JP2005140889A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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Tetsuo Yamada
哲夫 山田
Yasuhiro Uehara
康博 上原
Hideo Saito
秀夫 斉藤
Atsumi Kurita
篤実 栗田
Hideaki Sekiguchi
英明 関口
Junpei Amano
淳平 天野
Aya Kakishima
彩 柿島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device restraining occurrence of temperature droop phenomenon by coping with enhancement in speed in an image forming apparatus. <P>SOLUTION: A fixing belt 614 is stretched by a fixing roller 610 and a stretching roller 615. At the same time, a fixing belt 614 is constituted to be heated by the fixing roller 610 where a halogen heater 613 is arranged and the stretching roller 615 where a halogen heater 615 is arranged. Furthermore, a pressurization belt 620 abuts on the outer periphery surface of a fixing belt 614 and a nip part N is formed between the belt 620 and the fixing belt 614, in a region of the fixing roller 610 where the fixing belt 614 is wound around. Moreover, the fixing belt 614 is constituted to have higher heat conductivity than the pressurization belt 620. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関する。   The present invention relates to a fixing device and the like, and more particularly to a fixing device used in an image forming apparatus using an electrophotographic system.

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像(トナー像)とし、さらにこのトナー像を記録紙に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method, for example, a photosensitive member formed in a drum shape is uniformly charged, and the photosensitive member is exposed to light controlled based on image information. An electrostatic latent image is formed on the photoreceptor. The electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image) with toner, and the toner image is further transferred onto a recording sheet and fixed by a fixing device to form an image.

かかる画像形成装置に用いられる定着装置においては、図6に示したように、円筒状の芯金111の内部に加熱源113を備え、その芯金111の外周面に離型層112が形成された定着ロール110と、この定着ロール110に対して圧接配置され、芯金121の外周面に耐熱性弾性層122、および耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層123が形成された加圧ロール120とで構成されている。そして、定着ロール110と加圧ロール120との間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、加熱ロール方式と呼ばれて、一般に広く利用されている。   In a fixing device used in such an image forming apparatus, as shown in FIG. 6, a heating source 113 is provided inside a cylindrical metal core 111, and a release layer 112 is formed on the outer peripheral surface of the metal core 111. The fixing roll 110 and the fixing roll 110 are pressed against each other, and a heat-resistant elastic layer 122 and a release layer 123 made of a heat-resistant resin film or a heat-resistant rubber film are formed on the outer peripheral surface of the core metal 121. It is comprised with the pressure roll 120. Then, the recording paper carrying the unfixed toner image is passed between the fixing roll 110 and the pressure roll 120, and the unfixed toner image is heated and pressed to thereby apply the toner to the recording paper. The image is fixed. Such a fixing device is called a heating roll method and is generally widely used.

ところで、加熱ロール方式の定着装置において高速化を図ろうとする場合には、トナーと記録紙に充分な熱量を供給するために、ニップ幅を定着速度に比例して広くすることが必要となる。ニップ幅を広くする方法として、定着ロールと加圧ロールとの間の荷重を大きくする方法や、弾性体の厚さを厚くする方法、さらにはロール径を大きくする方法がある。
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが発生する等といった画像品質上の問題が生じる。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでの時間(ウォームアップタイム)が長くなるという問題がある。
By the way, when it is intended to increase the speed of the heating roll type fixing device, it is necessary to widen the nip width in proportion to the fixing speed in order to supply a sufficient amount of heat to the toner and the recording paper. As a method of widening the nip width, there are a method of increasing the load between the fixing roll and the pressure roll, a method of increasing the thickness of the elastic body, and a method of increasing the roll diameter.
However, in the method of increasing the load and the method of increasing the thickness of the elastic body, the uneven nip width and paper wrinkle occur because the shape of the nip width due to the deflection of the roll becomes non-uniform along the roll axis. This causes image quality problems such as In addition, the method of increasing the roll diameter causes problems that the apparatus is increased in size and the time (warm-up time) until the roll is raised from room temperature to a fixable temperature is increased.

そこで、これらの問題を解消して、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現するべく、本出願人は、表面に弾性体が被覆された定着ロールと、複数の支持ロールによって張架されたエンドレスベルトとを設け、エンドレスベルトと定着ロールとの間にニップ領域を形成するようにエンドレスベルトを定着ロールの周りに所定角度だけ巻き付けるとともに、ニップ領域の出口にニップ領域の他の部分よりも大きな圧力を局部的に加えて定着ロール表面の弾性体に歪みを生じさせるように構成した定着装置に関する技術を提案している(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, in order to solve these problems and realize a fixing device corresponding to the speedup of the image forming apparatus, the applicant of the present invention has a tension roll formed by a fixing roll whose surface is covered with an elastic body and a plurality of support rolls. The endless belt is wound around the fixing roll by a predetermined angle so as to form a nip area between the endless belt and the fixing roll, and at the exit of the nip area from other parts of the nip area. Has also proposed a technique related to a fixing device configured to generate a strain on an elastic body on the surface of a fixing roll by applying a large pressure locally (see, for example, Patent Document 1).

さらに、本出願人は、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと定着ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、シートの出口側を局部的に弾性変形させるように構成した定着装置に関する技術を提案している(例えば、特許文献2参照)。   Furthermore, the present applicant has a rotatable fixing roll whose surface is elastically deformed, an endless belt that can run while being in contact with the fixing roll, and a pressure pad that is arranged in a non-rotating state inside the endless belt. The endless belt is pressed against the fixing roll so that a contact surface with the fixing roll is formed by the pressure pad, and a belt nip is provided so that the sheet can pass between the endless belt and the fixing roll. At the same time, a technique related to a fixing device configured to locally elastically deform the exit side of the sheet on the surface of the fixing roll is proposed (for example, see Patent Document 2).

かかる特許文献1に記載された技術では、複数個のロールで張架されたエンドレスベルトを接触させてベルトニップを形成している。また、特許文献2に記載された技術では、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを定着ロールに圧接させてベルトニップを形成している。このような構成を採用することにより、定着ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅が従来の定着ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができるので、高速化対応が可能となり、しかも装置の小型化を図ることも容易である。
特に、定着ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量が小さいために定着ロールから伝達される熱も発散され難い。そのため、定着ロールの回転が開始されても、定着ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は比較的少なく、熱をトナーの溶融に利用する効率が高まることから、トナーの定着性の向上を図ることができるという利点を有している。
In the technique described in Patent Document 1, an endless belt stretched by a plurality of rolls is contacted to form a belt nip. In the technique described in Patent Document 2, a belt nip is formed by pressing an endless belt against a fixing roll using a pressure pad. By adopting such a configuration, the width of the belt nip formed by the fixing roll and the endless belt can be easily made larger than the width of the roll nip between the conventional fixing roll and the pressure roll. It is easy to reduce the size of the apparatus.
In particular, since the heat capacity of the endless belt brought into pressure contact with the fixing roll is small, the heat transmitted from the fixing roll is also difficult to dissipate. Therefore, even when the rotation of the fixing roll is started, the amount of heat taken from the fixing roll to the endless belt side is relatively small, and the efficiency of using the heat for melting the toner is increased. Has the advantage of being able to

特許第3084692号公報(第5-8頁)Japanese Patent No. 3084692 (pages 5-8) 特許第3298354号公報(第4-7頁)Japanese Patent No. 3298354 (pages 4-7)

しかしながら、上記した特許文献1および特許文献2に記載した定着装置(これらを総称して「ベルトニップ方式」という。)においては、ワイドニップを形成することができるが、画像形成装置のさらなる高速化が進み、短時間に連続して送られてくる多数枚の記録紙に対して定着処理を行うこととなると、定着ロールの表面温度が一時的に低下する所謂「温度ドループ」現象の発生が不可避となる。特に、熱容量の大きい厚紙においては温度ドループが大きくなる。このような温度ドループ現象が発生すると、定着ロールの表面温度が回復するまでのある程度の枚数の記録紙において定着不良が発生する場合がある。
ところで、この温度ドループ現象は、定着ロールの芯金に被覆されたシリコーンゴム等からなる弾性層が熱的抵抗体として作用することにより、定着ロールの内部から充分な熱量を供給しても、その熱が定着ロール表面に素早く伝達されないことに起因するものである。したがって、ベルトニップ方式の定着装置ではワイドニップを形成することはできるが、さらなる高速化を図ろうとする場合には、一時的に充分な熱量を記録紙に供給することができない状況が発生して、ベルトニップ方式のメリットを充分に活かすことができない場合も生じる。
However, in the fixing devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2 (collectively referred to as “belt nip method”), a wide nip can be formed, but the image forming apparatus can be further increased in speed. Therefore, when a fixing process is performed on a large number of recording sheets fed continuously in a short time, the so-called “temperature droop” phenomenon in which the surface temperature of the fixing roll temporarily decreases is unavoidable. It becomes. In particular, the temperature droop becomes large in thick paper having a large heat capacity. When such a temperature droop phenomenon occurs, a fixing failure may occur in a certain number of recording sheets until the surface temperature of the fixing roll recovers.
By the way, this temperature droop phenomenon is caused even when a sufficient amount of heat is supplied from the inside of the fixing roll by the elastic layer made of silicone rubber or the like coated on the core metal of the fixing roll acting as a thermal resistor. This is because heat is not quickly transferred to the surface of the fixing roll. Therefore, although a wide nip can be formed with the belt nip type fixing device, there is a situation in which a sufficient amount of heat cannot be temporarily supplied to the recording paper in order to further increase the speed. In some cases, the merits of the belt nip method cannot be fully utilized.

この温度ドループ現象に対しては、定着ロールに外部加熱ロールを接触させて配置し、外部から定着ロール表面に対し熱を供給することで対処する方法も考えられるが、外部加熱ロールと定着ロールとの接触幅を広く構成することができないために、外部加熱ロールからの熱エネルギーを定着ロールに対し充分に伝達することができず、満足できる効果をあげることが難しい。また、外部加熱ロールから外部環境に漏洩する放熱量が大きく、エネルギーの利用効率という観点からも適切な方法とはいえない。   For this temperature droop phenomenon, a method may be considered in which an external heating roll is placed in contact with the fixing roll and heat is supplied to the surface of the fixing roll from the outside. Therefore, it is difficult to sufficiently transmit the heat energy from the external heating roll to the fixing roll, and it is difficult to obtain a satisfactory effect. Further, the amount of heat released from the external heating roll to the external environment is large, and it cannot be said to be an appropriate method from the viewpoint of energy use efficiency.

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、画像形成装置の高速化に対応して、温度ドループ現象の発生を抑制することができる定着装置を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the technical problems as described above, and an object of the present invention is to suppress the occurrence of the temperature droop phenomenon corresponding to the speeding up of the image forming apparatus. It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of achieving the above.

かかる目的のもと、本発明の定着装置は、定着ロールと張架部材とにより定着ベルトが張架されるとともに、定着ベルトは加熱部材により加熱されるように構成され、また、定着ロールの定着ベルトが巻き付けられた領域内では、加圧ベルトが定着ベルトの外周面に当接して、定着ベルトとの間にニップ部を形成している。さらに、定着ベルトは、加圧ベルトよりも熱伝導性が高く構成されている。
ここで、定着ベルトは、厚さ方向に対する熱伝導性が加圧ベルトよりも高く構成することを特徴とすることもできる。また、加熱部材は、張架部材の内部に配設することができる。さらに、加熱部材は、定着ベルトを電磁誘導加熱するように構成することもできる。
また、定着ベルトと加圧ベルトとの間で形成されるニップ部に、加圧ベルトを定着ロール側に押圧する押圧部材をさらに備えたことを特徴とすることもできる。
For this purpose, the fixing device of the present invention is configured such that the fixing belt is stretched by the fixing roll and the stretching member, and the fixing belt is heated by the heating member. In the region where the belt is wound, the pressure belt is in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt and forms a nip portion with the fixing belt. Furthermore, the fixing belt has a higher thermal conductivity than the pressure belt.
Here, the fixing belt may be characterized in that the heat conductivity in the thickness direction is higher than that of the pressure belt. Further, the heating member can be disposed inside the tension member. Further, the heating member can be configured to heat the fixing belt by electromagnetic induction.
In addition, a nip portion formed between the fixing belt and the pressure belt may further include a pressing member that presses the pressure belt toward the fixing roll.

また、本発明の定着装置は、回動自在な第1のベルト部材と、第1のベルト部材を加熱する加熱部材と、第1のベルト部材に当接し、第1のベルト部材よりも厚さ方向に対する熱伝導性が低い第2のベルト部材とを備えている。
ここで、第1のベルト部材と第2のベルト部材との当接部を押圧する押圧部材をさらに備えたことを特徴とすることができる。また、第1のベルト部材は、加熱部材により張架された構成を採ることができる。さらに、第2のベルト部材は、複数のロールに張架された構成とすることができる。特に、第2のベルト部材は、断熱層が形成された少なくとも1以上のロールで張架された構成とすることもできる。ここで断熱層は、ベルトの基材そのものがその性能を有していてもよく、また、多層構造の場合は、いずれの層に形成しても差し支えない。
In addition, the fixing device of the present invention has a first belt member that is rotatable, a heating member that heats the first belt member, and a thickness that is larger than the first belt member. A second belt member having low thermal conductivity in the direction.
Here, a pressing member that presses the contact portion between the first belt member and the second belt member may be further provided. Moreover, the 1st belt member can take the structure stretched by the heating member. Furthermore, the second belt member can be stretched around a plurality of rolls. In particular, the second belt member may be configured to be stretched by at least one roll formed with a heat insulating layer. Here, the base material of the belt itself may have the performance, and in the case of a multilayer structure, the heat insulating layer may be formed in any layer.

さらに、本発明の定着装置は、加熱源を有する定着ロールと、少なくとも1以上の張架ロールと、定着ロールと張架ロールとに張架され、厚さ方向に対して高い熱通過率を有する回動自在な定着ベルトと、定着ベルトを加熱する加熱部材と、定着ロールの定着ベルトが巻き付けられた領域内で定着ベルトの外周面に当接して定着ベルトとの間にニップ部を形成し、厚さ方向に対して低い熱通過率を有する加圧ベルトと、定着ベルトと加圧ベルトとの間で形成されるニップ部に、加圧ベルトを定着ロール側に押圧する押圧部材とを備えている。   Furthermore, the fixing device of the present invention is stretched between a fixing roll having a heating source, at least one tension roll, a fixing roll and a tension roll, and has a high heat transmission rate in the thickness direction. A rotatable fixing belt, a heating member that heats the fixing belt, and an abutment surface of the fixing belt in a region around which the fixing belt is wound to form a nip portion between the fixing belt and the fixing belt; A pressure belt having a low heat transfer rate in the thickness direction, and a pressing member that presses the pressure belt toward the fixing roll at a nip formed between the fixing belt and the pressure belt. Yes.

