JP6098252B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
Fixing apparatus and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP6098252B2 JP6098252B2 JP2013052332A JP2013052332A JP6098252B2 JP 6098252 B2 JP6098252 B2 JP 6098252B2 JP 2013052332 A JP2013052332 A JP 2013052332A JP 2013052332 A JP2013052332 A JP 2013052332A JP 6098252 B2 JP6098252 B2 JP 6098252B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressing
- fixing
- pressure
- belt
- fixing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、互いに当接して回転する回転体を用いて記録材への画像の定着を行う定着装置及び画像形成装置に関する。
なお、本明細書における記録材は、例えば普通紙、各種のコート紙、感光紙、静電記録紙、葉書等の厚紙、OHPフィルム等の各種フィルムなど、各種のシート状記録媒体を含むこととする。
The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus for fixing an image on a recording material using rotating members that rotate in contact with each other.
Note that the recording material in this specification includes various sheet-like recording media such as plain paper, various coated papers, photosensitive paper, electrostatic recording paper, thick paper such as postcards, various films such as OHP films, and the like. To do.
近年、例えばプリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置に対し、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。
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、画像転写方式もしくは直接方式で未定着トナー画像が記録材に形成される。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、定着部材の回転体としてローラを用いる熱ローラ方式、ベルトを用いるベルト方式、さらにフィルム加熱方式、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, market demands for energy saving and high speed have been increasing for image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles.
In an image forming apparatus, an unfixed toner image is formed on a recording material by an image transfer method or a direct method by an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, or magnetic recording. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a heat roller method using a roller as a rotating member of a fixing member, a belt method using a belt, and a contact heating method fixing device such as a film heating method and an electromagnetic induction heating method Is widely adopted.
こうした定着装置では、近年、電源投入時などの常温状態から印刷可能な所定の温度(リロード温度)となるまでに要するウォームアップ時間をさらに短縮化することが求められている。このウォームアップ時間は、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ファーストプリント時間にもかかわるものである(課題1)。 In recent years, such a fixing device is required to further shorten the warm-up time required to reach a predetermined printable temperature (reload temperature) from a normal temperature state such as when the power is turned on. This warm-up time is also related to the first print time from when a print request is received to when a print operation is performed through a print preparation and paper discharge is completed (Problem 1).
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所謂、温度落ち込みが問題となっている(課題2)。 Further, as the speed of the image forming apparatus is increased, the number of sheets to be passed per unit time is increased, and the required heat amount is increased. Problem 2).
課題1の問題を解決する方法として、セラミックヒータを用いたサーフ定着が提案されており、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、小型化するようにしている。しかし、この方式ではニップ部のみを局所加熱しているため、その他の部分では加熱されておらず、ニップ部における用紙などの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(課題3)。
As a method for solving the problem of
以上のような課題1〜3を解決するためのものとして、特許文献1がある。図12は、特許文献1の定着装置の概略図である。
無端ベルト201の内部にパイプ状の金属熱伝導体202を、無端ベルト201の移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体202内の熱源203により金属熱伝導体202を介して無端ベルト201を加熱する。さらに無端ベルト201を介して金属熱伝導体202に接してニップ部207を形成する加圧ローラ204を備え、該加圧ローラ204の回転に連れ回りするようにして無端ベルト201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201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。
There exists
A pipe-shaped
また、更なる省エネ性およ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、このため、無端ベルト201を金属熱伝導体を介さず、直接加熱する構成も知られている。
In order to further improve the energy saving and the first print time, it is necessary to further improve the thermal efficiency. For this reason, a configuration in which the
