JP2004054072A

JP2004054072A - Fixing device

Info

Publication number: JP2004054072A
Application number: JP2002213372A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nagata; 永田　健二
Original assignee: Canon Finetech Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-02-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device constituted so that the whole leading end of a recording medium can simultaneously enter a nip part. <P>SOLUTION: In a film guide 56, openings 56a and 56a extending in a direction shown by an arrow B are formed at both longitudinal end parts (direction shown by arrow B) and also on a slightly upstream side part in a rotating direction (direction shown by arrow C) from the nip part N. Both longitudinal end parts of a sag correcting member 60 are positioned from two openings 56a, respectively. As for the sag correcting member 60, the sag of a thin film 52 is eliminated by pressing the upstream side part in a recording medium carrying direction (direction shown by arrow A) from the nip part N of the both longitudinal parts of the thin film 52 from the inside to the outside of the thin film 52. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録紙などの記録媒体に形成された現像像をこの記録媒体に定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータやワークステーションの出力装置として、粉体の現像剤（トナー）を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。画像形成装置では、例えば、画像情報を担持する光（例えばレーザ）を感光ドラムなどの像担持体に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像ローラを用いてトナーを供給して現像像を形成し、転写ローラなどを使用してこの現像像を記録媒体に転写して転写像（現像像）を形成する。転写像が形成された記録媒体は搬送ガイドに案内されながら定着装置に搬送される。
【０００３】
この定着装置として、熱源が内蔵された定着ローラを用いる熱ローラ方式が一般的である。しかし、この熱ローラ方式の定着装置では、大きな熱容量を要するので、電源投入から画像出力までの装置立ち上がりに時間を要する。そこで、最近では省電力化や、電源投入から画像出力までの時間を短縮させるために、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報に記載されているようなフィルム加熱定着方式が採用されている。このフィルム加熱定着方式の定着装置には、内部に加熱体が配置されると共にその周方向に回転する円筒状の薄膜フィルムと、この薄膜フィルムに押し付けられながらその周方向に回転する加圧ローラとが備えられており、薄膜フィルムと加圧ローラとの間に記録媒体を挟持しながら搬送してこの記録媒体に現像像を定着する。
【０００４】
図７と図８を参照して、フィルム加熱定着方式の定着装置の構造について説明する。
【０００５】
図７は、フィルム加熱定着方式の定着装置を示す模式図である。図８は、長手方向中央部分を省略して一部を切り欠いた加熱体を示す平面図である。
【０００６】
フィルム加熱定着方式の定着装置１０では、最大でＡ３サイズの記録媒体１２を定着できる。定着装置１０は、その周方向に回転する円筒状の薄膜フィルム２０と、この薄膜フィルム２０に押し付けられながらその周方向に回転する加圧ローラ４０とを備えている。
【０００７】
薄膜フィルム２０の内部には、この薄膜フィルム２０を加圧ローラ４０に押し付けるためのステー２２が配置されている。ステー２２は剛性・耐熱性を有するものであり、ステー２２は、薄膜フィルム２０が円筒形を保つように案内するフィルムガイド２４と、このフィルムガイド２４を加圧ローラ４０に向けて押し付ける加圧部材２６とで構成されている。フィルムガイド２４は、横断面がＵ字状のものであり薄膜フィルム２０の長手方向に延びている。薄膜フィルム２０の長手方向とは、図７の紙面に垂直な方向であり、記録媒体の搬送方向（矢印Ａ方向）に直交する方向である。フィルムガイド２４のうち薄膜フィルム２０に接触する平坦部の表面には、加熱体３０が配置されている。なお、加圧部材２６も薄膜フィルム２０の長手方向に延びている。
【０００８】
加熱体３０は、矢印Ａ方向に直交する方向に延びる細長い基板３２を備えている。基板３２は、耐熱性、電気的絶縁性、及び優れた熱伝導性を有するものである。基板３２の表面のうち幅方向（矢印Ａ方向）中央部分には、その長手方向に延びる抵抗発熱体３４が形成されている。また、基板３２の表面は、抵抗発熱体３４を保護する耐熱性オーバーコート層３６で覆われている。抵抗発熱体３４の長手方向両端部には、給電用電極３８，３８が形成されている。基板３２の裏面には、加熱体３０の温度を検知するサーミスタ等の検温素子３９が配置されている。この加熱体３０は全体として小さい容熱量のものである。
【０００９】
上記した加熱体３０としては、例えば特開平４−４４０７５号公報〜特開平４−４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０号公報〜特開平４−２０４９８４号公報などに開示された所謂テンションレスタイプが知られている。また、加熱体３０の基板３２は、例えば、アルミナ製や窒化アルミニウム製などであり、その厚さは１ｍｍ、幅は１０ｃｍ、長さは３３０ｍｍである。また、抵抗発熱体３４は、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等によって厚さ約１０μｍ、幅１〜３ｍｍの線状若しくは細帯上に塗工して形成したものである。また、給電用電極３８，３８は、例えばＡｇ等のスクリーン印刷パターン層であり、オーバーコート層３６は、例えば厚さ約１０μｍの耐熱体ガラス層である。
【００１０】
加圧ローラ４０は、加熱体３０との間に薄膜フィルム２０を挟んで圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する。この圧接ニップ部Ｎは幅ＷＮを有する。また、加圧ローラ４０は、薄膜フィルム２０の外周面に接触して薄膜フィルム２０を回転駆動させる。加圧ローラ４０は、芯金４０ａと、シリコンゴム等よりなる弾性体層４０ｂと、最外層の離型層４０ｃから構成されている。芯金４０ａの長手方向両端部は軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。この軸受は、加圧ローラ４０が薄膜フィルム２０に押し付けられるように例えばコイルばね（図示せず）によって付勢されている。この加圧ローラ４０はモータ４２によって回転駆動し、加圧ローラ４０と薄膜フィルム２０の外周面との摩擦力でこの薄膜フィルム２０に搬送力を与える。
【００１１】
抵抗発熱体３４の長手方向両端部に配置された給電用電極３８，３８に給電することにより抵抗発熱体３４が長手方向の全長に渡って発熱し、これにより加熱体３０が昇温する。この昇温した温度が検温素子３９で検知される。その検温素子３９の出力はＡ／Ｄ変換されてＣＰＵ４４に送信される。ＣＰＵ４４に送信された温度情報に基づいて、抵抗発熱体３４に通電するＡＣ電源４８のＡＣ電圧をトライアック４６によって位相、周波数制御する。このように制御することにより、加熱体３０に通電する電力を制御して加熱体３０の温度を制御する。この結果、検温素子３９の検知した温度が所定の設定温度よりも低いときは加熱体３０が昇温するように通電が制御される。一方、検温素子３９の検知した温度が所定の設定温度よりも高いときは、加熱体３０が降温するように通電が制御される。このように制御されることにより、定着の際に加熱体３０は一定の温度に調整される。
