JP6660588B2 - Fixing device and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、定着装置および画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device and an image forming device.
従来から、ウォームアップ時間が短く、消費電力の少ない定着装置として、定着ベルトを挟んだ状態で加圧部材をニップ形成部材に圧接させてニップ部を形成する定着装置を備えた画像形成装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a fixing device with a short warm-up time and low power consumption, an image forming apparatus including a fixing device that forms a nip portion by pressing a pressing member against a nip forming member with a fixing belt sandwiched therebetween is known. Have been.
特許文献１には、この種の定着装置であって、上記ニップ形成部材の定着ベルトとの接触部分にシリコーンオイルなどの潤滑剤を含浸する潤滑剤含浸部材たる摺動シートを貼り付けた定着装置が記載されている。 Patent Document 1 discloses a fixing device of this type, in which a sliding sheet as a lubricant impregnating member for impregnating a lubricant such as silicone oil is adhered to a contact portion of the nip forming member with a fixing belt. Is described.
ニップ形成部材に貼り付けられた上記摺動シートに含浸された潤滑剤が定着ベルトの内周面に付着し、摺動シートと定着ベルトとの間に潤滑剤が介在することになる。これにより、摺動シートと定着ベルトとの摩擦力が、潤滑剤の潤滑効果により低減することができ、定着ベルトを円滑に回転させることができると記載されている。 The lubricant impregnated in the sliding sheet attached to the nip forming member adheres to the inner peripheral surface of the fixing belt, and the lubricant is interposed between the sliding sheet and the fixing belt. It is described that the frictional force between the sliding sheet and the fixing belt can be reduced by the lubricating effect of the lubricant, and the fixing belt can be smoothly rotated.
しかしながら、上記摺動シートが、定着ベルトを介して、加圧ローラにより押圧されることにより、摺動シートに含浸している潤滑剤が摺動シートの定着ベルト幅方向の端部側へ移動し、上記摺動シートの上記幅方向端部から漏れ出すおそれがあった。 However, when the sliding sheet is pressed by the pressure roller via the fixing belt, the lubricant impregnated in the sliding sheet moves to the end of the sliding sheet in the fixing belt width direction. There is a possibility that the sliding sheet leaks out from the end in the width direction.
上記課題を解決するために、本発明は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周側に配置されるニップ形成部材と、前記ニップ形成部材に対し前記定着ベルトを間に挟んで対向するように配置され、前記ニップ形成部材と前記定着ベルトを挟みこんでニップ部が形成されるように、前記定着ベルトを前記ニップ形成部材側へ加圧する加圧部材と、前記定着ベルトと前記ニップ形成部材との間に潤滑剤を含浸する潤滑剤含浸部材とを備えた定着装置において、前記ニップ形成部材の前記潤滑剤含浸部材との接触面および前記定着ベルトの内周面の少なくとも一方に溝を設け、前記溝を、前記定着ベルトの幅方向に複数設け、上記幅方向端部側の溝の溝深さを、上記幅方向中央側の溝の溝深さに比べて深くしたことを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotatable endless fixing belt, a nip forming member disposed on the inner peripheral side of the fixing belt, and the fixing belt being interposed between the nip forming member. A pressure member that is disposed so as to oppose the fixing belt and presses the fixing belt toward the nip forming member so that a nip portion is formed between the nip forming member and the fixing belt; And a lubricant impregnating member for impregnating a lubricant between the nip forming member and the nip forming member, wherein at least a contact surface of the nip forming member with the lubricant impregnating member and an inner peripheral surface of the fixing belt. A groove is provided on one side , a plurality of the grooves are provided in the width direction of the fixing belt, and a groove depth of the groove on the width direction end side is made deeper than a groove depth of the groove on the width direction center side. Characterized by Than it is.
本発明によれば、潤滑剤含浸部材の定着ベルト幅方向端部から、潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the leakage of the lubricant from the end of the lubricant impregnated member in the width direction of the fixing belt.
以下、本発明を、画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an image forming apparatus will be described.
In each of the drawings for describing the embodiments of the present invention, components such as members and components having the same function or shape are described once by assigning the same reference numerals as much as possible after discrimination. Then, the description is omitted.
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図である。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus 1 according to the present embodiment.
