JP2010079122A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、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 apparatus.
粉状のトナーを用いる画像形成装置において、形成されたトナー像の定着には、加熱及び加圧してトナー像を記録媒体に圧着する装置が広く採用されている。このような定着装置は、無端状の周面が加熱される定着部材(加熱部材)と加圧部材とを備えるものであり、これらの間にシート状の記録媒体を挟みこみ、上記無端状周面の周回移動にともなって記録媒体を搬送するとともに、記録媒体上のトナー像を加熱及び加圧する。 2. Description of the Related Art In an image forming apparatus using powdered toner, for fixing a formed toner image, an apparatus that heats and pressurizes the toner image to a recording medium is widely used. Such a fixing device includes a fixing member (heating member) that heats an endless peripheral surface, and a pressure member. A sheet-like recording medium is sandwiched between the fixing member and the endless peripheral surface. The recording medium is conveyed along with the circumferential movement of the surface, and the toner image on the recording medium is heated and pressurized.
上記定着部材の周面を加熱する手段としては、例えば特許文献1に記載されているように、この定着部材の周面に沿って導電性層を設けておき、対向するように励磁コイルを配置して高周波電流を供給するものがある。高周波電流によって生じる磁界によって導電性層に渦電流が生じ、発熱するものである。 As a means for heating the peripheral surface of the fixing member, for example, as described in Patent Document 1, a conductive layer is provided along the peripheral surface of the fixing member, and excitation coils are arranged so as to face each other. Some supply a high-frequency current. An eddy current is generated in the conductive layer by the magnetic field generated by the high-frequency current, and heat is generated.
また、特許文献2には、中空で外周部が無端状となった定着部材の内周面に沿って発熱体を接触するように配置する定着装置が記載されている。上記定着部材を介して対向する位置には電磁誘導加熱用コイルが配置されており、発生する高周波磁界の作用で上記発熱体を発熱させ、接触する定着部材を加熱するものである。
本願発明は、定着部材の内周面に発熱体との接触部における摩擦を低減する潤滑剤を塗布した場合に、発熱体と定着部材との接触部に、より効率的に潤滑剤が供給される定着装置を提供することを目的とする。 In the present invention, when a lubricant that reduces friction at the contact portion with the heating element is applied to the inner peripheral surface of the fixing member, the lubricant is more efficiently supplied to the contact portion between the heating element and the fixing member. It is an object of the present invention to provide a fixing device.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、 画像が記録される記録媒体に外周面が押し付けられるベルト状の定着部材と、 前記定着部材の内周面に接触して配置され、該内周面から前記記録媒体に対して前記定着部材の外周面を押し付ける押圧部材と、 前記押圧部材を支持する支持体と、 前記定着部材を介して前記押圧部材に押し付けられ、回転する加圧回転体と、 前記定着部材の内周面と周方向に沿って接触する発熱体と、を有し、 前記定着部材は、前記発熱体との接触部における摩擦を低減する潤滑剤が塗布されたものであり、 前記発熱体は、前記定着部材の周回移動方向における上流側の端部が、前記定着部材と離隔した位置から下流側に向かって徐々に前記定着部材と接近し、接触する形状となっている定着装置を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is arranged such that a belt-shaped fixing member whose outer peripheral surface is pressed against a recording medium on which an image is recorded, and an inner peripheral surface of the fixing member are in contact with each other. A pressing member that presses the outer peripheral surface of the fixing member against the recording medium from the inner peripheral surface; a support that supports the pressing member; and the pressing member that is pressed against the pressing member via the fixing member and rotates. A pressure rotator, and a heating element that contacts the inner peripheral surface of the fixing member along a circumferential direction, and the fixing member is coated with a lubricant that reduces friction at a contact portion with the heating element. In the heating element, the upstream end in the circumferential movement direction of the fixing member gradually approaches and contacts the fixing member from a position separated from the fixing member toward the downstream side. Shaped fixing To provide a location.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の定着装置において、 前記発熱体は、板状部材からなり、前記定着部材の周回移動方向における上流側の端部は、前記定着部材と離隔するように曲げ加工されたものであり、 前記定着部材と離隔した部分で前記支持体に支持されているものとする。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the heating element is formed of a plate-like member, and an upstream end in the circumferential movement direction of the fixing member is separated from the fixing member. It is assumed that the support member is supported by a portion separated from the fixing member.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の定着装置において、 前記発熱体は、前記定着部材の周回移動方向における上流側の端部が、接触する前記定着部材の変位に追従可能となるように弾性的に支持されているものとする。 According to a third aspect of the invention, there is provided the fixing device according to the first or second aspect, wherein the heating element has an end on the upstream side in the circumferential movement direction of the fixing member to be displaced by the displacement of the fixing member. It shall be elastically supported so that it can follow.