JP2005077786A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 回動可能な定着ロール61と、定着ロール61に接触しながら移動可能なエンドレスベルト62と、エンドレスベルト62の内側に配置され、エンドレスベルト62を定着ロール61に圧接させて定着ロール61とエンドレスベルト62との間に用紙Pが通過するニップ部Nを形成する圧力パッド64とを備えており、さらにこれらに加えて、エンドレスベルト62の内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材67と、エンドレスベルトと圧力パッド64との間に設けられ、潤滑剤に対して難吸収性を有する低摩擦シート68とを備えている。
【選択図】 図2
Description
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが発生する等の画像品質上の問題が生じる。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、ロールを室温から定着可能温度まで上昇させるまでの時間(ウォームアップタイム)が長くなるという問題がある。
しかしながら、潤滑剤を保持する低摩擦部材は加熱ロールに近接して配置されるため、加熱ロールからの熱により潤滑剤の劣化が生じ、そのために潤滑剤の粘度の上昇が引き起こされ易い。また、潤滑剤が含浸された低摩擦部材から潤滑剤を滲み出させながら供給する構成では、圧力パッドとエンドレスベルトとの間に供給する潤滑剤量にも限界がある。このような要因から、圧力パッドとエンドレスベルトとの摩擦力(摺動抵抗)が増加するという現象が発生する場合がある。このような現象が発生した場合には、エンドレスベルトの動きが加熱ロールに対応し難くなり、それに伴って記録紙の搬送が良好でなくなり、紙しわや画像ずれ等の画像不良を生じさせる可能性がある。
また、摺動部材は、少なくともエンドレスベルト側の表面が撥油処理されたことを特徴とすることができる。さらに、摺動部材は、少なくともエンドレスベルト側の表面がフッ素樹脂で構成されたことが好ましい。さらにまた、摺動部材は、少なくともエンドレスベルト側の表面が粗面に構成することが好ましい。
さらには、エンドレスベルトは、内周面が粗面に構成されたことを特徴とすることもできる。
ここで、多孔質部材は、潤滑剤が含浸されていることを特徴とすることもできる。また、非多孔質部材は、少なくともエンドレスベルト側の表面が撥油処理された構成とするのが好ましい。
ここで、エンドレスベルトは、発熱源が抵抗発熱体であることを特徴とすることもできる。また、圧力部材は、エンドレスベルトに配設される発熱源で構成することもできる。発熱源は、ベルトを加熱するものであれば方法・構成は任意でよい。
ここで、定着手段は、圧力部材が、回動部材の表面のうち、記録材の搬送方向下流側を局部的に弾性変形させることを特徴とすることもできる。また、非多孔質部材は、少なくともエンドレスベルト側の表面が撥油処理された構成とするのが好ましい。
[実施の形態1]
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1K、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにて形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置60を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。
一方、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
定着ロール61の内部には、発熱源としてのハロゲンヒータ66が配設されている。一方、定着ロール61の表面には温度センサ69が接触して配置されている。画像形成装置の制御部40は、この温度センサ69による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ66の点灯を制御し、定着ロール61の表面温度が所定の設定温度(例えば、170℃)を維持するように調整している。
エンドレスベルト62は、圧力パッド64とベルト走行ガイド63とによって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Nにおいて定着ロール61に対して圧接されて配置されている。
特に、定着ロール61の歪みを局所的に大きくすることによって、小さい歪み量で高い剥離性能を得ることが可能となる。そのため、定着ロール61の離型層613として、薄膜の耐熱性樹脂を用いた場合でも、用紙Pにおける紙しわの発生を抑制できる。また、耐熱性弾性体層612と離型層613との間の剥がれ等も発生し難く、剥離性能の維持と併せて長期に亘る部品性能の信頼性を向上させることができる。
なお、剥離の補助手段として、定着ロール61のニップ部Nの下流側に、剥離部材70を配設することも可能である。剥離部材70は、剥離バッフル71が定着ロール61の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ロール61と近接する状態でホルダ72によって保持されている。