【００１２】
上記したフィルム加熱定着方式の定着装置１０の動作を、図９から図１３までを参照して説明する。
【００１３】
図９は、大サイズの記録媒体を定着している薄膜フィルムと加圧ローラの長手方向端部を示す模式図である。図１０は、大サイズの記録媒体を定着している薄膜フィルムと加圧ローラの長手方向中央部を示す模式図である。図１１は、小サイズの記録媒体を定着している薄膜フィルムと加圧ローラの長手方向端部を示す模式図である。図１２は、小サイズの記録媒体を定着している薄膜フィルムと加圧ローラの長手方向中央部を示す模式図である。図１３は、弛んだ薄膜フィルムを示す模式図である。
【００１４】
記録媒体に現像剤を定着する際は、加熱体３０が所定温度に達し、且つ、加圧ローラ４０の回転に伴って薄膜フィルム２０の回転周速度が定常化した状態において、加熱体３０と加圧ローラ４０とで形成されるニップ部Ｎの間に記録媒体１２が搬送されてくる。記録媒体１２が薄膜フィルム２０と共にニップ部Ｎで挟持されながら搬送されることにより、加熱体３０の熱が薄膜フィルム２０を介して記録媒体１２に伝導し、記録媒体１２上の未定着像（現像像）Ｔが記録媒体１２の面に加熱定着される。ニップ部Ｎを通過した記録媒体１２は薄膜フィルム２０から分離されて搬送される。なお、定着の際は、記録媒体１２は中央基準（薄膜フィルム２０の長手方向中央と記録媒体１２の幅方向中央が一致するように）で通紙される。
【００１５】
薄膜フィルム２０は、その周長が余裕を持つように（ルーズに）フィルムガイド２４の外周面に接触している。このため、記録媒体１２がニップ部Ｎに到達する前（進入する前）において、薄膜フィルム２０の長手方向端部では、薄膜フィルム２０とフィルムガイド２４が、図９に示すように、間隔Ｓ０を保っている。また、薄膜フィルム２０の長手方向中央部においても、薄膜フィルム２０とフィルムガイド２４が、図１０に示すように、間隔Ｓ０を保っている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、定着装置１０では、薄膜フィルム２０の長さＬよりも幅の短い記録媒体（小サイズの記録媒体）に現像像を定着することもある。このような場合、例えば２Ｌ／３程度の幅の記録媒体１２を中央基準で連続的にニップ部Ｎを通過させたとき、薄膜フィルム２０の長手方向両端部には記録媒体１２が接触しない。このため、薄膜フィルム２０の長手方向両端部は非通紙部となり、この非通紙部には、加熱体３０の熱を伝導する記録媒体１２が存在しない。この結果、加圧ローラ４０のうち非通紙部に接触する部分（非通紙部分）は加熱体３０の熱が多量に伝導されることとなる。従って、この部分の温度は、加圧ローラ４０のうち記録媒体１２が通過する部分（通紙部分）よりも高温となる。このため、熱膨張によって、加圧ローラ４０の非通紙部分の外径は通紙部分の外径よりも大きくなる。
【００１７】
外径が大きい部分の外周面の周速は、外径が小さい部分の外周面の周速よりも速くなる。即ち、加圧ローラ４０の非通紙部分の外周面の周速は、通紙部分の外周面の周速よりも速くなる。従って、ニップ部Ｎにおける薄膜フィルム２０の搬送速度は、通紙部よりも非通紙部の方が速くなって、薄膜フィルム２０の長手方向両端部と長手方向中央部とでは速度差が生じる。この結果、薄膜フィルム２０の通紙部と非通紙部でねじれ力が作用する。このねじれ力によって、ニップ部Ｎの直前（矢印Ａ方向上流側）において薄膜フィルム２０とフィルムガイド２４の間の隙間量が、長手方向両端部では、図１１に示すように、小さい隙間Ｓ１となり、一方、長手方向中央部では、図１２に示すように、大きい隙間Ｓ２になる。このようにＳ２＞Ｓ０＞Ｓ１という関係になるので、図１３に示すように、ニップ部Ｎの直前で薄膜フィルム２０に弛み２０’が生じる。
【００１８】
このような弛み２０’が生じた状態で記録媒体１２がニップ部Ｎに進入してきた場合、記録媒体１２の先端のうち長手方向中央部分は弛み２０’に衝突して進入抵抗を受ける。一方、薄膜フィルム２０の長手方向両端部には弛み２０’が生じていないので、記録媒体１２の先端のうち薄膜フィルム２０の長手方向両端部分は侵入抵抗を受けない。この結果、記録媒体１２の先端がニップ部Ｎに進入するタイミングは、薄膜フィルム２０の長手方向中央部と長手方向両端部とにおいて相違してばらつきが生じるので、記録媒体１２に皺が発生するという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑み、記録媒体の先端の全てが同時にニップ部に進入する定着装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の定着装置は、記録媒体に現像像を形成してこの現像像を定着させることにより記録媒体に画像を形成する画像形成装置における、内部に加熱体が配置されると共にその周方向に回転する円筒状の薄膜フィルム及びこの薄膜フィルムに押し付けられながらその周方向に回転する加圧ローラ双方の間に記録媒体を挟持しながら搬送してこの記録媒体に現像像を定着する定着装置において、
（１）前記薄膜フィルムの所定部分をその内側から外側に向けて押し付けることにより該薄膜フィルムの弛みを矯正する弛み矯正手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
ここで、
（２）前記弛み矯正手段は、前記薄膜フィルムの長手方向両端部をその内側から外側に向けて押し付けるものであってもよい。
【００２２】
また、
（３）前記弛み矯正手段は、前記薄膜フィルムのうち、該薄膜フィルムと前記加圧ローラが記録媒体を挟持するニップ部よりも記録媒体進入方向上流側の部分を、該薄膜フィルムの内側から外側に向けて押し付けるものであってもよい。
【００２３】
さらに、
（４）前記弛み矯正手段は、前記薄膜フィルムをその内側から外側に張り出させることにより、該薄膜フィルムの弛みを矯正するものであってもよい。
【００２４】
さらにまた、
（５）前記弛み矯正手段は、前記薄膜フィルム、前記加圧ローラ、及び前記加熱体のうちのいずれかの温度に基づいて、張り出させる量を変更するものであってもよい。
【００２５】
さらにまた、
（６）前記弛み矯正手段は、連続して定着した記録媒体の枚数に基づいて、張り出させる量を変更するものであってもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
【００２７】
図１から図４までを参照して、本発明の定着装置の第１実施形態を説明する。
【００２８】
図１は、定着装置の第１実施形態を示す斜視図である。図２（ａ）は、図１の薄膜フィルムとステーを示す正面図であり、（ｂ）は、弛み矯正部材を示す正面図である。図３は、弛み矯正部材によって弛みが矯正された薄膜フィルムを示す斜視図である。図４は、弛み矯正部材の制御を表すグラフである。これらの図では、図７に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００２９】
定着装置５０は、その周方向に回転する円筒状の薄膜フィルム５２を備えている。この薄膜フィルム５２には、加圧ローラ４０が押し付けられながらその周方向に回転する。薄膜フィルム５２の内部には、薄膜フィルム５２を加圧ローラ４０に押し付けるためのステー５４が配置されている。ステー５４は剛性及び耐熱性を有するものである。ステー５４には、薄膜フィルム５２が円筒形を保つように案内するフィルムガイド５６と、このフィルムガイド５６を加圧ローラ４０に向けて押し付ける加圧部材５８とが備えられている。
【００３０】
フィルムガイド５６は、横断面がＵ字状のものであって、薄膜フィルム５２の長手方向（矢印Ｂ方向）に延びている。この長手方向は、記録媒体の搬送方向（矢印Ａ方向）に直交する方向である。フィルムガイド５６のうち薄膜フィルム５２に接触する平坦部の表面には、加熱体３０が配置されている。加圧部材５８の横断面はコ字状であり、この加圧部材５８は薄膜フィルム５２の長手方向に延びている。なお、加熱体３０の構造は、図８を参照して説明した加熱体３０と同じ構造である。
【００３１】
薄膜フィルム５２は、横断面が円形の耐熱性フィルムである。この薄膜フィルム５２の内周長さは、加熱体３０を含むステー５４の外周長さよりも例えば３ｍｍ程度長い。このため、薄膜フィルム５２にはステー５４がルーズに挿入された状態になっている。ステー５４が薄膜フィルム５２を加圧ローラ４０に押し付けるので、薄膜フィルム５２と加圧ローラ４０はそれらの長手方向（矢印Ｂ方向）に延びるニップ部Ｎを形成する。
