JP6822117B2 - Fixing device and image forming device - Google Patents
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming device.
プリンタ、複写機、ファクシミリ又はそれらのうちの少なくとも2つの機能を有する複合機等の画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化・高速化についての市場要求が高まってきている。
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、画像転写方式又は直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材(記録媒体)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、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
In recent years, there has been an increasing market demand for energy saving and high speed for image forming devices such as printers, copiers, facsimiles, and multifunction devices having at least two functions thereof.
In the image forming apparatus, the unfixed toner image is transferred to the recording material sheet, printing paper, photosensitive paper, electrostatic recording paper, etc. by the image transfer method or the direct method by the image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, and magnetic recording. It is formed on a recording material (recording medium). As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a contact heating type fixing device such as a thermal roller method, a film heating method, and an electromagnetic induction heating method is widely adopted.
ベルト方式の定着装置では、近年、さらなるウォームアップ時間(電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度(リロード温度)までに要する時間)や、ファーストプリント時間(印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間)の短縮化が望まれている。また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足すること(所謂、温度落ち込み)が問題となっている。 In recent years, belt-type fixing devices have further warm-up time (time required from normal temperature to a predetermined printable temperature (reload temperature) such as when the power is turned on) and first print time (after receiving a print request). It is desired to shorten the time required to perform the printing operation after the printing preparation and complete the paper ejection. In addition, as the speed of the image forming apparatus increases, the number of sheets to be passed per unit time increases and the required amount of heat increases, so that the amount of heat is insufficient especially at the beginning of continuous printing (so-called temperature drop) becomes a problem. ing.
そこで、無端ベルトを直接加熱する構成とすることで、省エネルギー性が高く、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが可能な定着装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、端部熱源の熱を移動させて定着部材の長手方向における温度を均一化する目的で、熱移動補助部材が直方体状のニップ形成部材の定着ベルトの内面に対向する面を覆うように嵌合され一体化された構成が開示されている。ニップ部に熱移動補助部材を用いることで、定着ベルトの端部温度上昇が抑制されて長手方向の温度むらも改善されている。
Therefore, a fixing device has been proposed that has high energy saving and can further shorten the first print time from the standby state of heating by directly heating the endless belt (see, for example, Patent Document 1). ..
In Patent Document 1, for the purpose of transferring the heat of the end heat source to make the temperature of the fixing member uniform in the longitudinal direction, the surface of the heat transfer assisting member facing the inner surface of the fixing belt of the rectangular parallelepiped nip forming member is provided. A configuration that is fitted and integrated so as to cover is disclosed. By using the heat transfer assisting member for the nip portion, the temperature rise at the end portion of the fixing belt is suppressed and the temperature unevenness in the longitudinal direction is also improved.
しかしながら、特許文献1に採用されているような、熱容量の低い無端状で筒状の定着部材である定着ベルトを直接加熱する方式で、更にニップ部に熱移動補助部材を用いて定着ベルトと高荷重下で摺動する構成では、次の問題を生じてしまう。即ち、熱移動補助部材の周方向の上流側、下流側の曲げ部が定着ベルト内面と線接触し、また熱移動補助部材の長手方向両端部と定着ベルト内面とが点又は線接触し、定着ベルト内面にニップ部以上に高負荷を与えた状態で摺動するため、ベルトの削れやキンク、破損の原因となり、耐久性を低下させてしまう、という問題がある。尚、「キンク」とは、定着ベルトが形くずれを生じて完全には元に戻らなくなった状態をいう。
特許文献1では、その課題を解決する手段として熱移動補助部材を必須の構成としているが、本願発明のように課題が異なる場合は熱移動補助部材は必ずしも必要な構成ではなく、少なくともニップ形成部材を備えていればよい。
However, it is a method of directly heating the fixing belt, which is an endless and tubular fixing member with a low heat capacity, as adopted in Patent Document 1, and further uses a heat transfer assisting member for the nip portion to increase the height of the fixing belt. In a configuration that slides under a load, the following problems occur. That is, the bent portions on the upstream side and the downstream side in the circumferential direction of the heat transfer assisting member make line contact with the inner surface of the fixing belt, and both ends in the longitudinal direction of the heat transfer assisting member and the inner surface of the fixing belt make point or line contact to fix. Since it slides on the inner surface of the belt with a load higher than that of the nip portion, there is a problem that the belt may be scraped, kink, or damaged, and the durability may be lowered. The term "kink" refers to a state in which the fixing belt is deformed and cannot be completely restored.
In Patent Document 1, the heat transfer assisting member is indispensable as a means for solving the problem, but when the problem is different as in the present invention, the heat transfer assisting member is not necessarily a necessary structure, and at least the nip forming member is not required. It suffices to have.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、定着ベルト(定着部材)の内面と接触するように設けられたニップ形成部材における定着ベルト回転方向の上流側、下流側の接触領域が定着ベルトの内面と高負荷で摺擦することを防ぐことにより、定着ベルトの削れやキンク、破損を防止することを目的とする。尚、「摺擦」とは、摺動しながらの摩擦状態を意味する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the contact regions on the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing belt in the nip forming member provided so as to come into contact with the inner surface of the fixing belt (fixing member) are formed. The purpose is to prevent scraping, kinking, and damage of the fixing belt by preventing it from rubbing against the inner surface of the fixing belt with a high load. In addition, "rubbing" means a frictional state while sliding.
上記目的を達成するために、本発明は、可撓性を有し回転可能な無端状の定着部材と、前
記定着部材の外側に配置され、該定着部材に対向する対向部材と、前記定着部材の長手方
向における記録媒体挟持領域の少なくとも中央部を加熱する定着熱源と、前記定着部材の
内側に設けられ、該定着部材と前記対向部材との間に記録媒体を挟持するニップ部を形成
するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材が前記定着部材の内面と接触する領域であっ
て、該定着部材の回転方向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に設け
られ、前記定着部材の回転に従動する回転部材と、を備え、前記回転部材は円錐台又は双
円錐台形状であることを特徴とする定着装置である。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a flexible and rotatable endless fixing member, an opposing member arranged outside the fixing member and facing the fixing member, and the fixing member. A fixing heat source that heats at least the central portion of the recording medium holding region in the longitudinal direction of the above, and a nip that is provided inside the fixing member and forms a nip portion that holds the recording medium between the fixing member and the facing member. A region where the forming member and the nip forming member come into contact with the inner surface of the fixing member, which is provided at least one of the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing member, and the fixing member. A rotating member that follows the rotation of the rotating member, and the rotating member is a truncated cone or a twin.
A fixing device you being a frustoconical.
本発明によれば、上記構成により、ニップ形成部材と定着部材の内面との高負荷での摺擦を無くし、定着部材の削れやキンク、破損を防止できる。 According to the present invention, according to the above configuration, it is possible to eliminate rubbing between the nip forming member and the inner surface of the fixing member under a high load, and prevent scraping, kinking, and breakage of the fixing member.
