JP6103304B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の定着装置及びそれを備える複写機、プリンター、複合機等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic fixing device and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a multifunction machine including the same.
複写機、ファクシミリおよび各種プリンター等の画像形成装置は、トナー等の未定着画像が形成された記録紙（シート）を、定着ニップ部を通過させることにより加熱・加圧し、シート上に画像を定着させる定着装置を備えている。 Image forming apparatuses such as copiers, facsimiles, and various printers heat and press a recording paper (sheet) on which an unfixed image such as toner is formed by passing it through a fixing nip portion, thereby fixing the image on the sheet. A fixing device is provided.
かかる定着装置には、様々なバリエーションのものが存在するが、その一つに、トナーと直接接触する側に熱容量の小さいベルトを配し、ベルト内にトナーを定着する定着ローラと、ベルトを加熱する加熱ローラとを設けたタイプの定着装置が周知である。 There are various variations of such fixing devices. One of them is a belt having a small heat capacity arranged on the side in direct contact with the toner, a fixing roller for fixing the toner in the belt, and heating the belt. A fixing device of a type provided with a heating roller is well known.
かかる定着装置は、無端状の定着ベルトをハロゲンヒーター等の加熱手段を内蔵した加熱ローラと定着ローラとに張架すると共に、定着ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧ローラを有し、定着ベルトと加圧ローラとによって形成された定着ニップ部で、トナー像が転写されたシートとを挟持・搬送しながら、加熱・加圧するベルト定着方式の定着装置である。 Such a fixing device has an endless fixing belt stretched between a heating roller incorporating a heating means such as a halogen heater and a fixing roller, and has a pressure roller that pressurizes the fixing roller via the fixing belt. This is a belt-fixing type fixing device that heats and pressurizes a sheet on which a toner image is transferred while nipping and conveying the sheet onto which a toner image is transferred at a fixing nip formed by a belt and a pressure roller.
シートを搬送する駆動力は、加圧ローラを駆動することで得られる。ベルトは、加圧ローラが駆動することで従動するが、定着ローラと加熱ローラの平行度精度やローラの円周振れ精度、定着ニップ部での加圧力の軸方向前後ばらつきなど様々な要素の複合により軸方向へ蛇行することがある。このベルトの蛇行を所定の位置で停止させるための手段が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。 The driving force for conveying the sheet is obtained by driving the pressure roller. The belt is driven by the pressure roller, but it is a combination of various factors such as the parallelism accuracy of the fixing roller and the heating roller, the circumferential runout accuracy of the roller, and the axial variation of the pressing force at the fixing nip. May meander in the axial direction. Means for stopping the meandering of the belt at a predetermined position has been proposed (for example, see Patent Document 1).
特許文献１の発明は、加熱ローラ両端に配した断熱スリーブでベルト蛇行を規制するものである。断熱スリーブは、加熱ローラ両端を軸支するベアリングと加熱ローラの間に配された樹脂製のスリーブで、ベアリングが高温になることを抑止している。 In the invention of Patent Document 1, belt meandering is regulated by heat insulating sleeves arranged at both ends of the heating roller. The heat insulating sleeve is a resin sleeve disposed between a bearing that supports both ends of the heating roller and the heating roller, and prevents the bearing from becoming hot.
この断熱スリーブには、加熱時の膨張率の相違によって破損しないように、逃がし用スリットが設けられている。特許文献１の発明の特徴は、ベルトが断熱スリーブの蛇行規制部に当接すると、スリットの段差でベルトエッジにストレスが与えられるため、ストレス低減のために、スリット周辺部に一段段落としを設けるというものである。 The heat insulating sleeve is provided with a relief slit so as not to be damaged due to a difference in expansion coefficient during heating. The feature of the invention of Patent Document 1 is that when the belt comes into contact with the meandering restricting portion of the heat insulating sleeve, stress is applied to the belt edge by the step of the slit, so that a single step is provided around the slit to reduce the stress. That's it.
特許文献１記載の定着装置は、ベルトの全幅が加熱ローラの外周面に直接に接触しているため、ベルトが蛇行した場合、ベルト端部が、ベルトの蛇行を規制する断熱スリーブと加熱ローラとの隙間に潜り込み、破損するおそれがある。 In the fixing device described in Patent Document 1, since the entire width of the belt is in direct contact with the outer peripheral surface of the heating roller, when the belt meanders, the belt end portion is provided with a heat insulating sleeve and a heating roller that regulate the meandering of the belt. There is a risk of breaking into the gap and breaking.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ベルト蛇行が起因して発生するベルトの破損を防止する定着装置および画像形成装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device and an image forming apparatus that prevent damage to a belt caused by belt meandering. It is.
本発明は、前記課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、無端状に形成されたベルトが加熱ローラと定着ローラとに張架され、前記定着ローラに前記ベルトを介してベルト外側から加圧ローラを押圧し、前記ベルトと前記加圧ローラとで形成される定着ニップ部で未定着トナーを定着させる定着装置であって、前記ベルトにテンションを付与する方向に押圧された前記加熱ローラ両端部に、ベルト蛇行規制手段が設けられ、前記ベルト蛇行規制手段は、ベルトエッジが当接する部分と、前記加熱ローラ外周方向に摺動可能に加熱ローラ外周と嵌合する部分とを備え、前記加熱ローラ外周と嵌合する部分は、前記ベルト内周面と前記加熱ローラ外周との間に挟まれ、前記ベルト蛇行規制手段がベルト蛇行方向へ移動するのを規制する規制手段を備えていることを特徴とする。 In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, according to the present invention, an endless belt is stretched between a heating roller and a fixing roller, and a pressure roller is pressed against the fixing roller from the outside of the belt via the belt. A fixing device for fixing unfixed toner at a fixing nip formed by a roller, belt meandering restricting means is provided at both ends of the heating roller pressed in a direction of applying tension to the belt, The belt meandering restricting means includes a portion with which the belt edge abuts and a portion that fits with the outer periphery of the heating roller so as to be slidable in the outer circumferential direction of the heating roller, and the portion that fits with the outer periphery of the heating roller It is sandwiched between a peripheral surface and the outer periphery of the heating roller, and is characterized by comprising a regulating means for regulating the belt meandering regulating means from moving in the belt meandering direction.