【００３２】
薄膜フィルム５２の熱容量を小さくして定着装置５０のクイックスタート性を向上させるために、薄膜フィルム５２の膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上である。また、薄膜フィルム５２は、耐熱性を有するＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの単層フィルム、若しくは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等のフィルムの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどをコーティングした複合層フィルムから構成されている。
【００３３】
フィルムガイド５６のうちその長手方向（矢印Ｂ方向）両端部であって、ニップ部Ｎよりも回転方向（矢印Ｃ方向）やや上流側部分には、矢印Ｂ方向に延びる開口５６ａ，５６ａが形成されている。２つの開口５６ａそれぞれからには、弛み矯正部材６０（本発明にいう弛み矯正手段の一例である）の長手方向両端部が位置している。この弛み矯正部材６０は、薄膜フィルム５２のうちその長手方向両端部であってニップ部Ｎよりも記録媒体搬送方向（矢印Ａ方向）上流側部分を、薄膜フィルム５２の内側から外側に向けて押し付けることにより、薄膜フィルム５２の弛みを無くすものである。
【００３４】
弛み矯正部材６０は細長い円柱状のものであり、矢印Ｂ方向に延びている。弛み矯正部材６０の長手方向両端部には４つの凸部が形成されている。これら４つの凸部は互いに円周方向に等間隔離れて形成されており、一番高い第１凸部６２、二番目に高い第２凸部６４、三番目に高い第３凸部６６、一番低い第４凸部６８からなる。弛み矯正部材６０のうちこれらの凸部６２，６４，６６，６８が形成されている部分は、図１に示される領域Ｔで示される部分である。
【００３５】
また、弛み矯正部材６０の長手方向一端部は薄膜フィルム５２から飛出ており、この飛出た部分にはギア７０が固定されている。ギア７０にはギア７２が噛み合っており、このギア７２はステッピングモータ等の駆動モータ（図示せず）の回転軸に固定されている。従って、駆動モータが駆動してギア７２が所定角度だけ回転することによりギア７０も所定角度だけ回転する。ギア７０の回転によって弛み矯正部材６０も所定角度だけ回転する。
【００３６】
弛み矯正部材６０を回転させることによって、凸部６２，６４，６６，６８のいずれか一つを開口５６ａから突出させられる。また、凸部６２，６４，６６，６８のいずれか一つを開口５６ａから突出させることに代えて、弛み矯正部材６０の外周面６０ａを開口５６ａに位置させることもできる。凸部６２，６４，６６，６８のどれを開口５６ａから突出させるか、若しくは、外周面６０ａを開口５６ａに位置させるかは、後述するように、定着装置５０で定着する記録媒体の幅（矢印Ｂ方向の長さ）に基づいて決定する。
【００３７】
凸部６２，６４，６６，６８のいずれか一つを開口５６ａから突出させた状態で定着装置５０を駆動させた場合、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａが凸部によって外側に押し出されるので、図３に示すように、薄膜フィルム５２の長手方向中央部５２ｂが回転中心方向に向かってややへこんだ状態となる。ところで、薄膜フィルム５２の長さよりも幅の短い記録媒体（例えば２Ｌ／３程度の幅の記録媒体）に現像像を定着する場合、この記録媒体を中央基準で連続的にニップ部Ｎを通過させたときは、図１３を参照して説明したように、ニップ部Ｎよりも記録媒体搬送方向（矢印Ａ方向）やや上流側において薄膜フィルム５２の長手方向中央部が弛むことがある。しかし、上記のように、凸部６２，６４，６６，６８のいずれか一つを開口５６ａから突出させた状態で定着装置５０を駆動させることにより、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａが凸部によって外側に押し出される（張り出される）ので、薄膜フィルム５２の長手方向中央部における弛みを抑制できる。この弛み量は、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａと長手方向中央部５２ｂの温度差が大きくなるほど増える。そこで、この温度差に基づいて、いずれの凸部６２，６４，６６，６８を開口５６ａから突出させるかを決めた。この点について、図４を参照して説明する。
【００３８】
図４の縦軸は、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａと長手方向中央部５２ｂの温度差を表し、横軸は、連続して定着した記録媒体の枚数（プリント枚数）を表す。
【００３９】
ここでは、最大通紙幅Ｗ（図１参照）の記録紙（Ａ３サイズ）よりも小さいＡ４サイズの記録紙を縦送りで定着した場合を例に挙げて説明する。
【００４０】
Ａ４サイズの記録紙に現像像を連続して定着装置５０で定着した場合、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａの温度が長手方向中央部５２ｂの温度よりも徐々に高くなる。これにより、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａの回転速度が長手方向中央部５２ｂの回転速度よりも徐々に速くなって、長手方向中央部５２ｂが弛んでくる。そこで、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａと長手方向中央部５２ｂとの温度差に基づいて、４つの凸部６２，６４，６６，６８のいずれかを択一的に開口５６ａから突出させた。
【００４１】
ここでは、上記の温度差が０℃から約１０℃までの範囲内では、一番低い凸部６８を開口５６ａから突出させた。この程度の温度差では長手方向中央部５２ｂの弛み量は非常に少ないので、一番低い凸部６８によって長手方向両端部５２ａを外側に押し出すことにより、薄膜フィルム５２の弛みが解消される（矯正される）。
【００４２】
上記の温度差が約１０℃から約３０℃までの範囲内では、二番目に低い凸部６６を開口５６ａから突出させた。この温度差では長手方向中央部５２ｂの弛み量はやや少ないので、二番目に低い凸部６６によって長手方向両端部５２ａを外側に押し出すことにより、薄膜フィルム５２の弛みが解消される。
【００４３】
上記の温度差が約３０℃から約８０℃までの範囲内では、二番目に高い凸部６４を開口５６ａから突出させた。この温度差では長手方向中央部５２ｂの弛み量はやや多いので、二番目に高い凸部６４によって長手方向両端部５２ａを外側に押し出すことにより、薄膜フィルム５２の弛みが解消される。
【００４４】
上記の温度差が約８０℃を超えた範囲では、一番に高い凸部６２を開口５６ａから突出させた。この温度差では長手方向中央部５２ｂの弛み量は多いので、一番高い凸部６２によって長手方向両端部５２ａを外側に押し出すことにより、薄膜フィルム５２の弛みが解消される。
【００４５】
上記のようにして薄膜フィルム５２の弛みを矯正するので、薄膜フィルム５２が弛んだ状態で回転することは無い。このため、薄膜フィルム５２と加圧ローラ４０のニップ部Ｎに記録媒体が進入したときに、記録媒体の進入方向（搬送方向）先端の全てが同時にニップ部Ｎに進入し始める。この結果、記録媒体に皺が発生しない。
【００４６】
上記の例では、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａと長手方向中央部５２ｂとの温度差に基づいて、４つの凸部６２，６４，６６，６８のいずれかを択一的に開口５６ａから突出させた。しかし、温度差ではなくて、記録媒体のサイズごとに決められるプリント枚数に基づいて温度差が予測されるので、このプリント枚数に基づいて、４つの凸部６２，６４，６６，６８のいずれかを択一的に開口５６ａから突出させてもよい。なお、薄膜フィルム５２の長手方向両端部５２ａと長手方向中央部５２ｂとの温度差を検知ためには、加熱体３０（図１参照）や加圧ローラ４０（図１参照）にサーミスタ等の温度検知素子を当接させて温度を検知したり、通紙枚数とプリント速度に基づいて温度差を推定したりする方法があるので、温度差検知方法は適宜に選択すればよい。
［第２実施形態］
【００４７】
図５と図６を参照して、本発明の定着装置の第２実施形態を説明する。
【００４８】
図５は、第２実施形態の定着装置が有する薄膜フィルムの内部を示す模式図である。図６は、図５の薄膜フィルムの内部を示す正面図である。これらの図では、図１と図２に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００４９】
