JP3962740B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等に適用される定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device applied to an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile, and the like.
複写機やプリンターあるいはファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置では、記録媒体(シート)上に転写されたトナー像を熱溶融させて定着するための定着装置が設けられている。 2. Description of the Related Art In electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimile machines, a fixing device is provided for fusing and fixing a toner image transferred on a recording medium (sheet).
近年、電子写真装置の小型化、省電力化等のために、ベルトニップ方式の定着装置が開発されている(特許文献1参照)。ベルトニップ方式の定着装置とは、例えば、回転する定着ロールと、これに接触して従動回転する無端ベルトとの間で加熱定着を行うようにしたものである。無端ベルトを定着ロールに圧接することによりニップを形成するため、無端ベルトの内側には非回転状態で配置される圧力付与部材が設けられる。 In recent years, a belt nip type fixing device has been developed in order to reduce the size and power consumption of an electrophotographic apparatus (see Patent Document 1). The belt nip type fixing device is, for example, a device that performs heat fixing between a rotating fixing roll and an endless belt that rotates in contact with the fixing roll. In order to form a nip by pressing the endless belt against the fixing roll, a pressure applying member arranged in a non-rotating state is provided inside the endless belt.
特許文献1には、ポリイミド樹脂フィルムの無端ベルトと、ポリテトラフルオロエチレンを含浸させたガラス繊維シートに覆われた圧力付与部材が記載されている。圧力付与部材は、回転する無端ベルトの内側と常に摺動するので、磨耗しにくく、かつ、摩擦抵抗が低い材料が求められる。さらに、特許文献1には、摺動性を向上させるために、無端ベルトの内側に潤滑剤を塗布することも記載されている。
特許文献2には、無端ベルトの内周面に接触して潤滑剤を塗布するための潤滑剤含浸部材を、前記無端ベルトの圧接用支持ロールの間で定着ロール側に位置する無端ベルト部分の内周面に当接するように設ける構成が記載されている。特許文献2では、潤滑剤の過不足によって以下のような問題が発生すると記載されている。
In
すなわち、ベルト内周面に塗布される潤滑剤の量が多すぎる場合、無端ベルト内側を支持しベルトの遥動を行うことによりベルトのスラスト方向の位置を調整する機構を備えた定着装置においては、ベルトの内面と支持ローラの抵抗が過多な潤滑剤により摩擦抵抗が下がりすぎ、ベルトの遥動を行う支持ローラの角度を変位させてもベルトの遥動が出来ないといった問題がある。 That is, in a fixing device having a mechanism for adjusting the position in the thrust direction of the belt by supporting the inner side of the endless belt and swinging the belt when the amount of lubricant applied to the inner peripheral surface of the belt is too large. Further, there is a problem that the frictional resistance is excessively lowered by the lubricant having excessive resistance between the inner surface of the belt and the support roller, and the belt cannot be swung even if the angle of the support roller that performs the belt swing is displaced.
また、無端ベルトの遥動を支持ローラによって行わずに端部にガイド部材を設けることでベルトのスラスト方向の位置を調整する機構を備えた定着装置においても、ベルトの内面に塗布された潤滑剤が無端ベルトのスラスト方向端部から滲み出て表面に回りこむことで、定着ニップ部で搬送されるべき記録媒体がスリップしたり、画像上に潤滑剤の付着した跡が発生するといった問題がある。 The lubricant applied to the inner surface of the belt also in a fixing device having a mechanism for adjusting the position in the thrust direction of the belt by providing a guide member at the end without causing the endless belt to swing by the support roller. Oozes out from the end of the endless belt in the thrust direction and wraps around the surface, causing a problem that the recording medium to be transported at the fixing nip portion slips or a trace of lubricant adheres to the image. .