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3までのいずれかに記載の定着装置において、 前記発熱体の前記定着部材と接触する面と反対側に、板状の熱伝導部材が重ね合わされ、 前記発熱体と前記熱伝導部材とを結合する結合部材を備え、 前記発熱体と前記熱伝導部材との前記定着部材の周回移動方向における上流側の端部が、前記結合部材の一方の端部に結合され、該結合部材の他方の端部に前記発熱体と前記熱伝導部材との下流側の端部が結合されるものとする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, a plate-like heat conduction member is superimposed on the opposite side of the surface of the heating element that contacts the fixing member. A coupling member that couples the heating element and the heat conducting member, and an upstream end of the heating member and the heat conducting member in a circumferential movement direction of the fixing member is one of the coupling members. It is connected to the end portion, and the downstream end portion of the heating element and the heat conducting member is connected to the other end portion of the connecting member.
請求項5に係る発明は、 請求項1から請求項4までのいずれかに記載の定着装置において、 前記発熱体は前記定着部材と接触する面が凸状となるように湾曲し、前記定着部材の周回移動方向における上流側の端部は、前記定着部材の周回移動時における周方向の曲率より大きな曲率で湾曲しながら前記定着部材と離隔するものとする。 The invention according to claim 5 is the fixing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating element is curved so that a surface in contact with the fixing member is convex, and the fixing member The upstream end in the circumferential movement direction of the fixing member is separated from the fixing member while being curved with a larger curvature than the circumferential curvature of the fixing member during the circumferential movement.
請求項6に係る発明は、 静電電位の差による潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する像形成部と、 前記トナー像を、搬送される記録媒体に直接転写するか、又は中間転写体に一旦転写した後、搬送される記録媒体に転写する転写装置と、 前記記録媒体に転写されたトナー像を加熱して該記録媒体に定着する定着装置とを有し、 前記定着装置は、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の定着装置である画像形成装置を提供するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming unit that forms a toner image by attaching toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential, and directly transfers the toner image to a transported recording medium or an intermediate A transfer device that transfers the toner image transferred to the recording medium by heating and fixing the toner image transferred to the recording medium after the transfer to the transfer medium; An image forming apparatus which is a fixing device according to any one of claims 1 to 5 is provided.
請求項1に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発熱体と定着部材との接触部に、より効率的に潤滑剤を供給することができる。 According to the first aspect of the present invention, the lubricant can be supplied more efficiently to the contact portion between the heating element and the fixing member as compared with the case where the present configuration is not provided.
請求項2に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発熱体が徐々に定着部材と接近して接触する形状の加工及び支持体への発熱体の取り付けが容易となる。 According to the second aspect of the present invention, compared to the case where the present configuration is not provided, the processing of the shape in which the heating element gradually approaches and contacts the fixing member, and the heating element is attached to the support body. It becomes easy.
請求項3に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、定着部材との密着性が向上する。 According to the third aspect of the present invention, the adhesion to the fixing member is improved as compared with the case where the present configuration is not provided.
請求項4に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、板状の発熱体と熱伝導部材とを、互いに密着した状態で支持することが容易となる。 According to the fourth aspect of the present invention, it becomes easier to support the plate-like heating element and the heat conducting member in close contact with each other as compared with the case where the present configuration is not provided.
請求項5に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発熱体の上流側先端部で定着部材に付着している潤滑剤が掻き取られるのを少なくすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to reduce the scraping off of the lubricant adhering to the fixing member at the upstream end portion of the heating element as compared with the case where this configuration is not provided. Can do.
請求項6に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、定着部材の駆動トルクの上昇を抑えることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, an increase in the driving torque of the fixing member can be suppressed as compared with the case where the present configuration is not provided.