第２実施形態では、薄膜フィルム５２の長手方向（矢印Ｂ方向）に移動する弛み矯正ユニット８０（本発明にいう弛み矯正手段の一例である）を備えた点に特徴がある。また、第２実施形態では、フィルムガイド５６の開口５６ａから、弛み矯正ユニット８０のばね状突起部材８２が突出する。
【００５０】
弛み矯正ユニット８０は、薄膜フィルム５２の内部をその長手方向に延びる棒状部材８４を有する。この棒状部材８４の外周面には螺旋状の溝が形成されている。また、棒状部材８４の長手方向一端部は薄膜フィルム５２の内部から飛出ており、この飛出た部分にはギア８６が噛み合っている。このギア８６は駆動モータ８８の回転軸８８ａに固定されている。また、棒状部材８４の長手方向両端部それぞれには、移動部材９０が移動自在に固定されている。移動部材９０には、開口５６ａから突出するばね状突起部材８２が固定されている。
【００５１】
駆動モータ８８を駆動させることによりギア８６が回転して棒状部材８４も回転し、これにより、２つの移動部材９０が矢印Ｂ方向に移動する。この移動の際に、ばね状突起部材８２が開口５６ａの位置に到達したときは、ばね状突起部材８２が開口５６ａから突出して（８２’で示すように突出して）薄膜フィルム５２を外側に押し付ける。また、ばね状突起部材８２が開口５６ａの位置から外れたときは、ばね状突起部材８２はフィルムガイド５６の内周面に接触しており、開口５６ａから突出しない。
【００５２】
第２実施形態の定着装置の最大通紙幅がＡ３サイズであるとした場合、定着する記録媒体がＡ４Ｒ以上の幅を有するときは、移動部材９０を実線で示す位置に配置させておく。従って、ばね状突起部材８２はフィルムガイド５６の内周面に接触しており、開口５６ａから突出していない。一方、定着される記録媒体がＡ４Ｒサイズ未満のときは、記録媒体を連続して定着する枚数に基づいてばね状突起部材８２を開口５６ａから突出させる。ここでは、記録媒体を連続して例えば２０枚定着するまでは、ばね状突起部材８２をフィルムガイド５６の内周面に接触させて開口５６ａから突出させないが、２０枚を定着した時点で駆動モータ８８を駆動させて、ばね状突起部材８２が開口５６ａから突出するように、破線で示す９０’の位置に移動部材９０を移動させる。この結果、第１実施形態と同様に、薄膜フィルム５２の弛みが矯正されるので、薄膜フィルム５２が弛んだ状態で回転することは無い。このため、薄膜フィルム５２と加圧ローラ４０のニップ部Ｎ（図１参照）に記録媒体が進入したときに、記録媒体の進入方向（搬送方向）先端の全てが同時にニップ部Ｎに進入し始める。この結果、記録媒体に皺が発生しない。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の定着装置では、薄膜フィルムの一部に弛みが生じても、弛み矯正手段によってこの弛みが矯正される。従って、薄膜フィルムが弛んだ状態で回転することは無い。このため、薄膜フィルムと加圧ローラのニップ部に記録媒体が進入したときに、記録媒体の進入方向（搬送方向）先端の全てが同時にニップ部に進入し始める。この結果、記録媒体に皺が発生しない。
【００５４】
ここで、前記弛み矯正手段は、前記薄膜フィルムの長手方向両端部をその内側から外側に向けて押し付けるものである場合は、定着する記録媒体のサイズが小さいときは、薄膜フィルムの長手方向両端部（円筒状の高さ方向両端部）の温度が長手方向中央部の温度よりも高くなって、加圧ローラの長手方向両端部が長手方向中央部よりも膨張することがあり、このため、薄膜フィルムの長手方向両端部では長手方向中央部よりも回転速度が速くなって、薄膜フィルムの長手方向中央部が弛もうとするが、弛み矯正手段によってこの弛みが矯正される。従って、薄膜フィルムと加圧ローラのニップ部に記録媒体が進入したときに、記録媒体の進入方向（搬送方向）先端の全てが同時にニップ部に進入し始めるので、記録媒体に皺が発生しない。
【００５５】
また、前記弛み矯正手段は、前記薄膜フィルムのうち、該薄膜フィルムと前記加圧ローラが記録媒体を挟持するニップ部よりも記録媒体進入方向上流側の部分を、該薄膜フィルムの内側から外側に向けて押し付けるものである場合は、記録媒体がニップ部にいっそう円滑に進入できる。
【００５６】
さらに、前記弛み矯正手段は、前記薄膜フィルムをその内側から外側に張り出させることにより、該薄膜フィルムの弛みを矯正するものである場合は、簡易な構造の弛み矯正手段が得られる。
【００５７】
さらにまた、前記弛み矯正手段は、前記薄膜フィルム、前記加圧ローラ、及び前記加熱体のうちのいずれかの温度に基づいて、張り出させる量を変更するものである場合は、これらの温度によって薄膜フィルムの弛み量が変わることがあるので、弛みをいっそう適切に矯正できる。
【００５８】
さらにまた、前記弛み矯正手段は、連続して定着した記録媒体の枚数に基づいて、張り出させる量を変更するものである場合は、連続して定着した記録媒体の枚数によって薄膜フィルムの弛む量が変わることがあるので、弛みをいっそう適切に矯正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定着装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１の薄膜フィルムとステーを示す正面図であり、（ｂ）は、弛み矯正部材を示す正面図である。
【図３】弛み矯正部材によって弛みが矯正された薄膜フィルムを示す斜視図である。
【図４】弛み矯正部材の制御を表すグラフである。
【図５】第２実施形態の定着装置が有する薄膜フィルムの内部を示す模式図である。
【図６】図５の薄膜フィルムの内部を示す正面図である。
【図７】フィルム加熱定着方式の定着装置を示す模式図である。
【図８】長手方向中央部分を省略して一部を切り欠いた加熱体を示す平面図である。
【図９】大サイズの記録媒体を定着している薄膜フィルムと加圧ローラの長手方向端部を示す模式図である。
【図１０】大サイズの記録媒体を定着している薄膜フィルムと加圧ローラの長手方向中央部を示す模式図である。
【図１１】小サイズの記録媒体を定着している薄膜フィルムと加圧ローラの長手方向端部を示す模式図である。
【図１２】小サイズの記録媒体を定着している薄膜フィルムと加圧ローラの長手方向中央部を示す模式図である。
【図１３】弛んだ薄膜フィルムを示す模式図である。
【符号の説明】
４０　加圧ローラ
５０　定着装置
５２　薄膜フィルム
６０　弛み矯正部材
８０　弛み矯正ユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device that fixes a developed image formed on a recording medium such as recording paper to the recording medium.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As an output device of a computer or a workstation, an electrophotographic image forming apparatus that forms an image on a recording medium using a powder developer (toner) is known. In an image forming apparatus, for example, light (for example, laser) carrying image information is irradiated on an image carrier such as a photosensitive drum to form an electrostatic latent image, and toner is applied to the electrostatic latent image using a developing roller. The developed image is supplied to form a developed image, and the developed image is transferred to a recording medium using a transfer roller or the like to form a transferred image (developed image). The recording medium on which the transfer image is formed is transported to the fixing device while being guided by the transport guide.
