JP2008216444A - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】省エネルギー化や低コスト化の要望を満たす加熱ローラの薄肉化に伴う立ち上がり時間の短縮化を実現しつつ、高速化が可能で、定着ベルトの寄りや蛇行を効果的に防止することのできる優れた加熱ベルト定着装置を提供する。
【解決手段】定着ベルトが、少なくとも一方の端部ないし端部近くの内面側に凸状の寄り規制部を備えるとともに、定着ローラの胴部の側面付近に、定着ベルトの凸状の寄り規制部に対応し、ニップ部での定着ベルトを誘導して寄りの発生を防止する寄り防止溝を設けた寄り止め部材を備えている定着装置。
【選択図】図1[PROBLEMS] To reduce the rise time associated with the thinning of the heating roller that satisfies the demands for energy saving and cost reduction, while being able to increase the speed and effectively prevent the fixing belt from slipping and meandering. An excellent heating belt fixing device capable of being provided is provided.
The fixing belt includes a convex shift restricting portion on at least one end or an inner surface near the end, and a convex shift restricting portion of the fixing belt near the side surface of the fuser roller body. Corresponding to the above, a fixing device provided with a shift preventing member provided with a shift prevention groove for guiding the fixing belt at the nip portion to prevent the shift.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、電子写真プリンタ等の電子写真記録装置において、紙、フィルム等の記録体面上に形成された加熱溶融性トナーからなる画像を加熱して固定画像として記録体面上に定着する加熱ベルト定着方式の定着装置に関する。また、本発明は、かかる定着装置を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic recording apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, an electrophotographic printer, or the like, and heats an image made of heat-meltable toner formed on a recording material surface such as paper or film to form a fixed image on the recording material surface. The present invention relates to a fixing device of a heating belt fixing type for fixing. The present invention also relates to an image forming apparatus having such a fixing device.
従来、画像形成装置において、紙やフィルム等の記録体の一面に形成したトナー画像を定着する方法として、一般的に、熱によりトナーを溶融して記録体の一面上に定着させる加熱定着方式が用いられている。 Conventionally, in an image forming apparatus, as a method for fixing a toner image formed on one surface of a recording material such as paper or film, there is generally a heat fixing method in which toner is melted by heat and fixed on one surface of the recording material. It is used.
また、フルカラー機では図1に示すように、その応用機構である加熱ベルト定着方式が熱効率が高く、しかも安全である等の理由から最も広く使われている。 In full-color machines, as shown in FIG. 1, the heating belt fixing system, which is the application mechanism, is most widely used because of its high thermal efficiency and safety.
この図1のような画像形成装置100の加熱ベルト定着方式に用いられる定着装置40は、図2(a)(モデル断面図)及びその部分拡大モデル図である図2(b)に示すように2つのローラ2と3とによって挟まれたニップ部N2−3で、記録体Pの一面側(トナーSが付着している面)にフッ素樹脂等からなる離型層を有する無端状の定着ベルト5を介して加熱、加圧させてトナーSを記録体P上に定着させる。
The
この加熱・加圧部分であるニップ部N2−3を形成するために、2つのローラ2、3のうち、定着ベルト5を介して記録体Pに接するローラを定着ローラ2とし、記録体Pの他面側に位置し、かつ、図示しない付勢手段7によって定着ローラ2に向けて付勢されるローラを加圧ローラ3とする。
To form a nip portion N 2-3 is this heating and pressurization portion, of the two
上記定着ベルト5は定着ローラ2と熱源8を内蔵する加熱ローラ1とに張架され、テンション力(張力)fをテンションローラ4に付与されている。
The
この定着ベルト5は、熱源8によって加熱された加熱ローラ1を介して、定着に必要な温度まで加熱される。また、加圧ローラ3にも図示していないが熱源が内蔵される場合があり、この場合は定着ベルト5は加熱ローラ1および加圧ローラ3により加熱される。
The
さらに、加熱ローラ1に対応する位置で当接する定着ベルト5の表面には温度センサ6が、加圧ローラ3の外周面にも温度センサ61が、それぞれ当接ないし近接配置されており、これら温度センサ6および61の検知温度結果に基づいてニップ部分の温度が最適なトナー定着温度に維持されるように上記熱源への電カ供給量が制御される。
Further, a temperature sensor 6 is disposed on the surface of the
ここで上記熱源としては、八ロゲンランプやセラミックスヒータ等が用いられ、これらが軸線方向に沿って設けられている。 Here, an eight-logen lamp, a ceramic heater, or the like is used as the heat source, and these are provided along the axial direction.