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、一様帯電後に像光を照射することにより表面に潜像が形成される円筒状の感光体ドラム1を備えており、この感光体ドラム1の周囲に、感光体ドラム1の表面を一様に帯電させる帯電装置2と、感光体ドラム1に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置3と、感光体ドラム1上の静電潜像をトナーの選択的な付着によって可視化する現像装置4と、感光体ドラム1との間に転写バイアス電圧が印加され、形成される電界によって感光体ドラム上のトナー像を記録媒体に転写する転写ロール5と、トナー像を転写した後の感光体ドラム1上に残留するトナーを除去するクリーニング装置6と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the invention according to the present application will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
The image forming apparatus includes a cylindrical photosensitive drum 1 on which a latent image is formed by irradiating image light after uniform charging. Around the photosensitive drum 1, the photosensitive drum 1 is provided. A
また、トナー像が転写される記録媒体を収容する給紙トレイ7と、この給紙トレイ7から一枚ずつ送り出された記録媒体を感光体ドラム1と転写ロール5とが対向する転写圧接部5aに搬送する搬送路8と、記録媒体に転写されたトナー像を加熱して圧着する定着装置20と、トナー像が定着された記録媒体を排紙トレイ10へ送り出す排紙ロール9と、が設けられている。
Further, a paper feed tray 7 that stores a recording medium to which the toner image is transferred, and a recording medium fed one by one from the
上記のような画像形成装置では、感光体ドラム1が、帯電装置2によってほぼ一様な負極性に帯電される。露光装置3は画像データに基づき、帯電された感光体ドラム1の周面に像光を照射するものであり、感光体ドラム1の表面の露光された部分は帯電電位が減衰し、非露光部との電位差による潜像が形成される。現像装置4は、負の電荷を有するトナーを現像ロール4aの周面上に薄層化して保持するものであり、現像ロール4aの回転により薄層化されたトナーが感光体ドラム1の周面と対向する位置に搬送される。感光体ドラム1と現像ロール4aとの間には、双方間に印加された現像バイアス電圧による電界が形成されており、負電荷を有するトナーが露光部に転移する。このようにして形成されたトナー像は、感光体ドラム1の回転により、転写ロール5が圧接される転写圧接部5aへと搬送される。
In the image forming apparatus as described above, the photosensitive drum 1 is charged to a substantially uniform negative polarity by the
一方、用紙トレイ7から一枚ずつ送り出された記録媒体は、感光体ドラム1上のトナー像と当接されるタイミングで転写圧接部5aへ送り込まれるようになっている。記録媒体は転写圧接部5aの上流側で感光体ドラム1の表面に接触し、密着した状態で転写圧接部5aを通過する。転写圧接部5a及びその周辺には転写バイアス電圧によって電界が形成されており、この電界内でトナー像は記録媒体に転写される。
On the other hand, the recording medium sent out one by one from the
トナー像が転写された記録媒体は、トナー像を保持した状態で定着装置20へと送られる。定着装置20は、記録媒体上のトナー像を加熱及び加圧して該記録媒体に定着するものとなっている。
The recording medium onto which the toner image has been transferred is sent to the
図2は、本願に係る発明の一実施形態である上記定着装置の概略断面図である。
この定着装置20は、無端状の周面を有する定着ベルト21と、この定着ベルト21の外周面に当接される加圧ロール22と、定着ベルト21の外周面に沿って設けられ、該定着ベルト21を加熱する電磁誘導加熱装置30と、上記定着ベルト21の内周面に接触し、定着ベルトを介して加圧ロール22が押圧される押圧部材23と、この押圧部材23を支持する支持体24と、定着ベルト21の内周面に接触して配置される発熱体25と、この発熱体25の内側に接触して配置される熱伝導部材26と、で主要部が構成されている。そして、上記発熱体25と熱伝導部材26とは板バネ27,28を介して支持体24に支持されており、結合部材29により、発熱体25と熱伝導部材26とが重ね合わされた状態で板バネ27,28に結合されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the fixing device according to an embodiment of the present invention.