[0003]
As this fixing device, a heat roller system using a fixing roller having a built-in heat source is generally used. However, since the heat roller type fixing device requires a large heat capacity, it takes time to start up the device from turning on the power to outputting an image. Therefore, recently, in order to save power and shorten the time from power-on to image output, for example, film heating and fixing as described in JP-A-63-313182 and JP-A-2-157788. The method is adopted. The fixing device of the film heat fixing method includes a cylindrical thin film having a heating element disposed therein and rotating in the circumferential direction thereof, and a pressure roller rotating in the circumferential direction while being pressed against the thin film. The recording medium is conveyed while being sandwiched between the thin film and the pressure roller to fix a developed image on the recording medium.
[0004]
Referring to FIGS. 7 and 8, the structure of the fixing device of the film heat fixing system will be described.
[0005]
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a fixing device of a film heat fixing system. FIG. 8 is a plan view showing a heating element in which a central portion in the longitudinal direction is omitted and a part is cut away.
[0006]
The fixing device 10 of the film heat fixing system can fix the recording medium 12 of A3 size at the maximum. The fixing device 10 includes a cylindrical thin film 20 that rotates in the circumferential direction, and a pressure roller 40 that rotates in the circumferential direction while being pressed against the thin film 20.
[0007]
Inside the thin film 20, a stay 22 for pressing the thin film 20 against the pressure roller 40 is arranged. The stay 22 has rigidity and heat resistance. The stay 22 includes a film guide 24 that guides the thin film 20 so as to maintain a cylindrical shape, and a pressing member that presses the film guide 24 toward the pressing roller 40. 26. The film guide 24 has a U-shaped cross section, and extends in the longitudinal direction of the thin film 20. The longitudinal direction of the thin film 20 is a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 7 and a direction orthogonal to the recording medium conveyance direction (the direction of arrow A). On the surface of the flat portion of the film guide 24 that comes into contact with the thin film 20, a heating element 30 is disposed. The pressing member 26 also extends in the longitudinal direction of the thin film 20.
[0008]
The heating element 30 includes an elongated substrate 32 extending in a direction perpendicular to the direction of arrow A. The substrate 32 has heat resistance, electrical insulation, and excellent thermal conductivity. At the center of the surface of the substrate 32 in the width direction (the direction of arrow A), a resistance heating element 34 extending in the longitudinal direction is formed. The surface of the substrate 32 is covered with a heat-resistant overcoat layer 36 that protects the resistance heating element 34. Power supply electrodes 38, 38 are formed at both longitudinal ends of the resistance heating element 34. On the back surface of the substrate 32, a temperature detecting element 39 such as a thermistor for detecting the temperature of the heating body 30 is arranged. The heating body 30 has a small heat capacity as a whole.
[0009]
As the above-mentioned heating element 30, for example, a so-called tensionless type disclosed in JP-A-4-44075 to JP-A-4-44083, JP-A-4-204980 to JP-A-4-204984, and the like are used. Are known. The substrate 32 of the heater 30 is made of, for example, alumina or aluminum nitride, and has a thickness of 1 mm, a width of 10 cm, and a length of 330 mm. The resistance heating element 34 is made of, for example, Ag / Pd (silver palladium), RuO ₂ , Ta ₂ It is formed by coating an electric resistance material such as N on a linear or narrow band having a thickness of about 10 μm and a width of 1 to 3 mm by screen printing or the like. The power supply electrodes 38, 38 are, for example, a screen printing pattern layer of Ag or the like, and the overcoat layer 36 is, for example, a heat-resistant glass layer having a thickness of about 10 μm.
[0010]
The pressure roller 40 forms a pressure contact nip portion (fixing nip portion) N with the thin film 20 sandwiched between the pressure roller 40 and the heating member 30. The press nip N has a width WN. The pressure roller 40 contacts the outer peripheral surface of the thin film 20 and drives the thin film 20 to rotate. The pressure roller 40 includes a cored bar 40a, an elastic layer 40b made of silicon rubber or the like, and an outermost release layer 40c. Both longitudinal ends of the cored bar 40a are rotatably supported by bearings (not shown). The bearing is urged by, for example, a coil spring (not shown) so that the pressure roller 40 is pressed against the thin film 20. The pressure roller 40 is rotationally driven by a motor 42, and applies a conveying force to the thin film 20 by a frictional force between the pressure roller 40 and the outer peripheral surface of the thin film 20.
[0011]
By supplying power to the power supply electrodes 38, 38 arranged at both ends in the longitudinal direction of the resistance heating element 34, the resistance heating element 34 generates heat over the entire length in the longitudinal direction, whereby the temperature of the heating element 30 rises. This increased temperature is detected by the temperature detecting element 39. The output of the temperature detecting element 39 is A / D converted and transmitted to the CPU 44. Based on the temperature information transmitted to the CPU 44, the phase and frequency of the AC voltage of the AC power supply 48 for energizing the resistance heating element 34 are controlled by the triac 46. By controlling in this manner, the power supplied to the heating element 30 is controlled to control the temperature of the heating element 30. As a result, when the temperature detected by the temperature detecting element 39 is lower than a predetermined set temperature, the energization is controlled so that the temperature of the heater 30 increases. On the other hand, when the temperature detected by the temperature detecting element 39 is higher than the predetermined set temperature, the energization is controlled so that the temperature of the heating body 30 decreases. With such control, the heating element 30 is adjusted to a constant temperature during fixing.
[0012]
The operation of the fixing device 10 of the above-described film heat fixing method will be described with reference to FIGS.
[0013]
FIG. 9 is a schematic diagram showing a thin film film on which a large-sized recording medium is fixed and the longitudinal ends of the pressure roller. FIG. 10 is a schematic diagram showing a longitudinal direction center portion of a thin film on which a large-sized recording medium is fixed and a pressure roller. FIG. 11 is a schematic diagram showing a longitudinal direction end of a pressure roller and a thin film on which a small-sized recording medium is fixed. FIG. 12 is a schematic diagram showing a longitudinal direction central portion of a thin film on which a small-sized recording medium is fixed and a pressure roller. FIG. 13 is a schematic diagram showing a loosened thin film.