The image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a color laser printer, and four
具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。
Specifically, each of the
なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。
In FIG. 1, only the
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。
An exposure device 9 for exposing the surface of the
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、中間転写ベルト３０と、４つの一次転写ローラ３１と、二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４と、ベルトクリーニング装置３５とを備える。
A transfer device 3 is disposed above the
中間転写ベルト３０は、無端状のベルト部材であり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
The
４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）と交流電圧（ＡＣ）との少なくとも一方が、各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。
Each of the four
二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）と交流電圧（ＡＣ）との少なくとも一方が、二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。
The
ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた廃トナー移送ホースは、廃トナー収容器の入口部に接続されている。
The
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部が設けられており、ボトル収容部には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと各現像装置７との間には、補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。
A bottle accommodating section is provided at an upper portion of the printer main body, and four
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けられている。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
On the other hand, a
プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。
A transport path R for discharging the paper P from the paper feed tray 10 through the secondary transfer nip to the outside of the apparatus is provided in the printer body. In the transport path R, a pair of registration rollers 12 as transport means for transporting the sheet P to the secondary transfer nip is disposed upstream of the position of the
また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ１４が設けてある。
Further, a
以上の構成を備えた画像形成装置の基本動作は次の通りである。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が駆動装置によって図中時計回り方向に回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。
The basic operation of the image forming apparatus having the above configuration is as follows.
When the image forming operation is started, each of the
帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
The charged surface of each
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図中反時計回り方向に回転駆動し、中間転写ベルト３０を図中矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧または定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
When the image forming operation is started, the secondary
その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。このようにして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。
Thereafter, when the toner image of each color on the
また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。その後、除電装置によって各感光体５の表面が除電され、表面電位が初期化される。
Further, the toner on each
画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
In the lower part of the image forming apparatus, the paper feed roller 11 starts rotating and driving, and the paper P is sent out from the
その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器へと搬送され回収される。
Thereafter, when the toner image on the
その後、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。
Thereafter, the sheet P is transported to the fixing
以上の説明は、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり２つまたは３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
The above description is an image forming operation for forming a full-color image on the sheet P. However, a single-color image is formed using any one of the four
次に、図２を用いて本実施形態に係る定着装置２０の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る定着装置２０の断面図である。
定着装置２０は、内部が中空な表面無端移動体である定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１に対向して回転可能に設けられた対向回転体からなる加圧部材としての加圧ローラ２２とを備えている。