The
上記定着ベルト21は、薄肉の導電性層を有する無端状の柔軟なベルトであり、周方向(図2中に示す矢印Aの方向)への周回移動が可能となるように支持されている。そして、図3に示すように、内側から耐熱性の高いシート状部材からなる基層21aと、当該基層の上に積層された導電性層21bと、最も上層となる表面離型層21cとから構成されている。また、基層の内周面つまり定着ベルト21の内面21dには、シリコンオイル、フッ素オイル等の潤滑剤が塗布されており、定着ベルト21の周回移動を円滑にしている。
The
上記基層21aは、ポリイミド・ポリイミドアミド等の耐熱性の高い合成樹脂からなるものを採用することができる。
上記導電性層21bは、電磁誘導加熱装置30によって生じる磁界の電磁誘導作用により誘導発熱する層であり、鉄・コバルト・ニッケル・銅・アルミニウム・クロム等の金属層を1〜50μm程度の厚みで形成したものが用いられる。
上記表面離型層21cは、記録媒体上に転写された未定着トナー像と直接に接触する層であるため、離型性の良い材料が使用される。
The
The
Since the
本実施の形態では、上記定着ベルト21は、無拘束状態で内径が約30mmの円形断面となるものであり、基層21aは幅方向に座屈等が生じない程度の剛性を有するように75μmのポリイミドが用いられている。また、導電性層21bは、定着ベルト21の曲率が大きい場合でも永久変形やひび割れが生じないように薄層であることが望ましく、基層21a上に蒸着又はメッキ等の手段によって形成された10μmの銅の層が採用されている。さらに、導電性層21b上には表面離型層21cとして、厚さ50μmのパーフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)が積層されている。
In the present embodiment, the fixing
上記押圧部材23は、加圧ロール22の押圧によって柔軟に変形するものであり、加圧ロール22との間に定着ベルト21を挟み込み、定着ベルト21と加圧ロール22とが周方向に沿って圧接される定着ニップを形成するものとなっている。
上記支持体24は、鋼板材を組み合わせて形成されたものであり、軸線方向つまり定着ベルト21の幅方向の両端部で、この定着装置の各部材を支持する基部に固定支持されている。そして、押圧部材23を支持し、加圧ロール22からの押圧力に対抗するものとなっている。
The pressing
The
上記加圧ロール22は、金属製の円筒状芯金22aを芯材とし、この円筒状芯金の表面に表面離型層22bを備えており、押圧部材23との間に定着ベルト21を挟み込んだ状態に保持される。そして、図2中に示す矢印Bの方向に回転駆動されることにより、定着ベルト21を周回駆動するものとなっている。したがって、この定着ベルト21と加圧ロール22とが圧接される定着ニップに未定着トナー像が転写された記録媒体が送り込まれると、記録媒体が搬送されるとともに加熱及び加圧されるものとなっている。
本実施の形態では、加圧ロール22は、直径φ28mmの円筒状芯金22aの表面に、表面離型層22bとして厚さ30μmのPFAを被覆したものが使用されている。
The
In the present embodiment, as the
上記電磁誘導加熱装置30は、曲面を有する板状部材からなり内側の曲面が定着ベルト21の外周面と間隙をおいて対向するように配置されたコイル支持部材31と、コイル支持部材31の外側の曲面上に支持され、励磁回路34によって高周波電流が供給される励磁コイル32と、励磁コイル32の外側に設けられた磁場遮蔽部材33と、で主要部が構成されている。励磁コイル32へ高周波電流を供給することによって磁界が生じ、対向する定着ベルト21の導電性層21b及び発熱体25に渦電流を誘導し、発熱させるものである。
The electromagnetic
上記発熱体25は、定着ベルト21の内周面に倣って湾曲した形状に曲げ加工された板状部材であり、潤滑剤が塗布された定着ベルト21の内周面に接するとともに定着ベルト21を介して上記電磁誘導加熱装置30に対向するように配置されている。そして、高周波磁界により誘導される渦電流で発熱する金属材料で形成されており、例えば鉄、ニッケル、コバルト、SUS又はこれらの合金を用いることができる。また、定着ベルトを加熱しようとする設定温度以上で定着ベルト21の耐熱温度以下の範囲、例えば、170℃から250℃までの範囲にキュリー点を持つニッケル(Ni)−鉄(Fe)系、ニッケルNi−クロムCr−鉄Fe系の整磁合金を用いることもできる。
The
発熱体25は、発熱時の温度上昇を急速にするためにできるだけ薄く形成するのが望ましい。しかし、磁界が発熱体25を貫通して発熱体25の裏面(定着ベルト21との接触面の反対側の面)に配置された熱伝導部材26に到達し、熱伝導部材26が発熱することを避けるのが望ましく、表皮深さ以上の厚さとするのがよい。このような観点から、本実施の形態ではニッケル(Ni)−鉄(Fe)系の発熱体25の厚みを0.3mmとしている。
The