[0014]
When the developer is fixed on the recording medium, the heating element 30 and the heating element 30 are heated in a state where the heating element 30 reaches a predetermined temperature and the rotation peripheral speed of the thin film 20 is stabilized with the rotation of the pressure roller 40. The recording medium 12 is transported between the nip portion N formed by the pressure roller 40 and the nip portion N. When the recording medium 12 is transported while being sandwiched by the nip portion N together with the thin film 20, heat of the heating element 30 is transmitted to the recording medium 12 via the thin film 20, and an unfixed image (developed image) on the recording medium 12 is formed. Image) T is fixed on the surface of the recording medium 12 by heating. The recording medium 12 that has passed through the nip N is separated from the thin film 20 and conveyed. At the time of fixing, the recording medium 12 is fed with a center reference (so that the center of the thin film 20 in the longitudinal direction coincides with the center of the recording medium 12 in the width direction).
[0015]
The thin film 20 is in contact with the outer peripheral surface of the film guide 24 so that its peripheral length has a margin (loosely). For this reason, before the recording medium 12 reaches the nip portion N (before entering), at the longitudinal end of the thin film 20, the thin film 20 and the film guide 24 are separated from each other by an interval S0 as shown in FIG. I keep it. Also, at the center in the longitudinal direction of the thin film 20, the thin film 20 and the film guide 24 maintain the interval S0 as shown in FIG.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The fixing device 10 may fix the developed image on a recording medium (small-sized recording medium) having a width shorter than the length L of the thin film 20. In such a case, for example, when the recording medium 12 having a width of about 2 L / 3 is continuously passed through the nip portion N on the basis of the center, the recording medium 12 does not contact both ends in the longitudinal direction of the thin film 20. For this reason, both ends in the longitudinal direction of the thin film 20 become non-sheet passing portions, and the recording medium 12 that conducts the heat of the heater 30 does not exist in the non-sheet passing portions. As a result, a large amount of heat of the heating element 30 is conducted to a portion (non-paper passing portion) of the pressure roller 40 that contacts the non-paper passing portion. Therefore, the temperature of this portion is higher than the portion of the pressure roller 40 through which the recording medium 12 passes (paper passing portion). For this reason, the outer diameter of the non-sheet passing portion of the pressure roller 40 becomes larger than the outer diameter of the sheet passing portion due to thermal expansion.
[0017]
The peripheral speed of the outer peripheral surface of the portion having the larger outer diameter is faster than the peripheral speed of the outer peripheral surface of the portion having the smaller outer diameter. That is, the peripheral speed of the outer peripheral surface of the non-sheet passing portion of the pressure roller 40 is higher than the peripheral speed of the outer peripheral surface of the sheet passing portion. Therefore, the transport speed of the thin film 20 in the nip portion N is higher in the non-paper passing portion than in the paper passing portion, and a speed difference is generated between the both ends in the longitudinal direction of the thin film 20 and the central portion in the longitudinal direction. As a result, a torsional force acts on the paper passing portion and the non-paper passing portion of the thin film 20. Due to this torsional force, the gap amount between the thin film 20 and the film guide 24 immediately before the nip portion N (upstream in the direction of arrow A) becomes a small gap S1 at both ends in the longitudinal direction as shown in FIG. On the other hand, at the center in the longitudinal direction, as shown in FIG. 12, a large gap S2 is formed. Since the relationship of S2>S0> S1 is established in this manner, as shown in FIG. 13, a slack 20 ′ occurs in the thin film 20 immediately before the nip portion N.
[0018]
When the recording medium 12 enters the nip portion N in a state where such slack 20 'has occurred, the longitudinal center portion of the leading end of the recording medium 12 collides with the slack 20' and receives an ingress resistance. On the other hand, since no slack 20 ′ occurs at both ends in the longitudinal direction of the thin film 20, both ends in the longitudinal direction of the thin film 20 at the leading end of the recording medium 12 do not receive penetration resistance. As a result, the timing at which the leading end of the recording medium 12 enters the nip portion N varies differently between the center in the longitudinal direction and both ends in the longitudinal direction of the thin film 20, so that wrinkles occur on the recording medium 12. There's a problem.
[0019]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a fixing device in which all of the leading edge of a recording medium simultaneously enters a nip portion.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a heating element inside an image forming apparatus that forms a developed image on a recording medium and forms an image on the recording medium by fixing the developed image. The recording medium is conveyed while being sandwiched between both the cylindrical thin film rotating in the circumferential direction and the pressure roller rotating in the circumferential direction while being pressed against the thin film, and the developed image is formed on the recording medium. In a fixing device for fixing,
(1) There is provided slack correcting means for correcting a slack of the thin film by pressing a predetermined portion of the thin film from the inside to the outside.
[0021]
here,
(2) The slack correcting means may press both ends in the longitudinal direction of the thin film from inside to outside.
[0022]
Also,
(3) The slack correcting means is configured to move a portion of the thin film on the upstream side of the nip portion where the thin film and the pressure roller sandwich the recording medium in a recording medium entry direction from the inside to the outside of the thin film. It may be one that presses toward.
[0023]
further,
(4) The slack correcting means may correct the slack of the thin film by extending the thin film from the inside to the outside.
[0024]
Furthermore,
(5) The slack correcting means may change the amount of overhang based on the temperature of any one of the thin film, the pressure roller, and the heating element.
[0025]
Furthermore,
(6) The slack correcting means may change the amount of overhang based on the number of recording media continuously fixed.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
[0027]
A first embodiment of a fixing device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0028]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the fixing device. FIG. 2A is a front view showing the thin film and the stay of FIG. 1, and FIG. 2B is a front view showing a slack correcting member. FIG. 3 is a perspective view showing the thin film in which the slack is corrected by the slack correcting member. FIG. 4 is a graph showing the control of the slack correcting member. In these figures, the same components as those shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals.
[0029]
The fixing device 50 includes a cylindrical thin film 52 that rotates in the circumferential direction. The pressure roller 40 rotates in the circumferential direction while being pressed against the thin film 52. Inside the thin film 52, a stay 54 for pressing the thin film 52 against the pressure roller 40 is arranged. The stay 54 has rigidity and heat resistance. The stay 54 is provided with a film guide 56 for guiding the thin film 52 so as to maintain a cylindrical shape, and a pressing member 58 for pressing the film guide 56 toward the pressing roller 40.
[0030]
The film guide 56 has a U-shaped cross section, and extends in the longitudinal direction of the thin film 52 (the direction of arrow B). This longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording medium conveyance direction (the direction of arrow A). The heating element 30 is arranged on the surface of the flat portion of the film guide 56 that contacts the thin film 52. The pressing member 58 has a U-shaped cross section, and extends in the longitudinal direction of the thin film 52. The structure of the heating element 30 is the same as that of the heating element 30 described with reference to FIG.
[0031]
The thin film 52 is a heat-resistant film having a circular cross section. The inner peripheral length of the thin film 52 is, for example, about 3 mm longer than the outer peripheral length of the stay 54 including the heating element 30. Therefore, the stay 54 is loosely inserted into the thin film 52. Since the stay 54 presses the thin film 52 against the pressure roller 40, the thin film 52 and the pressure roller 40 form a nip portion N extending in their longitudinal direction (the direction of arrow B).
[0032]
The film thickness of the thin film 52 is 100 μm or less, preferably 50 μm or less and 20 μm or more, in order to reduce the heat capacity of the thin film 52 and improve the quick start property of the fixing device 50. In addition, the thin film 52 is a single-layer film such as PTFE, PFA, or FEP having heat resistance, or a film such as polyimide, polyamide imide, PEEK, PES, or PPS, and is coated with PTFE, PFA, FEP, or the like on the outer peripheral surface thereof. It is composed of a composite layer film.