一方、潤滑剤の塗布量が少なすぎる場合、無端ベルト内側に存在する潤滑剤の量が減少するまでの時間が短くなり、無端ベルトと圧力付与部材の間の摩擦抵抗が次第に増加して無端ベルトの円滑な従動回転を阻害する原因となり、結果として定着装置としての寿命が短くなってしまうという問題が指摘されている。
すなわち、例えばフェルトなどの不織布に潤滑剤を含浸させただけの単純な構成で潤滑剤塗布装置を構成した場合、潤滑剤の量が多い初期状態においては塗布量そのものも多くなり、逆に潤滑剤の量が少なくなるにつれて塗布量が少なくなるため、前記の様な問題が発生してしまう。また、潤滑剤含浸部材が保持する潤滑剤は、重力とその濡れ性の影響により、潤滑剤塗布装置の塗布面以外から下部方向に流出してしまうことがあり、それにより本来無端ベルトに塗布されるべき潤滑剤の量が減少してしまい、結果として定着装置としての寿命が短くなってしまうという問題が発生する場合があった。 That is, for example, when a lubricant application device is configured with a simple configuration in which a nonwoven fabric such as felt is impregnated with a lubricant, the coating amount itself increases in the initial state where the amount of lubricant is large, and conversely, the lubricant As the amount of coating decreases, the coating amount decreases, causing the above-described problems. In addition, the lubricant retained by the lubricant-impregnated member may flow downward from other than the application surface of the lubricant application device due to the influence of gravity and its wettability, so that it is originally applied to the endless belt. In some cases, the amount of lubricant to be reduced decreases, resulting in a problem that the life of the fixing device is shortened.
このような問題に対応するため、例えば潤滑剤塗布装置をオイルパン、補給部、オイル塗布ローラ、オイル塗布量規制ブレードのように機能分離することで、安定した潤滑剤塗布性能を発揮させる構成をとることは可能であり、実際に非常に多くの電子写真装置に実装されている。しかし、当然ながら装置の大型化を招くため、前記のような小型・低消費電力対応の定着装置の内部もしくは外部に設けることは非常に難しく、またコストアップの主な原因の一つになっているのが現実である。 In order to deal with such problems, for example, the lubricant application device is separated into functions such as an oil pan, a replenishment unit, an oil application roller, and an oil application amount regulating blade, thereby providing a configuration that exhibits stable lubricant application performance. It can be taken and is actually implemented in a great number of electrophotographic apparatuses. However, of course, this increases the size of the device, so it is very difficult to install it inside or outside the fixing device corresponding to the above-mentioned small size and low power consumption, and it is one of the main causes of cost increase. It is reality.
本発明の目的は、簡易な構成で潤滑剤を安定して塗布可能な定着装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fixing device capable of stably applying a lubricant with a simple configuration.
上記目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、定着回転体と、この定着回転体との間で定着ニップを形成するエンドレスベルトと、この定着ニップにてベルトをその内側から定着回転体に向けて加圧する加圧部材と、この加圧部材とベルトとの間に潤滑剤を供給すべく潤滑剤を含浸した潤滑剤含浸部材と、この潤滑剤含浸部材を支持する支持部材と、を有する定着装置において、
上記潤滑剤含浸部材は潤滑剤を下方に供給すべく上記ベルトの内面と接触する先端側が上記支持部材よりも下方に位置し、この潤滑剤含浸部材の先端側の空隙率を他端側よりも大きくすることで毛細管現象を利用して先端側からの潤滑剤の過剰流出を防止するように構成したことを特徴とする。
To achieve the above object, a fixing device according to the present onset Ming, a fixing rotator, and an endless belt to form a fixing nip between the fixing rotary body, its either inside the belts Te in the fixing nip supporting a pressing member for pressing toward the RaJo deposition rotating body, and the lubricant impregnated member impregnated with lubricant to supply lubricant between the pressure member and the belt, the lubricant impregnated member a support member for, in the fixing device having,
In the lubricant-impregnated member, the tip side contacting the inner surface of the belt is positioned below the support member so as to supply the lubricant downward, and the void ratio on the tip side of the lubricant-impregnated member is higher than that of the other end side. It is characterized in that it is configured to prevent excessive outflow of lubricant from the tip side by utilizing capillary action by increasing the size .
本発明によれば、毛細管現象により重力に逆らい潤滑剤を上方向に汲み上げることができるので、潤滑剤含浸部材の上部では潤滑剤の不足が解消され、下部では潤滑剤の過剰を抑制できる。したがって、本発明によれば、空隙率の調整された潤滑剤含浸部材を設けるという極めて簡易な構成で、初期から長期にわたり潤滑剤を安定して供給することが可能となる。 According to the present invention, the lubricant that resists gravity can be pumped upward by capillary action, so that the shortage of lubricant is eliminated at the upper part of the lubricant-impregnated member, and the excess of lubricant can be suppressed at the lower part. Therefore, according to the present invention, it is possible to stably supply the lubricant from the beginning to the long term with a very simple configuration in which the lubricant-impregnated member with the adjusted porosity is provided.
