周にニップ形成部材68が配置されている。ニップ形成部材68は、ステー24によって保持されている。ニップ形成部材68と加圧ローラ21とによって、定着ベルト20を挟んで定着ニップNを形成している。
The fixing
図24に示す定着装置9では、前述の押圧ローラ69が省略されており、定着ベルト20とヒータ22との周方向接触長さを確保するために、ヒータ22が定着ベルト20の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図23に示す定着装置9と同じ構成である。
In the
図25に示す定着装置9は、加熱アセンブリ92、定着部材である定着ローラ93、対向部材である加圧アセンブリ94からなる。加熱アセンブリ92は、先の実施形態で説明したヒータ22、ヒータホルダ23、ステー24、回転部材としての加熱ベルト99等を有する。定着ローラ93は、回転部材としての加熱ベルト99に対向して回転する対向回転部材である。また、定着ローラ93は、中実の鉄製芯金93aと、この芯金93aの表面に形成された弾性層93bと、弾性層93bの外側に形成された離型層93cとで構成されている。また、定着ローラ93に対して加熱アセンブリ92側とは反対側に、加圧アセンブリ94が設けられている。加圧アセンブリ94は、ニップ形成部材95とステー96とを配置し、これらニップ形成部材95とステー96を内包するように加圧ベルト97を回転可能に配置している。そして、加圧ベルト97と定着ローラ93との間の定着ニップN2に用紙Pを通紙して加熱および加圧して画像を定着する。
The fixing
本発明に係る画像形成装置は、図1に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。 The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the color image forming apparatus shown in FIG. 1, but may also be a monochrome image forming apparatus, a copier, a printer, a facsimile, or a combination machine of these.
例えば図26に示されるような構成の画像形成装置にも適用可能である。
図26に示される画像形成装置100は、感光体ドラムなどからなる画像形成手段80と、一対のタイミングローラ81等からなる用紙搬送部と、給紙装置82と、定着装置9と、排紙装置84と、読取部85と、を備えている。給紙装置82は複数の給紙トレイを備え、それぞれの給紙トレイが異なるサイズの用紙を収容する。
For example, the present invention can be applied to an image forming apparatus having a configuration as shown in FIG.
26 includes an image forming means 80 including a photosensitive drum and the like, a paper transport section including a pair of timing
読取部85は原稿Qの画像を読み取る。読取部85は、読み取った画像から画像データを生成する。給紙装置82は、複数の用紙Pを収容し、搬送路へ用紙Pを送り出す。タイミングローラ81は搬送路上の用紙Pを画像形成手段80へ搬送する。
The
画像形成手段80は、用紙Pにトナー像を形成する。具体的には、画像形成手段80は、感光体ドラムと、帯電ローラと、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写ローラと、クリーニング装置と、除電装置とを含む。トナー像は、例えば、原稿Qの画像を示す。定着装置9は、トナー像を加熱および加圧して、用紙Pにトナー像を定着させる。トナー像の定着された用紙Pは、搬送ローラなどにより排紙装置84へ搬送される。排紙装置84は、画像形成装置100の外部に用紙Pを排出する。
The image forming means 80 forms a toner image on the paper P. Specifically, the
次に、本実施形態の定着装置9について説明する。前述の実施形態の定着装置と共通する構成については、適宜その記載を省略する。
Next, the fixing
図27に示すように、定着装置9は、定着ベルト20と、加圧ローラ21と、ヒータ22と、ヒータホルダ23と、ステー24と、温度センサ67等を備えている。
As shown in FIG. 27, the fixing
定着ベルト20と加圧ローラ21との間に定着ニップNが形成される。定着ニップNのニップ幅は10mm、定着装置9の線速は240mm/sである。
A fixing nip N is formed between the fixing
定着ベルト20はポリイミドの基体と離型層とを備え、弾性層を有していない。離型層は、例えばフッ素樹脂からなる耐熱性のフィルム材からなる。定着ベルト20の外径は約24mmである。
The fixing
加圧ローラ21は、芯金21aと弾性層21bと離型層21cとを含む。加圧ローラ21の外径は24~30mmで形成され、弾性層21bの厚みは3~4mmで形成される。
The
ヒータ22は、基材と、断熱層と、抵抗発熱体などを含む導体層と、絶縁層とを含み、全体の厚みが1mmで形成される。また、ヒータ22の配列交差方向の幅Yは13mmである。
The