前記加熱ローラは、全長にわたって外周径が同等なストレート管であることを特徴とする。 The heating roller is a straight tube having the same outer diameter over the entire length.
前記加熱ローラの両端部に、前記ベルト蛇行規制手段が嵌合される小径部が形成されていることを特徴とする。 A small-diameter portion into which the belt meandering restricting means is fitted is formed at both ends of the heating roller.
前記ベルト蛇行規制手段と前記ベルトとの間の摩擦抵抗が、前記ベルト蛇行規制手段と前記加熱ローラとの間の摩擦抵抗よりも大きいことを特徴とする。 The frictional resistance between the belt meandering restricting means and the belt is larger than the frictional resistance between the belt meandering restricting means and the heating roller.
前記ベルト蛇行規制手段と前記ベルトとの間の摩擦抵抗を大きくするための高抵抗部材を、前記ベルト蛇行規制手段と前記ベルトとの間に設けたことを特徴とする。 A high resistance member for increasing the frictional resistance between the belt meandering restricting means and the belt is provided between the belt meandering restricting means and the belt.
前記ベルト蛇行規制手段と前記加熱ローラとの間の摩擦抵抗を小さくするための低抵抗部材を、前記ベルト蛇行規制手段と前記加熱ローラとの間に設けたことを特徴とする。 A low resistance member for reducing the frictional resistance between the belt meandering restricting means and the heating roller is provided between the belt meandering restricting means and the heating roller.
前記加熱ローラ加熱時において、前記ベルト蛇行規制手段内径が、前記加熱ローラ外径よりも大きい関係を維持することを特徴とする。 During heating of the heating roller, a relationship in which the inner diameter of the belt meandering restricting means is larger than the outer diameter of the heating roller is maintained.
前記ベルト蛇行規制手段は周方向に連続的に繋がっていることを特徴とする。 The belt meandering restricting means is continuously connected in the circumferential direction.
前記ベルト内周面と前記加熱ローラとの間に挟まれているベルト蛇行規制手段の厚さが０．５ｍｍ以下である。 The thickness of the belt meandering restricting means sandwiched between the belt inner peripheral surface and the heating roller is 0.5 mm or less.
本発明の画像形成装置は、前記定着装置を備えたことを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes the fixing device.
本発明は、ベルト蛇行規制手段の加熱ローラ外周と嵌合する部分は、ベルト内周面と加熱ローラ外周の間に挟まれているので、ベルトの端部がベルト蛇行規制手段の外週面上に位置することとなり、ベルトの蛇行を規制するベルト蛇行規制手段と加熱ローラとで形成される隙間に潜り込むことがなく、ベルト蛇行が起因して発生するベルトの破損を防止することができる。 In the present invention, the portion of the belt meandering restricting means that fits with the outer periphery of the heating roller is sandwiched between the inner peripheral surface of the belt and the outer periphery of the heating roller, so that the end of the belt is on the outer week surface of the belt meandering restricting means. Thus, the belt meandering means for restricting the meandering of the belt and the heating roller do not dive into the gap, and the belt can be prevented from being damaged due to the meandering of the belt.
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置ついて図面に基づいて説明する。本発明に係る画像形成装置は、画像形成部、定着装置、原稿読取部、給紙部等を備え、前記原稿読取部にて読み取った原稿の画像データに基づき、周知の電子写真方式により画像を形成するものである。なお、本発明に係る画像形成装置の全体構成については、定着装置の要部を除いては周知の技術であるため、具体的な説明は省略する。 Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. An image forming apparatus according to the present invention includes an image forming unit, a fixing device, a document reading unit, a paper feeding unit, and the like. Based on image data of a document read by the document reading unit, an image is formed by a known electrophotographic method. To form. The entire configuration of the image forming apparatus according to the present invention is a well-known technique except for the main part of the fixing device, and a detailed description thereof will be omitted.
<実施形態１>
次に、本実施形態１に係る定着装置について説明する。図１は定着装置の概略断面図、図２は加熱ローラの断面図、図３は加熱ローラおよびベルト蛇行規制手段まわりを示す断面図、図４はベルト蛇行規制手段の斜視図である。
<Embodiment 1>
Next, the fixing device according to the first exemplary embodiment will be described. 1 is a schematic cross-sectional view of the fixing device, FIG. 2 is a cross-sectional view of the heating roller, FIG. 3 is a cross-sectional view showing the surroundings of the heating roller and the belt meandering restricting means, and FIG.
図１に示すように、本実施形態１の定着装置１は、定着ローラ３と加熱ローラ４とに張架されて矢印方向に回転駆動される定着ベルト２と、定着ベルト２を介して定着ローラ３に圧接されて駆動回転する加圧ローラ５を備えている。 As shown in FIG. 1, the fixing device 1 according to the first exemplary embodiment includes a fixing belt 2 that is stretched around a fixing roller 3 and a heating roller 4 and is driven to rotate in the direction of an arrow, and a fixing roller via the fixing belt 2. 3 is provided with a pressure roller 5 that is in pressure contact with and rotates.
定着ベルト２は、定着ローラ３と加熱ローラ４との２本のローラ間に張架されている。定着ベルト２は、内径寸法が例えば４０ｍｍの無端状に形成され、基材として厚さ６０μｍのＰＩ（ポリイミド）を用い、基材の外周面を弾性層として厚さ１００μｍの耐熱性のシリコンゴムで被覆し、更に、厚さ１２μｍの耐熱性樹脂であるＰＦＡでコーティングされている。 The fixing belt 2 is stretched between two rollers, a fixing roller 3 and a heating roller 4. The fixing belt 2 is formed in an endless shape having an inner diameter of, for example, 40 mm, uses PI (polyimide) with a thickness of 60 μm as a base material, and is made of heat-resistant silicon rubber with a thickness of 100 μm with an outer peripheral surface of the base material as an elastic layer. Further, it is coated with PFA which is a heat-resistant resin having a thickness of 12 μm.