上述した特許文献1や、さらにその無端ベルト201を金属熱伝導体を介さず、直接加熱する構成では、省エネ性を向上させ、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させることができる。しかし、こうした構成とすることで、無端ベルト201がニップ部207を摺動しながら通過することとなり、従来、一般的であったローラとローラを突き当てる構成に比べて、無端ベルト201を回転させるためのトルクが増大するという問題が現れた。
In the above-described
さらに、加圧ローラ204には弾性層206を有しているが、この弾性層206は、無端ベルト201の回転に従いせん断力を受けることになる。増大した回転トルクに弾性層206の強度がもつためには、この弾性層206のゴム硬度あるいはスポンジ硬度が高くなる傾向がある。さらに、熱効率を向上させるために、この弾性層206を薄くする必要がある。
Further, the
こうした構成で記録材の搬送方向におけるニップ幅を確保するために、図9(a)に示すような突き当て方式がとられていた。この突き当て方式は、図9(a)に示すように、加圧ローラ204両端についているベアリング208を加圧スプリングによって押圧力F1で無端ベルト201の方向に付勢する。そしてベアリング208を、定着装置のフレームに固定された突き当て部材220に突き当てることで、加圧ローラ204の位置を確定させる。
In order to ensure the nip width in the recording material conveyance direction with such a configuration, an abutting method as shown in FIG. In this abutting method, as shown in FIG. 9A, a
しかし、こうした図9(a)に示すような構成例では、上述のように加圧ローラ204の弾性層206が高硬度化および薄肉化された場合、突き当て部材220の位置や、加圧ローラ204の直径のばらつきによるニップ幅の変動が大きくなる。また、この問題を解消するために、用いる各部品の高精度化をおこなうとコストが増大する。
However, in the configuration example shown in FIG. 9A, when the elastic layer 206 of the
一方、こうした問題を解消するために、図9(b)に示すような荷重方式がとられている。これは、図9(a)に示す突き当て方式における突き当て部材220を設けず、ベアリング208を押圧力F1で付勢する加圧スプリングでの付勢力を調整することによって、ニップを調整するものである。
ニップを確保するために、定着装置は押圧力F1を調整する調整機構を有し、工場生産のときなどにニップ幅が確保されるよう、この調整機構で押圧力F1の調整を行う。
On the other hand, in order to solve such a problem, a load method as shown in FIG. This adjusts the nip by adjusting the urging force of the pressure spring that urges the
In order to secure the nip, the fixing device has an adjusting mechanism for adjusting the pressing force F1, and the adjusting mechanism adjusts the pressing force F1 so that the nip width is secured at the time of factory production.
この図9(b)に示す構成の問題を以下に説明する。
加圧ローラ204は、無端ベルト201に近づく方向および逆方向D1に移動可能に設けられている。これは、ジャムが発生した場合にユーザーが紙を取り除きやすくするためである。また、加圧ローラ204の軸端部には、同軸で回転する駆動ギヤ211が固定されている。
The problem of the configuration shown in FIG. 9B will be described below.
The
ここで、上述のように無端ベルト201がニップ部207を摺動しながら通過する構成で、無端ベルト201を回転させるためのトルクが増大すると、そのトルクが伝達される駆動ギヤ211におけるラジアル力が無視できなくなる。すなわち、駆動ギヤ211が回転トルクを伝達されることによる押圧力F3が大きくなると、ニップ部207における面圧となる押圧力F2でその影響との釣り合いをとることとなる。この駆動ギヤ211による押圧力F3は、加圧ローラ204の軸における一端から加えられるため、押圧力F3が大きくなると、ニップ部207を形成するための押圧力F2が場所によって均一でなくなり、ニップ部207の面圧偏差が生じる。
Here, when the torque for rotating the
ニップ部207で面圧偏差が生じた場合、例えば下記の問題が発生するおそれがある。
(1) ニップ部207を形成する部材の偏磨耗
(2) 加圧ローラ204の弾性層206の破壊
(3) 記録材のスキュー
When a surface pressure deviation occurs in the
(1) Uneven wear of the member forming the nip portion 207 (2) Destruction of the elastic layer 206 of the pressure roller 204 (3) Skew of the recording material
さらに、押圧力F3を大きくする要因である駆動ギヤ211の回転トルクは、経時で増大する傾向がある。このため、ニップ部207での面圧偏差も、経時で増大するおそれがある。
Furthermore, the rotational torque of the
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、回転トルクによるニップ面圧への影響を効果的に軽減することができる定着装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a fixing device that can effectively reduce the influence of the rotational torque on the nip surface pressure.
かかる目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、互いに当接して回転する回転体である定着部材と加圧部材とを備え、加熱された定着部材と加圧部材との間のニップ部により記録材に画像の定着を行う定着装置であって、加圧部材は、当該加圧部材に同軸で固定された加圧部材歯車にニップ部よりも記録材の搬送方向における上流側で咬合する伝達歯車、からの力を受けて回転駆動され、加圧部材を定着部材に向けて押圧する加圧部材用押圧手段と、加圧部材と同軸で回転するベアリングを加圧部材用押圧手段による押圧方向とは略逆方向に押圧する対向押圧手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve such an object, a fixing device according to the present invention includes a fixing member and a pressure member, which are rotating bodies that rotate in contact with each other, and a nip between the heated fixing member and the pressure member. A fixing device for fixing an image on a recording material by a portion, wherein the pressure member is engaged with a pressure member gear coaxially fixed to the pressure member on the upstream side in the recording material conveyance direction from the nip portion. A pressure member pressing means that is rotationally driven in response to a force from the transmission gear and presses the pressure member toward the fixing member, and a bearing that rotates coaxially with the pressure member by the pressure member pressing means. Opposing pressing means for pressing in a direction substantially opposite to the pressing direction is provided.