ここで、定着ベルトの厚さ方向に対する熱通過率は、700〜25000(W/m・k)に設定することが好ましい。また、加圧ベルトの厚さ方向に対する熱通過率は、5000(W/m・k)以下に設定することが好ましい。さらには、定着ベルトは、金属層を含む構成とすることができる。特に、定着ベルトは、ステンレス鋼からなる金属層を含む構成が好ましい。一方、加圧ベルトは、樹脂層を含む構成とすることができる。
また、定着ベルトおよび/または加圧ベルトは、弾性層を含む構成とすることもできる。
さらには、定着ロールは、定着ロールの定着ベルトが巻き付けられた領域であって、ニップ部の定着ロールの回転方向上流側に、加圧ベルトが当接しない領域を有するように構成することもできる。また、定着ロールは、金属からなることを特徴とすることもできる。
Here, it is preferable that the heat passage rate in the thickness direction of the fixing belt is set to 700 to 25000 (W / m 2 · k). Moreover, it is preferable to set the heat passage rate with respect to the thickness direction of the pressure belt to 5000 (W / m 2 · k) or less. Further, the fixing belt can include a metal layer. In particular, the fixing belt preferably includes a metal layer made of stainless steel. On the other hand, the pressure belt can be configured to include a resin layer.
In addition, the fixing belt and / or the pressure belt can include an elastic layer.
Further, the fixing roll may be configured to have a region where the fixing belt of the fixing roll is wound, and a region where the pressure belt does not contact the upstream side of the nip portion in the rotation direction of the fixing roll. . The fixing roll may be made of a metal.

また、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含んでおり、定着手段は、定着ロールと、定着ロールに張架される定着ベルトと、定着ベルトを張架する張架部材と、定着ベルトを加熱する加熱部材と、定着ロールの定着ベルトが巻き付けられた領域内で定着ベルトの外周面に当接して、定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧ベルトとを備え、定着ベルトは、加圧ベルトよりも熱伝導性が高く構成されたことを特徴としている。
ここで、定着手段は、定着ベルトと加圧ベルトとの間で形成されるニップ部に、加圧ベルトを定着ロール側に押圧する押圧部材をさらに備えることができる。
Further, the present invention is regarded as an image forming apparatus. The image forming apparatus of the present invention includes a toner image forming unit that forms a toner image, and a transfer unit that transfers a toner image formed by the toner image forming unit onto a recording material. Fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material. The fixing means includes a fixing roll, a fixing belt stretched over the fixing roll, and a tension for stretching the fixing belt. A bridge member, a heating member that heats the fixing belt, and a pressure belt that contacts the outer peripheral surface of the fixing belt in a region where the fixing belt of the fixing roll is wound and forms a nip portion with the fixing belt; The fixing belt is characterized in that it has a higher thermal conductivity than the pressure belt.
Here, the fixing unit may further include a pressing member that presses the pressure belt toward the fixing roll at a nip portion formed between the fixing belt and the pressure belt.

本発明の効果として、画像形成装置の高速化に対応して、定着装置における温度ドループ現象の発生を抑制することが可能となる。   As an effect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of the temperature droop phenomenon in the fixing device corresponding to the speeding up of the image forming apparatus.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態1]
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1K、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置60を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an intermediate transfer type image forming apparatus generally called a tandem type, and a plurality of image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K on which toner images of respective color components are formed by electrophotography. The primary transfer unit 10 that sequentially transfers (primary transfer) the color component toner images formed by the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K to the intermediate transfer belt 15, and the superimposed toner image transferred onto the intermediate transfer belt 15. Are provided with a secondary transfer unit 20 that collectively transfers (secondary transfer) to a paper P that is a recording material (recording paper), and a fixing device 60 that fixes the secondary transferred image onto the paper P. Moreover, it has the control part 40 which controls operation | movement of each apparatus (each part).

本実施の形態において、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、これらの感光体ドラム11を帯電する帯電器12、感光体ドラム11上に静電潜像を書込むレーザ露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16、感光体ドラム11上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の順に、略直線状に配置されている。   In the present embodiment, each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K has a charger 12 that charges the photosensitive drum 11 around the photosensitive drum 11 that rotates in the direction of arrow A, and the photosensitive drum 11. A laser exposure device 13 for writing an electrostatic latent image thereon (exposure beam is indicated by a symbol Bm in the figure), each color component toner is accommodated, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 is visualized with toner. A developing unit 14, a primary transfer roll 16 that transfers each color component toner image formed on the photosensitive drum 11 to the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10, and a drum cleaner that removes residual toner on the photosensitive drum 11. 17 and the like are sequentially arranged. These image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged in a substantially straight line from the upstream side of the intermediate transfer belt 15 in the order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Has been.

中間転写体である中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は106〜1014Ωcmとなるように形成されており、その厚みは例えば0.1mm程度に構成されている。中間転写ベルト15は、各種ロールによって図1に示すB方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を回動させる駆動ロール31、各感光体ドラム11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33、二次転写部20に設けられるバックアップロール25、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール34を有している。 The intermediate transfer belt 15 as an intermediate transfer member is constituted by a film-like endless belt in which an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black is contained in a resin such as polyimide or polyamide. And the volume resistivity is formed so that it may become 10 < 6 > -10 < 14 > (omega | ohm) cm, The thickness is comprised by about 0.1 mm, for example. The intermediate transfer belt 15 is circulated and driven (rotated) at a predetermined speed in the direction B shown in FIG. 1 by various rolls. As these various rolls, a drive roll 31 that is driven by a motor (not shown) having excellent constant speed and rotates the intermediate transfer belt 15, and an intermediate that extends substantially linearly along the arrangement direction of the photosensitive drums 11. A support roll 32 that supports the transfer belt 15, a tension roll 33 that functions as a correction roll that applies a constant tension to the intermediate transfer belt 15 and prevents meandering of the intermediate transfer belt 15, and a backup provided in the secondary transfer unit 20. A cleaning backup roll 34 provided in a cleaning unit for scraping off residual toner on the roll 25 and the intermediate transfer belt 15 is provided.

一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に対向して配置される一次転写ロール16で構成されている。一次転写ロール16は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5〜108.5Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール16は中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に圧接配置され、さらに一次転写ロール16にはトナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。 The primary transfer unit 10 includes a primary transfer roll 16 that is disposed to face the photosensitive drum 11 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. The primary transfer roll 16 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7.5 to 10 8.5 Ωcm. The primary transfer roll 16 is placed in pressure contact with the photosensitive drum 11 with the intermediate transfer belt 15 in between, and the primary transfer roll 16 has a voltage (with negative polarity; the same applies hereinafter) having a polarity opposite to that of the toner. (Primary transfer bias) is applied. As a result, the toner images on the respective photosensitive drums 11 are sequentially electrostatically attracted to the intermediate transfer belt 15 so as to form superimposed toner images on the intermediate transfer belt 15.

二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール22と、バックアップロール25とによって構成される。バックアップロール25は、表面がカーボンを分散したEPDMとNBRとのブレンドゴムのチューブ、内部がEPDMゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が10〜1010Ω/□となるように形成され、硬度は例えば70°(アスカーC:高分子計器社製、以下同様。)に設定される。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール26が当接配置されている。 The secondary transfer unit 20 includes a secondary transfer roll 22 disposed on the toner image carrying surface side of the intermediate transfer belt 15 and a backup roll 25. The backup roll 25 is composed of a tube of EPDM and NBR blend rubber with carbon dispersed on the surface, and EPDM rubber on the inside. And it is formed so that the surface resistivity may be 10 7 to 10 10 Ω / □, and the hardness is set to, for example, 70 ° (Asker C: manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., the same shall apply hereinafter). The backup roll 25 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 15 to form a counter electrode of the secondary transfer roll 22, and a metal power supply roll 26 to which a secondary transfer bias is stably applied is disposed in contact with the backup roll 25. ing.

一方、二次転写ロール22は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5〜108.5Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール22は中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接配置され、さらに二次転写ロール22は接地されてバックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙P上にトナー像を二次転写する。 On the other hand, the secondary transfer roll 22 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7.5 to 10 8.5 Ωcm. The secondary transfer roll 22 is disposed in pressure contact with the backup roll 25 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. Further, the secondary transfer roll 22 is grounded, and a secondary transfer bias is formed between the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. The toner image is secondarily transferred onto the paper P conveyed to the transfer unit 20.

また、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側には、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。   Further, on the downstream side of the secondary transfer portion 20 of the intermediate transfer belt 15, an intermediate transfer belt that removes residual toner and paper dust on the intermediate transfer belt 15 after the secondary transfer and cleans the surface of the intermediate transfer belt 15. A cleaner 35 is provided so as to be able to contact and separate. On the other hand, on the upstream side of the yellow image forming unit 1Y, a reference sensor (home position sensor) 42 that generates a reference signal serving as a reference for taking image forming timings in the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. It is arranged. Further, an image density sensor 43 for adjusting image quality is disposed on the downstream side of the black image forming unit 1K. The reference sensor 42 recognizes a predetermined mark provided on the back side of the intermediate transfer belt 15 and generates a reference signal. Each image forming unit is instructed by an instruction from the control unit 40 based on the recognition of the reference signal. 1Y, 1M, 1C, and 1K are configured to start image formation.

さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ50、この用紙トレイ50に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール51、ピックアップロール51により繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される用紙Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55、用紙Pを定着装置60に導く定着入口ガイド56を備えている。   Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as a paper transport system, a paper tray 50 that stores paper P, a pickup roll 51 that picks up and transports the paper P accumulated in the paper tray 50 at a predetermined timing, and a pickup A transport roll 52 that transports the paper P fed by the roll 51, a transport chute 53 that feeds the paper P transported by the transport roll 52 to the secondary transfer unit 20, and transported after being secondarily transferred by the secondary transfer roll 22. A conveyance belt 55 that conveys the paper P to be fixed to the fixing device 60 and a fixing inlet guide 56 that guides the paper P to the fixing device 60 are provided.

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図1に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置(IIT)や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置(IPS)により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。IPSでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。   Next, a basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described. In an image forming apparatus as shown in FIG. 1, image data output from an image reading device (IIT) not shown or a personal computer (PC) not shown is subjected to predetermined image processing by an image processing device (IPS) not shown. After being applied, the image forming operation is executed by the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. In IPS, the input reflectance data is subjected to predetermined image processing such as shading correction, position shift correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame deletion, color editing, moving editing, and other various image editing. Is done. The image data that has undergone image processing is converted into color material gradation data of four colors, Y, M, C, and K, and is output to the laser exposure unit 13.

レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体ドラム11に照射している。画像形成ユニット1Y,1M,1C、1Kの各感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。   The laser exposure unit 13 irradiates the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, for example, with an exposure beam Bm emitted from a semiconductor laser in accordance with the input color material gradation data. Yes. In each of the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the surface is charged by the charger 12, and then the surface is scanned and exposed by the laser exposure unit 13 to form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent images are developed as toner images of respective colors Y, M, C, and K by the respective image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K.

画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが当接する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により中間転写ベルト15の基材に対しトナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。   The toner images formed on the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are transferred onto the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10 where the photosensitive drums 11 and the intermediate transfer belt 15 come into contact with each other. Transcribed. More specifically, in the primary transfer portion 10, a voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the toner charging polarity (minus polarity) is applied to the base material of the intermediate transfer belt 15 by the primary transfer roll 16, and the toner image. Are sequentially superimposed on the surface of the intermediate transfer belt 15 to perform primary transfer.

トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの用紙Pが供給される。ピックアップロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Pは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。   After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 15, the intermediate transfer belt 15 moves and the toner image is conveyed to the secondary transfer unit 20. When the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, in the paper transport system, the pick-up roll 51 rotates in accordance with the timing at which the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, and the paper of a predetermined size is transferred from the paper tray 50. P is supplied. The paper P supplied by the pickup roll 51 is transported by the transport roll 52 and reaches the secondary transfer unit 20 via the transport chute 53. Before reaching the secondary transfer unit 20, the paper P is temporarily stopped, and a registration roll (not shown) rotates in accordance with the movement timing of the intermediate transfer belt 15 on which the toner image is carried. And the position of the toner image are aligned.

二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22がバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22とバックアップロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール22とバックアップロール25とによって押圧される二次転写部20において、用紙P上に一括して静電転写される。   In the secondary transfer unit 20, the secondary transfer roll 22 is pressed against the backup roll 25 via the intermediate transfer belt 15. At this time, the sheet P conveyed at the same timing is sandwiched between the intermediate transfer belt 15 and the secondary transfer roll 22. At this time, when a voltage (secondary transfer bias) having the same polarity as the toner charging polarity (negative polarity) is applied from the power supply roll 26, a transfer electric field is formed between the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. Is done. The unfixed toner image carried on the intermediate transfer belt 15 is collectively electrostatically transferred onto the paper P in the secondary transfer unit 20 pressed by the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. .

その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55では、定着装置60における最適な搬送速度に合わせて、用紙Pを定着装置60まで搬送する。定着装置60に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
Thereafter, the sheet P on which the toner image has been electrostatically transferred is transported as it is while being peeled off from the intermediate transfer belt 15 by the secondary transfer roll 22, and transported downstream of the secondary transfer roll 22 in the sheet transport direction. It is conveyed to the belt 55. The conveyance belt 55 conveys the paper P to the fixing device 60 in accordance with the optimum conveyance speed in the fixing device 60. The unfixed toner image on the paper P conveyed to the fixing device 60 is fixed on the paper P by being subjected to a fixing process by heat and pressure by the fixing device 60. Then, the paper P on which the fixed image is formed is conveyed to a paper discharge placement unit provided in a discharge unit of the image forming apparatus.
On the other hand, after the transfer onto the paper P is completed, the residual toner remaining on the intermediate transfer belt 15 is conveyed to the cleaning unit as the intermediate transfer belt 15 rotates, and the cleaning backup roll 34 and the intermediate transfer belt cleaner 35 are transferred. Is removed from the intermediate transfer belt 15.