Next, the configuration of the fixing
The fixing
定着ベルト２１の内側には、定着ベルト２１を加熱する熱源としてのハロゲンヒータ２３と、定着ベルト２１を介して対向する加圧ローラ２２とニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２４とが設けられている。さらに、定着ベルト２１の内側には、ハロゲンヒータ２３から放射される光を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６が設けられている。ハロゲンヒータ２３は、定着装置２０の側板に固定支持されている。
Inside the fixing
また、定着ベルト２１のおもて面に対向して配置され、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ２７を備えている。さらに、定着ベルト２１から用紙Ｐを分離する記録媒体分離手段としての分離板２８や、加圧ローラ２２を定着ベルト２１へ加圧する加圧手段なども備えている。
Further, a temperature sensor 27 is disposed as opposed to the front surface of the fixing
定着ベルト２１としては、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）が用いられる。定着ベルト２１は、ニッケルやステンレス鋼等の金属材料またはポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された内周側の基材を有している。また、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成された外周側の離型層を備えている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。
As the fixing
加圧ローラ２２は、芯金２２ａ、弾性層２２ｂ及び離型層２２ｃによって構成されている。なお、弾性層２２ｂは芯金２２ａの表面に配置されており、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、またはフッ素ゴム等が用いられる。また、離型層２２ｃは弾性層２２ｂの表面に設けられ、ＰＦＡまたはＰＴＦＥ等が用いられる。
The
加圧ローラ２２は、加圧手段としてのスプリングなどによって定着ベルト２１側に向けて加圧されることにより、定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが圧接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Ｎが形成されている。
The
加圧ローラ２２は、画像形成装置本体に設けられているモータ等の駆動源によって回転駆動される。加圧ローラ２２が回転駆動されると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。
The
本実施形態では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータ等の熱源を配設してもよい。
In the present embodiment, the
また、弾性層２２ｂが無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上する。しかし、未定着トナーを押し潰して定着させるときに、ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを改善するには、厚さ１００［μｍ］以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ１００［μｍ］以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができる。
Further, when the
弾性層２２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部に熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。また、定着ベルト２１と加圧ローラ２２とは、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
The
図２に示す定着装置２０では、ハロゲンヒータ２３からの輻射熱（ヒータ光）で定着ベルト２１を直接加熱する方式であって、定着ベルト２１の内側に熱源としてのハロゲンヒータ２３が設けられている。
In the fixing
ハロゲンヒータ２３は、画像形成装置１の本体に設けられた電力供給手段である電源により電力が供給されて出力制御され、発熱するように構成されている。
The
この電源によるハロゲンヒータ２３の出力制御は、例えば温度センサによる定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて、ハロゲンヒータ２３のオン／オフまたは通電量を制御するように行われる。このようなハロゲンヒータ２３の出力制御によって、定着ベルト２１の温度を所望の温度（定着温度）に設定できるようになっている。
The output control of the
また、定着ベルト２１を加熱する熱源として、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ（電磁誘導加熱）ヒータ、抵抗発熱体、セラミックヒータ、又はカーボンヒータ等を用いてもよい。
As a heat source for heating the fixing
ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の軸方向または加圧ローラ２２の軸方向にわたって長手状に配設され、ステー２５によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ２２による圧力でニップ形成部材２４に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ２２の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。なお、ステー２５は、ニップ形成部材２４の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましいが、ステー２５を樹脂製とすることも可能である。ステー２５は定着装置２０の側板に固定支持されている。
The
上記反射部材２６は、ステー２５とハロゲンヒータ２３との間に配設されている。本実施形態では、反射部材２６をステー２５に固定している。また、反射部材２６は、ハロゲンヒータ２３によって直接加熱されるため、高融点の金属材料等で形成されることが望ましい。このように反射部材２６を配設していることにより、ハロゲンヒータ２３からステー２５側に放射された光が定着ベルト２１へ反射される。これにより、定着ベルト２１に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト２１を効率良く加熱することが可能となる。また、ハロゲンヒータ２３からの輻射熱がステー２５等に伝達されるのを抑制することができるので、省エネルギー化も図れる。
The
また、本実施形態のような反射部材２６を設けずに、ステー２５のハロゲンヒータ２３側の面を研磨又は塗装などの鏡面処理をし、反射面を形成してもよい。また、上記反射部材２６又はステー２５の反射面の反射率は、９０％以上であることが望ましい。
Further, instead of providing the reflecting
ただ、ステー２５はその強度を確保するために形状や材質が自由に選択できないため、本実施形態のように反射部材２６を別途設けた方が、形状や材質の選択の自重度が広がり、反射部材２６とステー２５はそれぞれの機能に特化することができる。また、反射部材２６をハロゲンヒータ２３とステー２５との間に設けることにより、ハロゲンヒータ２３に対する反射部材２６の位置が近くなるので、定着ベルト２１を効率良く加熱することが可能となる。
However, since the shape and material of the