以上のように、本発明によれば、回転トルクによるニップ面圧への影響を効果的に軽減することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to effectively reduce the influence of the rotational torque on the nip surface pressure.
次に、本発明に係る定着装置を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
本実施形態は、例えば複写機やファクシミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に使用される定着装置に関する。より具体的には、回転体である無端状の定着部材と加圧部材間にニップ部を形成し、該ニップ部を通る被定着材に対し定着処理を行う定着装置、およびその定着装置を搭載した画像形成装置に関するものである。
Next, an embodiment to which a fixing device according to the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
The present embodiment relates to a fixing device used in an electrostatic recording image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer. More specifically, a fixing device that forms a nip portion between an endless fixing member that is a rotating body and a pressure member and performs fixing processing on a material to be fixed that passes through the nip portion, and the fixing device are mounted. The present invention relates to an image forming apparatus.
図1に、本実施形態の画像形成装置100の構成例を示す。
図1に示した画像形成装置は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタあるが、本実施形態はこの方式に限定されるものではない。また、本実施形態はプリンタだけではなく、例えば複写機やファクシミリ装置など各種の画像形成装置に適用することができる。
FIG. 1 shows a configuration example of an
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a color printer using a tandem system in which image forming units for forming a plurality of color images are juxtaposed along the belt extending direction, but this embodiment is limited to this system. It is not a thing. Further, this embodiment can be applied not only to a printer but also to various image forming apparatuses such as a copying machine and a facsimile machine.
図1に示すように、画像形成装置100は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画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を備える。こうして、本実施形態の画像形成装置100では、これら感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkが並設されたタンデム構造が採用されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示す構成の画像形成装置100は、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkに形成された可視像が、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkに対峙しながら中間転写体である転写ベルト11に対して1次転写行程を実行する。転写ベルト11は、矢印A1方向に移動可能な無端ベルトが用いられる。こうして各色それぞれの画像が転写ベルト11に重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる記録材Sに対して2次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。
In the
各感光体ドラムの周囲には、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。このため、ブラック画像形成を行う感光体ドラム20Bkを対象として説明すると、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およびクリーニング装置50Bkが配置されている。帯電後に行われる書き込みは、光書込装置8が用いられる。
Around each photosensitive drum, an apparatus for image forming processing is arranged according to the rotation of the photosensitive drum. For this reason, the photosensitive drum 20Bk that performs black image formation will be described as an object. Is arranged. For the writing performed after charging, the
転写ベルト11に対する重畳転写は、転写ベルト11が矢印A1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkに形成された可視像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写される。この各色可視像の転写は、1次転写ローラ12Y,12C,12M,12Bkによる電圧印加によって行われ、矢印A1方向の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。1次転写ローラ12Y,12C,12M,12Bkは、転写される各色可視像が転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、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る。
In the superimposing transfer to the
各感光体ドラム感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkは、矢印A1方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム感光体ドラム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備えられている。
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、転写ベルトユニット10と、2次転写ローラ5と、中間転写ベルトのクリーニング装置13と、光書込装置8とを有している。