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明を適用可能な定着装置及び画像形成装置を含め、各実施形態や実施例等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素(部材や構成部品)等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention including examples will be described in detail with reference to the drawings. There is no risk of confusion with respect to components (members and components) having the same function and shape, etc., throughout the embodiments and examples, including the fixing device and the image forming device to which the present invention can be applied. After the explanation is given once, the explanation will be omitted by adding the same reference numerals.
図1は、本発明を適用可能な画像形成装置を示している。同図において本発明を適用可能な従来例としての画像形成装置100は、複数の色画像を形成する作像部が中間転写ベルトの移動方向に沿って並置されたタンデム方式のカラープリンタである。
画像形成装置100は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色に分解された色にそれぞれ対応する像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkを有している。
FIG. 1 shows an image forming apparatus to which the present invention can be applied. In the figure, the
The
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成された可視像としてのトナー像は、各感光体ドラムに対向しながら矢印A1方向に移動可能な中間転写体としての中間転写ベルト11に重ね合わせて1次転写される。この1次転写によって各色画像が中間転写ベルト11上に重畳転写され、その後、記録媒体の一例としての用紙Sに対して2次転写工程によりトナー像が一括転写される。
以下、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkを総括的に説明する場合には、各感光体ドラム20ともいう。各感光体ドラム20の周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。
The toner image as a visible image formed on each of the
Hereinafter, when the
ここで、ブラック画像の形成を行う感光体ドラム20Bkを代表して、画像形成処理するための装置を説明する。
感光体ドラム20Bkの周囲には、感光体ドラム20Bkの回転方向に沿って、画像形成処理を行う帯電装置30Bk、現像装置40Bk、1次転写ローラ12Bk及びクリーニング装置50Bkが順に配置されている。
帯電装置30Bkによる帯電後、感光体ドラム20Bkの表面に光書込装置8により画像情報に基づく書き込み光Lbを用いた光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置40Bkによりトナー像として可視化される。
Here, a device for performing image forming processing will be described on behalf of the photoconductor drum 20Bk that forms a black image.
A charging device 30Bk for performing image forming processing, a developing device 40Bk, a primary transfer roller 12Bk, and a cleaning device 50Bk are arranged in this order around the photoconductor drum 20Bk along the rotation direction of the photoconductor drum 20Bk.
After charging by the charging device 30Bk, optical writing is performed on the surface of the photoconductor drum 20Bk by the optical writing device 8 using the writing light Lb based on the image information, and an electrostatic latent image is formed. The formed electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing device 40Bk.
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成されたトナー像は、中間転写ベルト11が矢印A1方向に移動する過程において、中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて1次転写される。この1次転写は、中間転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対向して配設された1次転写ローラ12による電圧印加によって、矢印A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、中間転写ベルト11の移動方向の上流側からこの色順で並んでいる。各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに配設されている。
The toner images formed on the
The
画像形成装置100は、色毎の画像形成処理を行う4つの画像ステーションと、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの上方に対向して配設され、中間転写ベルト11及び1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkを備えた中間転写ベルトユニット10とを有している。
また、画像形成装置100は、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11に従動して連れ回りする2次転写手段としての2次転写ローラ5と、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置13とを有している。
光書込装置8は、4つの画像ステーションの下方に、これらに対向して配設されている。
The
Further, the
The optical writing device 8 is arranged below the four image stations so as to face them.
光書込装置8は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー及び偏光手段としての回転多面鏡等を装備している。光書込装置8は、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対して色毎に対応した書き込み光Lbを出射し、各感光体ドラム20に静電潜像を形成する。
図1では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として書き込み光に符号Lbを付けているが、その他の画像ステーションにおいても同様である。
The optical writing device 8 is equipped with a semiconductor laser as a light source, a coupling lens, an fθ lens, a toroidal lens, a folding mirror, a rotating multifaceted mirror as a polarizing means, and the like. The optical writing device 8 emits writing light Lb corresponding to each color for each of the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk, and forms an electrostatic latent image on each photoconductor drum 20.
In FIG. 1, for convenience, a reference numeral Lb is attached to the writing light only for the image station of the black image, but the same applies to other image stations.
画像形成装置100の下部には、各感光体ドラム20と中間転写ベルト11との間に向けて搬送される用紙Sを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置61が設けられている。シート給送装置61は、最上位の用紙Sの上面に当接する給送ローラ3を有しており、給送ローラ3が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の用紙Sをレジストローラ対4に向けて給送する。
給送ローラ3の駆動によりシート給送装置61から搬送された用紙Sは、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで回転駆動するレジストローラ対4により、中間転写ベルト11と2次転写ローラ5との間の2次転写部に向けて給送される。用紙Sの先端がレジストローラ対4に到達したことは、センサによって検知される。
At the lower part of the
The paper S conveyed from the
トナー像が転写された用紙Sは定着装置200に送られ、ここで熱と圧力を加えられてトナー像を定着される。定着済みの用紙Sは、排紙ローラ対7により画像形成装置本体の上面に形成された排紙トレイ17上に排出・積載される。
排紙トレイ17の下方には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル9Y、9C、9M,9Bkが備えられている。
The paper S on which the toner image is transferred is sent to the
Below the
中間転写ベルトユニット10は、中間転写ベルト11、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkの他に、中間転写ベルト11が掛け回されている駆動ローラ72及び従動ローラ73を有している。従動ローラ73は中間転写ベルト11に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため従動ローラ73にはバネ等を用いた付勢手段が設けられている。中間転写ベルトユニット10と、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkと、2次転写ローラ5と、中間転写ベルトクリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。