[0033]
Openings 56 a, 56 a extending in the direction of arrow B are formed at both ends in the longitudinal direction (direction of arrow B) of the film guide 56 and in a portion slightly upstream of the nip portion N in the direction of rotation (direction of arrow C). ing. At each of the two openings 56a, both ends in the longitudinal direction of the slack correcting member 60 (which is an example of the slack correcting means in the present invention) are located. The slack correcting member 60 presses both ends in the longitudinal direction of the thin film 52 and portions upstream of the nip portion N in the recording medium conveyance direction (the direction of the arrow A) from the inside to the outside of the thin film 52. Thereby, the slack of the thin film 52 is eliminated.
[0034]
The slack correcting member 60 has an elongated columnar shape and extends in the direction of arrow B. Four projections are formed at both ends in the longitudinal direction of the slack correcting member 60. These four projections are formed at equal intervals in the circumferential direction from each other. The first projection 62 is the highest, the second projection 64 is the second highest, the third projection 66 is the third. It is composed of the fourth lowest projection 68. The portion of the slack correcting member 60 where these convex portions 62, 64, 66, 68 are formed is a portion indicated by a region T shown in FIG.
[0035]
Further, one end in the longitudinal direction of the slack correcting member 60 protrudes from the thin film 52, and the gear 70 is fixed to the protruding portion. A gear 72 meshes with the gear 70, and the gear 72 is fixed to a rotating shaft of a drive motor (not shown) such as a stepping motor. Therefore, when the drive motor is driven and the gear 72 rotates by a predetermined angle, the gear 70 also rotates by a predetermined angle. The rotation of the gear 70 also rotates the slack correcting member 60 by a predetermined angle.
[0036]
By rotating the slack correcting member 60, any one of the convex portions 62, 64, 66, 68 is made to protrude from the opening 56a. Further, instead of making any one of the protrusions 62, 64, 66, and 68 protrude from the opening 56a, the outer peripheral surface 60a of the slack correcting member 60 can be positioned at the opening 56a. Which of the protrusions 62, 64, 66, and 68 protrudes from the opening 56a or positions the outer peripheral surface 60a at the opening 56a depends on the width of the recording medium to be fixed by the fixing device 50 (arrow). (Length in the B direction).
[0037]
When the fixing device 50 is driven with any one of the protrusions 62, 64, 66, 68 protruding from the opening 56a, both ends 52a in the longitudinal direction of the thin film 52 are pushed outward by the protrusions. As shown in FIG. 3, the central portion 52b in the longitudinal direction of the thin film 52 is slightly dented toward the center of rotation. When a developed image is fixed on a recording medium having a width smaller than the length of the thin film 52 (for example, a recording medium having a width of about 2 L / 3), the recording medium is passed through the nip portion N continuously with respect to the center. 13, the central portion in the longitudinal direction of the thin film 52 may be loosened in the recording medium conveyance direction (the direction of the arrow A) slightly upstream of the nip portion N, as described with reference to FIG. However, as described above, by driving the fixing device 50 with any one of the protrusions 62, 64, 66, and 68 protruding from the opening 56a, both ends 52a in the longitudinal direction of the thin film 52 become convex. Since it is extruded (protruded) outward by the portion, it is possible to suppress the slack in the central portion in the longitudinal direction of the thin film 52. The amount of slack increases as the temperature difference between both ends 52 a in the longitudinal direction and the central part 52 b in the longitudinal direction of the thin film 52 increases. Therefore, based on this temperature difference, it was determined which of the projections 62, 64, 66, and 68 would protrude from the opening 56a. This will be described with reference to FIG.
[0038]
The vertical axis in FIG. 4 represents the temperature difference between both ends 52a in the longitudinal direction and the central part 52b in the longitudinal direction of the thin film 52, and the horizontal axis represents the number of continuously fixed recording media (the number of prints).
[0039]
Here, a case will be described as an example where a recording sheet of A4 size smaller than the recording sheet (A3 size) of the maximum sheet passing width W (see FIG. 1) is fixed by vertical feeding.
[0040]
When the developed image is continuously fixed on the A4 size recording paper by the fixing device 50, the temperature at both ends 52a in the longitudinal direction of the thin film 52 gradually becomes higher than the temperature at the central portion 52b in the longitudinal direction. As a result, the rotational speed of both ends 52a in the longitudinal direction of the thin film 52 gradually becomes higher than the rotational speed of the central portion 52b in the longitudinal direction, and the central portion 52b in the longitudinal direction is loosened. Therefore, one of the four protrusions 62, 64, 66, and 68 is selectively protruded from the opening 56a based on the temperature difference between both ends 52a in the longitudinal direction of the thin film 52 and the center 52b in the longitudinal direction. .
[0041]
Here, when the temperature difference is in the range of 0 ° C. to about 10 ° C., the lowest convex portion 68 is projected from the opening 56a. At this temperature difference, the amount of slack in the central portion 52b in the longitudinal direction is very small. Therefore, by extruding both ends 52a in the longitudinal direction outward with the lowest convex portion 68, the slack of the thin film 52 is eliminated (correction). Is done).
[0042]
When the temperature difference was in the range of about 10 ° C. to about 30 ° C., the second lowest projection 66 was projected from the opening 56a. At this temperature difference, the amount of slack in the central portion 52b in the longitudinal direction is slightly small. Therefore, the slackness of the thin film 52 is eliminated by extruding both ends 52a in the longitudinal direction outward with the second lowest convex portion 66.
[0043]
When the above temperature difference was in the range of about 30 ° C. to about 80 ° C., the second highest protrusion 64 was projected from the opening 56a. At this temperature difference, the amount of slack in the central portion 52b in the longitudinal direction is slightly large. Therefore, the slackness of the thin film 52 is eliminated by extruding both ends 52a in the longitudinal direction outward with the second highest convex portion 64.
[0044]
In the range where the above-mentioned temperature difference exceeded about 80 ° C., the highest protrusion 62 was projected from the opening 56a. At this temperature difference, since the amount of slack in the central portion 52b in the longitudinal direction is large, the slackness of the thin film 52 is eliminated by extruding both ends 52a in the longitudinal direction by the highest convex portion 62.
[0045]
Since the slack of the thin film 52 is corrected as described above, the thin film 52 does not rotate in a slack state. Therefore, when the recording medium enters the nip portion N between the thin film 52 and the pressure roller 40, all the leading ends of the recording medium in the entry direction (transport direction) start to enter the nip portion N at the same time. As a result, no wrinkles occur on the recording medium.
[0046]
In the above example, one of the four protrusions 62, 64, 66, and 68 is selectively opened from the opening 56a based on the temperature difference between both ends 52a in the longitudinal direction and the center 52b in the longitudinal direction of the thin film 52. Protruded. However, since the temperature difference is predicted not based on the temperature difference but on the number of prints determined for each size of the recording medium, any one of the four protrusions 62, 64, 66, and 68 is determined based on the number of prints. May alternatively be projected from the opening 56a. In order to detect a temperature difference between both ends 52a in the longitudinal direction of the thin film 52 and a central portion 52b in the longitudinal direction, the temperature of the heating element 30 (see FIG. 1) and the pressure roller 40 (see FIG. There is a method of detecting the temperature by contacting the detection element or estimating the temperature difference based on the number of sheets passed and the printing speed. Therefore, the temperature difference detection method may be appropriately selected.