また、光の反射による定着ベルト２１の加熱効率をさらに向上させるには、反射部材２６又はステー２５の反射面の向きを検討する必要がある。反射面をハロゲンヒータ２３を中心とする同心円状に配設した場合は、光がハロゲンヒータ２３に向かって反射されるため、その分、加熱効率が低下してしまう。これに対し、反射面の一部又は全部を、ハロゲンヒータ２３以外の方向で定着ベルト側へ光を反射する向きに配設した場合は、ハロゲンヒータ２３の方向へ反射される光量が少なくなるため、反射光による加熱効率を向上させることができる。
Further, in order to further improve the heating efficiency of the fixing
また、本実施形態に係る定着装置２０は、さらなる省エネ性及びファーストプリントタイムなどの向上のために、種々の構成上の工夫が施されている。具体的には、ハロゲンヒータ２３によって定着ベルト２１をニップ部Ｎ以外の箇所において直接加熱できるようにしている（直接加熱方式）。本実施形態では、ハロゲンヒータ２３と定着ベルト２１の図２の左側の部分の間に何も介在させないようにし、その部分においてハロゲンヒータ２３からの輻射熱を定着ベルト２１に直接与えるようにしている。
Further, in the fixing
また、定着ベルト２１の低熱容量化を図るために、定着ベルト２１を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト２１を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２１の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２１全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。
Further, in order to reduce the heat capacity of the fixing
なお、本実施形態では、加圧ローラ２２の直径を２０〜４０ｍｍに設定しており、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ２２の直径を同等となるように構成している。ただし、この構成に限定されるものではない。例えば、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径よりも小さくなるように形成してもよい。その場合、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ２２の曲率よりも小さくなるため、ニップ部Ｎから排出される記録媒体が定着ベルト２１から分離されやすくなる。
In the present embodiment, the diameter of the
また、ニップ形成部材２４は、耐熱温度２００℃以上の耐熱部材からなるベース部２４ａと、金属などの良熱伝導性材料からなる後述する均熱部２４ｂとで構成されている。ベース部２４ａを耐熱温度２００℃以上の耐熱部材で構成することで、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材２４の変形を防止し、安定したニップ部Ｎの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。ベース部２４ａには、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂を用いることが可能である。本実施形態では、ＬＰＣである東レ社製のＴＩ−８０００を用いている。
The
図３は、均熱部２４ｂを有さないニップ形成部材を用いた従来例の定着ベルト２１の幅方向の温度分布と、均熱部２４ｂを有するニップ形成部材を用いた本実施形態の定着ベルト２１の幅方向の温度分布とを示す図である。
図３の鎖線Ａが、従来例の定着ベルト２１の温度分布を示しており、実線Ｂが、本実施形態の定着ベルト２１の温度分布を示している。また、図３のＷは、定着ニップ部Ｎに通紙する用紙幅を示している。
FIG. 3 shows the temperature distribution in the width direction of the fixing
A chain line A in FIG. 3 shows the temperature distribution of the fixing
従来例では、ハロゲンヒータ２３から定着ベルト２１に与えられた熱は、通紙幅Ｗの領域（以下、通紙部という）では、主にニップ部Ｎで定着ベルト外側と当接する紙・トナー・加圧ローラ、また、定着ベルト内側で当接するニップ形成部材２４に伝達される。一方、通紙幅外側の領域（以下、非違通紙部という）では、定着ベルト２１に与えられた熱は、ニップ形成部材２４にのみに伝達される。従来のニップ形成部材２４は、一般的に熱伝導率の低い樹脂からなるベース部のみで構成されており、ニップ形成部材２４への伝熱量が少なく、熱移動がしにくい。その結果、非通紙部においては連続通紙するにつれ定着ベルト２１への熱蓄積がすすみ、図３の鎖線Ａに示すように、非通紙部の温度が、通紙部の温度よりも高くなる。特に、定着ベルト２１や加圧ローラ径、線速、生産性が固定されている場合、非通紙部が大きい程定着ベルト２１に蓄積する熱が増え、端部温度上昇が大きくなる。
In the conventional example, the heat given to the fixing
一方、本実施形態では、ニップ形成部材２４が、熱伝導率の高い均熱部２４ｂを有しているので、定着ベルト２１の非通紙部に過剰に蓄積する熱を均熱部２４ｂにより吸熱する。その吸熱した熱は、通紙により熱を奪われ、比較的低温となっている幅方向中央の通紙部やハロゲンヒータの非加熱部へと熱移動する。これにより、図３の実線Ｂに示すように、定着ベルト２１非通紙部の温度上昇を抑制することができた。図３に示すように、均熱部２４ｂを設けた場合、均熱部２４ｂを設けなかった場合に比べて、非通紙部の温度を、５〜１０℃下げることができた。
On the other hand, in the present embodiment, since the
ニップ形成部材２４を、良熱伝導性の部材のみで構成して、端部温度上昇の抑制能力を高めることも可能である。しかし、この場合は、定着ベルト２１の熱が、ニップ形成部材から金属製のステー２５へ伝導され、ステー２５から定着ベルトの側板へ伝導されることでニップ形成部材２４の温度の低下が速く、定着ベルト２１の熱を過剰に奪っていく。その結果、通紙部での温度落ち込みの原因となる。また、熱を過剰に吸熱してしまうため、定着ベルト２１が定着温度に到達するまで時間がかかってしまいウォームアップタイムや消費電力量にも悪影響を及ぼす。このため、ニップ形成部材２４は、熱伝導性の悪い部材からなるベース部２４ａと、熱伝導性の良い部材からなる均熱部２４ｂとで構成することで、ベース部２４ａが、ステー２５への熱移動を抑制することができ、ニップ形成部材２４が定着ベルトの熱を過剰に吸熱するのを抑制し、かつ、定着ベルトの温度を幅方向で均等にすることができる。
It is also possible to configure the nip forming
また、均熱部２４ｂには銅などの金属部材を用いることが望ましいが、非通紙部の温度上昇の大きさに合わせ樹脂製とすることも可能である。
It is desirable to use a metal member such as copper for the
また、ニップ形成部材２４と定着ベルト２１との間に潤滑剤が含浸された潤滑剤含浸部材たる摺動シート２９が設けられている。摺動シート２９は、耐熱性を有する微細なフッ素系繊維を織り込んだシートや、耐熱性を有する多孔質樹脂からなり、潤滑剤を毛細管現象によって吸収させている。
A sliding
潤滑剤としては、例えばシリコーンオイルが挙げられ、耐熱性及び耐久性及び潤滑能力としては望ましく、使用条件により様々な粘度のものを選択することが可能なため良い。その他の潤滑剤としては、フッ素系・シリコン系のグリスも挙げられる。 Examples of the lubricant include silicone oil, which is desirable in terms of heat resistance, durability, and lubricating ability, and is preferable because various viscosities can be selected depending on use conditions. Other lubricants include fluorine-based and silicon-based grease.
