JP2005003776A - Fixing device and image forming apparatus provided with the fixing device - Google Patents

Fixing device and image forming apparatus provided with the fixing device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device in which the escape of heat from a tension member is prevented. <P>SOLUTION: The fixing device is provided with an endless fixing belt 21 ran by being wound on a heat roll 22 and an exit roll 23, a press roll which comes in press-contact with the heat roll through the fixing belt 21 and a heating means directly or indirectly heating the fixing belt. A toner image is fixed to a recording medium P by heat and pressure force by passing the recording medium P carrying the toner image between the heat roll 22 and the press roll 24 through the fixing belt 21. A tension roll 27 imparting tension to the fixing belt 21 as well as heating the fixing belt 21 is included. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体上のトナー像を定着する定着装置および該定着装置を有する電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開2002−123111公報
【特許文献2】特開平8−137306公報
画像形成装置の定着装置において、従来は定着ローラと加圧ローラを組み合わせた熱ローラ定着が主流であったが、近年、特開2002−123111公報に記載されているように、ベルトを用いる定着装置が多く見られるようなった。また、定着装置に用いる加熱手段も定着ローラに内蔵したハロゲンランプ等の発熱体が多く用いられていたが、特開平8−137306公報に記載されている誘導加熱方式が採用され始めている。このように定着ベルトを用いたり、誘導加熱方式等が採用したりする最も大きな要因として、定着装置の立ち上がり時間を短縮することができることである。
【0003】
図5は、従来の定着ベルトを用いた誘導加熱方式の定着装置100を示す説明図である。
図5において、符号101は無端状の加熱ベルトであり、加熱ベルト101は加熱ローラ102と従動ローラ103に巻き掛けられている。加熱ローラ102には、加熱ベルト101を介して加圧ローラ104が圧接されており、加圧ローラ104と加熱ベルト101を介した加熱ローラ102によって形成されるニップにトナー像を担持した記録媒体Pが送り込まれる。加熱ベルト101と加熱ローラ102は磁性体であり、例えばステンレス、鉄、ニッケル、コバルト等で作られている。符号105は加熱ベルト101の走行辺に近接して対向配置されたコイルであり、また、符号106は加熱ローラ102に内蔵されたコイルである。コイル105,106は、高周波電流を流すとコイルが発生する磁界の変化に伴い磁性体である加熱ベルト101及び加熱ローラ102に電流が流れ、電流の変化によってジュール熱が発生し、それぞれ加熱ベルト101、加熱ローラ102が加熱される。
【0004】
加熱ベルト101は、磁性体のベルト基体上に弾性層(均一に定着させるためのもの)や離型層(トナーが固着しないようにするためのもの)を設けてもよい。また、従動ローラ103は例えばアルミなどの非磁性の金属で作られている。なお、符号107は加熱ベルト31に張力を付与するテンションローラである。
【0005】
このように構成された定着装置100において、図示していない駆動装置によって例えば加熱ローラ102を矢印方向へ駆動すると、従動ローラ103および加圧ローラ104がそれぞれ図の矢印方向に回転し、加熱ベルト101も矢印方向に走行する。ここで、トナー像の担持した記録媒体Pが定着装置100に送られると、加熱ローラ102および加圧ローラ104に挟持されて加熱・加圧される。このとき、加熱ベルト101および加熱ローラ102が加熱されているので、記録媒体Pは加熱ローラ102と加圧ローラ104のニップを通ることでトナー像が確実に記録媒体Pに定着される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この種の定着装置では、加熱ベルト101にテンションを与えるため、加熱ベルト101に接触するテンション部材を設けており、図4の例では加熱ベルト101の走行辺に圧接されたテンションローラ107を設けている。しかしながら、テンションローラ107を設けると、加熱ベルト101と加熱ローラ102の熱の一部が、テンションローラ107に伝わって逃げてしまう。このため、定着装置の立ち上がり時間が思ったほど短縮されず、また、逃げ分も含めて加熱しなければならないという問題があった。
【0007】
