【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱効率を向上させてウォーミングアップ時間を短縮させるベルト式定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
定着装置には定着ローラ（加熱ローラ）の熱源としてハロゲンランプ等のヒータが用いられてきたが、加えて電磁誘導加熱方式の熱源の導入も図られてきた。そして、定着部材の低熱容量化を図るため定着ベルトを用いた定着装置も実用化されているが、定着ベルトは低熱容量化できていても、加熱ローラの熱容量が大きく、加熱ローラを加熱し、直接又はその加熱ローラに巻回した定着ベルトを通じ転写材を加熱するために、必然的に始動から定常状態になるまでの立ち上がり時間即ちウォーミングアップ時間を十分に短くできていない。
【０００３】
また、転写材を加熱及び加圧する場合に加熱ローラと加圧ローラとの間で直接転写材を挟んで定着するときはニップ量の接触長さが短いので転写材への熱の伝達時間が短く両ローラ間の加圧力をかなり大きくしなければならず、そのため加熱ローラや加圧ローラの径も大きくして定着装置の強度を強くする必要があり、構造が大型化していた。
【０００４】
ベルト式定着装置における熱容量を下げる手段としては、特許文献１や２に示すような定着ベルトの支持ローラの幾つかを軽構造にして熱容量を小さくし、加熱ローラから得られた定着ベルトの熱量を逃げにくくしているものもあるが、他の支持ローラを加熱ローラ及び内部加圧ローラとして用いる場合は強度上それほど軽構造にはできず、熱容量の軽減は難しく、ウォーミングアップ時間の短縮に十分な機能が得られていない。
【０００５】
また、誘導加熱の手段としては、特許文献３や４に示すように、加熱ローラを定着ローラとして加熱するようにしたものがあるが、熱容量の軽減は得られにくく、これも十分なウォーミングアップ時間の短縮機能を得るには至っていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１３４１２０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−３１９６８号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００２−１４５６６号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開２００１−２４２７３２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような従来技術の欠点を除去してウォーミングアップ時間を短くして稼働効率を向上し、また電力消費量が少ない定着装置を装着した画像形成装置を提供する事を課題目的にする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）〜（６）の何れかによって達成される。
【００１２】
（１） 転写材上の未定着のトナー画像を加圧加熱して固定するベルト式定着装置を備えた画像形成装置であって、前記ベルト式定着装置は、同心の回転軸を有する両フランジ間に母線状にワイヤを設けてローラ形状にした支持ローラと、内部加圧ローラと、少なくとも該両ローラに巻回された定着ベルトと、該定着ベルト及び前記転写材を介して前記内部加圧ローラに押圧する外部加圧ローラとを有し、前記定着ベルトを発熱させる電磁誘導加熱装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（２） 転写材上の未定着のトナー画像を加圧加熱して固定するベルト式定着装置を備えた画像形成装置であって、前記ベルト式定着装置は、同心の回転軸を有する両フランジ間に母線状にワイヤを設けてローラ形状にした支持ローラと、内部加圧ローラと、少なくとも該両ローラに巻回された定着ベルトと、該定着ベルト及び前記転写材を介して前記内部加圧ローラに押圧する外部加圧ローラとを有し、前記定着ベルトを発熱させる電磁誘導加熱装置と、前記両ローラ以外に前記定着ベルトが巻回されて前記定着ベルトの内面と接する支持部材に前記定着ベルトの温度を検知する温度センサを設置したことを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（３） 前記温度センサを設置した支持部材に対して、前記定着ベルトが摺動することを特徴とする（２）項に記載の画像形成装置。
【００１５】
（４） 前記定着ベルトが前記支持ローラに接する角度の領域に前記電磁誘導加熱装置を配置したことを特徴とする（１）〜（３）項の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００１６】
（５） 前記電磁誘導加熱装置の電磁誘導コイルが前記支持ローラ及び前記定着ベルトの外側に設置されたことを特徴とする（４）項に記載の画像形成装置。
【００１７】
（６） 前記支持ローラの回転軸が非磁性材料であることを特徴とする（１）〜（５）項の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【００２０】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着手段としてのベルト式定着装置２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００２１】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００２２】