図28に示すように、ヒータ22の導体層は、複数の抵抗発熱体56と、給電線59と、電極部58A~58Cとを備える。本実施形態においても、図28の拡大図に示すように、複数の抵抗発熱体56が配列方向に分割された分割領域Bが形成される(ただし、図28では拡大図の範囲のみで分割領域Bを図示しているが、実際は全ての抵抗発熱体56同士の間に分割領域が設けられる)。抵抗発熱体56により、三つの発熱部35A~35Cが構成される。電極部58A,58Bに通電することにより、発熱部35A,35Cが発熱する。電極部58A,58Cに通電することにより、発熱部35Bが発熱する。例えば、小サイズ用紙に定着動作を行う場合には発熱部35Bを発熱させ、大サイズ用紙に定着動作を行う場合には全ての発熱部に発熱させることができる。
28, the conductor layer of the
図29に示すように、ヒータホルダ23は、ヒータ22を収容して保持する凹部23bを有している。凹部23bは、ヒータホルダ23のヒータ22側に形成されている。また、凹部23bは、ヒータ22とほぼ同じサイズの矩形(長方形)に形成された面(底面)23b1と、その面23b1の外郭を形成する4つの辺に沿って面23b1と交差するように設けられた4つの壁部(側面)23b2,23b3により構成されている。なお、ヒータ22の長手方向X(抵抗発熱体56の配列方向)と交差する方向に配置される一対の壁部23b2のうち、一方の壁部23b2を省略し、凹部23bがヒータ22の長手方向の一端部において開口するように構成してもよい。
As shown in FIG. 29, the
また、図30に示すように、ヒータ22及びヒータホルダ23は、コネクタ86によって保持される。コネクタ86は、樹脂製(例えばLCP)のハウジングと、ハウジング内に設けられた複数のコンタクト端子などを有している。
As shown in FIG. 30, the
コネクタ86は、ヒータ22とヒータホルダ23とを表側と裏側から一緒に挟むようにして取り付けられる。この状態で、各コンタクト端子が、ヒータ22の各電極部に接触(圧接)することで、コネクタ86を介して発熱部と画像形成装置に設けられた電源とが電気的に接続される。これにより、電源から発熱部へ電力が供給可能な状態となる。
The
フランジ部材32は、ステー24の両端に図30の矢印の方向に挿入され、定着ベルト20の両端をベルトの内側から保持する。
フランジ部材32は定着装置9の筐体に固定される。固定の態様として、本発明に係る構成(図4参照)を適用することができる。
The
The
コネクタ86のヒータ22およびヒータホルダ23に対する取り付け方向はヒータの配列交差方向である(図30のコネクタ86からの矢印方向参照)。コネクタ86のヒータホルダ23に対する取り付け時に、コネクタ86とヒータホルダ23との一方に設けた凸部が、他方に設けた凹部に係合し、凸部が凹部内を相対移動する構成としてもよい。またコネクタ86は、配列方向のいずれか一方側であって、加圧ローラ21の駆動モータが設けられる側とは反対側で、ヒータ22およびヒータホルダ23に取り付けられる。
The direction in which the
図31(A)は、温度センサ67と、通電遮断部材であるサーモスタット88の配置を示す図である。
Figure 31 (A) shows the arrangement of the
図31(A)に示すように、温度センサ67は、定着ベルト20の長手方向における中央C側と端部側のそれぞれの内周面に対向するように配置されている。また、これらの温度センサ67のうちいずれか一方は、ヒータ22の抵抗発熱体同士間の上記分割領域B(図28参照)に対応する位置に配置される。
As shown in FIG. 31A, the
定着ベルト20の中央C側と端部側においては、通電遮断部材としてのサーモスタット88が定着ベルト20の内周面に対向するように配置されている。各サーモスタット88は、定着ベルト20の内周面の温度又は内周面近傍の雰囲気温度を検知する。サーモスタット88によって検知された温度があらかじめ設定された閾値を超えた場合は、ヒータ22への通電が遮断される。
At the center C side and end sides of the fixing
また、図31(A)及び図31(B)に示すように、定着ベルト20の両端部を保持するフランジ部材32には、ガイド溝32aが設けられている。ガイド溝32aは、定着ベルト20の加圧ローラ21に対する接離方向に延在する。ガイド溝32aには定着装置9の筐体フレーム(側板部材28)が係合し、ガイド溝32a内を相対移動することにより、定着ベルト20は加圧ローラ21に対する接離方向へ移動可能に構成されている。
As shown in Figures 31(A) and 31(B), a
また、本発明は、次のような構成の定着装置にも適用可能である。
図32は、本発明を適用可能な別の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
図32に示すように、本実施形態に係る定着装置9は、回転体あるいは定着部材としての定着ベルト20と、対向回転体あるいは加圧部材としての加圧ローラ21と、加熱源としてのヒータ22と、加熱源保持部材としてのヒータホルダ23と、フランジ部材としてのステー24と、温度検知部材としての温度センサ(サーミスタ)67と、第1高熱伝導部材89を備えている。温度センサ67は、第1高熱伝導部材89の温度を検知する。
The present invention is also applicable to a fixing device having the following configuration.
FIG. 32 is a schematic diagram of a fixing device according to another embodiment to which the present invention can be applied.