The intermediate
転写装置71に装備されている中間転写ベルトクリーニング装置13は、中間転写ベルト11に対向し当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有している。中間転写ベルトクリーニング装置13は、中間転写ベルト11上の残留トナー等の異物を上記クリーニングブラシと上記クリーニングブレードとにより掻き取って除去する。中間転写ベルトクリーニング装置13はまた、中間転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段を有している。
The intermediate transfer
図2を用いて、本発明を適用可能な定着装置200の構成及び動作を説明する。図2は、本発明を適用可能な定着装置の断面図である。図2において、Zは上下方向ないし鉛直方向を、Yは上下方向Zに直交する装置や部材の長手方向ないし軸方向を、Xは上下方向Zに直交し、かつ、長手方向Yに直交する装置や部材の幅方向を、それぞれ指す。
図2に示すように、定着装置200は、薄肉で可撓性を有する無端状の定着部材としての定着ベルト201と、定着ベルト201の外部において定着ベルト201に対向して配置された対向部材・加圧部材としての加圧ローラ203とを有している。定着ベルト201は、筒状ないし円筒状に形成されており、その内部には主たる定着熱源としての複数のハロゲンヒータ202A、202Bが配設されている。定着ベルト201は、ハロゲンヒータ202A、202Bの輻射熱により、その内周側から直接的に加熱される。
The configuration and operation of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
定着ベルト201の内部には、定着ベルト201と加圧ローラ203との間に用紙Sを挟持して搬送するニップ部Nを形成するためのニップ形成部材206が設けられている。ニップ形成部材206は、熱移動補助部材216によってニップ部N側の面を覆われている。ニップ形成部材206は、機械的強度が高く耐熱温度200℃以上の耐熱性部材、特に耐熱性樹脂、例えばポリイミド(PI)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、それらをガラス繊維で強化したもので構成されている。これにより、トナー定着温度域で熱によるニップ形成部材206の変形を防止し、安定した定着ニップの状態を確保し、出力画質の安定化を図っている。
ニップ形成部材206は、定着ベルト201の内面(以下、単に「ベルト内面」ともいう)と熱移動補助部材216を介して間接的に摺動する。用紙S上に転写されたトナー像は、ニップ部Nにおいて熱及び圧力により定着される。図2において、Naはニップ部Nの入口側を、Nbはニップ部Nの出口側を、それぞれ示す。以下、ニップ部Nの入口側Naを単にニップ入口側Naともいい、またニップ部Nの出口側を単にニップ出口側Nbともいう。
Inside the fixing
The
図2では、熱移動補助部材216の形状が平坦状であるが、熱移動補助部材216の形状は凹形状やその他の形状であってもよい。熱移動補助部材216が凹形状の場合には、図2中矢印で示す用紙Sの搬送方向でもある用紙Sの先端の排出方向が加圧ローラ203寄りとなり、分離性が向上して用紙搬送等のジャムの発生が抑制される。
更に定着ベルト201の内側には、ニップ形成部材206における定着ベルト201の長手方向Yの両端部に、ニップ形成部材206と一体的に設けられた端部熱源としての端部ヒータ226a、226bと、ニップ形成部材206を加圧ローラ203からの加圧力に対抗して保持するステー部材207とが配設されている。端部ヒータ226a、226bとしては、セラミックヒータのような抵抗発熱体である接触電熱型熱源が用いられる。
In FIG. 2, the shape of the heat
Further, inside the fixing
ニップ形成部材206、熱移動補助部材216及びステー部材207は、何れも長手方向に延びる長さを有している。
熱移動補助部材216は、端部ヒータ226a、226bの熱が局所的に留まることを防止し、積極的に熱を拡散移動させて端部ヒータ226a、226bの加熱による温度不均一性を低減するために設けられている。このため、熱移動補助部材216は短時間で熱移動が可能な材料であることが望ましく、熱伝導率の高い銅やアルミニウム、銀といった部材であることが望ましい。コスト、入手性、熱伝導率特性、加工性を総合的に考慮すると、銅を用いることが最も望ましい。
定着装置200において、熱移動補助部材216の定着ベルト201の内面に対向する面は、定着ベルト201に直接接触するニップ形成面となる。このため、熱移動補助部材216と定着ベルト201の内面(ベルト内面)との間には、摺動トルクを低減するためのフッ素グリースやシリコーンオイル等の潤滑剤が供給される。
図2に示すように、定着ベルト201の外周側の適切な位置、例えばニップ部Nにおける定着ベルト201の回転方向の上流側には、定着ベルト201の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ213が設けられている。また、ニップ部Nにおける用紙搬送方向の下流側(ニップ部出口側)には、定着ベルト201から用紙Pを分離する分離部材214が設けられている。
The
The heat
In the
As shown in FIG. 2, a temperature sensor as a temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing
定着ベルト201の内部に、ニップ形成部材206とニップ部Nを支持するための支持部材としてのステー部材207を設けている。これにより、加圧ローラ203により圧力を受けるニップ形成部材206の撓みを防止し、長手方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。ステー部材207は、断面が略L字形状をなす一対のステー部材207A、207Bからなる。このステー部材207A、207Bは、その両端部が保持部材としてのフランジ部材に保持固定され、且つ位置決めされている。
Inside the fixing
ステー部材207Aは、ニップ部N側と反対側が起立した起立部207cと、起立部207cから上下方向Zの上に延びた垂直部207dとからなる。同様に、ステー部材207Bは、ニップ部N側と反対側が起立した207eと、起立部207eから上下方向Zの下に延びた垂直部207fとからなる。ステー部材207A、207Bは、起立部207c、207e同士が接触した状態で断面がT字形状をなしている。
ステー部材207A、207Bは、起立部207c、207eを隔てて上記したハロゲンヒータ202A、202Bを仕切る状態で配置されている。このように、ステー部材207A、207Bを挟んだ上下別々の領域に各ハロゲンヒータ202A、202Bを配置したことにより、定着ベルト201は、ハロゲンヒータ202A、202Bにより内面側から輻射熱で直接加熱される。また、ハロゲンヒータ202A、202Bは、ステー部材207A、207Bに囲まれていない(各ハロゲンヒータ202A、202Bの中心はステー部材207A、207Bが囲む空間の外側にある)ため、照射角α、βが鈍角となり、加熱効率を向上できる。
The
The
また、各ハロゲンヒータ202A、202Bと各ステー部材207A、207Bとの間に、ハロゲンヒータ202A、202Bによる加熱効率を向上させるために、薄板状の反射部材209をそれぞれ備えている。これにより、各ハロゲンヒータ202A、202Bからの赤外線などの輻射熱によりステー部材207A、207Bが加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで、反射部材209を備える代わりに、ステー部材207A、207B表面に断熱又は鏡面処理を行っても同様の効果を得ることが可能となる。
Further, in order to improve the heating efficiency by the
加圧ローラ203は、芯金205に弾性ゴム層204を設けた構成を有している。弾性ゴム層204の表面には、離型性を得るためにPFA又はPTFEからなる離型層が所定の層厚(例えば5〜50μm)で設けられている。
加圧ローラ203は、画像形成装置100に設けられたモータ等の駆動源から、ギヤやベルト等の駆動力伝達手段を介して駆動力が伝達されて回転する。また、加圧ローラ203は、スプリング等の付勢手段により定着ベルト201側に押し付けられており、加圧ローラ203の弾性ゴム層204が押し潰されて弾性変形することにより、用紙Sの搬送方向に所定のニップ幅が形成される。
The
The pressurizing
加圧ローラ203は、中実のローラであってもよいが、熱容量が少なくなることから中空の方が望ましく、内部にハロゲンヒータ等の加熱源を有していてもよい。
弾性ゴム層204は、ソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ内部にヒータがない場合はスポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト201の熱が奪われにくくなる点から、ソリッドゴムよりもより望ましい。
The pressurizing
The
定着ベルト201は、層厚30〜50μm程度のニッケルやステンレススチール(SUS)等の金属ベルトやポリイミド等の樹脂材料を用いた無端ベルト、又はフィルムで構成される。定着ベルト201の表層は、PFA又はPTFE層等の離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とPFA又はPTFE層との間には、他にシリコーンゴム層等で形成された弾性層があってもよい。
シリコーンゴム層がない場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着するときにベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されて、画像のベタ部に柚子(ユズ)肌状の光沢ムラ(柚子肌画像)が残るという不具合が生じる。これを改善するには、シリコーンゴム層を100μm以上設ける必要がある。この構成によりシリコーンゴム層が変形し、微小な凹凸が吸収されて柚子肌画像・定着ムラが改善する。
The fixing
If there is no silicone rubber layer, the heat capacity will be smaller and the fixability will be improved, but when the unfixed image is crushed and fixed, the subtle irregularities on the belt surface will be transferred to the image, and the solid part of the image will be Yuzu (Yuzu). Yuzu) There is a problem that uneven skin-like luster (Yuzu skin image) remains. In order to improve this, it is necessary to provide a silicone rubber layer of 100 μm or more. With this configuration, the silicone rubber layer is deformed, minute irregularities are absorbed, and the Yuzu skin image and fixing unevenness are improved.