The
転写ベルトユニット10は、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkの上方に対向して配設され、転写ベルト11及び1次転写ローラ12Y,12C,12M,12Bkを備える。
The
2次転写ローラ5は、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである。
The secondary transfer roller 5 is a transfer roller as a transfer member that is disposed to face the
クリーニング装置13は、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11表面をクリーニングする。
The
光書込装置8は、4つの画像ステーションの下方に対向して配設され、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、折り返しミラーおよび偏向手段としての回転多面鏡などを備える。こうした構成により、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を出射して感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkに静電潜像を形成する。なお、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符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である。
The
画像形成装置100は、さらにシート給送装置61と、レジストローラ対4とを備える。
シート給送装置61は、感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkと転写ベルト11との間に向けて搬送される記録材Sを積載した給紙カセットである。
The
The sheet feeding device 61 is a paper feeding cassette in which recording materials S conveyed between the
レジストローラ対4は、シート給送装置61から搬送されてきた記録材Sを、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、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20Bkと転写ベルト11との間の転写部に向けて繰り出す。
また、画像形成装置100は、記録材Sの先端がレジストローラ対4に到達したことを検知する図示しないセンサを備える。
The registration roller pair 4 transfers the recording material S conveyed from the sheet feeding device 61 to each of the
The
画像形成装置100は、さらに定着装置80と、排出ローラ7と、排紙トレイ17と、トナーボトル9Y,9C,9M,9Bkとを備える。
The
定着装置80は、トナー像が転写された記録材Sにそのトナー像を定着させる。
排出ローラ7は、定着済みの記録材Sを画像形成装置100の本体外部に排出する。
排紙トレイ17は、画像形成装置100の本体上部に配設され、排出ローラ7により画像形成装置100の本体外部に排出された記録材Sを積載する。
トナーボトル9Y,9C,9M,9Bkは、排紙トレイ17の下側に配置され、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て格納する。
The fixing
The discharge roller 7 discharges the fixed recording material S to the outside of the main body of the
The paper discharge tray 17 is disposed at the upper part of the main body of the
The
転写ベルトユニット10は、転写ベルト11、1次転写ローラ12Y,12C,12M,12Bkの他に、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、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、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような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、クリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。
In addition to the
The driven
シート給送装置61は、画像形成装置100の本体下部に配設されており、最上位の記録材Sの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ3を有する。そしてシート給送装置61は、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、最上位の記録材Sをレジストローラ対4に向けて給送するようになっている。
The sheet feeding device 61 is disposed at the lower part of the main body of the
転写装置71に装備されているクリーニング装置13は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト11に対向、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する。こうした構成により、クリーニング装置13は、転写ベルト11上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト11をクリーニングするようになっている。クリーニング装置13は、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図示しない排出手段をさらに有する。
Although not shown in detail, the
次に、本実施形態の定着装置80の構成例について、図2を参照して説明する。
図2に示す定着装置80は、互いに当接して回転する回転体としての加圧回転体と定着ベルト81を有し、熱源82により定着ベルト81が内周側から輻射熱で直接加熱される構成となっている。図2の例では、加圧回転体として加圧ローラ83を用い、熱源82としてハロゲンヒータを用いた場合の構成例を示す。
Next, a configuration example of the fixing
A fixing
図2の定着ベルト81の内側には、定着ベルト81を介して対向する加圧ローラ83とニップ部Nを形成するニップ形成部材86が設けられ、定着ベルト81内面と直接、あるいは図示しない摺動シートを介して間接的に摺動するようになっている。こうして、互いに当接して回転する回転体である定着ベルト81および加圧ローラ83がそれぞれ平行な軸により回転可能に構成されることで、ニップ部Nが形成される。
2 is provided with a nip forming member 86 that forms a nip portion N with a
図2の例ではニップ部Nの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。ニップ部Nの形状は凹形状の方が、記録材先端の排出方向が加圧ローラ83寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