本発明は、上記したテンション部材から熱の逃げを改善することができる定着装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、少なくとも2つの部材に巻き掛けられて走行する無端状のベルトと、該ベルトを介して2つの部材の一方と圧接する対向部材と、前記ベルトを直接または間接的に加熱する加熱手段とを備え、前記ベルトを介した2つの部材の一方と前記対向部材と間にトナー像を担持した記録媒体を通してトナー像を熱および圧力によって記録媒体に定着する定着装置において、前記ベルトにテンションを与えるとともに、該ベルトを加熱するテンション部材が設けられていることを特徴としている。
【0009】
なお、本発明の定着装置において、前記加熱テンション部材が、コイルに高周波電流を流すことによってジュール熱を発生させる磁性体よりなる発熱部を有すると、効果的である。
【0010】
さらに、本発明の定着装置において、前記ベルトに前記記録媒体を吸着するためのバイアス手段が設けられ、前記記録媒体が前記2つの部材の一方から他方まで前記ベルトに吸着されて搬送されると、効果的である。
【0011】
さらにまた、本発明の定着装置において、前記2つの部材の一方が加熱ローラで、前記対向部材が加圧ローラであり、該加熱ローラに前記ベルトを介して前記加圧ローラが圧接されていると、効果的である。
【0012】
さらにまた、本発明の定着装置において、前記加熱テンション部材が、前記記録媒体が前記ベルトに吸着されて搬送される領域内に配置されていると、効果的である。
【0013】
さらにまた、本発明の定着装置において、前記加熱テンション部材が、整磁合金からなると、効果的である。
また、本発明の他の目的を達成するため、本発明の画像形成装置において、記録媒体上にトナー像を形成する作像手段と、該作像手段によって記録媒体上に形成されたトナー像を定着する請求項1ないし6の何れかに記載の定着装置とを有することを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、画像形成装置の実施形態を示す概略図であり、この画像形成装置は記録媒体にトナー像を形成する作像手段と、トナー像を記録媒体に定着する定着装置1とを有しており、まず作像手段の概略について説明する。
【0015】
図1における作像手段は、ドラム状の感光体1を有し、感光体1は図1における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ2によって表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込み装置7から出射する光変調されたレーザビームLが照射される。これによって感光体1上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置3によってトナー像として可視像化される。
【0016】
一方、装置本体下部側に設けられた給紙装置10から、例えば転写紙より成る記録媒体Pが給送され、その記録媒体Pはレジストローラ11を介して感光体1と転写ローラ4の間に送り込まれる。この転写ローラ4に対し、感光体1上のトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって感光体1上のトナー像が記録媒体P上に転写される。記録媒体Pに転写されず、感光体1上に残された転写残トナーは、クリーニング装置5によって除去され、さらに除電装置6によって感光体1上に残された残留電荷が除去される。
【0017】
トナー像が形成された記録媒体Pは、搬送ベルト12を介して定着装置20を送られ、このときそのトナー像が記録媒体P上に定着され、定着を終えた記録媒体Pは排紙トレイ13上に排出される。このように、図1に例示した画像形成装置は、作像手段とその作像手段によって記録媒体P上に形成されたトナー像が定着される。
【0018】
本発明に係る定着装置20は、図2に示すように、2つの部材である互いに平行な加熱ローラ22と出口ローラ23を有し、加熱ローラ22と出口ローラ23には無端状の定着ベルト21が巻き掛けられている。加熱ローラ22は、例えばステンレス、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体よりなる円筒状の部材であり、その内部にコイル25が設けられている。また、出口ローラ23は非磁性体の金属、例えばアルミ等で作られている。定着ベルト21のベルト基材は、磁性体、非磁性体のどちらでも良く、その表面には均一に定着させるための弾性層や表面にトナーの固着を防止するための離型層を設けることが有利である。
【0019】
また、加熱ローラ22には定着ベルト21を介して対向部材である加圧ローラ24が圧接されている。加熱ローラ22、出口ローラ23及び加圧ローラ24は定着装置20の図示していないフレームに回転自在に支持され、加熱ローラ22もしくは加熱ローラ22と加圧ローラ24が図示していない駆動装置によりそれぞれ矢印方向に回転駆動される。これにより、定着ベルト21が図2の時計方向に回転走行され、出口ローラ23は同方向に従動回転される。なお、加圧ローラ24にも加熱手段を設けてもよい。
【0020】
定着ベルト21の表面には、記録媒体Pを静電的に吸着するためのバイアス印加手段としてのバイアスローラ26が当接するようにして設けられ、バイアスローラ26によって定着ベルト21にバイアスをかけることにより記録媒体Pが定着ベルト21に吸着される。また、定着ベルト21の表面にはテンション部材としてのテンションローラ27が圧接され、定着ベルト21はテンションローラ27によって常に緊張した状態が維持される。記録媒体Pの定着ベルト21への吸着は、定着ベルト21を介した加熱ローラ22と加圧ローラ24のニップから出口ローラまでの間であり、よって上記バイアスローラ26は加熱ローラ22と加圧ローラ24のニップの上流側近傍に配置することが好ましく、図2の例では加熱ローラ22の上部に設けられている。また、テンションローラ27は定着ベルト22の走行辺に設けるが、本例のテンションローラ27は定着ベルト21の外周面に圧接させており、さらに下部走行辺は記録媒体Pが定着ベルト21に吸着されるため、テンションローラ27は定着ベルト22の上部走行辺に設けている。
【0021】