定着ベルト201は、加圧ローラ203が駆動源によって回転駆動されることにより、加圧ローラ203との接触摩擦で連れ回り・従動回転する。定着ベルト201は、ニップ部Nで加圧ローラ203と熱移動補助部材216とによって挟み込まれて回転するが、ニップ部N以外では円筒形状のまま、両端部に配設されているフランジ部材にガイド・支持されている。これにより、定着ベルト201の断面形状は安定的に円筒形状に維持されつつ走行可能となる。
上記構成により、安価でウォームアップが速い定着装置200を実現することが可能となる。
The fixing
With the above configuration, it is possible to realize an
図3を用いて、定着装置のニップ形成部材及び熱移動補助部材の上記した従来例の課題・問題点について説明する。図3は、本発明を適用する定着装置のニップ形成部材及び熱移動補助部材の具体的な構成を示す分解斜視図である。
図3に示すように、ニップ形成部材206の定着ベルト201(図2参照)と反対側の面が、ステー部材207A、207Bの加圧ローラ203側の側面である起立部207c、207eの側面と接触し、適宜の締結手段を介して固定され、実質的に一体化される。この際、ボスとピンなどの形状を備えて組み合わせ・固定することで、実質的に一体化するようにしてもよい。
熱移動補助部材216は、直方体状のニップ形成部材206の定着ベルト201の内面に対向する面を覆うように嵌合されて一体化される。熱移動補助部材216とニップ形成部材206との一体構成は、爪などを設けて噛み合わせればよいが、接着等の手段を用いてもよい。
The problems and problems of the above-mentioned conventional examples of the nip forming member and the heat transfer assisting member of the fixing device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view showing a specific configuration of a nip forming member and a heat transfer assisting member of a fixing device to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 3, the surface of the
The heat
ニップ形成部材206の長手方向の両端部には、段差部としての凹部206a、206bが形成されている。これら凹部206a、206bには、端部熱源としての端部ヒータ226a、226bが収容され、固定されている。
熱移動補助部材216の加圧ローラ203(図2参照)に対向する面は、ニップ形成面216aとして形成されているが、機械的強度上、実質的にニップ形成面となるのはニップ形成部材206の加圧ローラ203に対向する面206cである。
The surface of the heat
熱移動補助部材216の断面形状は、開口が左横向きの凹型形状になっており、長手方向両端部のニップ部Nの入口側Na(以下、単にニップ入口側Naともいう)、ニップ部Nの出口側Nb(以下、単にニップ出口側Nbともいう)に丸の破線で囲んで示す角部216bが存在する。この角部216bと定着ベルト201の内面(ベルト内面)の点接触部がベルト内面に高負荷を与え、ベルト内面の削れやキンク、破損を発生させてしまう。また、熱移動補助部材216の長手方向両端部に限らず、熱移動補助部材216におけるニップ部入口側、ニップ部出口側の曲げ部216cも急峻な形状となっているため、ベルト内面に対して線接触し、この線接触部が同様にベルト内面に高負荷を与え、ベルト内面の削れやキンク、破損を発生させてしまう。
The cross-sectional shape of the heat
また、図3の構成では、ニップ形成部材206に熱移動補助部材216が嵌合されて一体化しているが、この熱移動補助部材216が無く、ニップ形成部材206と定着ベルト201が直接摺擦する構成においても、ニップ形成部材206の角部、曲げ部によって同様にベルト内面の削れやキンク、破損を発生させてしまう。このような定着装置の一例については、後述する図7を参照して説明する。
熱移動補助部材216のニップ入口側Na、ニップ出口側Nbの曲げ部、更にはその両端部の角部によるベルト内面の削れやキンク、破損を抑制するためには、曲げ部や角部を形状変更してベルト内面への負荷を減らすとともに、また曲げ部や角部の線又は点接触領域とベルト内面との摺擦状態を無くすことが必要である。
Further, in the configuration of FIG. 3, the heat
In order to prevent the inner surface of the belt from being scraped, kinked, or damaged by the bent portions of the nip inlet side Na and nip outlet side Nb of the heat
(実施形態)
そこで、図3に示した従来の定着装置の問題点及び上記背景技術の課題を解決できる実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る定着装置では、熱移動補助部材(又はニップ形成部材)が定着部材の内面と接触する領域であって、該定着部材の回転方向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に、前記定着部材の回転に従動する回転部材と、を備えることが特徴となっている。以下、上記実施形態の具体的な実施例について説明する。
(Embodiment)
Therefore, an embodiment capable of solving the problems of the conventional fixing device shown in FIG. 3 and the problems of the background technology will be described. In the fixing device according to the embodiment of the present invention, the heat transfer assisting member (or nip forming member) is a region in contact with the inner surface of the fixing member, and is at least one of the upstream side and the downstream side in the rotational direction of the fixing member. A feature is that a rotating member that follows the rotation of the fixing member is provided at one location on the upstream side. Hereinafter, specific examples of the above-described embodiment will be described.