また、このような定着装置40においては、熱源8からの加熱効率の関係から熱伝導性並びに剛性が確保できるように、加熱ローラ1の材料としては一般にアルミニウム合金が用いられている。
In such a
さらにニップ部分が形成されるように定着ローラ2は低硬度の弾性材料からなり、たわみなどによるニップ部N2−3の軸方向偏差を抑制するために、この弾性材料からなる胴部の軸方向形状は、太鼓形状あるいは逆クラウン形状に形成されることもある。
To further the
さらに前述したニップ部分を形成させるため、定着ローラ2と対向する加圧ローラ3としては、定着ローラ2の胴部よりも高硬度な弾性層3bで被覆されたローラ芯金3a(一般的にSTKMなどの鉄系材料あるいはステンレス系材料が用いられる。)で形成され、さらに外周層に高い離型性を有する材料(一般的にフッ素系材料からなるPFAチューブなどが用いられる)からなる離型層3cが形成されている。
Further, in order to form the nip portion described above, the pressure roller 3 facing the
前記加圧ローラ3はその両端部に図示しない転がり軸受(以下、ベアリングと云う)が嵌合され、ベアリングが定着装置40の両側の側板に配置される。
The pressure roller 3 is fitted with rolling bearings (hereinafter referred to as bearings) (not shown) at both ends thereof, and the bearings are disposed on the side plates on both sides of the
このような定着装置において、近年における省エネルギー化や低コスト化の要望から加熱ローラ1には熱伝導性を向上させるために更なる薄肉化が要求され、定着可能な温度に達するまでの時間(定着ベルト5の立上り時間、ウォームアップ時間とも称される。)を短縮して、複写機等の省電カ化を進めることが望まれている。また、高生産性の要求も高く、記録体の移動線速が早くなってきている。このように記録体の移動線速が高くなった場合には、未定着トナーSを記録体Pに定着させる定着時間(ニップ時間Tと称す)を従来と同じにするためには、より広いニップ部N2−3の幅(以下、単にニップ幅Nという)が必要となる。
In such a fixing device, due to the recent demand for energy saving and cost reduction, the
しかしながら、加熱ローラ1を薄肉化すると剛性低下となり、定着ベルト5と空すべりや寄り、蛇行などの搬送不具合の問題が発生する。一般的な定着装置で、加熱ローラ1の肉厚を0.6mm以下とした場合は機械強度の低下が著しく、定着ベルト5のテンション力fが加わった場合には加熱ローラ1には反りなどの変形が発生してしまい、この変形に起因して加熱ローラ1と当接する定着ベルト5との間に微小な隙間が発生して部分的な伝熱不良が起きる。
However, when the thickness of the
また、ニップ幅Nの拡大には定着装置40のレイアウト上の制限、小型化の要望等から、ローラ外径を安易に大径にすることで対応できないために、前述のように(図2のような)定着ローラ2と加圧ローラ3との喰い込み量Xを多くする必要がある。しかし、喰い込み量Xを大きくするためには、加圧力Fを強くするか、より軟質な弾性材料を用いるか、あるいは、その両方が必要である。
Further, since the increase in the nip width N cannot be dealt with by easily increasing the outer diameter of the roller due to restrictions on the layout of the
しかし、加圧力Fを強くすれば、弾性材料からなる定着ローラ2はストレス劣化(硬度劣化)しやすくなり、ニップ幅Nの変動ばらつきが生じする。そして、ニップ部N2−3で挟まれている定着ベルト5の搬送精度の悪化(寄り、蛇行など)が発生することになる。
However, if the pressure F is increased, the
ここで、特開2005−338220公報(特許文献1)に記載された従来技術では、その図5で示されたように環状フランジ部材の内周面と端部ホルダーとが摺動しつつ定着ベルトを挟持するが、非画像部と云え、このように定着ベルトの表面層に当接、押圧するために寄り、蛇行が発生すると定着ベルトの表層と基材との間でせん断力が加わり、端部から剥離することになると云う欠点がある。 Here, in the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-338220 (Patent Document 1), as shown in FIG. 5, the fixing belt while the inner peripheral surface of the annular flange member and the end holder slide. Although it is called a non-image portion, it comes close to the surface layer of the fixing belt so as to come into contact with and press, and when meandering occurs, a shearing force is applied between the surface layer of the fixing belt and the base material, and the edge There is a drawback that it will peel off from the part.