定着ローラ３は、両側板にベアリング（図示省略）を介して回転自在に支持されている。定着ローラ３は、鉄（ＳＵＭ２４）等の金属から形成された中実の芯金を、弾性層として厚さ２ｍｍの耐熱性のシリコンゴムで被覆し、更に、厚さ２ｍｍのシリコンスポンジでコーティングした樹脂層で被覆している。定着ローラ３の外径寸法は例えば２５ｍｍである。 The fixing roller 3 is rotatably supported on both side plates via bearings (not shown). The fixing roller 3 is formed by coating a solid metal core made of metal such as iron (SUM24) with heat-resistant silicon rubber having a thickness of 2 mm as an elastic layer, and further coating with a silicon sponge having a thickness of 2 mm. It is covered with a resin layer. The outer diameter of the fixing roller 3 is 25 mm, for example.
加熱ローラ４は、定着ローラ３から離間する方向にテンションが付与されている。このことによって、定着ベルト２は弛みが無いように緊張した状態で、定着ローラ３と加熱ローラ４とで保持されることになる。加熱ローラ４は、定着ベルト２を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒーター７を内蔵し、例えば、鉄（ＳＴＫＭ）等から形成された肉厚０．３ｍｍの円筒状の芯金の外周面を樹脂層で被覆している。加熱ローラ４の外径寸法は例えば１８ｍｍで、内面に黒塗装が施されている。 The heating roller 4 is tensioned in a direction away from the fixing roller 3. As a result, the fixing belt 2 is held by the fixing roller 3 and the heating roller 4 in a tensioned state so as not to loosen. The heating roller 4 incorporates a halogen heater 7 as a heating means for heating the fixing belt 2. For example, the outer peripheral surface of a cylindrical metal core having a thickness of 0.3 mm made of iron (STKM) is used as a resin layer. It is covered with. The outer diameter of the heating roller 4 is, for example, 18 mm, and the inner surface is painted black.
また、加熱ローラ４は、全長にわたって外周径が同等に形成されたストレート形状で、さらに、ローラ径が１８ｍｍ程度で従来の加熱ローラ径(従来は、ローラ径が２５ｍｍ程度)よりも小径である。加熱ローラ４は熱容量が小さいほど余分な熱エネルギーを必要としないため、省エネ性に有利である。したがって、熱容量を小さくするためにローラ径を小さくし、ローラ厚を薄くする方向が望ましい。 The heating roller 4 has a straight shape with an equal outer diameter over the entire length, and further has a roller diameter of about 18 mm and a smaller diameter than the conventional heating roller diameter (conventional roller diameter is about 25 mm). The heating roller 4 is more advantageous for energy saving because it requires less heat energy as its heat capacity is smaller. Accordingly, it is desirable to reduce the roller diameter and reduce the roller thickness in order to reduce the heat capacity.
加熱ローラ４のローラ径は内部の加熱手段のサイズから決定する。本実施形態の加熱ローラ４には、直径６ｍｍのハロゲンヒーター７を２本配置するのが好ましい（図２参照）。この２本のハロゲンヒーター７が加熱ローラ４内面に接しないよう、ハロゲンヒーター７との隙間を２〜３ｍｍ程度設けた加熱ローラ４を採用する。そしてローラ径をできるだけ小さくするため、加熱ローラ４はストレート形状に設定している。 The roller diameter of the heating roller 4 is determined from the size of the internal heating means. It is preferable to arrange two halogen heaters 7 having a diameter of 6 mm on the heating roller 4 of this embodiment (see FIG. 2). The heating roller 4 having a clearance of about 2 to 3 mm from the halogen heater 7 is employed so that the two halogen heaters 7 do not contact the inner surface of the heating roller 4. In order to make the roller diameter as small as possible, the heating roller 4 is set in a straight shape.
ここで、ハロゲンヒーター７を２本配置している理由は、プリントされるシートサイズに応じた２種類の異なるハロゲンヒーター７を使用するためである。例えばＡ３サイズをプリントする時は、Ａ３短辺２９７ｍｍの範囲が加熱できる一方のハロゲンヒーター７を使用し、Ａ４サイズをプリントする時は、Ａ４短辺２１０ｍｍが加熱できる他方のハロゲンヒーター７を使用する。仮に、Ａ４サイズプリント時にＡ３幅を加熱すると、加熱ローラ４の両端部が高温になってしまう。このように、複数のハロゲンヒーター７を配置することで、温度を下げるために冷却ファンを追加したり、冷却するためのプリント停止時間を設けないで済むようにしている。なお、冷却ファンを設ける構成とした場合には、全幅用のハロゲンヒーター７が1本でも支障はなく、この時は加熱ローラ径を更に小さくすることもできる。 Here, the reason why two halogen heaters 7 are arranged is to use two different types of halogen heaters 7 according to the sheet size to be printed. For example, when printing A3 size, use one halogen heater 7 that can heat a range of 297 mm on the short side of A3, and when printing A4 size, use the other halogen heater 7 that can heat 210 mm on the short side of A4. . If the A3 width is heated during A4 size printing, both ends of the heating roller 4 become high temperature. In this way, by disposing a plurality of halogen heaters 7, it is possible to avoid adding a cooling fan to lower the temperature or providing a print stop time for cooling. In the case where the cooling fan is provided, there is no problem even if only one full width halogen heater 7 is used. At this time, the diameter of the heating roller can be further reduced.
加圧ローラ５は、鉄（ＳＴＫＭ）等から形成された中実の芯金の外周面を、弾性層として厚さ４ｍｍのシリコンゴムで被覆し、更に、厚さ３０μｍのＰＦＡの樹脂層で被覆している。加圧ローラ５外径寸法は、例えば２７ｍｍである。 The pressure roller 5 is formed by coating the outer peripheral surface of a solid metal core made of iron (STKM) with silicon rubber having a thickness of 4 mm as an elastic layer, and further covering with a PFA resin layer having a thickness of 30 μm. doing. The outer diameter of the pressure roller 5 is 27 mm, for example.