本実施形態においては、定着ベルト内周面とニップ形成部材２４は圧接するように構成されているため、定着ベルト内周面とニップ形成部材表面との間の摩擦が大きいと定着ベルト２１の走行を妨げ、定着不良や紙しわ等を発生させてしまう。また、摩擦が大きいことによるトルク上昇により定着装置の寿命が短くなってしまう。そこで、上述したように、潤滑剤を含浸した摺動シート２９を設けて、摺動シート２９からベルト内周面に潤滑剤を塗布して、潤滑剤により、ニップ形成部材２４と定着ベルト内周面との摩擦を低減させている。これにより、定着ベルト２１のスムースな走行を行うことができる。
In the present embodiment, since the inner peripheral surface of the fixing belt and the
図４は、摺動シート２９に含浸した潤滑剤の定着ベルト２１の内周面への付着について説明する図である。
図４に示すように、本実施形態では、摺動シート２９は、ニップ部の通紙方向長さよりも長く、ニップ形成部材２４を包み込むように折りたたまれて設けられている。
摺動シート２９が、定着ベルト２１を介して、加圧ローラ２２により押圧されることにより、摺動シート２９に含浸している潤滑剤が図中矢印に示すように、搾り出されて定着ベルト２１の内周面に付着する。これにより、定着ベルト２１の内周面とニップ形成部材２４との摩擦抵抗を低減することができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating the adhesion of the lubricant impregnated in the sliding
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the sliding
When the sliding
図５は、定着ベルトを保持するベルト保持部材としてのフランジ４２と、定着ベルト２１とを示す斜視図である。
定着ベルト２１の幅方向両端部には、それぞれフランジ４２に設けられたガイド部４２ａが挿入されており、定着ベルト２１はガイド部４２ａによって回転可能に保持されている。ガイド部４２ａは、加圧ローラ側が切り欠かれた略円筒形状をしている。ガイド部４２ａは、定着ベルト２１の内径とほぼ同等の外径を有し、定着ベルト２１の両端から内側に所定量入り込む長さを有している。
FIG. 5 is a perspective view showing a
図５に示すように、ガイド部４２ａは、加圧ローラ側が切り欠かれた略円筒形状をしているため、摺動シート２９の長手方向の両端部には、部材が接触しておらず、オープンになっている。そのため、摺動シート２９が加圧ローラ２２により押圧される際にその長手方向の両端部から潤滑剤が漏れ出てしまうことがある。摺動シート２９の長手方向両端部から漏れ出た潤滑剤は、定着ベルト２１の摺動シート２９の長手方向端部よりも外側に付着する。そして、定着処理を繰り返す中で潤滑剤が定着ベルト２１の幅方向端部に移動し、定着ベルト２１とガイド部４２ａとの間から潤滑剤が漏れる。その結果、経時の使用で、摺動シート２９に含浸される潤滑剤が徐々に減っていき、最終的には枯渇してしまう。潤滑剤が枯渇すると、ニップ形成部材２４と定着ベルト２１との間の摩擦が大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、摺動シート２９の長手方向両端からの潤滑剤が漏れ出すのを抑制するようにした。以下に、図面を用いて説明する。
As shown in FIG. 5, since the
図６は、本実施形態の特徴部について説明する図である。
図６に示すように、本実施形態においては、ニップ形成部材２４の均熱部２４ｂの摺動シート２９と対向する部分に、溝部４１ａを設けた。溝部４１ａは、用紙通紙方向に延びており、定着ベルト２１の幅方向に等間隔で複数設けられている。
FIG. 6 is a diagram illustrating a characteristic portion of the present embodiment.