無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
【００２３】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体として用紙等の転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、ベルト式定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００２４】
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００２５】
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。
【００２６】
二次転写ローラ５Ａは、ここを転写材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
【００２７】
また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ，８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。
【００２８】
筐体８は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。
【００２９】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１，７２，７３，７４，７６を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。
【００３０】
筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００３１】
このように感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、転写ベルト２６０上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して転写材Ｐに転写し、ベルト式定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。
トナー像を転写材Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、クリーニング装置６Ａで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
【００３２】
本発明の画像形成装置は、これに搭載されるベルト式定着装置２４に大きな特色を有するものであり、そのベルト式定着装置２４について図２の構成図及び図３の支持ローラの斜視図を用いて順次説明する。
【００３３】
ベルト式定着装置２４は無端の定着ベルト２６０と、該定着ベルト２６０を支持搬送し、紙等の転写材Ｐと定着ベルト２６０を間に挟んで加圧加熱定着する内部加圧ローラ２５０、及び該内部加圧ローラ２５０に対向する外部加圧ローラ２７０と、前記定着ベルト２６０を巻回させるために前記内部加圧ローラ２５０と共に少なくとも１つ配置された支持ローラ２４０とよりなる。該支持ローラ２４０は回転軸２４１を有し対向する同心の２つのフランジ２４２，２４３の間にワイヤ２４４を母線状に張り渡してローラ面を形成し、籠状のローラとしたものであり、その外周を取り囲むように前記定着ベルト２６０が巻回されその外側に電磁誘導コイル２６７が配置されている。前記内部加圧ローラ２５０とそれに対向する外部加圧ローラ２７０とからなる一対の加圧ローラ対で前記定着ベルト２６０及び転写材Ｐを間に介して形成される主ニップ部の上流には、前記外部加圧ローラ２７０の表面に前記定着ベルト２６０を密着させるために、前記両ローラ２４０，２５０と共に定着ベルト２６０に巻回されるパッド２５３，ガイド部材２５４を設けて補助ニップが形成されている事が好ましい。
【００３４】
該補助ニップは定着ベルト２６０の柔軟性を生かして、小さな内部加圧ローラ径で且つ、比較的小さな加圧力で、大きな加熱時間を確保するのに有効である。
【００３５】
支持ローラ２４０のワイヤ２４４は、図３の斜視図に示すように、両側に耐熱性の樹脂（ポリイミドなど）からなる同心のフランジ２４２，２４３を有する回転軸２４１の、該フランジ２４２，２４３間に、ベルトを支持するのに十分な張力と本数（例えば２０Ｎ，２４本）で張られている。本実施の形態では、長さが３５０ｍｍある定着ベルトの巻回支持部を、直径５０ｍｍの円柱面にほぼ母線を形成するように２４本の耐熱性高分子繊維（例えばアラミド繊維：商品名ケブラー）のワイヤ２４４を張り渡して支持ローラ２４０が形成された。ワイヤ本数や張力などは、定着ベルト２６０の張力や支持ローラ２４０の長さや太さ、定着ベルト２６０の線速度などにより適宜決められるもので、これに限定されるわけではない。
【００３６】