また、特開2005−242213公報(特許文献2)、特開2005−156672公報(特許文献3)などでは、たとえば特開2005−242213公報の図4では定着フランジで定着ベルトの搬送規制を行っているために、定着ベルトの端部で寄りや蛇行を規制することになる。しかし、定着ベルトは300μm程度の厚さのために、端部に寄り、蛇行すると、そのときの力により定着ベルト自体の座屈が生じることになる。 In JP 2005-242213 A (Patent Document 2), JP 2005-156672 A (Patent Document 3), etc., for example, in FIG. Therefore, the end of the fixing belt and the meandering are restricted. However, since the fixing belt has a thickness of about 300 μm, if it approaches the end and meanders, the fixing belt itself buckles due to the force at that time.
このように、定着ベルトの寄りや蛇行を効果的に防止する方法はなかった。
ここで、本発明者らは、検討当初は、図3(a)(モデル側面図)図3(b)(モデル上面図)に示すように、加熱ローラ1の幅よりも幅広の定着ベルト5を用い、定着ベルト5に一体に、かつ、その両端部の内面側に周方向に連続する凸条の寄り規制部5aをそれぞれ設け、この寄り規制部5aが加熱ローラ1の端部に片側受けの状態で当接することで、寄りが防止されるようにした。
Here, at the beginning of the study, the inventors of the present invention have the
このとき、蛇行する力(以下、寄り力Fbと云う)が規制部位に加わるが、この寄り力Fbが特に大きくなった場合には、その力は上記加熱ローラ1の片側受けしている部位に集中して加わり、その結果、定着ベルト5も加熱ローラ1も共に回転しているために、凸条5aは加熱ローラ1の胴部に乗り上げてしまうので、充分な効果が得られなかった。
At this time, a meandering force (hereinafter referred to as a biasing force Fb) is applied to the restricting portion. When the shifting force Fb is particularly large, the force is applied to a portion of the
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、省エネルギー化や低コスト化の要望を満たす加熱ローラの薄肉化に伴う立ち上がり時間の短縮化を実現しつつ、高速化が可能で、定着ベルトの寄りや蛇行を効果的に防止することのできる優れた加熱ベルト定着装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to increase the speed while reducing the rise time associated with the thinning of the heating roller that satisfies the demands for energy saving and cost reduction. It is an object of the present invention to provide an excellent heating belt fixing device capable of effectively preventing the fixing belt from being shifted and meandering.
本発明の定着装置は上記課題を解決するため、請求項1に記載の通り、熱源を内蔵する加熱ローラ、中央に大径な胴部を有する定着ローラ、これら加熱ローラと定着ローラとに張架された無端状の定着ベルト、及び、該定着ベルトを介して該定着ローラの胴部に圧接する加圧ローラを備えた定着装置において、前記定着ベルトが、少なくとも一方の端部ないし端部近くの内面側に凸状の寄り規制部を備えるとともに、前記定着ローラの胴部の側面付近に、前記定着ベルトの凸状の寄り規制部に対応し、ニップ部での前記定着ベルトを誘導して寄りの発生を防止する寄り防止溝を設けた寄り止め部材を備えていることを特徴とする定着装置である。 In order to solve the above-described problems, a fixing device according to the present invention has a heating roller with a built-in heat source, a fixing roller having a large-diameter barrel at the center, and a stretched belt between the heating roller and the fixing roller. In the fixing device including the endless fixing belt and the pressure roller that presses the body of the fixing roller through the fixing belt, the fixing belt is at least one end or near the end. A convex shift restriction portion is provided on the inner surface side, and corresponds to the convex shift restriction portion of the fixing belt near the side surface of the fuser roller, and the fixing belt is guided and shifted at the nip portion. A fixing device including a shift preventing member provided with a shift preventing groove for preventing the occurrence of the occurrence of the shift.