定着ローラ３に対して加圧ローラ５が定着ベルト２を介して圧接され、定着領域としての定着ニップ部２０が構成される。この定着ニップ部２０を未定着トナー２１の載った記録材（シート）２２が通過して、熱と圧によりトナーがシート２２に定着される構成である。 A pressure roller 5 is pressed against the fixing roller 3 via the fixing belt 2 to form a fixing nip portion 20 as a fixing region. The recording material (sheet) 22 on which the unfixed toner 21 is placed passes through the fixing nip portion 20, and the toner is fixed to the sheet 22 by heat and pressure.
加熱ローラ４はハロゲンヒーター７で加熱され、加熱ローラ４から定着ベルト２に熱が移動し、定着ベルト２が温められる。定着ベルト２は、厚さが略０．２ｍｍと非常に薄く設定されている。これにより、短時間(２０秒前後)で定着ベルト表面温度を定着可能温度まで上昇することができる。昇温にかかる時間が短いと、ハロゲンヒーター７の点灯時間が短縮できるため、省電力化に有効である。 The heating roller 4 is heated by the halogen heater 7, heat is transferred from the heating roller 4 to the fixing belt 2, and the fixing belt 2 is warmed. The fixing belt 2 is set to a very thin thickness of about 0.2 mm. As a result, the surface temperature of the fixing belt can be raised to a fixing possible temperature in a short time (around 20 seconds). If the time required for temperature rise is short, the lighting time of the halogen heater 7 can be shortened, which is effective for power saving.
定着ベルト２は、定着ローラ３と加熱ローラ４の平行度精度や両方のローラの円周振れ精度、定着ニップ部２０での加圧力の軸方向前後ばらつき等、様々な要素の複合によりローラ軸方向へ蛇行する。この定着ベルト２の蛇行は一定の位置で移動を規制しないと、定着ベルト２が破損するため、定着ベルト２の蛇行を防止するベルト蛇行規制手段８が設けられている。 The fixing belt 2 has a roller axial direction due to a combination of various factors such as the parallelism accuracy of the fixing roller 3 and the heating roller 4, the circumferential deflection accuracy of both rollers, and the axial variation of the pressing force in the fixing nip portion 20. Meander. Since the fixing belt 2 is damaged if the movement of the meandering of the fixing belt 2 is not restricted at a fixed position, belt meandering restricting means 8 for preventing the meandering of the fixing belt 2 is provided.
ベルト蛇行規制手段８は、加熱ローラ４の両端部外周に取付けられている。具体的には、ベルト蛇行規制手段８は、加熱ローラ４外周方向に摺動可能となるように、加熱ローラ外周に相対回転自在に外嵌される部分としての筒状の嵌合部８０と、嵌合部８０外側端から径外方向に立ち上がって定着ベルト２のベルトエッジが当接する部分としての鍔状の立上部８１とを備えている。ベルト蛇行規制手段８は、例えば、薄い金属筒材(肉厚０．２ｍｍのＳＵＳ材)を絞り加工して製造することができる。すなわち、定着ベルト２のベルト内周面と加熱ローラ４との間に挟まれているベルト蛇行規制手段の厚さが、０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。さらには、ベルト蛇行規制手段の厚さが、０．１〜０．５ｍｍの範囲であるのが好ましい。また、ベルト蛇行規制手段８は、周方向に連続的に繋がっており、全周にわたり継ぎ目のない状態である。 The belt meandering restricting means 8 is attached to the outer periphery of both ends of the heating roller 4. Specifically, the belt meandering restricting means 8 has a cylindrical fitting portion 80 as a portion that is fitted on the outer periphery of the heating roller so as to be relatively rotatable so as to be slidable in the outer peripheral direction of the heating roller 4; A flange-like upright portion 81 is provided as a portion that rises in the radially outward direction from the outer end of the fitting portion 80 and contacts the belt edge of the fixing belt 2. The belt meandering restricting means 8 can be manufactured, for example, by drawing a thin metal cylinder (SUS material having a thickness of 0.2 mm). That is, it is preferable that the thickness of the belt meandering restricting means sandwiched between the inner peripheral surface of the fixing belt 2 and the heating roller 4 is 0.5 mm or less. Furthermore, the thickness of the belt meandering restricting means is preferably in the range of 0.1 to 0.5 mm. Further, the belt meandering restricting means 8 is continuously connected in the circumferential direction, and is in a seamless state over the entire circumference.
加熱ローラ４は、前記のように、外径１８ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのストレートパイプ形状がベースとなっている。そのため、加熱ローラ４には、ベルト蛇行規制手段８の軸方向規制部１０が設けられ、軸方向規制部１０は、ベルト蛇行規制手段８がベルト端部に押し付けられて加熱ローラ４軸中央側へ移動するのを規制する。 As described above, the heating roller 4 is based on a straight pipe shape having an outer diameter of 18 mm and a thickness of 0.3 mm. Therefore, the heating roller 4 is provided with an axial direction restricting portion 10 of the belt meandering restricting means 8, and the axial direction restricting portion 10 is pressed against the belt end portion by the belt meandering restricting means 8 toward the center side of the heating roller 4. Restrict movement.
軸方向規制部１０としては、例えば、加熱ローラ４の数か所を突出し形成される突部、加熱ローラ４全周にわたって形成される絞り段差、金属テープ貼り付けによる段差等を挙げることができる。図５は、加熱ローラを示し、（ａ）は加熱ローラ端部を示す斜視図、（ｂ）は拡大断面図である。本実施形態は、加熱ローラ４の数か所を突出することにより形成した突部１０の場合を例示する。突部１０の高さは、ベルト蛇行規制手段８の厚さに比し、同等か若干低い関係に設定されている。 Examples of the axial direction restricting portion 10 include a protruding portion formed by protruding several places of the heating roller 4, a throttle step formed over the entire circumference of the heating roller 4, and a step formed by attaching a metal tape. FIG. 5 shows a heating roller, (a) is a perspective view showing an end portion of the heating roller, and (b) is an enlarged sectional view. This embodiment illustrates the case of the protrusion 10 formed by protruding several portions of the heating roller 4. The height of the protrusion 10 is set to be equal or slightly lower than the thickness of the belt meandering restricting means 8.