上記熱伝導部材26は、発熱体25の内面の形状に倣って形成された板状部材であり、発熱体25の裏面に重ね合わされて配置されている。そして、発熱体25からの熱伝導によって発熱体25の温度の均一化を促進するものである。この熱伝導部材26には、発熱体25よりも熱伝導率が大きい材料が用いられ、銀、銅、金、アルミニウム等の金属又はこれらの合金で形成することができる。本実施の形態では、アルミニウムが採用されており、厚さは 0.4 mmとしている。また、発熱体25より剛性は低い。
The
上記発熱体25の定着ベルト21の回転方向における上流側の端部付近には、図4に示すように、湾曲する曲率が大きくなった曲率変化部25aが設けられており、発熱体25の曲率変化部25aより先端側が定着ベルト21から離れる形状となっている。そして、この曲率変化部25aより先端側はほぼ直線状となっており,この部分が板バネ27によって支持される支持部25bとなっている。したがって、発熱体25は上流側から徐々に定着ベルト21の内周面に接近し、曲率変化部25a又はその近くで接触するものとなっている。このように、定着ベルト21の回転方向における上流側では定着ベルト21と発熱体25の先端とが接触せず、曲率変化部25aによってなだらかな曲面で接触するものとなっているので、発熱体25の上流側の端部がこのような構成になっていない場合に比べて定着ベルト21の内周面に塗布された潤滑剤が掻き取られたり、多くの潤滑剤が上流側の端部付近で滞留するのが抑制される。そして、定着ベルト21の内周面と発熱体25との間に潤滑剤が効率的に供給される
In the vicinity of the upstream end of the
一方、発熱体25の定着ベルト21の回転方向における下流側の端部も、上流側の端部と同様に曲率を大きくした曲率変化部25cが設けられ、先端付近25dが定着ベルト21と離隔され、この離隔された部分が板バネ28によって支持されるものとなっている。
On the other hand, the downstream end portion of the
発熱体25の裏面に重ね合わせて配置された熱伝導部材26の周方向の両端部26a、26bは、発熱体25と同様に曲率変化部25a,25cと対応する位置で曲率が大きくなるように曲げ加工されている。そして、図4に示すように、発熱体25とともに板バネ27,28に支持されるものとなっている。
Both
上記板バネ27,28は、図5に示すように定着ベルト21の幅方向における両端部又は両端部と中央部における1もしくは2以上の位置で発熱体25と熱伝導部材26とを支持するように設けられ、それぞれの位置で支持体24の両側面に対となるように固定されている。そして、発熱体25の周方向の中央部で定着ベルト21に対して進退する方向つまり図4中に矢印Cで示す方向とほぼ直角方向に両側へ張り出している。この張り出し部27a,28aの先端側には、発熱体25及び熱伝導部材26との接合部27b,28bが連続して設けられており、発熱体25の支持部25b,25dとほぼ並行となるように曲折されている。この接合部27b,28bが発熱体25及び熱伝導部材26と重ね合わされ、結合部材29によってこれらが結合されるものとなっている。これにより、発熱体25と熱伝導部材26とは、板バネの張り出し部27a,28aの曲げ変形により、変位が可能に支持され、定着ベルト21に対して弾性的に追従するものとなっている。
As shown in FIG. 5, the plate springs 27 and 28 support the
上記板バネ27,28と発熱体25と熱伝導部材26との接合には、次に説明する構造を採用することができる。
板バネの接合部27b,28bの内側つまり支持体側に、熱伝導部材26の支持部26a,26bが重ね合わされ、外側には発熱体の支持部25b,25dが重ね合わされる。そして、これらの板バネ27,28、発熱体25及び熱伝導部材26の対応する位置には、貫通孔が開削されており、この貫通孔に結合部材29の突起29a,29bが挿通されている。
結合部材29は、金属板を曲げ加工して形成されたものであり、定着ベルト21の幅方向に連続した部材である。本実施の形態では、結合部材29としてアルミニウムを用いているが、非磁性金属を用いることで熱伝導部材26の内側へ励磁コイル32からの磁界が漏れ出た場合、その磁界が支持体24へ作用することが抑制される。また、結合部材29は、発熱体25及び熱伝導部材26が板バネ27,28と重ね合わされる位置に突き出すようにそれぞれ突起29a,29bを備えている。この突起29a,29bが板バネ27,28、発熱体25及び熱伝導部材26の貫通孔に挿通されて、これらの部材を結合するとともに、結合部材29も板バネ27,28に支持されて、支持体24とは非接触となっている。
For the joining of the
The
The