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の態様について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<参考実施形態>
(定着装置の構成)
図1は、本発明の参考実施形態に係る定着装置の構成を模式的に示す断面図である。この定着装置は、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置のような画像形成装置に組み込まれて使用される。
< Reference embodiment>
(Configuration of fixing device)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a fixing device according to a reference embodiment of the present invention. The fixing device, for example, electrophotographic copying machines, printers, image forming apparatus built-in is used, such as a facsimile apparatus.
この定着装置は、概略、加熱源を内蔵した加熱定着ロール(定着回転体)10と、エンドレスベルト(無端ベルト)21と、このエンドレスベルト21の内面の所定範囲を加熱
定着ロール10に向けて押圧し、加熱定着ロール10の外周面とエンドレスベルト21の外面との間に定着ニップを形成する圧力付与部材(加圧部材)30と、を備える。エンドレスベルト21は3つの支持ロールである分離ロール22、ステアリングロール23、インレットロール24によって張架され、ベルトユニット20を構成している。このベルトユニット20の内側には、エンドレスベルト21の内面に接触して潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置1が設けられている。
The fixing device generally includes a heat fixing roll (fixing rotating body) 10 having a built-in heating source, an endless belt (endless belt) 21, and a predetermined range of the inner surface of the
加熱定着ロール10は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成された円筒状の芯金11上に、シリコーンゴム等の弾性材料にて構成される弾性層12と、PFAチューブ等の耐熱性や離型性に優れた離型層13とを順に積層したロール構造からなるものである。芯金11の円筒内部には、加熱源としてのハロゲンランプ14が配設されている。また、加熱定着ロール10の表面には、そのロールの表面温度を計測する温度センサ15が配置されている。
The
加熱定着ロール10は、不図示の支持機構により回転自在に支持されており、不図示の駆動装置により図中の矢印方向に所定の速度で回転するようになっている。また、温度センサ15の計測信号により、不図示の温度コントローラによってハロゲンランプ14がフィードバック制御されて、加熱定着ロール10の表面が所定の温度に保たれるようになっている。
The
エンドレスベルト21は、ポリイミドフィルム等の耐熱樹脂フィルムにより形成されている。エンドレスベルト21は、回転自在に支持された分離ロール22、ステアリングロール23、インレットロール24の3つの支持ロールに掛けまわされている。
The
分離ロール22は、不図示の加圧機構によりエンドレスベルト21を介して加熱定着ロール10に圧接する圧力ロールである。この分離ロール22により、加熱定着ロール10の弾性層12が変形を受け、その変形歪みにより定着ニップ内に進行したトナー像が加熱定着ロール10から分離するような仕組みになっている。
The
ステアリングロール23は、両端部に不図示の軸受けをもつ。この軸受けは、エンドレスベルト21の端部の位置を検知する不図示のセンサの信号に基づいて、不図示の駆動装置によって前後に移動する。これによりエンドレスベルト21の蛇行が補正される。
The
インレットロール24は、記録媒体(シート)Pの入口側に配置されている。インレットロール24は、定着ニップに対してフラットにシートが導入されるように、圧力付与部材30とほぼ同じ高さに配置される。
The
圧力付与部材30は、支持プレート31上に、シリコーンゴム等の弾性層32と、更にその上にフッ素樹脂コート等の低摩擦層33とが積層された構成である。圧力付与部材30は、不図示の加圧機構を有しており、定着ニップにおいてエンドレスベルト21の内側から加熱定着ロール10に向けて圧力を付与する。
The
(潤滑剤塗布装置の構成)
潤滑剤塗布装置1は、潤滑剤が含浸された潤滑剤含浸部材(潤滑剤塗布部材ともよぶ。)2と、この潤滑剤含浸部材2を上下に挟み込んで固定する支持部材3及び4とから構成されている。潤滑剤塗布装置1は、不図示の固定具によって、潤滑剤含浸部材2の先端(本実施形態では上端部)が、エンドレスベルト21の内面に接触するように配置されており、エンドレスベルト21の内面に潤滑剤を供給する。