次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置60について説明する。
図2は本実施の形態の定着装置60の構成を示す側断面図である。この定着装置60は、定着ベルトモジュール61と加圧ベルトモジュール62とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール61は、矢印A方向に回転する定着ロール610、内部に加熱部材としてのハロゲンヒータ616が配設された張架部材の一例としての張架ロール615、定着ロール610および張架ロール615に張架されて矢印D方向に従動回転する定着ベルト(第1のベルト部材)614により構成されている。
定着ロール610は、厚さ5mmのアルミニウムで形成された芯金611の表面に、厚さ1.5mmの弾性層612が被覆されて形成された、外径65mmφ、長さ350mmのソフトロールである。弾性層612には、硬度が25〜45°(JIS−A)のLSR(Liquid Silicone Rubber)が用いられている。また、定着ロール610の内部には加熱部材として定格1000Wのハロゲンヒータ613が配設されている。そして、定着ロール610の表面に接触するように温度センサ617aが配置され、温度センサ617aの計測値に基づき、画像形成装置の制御部40(図1参照)が定着ロール610の表面温度を160℃に制御している。また、定着ロール610は、400mm/sの表面速度で矢印A方向に回転する。
なお、弾性層612の材質としては、シリコーンゴムに限定されず、例えばフッ素ゴムのような従来公知の各種材質を用いることができ、また、シリコーンゴムとフッ素ゴムからなる複数層積層された弾性層612を用いてもよい。さらに、定着ロール610としては、弾性層612のない、所謂ハードロールを用いた場合は、定着ロール610から定着ベルト614への熱供給がさらに効率化され、より温度ドループの小さな高速適性にすぐれた定着装置60が得られる。
Next, the fixing device 60 used in the image forming apparatus of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a side sectional view showing a configuration of the fixing device 60 of the present embodiment. The fixing device 60 includes a fixing belt module 61 and a pressure belt module 62 that constitute a main part.
The fixing belt module 61 includes a fixing roll 610 that rotates in the direction of arrow A, a tension roll 615 as an example of a tension member in which a halogen heater 616 as a heating member is disposed, a fixing roll 610, and a tension roll 615. And a fixing belt (first belt member) 614 that is stretched around and rotated in the direction of arrow D.
The fixing roll 610 is a soft roll having an outer diameter of 65 mmφ and a length of 350 mm, which is formed by covering the surface of a cored bar 611 made of aluminum having a thickness of 5 mm with an elastic layer 612 having a thickness of 1.5 mm. . For the elastic layer 612, LSR (Liquid Silicone Rubber) having a hardness of 25 to 45 ° (JIS-A) is used. In addition, a halogen heater 613 rated at 1000 W is provided as a heating member inside the fixing roll 610. A temperature sensor 617a is disposed so as to contact the surface of the fixing roll 610, and the control unit 40 (see FIG. 1) of the image forming apparatus sets the surface temperature of the fixing roll 610 to 160 ° C. based on the measured value of the temperature sensor 617a. Is controlling. Further, the fixing roll 610 rotates in the arrow A direction at a surface speed of 400 mm / s.
The material of the elastic layer 612 is not limited to silicone rubber, and various conventionally known materials such as fluorine rubber can be used, and a plurality of laminated elastic layers made of silicone rubber and fluorine rubber can be used. 612 may be used. Further, when a so-called hard roll having no elastic layer 612 is used as the fixing roll 610, the heat supply from the fixing roll 610 to the fixing belt 614 is further improved, and the high-speed aptitude having a smaller temperature droop is excellent. A fixing device 60 is obtained.

定着ベルト614は、定着ロール610および張架ロール615により張力10kgで張架されている。定着ベルト614は周長330mm、幅340mmのフレキシブルなエンドレスベルトで形成されている。
特に、定着ベルト614は、厚さ方向に関する熱伝導性が高く構成されている。具体的には、定着ベルト614は、ベース層が厚さ50μmのステンレスで構成され、ベース層の表面(外周面側)には、硬度が20°(JIS−A)で厚さ200μmのシリコーンゴムからなる弾性層、さらにその上に、離型層として厚さ30μmのテトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)の表面層が被覆された多層構造のエンドレスベルトである。なお、ベース層としては、ステンレス鋼が製造の易さの観点から優れているが、熱伝導率の高いアルミニウム、銅、銀等の金属や合金、さらには炭素繊維等を用いることもできる。また、離型層としては、シリコーンゴムやフッ素ゴムの層を用い、この表層に離型剤となるシリコーンオイルやフッ素オイル等を塗布する装置と組み合わせて用いることもできる。
ここでは、シリコーンゴムで構成された弾性層は、特にカラー画像に対する画質向上のために設けられている。また、定着ベルト614の構成は、上述のものに限定されることはなく、使用条件等に対応させるとともに、充分に高い熱伝導性が得られるように、材質・厚さ・硬度等の条件が選択されればよい。
The fixing belt 614 is stretched by a fixing roll 610 and a tension roll 615 with a tension of 10 kg. The fixing belt 614 is formed of a flexible endless belt having a circumferential length of 330 mm and a width of 340 mm.
In particular, the fixing belt 614 has a high thermal conductivity in the thickness direction. Specifically, the fixing belt 614 has a base layer made of stainless steel having a thickness of 50 μm, and a silicone rubber having a hardness of 20 ° (JIS-A) and a thickness of 200 μm is formed on the surface (outer peripheral surface side) of the base layer. And an endless belt having a multilayer structure in which a surface layer of tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA) having a thickness of 30 μm is further coated thereon as an elastic layer. As the base layer, stainless steel is excellent from the viewpoint of ease of manufacture, but metals and alloys such as aluminum, copper, and silver having high thermal conductivity, and carbon fibers can also be used. Further, as the release layer, a silicone rubber or fluororubber layer can be used, and the surface layer can be used in combination with a device that applies silicone oil or fluorine oil as a release agent.
Here, the elastic layer made of silicone rubber is provided particularly for improving the image quality of color images. Further, the configuration of the fixing belt 614 is not limited to the above-described one, and the conditions such as the material, the thickness, and the hardness are set so as to correspond to the use conditions and the like and to obtain sufficiently high thermal conductivity. It only has to be selected.

張架ロール615は、外径23mmφ、肉厚2mm、長さ350mmのステンレスパイプロールを基材として、その外表面に、厚さ20μmのPFAが離型層として被覆されている。この離型層は、定着ベルト614表面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が堆積するのを防止する機能を有している。
張架ロール615の内部には加熱部材として定格800Wのハロゲンヒータ616が配設されており、温度センサ617bと制御部40(図1参照)とによって、張架ロール615の表面温度は200℃に制御されている。したがって、張架ロール615は、定着ベルト614を張架する機能とともに、定着ベルト614を加熱する機能をも併せ持っている。
また、定着ベルト614の回転軸方向(移動方向とは直交する方向)の変位をできる限り小さくするとともに、定着ベルト614の張架を均一にすることを目的として、張架ロール615は、外径が端部よりも中央部の方を100μmだけ大きくした所謂太鼓型形状で形成している。
なお、張架ロール615には、定着ベルト614のベルトエッジ位置検知機構と、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて定着ベルト614の軸方向における当接位置を変位させる軸変位機構とを配設し、定着ベルト614の蛇行を制御するように構成することも可能である。
The tension roll 615 is made of a stainless steel pipe roll having an outer diameter of 23 mmφ, a wall thickness of 2 mm, and a length of 350 mm, and the outer surface thereof is coated with PFA having a thickness of 20 μm as a release layer. This release layer has a function of preventing a slight amount of offset toner and paper powder from the surface of the fixing belt 614 from being accumulated.
Inside the tension roll 615, a halogen heater 616 rated at 800 W is disposed as a heating member. The surface temperature of the tension roll 615 is set to 200 ° C. by the temperature sensor 617b and the control unit 40 (see FIG. 1). It is controlled. Therefore, the tension roll 615 has both a function of stretching the fixing belt 614 and a function of heating the fixing belt 614.
Further, for the purpose of making the displacement of the fixing belt 614 in the rotation axis direction (direction perpendicular to the moving direction) as small as possible and making the tension of the fixing belt 614 uniform, the tension roll 615 has an outer diameter. Is formed in a so-called drum shape in which the central portion is larger than the end portion by 100 μm.
The tension roll 615 includes a belt edge position detection mechanism of the fixing belt 614 and an axis displacement mechanism that displaces the contact position in the axial direction of the fixing belt 614 according to the detection result of the belt edge position detection mechanism. It is also possible to configure such that the meandering of the fixing belt 614 is controlled.

一方、加圧ベルトモジュール62は、リードロール621、加圧ロール622および張架ロール623の3本のロールにより張架された加圧ベルト(第2のベルト部材)620、加圧ベルト620を介して定着ロール610に押圧される圧力パッド(押圧部材)63により主要部が構成されている。そして、加圧ベルト620は、定着ベルトモジュール61の定着ロール610が矢印A方向へ回転するのに伴い、定着ロール610に従動して矢印B方向に回動する。その進行速度は、定着ロール610の表面速度と同じ400mm/sである。
加圧ベルト620は、定着ベルト614が定着ロール610に巻き付けられた(ラッピングした)領域内において、定着ベルト614の外周面に当接してニップ部Nを形成している。また、このニップ部Nには、加圧ベルト620の内側に圧力パッド(押圧部材)63が加圧ベルト620を介して定着ロール610に向けて付勢された状態で配置されている。したがって、トナー像を担持した用紙Pは、このニップ部Nを通過する際に、ニップ部Nにおいて加熱および加圧され、トナー像が用紙Pに定着される。
なお、本実施の形態の定着装置60では、ニップ部Nは、定着ロール610の回転軸に関する中心角として45°に亘る帯状領域(以下、この中心角を「巻き付き角」という。)として形成されている。なお、この場合のニップ幅は26mmである。
On the other hand, the pressure belt module 62 includes a pressure belt (second belt member) 620 stretched by three rolls of a lead roll 621, a pressure roll 622, and a tension roll 623, and a pressure belt 620. The main part is constituted by a pressure pad (pressing member) 63 pressed against the fixing roll 610. The pressure belt 620 rotates in the direction of arrow B following the fixing roll 610 as the fixing roll 610 of the fixing belt module 61 rotates in the direction of arrow A. The traveling speed is 400 mm / s which is the same as the surface speed of the fixing roll 610.
The pressure belt 620 is in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 614 to form a nip portion N in a region where the fixing belt 614 is wound (wrapped) around the fixing roll 610. Further, in this nip portion N, a pressure pad (pressing member) 63 is disposed inside the pressure belt 620 in a state of being urged toward the fixing roll 610 via the pressure belt 620. Therefore, when the paper P carrying the toner image passes through the nip portion N, the paper P is heated and pressurized in the nip portion N, and the toner image is fixed on the paper P.
In the fixing device 60 of the present embodiment, the nip portion N is formed as a band-like region extending over 45 ° as the central angle with respect to the rotation axis of the fixing roll 610 (hereinafter, this central angle is referred to as “wrapping angle”). ing. In this case, the nip width is 26 mm.

また、加圧ベルト620は、厚さ方向に関する熱伝導性が低く構成されている。加圧ベルト620はベース層とその表面(定着ロール610側の面、または両面)に被覆された離型層とから構成されているが、ベース層としては、熱伝導率が小さく、耐熱強度の高い樹脂で形成され、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等が適している。ベース層の厚さは例えば50〜125μmに形成されるが、使用条件等に対応させるとともに、充分に低い熱伝導性が得られるように、材質・厚さ等の条件が選択されればよい。ベース層の表面に形成される離型層としては、フッ素樹脂、例えばPFA等が5〜20μmの厚さでコーティングされたものが好ましい。さらには、ベース層に弾性層を積層させ、断熱層を形成した構成を採ることもできる。
本実施の形態の定着装置60においては、加圧ベルト620として、厚み75μm、幅300mm、周長288mmのポイリミドフィルムのベース層に、厚さ200μmのシリコーンゴムからなる弾性層、さらにその上に、厚さ30μmのPFAの表面層が被覆された多層構造に構成している。
Further, the pressure belt 620 is configured to have low thermal conductivity in the thickness direction. The pressure belt 620 includes a base layer and a release layer coated on the surface thereof (the surface on the fixing roll 610 side or both surfaces). The base layer has a low thermal conductivity and a heat resistance strength. For example, polyimide, polyamide, polyamideimide and the like are suitable. The thickness of the base layer is, for example, 50 to 125 μm, and it is sufficient that the conditions such as the material and the thickness are selected so as to correspond to the use conditions and the like and to obtain sufficiently low thermal conductivity. As the release layer formed on the surface of the base layer, a layer in which a fluororesin such as PFA is coated with a thickness of 5 to 20 μm is preferable. Furthermore, the structure which laminated | stacked the elastic layer on the base layer and formed the heat insulation layer can also be taken.
In the fixing device 60 of the present embodiment, as the pressure belt 620, a base layer of a polyimide film having a thickness of 75 μm, a width of 300 mm, and a circumferential length of 288 mm, an elastic layer made of silicone rubber having a thickness of 200 μm, and further thereon Further, a multilayer structure in which a surface layer of PFA having a thickness of 30 μm is coated is formed.

なお、加圧ベルト620は、3個のロール、すなわちリードロール621、加圧ロール622および張架ロール623により、10kgの張力で張架されている。それぞれのロールの直径は、22mm、20mmおよび20mmであり、ステンレス製の芯金にPFA樹脂チューブを断熱層として被覆して構成し、加圧ベルト620から各ロールへの熱の流出を抑制している。また、リードロール621の内部には、加圧ベルト620を予め所定の温度に高めておくためのハロゲンヒータ625が配設されている。
また、なお、リードロール621、加圧ロール622および張架ロール623のいずれかのロールには、加圧ベルト620のベルトエッジ位置検知機構と、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて加圧ベルト620の軸方向における当接位置を変位させる軸変位機構とを配設し、加圧ベルト620の蛇行を制御するように構成することも可能である。
The pressure belt 620 is stretched with a tension of 10 kg by three rolls, that is, a lead roll 621, a pressure roll 622, and a tension roll 623. Each roll has a diameter of 22 mm, 20 mm, and 20 mm, and is configured by covering a stainless steel core metal with a PFA resin tube as a heat insulating layer to suppress the outflow of heat from the pressure belt 620 to each roll. Yes. In addition, a halogen heater 625 for raising the pressure belt 620 to a predetermined temperature in advance is disposed inside the lead roll 621.
Further, any one of the lead roll 621, the pressure roll 622, and the tension roll 623 is pressurized according to the detection result of the belt edge position detection mechanism of the pressure belt 620 and the belt edge position detection mechanism. An axial displacement mechanism for displacing the contact position of the belt 620 in the axial direction may be provided to control the meandering of the pressure belt 620.