In the example of FIG. 2, the shape of the nip portion N is flat, but may be a concave shape or other shapes. When the nip portion N has a concave shape, the discharge direction of the leading end of the recording material is closer to the
定着ベルト81は、ニッケルやSUS(ステンレス鋼)などの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端状のベルトもしくはフィルムにより構成される。ベルトの表層はPFAまたはPTFE層などの離型層を有し、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またはPTFE層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。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させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ(ユズ肌画像)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。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
The fixing
定着ベルト81の内部にはニップ部Nを支持するためのステーによる支持部材87を設け、加圧ローラ83により圧力を受けるニップ形成部材86の撓みを防止し、記録材の搬送方向におけるニップ部Nの幅が軸方向で均一になるようにしている。この支持部材87は両端部でフランジによる保持部材88に保持固定され位置決めされている。また、熱源82と支持部材87の間に反射部材89を備え、熱源82からの輻射熱などにより支持部材87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89を備える代わりに支持部材87表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることか可能となる。
A support member 87 by a stay for supporting the nip portion N is provided inside the fixing
熱源82は、図示したハロゲンヒータでも良いが、IHであっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。
The
加圧ローラ83は、芯金85の外周に弾性ゴムなどによる弾性層84が設けられ、さらに離型性を得るために表面に離型層(PFAまたはPTFE層)が設けてある。加圧ローラ83は画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ83は、後述する加圧スプリングなどにより定着ベルト81側に押し付けられており、弾性層84が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。
The
加圧ローラ83は中空のローラであっても良く、加圧ローラ83にハロゲンヒータなどによる他の熱源を有していても良い。弾性層84を構成する弾性ゴムはソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ83内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト81の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
The
定着ベルト81は加圧ローラ83により連れ回り回転する。図2の場合は加圧ローラ83が図示しない駆動源により回転し、ニップ部Nでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト81が回転する。定着ベルト81はニップ部Nで挟み込まれて回転し、ニップ部N以外では両端部で保持部材88(フランジ)にガイドされ、走行する。
The fixing
また、ニップ部Nよりも記録材の搬送方向における下流側に、分離対象の回転体である定着ベルト81から記録材を分離させるための定着分離部材90が設けられる。
Further, a fixing
本実施形態では、こうした構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置80を実現することが可能となる。
In this embodiment, such a configuration makes it possible to realize a fixing
図3は、本実施形態の定着装置80の別の構成例を示す図である。
図2の構成例では熱源82がハロゲンヒータ1本で構成されているのに対し、図3の構成例は熱源82がハロゲンヒータ3本で構成されている点が異なる。
FIG. 3 is a diagram illustrating another configuration example of the fixing
In the configuration example of FIG. 2, the
次に、本実施形態の主たる特徴が含まれる加圧ローラ83の軸97周りの構成について、図4〜図6を参照して説明する。図4は、本実施形態の定着装置80の構成を加圧ローラ83の軸方向に垂直な方向から概略的に示す。図5は、加圧ローラ83の軸97に加える押圧力F1の調整機構を示し、図6は加圧ローラ83の軸97に回転駆動力を伝達する構成を示す。
Next, the configuration around the
本実施形態の加圧ローラ83の軸97には、同軸で回転するベアリング91および駆動ギヤ92が設けられる。ベアリング91は、加圧ローラ83に対して軸方向における両側に1つずつ配設される。駆動ギヤ92は、加圧ローラ83の軸97の端部近傍に固定される。また、駆動ギヤ92は、隣接して設けられる歯車であるアイドラギヤ111と咬合して回転駆動力の伝達を受け、加圧ローラ83を回転させる加圧部材歯車である。
The
加圧ローラ83は、定着ベルト81に近づく方向および逆方向D1に移動可能に設けられている。これは、ジャムが発生した場合にユーザーが紙を取り除きやすくするためである。このため、加圧ローラ83の軸97は、定着装置80のフレーム110に対して、回転可能、かつ定着ベルト81に近づく方向および逆方向D1に移動可能であるよう取り付けられる。
The
また、ベアリング91周りには、ベアリング91を加圧ローラ83から定着ベルト81へと向かう方向に押圧力F1で押圧する加圧部材用押圧手段である調整機構と、その略逆方向へと押圧力F4で押圧する対向押圧手段と、が設けられる。押圧力F4で押圧する略逆方向とは、加圧部材用押圧手段による押圧方向と逆方向が最も好ましく、加圧ローラ83と定着ベルト81との間でニップ部Nを形成して押圧力のバランスを保持できる範囲であれば設計等に応じた方向であってもよい。
Further, around the
この加圧部材用押圧手段と対向押圧手段の構成について、図5を参照して説明する。
ベアリング91は、ベアリングホルダ93に保持され、軸97をベアリングホルダ93に回転可能に取り付ける。ベアリングホルダ93は板金で構成される。また、加圧ローラ83の軸方向両側に設けられたベアリング91それぞれに対して設けられたベアリングホルダ93は、板金で構成されるステー94により固定されて一体化される。
The configuration of the pressing member pressing means and the opposing pressing means will be described with reference to FIG.