耐熱性弾性体層612としては、耐熱性の高い弾性体であればどのような材料を用いることも可能である。特に、ゴム硬度が25〜40°(JIS−A)程度のゴム、エラストマ等の弾性体を用いるのが好ましく、具体的には、シリコンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。耐熱性弾性体層612の厚みとしては、用いる材料のゴム硬度にもよるが、0.3〜1.0mm程度が好ましい。
剥離ニップ部材64bは、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、SUS等の金属で形成されている。剥離ニップ部材64bの形状としては、ニップ部Nにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面状に形成される。
低摩擦シート68は、エンドレスベルト62内周面と圧力パッド64との摺動抵抗を低減するために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質が適している。低摩擦シート68は、プレニップ部材64aや剥離ニップ部材64bと別体に構成しても、プレニップ部材64aや剥離ニップ部材64bと一体的に構成しても、いずれでもよい。
ベルト走行ガイド63には、定着装置60の長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材67が配設されている。潤滑剤塗布部材67は、潤滑剤を保持できるように多孔質の材料で形成されている。多孔質の材料とは、多数の孔を有する物質や細い繊維を絡めせた構造の物質等、孔部を有してそこに潤滑剤を保持できる材料をいい、具体的には、スポンジや発泡体樹脂、フェルト、織物、延伸により多孔質化したフィルム等が含まれる。
そして潤滑剤塗布部材(多孔質部材)67は、エンドレスベルト62内周面に対し、ジメチルシリコンオイル等の潤滑剤を適量供給している。ここで、潤滑剤としては、ジメチルシリコンオイル等の液体状のものの他、固形物質と液体とを混合させたグリース等を用いることもでき、またこれらを組み合わせて用いることもできる。なお、潤滑剤塗布部材67は、長期に亘って潤滑剤を供給するため、エンドレスベルト62の内周面に接触するように複数を配設することもできる。
一方、ニップ部Nに用紙Pが搬送されていない状態では、従動側のエンドレスベルト62も定着ロール61の回転に伴って定着ロール61から摩擦力を受けることによって回動している。しかし、ニップ部Nに用紙Pが搬送され、用紙Pがニップ部Nに挟持されている場合には、エンドレスベルト62は用紙Pを介して定着ロール61から搬送力を受けている。したがって、用紙P側から捉えると、用紙Pがニップ部Nを通過する際には、用紙Pには定着ロール61からの搬送力を受けるとともに、エンドレスベルト62側から搬送方向とは逆方向の力(逆搬送力)が作用することとなる。
しかし、エンドレスベルト62と圧力パッド64との間に、潤滑剤を含浸させた低摩擦部材を配置した構成では、潤滑剤を保持する低摩擦部材が定着ロール61に近接して配置されるため、定着ロール61からの熱により潤滑剤が劣化して粘度の上昇が生じる。また、低摩擦部材からこれに含浸された潤滑剤を供給するので、圧力パッド64とエンドレスベルト62との間に充分な潤滑剤を供給することも困難である。そのために、エンドレスベルト62と圧力パッド64との間では、両者の摺動抵抗が高くなった状態が発生する場合がある。
したがって、本実施の形態の定着装置60においては、通常状態では、エンドレスベルト62が圧力パッド64から受ける摺動抵抗は極めて小さく、円滑に回動可能であることから、エンドレスベルト62は用紙Pと等速で回動することが可能である。この場合には、用紙Pが受ける逆搬送力は、エンドレスベルト62を介した圧力パッド64からの摺動抵抗であるから無視できる程度に小さい。そのため、用紙Pは定着ロール61と等速に安定して搬送される。
そして、このように、エンドレスベルト62と圧力パッド64との間の摺動抵抗が増加すると、用紙Pがニップ部Nを搬送される際に、用紙Pがエンドレスベルト62を介して圧力パッド64から受ける逆搬送力が無視できなくなる。さらに、エンドレスベルト62と圧力パッド64との間の摺動抵抗が過大になると用紙Pに作用する逆搬送力が大きくなり、用紙Pの搬送が定着ロール61の回動に追随できず、用紙Pと定着ロール61との間でスリップが発生する。そのため、用紙Pの円滑な搬送が妨げられ、画像ずれや用紙Pにおける紙しわの原因となる。
エンドレスベルト62と圧力パッド64との摺動部に均一な潤滑剤膜が形成され、これが維持されることにより、低摩擦シート68との協働によって、エンドレスベルト62と圧力パッド64との間の摺動抵抗の増加を抑制することができる。これにより、用紙Pを定着ロール61と等速に安定して搬送することが可能となって、画像ずれや用紙Pへの紙しわの発生が抑えられる。
したがって、エンドレスベルト62とベルト走行ガイド63等との摺動により生じた摩耗粉等がエンドレスベルト62と圧力パッド64との間の摺動部に入り込んでも摩耗粉等は滞留しないので、異物の混入による潤滑剤のゲル化に起因する粘度上昇を抑制して摺動抵抗の増加を抑える効果も有している。さらには、ニップ部Nにおける熱を受ける時間も少なくなるので、潤滑剤の熱劣化も抑えることができる。