32, the fixing
ステー24は、ヒータ22などの厚み方向に延在する二つの垂直部240の当接面241をヒータホルダ23に当接させ、ヒータホルダ23、第1高熱伝導部材89、ヒータ22を保持する。配列交差方向(図の上下方向)において、当接面241は抵抗発熱体56が設けられる範囲よりも外側に設けられる。これにより、ヒータ22からステー24への伝熱を抑制でき、ヒータ22が定着ベルト20を効率よく加熱できる。
The
また、ヒータホルダ23には、定着ベルト20をガイドするガイド部材66が設けられている。ガイド部材66は、ヒータ22のベルト回転方向の上流側と下流側とにそれぞれ設けられている。また、上流側と下流側のガイド部材66は、ヒータ22の長手方向に渡って間隔をあけて複数配置されている。各ガイド部材66は、略扇型に形成されており、定着ベルト20の内周面に対向するようにベルト周方向に延在する円弧状又は凸曲面状のベルト対向面を有する。
The
22は、上記図28に示されるヒータと同じように、複数の抵抗発熱体56が、ヒータ22の長手方向に互いに間隔をあけて配置されている。しかしながら、複数の抵抗発熱体56が互いに間隔をあけて配置される構成においては、抵抗発熱体56同士の間隔である分割領域Bにおけるヒータ22の温度が、抵抗発熱体56が配置される部分に比べて低くなる傾向にある。このため、分割領域Bにおいては、定着ベルト20の温度も低くなり、定着ベルト20の温度が長手方向に渡って不均一になる虞がある。
22, like the heater shown in FIG. 28 above, has multiple resistance heating elements 56 spaced apart from one another in the longitudinal direction of the
そのため、本実施形態においては、分割領域Bにおける温度落ち込みを抑制して、定着ベルト20の長手方向の温度ムラを抑制するために、上記第1高熱伝導部材89を設けている。以下、第1高熱伝導部材89についてより詳細に説明する。
Therefore, in this embodiment, the first highly thermally
図33に示すように、第1高熱伝導部材89は、図の左右方向において、ヒータ22とステー24との間に配置され、特にヒータ22とヒータホルダ23との間に挟まれる。つまり、第1高熱伝導部材89の一方の面は、ヒータ22の基材55の裏面に当接し、第1高熱伝導部材89の他方の面(一方の面とは反対側の面)は、ヒータホルダ23に当接している。
As shown in FIG. 33, the first high
第1高熱伝導部材89は、一定の厚みを有する板状の部材であり、例えば、その厚みが0.3mm、長手方向方向の長さが222mm、長手交差方向の幅が10mmに設定される。本実施形態においては、第1高熱伝導部材89が単一の板材により構成されるが、複数の部材からなってもよい。なお、図33においては、図32に記載のガイド部材66が省略されている。
The first high
第1高熱伝導部材89は、ヒータホルダ23の凹部23bに嵌め込まれ、その上からヒータ22が取り付けられることで、ヒータホルダ23とヒータ22とに挟み込まれて保持される。本実施形態においては、第1高熱伝導部材89の長手方向の幅がヒータ22の長手方向の幅と略同じに設定されている。第1高熱伝導部材89及びヒータ22は、凹部23bの長手方向と交差する方向に配置される両側壁(長手方向規制部)23b1によって、長手方向の移動が規制される。このように、第1高熱伝導部材89の定着装置9内における長手方向の位置ずれが規定されることにより、長手方向の狙いの範囲に対して熱伝導効率を向上させることができる。また、第1高熱伝導部材89及びヒータ22は、凹部64bの長手方向に配置される両側壁(配列交差方向規制部)23b2によって、長手交差方向の移動が規制される。
The first high thermal
第1高熱伝導部材89が配置される長手方向(矢印X方向)の範囲は、図33に示される範囲に限らない。例えば、図34に示すように、抵抗発熱体56が配置される長手方向の範囲のみに第1高熱伝導部材89が配置されてもよい(図34におけるハッチング部参照)。
The range in the longitudinal direction (arrow X direction) in which the first high
また、図35に示す例のように、長手方向(矢印X方向)の間隔(分割領域)Bに対応する位置で、その全域のみに第1高熱伝導部材89を配置することもできる。なお、図35においては、便宜上、抵抗発熱体56と第1高熱伝導部材89が図35の上下方向にずらして示されているが、両者は長手交差方向(矢印Y方向)のほぼ同じ位置に配置される。また、第1高熱伝導部材89は、抵抗発熱体56の長手交差方向(矢印Y方向)の一部に渡って配置されてもよいし、図36に示される例のように、第1高熱伝導部材89が抵抗発熱体56の長手交差方向(矢印Y方向)の全体に渡って配置されていてもよい。
Also, as shown in the example of FIG. 35, the first high
さらに、図36に示すように、第1高熱伝導部材89を、長手方向の間隔Bに対応する位置に加えて、その間隔Bを間にはさむ両側の抵抗発熱体56にまたがって配置することもできる。この「第1高熱伝導部材89を両側の抵抗発熱体56にまたがって配置する」とは、第1高熱伝導部材89が両側の抵抗発熱体56と長手方向の位置が少なくとも一部重なることを意味する。また、第1高熱伝導部材89は、ヒータ22の全ての間隔Bに対応する位置に配置されてもよいし、図36に示される例のように、一部の間隔B(この場合、1箇所)に対応する位置だけ配置されてもよい。ここで、「第1高熱伝導部材89が間隔Bに対応する位置に配置される」とは、間隔Bと第1高熱伝導部材89の少なくとも一部が長手方向において重なることを意味する。
36, the first high
加圧ローラ21の加圧力により、第1高熱伝導部材89はヒータ22とヒータホルダ23との間に挟み込まれてこれらの部材に密着する。第1高熱伝導部材89がヒータ22に接触することにより、ヒータ22の長手方向の熱伝導効率が向上する。そして、第1高熱伝導部材89が、長手方向において、ヒータ22の間隔Bに対応する位置に配置されることにより、間隔Bにおける熱伝導効率を向上させることができ、間隔Bへ伝達される熱量を増やし、間隔Bにおける温度を上昇させることができる。これにより、ヒータ22の長手方向の温度ムラを抑制でき、定着ベルト20の長手方向の温度ムラを抑制できる。その結果、用紙に定着される画像の定着ムラ及び光沢ムラを抑制できる。また、間隔Bにおいて十分な定着性能を確保するために、ヒータ22の発熱量を多くする必要が無くなり、定着装置の省エネ化を実現できる。特に、抵抗発熱体56が配置される長手方向全域に渡って第1高熱伝導部材89が配置される場合は、ヒータ22による主な加熱領域(つまり、通紙される用紙の画像形成領域)全域において、ヒータ22の伝熱効率を向上させ、ヒータ22ひいては定着ベルト20の長手方向の温度ムラを抑制できる。
The pressure of the