また、本発明の定着装置は、請求項2に記載の通り、請求項1に記載の定着装置において、前記寄り止め部材が、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されるニップ部付近の形状と同じ形状を有することを特徴とする。
According to a fixing device of the present invention, as described in
また、本発明の定着装置は、請求項3に記載の通り、請求項1または請求項2に記載の定着装置において、前記凸状の寄り規制部がその先端側に向かって徐々に細く、かつ、前記寄り防止溝が深さ方向に向かって徐々に幅が狭くなっていることを特徴とする。
According to a fixing device of the present invention, as described in claim 3, in the fixing device according to
本発明の画像形成装置は、請求項4に記載の通り、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of the first to third aspects.
本発明の定着装置は、定着ベルトが、少なくとも一方の端部ないし端部近くの内面側に凸状の寄り規制部を備えるとともに、定着ローラの胴部の側面付近に、定着ベルトの凸状の寄り規制部に対応し、該定着ベルトを誘導して寄りの発生を防止する寄り防止溝を設けた寄り止め部材を備えたことにより、加熱ローラの薄肉化に伴う立ち上がり時間の短縮化を実現しつつ、高速化が可能で、定着ベルトの寄りや蛇行を効果的に防止する。さらに定着ベルトの寄り規制部付近は凸状の寄り規制部自体により、いわば、補強された状態であるので、寄り規制によって寄り規制部に力が加わった場合でも、定着ベルトが切れたり延びたりすることが予め防止されているので高寿命であるとともに、故障も予防されている。 In the fixing device of the present invention, the fixing belt includes a convex shift regulating portion on at least one end portion or an inner surface near the end portion, and the fixing belt has a convex shape near the side surface of the fuser roller. Corresponding to the shift regulation part, it has a shift stop member with a shift prevention groove that guides the fixing belt and prevents the shift from occurring, thereby shortening the rise time due to the thinning of the heating roller. However, it is possible to increase the speed and effectively prevent the fixing belt from slipping or meandering. Furthermore, since the vicinity of the fixing belt deviation regulating portion is reinforced by the convex deviation regulating portion itself, the fixing belt may be cut or extended even when force is applied to the deviation regulating portion due to deviation regulation. Is prevented in advance, so that the service life is long and the failure is also prevented.
また、請求項2にかかる定着装置は、上記効果に加え、前記寄り止め部材が、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されるニップ部付近の形状と同じ形状を有するので、ニップ部付近でも定着ベルトの寄り規制部が寄り止め部材の寄り防止溝から外れることがないので、それ以外の外れ止め機構も不要となり、安価な定着装置が可能となると同時により高速化を容易に達成することができる。
In addition to the above effect, the fixing device according to
また、請求項3にかかる定着装置は、上記効果に加え、凸状の寄り規制部がその先端側に向かって徐々に細く、かつ、寄り防止溝が深さ方向に幅が狭くなっているため、定着ベルトの蛇行をより効果的に防止することができる。 In addition to the above-described effect, the fixing device according to claim 3 has a convex shift regulation portion that is gradually narrowed toward the tip side, and the shift prevention groove is narrow in the depth direction. The meandering of the fixing belt can be prevented more effectively.
本発明に係る画像形成装置は、上記のような定着装置を備えているので、加熱ローラの薄肉化に伴う立ち上がり時間の短縮化を実現しつつ、高速化が可能で、定着ベルトの寄りや蛇行を効果的に防止することができ、これらの障害により定着ベルトが切れたり延びたりすることが予め防止されているために高寿命であり、故障も予防されている。 Since the image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device as described above, it is possible to increase the speed while shortening the rise time associated with the thinning of the heating roller, and the fixing belt may be shifted or meandered. Since the fixing belt is previously prevented from being cut or extended due to these obstacles, it has a long service life and a failure is also prevented.
本発明に係る定着装置の1例を図4及び図5に示す。 An example of the fixing device according to the present invention is shown in FIGS.