このように構成された定着装置20は、コイル25に高周波電流を流すとコイルが発生する磁界の変化に伴い磁性体である加熱ローラ22に電流が流れ、電流の変化によってジュール熱が発生し、加熱ローラ22が加熱される。加熱ローラ22の熱が定着ベルト21に伝えられ、定着ベルト21が所定温度に達すると、定着が可能な状態となる。ここで、上記作像手段によって形成されたトナー像Tを担持した記録媒体Pが定着装置20に搬送されると、記録媒体Pは定着ベルト21を介した加熱ローラ22と加圧ローラ24のニップにトナー像Tが定着ベルト21に接するように送り込まれる。そして、記録媒体Pは加熱ローラ22と加圧ローラ24のニップを通過するとき加熱・加圧されるとともに、バイアスローラ26を介してバイアスが印加された定着ベルト21に吸着される。定着ベルト21に吸着された記録媒体Pは、出口ローラ23まで搬送されると、出口ローラ23の曲率に追随できずに定着ベルト21から分離される。
【0022】
ところで、従来の定着ベルトを用いた定着装置ではテンション部材を設けると、定着ベルトの熱がそのテンション部材に奪われるため、その分含めて加熱ローラで定着ベルトを加熱しなければならない。
【0023】
そこで、図2に示した本例の定着装置20では、テンションローラ27に加熱機能を持たせている。本例のテンションローラ27は、加熱ローラ22と同様に誘導加熱方式を採用しており、例えばステンレス、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体で作られた円筒状の発熱部とその内部にコイル28を設けている。そして、このコイル28に高周波電流を流すとコイルが発生する磁界の変化に伴い磁性体であるテンションローラ27に電流が流れ、電流の変化によってジュール熱が発生し、テンションローラ22が加熱される。
【0024】
このように、テンションローラ27に加熱機能を持たせテンションローラ27が定着ベルト21を加熱することにより、定着ベルト21の熱がテンションローラ27に奪われることが確実に防止される。しかも、定着ベルト21はテンションローラ27によって温められるため、定着装置における定着温度への立ち上がり時間を短縮できるという効果も得られる。
【0025】
図2に示した定着装置20は、定着ベルト21にテンションを与え、かつ、加熱するテンションローラ27が定着ベルト21の上部走行辺に配置したが、定着ベルト21は下部走行辺において記録媒体Pを吸着し、加熱ローラ22から出口ローラ23まで搬送するため、テンション部材がその下部走行辺を直接加熱すれば、定着ベルト21を通して記録媒体Pを加熱でき、熱効率等において有利である。
【0026】
そこで、図3に示す本発明の他の実施形態では、テンション部材としてのテンション板37を定着ベルト21の内側からその下部走行辺に接するように配置している。図3に示す定着装置20のその他の構成は図2の定着装置と同様であり、同一部材に同一符号を付している。
【0027】
テンション板37は、それ自体が例えばステンレス、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体から作られた発熱部であり、その形状はベルトの走行方向に対してほぼ直交する方向に緩やかな曲率の凸状に形成されている。そして、テンション板37は緩やかな曲率の凸面を定着ベルト21に圧接させることで定着ベルト21に常時張力を与えるように構成している。このテンション板37の下方には、定着ベルト21の表面から多少離れた位置にコイル38が配置され、また定着ベルト21は非磁性体とする。
【0028】
このように構成された定着装置において、上記コイル38に高周波電流を流すと、定着ベルト21が非磁性体で、かつ、コイル38がテンション板37の近接配置されているので、コイルが発生する磁界の変化に伴い磁性体であるテンション板37に電流が流れ、電流の変化によってジュール熱が発生し、テンション板37が加熱する。すなわち、定着ベルト21が非磁性体であると、ベルトを通してテンション板37が加熱する。また、加熱ローラ22の加熱も加わって定着ベルト21が所定温度に達しているとき、作像ユニットからトナー像Tを担持した記録媒体Pが搬送される。記録媒体Pは、定着ベルト21を介した加熱ローラ22と加圧ローラ24のニップにトナー像Tが定着ベルト21に接するように送り込まれ、そして記録媒体Pが加熱ローラ22と加圧ローラ24のニップを通過するとき加熱・加圧されるとともに、バイアスローラ26を介してバイアスが印加された定着ベルト21に吸着される。定着ベルト21に吸着された記録媒体Pは、出口ローラ23に向かって搬送され、その間でテンション板37により加熱され、そして出口ローラ23に達すると、その出口ローラ23の曲率に追随できずに定着ベルト21から分離される。
【0029】
このように構成される定着装置20は、記憶媒体Pを吸着して搬送する定着ベルト21の下側走行辺に加熱するテンション板37を設けたので、加熱ローラ22の加熱を補助するとともに、定着ベルト21を挟んで直接的に記憶媒体Pを加熱する。したがって、定着ベルト21の上側走行辺を加熱する図2に示した実施形態に比べ、効率が良くを記録媒体Pに伝えることができる。
【0030】
本実施形態のテンション板37は、定着ベルト21が摺接するため、定着ベルト21が引っ掛かって曲がることがないように角に丸みを付ける。さらに、テンション板37の曲率は定着ベルト21が沿いやすいようにゆるやかな曲面状であり、曲率半径は加熱ローラと比較すると数倍以上大きい。さらにまた、テンション板37は回転しないので、定着ベルト21との摩擦を低減するため、より摩擦力の小さい 摩擦低減層をベルト側の表面に設けてもよい。なお、コイル38はテンション板37とのギャップがほぼ一定となるように曲面状に形成しているが、これよりも作りやすい平板状にしてもかまわない。また、テンション板37は図示しない機構により、図2の上下方向に移動可能であり、このように構成することで定着ベルト21に適切な張力を掛けたり緩めたりすることができる。
【0031】