加熱ローラ４両端部は、フレーム１１に固定されたベアリング１２により支持される。ベアリング１２と加熱ローラ４の間には、樹脂製の鍔付き断熱スリーブ１３が配置され、ベアリング１２が高温になることを防止している。ベルト蛇行規制手段８の加熱ローラ４外側に抜ける方向への移動は、断熱スリーブ１３を介してベアリング１２で規制される。ここで、前記軸方向規制部１０と断熱スリーブ１３とにより、ベルト蛇行規制手段８がベルト蛇行方向へ移動するのを規制する規制手段を構成している。 Both ends of the heating roller 4 are supported by bearings 12 fixed to the frame 11. Between the bearing 12 and the heating roller 4, a heat insulating sleeve 13 made of resin is provided to prevent the bearing 12 from becoming hot. Movement of the belt meandering restricting means 8 in the direction of coming out of the heating roller 4 is restricted by the bearing 12 via the heat insulating sleeve 13. Here, the axial direction restricting portion 10 and the heat insulating sleeve 13 constitute restricting means for restricting the belt meandering restricting means 8 from moving in the belt meandering direction.
ベルト蛇行規制手段８の加熱ローラ４外周に接する嵌合部８０は、定着ベルト内周面と加熱ローラ外周面とで挟まれている。すなわち、定着ベルト２にテンションを付与すると、定着ベルト２は、加熱ローラ４表面のおよそ半周部分に隙間なく巻き付くが、ベルト端部２ａは、ベルト蛇行規制手段８の嵌合部８０に巻き付けられる。この状態で定着ベルト２に圧接された加圧ローラ５が駆動すると、定着ローラ３と加圧ローラ５とに挟まれた定着ベルト２が従動し、さらに定着ベルト２にテンションを付与している加熱ローラ４も従動回転する。 The fitting portion 80 that contacts the outer periphery of the heating roller 4 of the belt meandering restricting means 8 is sandwiched between the inner peripheral surface of the fixing belt and the outer peripheral surface of the heating roller. That is, when a tension is applied to the fixing belt 2, the fixing belt 2 is wound around the semicircular portion of the surface of the heating roller 4 without a gap, but the belt end 2 a is wound around the fitting portion 80 of the belt meandering restricting means 8. . When the pressure roller 5 pressed against the fixing belt 2 is driven in this state, the fixing belt 2 sandwiched between the fixing roller 3 and the pressure roller 5 is driven, and further, the heating that applies tension to the fixing belt 2. The roller 4 also rotates following.
仮に、ベルト蛇行規制手段８が加熱ローラ４と一体で回転する構成であると、定着ベルト２が、ベルト蛇行規制手段８（加熱ローラ４）に対してスリップした場合、定着ベルト２とベルト蛇行規制手段８との間に速度差が生じるため、定着ベルト２のベルトエッジがベルト蛇行規制手段８を摺動することとなり、定着ベルト２の損傷を招来する。 If the belt meandering restricting means 8 is configured to rotate integrally with the heating roller 4, when the fixing belt 2 slips with respect to the belt meandering restricting means 8 (heating roller 4), the fixing belt 2 and the belt meandering restriction are set. Since a speed difference is generated between the fixing means 2 and the belt 8, the belt edge of the fixing belt 2 slides on the belt meandering restricting means 8, causing damage to the fixing belt 2.
本実施形態は、テンションが付与された定着ベルト２のベルト端部２ａは、ベルト蛇行規制手段８に圧接するので、ベルト蛇行規制手段８は、定着ベルト２と一体で従動回転する。このように、ベルト蛇行規制手段８が一体で回転すると、定着ベルト２とベルト蛇行規制手段８の間の速度差が無いので、定着ベルト２のベルトエッジとベルト蛇行規制手段８との間の摺動ストレス（相対移動による摺動に起因する損傷）を極めて小さくできる。 In this embodiment, the belt end 2 a of the fixing belt 2 to which tension is applied is pressed against the belt meandering restricting means 8, so that the belt meandering restricting means 8 is driven to rotate integrally with the fixing belt 2. In this way, when the belt meandering restricting means 8 rotates as a unit, there is no speed difference between the fixing belt 2 and the belt meandering restricting means 8, so that the sliding between the belt edge of the fixing belt 2 and the belt meandering restricting means 8 is performed. Dynamic stress (damage caused by sliding due to relative movement) can be extremely reduced.
本実施形態は、定着ベルト２と加熱ローラ４との間に、回転速度のずれが生じた場合であっても、ベルト蛇行規制手段８は、加熱ローラ４外周に相対回転自在に外嵌されているため、定着ベルト２とベルト蛇行規制手段８との間の摩擦抵抗は、ベルト蛇行規制手段８と加熱ローラ４との間の摩擦抵抗よりも大きくなっており、ベルト蛇行規制手段８は、定着ベルト２と一体で従動回転することとなる。 In this embodiment, even when a rotational speed shift occurs between the fixing belt 2 and the heating roller 4, the belt meandering restricting means 8 is fitted on the outer periphery of the heating roller 4 so as to be relatively rotatable. Therefore, the frictional resistance between the fixing belt 2 and the belt meandering restricting means 8 is larger than the frictional resistance between the belt meandering restricting means 8 and the heating roller 4. The belt 2 is rotated integrally with the belt 2.
定着ベルト２が蛇行する場合、ベルトエッジがベルト蛇行規制手段８の立上部８１に当接する。そして、前述のようにベルト蛇行規制手段８は、定着ベルト２の軸方向に位置を規制するため、定着ベルト２がこれ以上蛇行することはない。 When the fixing belt 2 meanders, the belt edge contacts the upright portion 81 of the belt meandering restricting means 8. As described above, the belt meandering restricting means 8 restricts the position of the fixing belt 2 in the axial direction, so that the fixing belt 2 does not meander further.