(実施例1)
図4を用いて、実施例1に係る定着装置200Aについて説明する。図4(a)は実施例1に係る定着装置のニップ部周りの構成を示す図であって、ニップ形成部材のニップ入口側、ニップ出口側に回転部材を備えた構成を示す正面図、図4(b)は図4(a)の斜視図である。
図4に示すように、実施例1に係る定着装置200Aは、図2及び図3に示した定着装置200と比較して、ニップ形成部材206に篏合された熱移動補助部材216のニップ入口側Naに回転部材219が、ニップ形成部材206に篏合された熱移動補助部材216のニップ出口側Nbに回転部材217が、それぞれ備えられている点が主に相違する。
(Example 1)
The fixing
As shown in FIG. 4, the fixing
熱移動補助部材216及びニップ形成部材206は、これらの各回転部材217、219との配設部位が回転部材217、219と干渉しないように、切り欠かれて形成されている。
各回転部材217、219は、熱移動補助部材216のニップ出口側Nb、ニップ入口側Naにおいて、長手方向Yの全域に延びた円筒状をなしている。また、各回転部材217、219は、その円筒外周面及び直径が熱移動補助部材に形成されるニップ入口側、ニップ出口側の曲げ部や両端部の角部(これらの部位は、実際には上述したように切り欠かれているため存在しない)を覆うような適切な大きさの形状に形成されている。更に、熱移動補助部材216の上記機能に鑑みて、図4(a)において、各回転部材217、219の外周面の熱移動補助部材216の右面からの突出量は、適正な範囲に設定されることは無論である。
回転部材217は回転軸218に、回転部材219は回転軸220に、それぞれ圧入され一体となっている。各回転軸218、220の長手方向Yの両端部は、ニップ形成部材206の長手方向Yの両端部にそれぞれ配設された軸受により回転可能に支持されている。上記構成のとおり、各回転部材217、219は、それぞれ定着ベルト201の回転に従動するように構成されている。
The heat
Each of the
The rotating
尚、各回転軸218、220の長手方向Yの両端部を回転可能に支持する手段としては、上記したようなニップ形成部材206に配設された軸受によって支持する構成に限らず、ニップ形成部材206の両端部の外側に適宜設けられる側板などの固定部材によって軸受を介して支持してもよい。
また、本発明の実施例1を図2の定着装置200に適用する場合、熱移動補助部材216に設けられる各回転部材217、219は、図2に示した加圧ローラ203の加圧動作状態時に、加圧ローラ203と干渉しないような適正な配置位置及び形状に設定されることにより、各回転部材217、219が破損しないような工夫がなされることは無論である(後述の実施例2等でも同じ)。
The means for rotatably supporting both ends of the
Further, when the first embodiment of the present invention is applied to the
実施例1では、定着ベルト201(図2参照)の回転に伴い、熱移動補助部材216のニップ入口側Naの回転部材219、熱移動補助部材216のニップ出口側Nbの回転部材217が従動して連れ回りする。それ故に、熱移動補助部材216における定着ベルト回転方向の上流側及び下流側の接触領域が定着ベルト201の内面と高負荷状態で摺擦することはない。
従って、実施例1によれば、熱移動補助部材216における定着ベルト回転方向の上流側及び下流側の接触領域が定着ベルトの内面と高負荷で摺擦することが無くなる。これにより、定着ベルトの内面の削れや、定着ベルトのキンク、破損を未然に防止することができ、もって定着ベルトの耐久性向上を図れる。
In the first embodiment, as the fixing belt 201 (see FIG. 2) rotates, the rotating
Therefore, according to the first embodiment, the contact regions on the upstream side and the downstream side in the fixing belt rotation direction of the heat
(実施例2)
図5を用いて、実施例2に係る定着装置200Bについて説明する。図5は、実施例2に係る定着装置のニップ部周りの構成を示す図であって、熱移動補助部材の入口側の長手方向の両端部と、その間に複数個の円錐台状の回転部材を備えた構成を示す斜視図である。
図5に示す実施例2に係る定着装置200Bは、図4に示した定着装置200Aと比較して、ニップ形成部材206に嵌合された熱移動補助部材216のニップ入口側Naにのみ、また長手方向Yの全域ではなく部分的・断続的に複数個の回転部材221を備えている点が主に相違する。
(Example 2)
The fixing device 200B according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a configuration around a nip portion of the fixing device according to the second embodiment, in which both ends in the longitudinal direction on the inlet side of the heat transfer assisting member and a plurality of truncated cone-shaped rotating members in between. It is a perspective view which shows the structure with.
Compared with the fixing
各回転部材221は、共通の回転軸222に圧入され一体となっている。回転軸222の長手方向Yの両端部は、ニップ形成部材206の長手方向Yの両端部にそれぞれ配設された軸受により回転可能に支持されている。上記構成のとおり、複数個の回転部材221は、それぞれ定着ベルト201の回転に従動するように構成されている。
Each rotating
定着ベルトは、回転する際、ニップ入口へと引き込まれるため、熱移動補助部材216のニップ入口側の角部、曲げ部と最も強く当たる。また、ニップ出口側の曲げ部形状は、用紙の分離性に大きく影響するため自由に形状を決めることが難しい。
そのため、ニップ入口側にのみ回転部材を設けた構成が最も実用的である。更に、定着ベルトはニッケルやステンレススチール(SUS)等の金属製の基材から成り、剛性が充分あるため、長手方向Yの全域に通しで回転部材を設ける必要が無く、ベルト内面に最も高い負荷がかかる両端部と、その間に所定の間隔で回転部材221を備えることで熱移動補助部材216のニップ入口側の角部、曲げ部との接触を避けることができる。
When the fixing belt rotates, it is pulled into the nip inlet, so that it hits the corner portion and the bent portion on the nip inlet side of the heat
Therefore, the most practical configuration is that the rotating member is provided only on the nip inlet side. Further, since the fixing belt is made of a metal base material such as nickel or stainless steel (SUS) and has sufficient rigidity, it is not necessary to provide a rotating member through the entire area in the longitudinal direction Y, and the highest load is applied to the inner surface of the belt. By providing the
また、回転部材221が長手方向Yに部分的に備わっている場合は、熱移動補助部材216の対応する箇所のみ切欠き216aを開ければよく、熱移動補助部材216あるいはニップ形成部材206を一体部品として設計できるようになる。
また、回転部材221は、その直径が長手方向Yの中央から端部側へ向かうに連れて大きくなるような円錐台形状に形成されている。尚、回転部材221は、この円錐台形状に限らず、双円錐台形状であってもよい。
Further, when the rotating
Further, the rotating
このように、実施例2では、長手方向Yで直径が徐変している回転部材221上を定着ベルトが通過することで、定着ベルトに対して中央又は外側への搬送力が発生し、部品のばらつき等による定着ベルトの寄りも防止できる。実施例2によれば、熱移動補助部材216における定着ベルト回転方向の上流側の接触領域が定着ベルトの内面と高負荷で摺擦することが無くなる。これにより、定着ベルトの内面の削れや、定着ベルトのキンク、破損を未然に防止することができ、もって定着ベルトの耐久性向上を図れる。
As described above, in the second embodiment, the fixing belt passes over the rotating
(実施例2の変形例)
図6を用いて、実施例2の変形例について説明する。図6(a)は実施例2に係る回転部材を示す斜視図、図6(b)は実施例2の変形例に係る回転部材を示す斜視図である。
図6(b)に示す変形例に係る回転部材223は、図6(a)に示す実施例2に係る回転部材221と比較して、長手方向Yの両端部がR曲面形状に形成されている点が主に相違する。
(Modified Example of Example 2)
A modified example of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a perspective view showing the rotating member according to the second embodiment, and FIG. 6B is a perspective view showing the rotating member according to the modified example of the second embodiment.