定着ベルト２６０は、図４の層構成の断面模式図に示すように、その内側の発熱層に磁性体としてのＮｉ層が、中間にＳｉゴム層が、外側の低摩擦層としてＰＦＡ又はＰＴＦＥ層が構成されている。支持ローラ２４０を概ね半周囲んでいる電磁誘導コイル２６７で発生させる磁界の変動により発熱する。このときワイヤ２４４で構成した支持ローラ２４０の熱容量・熱伝導は極めて小さいため、支持ローラ２４０に熱を奪われることなく、急速な定着ベルト２６０の加熱が可能になる。また、発熱体である定着ベルト２６０の外側に電磁誘導コイル２６７が配置されているため、従来、加熱ローラ等の内側に配置された誘導コイルで問題となる、誘導コイルの温度上昇の懸念も少なくなる。
【００３７】
定着ベルト２６０の柔軟性を維持するのに薄い基体を用いているため、磁束が漏れて磁性金属部で発熱し、損失となるおそれがあるので、前記支持ローラ２４０の回転軸２４１にはアルミニウムを用いている。アルミニウムの代わりの非磁性金属や、耐熱樹脂、セラミックスなどを用いてもよい。
【００３８】
支持ローラ２４０に従来のように金属ローラなどを用いていたときは、この金属ローラに温度センサを設けることで、概ね定着ベルトの温度に対応する温度検知が可能であったが、このワイヤ式のローラでは温度測定ができない。また、前述のように内部加圧ローラ２５０及び外部加圧ローラ２７０よりなるローラ対は熱源を持たないため、定着ベルト２６０との温度差が大きく、またニップ幅確保や画質確保のためＳｉゴム層を設けているため、応答性が悪い。このため、図２の構成図のように定着ベルト２６０の支持部材の役目をさせるガイド部材２５４に温度センサ２５５を設けることが好ましい。また、定着ベルト２６０の外側より、非接触センサで定着ベルト２６０の温度を検知しても良いが高価で定着ベルト２６０の表面の汚れ等の影響が大きい。
【００３９】
定着ベルト２６０は、内部加圧ローラ２５０もしくは外部加圧ローラ２７０によって駆動されており、給紙ガイド２８０等により定着領域に搬送されてきたトナー画像を保持した転写材Ｐと定着ベルト２６０は、内部加圧ローラ２５０及び外部加圧ローラ２７０で挟んで加圧される。両加圧ローラ間で形成される主加圧ニップに先立ち、外部加圧ローラ２７０に密着された定着ベルト２６０と前記外部加圧ローラ２７０の間に転写材Ｐが挟まれ補助ニップがなされるように、支持部材としてのパッド２５３及びガイド部材２５４によって加圧され予熱が加えられる。更に、その後の主ニップ部で、定着ベルト２６０の持つ熱と両加圧ローラによるよる強い圧力によって、トナーは転写材Ｐに確実に安定して定着される。
トナー層には図４の層構成の模式図に示すように定着ベルト２６０の表面のごく薄いＰＦＡ又はＰＴＦＥの離型性層を介して外部加圧ローラ２７０の表面のＳｉゴム層が当接されるため、Ｓｉゴムが変形して紙等の転写材Ｐやトナー層の凹凸に追従して、均一に接触し、光沢ムラなどのない均一な定着が行われ、トナー画像は適度な光沢を持ち、また定着後、転写材Ｐは安定して定着ベルト２６０から分離する。
【００４０】
尚、ガイド部材２５４には温度センサ２５５が埋め込まれていて定着ベルト２６０の温度が非接触で検出され定着温度の制御に貢献している。また、定着ベルト２６０の内側で接するため画像への影響もない。
【００４１】
本実施例では、加圧ローラ対によって定着ベルト２６０を加圧する場合について説明したが、加圧ローラ対の一方をパッドなど摺動部材とした構成でも有効なことは言うまでもない。
【００４２】
このような構成をとることにより、ウォーミングアップ時間の大幅な短縮が可能となる定着手段を持った画像形成装置が得られるようになった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置に装着した小型の定着装置によりウォーミングアップ時間の大幅な短縮が可能となると共に、定着ムラのない安定した定着が行われ画像形成の迅速性と稼働効率の良い画像形成装置が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置に搭載されるベルト式定着装置の一例の構成図である。
【図３】本発明の画像形成装置におけるベルト式定着装置を構成する支持ローラの一例を示す斜視図である。
【図４】誘導加熱により発熱する定着ベルトの層構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像手段
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 一次転写手段としての一次転写ローラ
５Ａ 二次転写手段としての二次転写ローラ
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ クリーニング手段
７ 無端ベルト状中間転写体ユニット
２４ ベルト式定着装置
７０ 無端ベルト状中間転写体
２４０ 支持ローラ
２４１ 回転軸
２４２，２４３ フランジ
２４４ ワイヤ
２５０ 内部加圧ローラ
２５３ パッド
２５４ ガイド部材
２５５ 温度センサ
２６０ 定着ベルト
２６７ 電磁誘導コイル
２７０ 外部加圧ローラ
２８０ 給紙ガイド
Ｐ 転写材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus including a belt-type fixing device that improves a thermal efficiency and shortens a warm-up time.