熱伝導部材26は、板バネ27,28の内側に接触するとともに先端縁26c,26dが板バネの張り出し部27a,28aに突き当てられ、先端に設けられた突起26e,26fが張り出し部27a,28aから接合部27b,28bにわたって設けられた孔に挿通されて位置が規制される。発熱体25は、定着ベルト21の周方向に引張力が導入され、熱伝導部材26の湾曲した周面に押し付けられた状態で板バネ27,28と結合される。この結合は、発熱体25の両端部に設けられた貫通孔に、板バネ27,28の貫通孔に挿通された結合部材の突起部29a,29bを突き入れ、この突起部29a,29bに発熱体25の両端部を掛け止める。このとき結合部材の突起29a,29bの一方の面29c,29dに発熱材25から引張力が伝達され、反対側の面29e,29fは板バネ27,28の貫通孔の縁に押し付けられる。これにより板バネ27,28と結合され発熱体25の引張力の反力が板バネ27,28に伝達される。一方、熱伝導部材26は、発熱体25が押し付けられることによって周方向に圧縮力が生じ、先端から板バネ27,28の張り出し部27a,28aに伝達される。この圧縮力の反力が発熱体25から板バネ27,28に作用する引張力の反力と相殺され、発熱体25と熱伝導部材26とは互いに押し付けられた状態で板バネ27,28に支持される。これにより、発熱体25と熱伝導部材26とは密着性が高まり、発熱体25から熱伝導部材26に効率の良い熱伝導が生じて発熱体25の温度の均一化が促進される。
The
また、押圧部材23を支持している支持体25が加圧ロール22の押圧によって撓んだ場合でも、板バネ27,28の張り出し部27a,28aの変形によって発熱体25と熱伝導部材26とが弾性的に変位し、発熱体25及び熱伝導部材26は定着ベルト21と密着した状態が維持されやすくなる。
Further, even when the
このような定着装置20では、加圧ロール22が回転駆動されることにより、接触する定着ベルト21が周方向に駆動され、トナー像が保持された記録媒体が加圧ロール22と定着ベルト21との間に送り込まれる。
一方、電磁誘導加熱装置30の励磁コイル32には励磁回路34から高周波電流が供給され、励磁コイル32の周囲に磁束が生成消滅を繰り返す。この磁束が定着ベルト21の導電性層21bを横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界を生じるように定着ベルト21の導電性層中に渦電流が発生し、ジュール熱が生じる。
また、定着ベルト21の内周面に接触して配置された発熱体25も電磁誘導加熱装置30の磁界の作用により発熱し、定着ベルト21を加熱する。さらに、発熱体25の裏面に重なり合って配置された熱伝導部材26は発熱体25からの熱伝導によって発熱体25の温度を均一化する。これにより、定着ベルト21はトナー像の定着に適した温度に加熱され、加圧ロール22が圧接される定着ニップ部に移動する。定着ニップ部に送り込まれた上記記録媒体は定着ベルト21に圧接され、トナー像は加熱及び加圧されて記録媒体上に圧着される。定着ニップ部を通過した記録媒体は定着ベルト21又は加圧ロール22から剥離されて排紙ロール10へと送られる。
In such a
On the other hand, a high frequency current is supplied from the
Further, the
上記のように定着ベルト21が周回駆動されるとき、発熱体25の上流側の端部は下流側へ向かって定着ベルト21と徐々に接近し接触するので、定着ベルトの内周面に塗布されている潤滑剤21dを掻き取ることが少なく、潤滑剤は効率的に接触部に送り込まれる。
When the fixing
以上説明した実施の形態では、定着ベルトを3層構造としているが、導電性層と表面離型層との間に、トナー像の定着性・画質を向上させるために弾性層を設けたり、接着層や各層の保護層などを設けてもよい。また、耐熱性の樹脂層を導電性層の上にも積層し、二つの耐熱性樹脂層の間に導電性層を挟み込むものであってもよい。
さらに、導電性層を有さない2層構造の定着ベルトであってもよい。このときには定着ベルトは発熱体からの熱伝導のみによって加熱されるものとなる。
In the embodiment described above, the fixing belt has a three-layer structure. However, an elastic layer is provided between the conductive layer and the surface release layer in order to improve the fixing property and image quality of the toner image, or an adhesive layer is provided. A layer or a protective layer for each layer may be provided. Alternatively, a heat resistant resin layer may be laminated on the conductive layer, and the conductive layer may be sandwiched between the two heat resistant resin layers.