さらに、第1高熱伝導部材89とPTC特性を有する抵抗発熱体56との組み合わせにより、小サイズ用紙通紙時の非通紙領域による過昇温をより効果的に抑制できる。このPTC特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる(一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる)特性である。すなわち、抵抗発熱体56がPTC特性を有していることにより、非通紙領域における抵抗発熱体56の発熱量を効果的に抑制できると共に、第1高熱伝導部材89によって、温度が上昇した非通紙領域の熱量を通紙領域へ効率的に伝達できるので、これらの相乗効果により非通紙領域による過昇温を効果的に抑制できる。
Furthermore, by combining the first highly heat
また、間隔Bの周辺においても、間隔Bの発熱量が小さいことによりヒータ22の温度が低くなるため、第1高熱伝導部材89を配置することが好ましい。例えば、図37に示される間隔Bの周辺の領域を含む拡大分割領域Cに対応する位置に、第1高熱伝導部材89を配置することにより、間隔B及びその周辺における長手方向の熱伝達効率を向上させ、ヒータ22の長手方向の温度ムラをより効果的に抑制できる。また、第1高熱伝導部材89が、全ての抵抗発熱体56が配置される領域の長手方向全体に渡って配置されている場合は、ヒータ22(定着ベルト20)の長手方向の温度ムラをより確実に抑制できる。
Also, since the temperature of the
続いて、定着装置のさらに別の実施形態について説明する。
図38に示す定着装置9は、ヒータホルダ23と第1高熱伝導部材89との間に第2高熱伝導部材90を有している。第2高熱伝導部材90は、ヒータホルダ23,ステー24、第1高熱伝導部材89などの部材の積層方向(図38における左右方向)において、第1高熱伝導部材89と異なる位置に設けられる。より詳しくは、第2高熱伝導部材90は、第1高熱伝導部材89に重ね合わせされて設けられる。また、本実施形態においては、上記図32に示される実施形態と同じように、温度センサ(サーミスタ)67が設けられているが、図38は、温度センサ67が配置されていない断面を示している。
Next, still another embodiment of the fixing device will be described.
The fixing
第2高熱伝導部材90は、基材55よりも熱伝導率の高い部材、例えばグラフェン又はグラファイトにより構成される。本実施形態においては、第2高熱伝導部材90が、厚み1mmのグラファイトシートにより構成される。また、第2高熱伝導部材90は、アルミニウム、銅、銀などの板材により構成されてもよい。
The second high
図39に示すように、第2高熱伝導部材90は、ヒータホルダ23の凹部23bに複数配置され、各第2高熱伝導部材90同士の間には長手方向の間隔が介在している。ヒータホルダ23の第2高熱伝導部材90が設けられる部分には、その他の部分よりも一段深い窪みが形成されている。第2高熱伝導部材90は、長手方向の両側において、ヒータホルダ23との間に隙間が設けられている。これにより、第2高熱伝導部材90からヒータホルダ23への伝熱が抑制され、ヒータ22によって定着ベルト20が効率的に加熱される。なお、図39においては、図32に記載のガイド部材66が省略されている。
As shown in FIG. 39, a plurality of second high thermal
図40に示すように、第2高熱伝導部材90(ハッチング部参照)は、長手方向(矢印X方向)において、間隔Bに対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体56の少なくとも一部に重なる位置に配置されている。特に、本実施形態においては、第2高熱伝導部材90が、間隔B全域に渡って配置されている。
なお、図40(および後述の図41)においては、第1高熱伝導部材89が、全ての抵抗発熱体56が配置される領域の長手方向全体に渡って配置されている場合を示しているが、第1高熱伝導部材89の配置範囲はこれに限らない。
40 , the second high thermal conductivity members 90 (see the hatched portions) are disposed in the longitudinal direction (direction of the arrow X) at positions corresponding to the interval B so as to overlap at least a portion of the adjacent resistance heating elements 56. Particularly in this embodiment, the second high
Note that Figure 40 (and Figure 41 described below) shows a case where the first high
本実施形態のように、第1高熱伝導部材89に加えて、長手方向の間隔Bに対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体56の少なくとも一部に重なる位置に第2高熱伝導部材90が配置されていることにより、間隔Bにおける長手方向の熱伝達効率をより一層向上させ、ヒータ22の長手方向の温度ムラをより効果的に抑制できる。また、最も好ましくは、図41に示すように、間隔Bに対応する位置でその全域にのみ第1高熱伝導部材89及び第2高熱伝導部材90を設ける。これにより、間隔Bに対応する位置において、その他の領域と比較して特に熱伝達効率を向上させることができる。
In this embodiment, in addition to the first high
なお、図41においては、便宜上、抵抗発熱体56と第1高熱伝導部材89及び第2高熱伝導部材90が、図の上下方向にそれぞれずらして示されているが、これらは長手交差方向(矢印Y方向)のほぼ同じ位置に配置される。ただし、これに限るものではなく、第1高熱伝導部材89及び第2高熱伝導部材90は、抵抗発熱体56の長手交差方向の一部に配置されていてもよいし、長手交差方向の全体を覆うようにして配置されていてもよい。
In FIG. 41, for convenience, the resistive heating element 56 and the first and second high thermal
また、第1高熱伝導部材89及び第2高熱伝導部材90の両方が上記グラフェンシートにより構成されてもよい。この場合、グラフェンの面に沿う所定の方向、つまり、厚み方向ではなく長手方向に熱伝導率の高い第1高熱伝導部材89及び第2高熱伝導部材90を形成できる。このため、ヒータ22及び定着ベルト20の長手方向の温度ムラを効果的に抑制できる。
In addition, both the first highly thermally