次に、押圧部材としての圧力パッド63は、幅の広いニップ部Nを確保するための弾性体部材と、弾性体部材が加圧ベルト620の内周面と接触する面に設けられた低摩擦層とで構成され、金属等からなるホルダーに保持されている。低摩擦層を表面に有する弾性体部材は、定着ロール610側がほぼ定着ロール610の外周面に倣う凹形状に形成され、定着ロール610に対して押圧されて配置されている。
弾性体部材としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い弾性体や、板バネ等を用いることができる。弾性体部材上に形成された低摩擦層は、加圧ベルト620内周面と圧力パッド63との摺動抵抗を小さくするために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性のある材質であることが望ましい。具体的には、テフロン(商品名)を含浸させたガラス繊維シート、フッ素樹脂シート、フッ素樹脂塗膜等を用いることができる。
なお、圧力パッド63としては、本実施の形態のようにパッド状に成型されたものの他に、例えば、ロール状に成型されたものを用いることもでき、加圧ベルト620を介して定着ロール610表面に付勢させて従動回転させてもよい。ただし、本実施の形態のようにパッド状に成型された圧力パッド63の方が、当接するニップ部N全域に亘って、広く均一にニップ圧を付与することができる。
Next, the pressure pad 63 as a pressing member includes an elastic member for securing a wide nip portion N, and a low friction provided on the surface where the elastic member contacts the inner peripheral surface of the pressure belt 620. And is held by a holder made of metal or the like. The elastic member having the low friction layer on the surface is formed in a concave shape in which the fixing roll 610 side substantially follows the outer peripheral surface of the fixing roll 610, and is pressed against the fixing roll 610.
As the elastic member, an elastic body having high heat resistance such as silicone rubber or fluorine rubber, a leaf spring, or the like can be used. The low friction layer formed on the elastic member is provided to reduce the sliding resistance between the inner peripheral surface of the pressure belt 620 and the pressure pad 63, and is a material having a low friction coefficient and wear resistance. It is desirable. Specifically, a glass fiber sheet impregnated with Teflon (trade name), a fluororesin sheet, a fluororesin coating film, or the like can be used.
The pressure pad 63 may be, for example, a roll-shaped one in addition to the pad-shaped one as in the present embodiment, and may be a fixing roll 610 via a pressure belt 620. The surface may be urged and driven to rotate. However, the pressure pad 63 molded in the shape of a pad as in the present embodiment can apply a nip pressure more widely and uniformly over the entire nip portion N in contact.

また、圧力パッド63に対し用紙P搬送方向(矢印C方向)の下流側に配置された加圧ロール622は、加圧手段としての圧縮コイルスプリング(不図示)によって、加圧ベルト620および定着ベルト614を介して定着ロール610の中心軸に向けて付勢されており、定着ロール610および定着ベルト614の当接部に一定の歪み量を生じさせている。すなわち、定着ロール610の表面の弾性層612および定着ベルト614が弾性変形して歪みが与えられ、ニップ部Nの出口では、この定着ロール610および定着ベルト614の歪みにより、用紙Pが定着ロール610および定着ベルト614側から剥離される。
なお、この定着ロール610および定着ベルト614の歪みを低荷重で効率良く与えるために、加圧ロール622は定着ロール610より小径で、その表面は硬質に形成されていることが望ましい。
A pressure roll 622 disposed downstream of the pressure pad 63 in the paper P conveyance direction (arrow C direction) is provided with a pressure belt 620 and a fixing belt by a compression coil spring (not shown) as pressure means. It is biased toward the central axis of the fixing roll 610 via 614, and a certain amount of distortion is generated at the contact portion between the fixing roll 610 and the fixing belt 614. That is, the elastic layer 612 and the fixing belt 614 on the surface of the fixing roll 610 are elastically deformed and distorted. At the exit of the nip portion N, the sheet P is fixed by the distortion of the fixing roll 610 and the fixing belt 614. And peeled from the fixing belt 614 side.
In order to efficiently apply distortion of the fixing roll 610 and the fixing belt 614 with a low load, it is desirable that the pressure roll 622 has a smaller diameter than the fixing roll 610 and the surface thereof is hard.

次に、本実施の形態の定着装置60における定着動作について説明する。
画像形成装置の二次転写部20(図1参照)において未定着トナー像が静電転写された用紙Pは、搬送ベルト55および定着入口ガイド56により、定着装置60のニップ部Nに向けて(矢印C方向)搬送されてくる。ニップ部Nを通過する用紙P表面の未定着トナー像は、ニップ部Nに作用する圧力と熱とにより用紙Pに定着される。本実施の形態の定着装置60では、上述したように、定着ベルト614がラッピングされた定着ロール610と加圧ベルト620とを当接させた構成により、ニップ部Nを広く設定することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
このとき、ニップ部Nに作用する熱は、主として定着ベルト614によって供給される。定着ベルト614は、定着ロール610の内部に配置されたハロゲンヒータ613から定着ロール610を通じて供給される熱と、張架ロール615の内部に配置されたハロゲンヒータ616から張架ロール615を通じて供給される熱とによって加熱されるように構成されている。そのため、定着ロール610のみでは熱エネルギーが不充分である場合においても、張架ロール615から適切かつ速やかに熱エネルギーを補給することができるので、ニップ部Nにおいては、プロセススピードが400mm/sという高速であっても充分な熱量を確保することができる。
Next, a fixing operation in the fixing device 60 of the present embodiment will be described.
The sheet P on which the unfixed toner image is electrostatically transferred in the secondary transfer unit 20 (see FIG. 1) of the image forming apparatus is directed toward the nip N of the fixing device 60 by the conveyance belt 55 and the fixing inlet guide 56 ( It is conveyed (in the direction of arrow C). The unfixed toner image on the surface of the paper P passing through the nip portion N is fixed on the paper P by pressure and heat acting on the nip portion N. In the fixing device 60 of the present embodiment, as described above, the nip portion N can be set wide by the configuration in which the fixing roll 610 wrapped with the fixing belt 614 and the pressure belt 620 are brought into contact with each other. Stable fixing performance can be ensured.
At this time, heat acting on the nip portion N is mainly supplied by the fixing belt 614. The fixing belt 614 is supplied from the halogen heater 613 disposed inside the fixing roll 610 through the fixing roll 610 and from the halogen heater 616 disposed inside the stretching roll 615 through the stretching roll 615. It is configured to be heated by heat. Therefore, even when the heat energy is insufficient with only the fixing roll 610, the heat energy can be replenished appropriately and quickly from the stretching roll 615. Therefore, in the nip portion N, the process speed is 400 mm / s. A sufficient amount of heat can be secured even at high speeds.

なお、ニップ部Nを通過した用紙Pは、ニップ部Nの出口において加圧ロール622が定着ロール610に押圧されることで形成された定着ロール610および定着ベルト614の歪みにより、定着ベルト614から剥離される。そして、ニップ部Nの定着ロール610の回転方向A下流側であって、定着ロール610表面近傍に配置された剥離案内板626により分離される。分離された用紙Pは排出ガイド628により案内されて、排出ロール629により画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部(不図示)に搬送され、載置される。   Note that the paper P that has passed through the nip N is removed from the fixing belt 614 due to distortion of the fixing roll 610 and the fixing belt 614 that are formed when the pressure roll 622 is pressed against the fixing roll 610 at the exit of the nip N. It is peeled off. Then, the sheet is separated by a peeling guide plate 626 disposed in the nip portion N downstream of the fixing roll 610 in the rotation direction A and in the vicinity of the surface of the fixing roll 610. The separated paper P is guided by a discharge guide 628, conveyed by a discharge roll 629 to a paper discharge placement portion (not shown) provided in a discharge portion of the image forming apparatus, and placed.

ここで、定着ベルト614を介した用紙Pへの熱の伝達について詳細に述べる。
本実施の形態の画像形成装置のようにプロセススピードが400mm/sと高速である場合には、用紙Pが次々に定着装置60のニップ部Nに搬送される連続定着が行われた際に、用紙Pおよび未定着トナー像に熱が奪われるとともに、加圧ベルトモジュール62からの放熱量も増加するので、加圧ベルト620が単に定着ロール610に巻き付いただけの構成であれば、定着ロール610の表面温度は低下し易い。また、ハロゲンヒータ613による定着ロール610内部からの熱エネルギーの供給のみでは、定着ロール610自身が厚みを有することから、その表面にまで熱を到達させるまでのタイムラグも生じる。
定着ロール610の表面温度を必要な温度に保つために、定着ロール610の構成のみによって対応するとすれば、極めて高温で内部から加熱する必要が生じる。このような方法では、エネルギー損失が大きく、また装置自体の負荷も大きい。さらに、連続定着終了後に必要以上に表面温度が高温となるため定着ロール610の表面が損傷を受け、次の画像形成サイクルにおける定着不良の発生の懸念もある。
その対応策として、定着ロール610の表面に直接接触するように外部加熱ロールのような外部加熱装置を配置し、定着ロール610の表面を外部から補助加熱する方法も考えられるが、外部加熱ロールと定着ロール610の表面との接触幅を大きく設定することが難しいので、結局充分な熱量を定着ロール610の表面に供給することは困難である。
Here, heat transfer to the paper P through the fixing belt 614 will be described in detail.
When the process speed is as high as 400 mm / s as in the image forming apparatus of the present embodiment, when continuous fixing is performed in which the paper P is successively conveyed to the nip portion N of the fixing device 60, The sheet P and the unfixed toner image are deprived of heat, and the amount of heat released from the pressure belt module 62 is also increased. Therefore, if the pressure belt 620 is simply wound around the fixing roll 610, the fixing roll 610 is used. The surface temperature of the glass tends to decrease. Further, when only the heat energy is supplied from the inside of the fixing roll 610 by the halogen heater 613, the fixing roll 610 itself has a thickness, so that a time lag is caused until the heat reaches the surface.
In order to keep the surface temperature of the fixing roll 610 at a necessary temperature, it is necessary to heat from the inside at an extremely high temperature if only the configuration of the fixing roll 610 is used. In such a method, energy loss is large and the load on the apparatus itself is also large. Further, since the surface temperature becomes higher than necessary after the end of continuous fixing, the surface of the fixing roll 610 is damaged, and there is a concern that a fixing failure may occur in the next image forming cycle.
As a countermeasure, a method of arranging an external heating device such as an external heating roll so as to directly contact the surface of the fixing roll 610 and auxiliary heating the surface of the fixing roll 610 from the outside can be considered. Since it is difficult to set a large contact width with the surface of the fixing roll 610, it is difficult to supply a sufficient amount of heat to the surface of the fixing roll 610 after all.

これに対して、本実施の形態の定着装置60では、一般的なベルトニップ方式の定着装置に対し、定着ロール610と並行して内部にハロゲンヒータ616が配設された張架ロール615を配置し、張架ロール615と定着ロール610とによって無端状の定着ベルト614が張架される構成を採用している。かかる構成においては、定着ベルト614が用紙Pを加熱する直接的な加熱部材として機能し、定着ロール610と張架ロール615の双方は定着ベルト614に対し熱を供給する熱供給源として機能している。もっとも、定着ロール610は定着ベルト614を介して用紙Pに接触していることから、一部は用紙Pを直接加熱する機能をも兼ね備えている。
そして、かかる定着ベルト614では、上述したように、定着ベルト614は、厚さ方向に関する熱伝導性が高く構成されている。このように構成することにより、定着ベルト614は、定着ロール610や張架ロール615から効率良く熱を受け取ることができるとともに、ニップ部Nにおいては、用紙Pに対し効率良く熱を受け渡すことができる。さらには、定着ロール610から定着ベルト614を介して直接的に用紙Pに供給する熱の流量も増加させることができる。
一方、加圧ベルト620は、厚さ方向に関する熱伝導性が低く構成されている。このように構成することにより、加圧ベルト620が用紙Pから熱を奪い難くなるとともに、一旦加圧ベルト620に熱が流入してもこの熱を外部に流出し難いので、加圧ベルトモジュール62からの放熱量が減少し、熱の利用効率の向上を図ることが可能となる。
On the other hand, in the fixing device 60 according to the present embodiment, a tension roll 615 having a halogen heater 616 disposed therein is arranged in parallel with the fixing roll 610 with respect to a general belt nip type fixing device. In addition, an endless fixing belt 614 is stretched between a tension roll 615 and a fixing roll 610. In such a configuration, the fixing belt 614 functions as a direct heating member that heats the paper P, and both the fixing roll 610 and the stretching roll 615 function as a heat supply source that supplies heat to the fixing belt 614. Yes. However, since the fixing roll 610 is in contact with the paper P via the fixing belt 614, a part of the fixing roll 610 also has a function of directly heating the paper P.
In the fixing belt 614, as described above, the fixing belt 614 is configured to have high thermal conductivity in the thickness direction. With this configuration, the fixing belt 614 can efficiently receive heat from the fixing roll 610 and the stretching roll 615 and can efficiently transfer heat to the paper P in the nip portion N. it can. Furthermore, the flow rate of heat supplied from the fixing roll 610 directly to the paper P via the fixing belt 614 can be increased.
On the other hand, the pressure belt 620 is configured to have low thermal conductivity in the thickness direction. With this configuration, the pressure belt 620 does not easily take heat from the paper P, and even if heat once flows into the pressure belt 620, it is difficult for the heat to flow out. Therefore, it is possible to improve the heat utilization efficiency.

ここで、定着ベルト614および加圧ベルト620の熱伝導性は、熱通過率として把握することができる。熱通過率K(W/m・k)は、流れる熱量をQ、温度勾配をΔTとした場合に、
Q=KΔT
と表される物理量であり、熱の流れる方向の層厚をδ(m)、その層の熱伝導率をλ(W/m・k)として、
K=1/Σ(δ/λ
と表される。
定着ベルト614では、熱通過率Kを700〜25000(W/m・k)に設定することが好ましい。定着ベルト614の熱通過率Kが700(W/m・k)より小さいと、後段で述べる温度ドループの発生を抑制する程度の熱の流れ易さを実現するには充分でない。
一方、一般に定着ベルト614の熱通過率Kは可能な限り大きい方が温度ドループの抑制には有効であり、熱通過率Kを大きくするためには、定着ベルト614を薄層に形成することが必要となる。これに対し、定着ベルト614の機械強度はある程度以上に維持する必要もあり、そのためには層厚を所定厚以上に設定する必要が生じる。したがって、熱通過率Kを可能な限り大きく設定し、かつ定着ベルト614としての機能を実現できる限度の機械強度が確保できる構成として、熱通過率Kは25000(W/m・k)以下とするのが好ましい。
Here, the thermal conductivities of the fixing belt 614 and the pressure belt 620 can be grasped as heat passing rates. The heat transfer rate K (W / m 2 · k) is Q when the amount of heat flowing is Q and the temperature gradient is ΔT,
Q = KΔT
Where the layer thickness in the direction of heat flow is δ i (m), and the thermal conductivity of the layer is λ i (W / m · k),
K = 1 / Σ (δ i / λ i )
It is expressed.
In the fixing belt 614, it is preferable to set the heat transmission rate K to 700 to 25000 (W / m 2 · k). If the heat transfer rate K of the fixing belt 614 is smaller than 700 (W / m 2 · k), it is not sufficient to realize the ease of heat flow to the extent that temperature droop described below is suppressed.
On the other hand, it is generally effective that the heat transfer rate K of the fixing belt 614 is as large as possible to suppress temperature droop. In order to increase the heat transfer rate K, the fixing belt 614 may be formed in a thin layer. Necessary. On the other hand, the mechanical strength of the fixing belt 614 needs to be maintained at a certain level or more, and for this purpose, the layer thickness needs to be set to a predetermined thickness or more. Therefore, as a configuration in which the heat transmission rate K is set as large as possible and the mechanical strength of the limit capable of realizing the function as the fixing belt 614 can be secured, the heat transmission rate K is 25000 (W / m 2 · k) or less. It is preferable to do this.