[Second embodiment]
[0047]
A second embodiment of the fixing device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0048]
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the inside of a thin film included in the fixing device according to the second embodiment. FIG. 6 is a front view showing the inside of the thin film of FIG. In these figures, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
[0049]
The second embodiment is characterized in that a slack correcting unit 80 (an example of a slack correcting unit according to the present invention) that moves in the longitudinal direction (the direction of arrow B) of the thin film 52 is provided. In the second embodiment, the spring-like projection member 82 of the slack correction unit 80 projects from the opening 56a of the film guide 56.
[0050]
The slack correcting unit 80 has a rod-shaped member 84 extending inside the thin film 52 in the longitudinal direction. A spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the rod-shaped member 84. Further, one end in the longitudinal direction of the rod-shaped member 84 protrudes from the inside of the thin film 52, and the protruding portion is engaged with the gear 86. The gear 86 is fixed to a rotation shaft 88a of a drive motor 88. A moving member 90 is movably fixed to each of both ends in the longitudinal direction of the rod-shaped member 84. A spring-like projection member 82 projecting from the opening 56a is fixed to the moving member 90.
[0051]
By driving the drive motor 88, the gear 86 rotates and the rod-shaped member 84 also rotates, whereby the two moving members 90 move in the direction of arrow B. When the spring-like projection member 82 reaches the position of the opening 56a during this movement, the spring-like projection member 82 projects from the opening 56a (projects as indicated by 82 ') and presses the thin film 52 outward. . When the spring-like projection member 82 is out of the position of the opening 56a, the spring-like projection member 82 is in contact with the inner peripheral surface of the film guide 56 and does not project from the opening 56a.
[0052]
Assuming that the maximum paper passing width of the fixing device of the second embodiment is A3 size, and the recording medium to be fixed has a width of A4R or more, the moving member 90 is arranged at a position indicated by a solid line. Therefore, the spring-like projection member 82 is in contact with the inner peripheral surface of the film guide 56 and does not protrude from the opening 56a. On the other hand, when the recording medium to be fixed is smaller than the A4R size, the spring-like projection member 82 is made to protrude from the opening 56a based on the number of sheets on which the recording medium is continuously fixed. Here, the spring-shaped protrusion member 82 is kept in contact with the inner peripheral surface of the film guide 56 so as not to protrude from the opening 56a until, for example, 20 sheets of the recording medium are continuously fixed. By driving the 88, the moving member 90 is moved to a position 90 'shown by a broken line so that the spring-like projection member 82 projects from the opening 56a. As a result, similarly to the first embodiment, since the slack of the thin film 52 is corrected, the thin film 52 does not rotate in a slack state. Therefore, when the recording medium enters the nip portion N (see FIG. 1) between the thin film 52 and the pressure roller 40, all the leading ends of the recording medium in the entry direction (transport direction) start to enter the nip portion N at the same time. . As a result, no wrinkles occur on the recording medium.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, in the fixing device of the present invention, even if a part of the thin film is loosened, the slack is corrected by the slack correcting means. Therefore, the thin film does not rotate in a slack state. Therefore, when the recording medium enters the nip between the thin film and the pressure roller, all of the leading ends of the recording medium in the entry direction (transport direction) start to enter the nip at the same time. As a result, no wrinkles occur on the recording medium.
[0054]
Here, when the slack correcting means presses both ends in the longitudinal direction of the thin film from the inside to the outside, when the size of the recording medium to be fixed is small, both ends in the longitudinal direction of the thin film are fixed. The temperature at the (cylindrical ends in the height direction) becomes higher than the temperature at the center in the longitudinal direction, and both ends in the longitudinal direction of the pressure roller may expand more than the center in the longitudinal direction. The rotation speed is higher at both ends in the longitudinal direction of the film than in the central portion in the longitudinal direction, and the central portion in the longitudinal direction of the thin film tends to loosen, but this slack is corrected by the slack correcting means. Therefore, when the recording medium enters the nip portion between the thin film and the pressure roller, all of the leading ends of the recording medium in the entry direction (conveying direction) start to enter the nip portion at the same time, so that wrinkles do not occur on the recording medium.
[0055]
In addition, the slack correction means, of the thin film, the portion of the thin film and the pressure roller on the upstream side in the recording medium entry direction from the nip portion that sandwiches the recording medium, from the inside of the thin film to the outside. When the recording medium is pressed toward the nip portion, the recording medium can more smoothly enter the nip portion.
[0056]
Further, when the slack correcting means is to correct the slack of the thin film by extending the thin film from the inside to the outside, the slack correcting means having a simple structure can be obtained.
[0057]
Further, the slack correcting means is based on the temperature of any one of the thin film, the pressure roller, and the heating element, and when the amount of overhang is changed, the Since the slack amount of the thin film may change, the slack can be more appropriately corrected.
[0058]
Furthermore, when the slack correcting means changes the amount of overhang based on the number of recording media continuously fixed, the amount of slack of the thin film depends on the number of recording media continuously fixed. May change, so that loosening can be corrected more appropriately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a first embodiment of a fixing device.
2 (a) is a front view showing the thin film and stay of FIG. 1, and FIG. 2 (b) is a front view showing a slack correcting member.
FIG. 3 is a perspective view showing a thin film whose slack has been corrected by a slack correcting member.
FIG. 4 is a graph showing control of a slack correcting member.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the inside of a thin film included in a fixing device according to a second embodiment.
FIG. 6 is a front view showing the inside of the thin film of FIG. 5;
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a fixing device of a film heat fixing method.
FIG. 8 is a plan view showing a heating body in which a central portion in a longitudinal direction is omitted and a part is cut away.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a longitudinal direction end of a thin film on which a large-sized recording medium is fixed and a pressure roller.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a thin film film on which a large-sized recording medium is fixed and a longitudinal central portion of a pressure roller.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a longitudinal direction end portion of a pressure roller and a thin film on which a small-sized recording medium is fixed.
FIG. 12 is a schematic view showing a thin film film on which a small-sized recording medium is fixed and a longitudinal central portion of a pressure roller.
FIG. 13 is a schematic view showing a loosened thin film.
[Explanation of symbols]
40 pressure roller
50 Fixing device
52 Thin film
60 Loosening correction member
80 slack correction unit

Claims

In an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by forming a developed image on a recording medium and fixing the developed image, a cylindrical thin film film in which a heating element is disposed and which rotates in a circumferential direction thereof, and In a fixing device for fixing a developed image on the recording medium by transporting the recording medium while nipping the recording medium between both pressure rollers that rotate in the circumferential direction while being pressed against the thin film film,
A fixing device comprising slack correcting means for correcting a slack in the thin film by pressing a predetermined portion of the thin film from the inside toward the outside.

The slack correction means,
2. The fixing device according to claim 1, wherein both ends in the longitudinal direction of the thin film are pressed from inside to outside. 3.

The slack correction means,
Of the thin film, the thin film and the pressure roller press a portion of the thin film on the upstream side in the recording medium entry direction from a nip portion that sandwiches the recording medium, from the inside to the outside of the thin film. The fixing device according to claim 1, wherein:

The slack correction means,
The fixing device according to claim 1, wherein the thin film is extended from the inside to the outside to correct slack of the thin film.

The slack correction means,
5. The fixing device according to claim 4, wherein an amount of the protrusion is changed based on a temperature of any one of the thin film, the pressure roller, and the heating element. 6.

The slack correction means,
5. The fixing device according to claim 4, wherein the amount of overhang is changed based on the number of recording media that have been continuously fixed.