図4(a)はモデル側面図、図4(b)はモデル上面図、図4(c)は加熱ローラ1に張架された部分の定着ベルト5の寄り規制部5a付近の部分拡大断面モデル図、図4(d)は定着ローラの胴部のニップ部付近の定着ベルト5の寄り規制部5aと寄り止め部材20の寄り防止溝201付近を示した部分拡大断面モデル図、図5(a)は寄り止め部材20の軸を含む断面でのモデル断面図、図5(b)は寄り止め部材20の軸に垂直な断面でのモデル断面図である。
4A is a side view of the model, FIG. 4B is a top view of the model, and FIG. 4C is a partially enlarged cross-sectional model in the vicinity of the
この例は、熱源を内蔵する加熱ローラ1、中央に大径な胴部2aを有する定着ローラ2、これら加熱ローラ1と定着ローラ2とに張架された無端状の定着ベルト5、及び、定着ベルト5を介して定着ローラ2の胴部2aに圧接する加圧ローラ3を備え、定着ベルト5と加圧ローラ3との間に形成されるニップ部N2−3に未定着トナー像が担持された記録体を通して定着を行う定着装置であって、定着ベルト5が、両方の端部の内面側に凸条状の寄り規制部5aをそれぞれその周方向に備えるとともに、定着ローラ2の胴部2aの両方の側面2b付近に、定着ベルト5の凸条状の寄り規制部5aに対応し、ニップ部N2−3での定着ベルト5を誘導して寄りの発生を防止する寄り防止溝201を備えた寄り止め部材20をそれぞれ備えた定着装置である。
In this example, a
この例では寄り防止溝201を備えた寄り止め部材20は有溝円盤、いわゆるプーリー形状をしており、定着ローラ2と同心に配置され、その半径はニップ部N2−3でのニップ圧により変形した状態での定着ローラ2の最も短い半径と同じに設定されている。このために、ニップ部N2−3でのニップ圧による定着ローラ2の胴部2aの定着ベルト5及び加圧ローラ3のくい込みを受けて、寄りが最も生じやすくなっている部分の定着ベルト5をその凸条状の寄り規制部5aと寄り止め部材20の寄り防止溝201によって寄り防止することができるので定着ベルト5は効果的に、その寄り及び蛇行が抑制される。
その結果、上記喰い込み量Xが大きいことにより発生する定着ローラ2のストレス劣化(硬度劣化)が生じた場合であってもニップ部N2−3での定着ベルト5の搬送性悪化(寄り、蛇行など)を防止することができる。
As a result, even if stress deterioration (hardness deterioration) of the fixing
さらに図示するように凸条状の寄り規制部5aがその先端側に向かって徐々に細く、かつ、寄り止め部材20の寄り防止溝201が深さ方向に向かって徐々に幅が狭くなっているために、凸条状の寄り規制部5aが寄り防止溝201から外れて寄り止め部材20の大径部に乗り上げることが防止されている。寄り止め部材20は回転するように設けられてよく、このとき、定着ローラ2に同期して回転しても、あるいは、定着ベルト5によって従動回転しても良いが、回転しないように設けられていても良い。
Further, as shown in the figure, the protruding
図6及び図7には他の形状の寄り止め部材を用いた例を示す。図6には定着ローラ2及び加圧ローラ3付近のモデル側面図を、図7(a)には定着装置のモデル側面図、図7(b)のモデル上面図を示す。
6 and 7 show examples using other shape stopper members. FIG. 6 shows a model side view in the vicinity of the fixing
寄り止め部材22は定着ローラ2の胴部2aの両側面付近にそれぞれ回転しないように配されている。寄り止め部材22の形状は定着ローラ2とほぼ同じ直径のプーリー形状であるが加圧ローラ3側の形状が、ニップ部N2−3でニップ圧により定着ベルト5と加圧ローラ3とのくい込み(くい込み量はX)により変形された定着ローラ2の胴部2aのニップ部付近の形状と同じ形状となっており、さらにその周囲側面には深さ方向に向かって徐々に幅が狭くなっている寄り防止溝221が設けられており、定着ベルト5の先端側に向かって徐々に細くなっている凸条状の寄り規制部5aと互いに嵌り合う。このような構造により、定着ベルト5は定着ベルト5と接している間はその凸条状の寄り規制部5aは寄り防止溝221によって寄りの発生が防止されながら回転するために、より高い寄り防止効果が得られる。
The
ここで、図3にモデル的に示した定着装置(中速機)によってその効果の確認を行った。 Here, the effect was confirmed by a fixing device (medium speed machine) schematically shown in FIG.