[0002]
[Prior art]
In the fixing device, a heater such as a halogen lamp has been used as a heat source of a fixing roller (heating roller). In addition, an electromagnetic induction heating type heat source has been introduced. A fixing device using a fixing belt has also been put into practical use in order to reduce the heat capacity of the fixing member.However, even if the fixing belt has a low heat capacity, the heat capacity of the heating roller is large, and the heating roller is heated. In order to heat the transfer material directly or through the fixing belt wound around the heating roller, the rising time from the start to the steady state, that is, the warming-up time, cannot be reduced sufficiently.
[0003]
Further, when the transfer material is heated and pressed, when the transfer material is fixed directly between the heating roller and the pressure roller, the contact length of the nip amount is short, so that the heat transfer time to the transfer material is short. The pressurizing force between the two rollers must be considerably increased, so that the diameter of the heating roller and the pressure roller must be increased to increase the strength of the fixing device, resulting in an increase in the size of the structure.
[0004]
As means for lowering the heat capacity of the belt-type fixing device, some of the fixing roller supporting rollers as shown in Patent Documents 1 and 2 have a light structure to reduce the heat capacity and reduce the heat amount of the fixing belt obtained from the heating roller. Some of them are difficult to escape, but when other supporting rollers are used as the heating roller and internal pressure roller, they cannot be made so light in structure because of their strength, so it is difficult to reduce the heat capacity, and they have sufficient functions to shorten the warm-up time. Is not obtained.
[0005]
Further, as means for induction heating, as shown in Patent Documents 3 and 4, there is a method in which a heating roller is heated as a fixing roller. However, it is difficult to reduce the heat capacity, and this also requires a sufficient warming-up time. It has not been able to get the shortening function.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-134120 A
[Patent Document 2]
JP-A-2002-31968
[Patent Document 3]
JP, 2002-14566, A
[Patent Document 4]
JP 2001-242732 A
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus equipped with a fixing device which reduces the warming-up time to improve the operation efficiency by eliminating the above-mentioned disadvantages of the prior art, and which has a low power consumption. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
This object is achieved by any of the following technical means (1) to (6).
[0012]
(1) An image forming apparatus including a belt-type fixing device for fixing an unfixed toner image on a transfer material by applying pressure and heating, wherein the belt-type fixing device is provided between two flanges having concentric rotation axes. A supporting roller formed into a roller shape by providing a wire in a bus shape, an internal pressure roller, a fixing belt wound around at least both rollers, and the internal pressure roller via the fixing belt and the transfer material. An external pressure roller for pressing the fixing belt, and an electromagnetic induction heating device for generating heat in the fixing belt.
[0013]
(2) An image forming apparatus provided with a belt-type fixing device for fixing an unfixed toner image on a transfer material by heating under pressure, wherein the belt-type fixing device is provided between two flanges having concentric rotation axes. A supporting roller formed into a roller shape by providing a wire in a bus shape, an internal pressure roller, a fixing belt wound around at least both rollers, and the internal pressure roller via the fixing belt and the transfer material. An electromagnetic induction heating device having an external pressure roller for pressing the fixing belt and generating heat of the fixing belt; and a fixing member on which the fixing belt is wound other than the two rollers and in contact with an inner surface of the fixing belt. An image forming apparatus provided with a temperature sensor for detecting the temperature of the image.
[0014]
(3) The image forming apparatus according to (2), wherein the fixing belt slides on a support member on which the temperature sensor is installed.
[0015]
(4) The image forming apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the electromagnetic induction heating device is disposed in a region where the fixing belt contacts the support roller at an angle.