(Configuration of lubricant application device)
The
潤滑剤としては、例えば、粘度1000CSのシリコーンオイル等を好適に用いること
ができる。潤滑剤含浸部材2は耐熱性フェルト等の不織布からなる。潤滑剤含浸部材2は多数の空隙を有しており、本実施形態では、潤滑剤を上方に供給する先端側(上端側)の空隙率が他端側(下端側)よりも小さくなるように調整されている。
As the lubricant, for example, silicone oil having a viscosity of 1000 CS can be suitably used. The lubricant-impregnated
本実施形態においては、エンドレスベルト21に接触する側の端部(当接側の端部)の空隙率が50%、他端部(非当接側の端部)の空隙率が90%に調整され、また、当接側の端部から非当接側の端部にかけて徐々に空隙率が増えていくように形成されている。潤滑剤含浸部材2に含まれる潤滑剤(シリコーンオイル等)は、エンドレスベルト21との接触部位において徐々にエンドレスベルト21側に移動するため、潤滑剤含浸部材2の上端部の潤滑剤保持量が減少していく。しかし、本実施形態の構成によれば、潤滑剤は毛細管現象により重力に逆らって空隙率の大きい方から小さい方へと移動するため、潤滑剤含浸部材2の上端部(当接側の端部)では潤滑剤の不足が解消される。したがって、空隙率が均一な潤滑剤含浸部材に比べて、長期にわたり、潤滑剤含浸部材2の当接側の端部における潤滑剤保持量が高く保たれるのである。
In this embodiment, the porosity of the end (contact side end) on the side in contact with the
潤滑剤含浸部材2の空隙率は、潤滑剤含浸部材2全体を潤滑剤の中に漬け、一定時間後(例えば5分間後)に潤滑剤から引き出して、潤滑剤含浸部材2の重量を測定し、以下の式によって求める。
空隙率=((潤滑剤含浸後の部材の重量)−(潤滑剤含浸前の部材の重量))/(潤滑剤含浸後の部材の重量)
The porosity of the lubricant-impregnated
Porosity = ((weight of member after impregnation of lubricant) − (weight of member before impregnation of lubricant)) / (weight of member after impregnation of lubricant)
但し、潤滑剤含浸部材2は部位毎に空隙率が異なるため、部位毎に裁断して上記測定を行うことで、部位毎の空隙率を算出した。
However, since the porosity of the lubricant-impregnated
なお、空隙率は潤滑剤含浸部材による潤滑剤の保持能力に対応した指標であるため、空隙率が大きいということは潤滑剤保持能力が低いことを意味し、一方、空隙率が小さいということは潤滑剤保持能力が高いことを意味する。 Since the porosity is an index corresponding to the retention capacity of the lubricant by the lubricant-impregnated member, a large porosity means that the lubricant retention capacity is low, whereas a low porosity is It means that the lubricant retention ability is high.
潤滑剤含浸部材2の材料は、潤滑剤に対して親和性・濡れ性を発揮する材料であればいずれであっても良い。本実施形態においては耐熱性の高いアラミド樹脂の繊維を用いたが、本発明の機能を達成できれば、たとえばPET、ポリエステル、テフロン(登録商標)樹脂等、いかなる材料であってもよい。
The material of the lubricant impregnated
不織布は、一般に、(1)乾式法、湿式法、スパンボンド法等の手法により、繊維の結合性の粗な状態の集積体(フリース)を作製した後、(2)ケミカルボンド法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法等の手法により、繊維同士の結合力を上げることによって製造される。 Nonwoven fabrics are generally manufactured by (1) a dry assembly, a wet method, a spunbond method or the like to produce an aggregate (fleece) in a coarse state of fiber binding, and then (2) a chemical bond method, a thermal bond It is manufactured by increasing the bonding force between the fibers by a method such as a method or a needle punch method.