また、加圧ベルト620では、熱通過率Kを5000(W/m・k)以下に設定することが好ましい。加圧ベルト620の熱通過率Kが5000(W/m・k)よりも大きいと、ニップ部Nにおいて用紙Pからの熱の流出が大きくなり、温度ドループが生じ易い。また、加圧ベルト620に接触する部材への熱の損失も生じて、加圧ベルトモジュール62からの放熱量も増加し、好ましくない。
一方、加圧ベルト620の熱通過率Kとしては、可能な限り低い方が望ましいが、加圧ベルト620ではフレキシビリティ性を確保する等の構成上の制約があって材質を選択する必要があることから、加圧ベルト620の熱通過率Kの下限値はかかる構成から定まることとなる。
Further, in the pressure belt 620, it is preferable to set the heat passage rate K to 5000 (W / m 2 · k) or less. If the heat transfer rate K of the pressure belt 620 is greater than 5000 (W / m 2 · k), the heat outflow from the paper P becomes large at the nip portion N, and temperature droop is likely to occur. Further, heat loss to the member in contact with the pressure belt 620 is also generated, and the amount of heat released from the pressure belt module 62 is increased, which is not preferable.
On the other hand, the heat transfer rate K of the pressure belt 620 is desirably as low as possible. However, the pressure belt 620 needs to select a material due to structural restrictions such as ensuring flexibility. Therefore, the lower limit value of the heat transfer rate K of the pressure belt 620 is determined from this configuration.

かかる構成においては、直接的な加熱部材である定着ベルト614は、加熱部材である定着ロール610と比較して、極めて小熱容量でもある。これまでの一般的なベルトニップ方式の定着装置のように、加熱部材として定着ロール610のみで構成される場合には、定着ロール610の表面層が用紙Pと当接する領域を通過した後、再度用紙Pと当接する領域に戻るまでの1回転の間に、大きな熱容量の定着ロール610を所定の定着温度に復帰させる必要があったため、画像形成装置の高速化が進む際には、この所定の定着温度への復帰が定着ロール610の1回転では間に合わないといった状況が生じる場合があった。ところが、定着ベルト614は極めて小熱容量であり、加えて、熱供給源である定着ロール610と張架ロール615の双方とは広いラップ面積(大きな巻き付き角)で接触でき、さらには定着ベルト614の厚さ方向の熱伝導性が高く構成されているので、定着ベルト614が1回転する間に、定着ベルト614を必要な定着温度に復帰させることが可能である。   In such a configuration, the fixing belt 614 that is a direct heating member has an extremely small heat capacity as compared with the fixing roll 610 that is a heating member. In the case where only the fixing roll 610 is used as a heating member as in a conventional belt nip type fixing device, the surface layer of the fixing roll 610 passes through a region where it contacts the paper P and then again. Since it was necessary to return the fixing roll 610 having a large heat capacity to a predetermined fixing temperature during one rotation until returning to the area in contact with the sheet P, when the speed of the image forming apparatus is increased, the predetermined roll temperature is increased. In some cases, the return to the fixing temperature may not be in time for one rotation of the fixing roll 610. However, the fixing belt 614 has an extremely small heat capacity. In addition, both the fixing roll 610 and the tension roll 615 that are heat supply sources can be in contact with each other with a wide wrap area (a large winding angle). Since the heat conductivity in the thickness direction is high, the fixing belt 614 can be returned to a necessary fixing temperature while the fixing belt 614 rotates once.

このように、本実施の形態の定着装置60では、極めて小熱容量である定着ベルト614が、熱供給源である定着ロール610と張架ロール615の双方と広いラップ面積(大きな巻き付き角)で接触することができ、さらに、定着ベルト614の厚さ方向の熱伝導性が高く構成されているので、定着ロール610や張架ロール615から定着ベルト614への熱の伝達が迅速かつ充分に行われ、定着ベルト614を定着ベルト614が1回転する間という短時間で必要な定着温度に復帰させることが可能となる。また、加圧ベルト620の厚さ方向の熱伝導性が低く構成されているので、用紙Pから加圧ベルト620への熱の流量が極めて小さくなる。したがって、ニップ部Nにおいては、定着装置60が高速化されても、所定の定着温度を常に維持することができる。
その結果、高速定着時における大きな課題であった温度ドループ(定着ロールの表面温度が一時的に低下する現象)の発生を抑制することが可能となる。特に、熱容量の大きな厚紙の定着においても、温度ドループの発生を抑制することができる。また、紙種に対応させて定着温度を途中で切り替える(定着温度のアップおよびダウンの双方を含む。)必要がある場合にも、定着ベルト614は熱容量が小さく、定着ベルト614の厚さ方向の熱伝導性が高いので、ハロゲンヒータ613およびハロゲンヒータ616の出力調整により、所望の温度への切り替えは容易であり、かつ速やかに行うこともできる。
As described above, in the fixing device 60 of the present embodiment, the fixing belt 614 having an extremely small heat capacity is in contact with both the fixing roll 610 and the tension roll 615 that are heat supply sources with a wide wrap area (large winding angle). Furthermore, since the heat conductivity in the thickness direction of the fixing belt 614 is high, heat transfer from the fixing roll 610 and the stretching roll 615 to the fixing belt 614 is performed quickly and sufficiently. Thus, the fixing belt 614 can be returned to the necessary fixing temperature in a short time during which the fixing belt 614 rotates once. Further, since the heat conductivity in the thickness direction of the pressure belt 620 is low, the flow rate of heat from the paper P to the pressure belt 620 becomes extremely small. Therefore, at the nip portion N, a predetermined fixing temperature can always be maintained even if the speed of the fixing device 60 is increased.
As a result, it is possible to suppress the occurrence of temperature droop (a phenomenon in which the surface temperature of the fixing roll temporarily decreases), which is a major problem during high-speed fixing. In particular, the occurrence of temperature droop can be suppressed even when fixing thick paper having a large heat capacity. Also, when it is necessary to switch the fixing temperature in the middle of the paper type (including both fixing temperature up and down), the fixing belt 614 has a small heat capacity, and the fixing belt 614 has a thickness direction. Since the thermal conductivity is high, switching to a desired temperature is easy and can be performed quickly by adjusting the outputs of the halogen heater 613 and the halogen heater 616.

また、ニップ部Nにおいては、定着ベルト614の厚さ方向の熱伝導性が高く構成されているので、定着ベルト614から用紙Pへの熱の供給を効率よく行うことが可能となる。さらに、加圧ベルト620の厚さ方向の熱伝導性が低く構成されているので、用紙Pから加圧ベルト620への熱の流量が極めて小さくなるとともに、一旦加圧ベルト620に熱が流入してもこの熱は外部に流出し難いので、加圧ベルトモジュール62からの放熱量が低く抑えることができる。したがって、定着装置60が高速化されても、ニップ部Nにおいては、用紙Pに対する熱の迅速な供給と用紙Pからの熱の漏洩の抑制とを同時に図ることが可能となるので、高いレベルの定着性能を実現することができる。   Further, since the heat conductivity in the thickness direction of the fixing belt 614 is high in the nip portion N, it is possible to efficiently supply heat from the fixing belt 614 to the paper P. Further, since the heat conductivity in the thickness direction of the pressure belt 620 is low, the flow rate of heat from the paper P to the pressure belt 620 becomes extremely small, and heat once flows into the pressure belt 620. However, since this heat hardly flows out to the outside, the heat radiation amount from the pressure belt module 62 can be kept low. Therefore, even if the fixing device 60 is speeded up, in the nip portion N, it is possible to simultaneously supply heat to the paper P and suppress leakage of heat from the paper P at the same time. Fixing performance can be realized.

さらに加えて、本実施の形態の定着装置60においては、加圧ベルトモジュール62の加圧ベルト620が、定着ロール610表面に対し定着ベルト614が巻き付けられた領域内でのみ、定着ベルト614の外周面に当接するように構成されて、ニップ部Nが形成されている。すなわち、ニップ部Nにおいては、定着ベルト614の内周面側には定着ロール610が全域に亘って位置している。したがって、定着ベルト614と加圧ベルト620との当接は、定着ロール610表面によって安定的に支持された状態が形成されるので、ニップ部Nの全域において均一に密着させることができる。かかる定着ベルト614と加圧ベルト620との良好な密着性により、定着ベルト614から用紙Pへの熱の伝導はさらに効率的に行うことができるので、温度ドループの発生をより効果的に抑制することができる。
また、かかるニップ部Nの構成により、定着ベルト614のニップ部N入口側上流においては、定着ベルト614が定着ロール610とのみ接触する領域が形成されている。そのため、定着ベルト614がこの領域を通過する際に、回動の間に定着ベルト614に生じたしわが矯正される。したがって、ニップ部Nにおいては、用紙P上の未定着トナー像と平滑な状態で接触することができるので、良質な定着画像を得ることができる。
In addition, in the fixing device 60 of the present embodiment, the outer periphery of the fixing belt 614 is only in the region where the pressure belt 620 of the pressure belt module 62 is wound around the surface of the fixing roll 610. The nip portion N is formed so as to be in contact with the surface. That is, in the nip portion N, the fixing roll 610 is located over the entire area on the inner peripheral surface side of the fixing belt 614. Accordingly, the contact between the fixing belt 614 and the pressure belt 620 is formed so as to be stably supported by the surface of the fixing roll 610, so that the contact can be made uniformly in the entire nip portion N. Due to the good adhesion between the fixing belt 614 and the pressure belt 620, heat conduction from the fixing belt 614 to the paper P can be performed more efficiently, and the occurrence of temperature droop is more effectively suppressed. be able to.
Further, due to the configuration of the nip portion N, an area where the fixing belt 614 contacts only the fixing roll 610 is formed upstream of the fixing belt 614 on the inlet side of the nip portion N. Therefore, when the fixing belt 614 passes through this region, wrinkles generated in the fixing belt 614 during rotation are corrected. Accordingly, since the nip portion N can be brought into contact with the unfixed toner image on the paper P in a smooth state, a high-quality fixed image can be obtained.

さらには、ニップ部Nにおいては、用紙Pや未定着トナー像の中の水分が急激に加熱されることにより水蒸気となる。したがって、ベルト同士のみが当接するようなニップ圧が低く、かつ密着が不均一な状態では、水蒸気圧を抑え込むことができず、加熱溶融された未定着トナー像が水蒸気によって乱されて画像欠陥(画像乱れ等)が引き起こされる場合がある。それに対して、本実施の形態の定着装置60では、ニップ部N全域において、定着ベルト614と加圧ベルト620とが定着ロール610と圧力パッド63にしっかりと密着支持された状態となっていることから、水蒸気圧を抑え込むことができるので画像欠陥の発生を抑制することも可能となる。   Further, in the nip portion N, water in the paper P and the unfixed toner image is rapidly heated to become water vapor. Therefore, when the nip pressure is low such that only the belts are in contact with each other and the contact is not uniform, the water vapor pressure cannot be suppressed, and the heated and melted unfixed toner image is disturbed by the water vapor, causing image defects ( Image disturbance). On the other hand, in the fixing device 60 of the present embodiment, the fixing belt 614 and the pressure belt 620 are in close contact with the fixing roll 610 and the pressure pad 63 in the entire nip portion N. Therefore, since the water vapor pressure can be suppressed, the occurrence of image defects can be suppressed.

ここで、本実施の形態の定着装置60と、従来のベルトニップ方式の定着装置とを用いて、未定着トナー像が形成された用紙Pを連続的に定着した場合のそれぞれ定着ベルト614の表面温度と、定着ロール610の表面温度の推移を比較する実験を行った。図3は、その結果を示した図である。
本実験においては、定着ロール610としては、厚さ5mmのアルミニウムで形成された芯金611の表面に、厚さ1.5mmのLSRのからなる弾性層612が被覆されて形成された、外径65mmφ、長さ350mmのソフトロールを用い、定着ベルト614としては、ベース層が厚さ50μmのステンレス、厚さ200μmのシリコーンゴムからなる弾性層、厚さ30μmのPFAからなる離型層が多層に構成された周長330mm、幅340mmのフレキシブルなエンドレスベルトであり、熱通過率が1800(W/m・k)であるものを用いている。また、加圧ベルト620としては、厚み75μm、幅300mm、周長288mmのポイリミドフィルムのベース層に、厚さ200μmのシリコーンゴムからなる弾性層、厚さ30μmのPFAの表面層が多層に構成され、熱通過率が1230(W/m・k)であるものを用いている。また、プロセススピードは400mm/sに設定した。
なお、比較のための従来のベルトニップ方式の定着装置としては、加熱源が定着ロール内のハロゲンヒータと、さらに定着ロールの外周面に直接接触するように配置され、定着ロールに対し外表面から補助加熱する外部加熱ロールを備えたものを用いた。また、装置や用紙の各種条件については、定着ベルト614を配設した構成以外は本実施の形態の定着装置60と同一とした。
Here, the surface of the fixing belt 614 when the sheet P on which the unfixed toner image is formed is continuously fixed using the fixing device 60 of the present embodiment and the conventional belt nip type fixing device. An experiment was conducted to compare the temperature and the transition of the surface temperature of the fixing roll 610. FIG. 3 is a diagram showing the results.
In this experiment, as the fixing roll 610, an outer diameter formed by covering the surface of a cored bar 611 made of aluminum having a thickness of 5 mm with an elastic layer 612 made of LSR having a thickness of 1.5 mm. Using a soft roll of 65 mmφ and 350 mm in length, as the fixing belt 614, the base layer is made of a 50 μm-thick stainless steel, a 200 μm-thick silicone rubber elastic layer, and a 30 μm-thick PFA release layer in multiple layers A flexible endless belt having a circumferential length of 330 mm and a width of 340 mm and having a heat transmission rate of 1800 (W / m 2 · k) is used. Further, as the pressure belt 620, a base layer of a polyimide film having a thickness of 75 μm, a width of 300 mm, and a peripheral length of 288 mm, an elastic layer made of 200 μm thick silicone rubber, and a surface layer of PFA having a thickness of 30 μm are multilayered. What is comprised and the heat passage rate is 1230 (W / m < 2 > * k) is used. The process speed was set to 400 mm / s.
As a conventional belt nip type fixing device for comparison, a heating source is arranged so as to be in direct contact with the halogen heater in the fixing roll and the outer peripheral surface of the fixing roll, and from the outer surface to the fixing roll. The one provided with an external heating roll for auxiliary heating was used. Various conditions of the apparatus and paper are the same as those of the fixing apparatus 60 of the present embodiment except for the configuration in which the fixing belt 614 is provided.