Further, a fixing belt having a two-layer structure that does not have a conductive layer may be used. At this time, the fixing belt is heated only by heat conduction from the heating element.
一方、発熱体は、上記実施の形態では、電磁誘導加熱装置30によって加熱されるものであったが、直接に通電することによって発熱する面状発熱体を用いることもできる。このような面状発熱体を用いるときには、面状発熱体に電力を供給する電源装置を設け、この電源装置にはバッテリーやキャパシタ等を含む蓄電部を備えるのが望ましい。蓄電部は、定着時を除いて充電を行うように設定され、電磁誘導加熱装置に多くの電力が供給される定着時等には蓄電部から面状発熱体に電力を供給する。これにより、定着時等の使用電力量を抑制するものである。
On the other hand, the heating element is heated by the electromagnetic
また、本実施の形態では、定着ベルトの内周面には予め潤滑剤であるシリコンオイル又はフッ素オイル等を塗布しているが、定着ベルトの内側にオイル供給装置を設けて、適宜潤滑剤を塗布してもよい。 In this embodiment, silicon oil or fluorine oil, which is a lubricant, is applied in advance to the inner peripheral surface of the fixing belt. However, an oil supply device is provided inside the fixing belt, and a lubricant is appropriately added. It may be applied.
発熱体25は、上記実施の形態では周方向の両端部を定着ベルト21の周回移動時の曲率よりも大きな曲率で湾曲するように曲げ加工して、定着ベルト21と離間させたが、上流側に位置する端部だけを定着ベルト21と離間させるものであってもよい。また、発熱体25は上流側の端部が、定着ベルト21の周回移動時の曲率よりも大きな曲率で湾曲する部分を有さず定着ベルト21から直線状に離れるような構造であってもよい。
また、本実施の形態の発熱体25及び熱伝導部材26に替えて、図6に示すような発熱体41及び熱伝導部材42を用いることもできる。この実施の形態は、熱伝導部材42と積層された発熱体41を上流側の端部から厚さが徐々に増大するように形成し、定着ベルト21の内周面に徐々に接近して接触するように構成したものである。また、図7に示すように、発熱体43の端部の厚さを変化させるとともに積層された熱伝導部材44の先端44aを覆う形状にすることもできる。これにより、発熱体43と定着ベルト21との接触部の上流側で潤滑剤が滞留しても潤滑剤が発熱体43と熱伝導部材44との間に入り込むのが抑制される。
なお、図6及び図7中の符号45は支持体を、符号46は板バネを示すものである。
In the above-described embodiment, the
Moreover, it can replace with the
6 and 7,
1:感光体ドラム、 2:帯電装置、 3:露光装置、 4:現像装置、 5:転写ロール、 5a:転写圧接部、 6:クリーニング装置、 7:用紙トレイ、 8:搬送路、 9:排紙ロール、 10:排紙トレイ、
20:定着装置、 21:定着ベルト、 22:加圧ロール、 23:押圧部材、 24:支持体、 25:発熱体、 25a,25c:発熱体の曲率変化部、 25b,25d:発熱体の支持部、 26:熱伝導部材、 27,28:板バネ、 27a,28a:板バネの張り出し部、 27b,28b:板バネの接合部、 29:結合部材、 29a,29b:結合部材の突起、 30:電磁誘導加熱装置、 31:コイル支持部材、 32:励磁コイル、 33:磁場遮蔽部材、 34:励磁回路、 41,43:発熱体、 42,44:熱伝導部材、 45:支持体、 46:板バネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Photosensitive drum, 2: Charging apparatus, 3: Exposure apparatus, 4: Developing apparatus, 5: Transfer roll, 5a: Transfer press-contact part, 6: Cleaning apparatus, 7: Paper tray, 8: Conveyance path, 9: Ejection Paper roll, 10: paper output tray,
20: fixing device, 21: fixing belt, 22: pressure roll, 23: pressing member, 24: support, 25: heating element, 25a, 25c: curvature changing portion of heating element, 25b, 25d: support of heating element , 26: heat conduction member, 27, 28: leaf spring, 27a, 28a: projecting portion of leaf spring, 27b, 28b: joint portion of leaf spring, 29: coupling member, 29a, 29b: protrusion of coupling member, 30 : Electromagnetic induction heating device, 31: Coil support member, 32: Excitation coil, 33: Magnetic shielding member, 34: Excitation circuit, 41, 43: Heating element, 42, 44: Heat conduction member, 45: Support, 46: Leaf spring
Claims (6)
前記定着部材の内周面に接触して配置され、該内周面から前記記録媒体に対して前記定着部材の外周面を押し付ける押圧部材と、
前記押圧部材を支持する支持体と、
前記定着部材を介して前記押圧部材に押し付けられ、回転する加圧回転体と、
前記定着部材の内周面と周方向に沿って接触する発熱体と、を有し、
前記定着部材は、前記発熱体との接触部における摩擦を低減する潤滑剤が塗布されたものであり、