さらには、エンドレスベルト62の内周面に、例えば短波長紫外線照射処理やサンドブラスト処理、或いは細かな溝形成処理等によって粗面化処理を施し、エンドレスベルト62の内周面の潤滑剤に対する濡れ性を向上させることできる。このような処理によっても、エンドレスベルト62と圧力パッド64との摺動部での潤滑剤の更なる安定した膜の形成が可能となる。
一方、比較例として、低摩擦シート68として従来の潤滑剤を含浸させた低摩擦部材を用いた定着装置60を用いて同様の実験を行ったところ、紙しわの発生が確認された。なお、この定着装置60の構成は、低摩擦シート68の構成の違い以外は、上記した本実施の形態の定着装置60と同じである。
このように、本実施の形態の定着装置60における優位性が確認された。
実施の形態1では、加熱手段として定着ロールを用い、加圧手段として圧力パッドが押圧されたエンドレスベルトを用いた定着装置が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態2では、図1に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱源が押圧された定着ベルトを用い、加圧手段として加圧ロールを用いた定着装置について説明する。尚、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
セラミックヒータ82は、加圧ロール91側の面がほぼフラットに形成されている。そして、定着ベルト92を介して加圧ロール91に押圧される状態で配置され、ニップ部Nを形成している。したがって、セラミックヒータ82は圧力部材としても機能している。ニップ部Nを通過した用紙Pは、ニップ部Nの出口領域(剥離ニップ部)において定着ベルト92の曲率の変化によって定着ベルト92から剥離される。
さらに、定着ベルト92内周面とセラミックヒータ82との間には、定着ベルト92の内周面とセラミックヒータ82との摺動抵抗を小さくするため、摺擦部材の一例としての低摩擦シート68が配設されている。この低摩擦シート68は、セラミックヒータ82と別体に構成しても、セラミックヒータ82と一体的に構成しても、いずれでもよい。
また、剥離の補助手段として、定着ベルト92のニップ部Nの下流側に、剥離部材70を配設することも可能である。剥離部材70は、剥離バッフル71が定着ベルト92の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ベルト92と近接する状態でホルダ72によって保持されている。
なお、本実施の形態の定着装置90では、セラミックヒータ82は定着ベルト92の内側に配設したが、定着ベルト92の外部に配置して、外部から定着ベルト92を加熱することによって、ニップ部Nに熱を供給する構成も可能である。
このように構成することで、実施の形態1と同様に、ニップ部Nの上流側に配置した潤滑剤塗布部材67によって定着ベルト92の内周面に塗布された潤滑剤は、定着ベルト92とセラミックヒータ82との摺動部において、低摩擦シート68に吸収されることなく、均一な厚さの膜として安定的に形成されるので、定着ベルト92とセラミックヒータ82との間の摺動抵抗の増加を抑制することができる。これにより、用紙Pを加圧ロール91と等速に安定して搬送することが可能となって、画像ずれや用紙Pへの紙しわの発生が抑えられる。
Claims (15)
- 回動可能な回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトの内側に配置され、当該エンドレスベルトを前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該エンドレスベルトとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、
前記エンドレスベルトの内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材と、
前記エンドレスベルトと前記圧力部材との間に設けられ、前記潤滑剤に対して難吸収性を有する摺動部材と
を備えたことを特徴とする定着装置。 - 前記圧力部材は、当該回動部材の表面のうち、前記記録材の搬送方向下流側を局部的に弾性変形させることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記摺動部材は、少なくとも前記エンドレスベルト側の表面が撥油処理されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記摺動部材は、少なくとも前記エンドレスベルト側の表面がフッ素樹脂で構成されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記摺動部材は、少なくとも前記エンドレスベルト側の表面が粗面に構成されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 前記エンドレスベルトは、内周面が粗面に構成されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 発熱源を有し、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、