実施例1、比較例1〜3で用いた定着ベルト5としては、無端状のPI(ポリイミド)フィルムに200〜300μmの厚さのシリコーンゴムで形成された弾性層5bを有し、その表層にはフッ素樹脂層からなる薄膜な離型層5cが被覆されている。概略寸法は直径がφ60mm、幅が335mmであった。
The fixing
実施例1、比較例1及び比較例2では、この定着ベルト5の両端の内面側に凸状の寄り規制部5aが定着ベルト5と一体になるよう接着したものを用いた。寄り規制部5aの断面形状は図4のように厚さ2.5mm、幅4mmの長方形であり、硬度60度(アスカーC)の弾性材料からなる。上述のようにこの凸状の寄り規制部5aの定着ベルト内部側の面が図3(c)に示すように加熱ローラ3の端部に当たってある程度のベルトの寄り規制がなされる。
In Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the fixing
次に定着ローラ2の構成を説明する。外径が15mmの円柱状の芯金(ステンレスSUS420製 軸部)2cの上に設けられた弾性層2bは厚さ10mm、ゴム硬度35〜38度程度の発泡シリコーンゴムからなり、胴部長さL325mm、胴部外径φ35である。両端部はベアリングが嵌合できるように段付加工を施してある。
Next, the configuration of the fixing
さらに実施例1では寄り止め部材20を具備できるように図5に示すようにベアリング12と弾性層2bの端部との間にさらに段付加工を行っている。実施例1では軽圧入となるように軸外径の公差設定を行っている。このことにより寄り止め部材20は定着ローラwとともに回転する(比較例1及び2では寄り止め部材20を用いない点で実施例1と異なる)。
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 5, a stepping process is further performed between the bearing 12 and the end portion of the
また、比較例3では特開2005−338220公報に係る、寄り防止技術を用いた。具体的には定着ベルト5には寄規制部材は設けず、加熱ローラ1端部にリング状の寄り規制部材(特開2005−338220公報の図5に記載の符号”21”の部材と同様のもの)を取り付け、定着ベルト5の端面がこのリング状の寄り規制部材と当接・摺動しながら回転するようにした。
Further, in Comparative Example 3, a shift prevention technique according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-338220 was used. Specifically, the fixing
実施例1で用いた寄り止め部材20(図5参照)は耐久性、耐熱性が必要であり、本実施例ではPEEK材(一般的に分離爪などに用いられる樹脂材料)を材料として選択した。外径寸法はφ30.5mmとした(ニップ部では定着ローラが弾性変形するために、定着ローラ2の外径φ35より小径としてニップ部での定着ベルトの寄りを防止できるようにする必要がある)。 The stopper member 20 (see FIG. 5) used in Example 1 is required to have durability and heat resistance. In this example, a PEEK material (a resin material generally used for a separation claw or the like) is selected as a material. . The outer diameter was 30.5 mm (the fixing roller is elastically deformed in the nip portion, so that it is necessary to prevent the fixing belt from being shifted in the nip portion by making the diameter smaller than the outer diameter φ35 of the fixing roller 2). .
円周溝部201は上記の寄り規制部材5aの形状に対応するものとして、断面形状が開口幅4.2で深さ6mmで、深さ方法に徐々に狭くなる溝形状とした。
The
加熱ローラ1は金属材料を基体1aと、この基体1aの外表面に設けられた離型層1bとからなる。
The
具体的には、基体1aの概略形状はアルミニウム合金A6063材として形成されており、外径φ25mm、長さ320mm(実施例1及び実施例2)あるいは、325mm(比較例1及び2。加熱ローラの両端でベルトのずれを抑制するために、実施例での加熱ローラよりも長くしてある。一方、実施例では本発明の効果を明瞭とするために加熱ローラの長さを短くして、その両端でのベルトのずれの抑制効果をなくした)、肉厚は比較例1では1.2mmとしたが、実施例1と比較例2及び3での加熱ローラでは0.4mmとした。外周面に設けられた離型層1bはフッ素系樹脂材料(より具体的に1×10−4〜−6Ω程度の導電性PFA樹脂)により形成した。 Specifically, the schematic shape of the substrate 1a is formed as an aluminum alloy A6063 material, and has an outer diameter of 25 mm and a length of 320 mm (Examples 1 and 2) or 325 mm (Comparative Examples 1 and 2). In order to suppress the deviation of the belt at both ends, it is longer than the heating roller in the embodiment, whereas in the embodiment, the heating roller is shortened to clarify the effect of the present invention. The wall thickness was 1.2 mm in Comparative Example 1 but 0.4 mm for the heating rollers in Example 1 and Comparative Examples 2 and 3. The release layer 1b provided on the outer peripheral surface was formed of a fluorine-based resin material (more specifically, a conductive PFA resin of about 1 × 10 −4 to −6 Ω).