The
このため、ベアリング91を加圧ローラ83から定着ベルト81へと押圧する調整機構により、加圧ローラ83の軸方向両側に設けられた2つのベアリング91を同じ押圧力F1で押圧できるように構成される。このため、軸97の軸方向全体に渡って均一な面圧で加圧ローラ83から定着ベルト81へと押圧し、ニップ部Nを形成できるようになっている。
For this reason, the adjusting mechanism that presses the bearing 91 from the
ベアリングホルダ93は、加圧ローラ83の軸方向と平行な軸105回りに回転可能であるよう、定着装置80のフレーム110に取り付けられる。また、加圧アーム104が、同じ軸105回りに回転可能であるよう、定着装置80のフレーム110に取り付けられる。
The bearing
加圧アーム104とベアリングホルダ93との間には、調整ネジ101と、突き当て部材102とで復元力を調整される加圧スプリング95が配設される。また、加圧アーム104におけるベアリングホルダ93が配置される側の背面側には、回転可能な加圧カム106が配設される。加圧アーム104は、この加圧カム106の回転により、図5に示す軸105回りの回転方向D3における位置を調整されるよう構成される。
A
また、調整ネジ101を回転させて図5に示す方向D2における位置を調整することで、加圧アーム104からベアリングホルダ93への加圧スプリング95による付勢力が調整される。また、この調整機構では、加圧スプリング95による付勢力をベアリングホルダ93に作用させる位置の軸105からの距離よりも、ベアリングホルダ93からベアリング91を押圧する位置の軸105からの距離を短くするように配置する。このように配置することで、加圧スプリング95による付勢力をより大きくした押圧力F1をベアリング91に加えることができる。図5の例では、軸105から加圧スプリング95の距離の半分の位置にベアリング91を配置することにより、加圧スプリング95の付勢力を2倍にして、ベアリング91への押圧力F1とする構成例を示す。
Further, by adjusting the position in the direction D2 shown in FIG. 5 by rotating the
こうした調整機構により、加圧ローラ83から定着ベルト81への向かう方向への押圧力F1をニップ部Nの形成に適するように微調整でき、また調整した一定の値に保持することができる。
With such an adjustment mechanism, the pressing force F1 in the direction from the
また、図5に示すように、ベアリング91に対してこの押圧力F1を加える調整機構と対向する側に、対向スプリング96が設けられ、略逆方向への押圧力F4で押圧する構成となっている。対向スプリング96は定着装置80のフレーム110に固定され、加圧ローラ83の軸97が取り付けられると、ベアリング91を付勢する構成となっている。また、上述の調整機構によりベアリング91を加圧ローラ83から定着ベルト81へと向かう方向に押圧力F1で押圧することで、対向スプリング96による押圧力F4がベアリング91に作用する。
Further, as shown in FIG. 5, a
次に、加圧ローラ83を回転させる歯車による伝達機構について、図6を参照して説明する。
Next, a transmission mechanism using a gear that rotates the
加圧ローラ83を回転させる加圧部材歯車である駆動ギヤ92は、隣接して設けられる歯車であるアイドラギヤ111と咬合する。このアイドラギヤ111は、軸回りに回転可能、かつ軸位置が定着装置80のフレーム110に対して固定されるよう、フレーム110に取り付けられる。
A
また、加圧ローラ83は、上述のように定着ベルト81に近づく方向および逆方向D1に移動可能に設けられている。このため、アイドラギヤ111は、正逆方向D1に移動可能な駆動ギヤ92の可動範囲を避けるように、駆動ギヤ92よりも記録材の搬送方向における上流側に配設される。そして、アイドラギヤ111は、画像形成装置100本体に取り付けられる本体側ギヤ112からの回転駆動力を歯車の咬合により駆動ギヤ92に伝達する伝達歯車として機能する。
Further, the
駆動ギヤ92の回転により加圧ローラ83および定着ベルト81が回転し、ニップ部Nで記録材を搬送するため、駆動ギヤ92の回転方向は図6中で反時計方向となり、上流側で咬合するアイドラギヤ11の回転方向は図6中で時計方向となる。
このため、駆動ギヤ92を回転させる回転駆動力は、駆動ギヤ92とアイドラギヤ11との間で図6中の右方向、押圧力F3の方向に作用する。このため、駆動ギヤ92を回転させるための回転トルクが大きくなると、駆動ギヤ92に対して、加圧ローラ83から定着ベルト81に向かう方向に押圧力F3が大きく作用することとなる。
Since the
Therefore, the rotational driving force for rotating the
本実施形態が以上のように構成されることにより加わる力の関係について、図7を参照して説明する。図7(a)は本実施形態により加わる力の関係を示し、図7(b)は、従来の荷重方式の構成により加わる力の関係を示す。 The relationship of the force applied by the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows the relationship of the force applied according to the present embodiment, and FIG. 7B shows the relationship of the force applied by the configuration of the conventional load method.