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a
このように、均熱部２４ｂに溝部４１ａを設けることで、加圧ローラ２２により摺動シート２９が押圧された際、摺動シート２９に含浸された潤滑剤は、溝部４１ａに漏れ出し、溝部４１ａに貯められる。これにより、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。また、経時の使用で、摺動シート２９内の潤滑剤が減少すると、溝部４１ａに貯まっている潤滑剤が摺動シート２９に吸収される。これにより、経時に亘り、定着ベルト２１の内周面に潤滑剤を塗布することができ、定着ベルト２１の内周面とニップ形成部材２４との摩擦抵抗を低減することができる。
Thus, by providing the
また、溝部４１ａの深さ、溝部４１ａの幅、溝部４１ａの数などは、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出さないように、適宜設定すればよい。さらには、潤滑剤の粘度によっても、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出しをコントロールすることができる。
The depth of the
本実施形態においては、ニップ形成部材２４が均熱部２４ｂを有する構成であるが均熱部２４ｂを有さない構成でもよい。この場合は、ニップ形成部材２４のベース部２４ａに溝部を形成する。
In the present embodiment, the
次に、変形例について、説明する。 Next, a modified example will be described.
［変形例１］
図７は、変形例１について説明する図である。
図７に示すように、変形例１においては、溝部４１ａに貯まった潤滑剤が、長手方向中央部に集まるように、均熱部２４ｂの長手方向端部側の溝部４１ａを傾斜させたものである。
摺動シート内の潤滑剤は、定着ベルト２１の移動に伴い、定着ベルト２１に搾られるようにして、ニップ部における定着ベルト２１の移動方向上流側から下流側へと移動する。また、同様にして、溝部４１ａに貯まった潤滑剤が、ニップ部における定着ベルトの移動方向上流側から下流側へと移動する。よって、均熱部２４ｂの長手方向端部側の溝部４１ａを、通紙方向下流側が、長手方向中央に位置するように傾斜させる。これにより、溝部４１ａに貯まった潤滑剤が、定着ベルト２１の移動方向上流側から下流側へと移動するとき、溝部４１ａに案内されて、長手方向中央へ寄せられる。これにより、溝部４１ａに貯まった潤滑剤が、長手方向中央寄りで、摺動シート２９に吸収され、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのをより一層抑制することができる。
[Modification 1]
FIG. 7 is a diagram illustrating the first modification.
As shown in FIG. 7, in the first modification, the
As the fixing
［変形例２］
図８は、変形例２について説明する図である。図８（ａ）は、要部分解斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡの部分の概略断面図である。
この変形例２は、図８（ｂ）に示すように、長手方向端部側の傾斜した溝部の溝深さを、通紙方向に平行な中央の溝部の溝深さよりも深くしたものである。
溝部の溝深さを、深くすることで、溝部で保持できる潤滑剤量を増やすことができる。これにより、端部側の溝部に保持された潤滑剤が満杯となって、端部側の潤滑剤を溝部４１ａに十分漏れ出させることができないという事態が生じるのを抑制することができる。
[Modification 2]
FIG. 8 is a diagram illustrating a second modification. FIG. 8A is an exploded perspective view of a main part, and FIG. 8B is a schematic sectional view of a portion A in FIG. 8A.
In this modified example 2, as shown in FIG. 8B, the groove depth of the inclined groove on the longitudinal end side is made deeper than the groove depth of the central groove parallel to the paper passing direction. .
By increasing the depth of the groove, the amount of lubricant that can be held in the groove can be increased. Accordingly, it is possible to suppress a situation in which the lubricant held in the groove on the end portion becomes full and the lubricant on the end portion cannot sufficiently leak into the
［変形例３］
図９は、変形例３について説明する図である。
この変形例３は、定着ベルト２１の内周面に溝部２１ａを設けたものである。かかる構成としても、加圧ローラにより摺動シートが押圧された際に、潤滑剤が定着ベルト２１に設けた溝部に漏れ出し、定着ベルト２１の溝部２１ａに貯めることができる。これにより、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。この変形例３においても、定着ベルト２１に設ける溝部２１ａの深さ、幅、溝部の数などは、摺動シート２９の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出さないように、適宜設定すればよい。
[Modification 3]
FIG. 9 is a diagram illustrating a third modification.