[0016]
(5) The image forming apparatus according to (4), wherein the electromagnetic induction coil of the electromagnetic induction heating device is provided outside the support roller and the fixing belt.
[0017]
(6) The image forming apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the rotation shaft of the support roller is made of a non-magnetic material.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the description in this column does not limit the technical scope of the claims and the meaning of terms. Also, the following assertive description in the embodiment of the present invention indicates the best mode, and does not limit the meaning of the terms of the present invention or the technical scope.
[0019]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a color image forming apparatus as an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
[0020]
This color image forming apparatus is called a tandem type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, an endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7, a sheet feeding and conveying unit 21, And a belt-type fixing device 24 as fixing means. An original image reading device SC is arranged above the main body A of the image forming apparatus.
[0021]
An image forming unit 10Y for forming a yellow image includes a drum-shaped photoconductor 1Y as a first image carrier, a charging unit 2Y disposed around the photoconductor 1Y, an exposure unit 3Y, a developing unit 4Y, It has a primary transfer roller 5Y as a primary transfer unit and a cleaning unit 6Y. An image forming unit 10M for forming a magenta image includes a drum-shaped photoconductor 1M as a first image carrier, a charging unit 2M disposed around the photoconductor 1M, an exposure unit 3M, a developing unit 4M, It has a primary transfer roller 5M as a primary transfer unit and a cleaning unit 6M. The image forming unit 10C for forming a cyan image includes a drum-shaped photoconductor 1C as a first image carrier, a charging unit 2C disposed around the photoconductor 1C, an exposure unit 3C, a developing unit 4C, It has a primary transfer roller 5C as a primary transfer unit and a cleaning unit 6C. The image forming unit 10K for forming a black image includes a drum-shaped photoconductor 1K as a first image carrier, a charging unit 2K disposed around the photoconductor 1K, an exposure unit 3K, a developing unit 4K, and a primary transfer. It has a primary transfer roller 5K and cleaning means 6K as means.
[0022]
The endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 has an endless belt-shaped intermediate transfer body 70 as a semiconductive endless belt-shaped second image carrier that is wound around a plurality of rollers and rotatably supported.
[0023]
The images of the respective colors formed by the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are sequentially transferred onto the rotating endless belt-shaped intermediate transfer body 70 by the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5K, and are combined. A color image is formed. A transfer material P such as a sheet as a recording medium accommodated in the sheet cassette 20 is fed by a sheet feeding unit 21 and passes through a plurality of intermediate rollers 22A, 22B, 22C, 22D, a registration roller 23 and a secondary transfer. The color image is conveyed to the unit 5A, and the color image is collectively transferred onto the transfer material P. The transfer material P on which the color image has been transferred is subjected to a fixing process by a belt-type fixing device 24, and is sandwiched by discharge rollers 25 and placed on a discharge tray 26 outside the apparatus.
[0024]
On the other hand, after the color image is transferred to the transfer material P by the secondary transfer roller 5A as the secondary transfer means, the residual toner is removed by the cleaning means 6A from the endless belt-shaped intermediate transfer body 70 from which the transfer material P is separated by curvature. You.
[0025]
During the image forming process, the primary transfer roller 5K is always in pressure contact with the photoconductor 1K. The other primary transfer rollers 5Y, 5M, and 5C are in pressure contact with the corresponding photoconductors 1Y, 1M, and 1C only during color image formation.
[0026]
The secondary transfer roller 5A comes into pressure contact with the endless belt-shaped intermediate transfer body 70 only when the transfer material P passes through the secondary transfer roller 5A to perform secondary transfer.
[0027]
Further, the housing 8 can be pulled out from the apparatus main body A via the support rails 82L and 82R.
[0028]
The housing 8 includes image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, and an endless belt-shaped intermediate transfer unit 7.
[0029]
The image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are arranged in tandem in the vertical direction. An endless belt-shaped intermediate transfer unit 7 is disposed on the left side of the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K in the figure. The endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 has an endless belt-shaped intermediate transfer body 70 that can rotate around rollers 71, 72, 73, 74, and 76, primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5K, and a cleaning unit 6A. Consisting of
[0030]
The image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K and the endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 are integrally pulled out of the main body A by the pulling-out operation of the housing 8.