図7(b)に示す従来の構成では、ニップ部207を形成するための加圧ローラ204の弾性層にかかる押圧力F2と、加圧ローラ204から無端ベルト201の方向にベアリング208を押圧する押圧力F1とがイコールの関係である。このため、駆動ギヤ211を回転させるための回転トルクが大きくなり、回転トルクにより駆動ギヤ211に作用する押圧力F3が大きくなると、この押圧力F3が加圧ローラ204の軸方向における一端から作用する。このため、ニップ部207を形成する押圧力F2が加圧ローラ204の軸方向に均一でなくなり、ニップ部207の面圧偏差が生じるおそれがあった。
In the conventional configuration shown in FIG. 7B, the pressing force F <b> 2 applied to the elastic layer of the
これに対し、図7(b)に示す本実施形態の構成では、加圧ローラ83から定着ベルト81の方向にベアリング91を押圧する押圧力F1が、ニップ部Nを形成するための押圧力F2と、対向スプリング96による押圧力F4との間で釣り合う。このため、駆動ギヤ92を回転させるための回転トルクにより駆動ギヤ92に作用する押圧力F3が大きくなった場合であっても、この押圧力F3による影響がニップ部Nの押圧力F2と、対向スプリング96による押圧力F4とに分散される。このため、ニップ部Nを形成する押圧力F2に与える影響を小さくすることができる。
On the other hand, in the configuration of this embodiment shown in FIG. 7B, the pressing force F <b> 1 that presses the bearing 91 in the direction from the
上述した図2、図3に示す構成にように、定着ベルト81がニップ形成部材86の表面を摺動しながら回転する構成では、従来、一般的であったローラとローラを突き当てる構成に比べて、定着ベルト81を回転させるためのトルクが増大する傾向がある。本実施形態によれば、こうして駆動ギヤ92を回転させるための回転トルクが大きくなった場合であっても、回転トルクによる押圧力F3の影響をニップ部Nの押圧力F2と、対向スプリング96による押圧力F4とに分散することができる。このため、ニップ部Nを形成する押圧力F2に与える影響を小さくすることができる。このため、ニップ部Nを形成するための押圧力F2をニップ部Nの全体に渡って均一にでき、ニップ部Nの面圧偏差を防止することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3 described above, the configuration in which the fixing
さらに、工場での製造の際に、ニップが出るように加圧力を調整することができる。下記に調整の一例を挙げる。 Furthermore, the pressurizing force can be adjusted so that a nip is produced during manufacturing in a factory. An example of adjustment is given below.
例えば加圧ローラ83がφ25、ゴム厚3.5mmであり、ゴム材質が発泡シリコーンゴムとする。また、加圧スプリング95のバネ乗数が80N/mmであり、ベアリングホルダ93によるレバー機構でのレバー比が2で、押圧力F1が2倍に作用するとする。また、対向スプリング96のバネ乗数が40N/mmであるとする。
この条件でのニップ形成の際には、おおむね以下のような力関係になる。
押圧力F1:押圧力F4=280N:80N
For example, the
In nip formation under these conditions, the following force relationship is generally obtained.
Pressing force F1: Pressing force F4 = 280N: 80N
以上のように、上述した本実施形態の定着装置は、互いに当接して回転する回転体である定着部材と加圧部材と、定着部材を輻射熱によって直接加熱する加熱源と、定着部材内部で加圧部材と対向しニップを形成するニップ形成部材とを具備する。定着部材は、加圧部材との摩擦によって従動回転し、ニップ形成部材とは摺動する。
本実施形態の定着装置は、こうした構成に加え、加圧部材を定着部材に向けて付勢する加圧部材用押圧手段と、加圧部材を略逆方向に付勢する対向押圧手段と、を備える。
As described above, the fixing device according to the present embodiment described above includes a fixing member and a pressure member, which are rotating bodies that are in contact with each other and rotating, a heating source that directly heats the fixing member by radiant heat, and an internal heating unit. A nip forming member facing the pressure member and forming a nip. The fixing member is driven to rotate by friction with the pressure member, and slides on the nip forming member.
In addition to such a configuration, the fixing device of the present embodiment includes a pressing member pressing unit that biases the pressing member toward the fixing member, and an opposing pressing unit that biases the pressing member in a substantially reverse direction. Prepare.
このため、定着部材である定着ベルト81を回転させるための回転トルクが大きくなる場合であっても、回転トルクによるニップ面圧への影響を減らすことができる。
For this reason, even when the rotational torque for rotating the fixing
また、上述した本実施形態による定着装置を備えた画像形成装置によれば、上述した本実施形態の定着装置による各効果が得られる画像形成装置を提供することができる。 Further, according to the image forming apparatus provided with the fixing device according to the above-described embodiment, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain the respective effects of the fixing device according to the above-described embodiment.