The rotating
図6(a)に示すように、円錐台形状の回転部材221は、長手方向Yの両端部221a、221bが鋭いエッジになっており、定着ベルトの内面と摺擦していないとは言え、ベルト内面に対し高負荷を与えている。それに対し、回転部材223は、長手方向Yの両端部223a、223bをR曲面としエッジを無くすことで、定着ベルトへの負荷を軽減している。省エネ性確保のためなど、更なる定着ベルトの低熱量化を行う場合には、定着ベルトの基材が薄くなるため、耐久性に不利になることから、非摺擦・非摺動状態においても定着ベルトへの負荷を減らす必要があり、回転部材223のようなR曲面形状とすることが望ましい。
As shown in FIG. 6A, the truncated cone-shaped rotating
図7を用いて、本発明を適用可能な、端部ヒータ及び熱移動補助部材を備えていない定着装置について説明する。図7は、本発明を適用可能な、端部ヒータ及び熱移動補助部材を備えていない定着装置の断面図である。
上記した実施形態や各実施例に係る回転部材を備えたニップ形成部材は、ニップ形成部材に端部ヒータを備えた定着装置に適用され得るだけでなく、当然ながら、端部ヒータ及び熱移動補助部材を備えない公知の定着装置にも適用され得るものである。
With reference to FIG. 7, a fixing device not provided with an end heater and a heat transfer assisting member to which the present invention can be applied will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of a fixing device not provided with an end heater and a heat transfer assisting member to which the present invention can be applied.
The nip forming member provided with the rotating member according to the above-described embodiment and each embodiment can be applied not only to a fixing device provided with an end heater in the nip forming member, but also of course, an end heater and heat transfer assistance. It can also be applied to a known fixing device that does not have a member.
図7に示す本発明を適用可能な定着装置80は、既に公知になっている定着装置である。この定着装置80は、図2に示した、ニップ形成部材206に端部ヒータ226a、226bを備えた定着装置200と比較して、基本的に端部ヒータの有無、主たる熱源の数が異なるだけであるので、各部材に参照符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
The fixing
即ち、図7の定着装置80は、図2の定着装置200と比較して、定着ベルト201に代えて、定着ベルト21を用いる点、加圧ローラ203に代えて、加圧ローラ22を用いる点、ニップ形成部材206に代えて、ニップ形成部材24を用いる点、ハロゲンヒータ202A、202Bに代えて、単一のハロゲンヒータ23を用いる点、端部ヒータ226a、226b及び熱移動補助部材216を有していない点が相違する。また、ステー部材207A、208Bに代えて、ステー25を用いる点、反射部材209に代えて、反射部材28を用いる点、摺動部材27を用いる点が相違する。
更に、図7の定着装置80では、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ29と、定着ベルト21から用紙Pを分離する分離部材40とを有する。
That is, the fixing
Further, the fixing
図7に示したような端部ヒータ及び熱移動補助部材を備えていない定着装置においても、上述した実施形態、実施例1及び2、実施例2の変形例で説明した内容に準じて実施形態や実施例等を構成することにより、上述したと同様の効果を得ることができる。即ち、実施例1及び2、実施例2の変形例で説明した回転部材217、219や221、あるいは223を、ニップ形成部材24が定着ベルト21の内面と接触する領域であって、定着ベルト21の回転方向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に適宜の形態で設ければよい。
Even in the fixing device not provided with the end heater and the heat transfer assisting member as shown in FIG. 7, the embodiment is based on the contents described in the above-described embodiments, Examples 1 and 2, and the modified examples of the second embodiment. And examples are configured to obtain the same effect as described above. That is, the rotating
以上説明したとおり、上述の実施形態、実施例1、2等には次の第1ないし第9の態様が実質的に記載されていたと言える。
第1の態様は、可撓性を有し回転可能な無端状の定着部材と、定着部材の外側に配置され、定着部材に対向する対向部材と、定着部材の長手方向における通紙領域などの記録媒体挟持領域の少なくとも中央部を加熱する定着熱源と、定着部材の内側に設けられ、定着部材と対向部材との間に記録媒体を挟持して搬送するニップ部を形成するニップ形成部材と、を有し、ニップ形成部材が定着部材の内面と接触する領域であって、定着部材の回転方向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に設けられ、定着部材の回転に従動する回転部材を備える定着装置である。
As described above, it can be said that the following first to ninth aspects are substantially described in the above-described embodiments, Examples 1, 2 and the like.
The first aspect is a flexible and rotatable endless fixing member, an opposing member arranged outside the fixing member and facing the fixing member, a paper passing region in the longitudinal direction of the fixing member, and the like. A fixing heat source that heats at least the central portion of the recording medium sandwiching region, and a nip forming member that is provided inside the fixing member and forms a nip portion that sandwiches and conveys the recording medium between the fixing member and the facing member. Is a region where the nip forming member comes into contact with the inner surface of the fixing member, and is provided at least one of the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing member, and is driven by the rotation of the fixing member. It is a fixing device provided with a rotating member.
かかる第1の態様によれば、ニップ形成部材が定着部材の内面と接触する領域であって、定着部材の回転方向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に設けられた回転部材が、定着部材の回転に従動する。それ故に、ニップ形成部材が定着部材の内面と高負荷で摺擦することが無くなる。これにより、定着部材の削れやキンク、破損を防止することができ、もって定着部材の耐久性向上を図れる。 According to the first aspect, the rotation provided in at least one of the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing member in the region where the nip forming member contacts the inner surface of the fixing member. The member is driven by the rotation of the fixing member. Therefore, the nip forming member does not rub against the inner surface of the fixing member with a high load. As a result, it is possible to prevent the fixing member from being scraped, kinked, or damaged, and thus the durability of the fixing member can be improved.
第2の態様は、可撓性を有し回転可能な無端状の定着ベルト201などの定着部材と、定着部材の外側に配置され、定着部材に対向する加圧ローラ203などの対向部材と、定着部材の長手方向Yなどの長手方向における通紙領域などの記録媒体挟持領域の少なくとも中央部を加熱するハロゲンヒータ202A、202Bなどの定着熱源と、定着部材の内側に設けられ、定着部材と対向部材との間に用紙Sなどの記録媒体を挟持して搬送するニップ部Nなどのニップ部を形成するニップ形成部材206と、ニップ形成部材に設けられ、定着部材の長手方向における端部の内面を加熱する端部ヒータ226a、226bなどの端部熱源と、定着部材の内面と端部熱源とに接触し、定着部材の長手方向に端部熱源の熱を移動する熱移動補助部材216などの熱移動補助部材と、熱移動補助部材が定着部材の内面と接触する領域であって、定着部材の回転方向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に設けられ、定着部材の回転に従動する回転部材217、219や221、あるいは223などの回転部材を備える定着装置である。
A second aspect is a fixing member such as a flexible and rotatable
かかる第2の態様によれば、熱移動補助部材が定着部材の内面と接触する領域であって、定着部材の回転方向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に設けられた回転部材が、定着部材の回転に従動する。それ故に、熱移動補助部材が定着部材の内面と高負荷で摺擦することが無くなる。これにより、定着部材の削れやキンク、破損を防止することができ、もって定着部材の耐久性向上を図れる。また、定着部材の端部温度の上昇が抑制され、生産性向上に寄与することができる。 According to the second aspect, the heat transfer assisting member is provided at least one of the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing member in the region where the heat transfer assisting member comes into contact with the inner surface of the fixing member. The rotating member follows the rotation of the fixing member. Therefore, the heat transfer assisting member does not rub against the inner surface of the fixing member with a high load. As a result, it is possible to prevent the fixing member from being scraped, kinked, or damaged, and thus the durability of the fixing member can be improved. In addition, the rise in the temperature at the end of the fixing member is suppressed, which can contribute to the improvement of productivity.