図3に示したように、従来のベルトニップ方式の定着装置では、外部加熱ロールにより補助加熱したとしても、プリントの開始からプリント時間の経過とともに定着ロールの表面温度が低下し、設定された定着温度(190℃)から10〜15℃も低下する温度ドループ現象が発生することが確認された。ここで、連続プリント時に一旦温度が低下しその後回復するという温度ドループ現象は、定着ロールに被覆された弾性層が熱抵抗として作用するために、プリントの開始当初においては、用紙Pに熱が奪われるのに対して内部に配設されたハロゲンヒータからの熱の供給が間に合わないために生じる現象である。またプリントの開始当初には、加圧ベルトモジュール62内に配設された各種ロールが熱負荷となり、定着ロールから多くの熱を奪うことも温度ドループを大きくしている要因となる。なお、その後のプリントを継続するのに伴い、ハロゲンヒータからの熱が定着ロール全体に充分に供給されてくるので表面温度は回復し、温度ドループは解消する。   As shown in FIG. 3, in the conventional belt nip type fixing device, even if auxiliary heating is performed by an external heating roll, the surface temperature of the fixing roll decreases with the lapse of printing time from the start of printing, and the set fixing is performed. It was confirmed that a temperature droop phenomenon that decreases by 10 to 15 ° C. from the temperature (190 ° C.) occurred. Here, the temperature droop phenomenon in which the temperature once drops during continuous printing and then recovers, the elastic layer coated on the fixing roll acts as a thermal resistance, so that heat is deprived to the paper P at the beginning of printing. This is a phenomenon that occurs because the supply of heat from the halogen heater disposed inside is not in time. Further, at the beginning of printing, various rolls disposed in the pressure belt module 62 become a heat load, and taking a lot of heat from the fixing roll is also a factor for increasing the temperature droop. As the printing is continued thereafter, the heat from the halogen heater is sufficiently supplied to the entire fixing roll, so that the surface temperature is recovered and the temperature droop is eliminated.

従来のベルトニップ方式の定着装置に対して、本実施の形態の定着装置60では、プリントの開始からプリント時間が経過しても定着ベルト614の表面温度の低下は極めて少なく、温度ドループ現象の発生は軽微であった。またプリントの開始直後の定着装置60における定着性能への影響も認められなかった。これは、定着装置60の定着ベルト614は極めて小熱容量であり、また、熱供給源である定着ロール610と張架ロール615の双方とは広いラップ面積で接触でき、さらに定着ベルト614の厚さ方向の熱伝導性が高く構成されているので、定着ベルト614が1回転する間に充分な熱の供給が行えること、さらには、加圧ベルト620の厚さ方向の熱伝導性が低く構成されているので、用紙Pから加圧ベルト620への熱の流量が極めて小さくなること、によるものである。
このように、図3に示した結果から、本実施の形態の定着装置60によれば、高速定着時においても温度ドループを大きく改善することができることが確認された。
In contrast to the conventional belt nip type fixing device, in the fixing device 60 of the present embodiment, the surface temperature of the fixing belt 614 does not significantly decrease even when the printing time has elapsed from the start of printing, and the temperature droop phenomenon occurs. Was minor. Also, no influence on the fixing performance of the fixing device 60 immediately after the start of printing was observed. This is because the fixing belt 614 of the fixing device 60 has an extremely small heat capacity, and both the fixing roll 610 and the tension roll 615 that are heat supply sources can be in contact with each other with a wide lap area, and the thickness of the fixing belt 614 is further reduced. Since the heat conductivity in the direction is high, sufficient heat can be supplied during one rotation of the fixing belt 614, and further, the heat conductivity in the thickness direction of the pressure belt 620 is low. Therefore, the flow rate of heat from the paper P to the pressure belt 620 is extremely small.
As described above, it was confirmed from the results shown in FIG. 3 that the temperature droop can be greatly improved even in the high-speed fixing according to the fixing device 60 of the present embodiment.

以上説明したように、本実施の形態の定着装置60では、定着ロール610と並行して内部に加熱部材であるハロゲンヒータ616が配設された張架ロール615を配置し、張架ロール615と定着ロール610とを無端状の定着ベルト614で張架する構成を採用している。そして、用紙Pを加熱する主要な加熱部材として定着ベルト614を機能させ、定着ロール610と張架ロール615の双方は定着ベルト614に対し熱を供給する熱供給源として機能させている。そのため、定着ベルト614は極めて小熱容量に構成でき、また、熱供給源である定着ロール610と張架ロール615の双方とは広いラップ面積で接触できる。さらに、定着ベルト614の厚さ方向の熱伝導性を高く設定することで、定着ベルト614は定着ロール610や張架ロール615から効率良く熱を受け取ることができる。さらには、加圧ベルト620の厚さ方向の熱伝導性を低く設定することで、加圧ベルト620が用紙Pから熱を奪い難くなる。これらにより、ニップ部Nにおいては、定着装置60が高速化されても、所定の定着温度を常に維持することができるので、温度ドループの発生を抑制することができる。
加えて、加圧ベルト620が、定着ロール610表面に対し定着ベルト614が巻き付けられた領域内でのみ、定着ベルト614の外周面に当接するように構成されてニップ部Nが形成されているので、定着ベルト614と加圧ベルト620との良好な密着状態を形成することができる。そのため、定着ベルト614から用紙Pへの熱の伝導はさらに効率的に行うことができるので、温度ドループの発生をより効果的に抑制することができる。
As described above, in the fixing device 60 of the present embodiment, the tension roll 615 in which the halogen heater 616 that is a heating member is disposed is disposed in parallel with the fixing roll 610. A configuration in which the fixing roll 610 is stretched by an endless fixing belt 614 is employed. The fixing belt 614 functions as a main heating member for heating the paper P, and both the fixing roll 610 and the stretching roll 615 function as a heat supply source for supplying heat to the fixing belt 614. Therefore, the fixing belt 614 can be configured with an extremely small heat capacity, and both the fixing roll 610 and the stretching roll 615 that are heat supply sources can be in contact with each other with a wide lap area. Furthermore, by setting the heat conductivity in the thickness direction of the fixing belt 614 high, the fixing belt 614 can efficiently receive heat from the fixing roll 610 and the stretching roll 615. Furthermore, by setting the thermal conductivity in the thickness direction of the pressure belt 620 to be low, the pressure belt 620 hardly takes heat from the paper P. As a result, in the nip portion N, even if the fixing device 60 is speeded up, a predetermined fixing temperature can be always maintained, so that the occurrence of temperature droop can be suppressed.
In addition, since the pressure belt 620 is configured to contact the outer peripheral surface of the fixing belt 614 only in the region where the fixing belt 614 is wound around the surface of the fixing roll 610, the nip portion N is formed. A good adhesion state between the fixing belt 614 and the pressure belt 620 can be formed. Therefore, heat conduction from the fixing belt 614 to the paper P can be performed more efficiently, and the occurrence of temperature droop can be more effectively suppressed.

[実施の形態2]
実施の形態1では、定着ロール610と並行して内部に加熱部材であるハロゲンヒータ616が配設された張架ロール615を配置し、張架ロール615と定着ロール610とを無端状の定着ベルト614で張架する構成の定着装置60が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態2では、図1に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、張架ロール615を2本配置し、新たに配置した1本の張架ロールが定着ベルト614を外表面から当接する定着装置70について説明する。尚、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, a tension roll 615 in which a halogen heater 616 that is a heating member is disposed in parallel with the fixing roll 610, and the tension roll 615 and the fixing roll 610 are connected to an endless fixing belt. The image forming apparatus in which the fixing device 60 configured to be stretched at 614 is mounted has been described. The second embodiment is a fixing device mounted on the image forming apparatus shown in FIG. 1, in which two tension rolls 615 are arranged, and one newly arranged tension roll attaches the fixing belt 614 to the outer surface. Next, the fixing device 70 that comes into contact with the head will be described. In addition, about the structure similar to Embodiment 1, the same code | symbol is used and the detailed description is abbreviate | omitted here.

図4は、本実施の形態に係る定着装置70の構成を示す側断面図である。本実施の形態の定着装置70では、定着ベルトモジュール61において、張架ロール615に加えて、張架ロール618を配置した点が異なることを除いては、実施の形態1の定着装置60と同一である。
本実施の形態の定着装置70において、定着ベルトモジュール61は、矢印A方向に回転する定着ロール610、内部に加熱部材としてのハロゲンヒータ616が配設された張架ロール615、同様に内部に加熱部材としてのハロゲンヒータ619が配設された張架ロール618、定着ロール610と張架ロール615と張架ロール618とに張架されて矢印D方向に従動回転する定着ベルト614によって構成されている。
FIG. 4 is a side sectional view showing the configuration of the fixing device 70 according to the present embodiment. The fixing device 70 of the present exemplary embodiment is the same as the fixing device 60 of the first exemplary embodiment except that the fixing belt module 61 is different from the fixing roll 615 in that a stretching roll 618 is disposed. It is.
In the fixing device 70 of the present embodiment, the fixing belt module 61 includes a fixing roll 610 that rotates in the direction of arrow A, a tension roll 615 in which a halogen heater 616 serving as a heating member is disposed, and similarly heats inside. A tension roll 618 provided with a halogen heater 619 as a member, a fixing roll 610, a tension roll 615, and a fixing belt 614 that is stretched around the tension roll 618 and is driven to rotate in the direction of arrow D. .

定着ベルト614は、定着ロール610、張架ロール615および張架ロール618に張力10kgで張り渡されている。詳しくは、実施の形態1における定着ベルト614が定着ロール610および張架ロール615によって張架されているのに対して、本実施の形態の定着装置70では、そこに張架ロール618が定着ベルト614の外周面から付勢されて配置され、所定の巻き付けられた領域(本実施の形態においては、巻き付き角80°、巻き付き幅16mm。)が形成されている。したがって、定着ロール610および張架ロール615は定着ベルト614の内周面に当接し、張架ロール618はその外周面に当接して、定着ベルト614を張架している。なお、本実施の形態では、張架ロール615における定着ベルト614の巻き付き角も、張架ロール618の付勢により、実施の形態1よりも大きくなっている(本実施の形態においては、具体的には、巻き付き角230°、巻き付け幅46mm。)。   The fixing belt 614 is stretched between the fixing roll 610, the tension roll 615, and the tension roll 618 with a tension of 10 kg. Specifically, the fixing belt 614 in the first embodiment is stretched by the fixing roll 610 and the stretching roll 615, whereas in the fixing device 70 of the present embodiment, the stretching roll 618 is provided there. A predetermined wound region (in the present embodiment, a winding angle of 80 ° and a winding width of 16 mm) is formed by being biased from the outer peripheral surface of 614. Accordingly, the fixing roll 610 and the stretching roll 615 are in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 614, and the stretching roll 618 is in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 614 to stretch the fixing belt 614. In the present embodiment, the winding angle of the fixing belt 614 in the tension roll 615 is also larger than that in the first embodiment due to the urging of the tension roll 618 (in this embodiment, a specific example) (The winding angle is 230 ° and the winding width is 46 mm.)

張架ロール618は、外径23mm、肉厚2mm、長さ350mmのステンレスパイプロールを基体として、その表面に厚さ20μmのPFAが被覆されて離型層が形成されている。この離型層は、定着ベルト614の外周面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が張架ロール618に堆積するのを防止するために形成されるものである。
張架ロール618の内部には、加熱部材としての定格800Wのハロゲンヒータ619が配設されており、温度センサ617cと制御部40(図1参照)によって表面温度が200℃に制御されている。したがって、張架ロール618は、定着ベルト614を張架する機能とともに、定着ベルト614を加熱する機能をも併せ持っている。したがって、張架ロール615の内部にも加熱部材としてのハロゲンヒータ616が配設されているので、本実施の形態では、張架ロール615と張架ロール618との双方によって定着ベルト614を補助加熱する構成となっている。
なお、張架ロール618は、定着ベルト614全体が張力10kgとなるように荷重を印加する押圧ロールとしての機能をも有している。
The tension roll 618 has a stainless steel pipe roll having an outer diameter of 23 mm, a wall thickness of 2 mm, and a length of 350 mm as a base, and a release layer is formed by coating PFA with a thickness of 20 μm on the surface. This release layer is formed in order to prevent a slight amount of offset toner and paper powder from the outer peripheral surface of the fixing belt 614 from accumulating on the tension roll 618.
Inside the tension roll 618, a halogen heater 619 having a rating of 800 W is disposed as a heating member, and the surface temperature is controlled to 200 ° C. by the temperature sensor 617c and the control unit 40 (see FIG. 1). Therefore, the tension roll 618 has both a function of stretching the fixing belt 614 and a function of heating the fixing belt 614. Accordingly, since the halogen heater 616 as a heating member is also provided inside the tension roll 615, in this embodiment, the fixing belt 614 is auxiliary heated by both the tension roll 615 and the tension roll 618. It is the composition to do.
The tension roll 618 also has a function as a pressing roll that applies a load so that the entire fixing belt 614 has a tension of 10 kg.

本実施の形態の定着装置70では、内周面に当接している張架ロール615が定着ベルト614の内周面側から定着ベルト614を加熱するとともに、外周面に当接している張架ロール618が定着ベルト614の外周面側から定着ベルト614を加熱している。このように、本実施の形態によれば、定着ベルト614は、外周面と内周面の双方から加熱されるので、一段と多くの熱量が安定的に供給することが可能となる。   In the fixing device 70 of the present embodiment, the tension roll 615 that is in contact with the inner peripheral surface heats the fixing belt 614 from the inner peripheral surface side of the fixing belt 614 and is in contact with the outer peripheral surface. Reference numeral 618 heats the fixing belt 614 from the outer peripheral surface side of the fixing belt 614. As described above, according to the present embodiment, the fixing belt 614 is heated from both the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, so that a larger amount of heat can be stably supplied.