図4に示す本発明のさらに他の実施形態は、作像手段によって記録媒体Pの下面にトナー像が形成され、そのトナー像を記録媒体Pに定着する定着装置20の例である。本例の定着装置20は、図3の定着装置と比べると、加熱ローラ22の上部に定着ベルト21を介して加圧ローラ24が圧接され、また加熱ローラ22の下部には回転自在なバイアスローラ27が設けている等の配置関係が異なっている。また、定着ベルト21にテンション部材としてのテンションローラ47が定着ベルト21の上部走行辺を押し上げるように配置されている。テンションローラ47は、それ自体が例えばステンレス、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体から作られた発熱部であり、そして、テンションローラ47の上方にはコイル48を設けられている。このコイル48に高周波電流を流すと、定着ベルト21が非磁性体であるので、コイルが発生する磁界の変化に伴い磁性体であるテンションローラ47に電流が流れ、電流の変化によってジュール熱が発生し、テンションローラ47が加熱する。
【0032】
このように構成された定着装置においてもテンションローラ47の発熱が加熱ローラ22の加熱を補助するとともに、定着ベルト21を挟んで直接的に記憶媒体Pを加熱することができる。
【0033】
上記したように、テンション部材に加熱機能を備えていることによって、テンション部材から熱が逃げることがなくなり、加熱ローラ22の加熱を補助することができる。
【0034】
ところで、上記した実施形態ではテンション部材に誘導加熱方式を採用しているので、ここに用いる磁性体に整磁合金を使用することが好ましい。整磁合金は、ある一定の温度に達すると、磁性を失う性質を持つので、万一装置が暴走して加熱しつづけた場合にもテンション部材がある温度以上に加熱されることがなく、整磁合金でない場合と比べて安心である。もちろん、上記実施形態の加熱ローラ22も誘導加熱方式を採用しているので、磁性体に整磁合金を用いてもよい。
【0035】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のみに限定されず、各種改変できるものである。
例えば、上記実施形態ではテンション部材の加熱手段に誘導加熱方式を用いたが、加熱方式は誘導加熱に限らずヒータ等の他の加熱方式を用いてもよい。同様に、定着装置の加熱方式も誘導加熱方式に限らず他の種々の加熱方式を用いることができる。
【0036】
さらに、本発明は定着ベルトに記録媒体を吸着しない定着装置であっても定着ベルトを用い、そのベルトにテンションを与えているものならば種々の形式の定着装置に適用することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトにテンションを与えるとともに、該ベルトを加熱するテンション部材が設けられているので、テンション部材から熱が逃げることを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図2】本発明の定着装置の一実施形態を示す説明図である。
【図3】本発明の定着装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図4】本発明の定着装置のさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図5】従来の定着ベルトを用いる定着装置の説明図である。
【符号の説明】
20 定着装置
21 定着ベルト
22 加熱ローラ
23 出口ローラ
24 加圧ローラ
25 コイル
27 テンションローラ
28 コイル
37 テンション板
38 コイル
47 テンションローラ
48 コイル
P 記録媒体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image on a recording medium and an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile machine having the fixing device.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-123111 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-137306 In a fixing device of an image forming apparatus, conventionally, heat roller fixing combining a fixing roller and a pressure roller has been mainly used. In recent years, as described in JP-A-2002-123111, many fixing devices using a belt have been seen. As the heating means used in the fixing device, a heating element such as a halogen lamp built in the fixing roller is often used, but the induction heating method described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-137306 is beginning to be adopted. As described above, the biggest factor of using the fixing belt or adopting the induction heating method is that the rise time of the fixing device can be shortened.
[0003]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an induction heating type fixing device 100 using a conventional fixing belt.