前記発熱体は、前記定着部材の周回移動方向における上流側の端部が、前記定着部材と離隔した位置から下流側に向かって徐々に前記定着部材と接近し、接触する形状となっていることを特徴とする定着装置。 A belt-shaped fixing member whose outer peripheral surface is pressed against a recording medium on which an image is recorded;
A pressing member that is disposed in contact with the inner peripheral surface of the fixing member and presses the outer peripheral surface of the fixing member against the recording medium from the inner peripheral surface;
A support that supports the pressing member;
A pressure rotating body that is pressed against the pressing member via the fixing member and rotates;
A heating element that contacts the inner circumferential surface of the fixing member along the circumferential direction,
The fixing member is coated with a lubricant that reduces friction at a contact portion with the heating element,
The heating element has a shape in which an upstream end in the circumferential movement direction of the fixing member gradually approaches and contacts the fixing member from a position separated from the fixing member toward the downstream side. A fixing device characterized by the above.
前記定着部材と離隔した部分で前記支持体に支持されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The heating element is made of a plate-like member, and the upstream end portion in the circumferential movement direction of the fixing member is bent so as to be separated from the fixing member,
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is supported by the support at a portion spaced apart from the fixing member.
前記発熱体と前記熱伝導部材とを結合する結合部材を備え、
前記発熱体と前記熱伝導部材との前記定着部材の周回移動方向における上流側の端部が、前記結合部材の一方の端部に結合され、該結合部材の他方の端部に前記発熱体と前記熱伝導部材との下流側の端部が結合されることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の定着装置。 A plate-like heat conduction member is superimposed on the opposite side of the surface of the heating element that contacts the fixing member,
A coupling member that couples the heating element and the heat conducting member;
An upstream end of the heating member and the heat conducting member in the circumferential movement direction of the fixing member is coupled to one end of the coupling member, and the heating element is coupled to the other end of the coupling member. The fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein a downstream end portion of the heat conducting member is coupled.
前記トナー像を、搬送される記録媒体に直接転写するか、又は中間転写体に一旦転写した後、搬送される記録媒体に転写する転写装置と、
前記記録媒体に転写されたトナー像を加熱して該記録媒体に定着する定着装置とを有し、
前記定着装置は、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
An image forming unit that forms a toner image by attaching toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential;
A transfer device that directly transfers the toner image to a transported recording medium or transfers the toner image to an intermediate transfer member, and then transfers the toner image to a transported recording medium;
A fixing device that heats and fixes the toner image transferred to the recording medium to the recording medium,
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing device is a fixing device according to any one of claims 1 to 5.
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