ローラ芯金3aには外径:36mm、肉厚:1mmのSTKM系鉄材料を用いて全面パーカ溶液処理で防錆加工を施している。弾性層3bには熱伝導率0.3W/m・℃程度、かつ、ゴム硬度70〜80度のシリコーンゴムで厚さ2mmとした。さらに表層として1×105〜6Ωの導電性PFAチューブを被覆、接着してある。
The roller cored
所定の定着時間を得るためにニップ幅8.5mmが必要なため、ニップ部の喰い込み量Xを2.1mmとなるようにニップ圧を調整した。 Since a nip width of 8.5 mm is necessary to obtain a predetermined fixing time, the nip pressure was adjusted so that the biting amount X of the nip portion was 2.1 mm.
評価結果について説明する。 The evaluation result will be described.
これら実施例1及び比較例1〜3での評価は、線速138mm/s、定着温度150℃の中速機クラス(30CPM)の定着条件での通紙試験で実施した。 The evaluation in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was carried out in a paper passing test under a fixing condition of a medium speed machine class (30 CPM) of a linear speed of 138 mm / s and a fixing temperature of 150 ° C.
本実施例で用いる定着装置40において、A4横の普通紙(用紙坪量70〜90g/m2程度)を耐久保証値である16万枚まで連続通紙することとし、このとき、紙の搬送性として搬送シワ、ジャム性の発生の有無を調べた。
In the fixing
その結果、実施例1では立ち上がり時間(ニップ部が定着可能な温度に達する時間)が21.5秒と充分短く寄り止め部材20を用いた実施例1では16万枚まで不具合なく通紙でき、耐久保証値の約1.3倍の20万枚まで通紙を行うことができた。
As a result, in Example 1, the rise time (the time for reaching the temperature at which the nip can be fixed) is as short as 21.5 seconds, and in Example 1 using the
しかし、加熱ローラの肉厚が厚い比較例1では立ち上がり時間が90秒と長く、実用性が低いため、通紙による検討を行わなかった。 However, in Comparative Example 1 in which the thickness of the heating roller is thick, the rise time is as long as 90 seconds and the practicality is low, so the examination by paper passing was not performed.
比較例2では立ち上がり時間は22秒であったが、通紙での搬送皺が試験初期から発生し123枚目でジャムが発生した。その後もジャムは連続的に発生し、さらに140枚を越えたときにローラへの寄り規制部5aの乗り上げが生じたため、以降の評価を中止した。
In Comparative Example 2, the rise time was 22 seconds. However, a paper feeding flaw occurred from the beginning of the test, and a jam occurred on the 123rd sheet. After that, jams occurred continuously, and when the number of jammed sheets exceeded 140, the
比較例3では立ち上がり時間は23秒であったが、通紙8万枚を越えたときから定着ベルトに波打ち状の搬送むらが生じた。さらに通紙を継続した結果、128000枚でベルト表層が端部から剥離したため、以降の評価を中止した。これは通紙中に定着ベルトの端面が次第に摩耗し変形したことにより蛇行状態に陥ったためである。 In Comparative Example 3, the rise time was 23 seconds, but wavy conveyance unevenness occurred on the fixing belt from the time when it exceeded 80,000 sheets. Furthermore, as a result of continuing paper passing, since the belt surface layer peeled from the edge part by 128000 sheets, subsequent evaluation was stopped. This is because the end face of the fixing belt was gradually worn and deformed during the sheet passing, and the meandering state was caused.
このように本発明によれば、薄肉の加熱ローラを用いた場合でも、優れた耐久性を有する定着装置が得られることが確認された。 Thus, according to the present invention, it was confirmed that a fixing device having excellent durability can be obtained even when a thin heating roller is used.
さらに、高速機によってその効果の確認を行った(実施例2)。 Furthermore, the effect was confirmed with a high-speed machine (Example 2).