前記定着ロールに接触しながら移動可能なエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトの内側に配置され、前記エンドレスベルトを前記定着ロールに圧接させて当該エンドレスベルトと当該定着ロールとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、
前記ニップ部の前記エンドレスベルトの移動方向上流側に配置された多孔質部材と、
前記エンドレスベルトと前記圧力部材との間に配置された非多孔質部材と
を備えたことを特徴とする定着装置。 - 前記多孔質部材は、潤滑剤が含浸されていることを特徴とする請求項7記載の定着装置。
- 前記非多孔質部材は、少なくとも前記エンドレスベルト側の表面が撥油処理されたことを特徴とする請求項7記載の定着装置。
- 表面が弾性変形するとともに、駆動源に接続されて回転可能な加圧ロールと、
発熱源を有するとともに、前記加圧ロールに接触しながら従動可能なエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトの内側に配置され、前記エンドレスベルトを前記加圧ロールに圧接させて当該エンドレスベルトと当該加圧ロールとの間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、
前記ニップ部の前記エンドレスベルトの移動方向上流側に配置された多孔質部材と、
前記エンドレスベルトと前記圧力部材との間に配置された非多孔質部材と
を備えたことを特徴とする定着装置。 - 前記エンドレスベルトは、前記発熱源が抵抗発熱体であることを特徴とする請求項10記載の定着装置。
- 前記圧力部材は、前記エンドレスベルトに配設される発熱源で構成されることを特徴とする請求項10記載の定着装置。
- トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
回動可能な回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトの内側に配置され、当該エンドレスベルトを前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該エンドレスベルトとの間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材と、
前記ニップ部の前記エンドレスベルトの移動方向上流側に配置された多孔質部材と、
前記エンドレスベルトと前記圧力部材との間に配置された非多孔質部材と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記定着手段は、前記圧力部材が、前記回動部材の表面のうち、前記記録材の搬送方向下流側を局部的に弾性変形させることを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。
- 前記非多孔質部材は、少なくとも前記エンドレスベルト側の表面が撥油処理されたことを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003308474A JP2005077786A (ja) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | 定着装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003308474A JP2005077786A (ja) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | 定着装置および画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005077786A true JP2005077786A (ja) | 2005-03-24 |
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JP (1) | JP2005077786A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101950143A (zh) * | 2009-07-09 | 2011-01-19 | 佳能株式会社 | 图像加热设备 |
US7885591B2 (en) | 2006-03-24 | 2011-02-08 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device including a heating unit and a pressurizing unit that includes a rotatable endless member and image forming apparatus having the same |
-
2003
- 2003-09-01 JP JP2003308474A patent/JP2005077786A/ja active Pending
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