第3の態様は、第1又は第2の態様において、回転部材217、219などの回転部材は、ニップ形成部材又は熱移動補助部材の長手方向の全域に渡って設けられている。
かかる第3の態様によれば、第1の態様又は第2の態様による効果と同様の効果を奏する。
In the third aspect, in the first or second aspect, the rotating members such as the rotating
According to the third aspect, the same effect as that of the first aspect or the second aspect is obtained.
第4の態様は、第1又は第2の態様において、回転部材217、219や221、あるいは223などの回転部材は、少なくともニップ形成部材又は熱移動補助部材の長手方向の両端部に設けられている。
かかる第4の態様によれば、第1の態様又は第2の態様による効果と同様の効果を奏する。
In the fourth aspect, in the first or second aspect, the rotating members such as the rotating
According to the fourth aspect, the same effect as that of the first aspect or the second aspect is obtained.
第5の態様は、第4の態様において、回転部材217、219や221、あるいは223などの回転部材は、ニップ形成部材又は熱移動補助部材の長手方向の両端部と、両端部の間に少なくとも一箇所設けられている。
In a fifth aspect, in the fourth aspect, the rotating member such as the rotating
第6の態様は、第1〜第5の何れか1つの態様において、回転部材217、219などの回転部材は、円筒形状である。
In the sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects, the rotating members such as the rotating
第7の態様は、第1〜第5の何れか1つの態様において、回転部材221や223などの回転部材は、円錐台又は双円錐台形状である。
かかる第7の態様によれば、第1の態様又は第2の態様による効果と同様の効果に加えて、定着部材の寄り防止効果も奏する。
In the seventh aspect, in any one of the first to fifth aspects, the rotating members such as the rotating
According to the seventh aspect, in addition to the same effect as that of the first aspect or the second aspect, the effect of preventing the fixing member from leaning is also obtained.
第8の態様は、第7の態様において、回転部材223などの回転部材は、長手方向の端部がR曲面形状である。
かかる第8の態様によれば、第1の態様又は第2の態様による効果と同様の効果に加えて、定着部材への負荷を更に軽減することができる。
In the eighth aspect, in the seventh aspect, the rotating member such as the rotating
According to the eighth aspect, in addition to the same effect as the effect of the first aspect or the second aspect, the load on the fixing member can be further reduced.
第9の態様は、第1〜第8の態様の定着装置を有する画像形成装置である。
かかる第9の態様によれば、第1〜第8の態様の定着装置による効果を奏する画像形成装置を提供することができる。
A ninth aspect is an image forming apparatus having the fixing device of the first to eighth aspects.
According to the ninth aspect, it is possible to provide an image forming apparatus that exerts the effect of the fixing apparatus of the first to eighth aspects.
説明が前後するが、上記背景技術で説明した特許文献1よりも以前の技術について補説しておく。
まず、特許第2861280号公報が挙げられる。この特許公報では、セラミックヒータを用いたサーフ定着が提案されている。この方式により、ベルト方式の定着装置に比べ、低熱容量化や小型化が可能となったが、ニップ部のみを局所加熱するため、その他の部分は加熱されず、ニップ部入口においてベルトは最も冷えた状態にあり、定着不良が発生しやすくなるという問題がある。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生しやすくなるという問題がある。
Although the explanations are mixed up, I will supplement the techniques prior to Patent Document 1 described in the background techniques above.
First, Japanese Patent No. 2861280 can be mentioned. In this patent gazette, surf fixing using a ceramic heater is proposed. This method makes it possible to reduce the heat capacity and size compared to the belt type fixing device, but since only the nip part is locally heated, the other parts are not heated and the belt is the coldest at the entrance of the nip part. There is a problem that the fixing failure is likely to occur. In particular, in a high-speed machine, there is a problem that the belt rotates quickly and the heat dissipation of the belt other than the nip portion increases, so that the fixing failure is more likely to occur.
次に、特許第4818826号公報が挙げられる。この特許公報では、無端ベルト全体を温めることを可能にし、ファーストプリントタイムを短縮でき、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性が得られる定着装置が提案されている。この特許公報の図1に示す定着装置では、無端ベルト1の内部にパイプ状の金属熱伝導体2を、無端ベルト1の移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体2内の熱源3により金属熱伝導体2を介して無端ベルト1を加熱する。さらに無端ベルト1を介して金属熱伝導体2に接してニップ部Nを形成する加圧ローラ4を備え、該加圧ローラ4の回転に連れ回りするようにして無端ベルト1を周方向に移動させる。この構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
しかしながら、更なる省エネルギー性及びファーストプリントタイム向上のためには熱効率を更に向上させる必要があり、金属熱伝導体を介して無端ベルトを間接的に加熱する構成から、金属熱伝導体を介さずに無端ベルトを直接加熱する構成が考案された。この構成では、伝熱効率を大幅に向上させて消費電力を低減すると共に、ファーストプリントタイムを更に短縮することができる。また、金属熱伝導体がないためコストダウンが可能となる。
Next, Japanese Patent No. 4818826 can be mentioned. In this patent gazette, it is possible to heat the entire endless belt, shorten the first print time, eliminate the lack of heat during high-speed rotation, and have good fixability even when mounted in a high-production image forming apparatus. A fixing device that can obtain the above has been proposed. In the fixing device shown in FIG. 1 of this patent publication, a pipe-shaped metal heat conductor 2 is fixed inside the endless belt 1 so as to be able to guide the movement of the endless belt 1, and inside the metal heat conductor 2. The endless belt 1 is heated by the heat source 3 via the metal heat conductor 2. Further, a pressure roller 4 is provided which is in contact with the metal thermal conductor 2 via the endless belt 1 to form a nip portion N, and the endless belt 1 is moved in the circumferential direction so as to rotate along with the rotation of the pressure roller 4. Let me. With this configuration, it is possible to heat the entire endless belt that constitutes the fixing device, shorten the first print time from the standby for heating, and eliminate the lack of heat during high-speed rotation. There is.