実施例1での条件とは、主として、線速172mm/sとして高生産性を向上した高速機クラス(51CPM)に適合するように、寄り止め部材等を変更して行った。具体的には、この速度と、その速度での必要なニップ幅11.2mmを得るために、以下の構成を変更している。 The conditions in Example 1 were mainly carried out by changing the stopper members and the like so as to be suitable for the high speed machine class (51 CPM) that improved the high productivity at a linear speed of 172 mm / s. Specifically, in order to obtain this speed and the required nip width 11.2 mm at that speed, the following configuration is changed.
必要な定着時間を得ることのできるニップ幅Nの11.2mmを実現するための喰い込み量Xは3.2mmであるので、加圧ローラ3のゴム厚さ(材質は同じ)を3mm(外径φ42)とした。 Since the bite amount X for realizing the nip width N of 11.2 mm capable of obtaining the necessary fixing time is 3.2 mm, the rubber thickness (the material is the same) of the pressure roller 3 is 3 mm (outside The diameter was φ42).
また、寄り止め部材に関しては図6、図7(a)及び図7(b)に示す、定着ローラ5とほぼ同じ直径のプーリー形状であるがその加圧ローラ3側の形状が、ニップ部N2−3でニップ圧により定着ベルト5と加圧ローラ3とのくい込み(くい込み量Xは3.2mm)により変形された定着ローラ2の胴部2aのニップ部付近の形状と同じ形状となっており、さらにその周囲側面には深さ方向に向かって徐々に幅が狭くなっている寄り防止溝221が設けられている寄り止め部材22を、回転しないように定着ローラ2の軸と隙間を設け、かつ、定着装置のフレームに固定ブランケット部材23(図7参照)により取り付けた。
In addition, the stopper member has a pulley shape having substantially the same diameter as that of the fixing
寄り止め部材22の材料としてはより高じん性で耐摩耗性が高いPEK材(ポリエーテルケトン系樹脂材。東レ社製TI3110)を圧縮成形し、その後、上記の形状に加工して作製した。
As the material of the
このような定着装置を用いて、実施例1と同様の通紙評価を実施した。その結果16万枚までの通紙において不具合の発生は一切なかった。 Using such a fixing device, the same paper passing evaluation as in Example 1 was performed. As a result, there was no problem in passing up to 160,000 sheets.
ここで、また、比較例2と同じ加熱ローラを用いて、この加熱ローラの両端でのみ定着ベルトの寄りを規制し、かつ、上記より寄り止め部材22を用いない例(比較例4)では、通紙初期から搬送しわが発生し、105枚でジャムが発生した。その後もジャムが連続発生し、比較例2での結果と同レベルである通紙開始後178枚目でローラへの寄り規制部5aの乗り上げが生じたため、以降の評価を中止した。
Here, in the example (Comparative Example 4) in which the same heating roller as that in Comparative Example 2 is used, the deviation of the fixing belt is restricted only at both ends of the heating roller, and the locking
このように高速機においても本発明に係る定着装置では寄り防止による耐久性の向上効果が明らかである。 As described above, even in a high-speed machine, the fixing device according to the present invention clearly has an effect of improving durability by preventing slippage.
1 加熱ローラ
2 定着ローラ
3 加圧ローラ
4 テンションローラ
5 定着ベルト
5a 凸条状の寄り規制部
20 寄り止め規制部
201 寄り防止溝
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記定着ベルトが、少なくとも一方の端部ないし端部近くの内面側に凸状の寄り規制部を備えるとともに、
前記定着ローラの胴部の側面付近に、前記定着ベルトの凸状の寄り規制部に対応し、ニップ部での前記定着ベルトを誘導して寄りの発生を防止する寄り防止溝を設けた寄り止め部材を備えている
ことを特徴とする定着装置。 A heating roller having a built-in heat source, a fixing roller having a large-diameter barrel in the center, an endless fixing belt stretched between the heating roller and the fixing roller, and a cylinder of the fixing roller via the fixing belt In a fixing device having a pressure roller that is pressed against the part,
The fixing belt includes a convex shift restricting portion on at least one end or an inner surface near the end, and
A detent for preventing the occurrence of deviation by guiding the fixing belt at the nip portion and corresponding to the convex deviation regulating portion of the fixing belt near the side surface of the fuser roller body. A fixing device comprising a member.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102346417A (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-08 | 株式会社理光 | Wheel belt moving device, image fixing device, and image forming apparatus |
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