In FIG. 5, reference numeral 101 denotes an endless heating belt, and the heating belt 101 is wound around a heating roller 102 and a driven roller 103. A pressure roller 104 is pressed against the heating roller 102 via a heating belt 101, and a recording medium P carrying a toner image in a nip formed by the pressure roller 104 and the heating roller 102 via the heating belt 101. Is sent. The heating belt 101 and the heating roller 102 are magnetic materials, and are made of, for example, stainless steel, iron, nickel, cobalt, or the like. Reference numeral 105 denotes a coil disposed in opposition to the running side of the heating belt 101, and reference numeral 106 denotes a coil built in the heating roller 102. In the coils 105 and 106, current flows through the heating belt 101 and the heating roller 102, which are magnetic bodies, in accordance with the change in the magnetic field generated by the coil when a high-frequency current is passed, and Joule heat is generated by the change in current. The heating roller 102 is heated.
[0004]
The heating belt 101 may be provided with an elastic layer (for uniformly fixing) and a release layer (for preventing toner from sticking) on a magnetic belt substrate. The driven roller 103 is made of a nonmagnetic metal such as aluminum. Reference numeral 107 denotes a tension roller that applies tension to the heating belt 31.
[0005]
In the fixing device 100 configured as described above, for example, when the heating roller 102 is driven in the direction of an arrow by a driving device (not shown), the driven roller 103 and the pressure roller 104 rotate in the direction of the arrow, respectively, and the heating belt 101. Also run in the direction of the arrow. Here, when the recording medium P carrying the toner image is sent to the fixing device 100, it is sandwiched between the heating roller 102 and the pressure roller 104 and heated and pressurized. At this time, since the heating belt 101 and the heating roller 102 are heated, the toner image is reliably fixed to the recording medium P by passing through the nip between the heating roller 102 and the pressure roller 104.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of fixing device, in order to apply tension to the heating belt 101, a tension member that contacts the heating belt 101 is provided. In the example of FIG. 4, a tension roller 107 that is pressed against the running side of the heating belt 101 is provided. Yes. However, when the tension roller 107 is provided, part of the heat of the heating belt 101 and the heating roller 102 is transmitted to the tension roller 107 and escapes. For this reason, there has been a problem that the rise time of the fixing device is not shortened as much as expected, and heating must be performed including escape.
[0007]
An object of the present invention is to provide a fixing device capable of improving the escape of heat from the tension member described above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the fixing device of the present invention includes an endless belt that runs while being wound around at least two members, an opposing member that is in pressure contact with one of the two members via the belt, and the belt. Heating means for directly or indirectly heating the toner image, and fixing the toner image to the recording medium by heat and pressure through a recording medium carrying the toner image between one of the two members via the belt and the opposing member In the fixing device, a tension member is provided that applies tension to the belt and heats the belt.
[0009]
In the fixing device of the present invention, it is effective that the heating tension member has a heat generating portion made of a magnetic material that generates Joule heat by applying a high-frequency current to the coil.
[0010]
Further, in the fixing device of the present invention, a bias unit for attracting the recording medium to the belt is provided, and when the recording medium is attracted to the belt and conveyed from one of the two members to the other, It is effective.
[0011]
Furthermore, in the fixing device of the present invention, when one of the two members is a heating roller, the opposing member is a pressure roller, and the pressure roller is in pressure contact with the heating roller via the belt. Is effective.
[0012]
Furthermore, in the fixing device of the present invention, it is effective that the heating tension member is disposed in a region where the recording medium is attracted to the belt and conveyed.
[0013]
Furthermore, in the fixing device of the present invention, it is effective that the heating tension member is made of a magnetic shunt alloy.
In order to achieve another object of the present invention, in the image forming apparatus of the present invention, an image forming means for forming a toner image on a recording medium, and a toner image formed on the recording medium by the image forming means A fixing device according to any one of claims 1 to 6, wherein the fixing device is fixed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus. The image forming apparatus includes an image forming unit that forms a toner image on a recording medium and a fixing device 1 that fixes the toner image on the recording medium. First, an outline of the image forming means will be described.
[0015]
The image forming means in FIG. 1 has a drum-shaped photoconductor 1, and the photoconductor 1 is driven to rotate clockwise in FIG. 1, and at this time, the surface is uniformly charged to a predetermined polarity by a charging roller 2. Next, the charged surface is irradiated with a light-modulated laser beam L emitted from the laser writing device 7. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive member 1, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing device 3.
[0016]
On the other hand, a recording medium P made of, for example, transfer paper is fed from a paper feeding device 10 provided on the lower side of the apparatus main body, and the recording medium P is interposed between the photoreceptor 1 and the transfer roller 4 via a registration roller 11. It is sent. A voltage having a polarity opposite to that of the toner on the photoreceptor 1 is applied to the transfer roller 4, whereby the toner image on the photoreceptor 1 is transferred onto the recording medium P. The transfer residual toner that is not transferred to the recording medium P and remains on the photosensitive member 1 is removed by the cleaning device 5, and further, the residual charge remaining on the photosensitive member 1 is removed by the charge eliminating device 6.