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。 Each of the above-described embodiments is a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば、対向スプリング96による対向押圧手段は、加圧ローラ83を定着ベルト81に向けて押圧する押圧力F1と略逆方向に押圧力F4を作用させることができれば構成は上述の実施形態に限定されない。
例えば、加圧ローラ83の軸97を押圧できれば、ベアリング91の位置でなく、他の位置で押圧力F4を作用させるよう配設されてもよい。また、押圧力F4を調整する調整機構をさらに備えた構成であってもよい。
For example, the configuration of the opposing pressing means by the opposing
For example, as long as the
また、加圧スプリング95により加圧ローラ83を加圧する構成や、ベアリング91への押圧力F1を調整する調整機構の構成についても、ニップ部Nを形成できるよう加圧できれば上述した実施形態の構成に限定されず、任意の構成であってよい。
Further, regarding the configuration in which the
100 画像形成装置
80 定着装置
81 定着ベルト
82 熱源
83 加圧ローラ
84 弾性層
85 芯金
86 ニップ形成部材
87 支持部材
88 保持部材
89 反射部材
90 定着分離部材
91 ベアリング
92 駆動ギヤ
93 ベアリングホルダ
94 ステー
95 加圧スプリング
96 対向スプリング
97 軸
101 調整ネジ
102 突き当て部材
104 加圧アーム
105 軸
106 加圧カム
110 フレーム
111 アイドラギヤ
112 本体側ギヤ
N ニップ部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記加圧部材は、当該加圧部材に同軸で固定された加圧部材歯車に前記ニップ部よりも記録材の搬送方向における上流側で咬合する伝達歯車、からの力を受けて回転駆動され、
前記加圧部材を前記定着部材に向けて押圧する加圧部材用押圧手段と、
前記加圧部材と同軸で回転するベアリングを前記加圧部材用押圧手段による押圧方向とは略逆方向に押圧する対向押圧手段と、を備えたことを特徴とする定着装置。 A fixing device that includes a fixing member and a pressure member that are rotating bodies that are in contact with each other and rotate, and that fixes an image on a recording material by a nip portion between the heated fixing member and the pressure member. And
The pressure member is rotationally driven in response to a force from a transmission gear meshing with the pressure member gear coaxially fixed to the pressure member on the upstream side in the recording material conveyance direction from the nip portion ,
A pressing member pressing means for pressing the pressing member toward the fixing member;
A fixing device comprising: an opposing pressing means for pressing a bearing rotating coaxially with the pressing member in a direction substantially opposite to a pressing direction by the pressing member pressing means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013052332A JP6098252B2 (en) | 2013-03-14 | 2013-03-14 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013052332A JP6098252B2 (en) | 2013-03-14 | 2013-03-14 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014178486A JP2014178486A (en) | 2014-09-25 |
JP6098252B2 true JP6098252B2 (en) | 2017-03-22 |
Family
ID=51698492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013052332A Active JP6098252B2 (en) | 2013-03-14 | 2013-03-14 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6098252B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6464784B2 (en) * | 2015-02-06 | 2019-02-06 | ブラザー工業株式会社 | Image forming apparatus |
JP6304129B2 (en) * | 2015-06-03 | 2018-04-04 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06274064A (en) * | 1993-03-19 | 1994-09-30 | Mita Ind Co Ltd | Fixing device |
JPH11296017A (en) * | 1998-04-08 | 1999-10-29 | Canon Inc | Fixing device and image forming device |
JP2007193087A (en) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus, fixing device and method for straightening recording material carrying direction |
JP2010204222A (en) * | 2009-02-28 | 2010-09-16 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2012022014A (en) * | 2009-09-22 | 2012-02-02 | Toshiba Corp | Fixing device, image forming device, and image fixing method |
JP2014115460A (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Samsung R&D Institute Japan Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
-
2013
- 2013-03-14 JP JP2013052332A patent/JP6098252B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014178486A (en) | 2014-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6286840B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6268979B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
US8942612B2 (en) | Image heating apparatus | |
JP6299462B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6589350B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6205766B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2017215450A (en) | Pressurization and depressurization device, fixation device and image formation device | |
JP2019174849A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2015176061A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP7388040B2 (en) | Fixing device and image forming device | |
JP6098252B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2014178633A (en) | Fixing device, and image forming apparatus | |
JP2014174383A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2018072551A (en) | Fixation device and image formation apparatus | |
JP2014174370A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP6822117B2 (en) | Fixing device and image forming device | |
JP7115092B2 (en) | Fixing device and image forming device | |
JP7293734B2 (en) | Fixing device and image forming device | |
JP6065675B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2016153877A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2014174381A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP6127603B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6221269B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2020020867A (en) | Roller device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP7153188B2 (en) | Fixing device and image forming device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160913 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161102 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20161216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170206 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6098252 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |