JP2019152728A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、媒体にトナー像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus that fix a toner image on a medium.
電子写真方式の画像形成装置は、媒体にトナー像を熱定着させる定着装置を備えている。 An electrophotographic image forming apparatus includes a fixing device that thermally fixes a toner image on a medium.
例えば、特許文献1に記載の定着装置は、加圧ロールに接触しながら移動可能な定着ベルトと、定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを加圧ロールに圧接させて加圧ロールと定着ベルトとの間に用紙が通過するニップ部を形成する圧力パッドと、を備えていた。定着ベルトと圧力パッドとの間には、定着ベルトとの摺擦面に凹凸が形成された低摩擦シートが設けられていた。低摩擦シートの摺擦面には予め潤滑剤が塗布されており、定着ベルトと圧力パッド(低摩擦シート)との摺動抵抗を低減するようになっていた。 For example, a fixing device described in Patent Document 1 is disposed inside a fixing belt that is movable while being in contact with a pressure roll, and is placed inside the fixing belt, and the pressure belt and the fixing belt are brought into pressure contact with the pressure roll. And a pressure pad that forms a nip portion through which the paper passes. Between the fixing belt and the pressure pad, there is provided a low friction sheet in which irregularities are formed on the rubbing surface with the fixing belt. A lubricant is previously applied to the rubbing surface of the low friction sheet to reduce the sliding resistance between the fixing belt and the pressure pad (low friction sheet).
しかしながら、上記した定着装置では、稼働時間の経過に伴って低摩擦シートに塗布された潤滑剤が枯渇すると、定着ベルトと圧力パッド(低摩擦シート)との摺動抵抗が増加することがあった。このため、定着ベルトの回転負荷が増加するため、回転数に変動が生じて正常な定着処理が行えないという問題があった。また、摩擦による定着ベルト等の劣化が進行するという問題もあった。 However, in the above-described fixing device, the sliding resistance between the fixing belt and the pressure pad (low friction sheet) may increase when the lubricant applied to the low friction sheet is exhausted as the operating time elapses. . For this reason, since the rotational load of the fixing belt increases, there has been a problem that the rotational speed fluctuates and normal fixing processing cannot be performed. There is also a problem that the fixing belt and the like deteriorate due to friction.
本発明は、上記課題を解決するために、長期間にわたって定着ベルトの回転負荷の増加を抑制することができる定着装置および画像形成装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a fixing device and an image forming apparatus that can suppress an increase in the rotational load of the fixing belt over a long period of time.
上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着ベルトと、軸周りに回転しながら前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、前記定着ベルトを挟んで前記加圧部材に対向して配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材に押し付ける押圧部材と、前記押圧部材に回転可能に支持され、軸周りに回転する前記定着ベルトの内周面上を相対的に転がる回転部材と、を備えている。 In order to achieve the above-described object, a fixing device according to the present invention has a pressure region between a fixing belt that heats a toner image on a medium while rotating around an axis and the fixing belt that rotates around an axis. A pressure member that pressurizes the toner on the medium that is formed and passes through the pressure region, and is disposed opposite the pressure member across the fixing belt, and presses the fixing belt against the pressure member A pressing member; and a rotating member that is rotatably supported by the pressing member and relatively rolls on an inner peripheral surface of the fixing belt that rotates about an axis.
この場合、前記回転部材は、前記押圧部材の前記加圧部材に対向する面において、少なくとも前記媒体の通過方向の上流端部および下流端部の2箇所に設けられていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the rotating member is provided at least at two locations, that is, an upstream end portion and a downstream end portion in the passage direction of the medium, on the surface of the pressing member facing the pressing member.
この場合、前記定着ベルトの内側に設けられ、軸周りに回転駆動される駆動ローラーと、前記駆動ローラーと前記回転部材とに巻き掛けられて前記定着ベルトの内周面に接触し、前記駆動ローラーの回転駆動によって前記定着ベルトと同一方向に回転する駆動ベルトと、を更に備えていることが好ましい。 In this case, the driving roller is provided on the inner side of the fixing belt and is driven to rotate around an axis, and is wound around the driving roller and the rotating member so as to come into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, and the driving roller. And a driving belt that rotates in the same direction as the fixing belt.
他の場合、前記定着ベルトの内側に回転可能に設けられているテンションローラーと、前記テンションローラーと前記回転部材とに巻き掛けられて前記定着ベルトの内周面に接触している駆動ベルトと、前記媒体の通過領域の外側となる前記駆動ベルトの軸方向端部の外周面に形成されている入力歯型部と、前記入力歯型部に噛み合い、前記駆動ベルトを前記定着ベルトと同一方向に回転駆動させる駆動ギアと、を更に備えていることが好ましい。 In other cases, a tension roller rotatably provided inside the fixing belt, a driving belt wound around the tension roller and the rotating member and in contact with an inner peripheral surface of the fixing belt, An input tooth mold portion formed on the outer peripheral surface of the axial end portion of the drive belt that is outside the region through which the medium passes, and meshes with the input tooth mold portion so that the drive belt is in the same direction as the fixing belt. It is preferable to further include a drive gear that is rotationally driven.
この場合、前記駆動ベルトは、前記定着ベルトと同一速度で回転することが好ましい。 In this case, it is preferable that the driving belt rotates at the same speed as the fixing belt.
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の定着装置を備えている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes any of the fixing devices described above.
本発明によれば、潤滑剤等を用いた場合に比べて、長期間にわたって定着ベルトの回転負荷の増加を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in the rotational load of the fixing belt over a long period of time compared to the case where a lubricant or the like is used.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図面に示す「Fr」は「前」を示し、「Rr」は「後」を示し、「L」は「左」を示し、「R」は「右」を示し、「U」は「上」を示し、「D」は「下」を示している。また、「上流」および「下流」並びにこれらに類する用語は、シートSの搬送方向(通過方向)の「上流」および「下流」並びにこれらに類する概念を指す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawing, “Fr” indicates “front”, “Rr” indicates “rear”, “L” indicates “left”, “R” indicates “right”, and “U” indicates “ “Up” indicates “D” indicates “Down”. Further, the terms “upstream” and “downstream” and similar terms refer to “upstream” and “downstream” in the conveyance direction (passing direction) of the sheet S and similar concepts.
[カラープリンターの概要]
図1を参照して、画像形成装置の一例としてのカラープリンター1について説明する。図1はカラープリンター1の内部構造を示す概略図(正面図)である。
[Overview of color printer]
A color printer 1 as an example of an image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view (front view) showing the internal structure of the color printer 1.
カラープリンター1は、略直方体状の外観を構成する装置本体2を備えている。装置本体2の下部には、紙製のシートS(媒体)を収容する給紙カセット3が着脱可能に設けられている。装置本体2の上面には、排紙トレイ4が設けられている。なお、シートSは、紙製に限らず、樹脂製のシート等であってもよい。 The color printer 1 includes an apparatus main body 2 that forms a substantially rectangular parallelepiped appearance. A paper feed cassette 3 that accommodates a paper sheet S (medium) is detachably provided at the lower portion of the apparatus main body 2. A paper discharge tray 4 is provided on the upper surface of the apparatus main body 2. The sheet S is not limited to paper, and may be a resin sheet or the like.
カラープリンター1は、給紙装置5と、作像装置6と、定着装置7と、を装置本体2の内部に備えている。給紙装置5は、給紙カセット3から排紙トレイ4までの間に延びた搬送路Pの上流端部に設けられている。定着装置7は搬送路Pの下流側に設けられ、作像装置6は搬送路Pにおいて給紙装置5と定着装置7との間に設けられている。
The color printer 1 includes a paper feeding device 5, an
作像装置6は、4つのトナーコンテナ10と、中間転写ベルト11と、4つのドラムユニット12と、光走査装置13と、を含んでいる。4つのトナーコンテナ10には、4色(イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック)のトナー(現像剤)が収容されている。ドラムユニット12は、感光体ドラム14と、帯電装置15と、現像装置16と、一次転写ローラー17と、クリーニング装置18と、を含んでいる。一次転写ローラー17は、感光体ドラム14との間に中間転写ベルト11を挟むように設けられている。中間転写ベルト11の右側には、二次転写ローラー19が接触して転写ニップを形成している。
The
カラープリンター1の制御装置(図示せず)は各装置を適宜制御し、以下のように画像形成処理を実行する。帯電装置15は、感光体ドラム14の表面を帯電させる。感光体ドラム14は、光走査装置13から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。現像装置16は、トナーコンテナ10から供給されたトナーを用いて感光体ドラム14上の静電潜像をトナー像に現像する。一次転写ローラー17は、感光体ドラム14上のトナー像を回転する中間転写ベルト11に一次転写する。中間転写ベルト11は、回転しながら4色のトナー像を重ねたフルカラーのトナー像を担持する。シートSは、給紙装置5によって給紙カセット3から搬送路Pに送り出される。二次転写ローラー19は、転写ニップを通過するシートSに中間転写ベルト11上のトナー像を二次転写する。定着装置7は、トナー像をシートSに定着させる。その後、シートSは排紙トレイ4に排出される。クリーニング装置18は感光体ドラム14上に残ったトナーを除去する。
A control device (not shown) of the color printer 1 appropriately controls each device, and executes an image forming process as follows. The
[第1実施形態:定着装置]
図2ないし図4を参照して、第1実施形態に係る定着装置7について説明する。図2は定着装置7を模式的に示す平面図である。図3は定着装置7を模式的に示す断面図である。図4は定着ベルト21の内側に設けられる構造の一部を示す斜視図である。
First Embodiment: Fixing Device
The fixing device 7 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view schematically showing the fixing device 7. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the fixing device 7. FIG. 4 is a perspective view showing a part of the structure provided inside the
図2および図3に示すように、定着装置7は、筐体20と、定着ベルト21と、加圧ローラー22と、発熱部23と、を含んでいる。筐体20は、装置本体2に支持されている(図1参照)。定着ベルト21および加圧ローラー22は、筐体20の内部にて軸周りに回転可能に設けられている。発熱部23は、定着ベルト21に対向して配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing device 7 includes a
<筐体>
筐体20は前後方向に長い略直方体状に形成され、筐体20の内部にはシートSが通過する搬送路Pの一部が形成されている(図1参照)。図3に示すように、筐体20の下側には、定着ベルト21と加圧ローラー22との接触部分(加圧領域N)に向けてシートSを案内するガイド板20Aが設けられている。筐体20の上側には、加圧領域Nを通過したシートSを定着ベルト21から剥がすための分離爪20Bが設けられている。
<Case>
The
<定着ベルト>
図2および図3に示すように、定着部材の一例としての定着ベルト21は、無端状のベルトであって、前後方向に長い略円筒状に形成されている。定着ベルト21は、例えば、耐熱性および弾性を有する合成樹脂等で形成されている。
<Fixing belt>
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing
図3に示すように、定着ベルト21の内側(内部空間)には、支持部材25と、押圧パッド26と、2つのパッドローラー27と、ベルトガイド28と、が設けられている。
As shown in FIG. 3, a
<支持部材>
図3に示すように、支持部材25は、例えば、アルミ合金、鉄またはステンレス等の金属材料によって前後方向(軸方向)延びた略角筒状に形成されている。支持部材25は定着ベルト21を軸方向に貫通し、支持部材25の軸方向両端部は定着ベルト21よりも外側に延びて筐体20に固定されている(図2参照)。
<Supporting member>
As shown in FIG. 3, the
<押圧パッド>
図3および図4に示すように、押圧部材の一例としての押圧パッド26は、例えば、耐熱性を有する硬質の合成樹脂等によって軸方向に長い箱状に形成されている。押圧パッド26は、加圧ローラー22よりも軸方向に長く、定着ベルト21よりも軸方向に短く形成されている。また、押圧パッド26は、支持部材25側を開いた略C字状(U字状)の断面を有し、加圧領域Nの入口(上流)から出口(下流)に向かって徐々に厚みが小さくなるように形成されている。押圧パッド26は、定着ベルト21を挟んで加圧ローラー22に対向して配置され、支持部材25に固定されている。押圧パッド26の加圧ローラー22側の面(以下、「押圧面26A」ともいう。)は、加圧ローラー22の外周面に倣って略円弧状に窪んでいる。押圧パッド26は、押圧面26Aを定着ベルト21の内周面に接触させ、定着ベルト21を加圧ローラー22に押し付ける機能を有している。
<Pressing pad>
As shown in FIGS. 3 and 4, the
<パッドローラー>
回転部材の一例としての2つのパッドローラー27は、アルミ合金、鉄またはステンレス等の金属材料(または耐熱性を有する合成樹脂材料)によって前後方向に延びた円柱状に形成されている。パッドローラー27は、加圧領域Nの搬送方向の長さに比べて十分に小さな直径に形成されている。また、パッドローラー27は、押圧パッド26(加圧領域N)よりも軸方向に僅かに短く形成されている。2つのパッドローラー27は、押圧面26Aにおいて上流端部および下流端部に設けられ、押圧パッド26に回転可能に支持されている。詳細には、2つのパッドローラー27は押圧パッド26の上下両方の角部分に形成された配置開口26Bの内部に配置され、各パッドローラー27の両端から延びた回転軸(図示せず)が押圧パッド26に軸支されている。各パッドローラー27の外周面は、押圧面26Aから僅かに加圧ローラー22側に突き出している。各パッドローラー27は、定着ベルト21の内周面に接触し、定着ベルト21に従動して回転する。
<Pad roller>
The two
<ベルトガイド>
ベルトガイド28は、例えば、磁性を有するステンレス等の金属材料によって軸方向に長い略半円筒状に形成されている。ベルトガイド28の一端部は支持部材25に固定され、ベルトガイド28の湾曲面は押圧パッド26とは反対側となる定着ベルト21の内周面に接触している。ベルトガイド28は、定着ベルト21を略円筒形状に維持する機能等を有している。
<Belt guide>
The
なお、定着ベルト21の前後両端部には、一対のキャップ29が取り付けられている(図2参照)。定着ベルト21は、一対のキャップ29を介して支持部材25に回転可能に支持されている。
A pair of
<加圧ローラー>
図2および図3に示すように、加圧部材の一例としての加圧ローラー22は、前後方向に長い略円筒状に形成され、定着ベルト21の右側に配置されている。加圧ローラー22は、金属製の芯金22Aと、その外周面に積層されたシリコンスポンジ等の弾性層22Bと、を含んでいる。加圧ローラー22(芯金22A)には、ギア列(図示せず)を介して駆動モーターMが接続されている。加圧ローラー22(芯金22A)の軸方向両端部は、一対の可動フレーム20Cに回転可能に支持されている(図2参照)。可動フレーム20Cは、揺動可能に筐体20に支持され、バネや偏心カム等を含む圧力調整部(図示せず)に接続されている。
<Pressure roller>
As shown in FIGS. 2 and 3, the
圧力調整部が可動フレーム20Cを定着ベルト21側に回動させると、加圧ローラー22が定着ベルト21に押し付けられて定着ベルト21との間に加圧された加圧領域Nを形成する。一方、圧力調整部が可動フレーム20Cを定着ベルト21から離す方向に回動させると、加圧ローラー22が定着ベルト21への押し付けを解除されて減圧された加圧領域Nを形成する。なお、加圧領域Nとは、圧力が0Paである上流側の位置から圧力が作用する位置を経由して再び圧力が0Paとなる下流側の位置までの領域を指している。また、加圧領域Nでは、搬送方向の中間領域よりも搬送方向の上流側(入口付近)および下流側(出口付近)で圧力が高くなる。
When the pressure adjusting unit rotates the
<発熱部>
図3に示すように、発熱部23は、隙間を挟んで定着ベルト21の左側に配置されている。発熱部23は、コイルホルダー23Aと、IHコイル23Bと、アーチコア23Cと、を含んでいる。コイルホルダー23Aは、定着ベルト21の外面に沿うように前後方向に長い略半円筒状に形成されている。IHコイル23Bは、コイルホルダー23Aに保持され、フェライト等の強磁性体で形成されたアーチコア23Cに覆われている。なお、熱源として誘導加熱型の発熱部23を定着ベルト21の外側に配置したが、これに代えて、定着ベルト21の内部にハロゲンヒーターやカーボンヒーター等を配置してもよい。
<Heat generation part>
As shown in FIG. 3, the
なお、筐体20には、定着ベルト21の表面温度を検知するための温度センサー(図示せず)が設けられている。駆動モーターM、発熱部23(IHコイル23B)および温度センサー等は、各種の駆動回路(図示せず)を介してカラープリンター1の制御装置に電気的に接続されている。
The
[定着装置の作用]
ここで、定着装置7の作用(定着処理)について説明する。なお、定着処理を実施する場合、加圧領域Nは加圧状態とされている。
[Operation of fixing device]
Here, the operation (fixing process) of the fixing device 7 will be described. Note that when the fixing process is performed, the pressure region N is in a pressurized state.
まず、制御装置は、駆動モーターMやIHコイル23B等を駆動制御する。加圧ローラー22は駆動モーターMの駆動力を受けて回転し、定着ベルト21は加圧ローラー22に従動して回転する(図3の矢印参照)。図3に示すように、定着ベルト21は、加圧領域Nにおいて加圧ローラー22と押圧パッド26との間に挟まれて押圧面26Aに倣って湾曲しながら移動する。定着ベルト21は、その内周面を押圧パッド26の押圧面26Aに接触させながら移動し、且つ2つのパッドローラー27を従動回転させながら移動する。換言すれば、2つのパッドローラー27は、軸周りに回転する定着ベルト21の内周面上を相対的に転がることになる。
First, the control device drives and controls the drive motor M, the IH coil 23B, and the like. The
加圧領域Nでは搬送方向の中間領域の圧力が比較的低いため、回転する定着ベルト21と押圧面26Aとの間の摺動抵抗は非常に小さくなる。一方、加圧領域Nでは搬送方向の上流側および下流側の圧力が比較的高いため、定着ベルト21の内周面は各パッドローラー27に密着する。したがって、定着ベルト21と各パッドローラー27とは、互いに擦れることなく、略一体となって略同一速度で回転する。このため、定着ベルト21と各パッドローラー27との間の摺動抵抗は非常に小さくなる。以上によって、押圧パッド26が定着ベルト21に過度な回転負荷(トルク)を与えることなく、定着ベルト21を円滑に回転させることができる。
In the pressure area N, the pressure in the intermediate area in the transport direction is relatively low, so the sliding resistance between the
次に、IHコイル23Bは、電源(図示せず)から電力の供給を受けて磁界を発生させ、定着ベルト21を誘導加熱する。ベルトガイド28は、定着ベルト21を透過した漏洩磁束を吸収して自己発熱し、定着ベルト21の加熱を補助する。温度センサーは、定着ベルト21の表面温度を検出し、入力回路を介して検出信号を制御装置に送信する。制御装置は、温度センサーから設定温度(例えば150〜200℃)に達したことを示す検出信号を受信すると、その設定温度を維持するようにIHコイル23Bを制御しながら、既に説明した画像形成処理の実行を開始する。トナー像が転写されたシートSは筐体20の内部に進入する。定着ベルト21は、軸周りに回転しながら加圧領域Nを通過するシートS上のトナー(トナー像)を加熱する。加圧ローラー22は、軸周りに回転しながら加圧領域Nを通過するシートS上のトナーを加圧する。すると、トナー像がシートSに定着する。そして、トナー像が定着したシートSは、筐体20の外部に送り出されて排紙トレイ4に排出される。
Next, the
以上説明した第1実施形態に係る定着装置7では、押圧パッド26に軸支されたパッドローラー27が定着ベルト21の回転に従動する構成とした。この構成によれば、パッドローラー27を設けることで定着ベルト21と押圧パッド26との接触面積を減らすことができる。また、押圧パッド26の上下両方の角部分において定着ベルト21に作用する回転負荷(トルク)を、パッドローラー27の転がり抵抗にすることができる。パッドローラー27の転がり抵抗は定着ベルト21と押圧パッド26との摺動抵抗よりも十分に小さいため、定着ベルト21の回転負荷を有効に低減することができる。これにより、枯渇の虞のある潤滑剤等を定着ベルト21と押圧パッド26との間に介在させる場合に比べて、長期間にわたって定着ベルト21の回転負荷の増加を抑制することができる。また、摩擦による定着ベルト21等の劣化(摩耗)を抑制することもできる。
In the fixing device 7 according to the first embodiment described above, the
また、第1実施形態に係る定着装置7では、一対のパッドローラー27が、加圧領域Nにて圧力が大きくなる加圧領域Nの入口付近と出口付近とに設けられていた。この構成によれば、押圧面26Aの高圧力部分において、定着ベルト21をパッドローラー27の転がり抵抗で送ることができる。これにより、定着ベルト21と押圧パッド26との摺動抵抗を効率良く低減することができる。
In the fixing device 7 according to the first embodiment, the pair of
[第2実施形態:定着装置]
図5および図6を参照して、第2実施形態に係る定着装置8について説明する。図5は定着装置8を模式的に示す断面図である。図6は定着ベルト21の内側に設けられる構造の一部を示す斜視図である。なお、以降の説明では、第1実施形態に係る定着装置7と同様または対応する構成については同一の符号を付し、定着装置7と同様または対応する説明は省略する。
[Second Embodiment: Fixing Device]
A fixing device 8 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the fixing device 8. FIG. 6 is a perspective view showing a part of the structure provided inside the fixing
第2実施形態に係る定着装置8では、定着ベルト21の内側に配置された構造が、第1実施形態に係る定着装置7と異なっている。
In the fixing device 8 according to the second embodiment, the structure disposed inside the fixing
図5に示すように、定着ベルト21の内側には、支持部材25、押圧パッド26、パッドローラー27およびベルトガイド28に加えて、駆動ローラー30と、駆動ベルト31と、が設けられている。
As shown in FIG. 5, a driving
<駆動ローラー>
駆動ローラー30は、アルミ合金、鉄またはステンレス等の金属材料(または耐熱性を有する合成樹脂材料)によって前後方向に延びた円柱状に形成されている。駆動ローラー30は、パッドローラー27よりも大きな直径に形成されている。駆動ローラー30は、支持部材25の内側に配置され、支持部材25に回転可能に支持されている。詳細には、駆動ローラー30は、支持部材25の軸方向両端に連接された一対の折曲片25A(図6参照)の間に架設されている。
<Drive roller>
The
図6に示すように、駆動ローラー30の前端部は折曲片25Aを貫通して前方に突出し、駆動ローラー30の前端部には入力ギア32が固定されている。この入力ギア32には、ギア列(図示せず)を介して駆動モーターMが接続されている。駆動ローラー30は、駆動モーターMの駆動力によって軸周りに回転駆動される。
As shown in FIG. 6, the front end portion of the
<駆動ベルト>
図5および図6に示すように、駆動ベルト31は、例えば、耐熱性および弾性を有する合成樹脂等によって形成された無端状のベルトである。駆動ベルト31は、押圧パッド26と略同一の軸方向長さとなる筒状に形成されている。駆動ベルト31は、支持部材25の上下両端部に形成されたスリット25Bを貫通し、駆動ローラー30と2つのパッドローラー27とに巻き掛けられている。駆動ベルト31は、押圧パッド26の押圧面26Aおよび各パッドローラー27に覆って定着ベルト21の内周面に接触している。なお、駆動ローラー30の直径、入力ギア32を含むギア列のギア比および駆動ベルト31の長さ等は、駆動モーターMの駆動力によって駆動ベルト31と定着ベルト21とを同一速度で回転することができるように設計されている。
<Drive belt>
As shown in FIGS. 5 and 6, the
[定着装置の作用]
ここで、駆動ローラー30と駆動ベルト31の作用について説明する。
[Operation of fixing device]
Here, the operation of the
加圧ローラー22は、駆動モーターMによって回転駆動され、定着ベルト21を従動回転させる(図5の矢印参照)。この際、駆動モーターMの駆動力は駆動ローラー30の入力ギア32にも伝達され、駆動ベルト31は、駆動ローラー30の回転駆動によって定着ベルト21と同一方向に回転する。また、駆動ベルト31は、定着ベルト21と同一速度で回転する。駆動ベルト31は、その内周面を押圧パッド26の押圧面26Aに接触させながら移動し、且つ2つのパッドローラー27を従動回転させながら移動する。換言すれば、2つのパッドローラー27は、回転する駆動ベルト31の内周面上を相対的に転がることになる。
The
一方、定着ベルト21と駆動ベルト31とは同一方向に同一速度で回転するため、定着ベルト21と駆動ベルト31とは、互いに擦れることなく略一体となって回転する。その結果、定着ベルト21と駆動ベルト31との間には殆ど摺動抵抗が発生しないため、定着ベルト21を円滑に回転させることができる。なお、駆動ベルト31と定着ベルト21とが同一速度で回転するとは、厳密な意味での同一速度ではなく、僅かな誤差を許容する意味である。
On the other hand, since the fixing
以上説明した第2実施形態に係る定着装置8では、駆動ベルト31が、各パッドローラー27を含む押圧パッド26と駆動ローラー30とに巻き付けられていた。この構成によれば、定着ベルト21と駆動ベルト31とが一体となって同方向に回転するため、互いの摺動抵抗を略無視することができる。これにより、定着ベルト21の回転負荷(トルク)の増加を抑制することができる。また、摩擦による定着ベルト21等の劣化を抑制することもできる。
In the fixing device 8 according to the second embodiment described above, the driving
[第3実施形態:定着装置]
図7を参照して、第3実施形態に係る定着装置9について説明する。図7は定着装置9を模式的に示す断面図である。なお、以降の説明では、第1および第2実施形態に係る定着装置7,8と同様または対応する構成については同一の符号を付し、定着装置7,8と同様または対応する説明は省略する。
[Third Embodiment: Fixing Device]
A fixing device 9 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the fixing device 9. In the following description, the same or corresponding components as those of the fixing devices 7 and 8 according to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the same or corresponding description as the fixing devices 7 and 8 is omitted. .
第3実施形態に係る定着装置9では、定着ベルト21の内側に配置された構造が、第2実施形態に係る定着装置8と異なっている。
In the fixing device 9 according to the third embodiment, the structure disposed inside the fixing
定着ベルト21の内側には、支持部材25、押圧パッド26、パッドローラー27およびベルトガイド28に加えて、テンションローラー40と、駆動ベルト31と、入力歯型部41と、駆動ギア42とが設けられている。
Inside the fixing
<テンションローラー、駆動ベルト>
テンションローラー40は、第2実施形態に係る定着装置8の駆動ローラー30と略同一であるが、入力ギア32が削除されており駆動モーターMから分離されている。テンションローラー40は、支持部材25に自由回転するように支持されている。駆動ベルト31は、テンションローラー40と2つのパッドローラー27とに巻き掛けられて定着ベルト21の内周面に接触している。
<Tension roller, drive belt>
The
<入力歯型部、駆動ギア>
入力歯型部41は、シートSの通過領域の外側となる駆動ベルト31の軸方向端部(前端部または後端部)の外周面に形成されている。入力歯型部41は、駆動ベルト31の外周面に沿って連続した凹凸形状である。駆動ギア42は、入力歯型部41に噛み合う歯車である。駆動ギア42には、ギア列(図示せず)を介して駆動モーターMが接続されている。駆動ギア42は、駆動モーターMの駆動力によって駆動ベルト31を定着ベルト21と同一方向、同一速度に回転駆動させる。なお、駆動ギア42を含むギア列のギア比および駆動ベルト31の長さ等は、駆動モーターMの駆動力によって駆動ベルト31と定着ベルト21とを同一速度で回転することができるように設計されている。
<Input tooth mold part, drive gear>
The
[定着装置の作用]
ここで、テンションローラー40、駆動ベルト31、入力歯型部41および駆動ギア42の作用について説明する。
[Operation of fixing device]
Here, operations of the
加圧ローラー22は、駆動モーターMによって回転駆動され、定着ベルト21を従動回転させる(図7の二点鎖線矢印参照)。この際、駆動モーターMの駆動力は駆動ギア42および入力歯型部41を介して駆動ベルト31にも伝達され、駆動ベルト31は定着ベルト21と同一方向に同一速度で回転する。テンションローラー40は、駆動ベルト31に従動して回転する。その結果、第2実施形態に係る定着装置8と同様に、定着ベルト21と駆動ベルト31とは略一体となって回転するため、定着ベルト21と駆動ベルト31との間での摺動抵抗の発生を抑え、定着ベルト21を円滑に回転させることができる。
The
以上説明した第3実施形態に係る定着装置9によれば、定着ベルト21と駆動ベルト31とが一体回転することで定着ベルト21の回転負荷の増加を抑制することができる等、第2実施形態に係る定着装置8と同様の作用、効果を得ることができる。
According to the fixing device 9 according to the third embodiment described above, the increase in the rotational load of the fixing
なお、第2および第3実施形態に係る定着装置8,9では、定着ベルト21と駆動ベルト31とが同一速度で回転していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動ベルト31の回転速度が、定着ベルト21の回転速度よりも数%遅く(または数%速く)設定されていてもよい。この速度差の範囲は、押圧パッド26が定着ベルト21に過度な回転負荷を与えることのない範囲であることが好ましい。
In the fixing devices 8 and 9 according to the second and third embodiments, the fixing
また、第2および第3実施形態に係る定着装置8,9では、1つの駆動モーターMが、加圧ローラー22と駆動ベルト31(駆動ローラー30または駆動ギア42)を回転駆動させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、加圧ローラー22と駆動ベルト31とは異なる別々のモーターで回転駆動されてもよい。
In the fixing devices 8 and 9 according to the second and third embodiments, one driving motor M rotates the
なお、第1〜第3実施形態に係る定着装置7〜9では、2つのパッドローラー27が備えられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、パッドローラー27は、押圧面26Aにおいて上流端部と下流端部の何れか1箇所に設けられていてもよい(図示せず)。しかしながら、パッドローラー27は加圧領域Nにおいて圧力が高くなる位置に対応させて配置することが好ましいため、パッドローラー27は、押圧面26Aにおいて少なくとも上流端部および下流端部の2箇所に設けられることが好ましい。また、他にも、図8に示すように、例えば、3つ以上(図8では4つ)のパッドローラー27が押圧パッド26において搬送方向に並べられた状態に設けられていてもよい。
In the fixing devices 7 to 9 according to the first to third embodiments, the two
また、第1〜第3実施形態に係る定着装置7〜9では、パッドローラー27が押圧パッド26の軸方向の略全域に亘って延びていたが、本発明はこれに限定されない。図9に示すように、例えば、パッドローラー27よりも軸方向に短く形成された複数のパッドローラー50が軸方向に並べられて設けられていてもよい。
In the fixing devices 7 to 9 according to the first to third embodiments, the
また、第1〜第3実施形態に係る定着装置7〜9では、回転部材の一例として、軸周りに回転するパッドローラー27が備えられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、回転部材の他の例として、ボールベアリング等の転がり軸受(図示せず)が押圧パッド26に回転可能に支持されていてもよい。この場合、押圧パッド26の配置開口26Bに設けられた固定軸(図示せず)に転がり軸受の内輪を嵌合させ、転がり軸受の外輪を定着ベルト21の内周面または駆動ベルト31の内周面に接触させる。
In the fixing devices 7 to 9 according to the first to third embodiments, the
また、第1〜第3実施形態に係る定着装置7〜9では、圧力調整部が加圧ローラー22を移動させて加圧領域Nの圧力を変更していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、圧力調整部は、定着ベルト21を移動させて加圧領域Nの圧力を変更するように構成されてもよい。また、第1〜第3実施形態に係る定着装置7〜9では、加圧ローラー22が回転駆動されていたが、これに限らず、定着ベルト21が回転駆動されてもよい。
In the fixing devices 7 to 9 according to the first to third embodiments, the pressure adjusting unit moves the
また、第1〜第3実施形態の説明では、一例として、本発明をカラープリンター1に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。 In the description of the first to third embodiments, the case where the present invention is applied to the color printer 1 is shown as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention is applied to a monochrome printer, a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine. The present invention may be applied.
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る定着装置および画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。 The description of the above embodiment shows one aspect of the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment.
1 カラープリンター(画像形成装置)
7,8,9 定着装置
21 定着ベルト
22 加圧ローラー(加圧部材)
26 押圧パッド(押圧部材)
27,50 パッドローラー(回転部材)
30 駆動ローラー
31 駆動ベルト
40 テンションローラー
41 入力歯型部
42 駆動ギア
N 加圧領域
S シート(媒体)
1 Color printer (image forming device)
7, 8, 9
26 Pressing pad (pressing member)
27, 50 Pad roller (rotating member)
Claims (6)
軸周りに回転しながら前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、
前記定着ベルトを挟んで前記加圧部材に対向して配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材に押し付ける押圧部材と、
前記押圧部材に回転可能に支持され、軸周りに回転する前記定着ベルトの内周面上を相対的に転がる回転部材と、を備えていることを特徴とする定着装置。 A fixing belt for heating a toner image on a medium while rotating around an axis;
A pressure member that forms a pressure region between the fixing belt and the toner on the medium passing through the pressure region while rotating around an axis;
A pressing member that is disposed to face the pressure member across the fixing belt and presses the fixing belt against the pressure member;
And a rotating member that is rotatably supported by the pressing member and relatively rolls on an inner peripheral surface of the fixing belt that rotates about an axis.
前記駆動ローラーと前記回転部材とに巻き掛けられて前記定着ベルトの内周面に接触し、前記駆動ローラーの回転駆動によって前記定着ベルトと同一方向に回転する駆動ベルトと、を更に備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 A driving roller provided inside the fixing belt and driven to rotate about an axis;
A driving belt that is wound around the driving roller and the rotating member, contacts the inner peripheral surface of the fixing belt, and rotates in the same direction as the fixing belt by the rotational driving of the driving roller; The fixing device according to claim 1, wherein:
前記テンションローラーと前記回転部材とに巻き掛けられて前記定着ベルトの内周面に接触している駆動ベルトと、
前記媒体の通過領域の外側となる前記駆動ベルトの軸方向端部の外周面に形成されている入力歯型部と、
前記入力歯型部に噛み合い、前記駆動ベルトを前記定着ベルトと同一方向に回転駆動させる駆動ギアと、を更に備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 A tension roller rotatably provided inside the fixing belt;
A driving belt wound around the tension roller and the rotating member and in contact with an inner peripheral surface of the fixing belt;
An input tooth mold portion formed on the outer peripheral surface of the axial end portion of the drive belt that is outside the region through which the medium passes;
The fixing device according to claim 1, further comprising: a driving gear that meshes with the input tooth mold portion and rotationally drives the driving belt in the same direction as the fixing belt.
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