本実施形態のように空隙率が部位毎に異なる潤滑剤含浸部材2を製造する方法の一例について、図2を参照して説明する。本例では、2種類以上の太さの異なる繊維を用い、各々の繊維の配分量を潤滑剤含浸部材2の先端側(上端側)と他端側(下端側)で異ならせることにより、空隙率を調整する。
An example of a method for manufacturing the lubricant-impregnated
まず、繊維太さの異なる2種類の繊維を準備する。本実施形態では、2デニールの細いアラミド樹脂繊維αと、32デニールの太いアラミド樹脂繊維βとを用いる。これらの繊維を、左側が繊維αの量が多く、右側が繊維βの量が多くなるように、かつ徐々にその量が入れ替わるように混合して敷き詰めていく。その際、単位体積当たりの重量はどの部位においても略同等となるように詰めていく。全体が所望の量だけ敷き詰められた後、エマ
ルジョン系の繊維接着剤をスプレーしながら混合し、熱圧処理を施して各繊維を結合させる。その後、所望のサイズに裁断することにより、潤滑剤含浸部材2が得られる。
First, two types of fibers having different fiber thicknesses are prepared. In this embodiment, 2 denier thin aramid resin fiber α and 32 denier thick aramid resin fiber β are used. These fibers are mixed and spread so that the left side has a large amount of fiber α, the right side has a large amount of fiber β, and the amount gradually changes. At that time, the weight per unit volume is packed so as to be substantially the same in any part. After the desired amount is spread all over, the emulsion-based fiber adhesive is mixed while sprayed, and subjected to hot-pressure treatment to bond the fibers. Thereafter, the lubricant impregnated
なお、図2のような製造方法以外にも、不織布の空隙率を部位毎に異なるように製造する方法は種々考えられる。結果的に空隙率が所望の値になっており、同様の効果を得られれば、どのような製造方法を採用してもよい。 In addition to the manufacturing method as shown in FIG. 2, various methods for manufacturing the non-woven fabric so that the porosity is different for each part can be considered. As a result, the porosity is a desired value, and any manufacturing method may be adopted as long as the same effect can be obtained.
(比較実験)
図3は、本実施形態の潤滑剤含浸部材2の塗布量と、空隙率が均一な潤滑剤含浸部材の塗布量とを比較した結果を示すグラフである。図3の横軸は、図1のベルトニップ式定着装置を加熱状態で回転駆動させ続けた時間(いわゆる耐久時間)であり、縦軸は加熱定着ロール10を回転駆動させるモータの電流値を示したものである。すなわち、エンドレスベルト21に塗布される潤滑剤の量が減少していくと、徐々に圧接部における抵抗が増し、結果として加熱定着ロール10を回転させるために必要なモータの電流値が上昇するため、間接的に潤滑剤の塗布量を測定していることになる。
(Comparative experiment)
FIG. 3 is a graph showing a result of comparing the amount of application of the lubricant-impregnated
図3のグラフは、潤滑剤含浸部材Aと潤滑剤含浸部材Bそれぞれの、耐久時間に対する定着モータの必要駆動電流の実験結果を示す。なお、この実験では、加熱定着ロール10を回転駆動する際の電流限界(約2.5A)に達するまでの時間(寿命)を調べている。ここで、潤滑剤含浸部材A及びBは、厚み5mm、高さ20mm、幅300mmの同一の形状を有しており、潤滑剤として10gのシリコーンオイルを含浸させている。但し、潤滑剤含浸部材Aは、空隙率が全体に75%で均一であるのに対し、潤滑剤含浸部材Bは、空隙率が非当接側の端部で90%、当接側の端部で50%、その間が90%〜50%に徐々に変化するように調整されている。
The graph of FIG. 3 shows the experimental results of the required driving current of the fixing motor with respect to the durability time of each of the lubricant-impregnated member A and the lubricant-impregnated member B. In this experiment, the time (life) until reaching the current limit (about 2.5 A) when rotating the
この実験結果より、空隙率一定の潤滑剤含浸部材Aを有する定着装置の寿命は70時間弱であるのに対し、空隙率が調整された潤滑剤含浸部材Bを有する定着装置の寿命は約200時間まで延びていることが分かる。また、寿命に達した時の潤滑剤含浸部材が保持しているシリコーンオイルの量は、潤滑剤含浸部材Aにおいては約6.5gのシリコーンオイルが残留していたのに対し、潤滑剤含浸部材Bにおいては約1.2gのシリコーンオイルが残留していた。すなわち、空隙率が全体に均一である潤滑剤含浸部材Aにおいては、非当接側の端部にシリコーンオイルがまだ残っているにもかかわらず、当接側の端部においては殆ど残留していない。一方で空隙率を徐々に変えている潤滑剤含浸部材Bにおいては、潤滑剤含浸部材Bの各部位でほぼ均一にシリコーンオイルが残留していた。 From this experimental result, the life of the fixing device having the lubricant-impregnated member A having a constant porosity is almost 70 hours, whereas the life of the fixing device having the lubricant-impregnated member B having the adjusted porosity is about 200. You can see that it extends to time. The amount of silicone oil retained by the lubricant-impregnated member when it reached the end of its life was approximately 6.5 g of silicone oil remaining in the lubricant-impregnated member A, whereas the amount of silicone oil retained in the lubricant-impregnated member A In B, about 1.2 g of silicone oil remained. That is, in the lubricant-impregnated member A having a uniform porosity as a whole, the silicone oil remains at the non-contact side end portion, but almost remains at the contact side end portion. Absent. On the other hand, in the lubricant-impregnated member B in which the porosity is gradually changed, silicone oil remains almost uniformly in each part of the lubricant-impregnated member B.