In the third modification, a
以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
回転可能な無端状の定着ベルト２１と、定着ベルト２１の内周側に配置されるニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４に対し定着ベルト２１を間に挟んで対向するように配置され、ニップ形成部材２４と定着ベルト２１を挟みこんでニップ部が形成されるように、定着ベルト２１をニップ形成部材側へ加圧する加圧ローラ２２などの加圧部材と、定着ベルト２１とニップ形成部材２４との間に潤滑剤を含浸する摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材とを備えた定着装置において、ニップ形成部材２４の潤滑剤含浸部材との接触面および定着ベルトの内周面の少なくとも一方に溝を設けた。
これによれば、加圧ローラ２２などの加圧部材による摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材への押圧で、潤滑剤含浸部材に含浸された潤滑剤は、前記ニップ形成部材２４の前記潤滑剤含浸部材との接触面および前記定着ベルト２１の内周面の少なくとも一方に設けられた溝に漏れ出し、上記溝に貯められる。このように、潤滑剤含浸部材に含浸されている潤滑剤が漏れ出ることができる箇所を、潤滑剤含浸部材の定着ベルト幅方向両端部以外に設けることで、潤滑剤含浸部材の定着ベルト幅方向端部から、潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。また、潤滑剤含浸部材に含まれる潤滑剤の量が少なくなると、溝に貯まった潤滑剤が、潤滑剤含浸部材に戻る。これにより、経時に亘り、潤滑剤含浸部材と定着ベルトとの間に潤滑剤を介在させることができ、定着ベルトを円滑に回転させることができる。
What has been described above is merely an example, and each embodiment has a specific effect.
(Aspect 1)
A rotatable endless fixing
According to this, the lubricant impregnated in the lubricant impregnated member by the pressing of the lubricant impregnated member such as the sliding
（態様２）
（態様１）において、前記ニップ形成部材２４の摺動シートなどの潤滑剤含浸部材との接触面に前記溝を設けたものであって、前記ニップ形成部材２４は、上記定着ベルトの幅方向の温度を均等にする均熱部２４ｂを有し、該均熱部２４ｂに前記溝を設けた。
これによれば、先の図３を用いて説明したように、均熱部２４ｂを設けることで、定着ベルト２１の幅方向端部温度の上昇を抑制することができる。また、均熱部２４ｂに溝を設けることにより、この均熱部２４ｂの溝に摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材の潤滑剤を漏れ出させることができる。
(Aspect 2)
In (Aspect 1), the groove is provided on a contact surface of the
According to this, as described with reference to FIG. 3, by providing the
（態様３）
（態様１）または（態様２）において、前記ニップ形成部材２４の摺動シートなどの潤滑剤含浸部材との接触面に前記溝を設けたものであって、前記溝を、定着ベルト２１の幅方向中央へ傾倒させた。
これによれば、変形例１で説明したように、溝に漏れ出した潤滑剤を、定着ベルトの幅方向に中央に寄せることができる。これにより、溝に漏れ出した潤滑剤を、定着ベルト幅方向中央側で、摺動シート２９などの潤滑剤含浸部材に吸収させることができる。これにより、潤滑剤含浸部材の長手方向両端部から潤滑剤が漏れ出すのを寄り一層抑制することができる。
(Aspect 3)
(Aspect 1) or (Aspect 2), wherein the
According to this, as described in the first modification, the lubricant leaked into the groove can be brought to the center in the width direction of the fixing belt. Thus, the lubricant leaked into the groove can be absorbed by the lubricant impregnated member such as the sliding
（態様４）
（態様３）において、前記溝を、定着ベルト２１の幅方向に複数設け、上記幅方向端部側の溝深さを、上記幅方向中央側の溝深さに比べて深くした。
これによれば、変形例２で説明したように、端部側の溝部で、確実に端部側の溝部に潤滑剤含浸部材の潤滑剤を漏れ出させることができ、潤滑剤含浸部材の定着ベルト幅方向の端部から潤滑剤が漏れ出すのを抑制することができる。
(Aspect 4)
In (Aspect 3), a plurality of the grooves are provided in the width direction of the fixing
According to this, as described in the second modification, the lubricant of the lubricant-impregnated member can be reliably leaked from the groove on the end side to the groove on the end side, and the fixing of the lubricant-impregnated member can be performed. Leakage of the lubricant from the end in the belt width direction can be suppressed.