グラフェンは薄片状の粉体である。グラフェンは、図44に示すように、炭素原子の平面状の六角形格子構造から成る。グラフェンシートとは、シート状のグラフェンであり、通常、単層である。また、グラフェンシートは、炭素の単一層に不純物を含んでいてもよいし、フラーレン構造を有するものであってもよい。フラーレン構造は、一般的に、同数の炭素原子が5員環および6員環でかご状に縮環した多環体を形成して成る化合物として認識されており、例えば、C60、C70およびC80フラーレン又は3配位の炭素原子を有する他の閉じたかご状構造である。 Graphene is a flake-like powder. Graphene consists of a planar hexagonal lattice structure of carbon atoms, as shown in FIG. 44. A graphene sheet is a sheet of graphene, usually a single layer. A graphene sheet may also contain impurities in a single layer of carbon, or may have a fullerene structure. A fullerene structure is generally recognized as a compound in which an equal number of carbon atoms form polycyclic rings condensed into a cage shape with five-membered and six-membered rings, such as C60, C70 and C80 fullerenes or other closed cage structures with three-coordinated carbon atoms.
グラフェンシートは、人工物であり、例えば化学気相蒸着(CVD)法により作製され得る。 Graphene sheets are man-made and can be made, for example, by chemical vapor deposition (CVD).
グラフェンシートには市販品を用いることができる。グラフェンシートの大きさ、厚み、あるいは後述するグラファイトシートの層数などは、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)によって測定される。 Commercially available graphene sheets can be used. The size and thickness of the graphene sheets, as well as the number of layers of the graphite sheets described below, are measured, for example, by a transmission electron microscope (TEM).
また、グラフェンを多層化したグラファイトは大きな熱伝導異方性を持つ。グラファイトは、図45に示すように、炭素原子の縮合六員環層面が平面状に広がった層を有し、この層が何重にも重なった結晶構造を有する。この結晶構造における炭素原子間は、層内での隣接する炭素原子同士は共有結合をなし、層間の炭素原子同士はファン・デル・ワールス結合をなす。そして、共有結合はファン・デル・ワールス結合に比べてその結合力が大きく、層内での結合と層間での結合とでは大きな異方性を持つ。つまり、第1高熱伝導部材89あるいは第2高熱伝導部材90をグラファイトにより構成することにより、第1高熱伝導部材89あるいは第2高熱伝導部材90における長手方向の伝熱効率が厚み方向(つまり、部材の積層方向)に比べて大きくなり、ヒータホルダ23への伝熱を抑制できる。従って、ヒータ22の長手方向の温度ムラを効率よく抑制するとともに、ヒータホルダ23側へ流出する熱を最小限に抑えることができる。また第1高熱伝導部材89あるいは第2高熱伝導部材90をグラファイトにより構成することにより、700度程度まで酸化しない優れた耐熱性を第1高熱伝導部材89あるいは第2高熱伝導部材90に持たせることができる。
Graphite, which is a multi-layered graphene, has a large thermal conductivity anisotropy. As shown in FIG. 45, graphite has a layer in which the condensed six-membered ring layer plane of carbon atoms spreads out in a planar shape, and has a crystal structure in which these layers are stacked on top of each other. In this crystal structure, adjacent carbon atoms in the layer form covalent bonds, and carbon atoms between layers form van der Waals bonds. The covalent bonds have a larger bond strength than the van der Waals bonds, and have a large anisotropy between the bonds within the layer and the bonds between the layers. In other words, by forming the first high
グラファイトシートの物性や寸法は、第1高熱伝導部材89あるいは第2高熱伝導部材90に求められる機能に応じて適宜変更できる。例えば、高純度のグラファイトあるいは単結晶グラファイトを用いる、あるいは、グラファイトシートの厚みを大きくすることにより、その熱伝導の異方性を高めることができる。また、定着装置を高速化するために、厚みの小さいグラファイトシートを用いて定着装置の熱容量を小さくしてもよい。また、ニップ部N及びヒータ22の幅が大きい場合には、それに合わせて第1高熱伝導部材89あるいは第2高熱伝導部材90の長手方向の幅を大きくしてもよい。
The physical properties and dimensions of the graphite sheet can be changed as appropriate depending on the functions required of the first highly thermally
機械的強度を高める観点から、グラファイトシートの層数は11以上であることが好ましい。またグラファイトシートは部分的に単層と多層の部分とを含んでいてもよい。 From the viewpoint of increasing mechanical strength, it is preferable that the number of layers of the graphite sheet is 11 or more. The graphite sheet may also partially include single-layer and multi-layer portions.