However, in order to further improve energy saving and first print time, it is necessary to further improve the thermal efficiency, and since the endless belt is indirectly heated via the metal heat conductor, the endless belt is indirectly heated without using the metal heat conductor. A configuration has been devised that directly heats the endless belt. In this configuration, the heat transfer efficiency can be significantly improved, the power consumption can be reduced, and the first print time can be further shortened. In addition, since there is no metal thermal conductor, cost reduction is possible.
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態や実施例等に記載した技術事項を適宜組み合わせたものであってもよい。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and the present invention described in the claims unless otherwise specified in the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above. For example, the technical items described in the above-described embodiments and examples may be appropriately combined.
例えば、図4に示した実施例1と、図5に示した実施例2と、図6(b)に示した実施例2の変形例とを適宜組み合わせたものでもよい。例えば、図5に示した円錐台形状の回転部材221に代えて、図4に示した円筒形状の回転部材219を定着部材の長手方向Yに断続的に形成して、熱移動補助部材216又はニップ形成部材206の上述した箇所に適宜の態様で設けてもよい。
また、図5に示した円錐台形状の回転部材221や図6(b)に示した回転部材223を、熱移動補助部材216又はニップ形成部材206が定着部材の内面と接触する領域であって、定着部材の回転方向の下流側に適宜の態様で設けてもよい。
For example, a combination of Example 1 shown in FIG. 4, Example 2 shown in FIG. 5, and a modified example of Example 2 shown in FIG. 6 (b) may be appropriately combined. For example, instead of the truncated cone-shaped rotating
Further, the truncated cone-shaped rotating
上述した実施形態や実施例等では、画像が形成される記録媒体として用紙Sを示したが、この記録媒体としては、用紙S等の記録紙には限定されず、厚紙、ハガキ、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ等も含まれる。また用紙以外の記録媒体として、OHPシート、OHPフィルム、樹脂フィルム等、シート状を呈し画像形成可能な物であればどのようなものを用いてもよい。 In the above-described embodiments and examples, paper S is shown as a recording medium on which an image is formed, but the recording medium is not limited to recording paper such as paper S, and is thick paper, postcards, envelopes, and ordinary paper. Includes paper, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, etc. Further, as a recording medium other than paper, any medium such as an OHP sheet, an OHP film, and a resin film may be used as long as it has a sheet shape and can form an image.
本発明の実施の形態に適宜記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects appropriately described in the embodiments of the present invention merely list the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. It's not a thing.
100 画像形成装置
200A、200B 定着装置
201 定着ベルト(定着部材の一例)
202A、202B ハロゲンヒータ(定着熱源の一例)
203 加圧ローラ(対向部材の一例)
206 ニップ形成部材
216 熱移動補助部材
217、219、221,223 回転部材
226a、226b 端部ヒータ(端部熱源の一例)
N ニップ部
Na ニップ入口側(ニップ部における定着部材の回転方向の上流側)
Nb ニップ出口側(ニップ部における定着部材の回転方向の下流側)
S 用紙(記録媒体の一例)
X 幅方向
Y 長手方向
Z 上下・鉛直方向
100
202A, 202B halogen heater (an example of fixing heat source)
203 Pressurized roller (an example of facing member)
206
N Nip part Na Nip inlet side (upstream side in the rotation direction of the fixing member in the nip part)
Nb Nip outlet side (downstream side in the rotation direction of the fixing member in the nip part)
S paper (an example of recording medium)
X Width direction Y Longitudinal direction Z Vertical / vertical direction
Claims (8)
前記定着部材の外側に配置され、該定着部材に対向する対向部材と、
前記定着部材の長手方向における記録媒体挟持領域の少なくとも中央部を加熱する定着熱
源と、
前記定着部材の内側に設けられ、該定着部材と前記対向部材との間に記録媒体を挟持する
ニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材が前記定着部材の内面と接触する領域であって、該定着部材の回転方
向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に設けられ、前記定着部材の回
転に従動する回転部材と、を備え、前記回転部材は円錐台又は双円錐台形状であることを
特徴とする定着装置。 Flexible and rotatable endless fixing member,
An opposing member that is arranged outside the fixing member and faces the fixing member,
A fixing heat source that heats at least the central portion of the recording medium sandwiching region in the longitudinal direction of the fixing member,
A nip forming member provided inside the fixing member and forming a nip portion for sandwiching a recording medium between the fixing member and the facing member.
A region where the nip forming member comes into contact with the inner surface of the fixing member, and is provided at at least one of the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing member, and is driven by the rotation of the fixing member. A fixing device comprising a rotating member to be provided, wherein the rotating member has a truncated cone shape or a double truncated cone shape.
前記定着部材の外側に配置され、該定着部材に対向する対向部材と、
前記定着部材の長手方向における記録媒体挟持領域の少なくとも中央部を加熱する定着熱
源と、
前記定着部材の内側に設けられ、該定着部材と前記対向部材との間に記録媒体を挟持する
ニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材に設けられ、前記定着部材の前記長手方向における端部を加熱する端
部熱源と、
前記定着部材の内面と前記端部熱源とに接触し、前記定着部材の長手方向に該端部熱源の
熱を移動する熱移動補助部材と、
前記熱移動補助部材が前記定着部材の内面と接触する領域であって、該定着部材の回転方
向の上流側及び下流側のうちの少なくとも上流側の一箇所に設けられ、前記定着部材の回
転に従動する回転部材と、を備えることを特徴とする定着装置。 Flexible and rotatable endless fixing member,
An opposing member that is arranged outside the fixing member and faces the fixing member,
A fixing heat source that heats at least the central portion of the recording medium sandwiching region in the longitudinal direction of the fixing member,
A nip forming member provided inside the fixing member and forming a nip portion for sandwiching a recording medium between the fixing member and the facing member.
An end heat source provided on the nip forming member and heating an end portion of the fixing member in the longitudinal direction,
A heat transfer assisting member that comes into contact with the inner surface of the fixing member and the end heat source and transfers heat of the end heat source in the longitudinal direction of the fixing member.
A region where the heat transfer assisting member comes into contact with the inner surface of the fixing member, and is provided at least one of the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing member, and is provided for rotation of the fixing member. A fixing device including a driven rotating member.
って設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2, wherein the rotating member is provided over the entire area of the nip forming member or the heat transfer assisting member in the longitudinal direction.
の両端部に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2, wherein the rotating member is provided at least at both ends of the nip forming member or the heat transfer assisting member in the longitudinal direction.
、該両端部の間に少なくとも一箇所設けられていることを特徴とする請求項4記載の定着
装置。 The fixing device according to claim 4, wherein the rotating member is provided at least at one position between both ends of the nip forming member or the heat transfer assisting member in the longitudinal direction.
の定着装置。 The fixing device according to claim 6, wherein the rotating member has an R curved surface shape at an end portion in the longitudinal direction.
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