[0017]
The recording medium P on which the toner image is formed is sent to the fixing device 20 via the conveyance belt 12. At this time, the toner image is fixed on the recording medium P, and the recording medium P after the fixing is discharged on the paper discharge tray 13. Discharged to the top. As described above, the image forming apparatus illustrated in FIG. 1 fixes the image forming unit and the toner image formed on the recording medium P by the image forming unit.
[0018]
As shown in FIG. 2, the fixing device 20 according to the present invention includes a heating roller 22 and an outlet roller 23 which are two members that are parallel to each other, and an endless fixing belt 21 is provided between the heating roller 22 and the outlet roller 23. Is wrapped around. The heating roller 22 is a cylindrical member made of a magnetic material such as stainless steel, iron, nickel, cobalt, and the like, and a coil 25 is provided therein. The exit roller 23 is made of a non-magnetic metal such as aluminum. The belt base material of the fixing belt 21 may be either a magnetic material or a non-magnetic material, and an elastic layer for uniformly fixing the surface of the fixing belt 21 and a release layer for preventing toner from sticking to the surface. It is advantageous.
[0019]
A pressure roller 24, which is an opposing member, is pressed against the heating roller 22 via the fixing belt 21. The heating roller 22, the exit roller 23, and the pressure roller 24 are rotatably supported by a frame (not shown) of the fixing device 20, and the heating roller 22 or the heating roller 22 and the pressure roller 24 are respectively driven by a driving device (not shown). It is rotationally driven in the direction of the arrow. As a result, the fixing belt 21 rotates in the clockwise direction in FIG. 2, and the exit roller 23 is driven to rotate in the same direction. The pressure roller 24 may also be provided with a heating means.
[0020]
A bias roller 26 serving as a bias applying unit for electrostatically attracting the recording medium P is provided on the surface of the fixing belt 21 so as to contact the fixing belt 21. The recording medium P is attracted to the fixing belt 21. Further, a tension roller 27 as a tension member is pressed against the surface of the fixing belt 21, and the fixing belt 21 is always kept in a tensioned state by the tension roller 27. The adsorption of the recording medium P to the fixing belt 21 is between the heating roller 22 and the pressure roller 24 via the fixing belt 21 from the nip to the exit roller, and thus the bias roller 26 is connected to the heating roller 22 and the pressure roller. It is preferably arranged in the vicinity of the upstream side of the nip 24, and in the example of FIG. The tension roller 27 is provided on the traveling side of the fixing belt 22. The tension roller 27 in this example is in pressure contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 21, and the recording medium P is attracted to the fixing belt 21 on the lower traveling side. Therefore, the tension roller 27 is provided on the upper running side of the fixing belt 22.
[0021]
In the fixing device 20 configured as described above, when a high frequency current is passed through the coil 25, a current flows through the heating roller 22 that is a magnetic body in accordance with a change in the magnetic field generated by the coil, and Joule heat is generated by the change in the current. The heating roller 22 is heated. When the heat of the heating roller 22 is transmitted to the fixing belt 21 and the fixing belt 21 reaches a predetermined temperature, the fixing is possible. Here, when the recording medium P carrying the toner image T formed by the image forming means is conveyed to the fixing device 20, the recording medium P is nipped between the heating roller 22 and the pressure roller 24 via the fixing belt 21. The toner image T is fed into contact with the fixing belt 21. The recording medium P is heated and pressurized as it passes through the nip between the heating roller 22 and the pressure roller 24, and is attracted to the fixing belt 21 to which a bias is applied via the bias roller 26. When the recording medium P attracted to the fixing belt 21 is conveyed to the exit roller 23, it cannot follow the curvature of the exit roller 23 and is separated from the fixing belt 21.
[0022]
By the way, in a conventional fixing device using a fixing belt, if a tension member is provided, the heat of the fixing belt is taken away by the tension member, and therefore the fixing belt must be heated by a heating roller.
[0023]
Therefore, in the fixing device 20 of this example shown in FIG. 2, the tension roller 27 has a heating function. The tension roller 27 of this example employs an induction heating method, similar to the heating roller 22. For example, a cylindrical heat generating portion made of a magnetic material such as stainless steel, iron, nickel, cobalt, etc. Is provided. When a high-frequency current is passed through the coil 28, a current flows through the tension roller 27, which is a magnetic body, with a change in the magnetic field generated by the coil. Joule heat is generated by the change in the current, and the tension roller 22 is heated.