第2高熱伝導部材90は、長手方向において、間隔B(さらに拡大分割領域C)に対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体56の少なくとも一部に重なる位置に設けられればよく、図40の配置に限らない。例えば、図42に示す例のように、第2高熱伝導部材90Aは、長手交差方向(矢印Y方向)において、基材55よりも長手交差方向の両側へ飛び出して設けられていてもよい。また、第2高熱伝導部材90Bは、長手交差方向において、抵抗発熱体56が設けられる範囲に設けられていてもよい。また、第2高熱伝導部材90Cは、間隔Bの一部に設けられていてもよい。
The second high
また、図43に示される別の実施形態においては、第1高熱伝導部材89とヒータホルダ23との間に厚み方向(図43における左右方向)の隙間が設けられている。つまり、ヒータ22、第1高熱伝導部材89、及び第2高熱伝導部材90が配置されるヒータホルダ23の凹部23b(図39参照)の一部の領域に、断熱層としての逃げ部23cが設けられている。
In another embodiment shown in FIG. 43, a gap is provided in the thickness direction (left-right direction in FIG. 43) between the first highly thermally
逃げ部23cは、第2高熱伝導部材90(図43においては図示省略)が設けられる部分以外の長手方向の一部の領域に設けられる。また、逃げ部23cは、ヒータホルダ23の凹部23bの深さをその他の部分よりも深くすることにより形成されている。これにより、ヒータホルダ23と第1高熱伝導部材89との接触面積を最小限にとどめることができるので、第1高熱伝導部材89からヒータホルダ23への伝熱が抑制され、ヒータ22によって定着ベルト20を効率的に加熱できるようになる。
なお、長手方向の第2高熱伝導部材90が設けられる断面においては、上記図38に示す実施形態のように、第2高熱伝導部材90がヒータホルダ23に当接する。
The relief portion 23c is provided in a portion of the longitudinal direction other than the portion where the second high thermal conductive member 90 (not shown in FIG. 43) is provided. The relief portion 23c is formed by making the depth of the
In addition, in the cross section in the longitudinal direction where second high
また、本実施形態においては、逃げ部23cが、長手交差方向(図43における上下方向)において、抵抗発熱体56が設けられた範囲全域に渡って設けられている。これにより、第1高熱伝導部材89からヒータホルダ23への伝熱が効果的に抑制され、ヒータ22による定着ベルト20の加熱効率が向上する。なお、断熱層として、逃げ部23cのように空間を設ける構成の他、ヒータホルダ23よりも熱伝導率の低い断熱部材を設ける構成であってもよい。
In addition, in this embodiment, the relief portion 23c is provided in the transverse direction (the vertical direction in FIG. 43) across the entire area in which the resistance heating element 56 is provided. This effectively suppresses heat transfer from the first highly thermally
また、本実施形態においては、第2高熱伝導部材90を第1高熱伝導部材89とは異なる部材として設けたが、これに限らない。例えば、第1高熱伝導部材89の間隔Bに対応する部分を、その他の部分よりも厚みを大きくすることにより、第1高熱伝導部材89が第2高熱伝導部材90の機能を兼ねるようにしてもよい。
In addition, in this embodiment, the second high
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 画像形成装置に装着可能な定着装置であって、
筐体フレームと、
回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱するヒータと、
前記ヒータを保持するヒータホルダと、
前記定着ベルトの内側に配設され前記ヒータホルダを支持するステーと、
前記定着ベルトとニップ部を形成する加圧ローラと、
前記ニップ部に記録媒体を案内する案内板部材と、
前記ニップ部を通過した前記記録媒体を前記定着ベルトから分離させる分離板部材と、を備え、
前記筐体フレームは、前記加圧ローラ側に配置される支持板部材と、前記支持板部材の長手方向両端側に配置される一対の側板部材と、を有し、
前記一対の側板部材が、前記定着ベルト側において、前記分離板部材、前記案内板部材及び前記ステーの少なくともいずれかにより保持されることを特徴とする定着装置である。
<2> 前記分離板部材の長手方向両端部及び前記側板部材のいずれか一方が係合部を有し、他方が被係合部を有し、
前記被係合部に前記係合部が係合することにより相対位置が位置決めされ、一対の前記分離板部材の離間距離が規定されることを特徴とする前記<1>に記載の定着装置である。
<3> 前記案内板部材の長手方向両端部及び前記側板部材のいずれか一方が係合部を有し、他方が被係合部を有し、
前記被係合部に前記係合部が係合することにより相対位置が位置決めされ、一対の前記分離板部材の離間距離が規定されることを特徴とする前記<1>に記載の定着装置である。
<4> 前記ステーの長手方向端部及び前記側板部材のいずれか一方が嵌合部を有し、他方が被嵌合部を有し、
前記被嵌合部に前記嵌合部が嵌合することにより相対位置が位置決めされ、一対の前記分離板部材の離間距離が規定されることを特徴とする前記<1>に記載の定着装置である。
<5> 前記係合部と前記被係合部の組み合わせを、複数有することを特徴とする前記<1>から<3>のいずれかに記載の定着装置である。
<6> 前記分離板部材、前記案内板部材及び前記ステーは金属製の部材であることを特徴とする前記<1>から<5>のいずれかに記載の定着装置である。
<7> 前記側板部材は、前記加圧ローラを支持する開口を有する略コの字形状であり、
略コの字形状の2辺が、先端に向かって幅が漸次小さくなる突端部を有することを特徴とする前記<1>から<6>のいずれかに記載の定着装置である。
<8> 前記支持板部材は、前記画像形成装置との間で位置決め固定するための固定手段が挿通される貫通孔を有することを特徴とする前記<1>から<7>のいずれかに記載の定着装置である。
<9> 前記画像形成装置が定着装置設置フレームを備え、
前記定着装置が前記画像形成装置に設置されたとき、
前記側板部材の前記突端部は、前記定着装置設置フレームに形成された挿通孔に挿入され、
前記支持板部材の前記貫通孔は、前記固定手段が挿通されることを特徴とする前記<1>から<8>のいずれかに記載の定着装置である。
<10> 前記<1>から<9>のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
<11> 前記定着装置が設置される定着装置設置フレームを備え、
前記定着装置設置フレームが、前記定着装置の前記側板部材と嵌合するスリット状の挿通孔と、前記定着装置の前記支持板部材を固定する固定部と、を有することを特徴とする前記<10>に記載の画像形成装置である。