[0031]
As described above, the toner images are formed on the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K by charging, exposing, and developing, and the toner images of each color are superimposed on the transfer belt 260, and are collectively transferred to the transfer material P. The fixing is performed by applying pressure and heat by a fixing device 24 for fixing.
After the transfer of the toner image to the transfer material P, the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K clean the toner remaining on the photoconductor at the time of transfer by the cleaning device 6A, and then perform the charging, exposure, and development cycle described above. And the next image formation is performed.
[0032]
The image forming apparatus of the present invention has a great feature in the belt-type fixing device 24 mounted thereon, and the belt-type fixing device 24 uses the configuration diagram of FIG. 2 and the perspective view of the support roller of FIG. Will be described sequentially.
[0033]
The belt-type fixing device 24 includes an endless fixing belt 260, an internal pressure roller 250 that supports and conveys the fixing belt 260, and pressurizes and fixes the image with a transfer material P such as paper and the fixing belt 260 interposed therebetween. An external pressure roller 270 faces the internal pressure roller 250, and at least one support roller 240 is disposed together with the internal pressure roller 250 to wind the fixing belt 260. The support roller 240 has a rotating shaft 241, and a wire 244 is stretched in a bus line between two opposed concentric flanges 242, 243 to form a roller surface, thereby forming a cage-shaped roller. The fixing belt 260 is wound around the outer circumference, and an electromagnetic induction coil 267 is arranged outside the fixing belt 260. Upstream of a main nip portion formed between the fixing belt 260 and the transfer material P by a pair of pressure rollers including the internal pressure roller 250 and the external pressure roller 270 opposed thereto, An auxiliary nip is formed by providing a pad 253 and a guide member 254 wound around the fixing belt 260 together with the rollers 240 and 250 in order to bring the fixing belt 260 into close contact with the surface of the external pressure roller 270. Is preferred.
[0034]
The auxiliary nip is effective for securing a long heating time with a small internal pressure roller diameter and a relatively small pressing force by utilizing the flexibility of the fixing belt 260.
[0035]
As shown in the perspective view of FIG. 3, the wire 244 of the support roller 240 is provided between the flanges 242 and 243 of the rotary shaft 241 having concentric flanges 242 and 243 made of heat-resistant resin (polyimide or the like) on both sides. , With sufficient tension and number (eg, 20N, 24) to support the belt. In the present embodiment, 24 heat-resistant polymer fibers (for example, aramid fiber: Kevlar (trade name)) are provided so that the winding supporting portion of the fixing belt having a length of 350 mm is formed substantially on a cylindrical surface having a diameter of 50 mm. The support roller 240 was formed by stretching the wire 244. The number of wires, the tension, and the like are appropriately determined according to the tension of the fixing belt 260, the length and thickness of the support roller 240, the linear velocity of the fixing belt 260, and are not limited thereto.
[0036]
As shown in the schematic cross-sectional view of the layer structure in FIG. 4, the fixing belt 260 has a heat generating layer on the inner side thereof, a Ni layer as a magnetic material, an intermediate Si rubber layer, and a PFA or PTFE layer as an outer low friction layer. Is configured. Heat is generated by the fluctuation of the magnetic field generated by the electromagnetic induction coil 267 which is located around the support roller 240 almost halfway. At this time, since the heat capacity and heat conduction of the support roller 240 formed by the wire 244 are extremely small, the heating of the fixing belt 260 can be performed quickly without the heat being taken by the support roller 240. Further, since the electromagnetic induction coil 267 is disposed outside the fixing belt 260 as a heating element, there is less concern about a rise in temperature of the induction coil, which is a problem with the induction coil conventionally disposed inside the heating roller or the like. Become.