ベルト蛇行規制手段８は、全周にわたり継ぎ目のない構成である。そのため、ベルトエッジがベルト蛇行規制手段８の立上部８１に当接した状態で、立上部８１はベルトエッジに対して常に均一な当接状態を維持でき、不連続な当接状態である場合に比し、局所的なストレスによるエッジ破損を抑えることができる。また、ベルト蛇行規制手段８は、凹凸の小さい摺動性の高い材質で構成されているので、ベルトエッジに対するダメージが極めて小さい。 The belt meandering restricting means 8 has a seamless structure over the entire circumference. Therefore, when the belt edge is in contact with the upright portion 81 of the belt meandering restricting means 8 and the upright portion 81 can always maintain a uniform contact state with the belt edge and is in a discontinuous contact state. In comparison, edge breakage due to local stress can be suppressed. Further, since the belt meandering restricting means 8 is made of a material having small unevenness and high slidability, damage to the belt edge is extremely small.
また、ベルト蛇行規制手段８の嵌合部８０は、定着ベルト２のベルト端部２ａと加熱ローラ４との間に挟まれ、しかも、定着ベルト２のベルトエッジがベルト蛇行規制手段８の立上部８１に当接するため、ベルト端部２ａが、ベルト蛇行規制手段８および断熱スリーブ１３と、加熱ローラ４との間に形成される間隙に潜り込むことがなく、定着ベルト２の破損を防止することができる。 Further, the fitting portion 80 of the belt meandering restricting means 8 is sandwiched between the belt end 2 a of the fixing belt 2 and the heating roller 4, and the belt edge of the fixing belt 2 is the upper part of the belt meandering restricting means 8. 81, the belt end portion 2a does not sink into the gap formed between the belt meandering restricting means 8, the heat insulating sleeve 13, and the heating roller 4, thereby preventing the fixing belt 2 from being damaged. it can.
以上より、本実施形態は、定着ベルト２のベルトエッジ部からの破損を抑えることができる。 As described above, the present embodiment can suppress damage from the belt edge portion of the fixing belt 2.
<実施形態２>
図６は本発明の実施形態２に係る加熱ローラおよびベルト蛇行規制手段まわりを示す断面図である。図６に示すように、本実施形態２は、ベルト蛇行規制手段８と定着ベルト２をより積極的に一体回転させるため、高抵抗部材１５をベルト蛇行規制手段８と定着ベルト２との間に設けた構成である。なお、前記実施形態１と同一部材は、同一符号を付してそれぞれの説明は省略する。
<Embodiment 2>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the periphery of the heating roller and the belt meandering restricting means according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the second embodiment, the high resistance member 15 is interposed between the belt meandering restricting means 8 and the fixing belt 2 in order to more positively rotate the belt meandering restricting means 8 and the fixing belt 2 together. This is a configuration provided. In addition, the same member as the said Embodiment 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits each description.
定着ベルト２とベルト蛇行規制手段８との間の摩擦抵抗が、加熱ローラ４とベルト蛇行規制手段８との間の摩擦抵抗よりも大きいという関係をより確実なものとしている。すなわち、筒状の高抵抗部材１５を定着ベルト２とベルト蛇行規制手段８の嵌合部８０との間に介在している。高抵抗部材１５としては、シリコンゴムが挙げられる。高抵抗部材１５の厚さは５０〜２００μｍに設定されている。 The relationship that the frictional resistance between the fixing belt 2 and the belt meandering restricting means 8 is larger than the frictional resistance between the heating roller 4 and the belt meandering restricting means 8 is further ensured. That is, the cylindrical high resistance member 15 is interposed between the fixing belt 2 and the fitting portion 80 of the belt meandering restricting means 8. Examples of the high resistance member 15 include silicon rubber. The thickness of the high resistance member 15 is set to 50 to 200 μm.
筒状の高抵抗部材１５は、ベルト蛇行規制手段８および定着ベルト２のいずれかに固定して設けても良いし、別部材をどちらにも固定して設けても良い。このように、高抵抗部材１５をベルト蛇行規制手段８と定着ベルト２との間に設けることにより、高抵抗部材１５を設けない場合に比し、ベルト蛇行規制手段８と定着ベルト２との間の摩擦抵抗を大きくすることができる。 The cylindrical high resistance member 15 may be fixed to either the belt meandering restricting means 8 or the fixing belt 2, or another member may be fixed to either. In this way, by providing the high resistance member 15 between the belt meandering restricting means 8 and the fixing belt 2, the belt meandering restricting means 8 and the fixing belt 2 can be compared with the case where the high resistance member 15 is not provided. The frictional resistance can be increased.
<実施形態３>
図７は本発明の実施形態３に係る加熱ローラおよびベルト蛇行規制手段まわりを示す断面図である。本実施形態３は、ベルト蛇行規制手段８と定着ベルト２をより積極的に一体回転させるため、低抵抗部材１６をベルト蛇行規制手段８と加熱ローラ４との間に設けた構成である。
<Embodiment 3>
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vicinity of the heating roller and the belt meandering restricting means according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment has a configuration in which a low resistance member 16 is provided between the belt meandering restricting means 8 and the heating roller 4 in order to more positively rotate the belt meandering restricting means 8 and the fixing belt 2 integrally.
定着ベルト２とベルト蛇行規制手段８との間の摩擦抵抗が、加熱ローラ４とベルト蛇行規制手段８との間の摩擦抵抗よりも大きいという関係をより確実なものとしている。低抵抗部材としては、摩擦抵抗の小さいＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂が挙げられる。厚さは１０〜１００μｍに設定されている。 The relationship that the frictional resistance between the fixing belt 2 and the belt meandering restricting means 8 is larger than the frictional resistance between the heating roller 4 and the belt meandering restricting means 8 is further ensured. Examples of the low resistance member include fluororesins such as PTFE and PFA having a low frictional resistance. The thickness is set to 10 to 100 μm.