<12> 前記挿通孔はスリットの中央部が前記側板部材と当接しない広幅部を有する形状であることを特徴とする前記<11>に記載の画像形成装置である。
For example, aspects of the present invention are as follows.
<1> A fixing device that can be installed in an image forming apparatus,
A housing frame;
a rotatable endless fixing belt;
a heater for heating the fixing belt;
a heater holder for holding the heater;
a stay disposed inside the fixing belt and supporting the heater holder;
a pressure roller that forms a nip portion with the fixing belt;
a guide plate member for guiding a recording medium to the nip portion;
a separation plate member that separates the recording medium that has passed through the nip portion from the fixing belt,
the housing frame includes a support plate member disposed on the pressure roller side, and a pair of side plate members disposed on both ends of the support plate member in a longitudinal direction,
The fixing device is characterized in that the pair of side plate members are held by at least one of the separation plate member, the guide plate member and the stay on the fixing belt side.
<2> Either one of the longitudinal end portions of the separation plate member and the side plate member has an engaging portion, and the other has an engaged portion,
In the fixing device according to <1>, the relative position is determined by the engagement of the engaging portion with the engaged portion, and a separation distance between the pair of separation plate members is defined.
<3> Either one of the longitudinal ends of the guide plate member or the side plate member has an engaging portion, and the other has an engaged portion,
In the fixing device according to <1>, the relative position is determined by the engagement of the engaging portion with the engaged portion, and a separation distance between the pair of separation plate members is defined.
<4> One of the longitudinal end portion of the stay and the side plate member has a fitting portion, and the other has a fitted portion,
In the fixing device according to <1>, the relative position is determined by fitting the fitting portion into the fitted portion, and a separation distance between the pair of separation plate members is defined.
<5> The fixing device according to any one of <1> to <3>, wherein the fixing device has a plurality of combinations of the engaging portion and the engaged portion.
<6> The fixing device according to any one of <1> to <5>, wherein the separation plate member, the guide plate member and the stay are made of metal.
<7> The side plate member has a generally U-shape having an opening for supporting the pressure roller,
The fixing device according to any one of <1> to <6>, wherein the two sides of the substantially U-shaped member have end portions whose widths gradually decrease toward the ends.
<8> The fixing device according to any one of <1> to <7>, wherein the support plate member has a through hole through which a fixing means for fixing the support plate member to the image forming apparatus is inserted.
<9> The image forming apparatus includes a fixing device installation frame,
When the fixing device is installed in the image forming apparatus,
the protruding end of the side plate member is inserted into an insertion hole formed in the fixing device installation frame,
In the fixing device according to any one of <1> to <8>, the fixing means is inserted through the through hole of the support plate member.