このように、本実施の形態の定着装置70でも、定着ロール610と並行して内部に加熱部材であるハロゲンヒータ616が配設された張架ロール615と、内部に加熱部材であるハロゲンヒータ619が配設された張架ロール618との2本を配置し、張架ロール615と張架ロール618と定着ロール610とが無端状の定着ベルト614を張架する構成を採用している。そして、用紙Pを加熱する主要な加熱部材として定着ベルト614を機能させ、定着ロール610と張架ロール615と張架ロール618とは定着ベルト614に対し熱を供給する熱供給源として機能させている。そのため、定着ベルト614は極めて小熱容量に構成でき、また、熱供給源である定着ロール610と張架ロール615と張架ロール618とは広いラップ面積で接触できる。さらに、定着ベルト614の厚さ方向の熱伝導性を高く設定することで、定着ベルト614は定着ロール610や張架ロール615、および張架ロール618から効率良く熱を受け取ることができる。さらには、加圧ベルト620の厚さ方向の熱伝導性を低く設定することで、加圧ベルト620が用紙Pから熱を奪い難くなる。そのため、ニップ部Nにおいては、定着装置70が高速化されても、所定の定着温度を常に維持することができるので、温度ドループの発生を抑制することができる。
加えて、加圧ベルト620が、定着ロール610表面に対し定着ベルト614が巻き付けられた領域内でのみ、定着ベルト614の外周面に当接するように構成されてニップ部Nが形成されているので、定着ベルト614と加圧ベルト620との良好な密着状態を形成することができる。そのため、定着ベルト614から用紙Pへの熱の伝導はさらに効率的に行うことができるので、温度ドループの発生をより効果的に抑制することができる。
As described above, also in the fixing device 70 of the present embodiment, the tension roll 615 in which the halogen heater 616 serving as the heating member is disposed in parallel with the fixing roll 610 and the halogen heater 619 serving as the heating member in the inside. A tension roll 618 provided with a tension roll 618 is disposed, and the tension roll 615, the tension roll 618, and the fixing roll 610 stretch the endless fixing belt 614. The fixing belt 614 functions as a main heating member that heats the paper P, and the fixing roll 610, the tension roll 615, and the tension roll 618 function as a heat supply source that supplies heat to the fixing belt 614. Yes. Therefore, the fixing belt 614 can be configured with an extremely small heat capacity, and the fixing roll 610, the tension roll 615, and the tension roll 618, which are heat supply sources, can be in contact with each other with a wide lap area. Further, by setting the heat conductivity in the thickness direction of the fixing belt 614 high, the fixing belt 614 can efficiently receive heat from the fixing roll 610, the tension roll 615, and the tension roll 618. Furthermore, by setting the thermal conductivity in the thickness direction of the pressure belt 620 to be low, the pressure belt 620 hardly takes heat from the paper P. Therefore, in the nip portion N, even if the fixing device 70 is speeded up, a predetermined fixing temperature can always be maintained, and the occurrence of temperature droop can be suppressed.
In addition, since the pressure belt 620 is configured to contact the outer peripheral surface of the fixing belt 614 only in the region where the fixing belt 614 is wound around the surface of the fixing roll 610, the nip portion N is formed. A good adhesion state between the fixing belt 614 and the pressure belt 620 can be formed. Therefore, heat conduction from the fixing belt 614 to the paper P can be performed more efficiently, and the occurrence of temperature droop can be more effectively suppressed.

なお、本実施の形態の定着装置70では、定着ベルト614の外周面に当接させて張架ロール618を配置し、張架ロール618によって定着ベルト614の外周面側からも定着ベルト614を加熱するように構成したが、定着ベルト614の内周面側または外周面側に近接させて、交流磁界発生手段としての電磁石を配置し、定着ベルト614を誘導加熱するように構成することも可能である。なお、この構成においては、定着ベルト614のベース層が電磁誘導発熱層を構成するように、鉄・コバルト・ニッケル・銅・クロム等の金属を30〜80μm程度の厚みで形成したものを用いる。
このように構成することによっても、定着ベルト614は、内周面から張架ロール615によって加熱されるとともに、電磁石によって全体を誘導加熱されるので、一段と多くの熱量が安定的に供給することが可能となり、温度ドループの発生をより効果的に抑制することができる。
また、張架ロール618にハロゲンヒータ616を配設せず、電磁石による誘導加熱を行うだけの構成によっても、温度ドループの発生を改善することもできる。
In the fixing device 70 of the present embodiment, the tension roll 618 is disposed in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 614, and the fixing belt 614 is also heated from the outer peripheral surface side of the fixing belt 614 by the tension roll 618. However, the fixing belt 614 may be configured to be induction-heated by disposing an electromagnet as an AC magnetic field generating unit in the vicinity of the inner peripheral surface side or the outer peripheral surface side of the fixing belt 614. is there. In this configuration, a material in which a metal such as iron, cobalt, nickel, copper, and chromium is formed with a thickness of about 30 to 80 μm is used so that the base layer of the fixing belt 614 forms an electromagnetic induction heat generating layer.
Also with this configuration, the fixing belt 614 is heated from the inner peripheral surface by the tension roll 615 and is entirely heated by the electromagnet, so that a larger amount of heat can be supplied more stably. It becomes possible and generation | occurrence | production of temperature droop can be suppressed more effectively.
Further, the generation of temperature droop can also be improved by a configuration in which the halogen heater 616 is not disposed on the stretching roll 618 and only induction heating is performed by an electromagnet.

[実施の形態3]
実施の形態1では、加圧ベルトモジュール62として、リードロール621、加圧ロール622および張架ロール623の3本のロールにより張架された加圧ベルト620を用いた構成の定着装置60が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態2では、図1に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加圧ベルトモジュール62として、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させた定着装置80について説明する。尚、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 3]
In the first embodiment, as the pressure belt module 62, a fixing device 60 having a configuration using a pressure belt 620 stretched by three rolls of a lead roll 621, a pressure roll 622, and a tension roll 623 is mounted. The image forming apparatus thus described has been described. In the second embodiment, the fixing device is mounted on the image forming apparatus shown in FIG. 1, and the pressure belt module 62 is connected to the fixing roll by a pressure pad arranged in a non-rotating state inside the endless belt. A fixing device 80 in which an endless belt is pressed against a fixing roll so that a contact surface is formed will be described. In addition, about the structure similar to Embodiment 1, the same code | symbol is used and the detailed description is abbreviate | omitted here.

図5は、本実施の形態に係る定着装置80の構成を示す側断面図である。本実施の形態の定着装置80は、加圧ベルトモジュール62において、エンドレスベルト82がロールに張架されずにフリーな状態で回転する構成(特に、フリーベルトニップ方式と呼ぶ。)となっていることを除いては、実施の形態1の定着装置60と同一である。
加圧ベルトモジュール62は、エンドレスベルト82、エンドレスベルト82を介して定着ロール610から押圧される圧力パッド84により主要部が構成されている。
エンドレスベルト82は、圧力パッド84とベルト走行ガイド83とによって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Nにおいて定着ロール610に対して圧接されて配置されている。
圧力パッド84は、エンドレスベルト82の内側において、エンドレスベルト82を介して定着ロール610に押圧される状態で配置され、定着ロール610との間でニップ部Nを形成している。圧力パッド84は、幅の広いニップ部Nを確保するためのプレニップ部材84aをニップ部Nの入口側に配置し、定着ロール610に歪みを与えるための剥離ニップ部材84bをニップ部Nの出口側に配置している。さらに、エンドレスベルト82の内周面と圧力パッド84との摺動抵抗を小さくするために、プレニップ部材84aおよび剥離ニップ部材84bのエンドレスベルト82と接する面に低摩擦シート88が設けられている。そして、圧力パッド84と低摩擦シート88とは、金属製のホルダ85に保持されている。
FIG. 5 is a side sectional view showing the configuration of the fixing device 80 according to the present embodiment. The fixing device 80 according to the present embodiment has a configuration in which the endless belt 82 rotates in a free state without being stretched around a roll in the pressure belt module 62 (in particular, referred to as a free belt nip method). Except for this, it is the same as the fixing device 60 of the first embodiment.
The main part of the pressure belt module 62 includes an endless belt 82 and a pressure pad 84 pressed from the fixing roll 610 via the endless belt 82.
The endless belt 82 is rotatably supported by a pressure pad 84 and a belt traveling guide 83. In the nip portion N, it is placed in pressure contact with the fixing roll 610.
The pressure pad 84 is disposed inside the endless belt 82 so as to be pressed against the fixing roll 610 via the endless belt 82, and forms a nip portion N with the fixing roll 610. In the pressure pad 84, a pre-nip member 84a for securing a wide nip portion N is disposed on the inlet side of the nip portion N, and a peeling nip member 84b for distorting the fixing roll 610 is disposed on the outlet side of the nip portion N. Is arranged. Further, in order to reduce the sliding resistance between the inner peripheral surface of the endless belt 82 and the pressure pad 84, a low friction sheet 88 is provided on the surface of the pre-nip member 84a and the peeling nip member 84b in contact with the endless belt 82. The pressure pad 84 and the low friction sheet 88 are held by a metal holder 85.

さらに、ホルダ85には、ベルト走行ガイド83が取り付けられ、エンドレスベルト82がスムーズに回動することができるように構成されている。すなわち、ベルト走行ガイド83は、エンドレスベルト82内周面と摺擦するため、静止摩擦係数の小さな材質で形成されている。また、ベルト走行ガイド83は、エンドレスベルト82から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。   Further, a belt traveling guide 83 is attached to the holder 85 so that the endless belt 82 can smoothly rotate. That is, the belt running guide 83 is formed of a material having a small static friction coefficient in order to rub against the inner peripheral surface of the endless belt 82. Further, the belt traveling guide 83 is formed of a material having low thermal conductivity so that it is difficult to take heat away from the endless belt 82.

定着ロール610は、図示しない駆動モータにより矢印A方向に回転し、この回転によりエンドレスベルト82も従動回転する。図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された用紙Pは、定着入口ガイド56によって導かれて、ニップ部Nに搬送される。そして、用紙Pがニップ部Nを通過する際に、用紙P上のトナー像はニップ部Nに作用する圧力と、定着ベルト614から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置80では、ほぼ定着ロール610の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材84aによりニップ部Nを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。   The fixing roll 610 is rotated in the direction of arrow A by a drive motor (not shown), and the endless belt 82 is also rotated by this rotation. The sheet P on which the toner image is electrostatically transferred in the secondary transfer unit 20 of the image forming apparatus shown in FIG. 1 is guided by the fixing inlet guide 56 and conveyed to the nip N. When the paper P passes through the nip portion N, the toner image on the paper P is fixed by the pressure acting on the nip portion N and the heat supplied from the fixing belt 614. In the fixing device 80 of the present embodiment, since the nip portion N can be widely configured by the concave pre-nip member 84a that substantially follows the outer peripheral surface of the fixing roll 610, stable fixing performance can be ensured.

加えて、本実施の形態の定着装置80では、定着ロール610の外周面に対し突出させて剥離ニップ部材84bを配置することにより、ニップ部Nの出口領域(剥離ニップ部)において定着ロール610および定着ベルト614の歪みが局所的に大きくなるように構成することもできる。このように剥離ニップ部材84bを配置すれば、定着後の用紙Pは、剥離ニップ部を通過する際に、局所的に大きく形成された歪みを通過することになるので、定着ロール610および定着ベルト614に巻き付くことのない用紙Pの剥離を効果的に行うことができる。   In addition, in the fixing device 80 according to the present embodiment, the separation nip member 84b is disposed so as to protrude from the outer peripheral surface of the fixation roll 610, so that the fixing roll 610 and The fixing belt 614 may be configured so that distortion is locally increased. If the separation nip member 84b is arranged in this manner, the sheet P after fixing passes through the locally formed distortion when passing through the separation nip portion. Therefore, the fixing roll 610 and the fixing belt are used. The sheet P that does not wind around the 614 can be effectively peeled off.

次に、加圧ベルトモジュール62を構成する各部材について詳細に述べる。エンドレスベルト82は、厚さ方向に関する熱伝導性が低く構成されている。エンドレスベルト82はベース層とその表面(定着ロール610側の面、または両面)に被覆された離型層とから構成されているが、ベース層としては、熱伝導率が小さく、耐熱強度の高い樹脂で形成され、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等が適している。ベース層の厚さは例えば50〜125μmに形成されるが、使用条件等に対応させるとともに、充分に低い熱伝導性が得られるように、材質・厚さ等の条件が選択されればよい。ベース層の表面に形成される離型層としては、フッ素樹脂、例えばPFA等が5〜20μmの厚さでコーティングされたものが好ましい。さらには、ベース層に弾性層を積層させ、断熱層を形成した構成を採ることもできる。
本実施の形態の定着装置80においては、加圧ベルト620として、厚み75μm、幅300mm、周長78mmのポイリミドフィルムのベース層に、厚さ30μmのPFAの表面層が被覆された多層構造に構成している。
Next, each member constituting the pressure belt module 62 will be described in detail. The endless belt 82 is configured to have low thermal conductivity in the thickness direction. The endless belt 82 is composed of a base layer and a release layer coated on its surface (the surface on the fixing roll 610 side or both surfaces). The base layer has a low thermal conductivity and a high heat resistance. For example, polyimide, polyamide, polyamideimide or the like is suitable. The thickness of the base layer is, for example, 50 to 125 μm, and it is sufficient that the conditions such as the material and the thickness are selected so as to correspond to the use conditions and the like and to obtain sufficiently low thermal conductivity. As the release layer formed on the surface of the base layer, a layer in which a fluororesin such as PFA is coated with a thickness of 5 to 20 μm is preferable. Furthermore, the structure which laminated | stacked the elastic layer on the base layer and formed the heat insulation layer can also be taken.
In the fixing device 80 of the present embodiment, the pressure belt 620 is a multilayer structure in which a base layer of a polyimide film having a thickness of 75 μm, a width of 300 mm, and a peripheral length of 78 mm is coated with a PFA surface layer having a thickness of 30 μm. It is configured.

圧力パッド84は、上述したように、プレニップ部材84a、剥離ニップ部材84bで構成され、ホルダ85に支持されている。プレニップ部材84aには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール610側の面は、ほぼ定着ロール610の外周面に倣う凹形状で形成されている。
剥離ニップ部材84bは、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、SUS等の金属で形成されている。剥離ニップ部材84bの形状としては、ニップ部Nにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面状に形成される。
As described above, the pressure pad 84 includes the pre-nip member 84a and the peeling nip member 84b and is supported by the holder 85. An elastic body such as silicone rubber or fluororubber, a leaf spring, or the like can be used for the prenip member 84 a, and the surface on the fixing roll 610 side is formed in a concave shape that substantially follows the outer peripheral surface of the fixing roll 610.
The peeling nip member 84b is formed of a heat-resistant resin such as PPS (polyphenylene sulfide), polyimide, polyester, polyamide, or a metal such as iron, aluminum, or SUS. As the shape of the peeling nip member 84b, the outer surface shape in the nip portion N is formed in a convex curved surface shape having a constant radius of curvature.

低摩擦シート88は、エンドレスベルト82内周面と圧力パッド84との摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減するために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質が適している。具体的には、シンタード成型したPTFE樹脂シート、テフロンを含浸させたガラス繊維シート等を用いることができる。なお、低摩擦シート88は、プレニップ部材84aや剥離ニップ部材84bと別体に構成しても、プレニップ部材84aや剥離ニップ部材84bと一体的に構成しても、いずれでもよい。   The low friction sheet 88 is provided to reduce the sliding resistance (friction resistance) between the inner peripheral surface of the endless belt 82 and the pressure pad 84, and a material having a small friction coefficient and excellent wear resistance and heat resistance is suitable. ing. Specifically, a sintered molded PTFE resin sheet, a glass fiber sheet impregnated with Teflon, or the like can be used. The low friction sheet 88 may be configured separately from the prenip member 84a and the peeling nip member 84b, or may be configured integrally with the prenip member 84a and the peeling nip member 84b.