[0024]
In this way, the tension roller 27 is provided with a heating function, and the tension roller 27 heats the fixing belt 21, so that the heat of the fixing belt 21 is reliably prevented from being taken away by the tension roller 27. In addition, since the fixing belt 21 is warmed by the tension roller 27, an effect that the rise time to the fixing temperature in the fixing device can be shortened is also obtained.
[0025]
In the fixing device 20 shown in FIG. 2, a tension roller 27 that applies tension and heats the fixing belt 21 is disposed on the upper running side of the fixing belt 21, but the fixing belt 21 holds the recording medium P on the lower running side. When the tension member directly heats the lower traveling side for adsorption and conveyance from the heating roller 22 to the exit roller 23, the recording medium P can be heated through the fixing belt 21, which is advantageous in terms of thermal efficiency.
[0026]
Therefore, in another embodiment of the present invention shown in FIG. 3, a tension plate 37 as a tension member is disposed so as to contact the lower running side from the inside of the fixing belt 21. The other configuration of the fixing device 20 shown in FIG. 3 is the same as that of the fixing device of FIG.
[0027]
The tension plate 37 itself is a heat generating part made of a magnetic material such as stainless steel, iron, nickel, cobalt, etc., and its shape is a convex shape with a gentle curvature in a direction substantially perpendicular to the running direction of the belt. Is formed. The tension plate 37 is configured to always apply tension to the fixing belt 21 by pressing a convex surface with a gentle curvature against the fixing belt 21. Below the tension plate 37, a coil 38 is disposed at a position slightly away from the surface of the fixing belt 21, and the fixing belt 21 is made of a nonmagnetic material.
[0028]
In the fixing device configured as described above, when a high frequency current is passed through the coil 38, the fixing belt 21 is a non-magnetic material, and the coil 38 is disposed close to the tension plate 37. As the current changes, current flows through the tension plate 37, which is a magnetic material, Joule heat is generated by the change in current, and the tension plate 37 is heated. That is, if the fixing belt 21 is a nonmagnetic material, the tension plate 37 is heated through the belt. Further, when the heating roller 22 is heated and the fixing belt 21 reaches a predetermined temperature, the recording medium P carrying the toner image T is conveyed from the image forming unit. The recording medium P is sent to the nip between the heating roller 22 and the pressure roller 24 via the fixing belt 21 so that the toner image T is in contact with the fixing belt 21, and the recording medium P is transferred between the heating roller 22 and the pressure roller 24. When passing through the nip, it is heated and pressurized, and is attracted to the fixing belt 21 to which a bias is applied via the bias roller 26. The recording medium P adsorbed by the fixing belt 21 is conveyed toward the exit roller 23, heated between them by the tension plate 37, and when it reaches the exit roller 23, it can not follow the curvature of the exit roller 23 and is fixed. Separated from the belt 21.
[0029]
Since the fixing device 20 configured as described above is provided with the tension plate 37 that heats the lower running side of the fixing belt 21 that sucks and conveys the storage medium P, it assists the heating of the heating roller 22 and fixes it. The storage medium P is directly heated with the belt 21 interposed therebetween. Therefore, compared with the embodiment shown in FIG. 2 in which the upper running side of the fixing belt 21 is heated, the efficiency can be transmitted to the recording medium P.
[0030]
Since the fixing belt 21 is in sliding contact with the tension plate 37 of this embodiment, the corners are rounded so that the fixing belt 21 is not caught and bent. Further, the curvature of the tension plate 37 is a gentle curved surface so that the fixing belt 21 can be easily along, and the radius of curvature is several times larger than that of the heating roller. Furthermore, since the tension plate 37 does not rotate, a friction reducing layer having a smaller frictional force may be provided on the surface on the belt side in order to reduce friction with the fixing belt 21. The coil 38 is formed in a curved shape so that the gap with the tension plate 37 is substantially constant, but it may be formed in a flat plate shape that is easier to make. Further, the tension plate 37 can be moved in the vertical direction in FIG. 2 by a mechanism (not shown). With this configuration, the fixing belt 21 can be appropriately tensioned or loosened.
[0031]
Still another embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is an example of a fixing device 20 in which a toner image is formed on the lower surface of the recording medium P by the image forming means, and the toner image is fixed to the recording medium P. Compared with the fixing device of FIG. 3, the fixing device 20 of this example has a pressure roller 24 pressed against the upper portion of the heating roller 22 via the fixing belt 21, and a rotatable bias roller below the heating roller 22. 27 is different in arrangement relation. Further, a tension roller 47 as a tension member is arranged on the fixing belt 21 so as to push up the upper running side of the fixing belt 21. The tension roller 47 itself is a heat generating portion made of a magnetic material such as stainless steel, iron, nickel, cobalt, and the like, and a coil 48 is provided above the tension roller 47. When a high-frequency current is passed through the coil 48, the fixing belt 21 is a non-magnetic material. Therefore, a current flows through the tension roller 47, which is a magnetic material, according to a change in the magnetic field generated by the coil, and Joule heat is generated due to the change in the current. Then, the tension roller 47 is heated.