低抵抗部材１６は、ベルト蛇行規制手段８および加熱ローラ４のいずれかに固定して設けても良いし、別部材をどちらにも固定して設けても良い。このように、低抵抗部材１６をベルト蛇行規制手段８と加熱ローラ４との間に設けることにより、低抵抗部材１６を設けない場合に比し、ベルト蛇行規制手段８と加熱ローラ４との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。 The low resistance member 16 may be provided fixed to either the belt meandering restricting means 8 or the heating roller 4, or another member may be fixed to both. In this way, by providing the low resistance member 16 between the belt meandering restricting means 8 and the heating roller 4, compared with the case where the low resistance member 16 is not provided, between the belt meandering restricting means 8 and the heating roller 4. The frictional resistance can be reduced.
<実施形態４>
図８は本発明の実施形態４に係る加熱ローラおよびベルト蛇行規制手段まわりを示す断面図である。加熱ローラ４は、画像形成装置の作動中において高温になるため、熱膨張で外径が大きくなる。従って、本実施形態のベルト蛇行規制手段８においては、加熱ローラ４が熱膨張している時でも、ベルト蛇行規制手段８と加熱ローラ４とのはめあいが、必ずベルト蛇行規制手段内径>加熱ローラ外径、という関係を満足するようにしている。すなわち、加熱ローラ加熱時において、ベルト蛇行規制手段内径が、加熱ローラ外径よりも大きい関係を維持するように、ベルト蛇行規制手段内径と加熱ローラ外径との間の間隙３０が設定されている。
<Embodiment 4>
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the surroundings of the heating roller and belt meandering restricting means according to the fourth embodiment of the present invention. Since the heating roller 4 becomes high temperature during the operation of the image forming apparatus, the outer diameter increases due to thermal expansion. Accordingly, in the belt meandering restricting means 8 of this embodiment, even when the heating roller 4 is thermally expanded, the fit between the belt meandering restricting means 8 and the heating roller 4 is always the belt meandering restricting means inner diameter> outside the heating roller. The relationship of diameter is satisfied. That is, when heating the heating roller, the gap 30 between the inner diameter of the belt meandering restricting means and the outer diameter of the heating roller is set so that the inner diameter of the meandering belt restricting means is larger than the outer diameter of the heating roller. .
このことにより、定着ベルト２とベルト蛇行規制手段８が一体で回転することを確実なものとしている。もしこの関係が成立しない場合は、ベルト蛇行規制手段８が加熱ローラ４と一体で回転することになるため、定着ベルト２のベルトエッジとベルト蛇行規制手段８の間で速度差が生じ、ベルトエッジ部に与える摺動ストレスが大きくなってしまう。 This ensures that the fixing belt 2 and the belt meandering regulating means 8 rotate together. If this relationship does not hold, the belt meandering restricting means 8 rotates integrally with the heating roller 4, so that a speed difference occurs between the belt edge of the fixing belt 2 and the belt meandering restricting means 8, and the belt edge. The sliding stress given to the part becomes large.
<実施形態５>
図９は本発明の実施形態５を示す加熱ローラの正面図、図１０は加熱ローラおよびベルト蛇行規制手段まわりを示す断面図である。本実施形態５は、加熱ローラ端部外径が加熱ローラ中央部外径よりも小さい加熱ローラ４における実施形態である。
<Embodiment 5>
FIG. 9 is a front view of the heating roller showing Embodiment 5 of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing the surroundings of the heating roller and the belt meandering restricting means. The fifth embodiment is an embodiment in the heating roller 4 in which the outer diameter of the end portion of the heating roller is smaller than the outer diameter of the central portion of the heating roller.
すなわち、加熱ローラ４は、中央部４ａと中央部４ａの両端部に内嵌された小径部４ｂとからなる。ベルト蛇行規制手段８は、小径部４ｂに相対回転自在に嵌合されている。なお、中央部４ａと小径部４ｂとの段差部４ｃは、図１に示す軸方向規制部１０に相当し、ベルト蛇行規制手段８のストッパの機能を備えている。 That is, the heating roller 4 includes a central portion 4a and a small-diameter portion 4b that is fitted into both ends of the central portion 4a. The belt meandering restricting means 8 is fitted to the small diameter portion 4b so as to be relatively rotatable. The step 4c between the central portion 4a and the small diameter portion 4b corresponds to the axial direction restricting portion 10 shown in FIG. 1 and has a function of a stopper of the belt meander restricting means 8.
ベルト蛇行規制手段８は、定着ベルト２内面に接する部分である嵌合部８０の外径Ｂが加熱ローラ４の中央部外径Ａよりも大きくなるように設定されている（Ｂ＞Ａ）。そのため、定着ベルト２とベルト蛇行規制手段８との間の摩擦抵抗が、加熱ローラ４とベルト蛇行規制手段８との間の摩擦抵抗よりも大きいという関係をより確実なものとしている。 The belt meandering restricting means 8 is set so that the outer diameter B of the fitting portion 80 that is in contact with the inner surface of the fixing belt 2 is larger than the outer diameter A of the central portion of the heating roller 4 (B> A). Therefore, the relationship that the frictional resistance between the fixing belt 2 and the belt meandering restricting means 8 is larger than the frictional resistance between the heating roller 4 and the belt meandering restricting means 8 is further ensured.
<実施形態６>
図１１は本発明の実施形態６に係る加熱ローラおよびベルト蛇行規制手段まわりを示す断面図、図１２は断熱スリーブの斜視図、図１３はベルト蛇行規制手段を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面斜視図である。図１４は断熱スリーブをベルト蛇行規制手段に嵌め込む直前を示す断面図、図１５は断熱スリーブとベルト蛇行規制手段とが一体となった状態を示す断面図である。
<Embodiment 6>
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the surroundings of the heating roller and the belt meandering restricting means according to the sixth embodiment of the present invention, FIG. 12 is a perspective view of the heat insulating sleeve, FIG. 13 shows the belt meandering restricting means, (B) is a cross-sectional perspective view. 14 is a cross-sectional view showing a state immediately before the heat insulating sleeve is fitted into the belt meandering restricting means, and FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state where the heat insulating sleeve and the belt meandering restricting means are integrated.