（態様５）
感光体５などの像担持体と、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段（本実施形態では、帯電装置６、露光装置９、現像装置７などで構成）と、トナー像を前記像担持体上から用紙Ｐなどの記録材上に転写する転写装置３などの転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着装置２０などの定着手段とを備えた画像形成装置において、定着手段として、（態様１）乃至（態様４）いずれかに記載の定着装置を用いる。
これによれば、経時に亘り定着不良や紙しわ等の不具合の発生を抑制することができる。
(Aspect 5)
An image carrier such as a
According to this, it is possible to suppress the occurrence of defects such as fixing failure and paper wrinkling over time.
１：画像形成装置
３：転写装置
５：感光体
６：帯電装置
７：現像装置
９：露光装置
２０：定着装置
２１：定着ベルト
２１ａ：溝部
２２：加圧ローラ
２３：ハロゲンヒータ
２４：ニップ形成部材
２４ａ：ベース部
２４ｂ：均熱部
２５：ステー
２６：反射部材
２７：温度センサ
２８：分離板
２９：摺動シート
４１ａ：溝部
４２：フランジ
４２ａ ガイド部
1: Image forming device 3: Transfer device 5: Photoreceptor 6: Charging device 7: Developing device 9: Exposure device 20: Fixing device 21: Fixing
Claims (4)
前記定着ベルトの内周側に配置されるニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材に対し前記定着ベルトを間に挟んで対向するように配置され、前記ニップ形成部材と前記定着ベルトを挟みこんでニップ部が形成されるように、前記定着ベルトを前記ニップ形成部材側へ加圧する加圧部材と、
前記定着ベルトと前記ニップ形成部材との間に潤滑剤を含浸する潤滑剤含浸部材とを備えた定着装置において、
前記ニップ形成部材の前記潤滑剤含浸部材との接触面および前記定着ベルトの内周面の少なくとも一方に溝を設け、
前記溝を、前記定着ベルトの幅方向に複数設け、
上記幅方向端部側の溝の溝深さを、上記幅方向中央側の溝の溝深さに比べて深くしたことを特徴とする定着装置。 A rotatable endless fixing belt,
A nip forming member disposed on the inner peripheral side of the fixing belt,
The fixing belt is disposed so as to face the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and the fixing belt is formed so that a nip portion is formed by sandwiching the fixing belt with the nip forming member. A pressure member for pressing the side,
A fixing device including a lubricant impregnated member for impregnating a lubricant between the fixing belt and the nip forming member,
A groove is provided on at least one of a contact surface of the nip forming member with the lubricant impregnated member and an inner peripheral surface of the fixing belt ,
A plurality of the grooves are provided in a width direction of the fixing belt,
A fixing device, wherein the depth of the groove on the side in the width direction is greater than the depth of the groove on the center side in the width direction .
前記ニップ形成部材の前記潤滑剤含浸部材との接触面に前記溝を設けたものであって、
前記ニップ形成部材は、上記定着ベルトの幅方向の温度を均等にする均熱部を有し、該均熱部に前記溝を設けたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The groove provided on a contact surface of the nip forming member with the lubricant impregnated member,
The fixing device according to claim 1, wherein the nip forming member has a heat equalizing portion for equalizing a temperature in a width direction of the fixing belt, and the groove is provided in the heat equalizing portion.
前記ニップ形成部材の前記潤滑剤含浸部材との接触面に前記溝を設けたものであって、
前記溝を、通紙方向下流側が前記定着ベルトの幅方向中央に位置するように傾斜させたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein
The groove provided on a contact surface of the nip forming member with the lubricant impregnated member,
The fixing device according to claim 1, wherein the groove is inclined such that a downstream side in a sheet passing direction is positioned at a center in a width direction of the fixing belt.
像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を前記像担持体上から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該記録材に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記定着手段として、請求項１乃至３いずれかに記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A toner image forming means for forming a toner image on an image carrier,
Transfer means for transferring the toner image from the image carrier to a recording material,
A fixing unit for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material,
As the fixing means, an image forming apparatus which comprises using a fixing device according to claims 1 to 3 have shifted.
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