[0037]
Since a thin base is used to maintain the flexibility of the fixing belt 260, there is a possibility that magnetic flux leaks and heat is generated in the magnetic metal portion, resulting in loss. Therefore, aluminum is used for the rotation shaft 241 of the support roller 240. Used. Non-magnetic metal, heat-resistant resin, ceramic, or the like may be used instead of aluminum.
[0038]
When a metal roller or the like is used as the support roller 240 as in the related art, by providing a temperature sensor on the metal roller, it was possible to detect a temperature substantially corresponding to the temperature of the fixing belt. Roller cannot measure temperature. Further, as described above, since the roller pair including the internal pressure roller 250 and the external pressure roller 270 does not have a heat source, the temperature difference from the fixing belt 260 is large, and the Si rubber layer is used for securing the nip width and image quality. Responsiveness is poor. Therefore, it is preferable to provide the temperature sensor 255 on the guide member 254 serving as a support member for the fixing belt 260 as shown in the configuration diagram of FIG. Further, the temperature of the fixing belt 260 may be detected from the outside of the fixing belt 260 by a non-contact sensor, but it is expensive, and the influence of contamination on the surface of the fixing belt 260 is large.
[0039]
The fixing belt 260 is driven by the internal pressure roller 250 or the external pressure roller 270. The transfer material P holding the toner image conveyed to the fixing area by the paper feed guide 280 or the like and the fixing belt 260 are Pressure is applied between the pressure roller 250 and the external pressure roller 270. Prior to the main pressure nip formed between the two pressure rollers, the transfer material P is sandwiched between the fixing belt 260 closely contacted with the external pressure roller 270 and the external pressure roller 270 to form an auxiliary nip. Is preheated by being pressed by a pad 253 and a guide member 254 as a support member. Further, in the subsequent main nip portion, the toner is reliably and stably fixed to the transfer material P by the heat of the fixing belt 260 and the strong pressure by the two pressure rollers.
The Si rubber layer on the surface of the external pressure roller 270 is in contact with the toner layer via a very thin PFA or PTFE release layer on the surface of the fixing belt 260 as shown in the schematic diagram of the layer configuration in FIG. As a result, the Si rubber deforms and follows the transfer material P such as paper or the unevenness of the toner layer, makes uniform contact, performs uniform fixing without gloss unevenness, and the toner image has an appropriate gloss. After the fixing, the transfer material P is stably separated from the fixing belt 260.
[0040]
A temperature sensor 255 is embedded in the guide member 254, and the temperature of the fixing belt 260 is detected in a non-contact manner, thereby contributing to the control of the fixing temperature. Further, since the contact is made inside the fixing belt 260, there is no influence on the image.
[0041]
In this embodiment, the case where the fixing belt 260 is pressed by the pressure roller pair has been described. However, it is needless to say that a configuration in which one of the pressure roller pair is a sliding member such as a pad is also effective.
[0042]
With such a configuration, an image forming apparatus having a fixing unit capable of significantly reducing the warm-up time can be obtained.
[0043]
【The invention's effect】
The compact fixing device mounted on the image forming apparatus of the present invention makes it possible to greatly reduce the warming-up time, perform stable fixing without fixing unevenness, and provide an image forming apparatus with high speed of image formation and good operation efficiency. Can now be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating a color image forming apparatus as an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an example of a belt-type fixing device mounted on the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a support roller constituting a belt-type fixing device in the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a layer configuration of a fixing belt that generates heat by induction heating.
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C, 1K Photoconductors 4Y, 4M, 4C, 4K Developing means 5Y, 5M, 5C, 5K Primary transfer roller 5A as primary transfer means Secondary transfer rollers 6Y, 6M, 6C as secondary transfer means 6K Cleaning means 7 Endless belt-shaped intermediate transfer body unit 24 Belt-type fixing device 70 Endless belt-shaped intermediate transfer body 240 Support roller 241 Rotation shafts 242, 243 Flange 244 Wire 250 Internal pressure roller 253 Pad 254 Guide member 255 Temperature sensor 260 Fixing Belt 267 Electromagnetic induction coil 270 External pressure roller 280 Paper feed guide P Transfer material