[0032]
Also in the fixing device configured as described above, the heat generated by the tension roller 47 assists the heating roller 22 and the storage medium P can be directly heated with the fixing belt 21 interposed therebetween.
[0033]
As described above, by providing the tension member with a heating function, heat does not escape from the tension member, and heating of the heating roller 22 can be assisted.
[0034]
By the way, in the above-mentioned embodiment, since the induction heating method is adopted for the tension member, it is preferable to use a magnetic shunt alloy for the magnetic material used here. Since the magnetic shunt alloy loses magnetism when it reaches a certain temperature, even if the device runs away and heats up, the tension member will not be heated above a certain temperature, and the magnetic shunt alloy will not be heated. It is safer than when it is not a magnetic alloy. Of course, since the heating roller 22 of the above embodiment also employs the induction heating method, a magnetic shunt alloy may be used for the magnetic body.
[0035]
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to the said embodiment, Various modifications can be carried out.
For example, in the above embodiment, the induction heating method is used as the tension member heating means, but the heating method is not limited to induction heating, and other heating methods such as a heater may be used. Similarly, the heating method of the fixing device is not limited to the induction heating method, and various other heating methods can be used.
[0036]
Furthermore, the present invention can be applied to various types of fixing devices, even if the fixing device does not attract the recording medium to the fixing belt, as long as the fixing belt is used and tension is applied to the belt.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the tension member for applying tension to the belt and heating the belt is provided, it is possible to improve the escape of heat from the tension member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of a fixing device of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another embodiment of the fixing device of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing still another embodiment of the fixing device of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a fixing device using a conventional fixing belt.
[Explanation of symbols]
20 fixing device 21 fixing belt 22 heating roller 23 outlet roller 24 pressure roller 25 coil 27 tension roller 28 coil 37 tension plate 38 coil 47 tension roller 48 coil P recording medium

Claims (7)

少なくとも2つの部材に巻き掛けられて走行する無端状のベルトと、該ベルトを介して2つの部材の一方と圧接する対向部材と、前記ベルトを直接または間接的に加熱する加熱手段とを備え、前記ベルトを介した2つの部材の一方と前記対向部材と間にトナー像を担持した記録媒体を通してトナー像を熱および圧力によって記録媒体に定着する定着装置において、
前記ベルトにテンションを与えるとともに、該ベルトを加熱するテンション部材が設けられていることを特徴とする定着装置。
An endless belt that travels while being wound around at least two members, an opposing member that is in pressure contact with one of the two members via the belt, and a heating unit that directly or indirectly heats the belt, In a fixing device for fixing a toner image to a recording medium by heat and pressure through a recording medium carrying a toner image between one of two members via the belt and the opposing member,
A fixing device comprising a tension member that applies tension to the belt and heats the belt.
前記加熱テンション部材が、コイルに高周波電流を流すことによってジュール熱を発生させる磁性体よりなる発熱部を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the heating tension member includes a heat generating portion made of a magnetic material that generates Joule heat by flowing a high-frequency current through the coil. 前記ベルトに前記記録媒体を吸着するためのバイアス手段が設けられ、前記記録媒体が前記2つの部材の一方から他方まで前記ベルトに吸着されて搬送されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。The biasing means for adsorbing the recording medium to the belt is provided, and the recording medium is adsorbed to the belt and conveyed from one to the other of the two members. Fixing device. 前記2つの部材の一方が加熱ローラで、前記対向部材が加圧ローラであり、該加熱ローラに前記ベルトを介して前記加圧ローラが圧接されていることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1つに記載の定着装置。4. One of the two members is a heating roller, the opposing member is a pressure roller, and the pressure roller is in pressure contact with the heating roller via the belt. The fixing device according to any one of the above. 前記加熱テンション部材が、前記記録媒体が前記ベルトに吸着されて搬送される領域内に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the heating tension member is disposed in a region where the recording medium is attracted to and conveyed by the belt. 前記加熱テンション部材が、整磁合金からなることを特徴とする請求項2または5に記載の定着装置。The fixing device according to claim 2, wherein the heating tension member is made of a magnetic shunt alloy. 記録媒体上にトナー像を形成する作像手段と、該作像手段によって記録媒体上に形成されたトナー像を定着する請求項1ないし6の何れかに記載の定着装置とを有することを特徴とする画像形成装置。An image forming unit that forms a toner image on a recording medium, and a fixing device according to claim 1 that fixes the toner image formed on the recording medium by the image forming unit. An image forming apparatus.
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