また、潤滑剤含浸部材Aの定着装置の寿命が潤滑剤含浸部材Bと同じになるようにシリコーンオイルの量を30gに増量した場合、初期状態において定着装置のエンドレスベルト21の蛇行制御がうまく働かなくなり、また、ベルト内面から表面に回り込んだシリコーンオイルが定着ニップ内部に滞留し、記録媒体をニップ内に通過させるとオイルスジが発生してしまう事が判明した。
Further, when the amount of the silicone oil is increased to 30 g so that the life of the fixing device of the lubricant-impregnated member A is the same as that of the lubricant-impregnated member B, the meandering control of the
以上述べたように、本実施形態のように、潤滑剤含浸部材2の上端側(エンドレスベルト21に当接する側)の空隙率を小さく、その他端側の空隙率を大きく、その間の部位に関しては徐々に空隙率を変化させることにより、初期から耐久寿命末期まで、安定した潤滑剤塗布能力を得ることが可能となった。なお、参考実施形態では、空隙率を徐々に異ならせる構成としたが、空隙率を段階的(2段階、3段階など)に変化させる構成でも作用効果を奏することができる。
As described above, as in this embodiment, the void ratio on the upper end side (side contacting the endless belt 21) of the lubricant-impregnated
<一実施形態>
(定着装置の構成)
図4は、本発明の一実施形態に係る定着装置の構成を模式的に示す断面図である。この定着装置は、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置のような画像形成装置に組み込まれて使用される。なお、図4において、図1の定着装置と同様の構成部分については同一の符号を付すこととし、その詳細な説明は省略するものとする。
< One Embodiment>
(Configuration of fixing device)
Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention. The fixing device, for example, electrophotographic copying machines, printers, image forming apparatus built-in is used, such as a facsimile apparatus. 4, the same components as those of the fixing device of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この定着装置は、概略、加熱源を内蔵した加熱定着ロール(定着回転体)10と、エンドレスベルト(無端ベルト)21と、このエンドレスベルト21の内面の所定範囲を加熱定着ロール10に向けて押圧し、加熱定着ロール10の外周面とエンドレスベルト21の外面との間に定着ニップを形成する圧力付与部材(加圧部材)30と、を備える。エンドレスベルト21の内側には、エンドレスベルト21の内面に接触して潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置5が設けられている。
The fixing device generally includes a heat fixing roll (fixing rotating body) 10 having a built-in heating source, an endless belt (endless belt) 21, and a predetermined range of the inner surface of the
本実施形態のエンドレスベルト21は、加熱定着ロール10の回転につられて従動回転する。エンドレスベルト21の両端には不図示の端部規制部材が設けられており、その端部規制部材によってエンドレスベルト21の蛇行が規制される。
The
(潤滑剤塗布装置の構成)
潤滑剤塗布装置5は、潤滑剤が含浸された潤滑剤含浸部材6と、この潤滑剤含浸部材6を挟み込んで固定する支持部材7とから構成されている。潤滑剤塗布装置5は、不図示の固定具によって、潤滑剤含浸部材6の先端側(本実施形態では下端側)が、エンドレスベルト21の内面に接触するように配置されている。
(Configuration of lubricant application device)
The
本実施形態の潤滑剤含浸部材6は、空隙率の異なる複数の潤滑剤含浸部材(以下、単に「部材」とよぶ。)6a及び6bを上下に組み合わせて構成されている。エンドレスベルト21に接触する下側の部材6aよりも、上側の部材6bのほうが、その空隙率が小さく設定されている。2つの部材6a及び6bは、ケミカルボンド等により接着され、一体化されている。なお、潤滑剤としては、例えば、粘度1000CSのシリコーンオイル等を好適に用いることができる。
The lubricant-impregnated
このように、潤滑剤含浸部材6の先端側(下端側)の空隙率を他端側(上端側)よりも大きくしたことによって、毛細管現象により潤滑剤を上方(空隙率の小さい方)に移動させることができる。よって、潤滑剤塗布量が過剰となったり、エンドレスベルト21の表側(外面)まで流出したりする不具合を抑制することができる。
Thus, by making the porosity of the tip side (lower end side) of the lubricant impregnated
なお、ここでは潤滑剤としてシリコーンオイル(粘度1000CS)を用いているが、シリコーンオイルは一般的に温度により実際の粘度が変化するため、定着装置の温調温度に応じて、毛細管現象により移動しようとするオイルの量も変化してくる。更に、圧力付与部材30から熱伝達される熱量によってもその温度が左右されるため、部材6a及び6bの最適な厚みや幅、空隙率等は定着装置毎に最適に調整されることが好ましい。