前記実施形態１〜５は、ベルト蛇行規制手段８の位置規制のために、加熱ローラ４側に軸方向規制部１０を設けた場合を例示した。本実施形態は、加熱ローラ４側に軸方向規制部１０を設けずに、ベルト蛇行規制手段８の軸方向規制を行う構成を例示する。 In the first to fifth embodiments, the case where the axial direction restricting portion 10 is provided on the heating roller 4 side for restricting the position of the belt meandering restricting means 8 is exemplified. This embodiment illustrates a configuration in which the belt meandering restriction means 8 is restricted in the axial direction without providing the axial restriction part 10 on the heating roller 4 side.
断熱スリーブ１３はベアリング１２の熱劣化を防ぐため、加熱ローラ４からベアリング１２ヘの伝熱を遮断するためのものである。加熱ローラ４の熱膨張時に破損しないよう、図１２に示すように断熱スリーブ１３には軸方向にスリット１３ａが設けられ、膨張の伸びをこのスリット１３ａで吸収している。 The heat insulating sleeve 13 is for blocking heat transfer from the heating roller 4 to the bearing 12 in order to prevent thermal deterioration of the bearing 12. As shown in FIG. 12, the heat insulating sleeve 13 is provided with a slit 13a in the axial direction so that the heating roller 4 is not damaged during thermal expansion, and the expansion of the expansion is absorbed by the slit 13a.
ベルト蛇行規制手段８には、図１３および図１４に示すように、立上部８１の周縁に引掛部８２が一体に成形されている。もちろん、引掛部８２は溶接、接着、圧入、あるいは、樹脂カラーのはめ込みなどで加工してもよい。引掛部８２が断熱スリーブ１３の鍔部１３ｂに嵌合することにより、ベルト蛇行規制手段８の位置規制部（軸方向規制部）の機能を備えている。断熱スリーブ１３をベルト蛇行規制手段８の引掛部８２に嵌め込む際は、断熱スリーブ１３をスリットの隙間が無くなるまで押し縮め、引掛部８２に挿入すればよい。 As shown in FIGS. 13 and 14, the belt meandering restricting means 8 is integrally formed with a hook portion 82 on the periphery of the upright portion 81. Of course, the hook portion 82 may be processed by welding, bonding, press-fitting, or fitting a resin collar. By engaging the hook portion 82 with the flange portion 13 b of the heat insulating sleeve 13, a function of a position restricting portion (axial restricting portion) of the belt meander restricting means 8 is provided. When the heat insulating sleeve 13 is fitted into the hooking portion 82 of the belt meandering restricting means 8, the heat insulating sleeve 13 may be compressed and inserted into the hooking portion 82 until there is no gap between the slits.
また、引掛部８２を立上部８１と別体とした場合には、図１５に示すように、断面形状がＬ字状の引掛部８２をベルト蛇行規制手段８の立上部８１に取付ける前に、予め断熱スリーブ１３をベルト蛇行規制手段８の立上部８１と近接対向させる。そして、引掛部８２を立上部８１に接合することで、断熱スリーブ１３とベルト蛇行規制手段８を一体の部品とすることもできる。 Further, when the hook portion 82 is separated from the upright portion 81, as shown in FIG. 15, before attaching the hook portion 82 having a L-shaped cross section to the upright portion 81 of the belt meandering restricting means 8, The heat insulating sleeve 13 is brought in close proximity to the upright portion 81 of the belt meandering restricting means 8 in advance. And the heat insulation sleeve 13 and the belt meandering control means 8 can also be made into an integral component by joining the hook part 82 to the upright part 81.
１ 定着装置
２ 定着ベルト（ベルト）
２ａ ベルト端部
３ 定着ローラ
４ 加熱ローラ
４ａ 中央部
４ｂ 小径部
４ｃ 段差部
５ 加圧ローラ
７ ハロゲンヒーター
８ ベルト蛇行規制手段
１０ 軸方向規制部（規制手段）
１１ フレーム
１２ ベアリング
１３ 断熱スリーブ
１３ａ スリット
１３ｂ 鍔部
１５ 高抵抗部材
１６ 低抵抗部材
２０ 定着ニップ部
２１ 未定着トナー
３０ 間隙
８０ 嵌合部（部分）
８１ 立上部（部分）
８２ 引掛部（規制手段）
1 Fixing Device 2 Fixing Belt (Belt)
2a Belt end part 3 Fixing roller 4 Heating roller 4a Center part 4b Small diameter part 4c Step part 5 Pressure roller 7 Halogen heater 8 Belt meandering restricting means 10 Axial restricting part (regulating means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Frame 12 Bearing 13 Heat insulation sleeve 13a Slit 13b Gutter part 15 High resistance member 16 Low resistance member 20 Fixing nip part 21 Unfixed toner 30 Gap 80 Fitting part (part)
81 Upright (part)
82 Hook (regulation means)
Claims (10)
前記ベルトにテンションを付与する方向に押圧された前記加熱ローラ両端部に、ベルト蛇行規制手段が設けられ、
前記ベルト蛇行規制手段は、ベルトエッジが当接する部分と、前記加熱ローラ外周方向に摺動可能に加熱ローラ外周と嵌合する部分とを備え、
前記加熱ローラ外周と嵌合する部分は、前記ベルト内周面と前記加熱ローラ外周との間に挟まれ、
前記ベルト蛇行規制手段がベルト蛇行方向へ移動するのを規制する規制手段を備えていることを特徴とする定着装置。 An endless belt is stretched between a heating roller and a fixing roller, and a pressure roller is pressed against the fixing roller from the outside of the belt via the belt, and is formed by the belt and the pressure roller. A fixing device for fixing unfixed toner at a fixing nip,
Belt meandering restricting means is provided at both ends of the heating roller pressed in the direction of applying tension to the belt,
The belt meandering restricting means includes a portion with which a belt edge abuts, and a portion that fits with the outer periphery of the heating roller so as to be slidable in the outer peripheral direction of the heating roller,
The portion that fits with the outer periphery of the heating roller is sandwiched between the inner peripheral surface of the belt and the outer periphery of the heating roller,
A fixing device comprising: a regulating means for regulating the belt meandering regulating means from moving in the belt meandering direction.
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