また、ベルト走行ガイド83は、上述したように、エンドレスベルト82の内周面と摺擦するため、摩擦係数が低く、かつ、エンドレスベルト82から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質が適しており、PFAやPPS等の耐熱性樹脂が用いられる。
ベルト走行ガイド83には、定着装置80の長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材87が配設されている。潤滑剤塗布部材87は、エンドレスベルト82内周面に対して接触するように配置され、アミン変性シリコーンオイル等の潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト82と低摩擦シート88との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート88を介したエンドレスベルト82と圧力パッド84との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト82の円滑な回動を図っている。
また、ベルト走行ガイド83の両端部において、エンドレスベルト82の安定した走行を確保すべく、エンドレスベルト82の回転軸の軸方向への変位を規制するベルトエッジガイドを備えることが好ましい。
Further, as described above, the belt traveling guide 83 is made of a material having a low coefficient of friction and a low thermal conductivity so that heat is not easily taken from the endless belt 82 because it slides on the inner peripheral surface of the endless belt 82. A heat resistant resin such as PFA or PPS is used.
A lubricant application member 87 is disposed in the belt traveling guide 83 along the longitudinal direction of the fixing device 80. The lubricant application member 87 is disposed so as to be in contact with the inner peripheral surface of the endless belt 82 and supplies an appropriate amount of lubricant such as amine-modified silicone oil. As a result, the lubricant is supplied to the sliding portion between the endless belt 82 and the low friction sheet 88, and the sliding resistance between the endless belt 82 and the pressure pad 84 via the low friction sheet 88 is further reduced. 82 is smoothly rotated.
In addition, in order to ensure stable travel of the endless belt 82 at both ends of the belt travel guide 83, it is preferable to provide a belt edge guide that restricts the displacement of the rotation shaft of the endless belt 82 in the axial direction.

かかる構成に加えて、本実施の形態の定着装置80でも、定着ロール610と並行して内部に加熱部材であるハロゲンヒータ616が配設された張架ロール615を配置し、張架ロール615と定着ロール610とが無端状の定着ベルト614を張架する構成を採用している。そして、用紙Pを加熱する主要な加熱部材として定着ベルト614を機能させ、定着ロール610と張架ロール615とは定着ベルト614に対し熱を供給する熱供給源として機能させている。そのため、定着ベルト614は極めて小熱容量に構成でき、また、熱供給源である定着ロール610と張架ロール615とは広いラップ面積で接触できる。さらに、定着ベルト614の厚さ方向の熱伝導性を高く設定することで、定着ベルト614は定着ロール610や張架ロール615から効率良く熱を受け取ることができる。さらには、エンドレスベルト82の厚さ方向の熱伝導性を低く設定することで、エンドレスベルト82が用紙Pから熱を奪い難くなる。そのため、ニップ部Nにおいては、定着装置70が高速化されても、所定の定着温度を常に維持することができるので、温度ドループの発生を抑制することができる。   In addition to this configuration, in the fixing device 80 of the present embodiment, a tension roll 615 having a halogen heater 616 as a heating member disposed therein is disposed in parallel with the fixing roll 610. A configuration in which an endless fixing belt 614 is stretched between the fixing roll 610 and the fixing roll 610 is employed. The fixing belt 614 functions as a main heating member that heats the paper P, and the fixing roll 610 and the stretching roll 615 function as a heat supply source that supplies heat to the fixing belt 614. Therefore, the fixing belt 614 can be configured with a very small heat capacity, and the fixing roll 610 and the stretching roll 615 that are heat supply sources can be in contact with each other with a wide lap area. Furthermore, by setting the heat conductivity in the thickness direction of the fixing belt 614 high, the fixing belt 614 can efficiently receive heat from the fixing roll 610 and the stretching roll 615. Furthermore, by setting the thermal conductivity in the thickness direction of the endless belt 82 low, it becomes difficult for the endless belt 82 to remove heat from the paper P. Therefore, in the nip portion N, even if the fixing device 70 is speeded up, a predetermined fixing temperature can always be maintained, and the occurrence of temperature droop can be suppressed.

加えて、エンドレスベルト82が、定着ロール610表面に対し定着ベルト614が巻き付けられた領域内でのみ、定着ベルト614の外周面に当接するように構成されてニップ部Nが形成されているので、定着ベルト614とエンドレスベルト82との良好な密着状態を形成することができる。そのため、定着ベルト614から用紙Pへの熱の伝導はさらに効率的に行うことができるので、温度ドループの発生をより効果的に抑制することができる。
特に、フリーベルトニップ方式の構成を採用することによって、エンドレスベルト82は張架ロールを必要としないため、張架ロールがエンドレスベルト82から熱を奪うことがないので、温度ドループの発生をより効果的に抑制することができる。
In addition, since the endless belt 82 is configured to contact the outer peripheral surface of the fixing belt 614 only in the region where the fixing belt 614 is wound around the surface of the fixing roll 610, the nip portion N is formed. A good contact state between the fixing belt 614 and the endless belt 82 can be formed. Therefore, heat conduction from the fixing belt 614 to the paper P can be performed more efficiently, and the occurrence of temperature droop can be more effectively suppressed.
In particular, by adopting a free belt nip configuration, the endless belt 82 does not require a tension roll, and therefore the tension roll does not take heat away from the endless belt 82, so that the generation of temperature droop is more effective. Can be suppressed.

本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙(用紙)上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。また、インクジェト方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙(用紙)上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。   As an application example of the present invention, application to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method, for example, application to a fixing apparatus that fixes an unfixed toner image carried on a recording paper (paper). is there. Further, there is application to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an ink jet method, for example, to a fixing device that dries an undried ink image carried on a recording paper (paper).

本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus of the present invention. 実施の形態1に係る定着装置の構成を示す側断面図である。2 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device according to Embodiment 1. FIG. 定着ロールの表面温度の推移を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a change in the surface temperature of the fixing roll. 実施の形態2に係る定着装置の構成を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view illustrating a configuration of a fixing device according to a second embodiment. 実施の形態3に係る定着装置の構成を示す側断面図である。FIG. 6 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device according to a third embodiment. 従来の定着装置の構成を示す側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view showing a configuration of a conventional fixing device.

符号の説明Explanation of symbols

1Y,1M,1C,1K…画像形成ユニット、11…感光体ドラム、12…帯電器、13…レーザ露光器、14…現像器、15…中間転写ベルト、16…一次転写ロール、17…ドラムクリーナ、20…二次転写部、60,70,80…定着装置、61…定着ベルトモジュール、62…加圧ベルトモジュール、63,84…圧力パッド、82…エンドレスベルト、83…ベルト走行ガイド、87…潤滑剤塗布部材、88…低摩擦シート、614…定着ベルト、613,616,619…ハロゲンヒータ、615,618…張架ロール、620…加圧ベルト、621…リードロール、622…加圧ロール、623…張架ロール 1Y, 1M, 1C, 1K ... image forming unit, 11 ... photosensitive drum, 12 ... charger, 13 ... laser exposure device, 14 ... developing device, 15 ... intermediate transfer belt, 16 ... primary transfer roll, 17 ... drum cleaner , 20 ... Secondary transfer section, 60, 70, 80 ... Fixing device, 61 ... Fixing belt module, 62 ... Pressure belt module, 63, 84 ... Pressure pad, 82 ... Endless belt, 83 ... Belt running guide, 87 ... Lubricant application member, 88 ... low friction sheet, 614 ... fixing belt, 613, 616, 619 ... halogen heater, 615, 618 ... tension roll, 620 ... pressure belt, 621 ... lead roll, 622 ... pressure roll, 623 ... tension roll

Claims (21)

定着ロールと、
前記定着ロールに張架される定着ベルトと、
前記定着ベルトを張架する張架部材と、
前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
前記定着ロールの前記定着ベルトが巻き付けられた領域内で当該定着ベルトの外周面に当接して、当該定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧ベルトとを備え、
前記定着ベルトは、前記加圧ベルトよりも熱伝導性が高く構成されたことを特徴とする定着装置。
A fixing roll;
A fixing belt stretched around the fixing roll;
A tension member that stretches the fixing belt;
A heating member for heating the fixing belt;
A pressure belt that contacts the outer peripheral surface of the fixing belt in a region where the fixing belt of the fixing roll is wound and forms a nip portion with the fixing belt;
The fixing device, wherein the fixing belt is configured to have higher thermal conductivity than the pressure belt.
前記定着ベルトは、厚さ方向に対する熱伝導性が前記加圧ベルトよりも高く構成されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the fixing belt has a higher thermal conductivity in the thickness direction than the pressure belt. 前記加熱部材は、前記張架部材の内部に配設されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the heating member is disposed inside the stretching member. 前記加熱部材は、前記定着ベルトを電磁誘導加熱することを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the heating member heats the fixing belt by electromagnetic induction. 前記定着ベルトと前記加圧ベルトとの間で形成されるニップ部に、当該加圧ベルトを前記定着ロール側に押圧する押圧部材をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, further comprising a pressing member that presses the pressure belt toward the fixing roll at a nip portion formed between the fixing belt and the pressure belt. 回動自在な第1のベルト部材と、
前記第1のベルト部材を加熱する加熱部材と、
前記第1のベルト部材に当接し、当該第1のベルト部材よりも厚さ方向に対する熱伝導性が低い第2のベルト部材と
を備えたことを特徴とする定着装置。
A rotatable first belt member;
A heating member for heating the first belt member;
A fixing device comprising: a second belt member that contacts the first belt member and has lower thermal conductivity in the thickness direction than the first belt member.
前記第1のベルト部材と前記第2のベルト部材との当接部を押圧する押圧部材をさらに備えたことを特徴とする請求項6記載の定着装置。   The fixing device according to claim 6, further comprising a pressing member that presses a contact portion between the first belt member and the second belt member. 前記第1のベルト部材は、前記加熱部材により張架されたことを特徴とする請求項6記載の定着装置。   The fixing device according to claim 6, wherein the first belt member is stretched by the heating member. 前記第2のベルト部材は、複数のロールに張架されたことを特徴とする請求項6記載の定着装置。   The fixing device according to claim 6, wherein the second belt member is stretched around a plurality of rolls. 前記第2のベルト部材は、断熱層が形成された少なくとも1以上のロールで張架されたことを特徴とする請求項9記載の定着装置。   The fixing device according to claim 9, wherein the second belt member is stretched by at least one roll formed with a heat insulating layer. 加熱源を有する定着ロールと、
少なくとも1以上の張架ロールと、
前記定着ロールと前記張架ロールとに張架され、厚さ方向に対して高い熱通過率を有する回動自在な定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
前記定着ロールの前記定着ベルトが巻き付けられた領域内で当該定着ベルトの外周面に当接して当該定着ベルトとの間にニップ部を形成し、厚さ方向に対して低い熱通過率を有する加圧ベルトと、
前記定着ベルトと前記加圧ベルトとの間で形成されるニップ部に、当該加圧ベルトを前記定着ロール側に押圧する押圧部材と
を備えたことを特徴とする定着装置。
A fixing roll having a heating source;
At least one tension roll;
A rotatable fixing belt stretched between the fixing roll and the stretching roll and having a high heat transmission rate in the thickness direction;
A heating member for heating the fixing belt;
In the region where the fixing belt of the fixing roll is wound, an abutment is formed between the fixing belt and the outer peripheral surface of the fixing belt, and a nip portion is formed between the fixing belt and the fixing belt. A pressure belt;
A fixing device, comprising: a nip portion formed between the fixing belt and the pressure belt; and a pressing member that presses the pressure belt toward the fixing roll.
前記定着ベルトの厚さ方向に対する熱通過率は、700〜25000(W/m・k)であることを特徴とする請求項11記載の定着装置。 The fixing device according to claim 11, wherein a heat passage rate in the thickness direction of the fixing belt is 700 to 25000 (W / m 2 · k). 前記加圧ベルトの厚さ方向に対する熱通過率は、5000(W/m・k)以下であることを特徴とする請求項11記載の定着装置。 The fixing device according to claim 11, wherein a heat passage rate in the thickness direction of the pressure belt is 5000 (W / m 2 · k) or less. 前記定着ベルトは、金属層を含むことを特徴とする請求項11記載の定着装置。   The fixing device according to claim 11, wherein the fixing belt includes a metal layer. 前記定着ベルトは、ステンレス鋼からなる金属層を含むことを特徴とする請求項14記載の定着装置。   The fixing device according to claim 14, wherein the fixing belt includes a metal layer made of stainless steel. 前記加圧ベルトは、樹脂層を含むことを特徴とする請求項11記載の定着装置。   The fixing device according to claim 11, wherein the pressure belt includes a resin layer. 前記定着ベルトおよび/または前記加圧ベルトは、弾性層を含むことを特徴とする請求項11記載の定着装置。   The fixing device according to claim 11, wherein the fixing belt and / or the pressure belt includes an elastic layer. 前記定着ロールは、当該定着ロールの前記定着ベルトが巻き付けられた領域であって、前記ニップ部の当該定着ロールの回転方向上流側に、前記加圧ベルトが当接しない領域を有することを特徴とする請求項11記載の定着装置。   The fixing roll is a region where the fixing belt of the fixing roll is wound, and has a region where the pressure belt does not contact the upstream side of the nip portion in the rotation direction of the fixing roll. The fixing device according to claim 11. 前記定着ロールは、金属からなることを特徴とする請求項11記載の定着装置。   The fixing device according to claim 11, wherein the fixing roll is made of metal. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
定着ロールと、
前記定着ロールに張架される定着ベルトと、
前記定着ベルトを張架する張架部材と、
前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
前記定着ロールの前記定着ベルトが巻き付けられた領域内で当該定着ベルトの外周面に当接して、当該定着ベルトとの間にニップ部を形成する加圧ベルトとを備え、
前記定着ベルトは、前記加圧ベルトよりも熱伝導性が高く構成されたことを特徴とする画像形成装置。
Toner image forming means for forming a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed by the toner image forming means onto a recording material;
Fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material,
The fixing means is
A fixing roll;
A fixing belt stretched around the fixing roll;
A tension member that stretches the fixing belt;
A heating member for heating the fixing belt;
A pressure belt that contacts the outer peripheral surface of the fixing belt in a region where the fixing belt of the fixing roll is wound and forms a nip portion with the fixing belt;
The image forming apparatus, wherein the fixing belt is configured to have higher thermal conductivity than the pressure belt.
前記定着手段は、前記定着ベルトと前記加圧ベルトとの間で形成されるニップ部に、当該加圧ベルトを前記定着ロール側に押圧する押圧部材をさらに備えたことを特徴とする請求項20記載の画像形成装置。   21. The fixing unit further includes a pressing member that presses the pressure belt toward the fixing roll at a nip portion formed between the fixing belt and the pressure belt. The image forming apparatus described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008107638A (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Ricoh Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
JP2009109660A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device and image forming apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694129B1 (en) * 2005-06-23 2007-03-12 삼성전자주식회사 Fusing unit and image forming apparatus using the same
JP2008107638A (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Ricoh Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
JP2009109660A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device and image forming apparatus

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