In this case, silicone oil (viscosity 1000CS) is used as the lubricant. However, since silicone oil generally changes in actual viscosity depending on temperature, it will move by capillary action according to the temperature control temperature of the fixing device. The amount of oil will change. Furthermore, since the temperature depends on the amount of heat transferred from the
本実施形態における定着装置においては、部材6bの上辺部の温度が110℃、部材6aのエンドレスベルト21との接触部の温度が120℃、部材6aと6bの接合面近傍の温度が80℃であり、またエンドレスベルト21への潤滑剤の最適塗布量が約60mg/hrs(回転時間)であることが実験から判明した。そこで、部材6aを幅300mm、長さ15mm、厚み6mm、空隙率45%の構成にし、部材6bを幅300mm、長さ15mm、厚み25mm、空隙率75%の構成にし、30gの潤滑剤を部材6bにのみ初期に含浸させたところ、上記最適塗布量を150時間維持することができた。
In the fixing device according to the present embodiment, the temperature of the upper side of the
すなわち、本実施形態の構成によっても、初期から耐久寿命末期まで、安定した潤滑剤塗布能力を得ることが可能である。 That is, even with the configuration of the present embodiment, it is possible to obtain a stable lubricant application capability from the initial stage to the end of the endurance life.
なお、上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。 The above embodiment is merely an example of the present invention. The scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
例えば、潤滑剤含浸部材の形状、大きさ、空隙率の設定は、上記実施形態のものに限定されない。これらの設定は、定着装置の様々な条件に応じて適宜変更すればよい。 For example, the setting of the shape, size, and porosity of the lubricant-impregnated member is not limited to that of the above embodiment. These settings may be appropriately changed according to various conditions of the fixing device.
1 潤滑剤塗布装置
2 潤滑剤含浸部材
3,4 支持部材
5 潤滑剤塗布装置
6 潤滑剤含浸部材
6a,6b 潤滑剤含浸部材
7 支持部材
10 加熱定着ロール(定着回転体)
11 芯金
12 弾性層
13 離型層
14 ハロゲンランプ(加熱源)
15 温度センサ
20 ベルトユニット
21 エンドレスベルト
22 分離ロール
23 ステアリングロール
24 インレットロール
30 圧力付与部材
31 支持プレート
32 弾性層
33 低摩擦層
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記潤滑剤含浸部材は潤滑剤を下方に供給すべく上記ベルトの内面と接触する先端側が上記支持部材よりも下方に位置し、この潤滑剤含浸部材の先端側の空隙率を他端側よりも大きくすることで毛細管現象を利用して先端側からの潤滑剤の過剰流出を防止するように構成したことを特徴とする定着装置。
A fixing rotator, and an endless belt to form a fixing nip between the fixing rotary member, a pressure member for pressing toward the belts on the inside or RaJo adhesive rotator Te in the fixing nip, the In a fixing device having a lubricant-impregnated member impregnated with a lubricant to supply a lubricant between a pressure member and a belt, and a support member that supports the lubricant-impregnated member ,
In the lubricant-impregnated member, the tip side contacting the inner surface of the belt is positioned below the support member so as to supply the lubricant downward, and the void ratio on the tip side of the lubricant-impregnated member is higher than that of the other end side. A fixing device configured to prevent excessive outflow of lubricant from the tip side by utilizing a capillary phenomenon by increasing the size .
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