<10> An image forming apparatus including the fixing device according to any one of <1> to <9>.
<11> A fixing device installation frame on which the fixing device is installed,
The image forming apparatus described in <10> is characterized in that the fixing device installation frame has a slit-shaped insertion hole that fits into the side plate member of the fixing device, and a fixing portion that fixes the support plate member of the fixing device.
<12> The image forming apparatus according to <11>, wherein the insertion hole has a shape in which a central portion of the slit has a wide portion that does not abut against the side plate member.
9 定着装置
19 加熱装置
20 定着ベルト
21 加圧ローラ
22 ヒータ
23 ヒータホルダ
24 ステー
24a 嵌合部
25 分離板部材
26 案内板部材
28 側板部材
28a 突端部
28b ステー嵌合部
28c 軸受
28d 支持板嵌合突起
29 支持板部材
29a 貫通孔
291 ネジ穴
292 エンボス貫通孔
29b 嵌合孔
31 ギヤ
32 フランジ部材
32a ガイド溝
100 画像形成装置
105 定着装置設置フレーム
110 設置フレーム壁部
111 挿通孔
112 固定部
113 ネジ穴
114 エンボス
120 設置フレーム側壁
Claims (12)
筐体フレームと、
回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱するヒータと、
前記ヒータを保持するヒータホルダと、
前記定着ベルトの内側に配設され前記ヒータホルダを支持するステーと、
前記定着ベルトとニップ部を形成する加圧ローラと、
前記ニップ部に記録媒体を案内する案内板部材と、
前記ニップ部を通過した前記記録媒体を前記定着ベルトから分離させる分離板部材と、を備え、
前記筐体フレームは、前記加圧ローラ側に配置される支持板部材と、前記支持板部材の長手方向両端側に配置される一対の側板部材と、を有し、
前記一対の側板部材が、前記定着ベルト側において、前記分離板部材、前記案内板部材及び前記ステーの少なくともいずれかにより保持されることを特徴とする定着装置。 A fixing device that can be installed in an image forming apparatus,
A housing frame;
a rotatable endless fixing belt;
a heater for heating the fixing belt;
a heater holder for holding the heater;
a stay disposed inside the fixing belt and supporting the heater holder;
a pressure roller that forms a nip portion with the fixing belt;
a guide plate member for guiding a recording medium to the nip portion;
a separation plate member that separates the recording medium that has passed through the nip portion from the fixing belt,
the housing frame includes a support plate member disposed on the pressure roller side, and a pair of side plate members disposed on both ends of the support plate member in a longitudinal direction,
a pair of side plate members supported on the fixing belt side by at least one of the separation plate member, the guide plate member and the stay;
前記被係合部に前記係合部が係合することにより相対位置が位置決めされ、一対の前記分離板部材の離間距離が規定されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 Either one of the longitudinal ends of the separation plate member or the side plate member has an engaging portion, and the other has an engaged portion,
2. The fixing device according to claim 1, wherein the relative positions are determined by the engagement of the engaging portions with the engaged portions, and a separation distance between the pair of separation plate members is defined.
前記被係合部に前記係合部が係合することにより相対位置が位置決めされ、一対の前記分離板部材の離間距離が規定されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 Either one of the longitudinal ends of the guide plate member or the side plate member has an engaging portion, and the other has an engaged portion;
2. The fixing device according to claim 1, wherein the relative positions are determined by the engagement of the engaging portions with the engaged portions, and a separation distance between the pair of separation plate members is defined.
前記被嵌合部に前記嵌合部が嵌合することにより相対位置が位置決めされ、一対の前記分離板部材の離間距離が規定されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 One of the longitudinal end of the stay and the side plate member has a fitting portion, and the other has a fitted portion,
2. The fixing device according to claim 1, wherein the relative positions are determined by the engagement of the engagement portions with the mating portions, and a separation distance between the pair of separation plate members is defined.
略コの字形状の2辺が、先端に向かって幅が漸次小さくなる突端部を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 the side plate member is substantially U-shaped and has an opening for supporting the pressure roller,
2. The fixing device according to claim 1, wherein the width of each of the two sides of the substantially U-shaped member is gradually reduced toward the tip.
前記定着装置が前記画像形成装置に設置されたとき、
前記側板部材の前記突端部は、前記定着装置設置フレームに形成された挿通孔に挿入され、
前記支持板部材の前記貫通孔は、前記固定手段が挿通されることを特徴とする請求項7または8に記載の定着装置。 the image forming apparatus includes a fixing device installation frame,
When the fixing device is installed in the image forming apparatus,
the protruding end of the side plate member is inserted into an insertion hole formed in the fixing device installation frame,
9. The fixing device according to claim 7, wherein the fixing member is inserted through the through hole of the support plate member.
前記定着装置設置フレームが、前記定着装置の前記側板部材と嵌合するスリット状の挿通孔と、前記定着装置の前記支持板部材を固定する固定部と、を有することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 a fixing device installation frame on which the fixing device is installed,
11. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the fixing device installation frame has a slit-shaped insertion hole that fits with the side plate member of the fixing device, and a fixing portion that fixes the support plate member of the fixing device.
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