JP2005300980A - Fixing apparatus - Google Patents

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大典 吉野
Yasushi Kawabata
泰 川幡
Yuichi Fukuda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of exfoliation blisters after a paper passes through a fixing/pressurizing part, defective fixing, paper wrinkles due to the exfoliation blisters, and the occurrence of image shift phenomena at the leading end of a toner image. <P>SOLUTION: The fixing apparatus is provided with an endless rotating fixation belt; a heating apparatus for heating the fixing belt; a pressure roller for forming a fixing/pressurizing part, in press contact with the outer peripheral surface of the heated fixing belt; a support body for supporting the belt part, in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt part entering the fixing/pressurizing part formed by the pressure roller; a heating apparatus for heating the support body; and a pressure body, coming into press contact with the outer peripheral surface of the fixing belt in an area supported by the support body so as to pressurize the recording paper which is not guided to the fixing/pressurizing part against the outer peripheral surface of the fixing belt. The temperature of the contact surface with the fixing belt of the support body is constituted so as to establish the relation where the temperature of the downstream area in the belt-rotating direction is lower than that in the upstream area (for example, a temperature difference of 10°C or larger). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、定着対象のトナー像が担持された記録用紙を、加熱されて回転する無端状の定着ベルトに密着させた状態で搬送した後に剥離することにより定着処理を行うタイプの定着装置に関するものである。   The present invention relates to a fixing device of a type that performs a fixing process by peeling a recording sheet carrying a toner image to be fixed in a state where it is in close contact with a heated and rotating endless fixing belt. It is.

近年、電子写真方式、静電記録方式等の画像形成方式を利用したプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置に使用される定着装置として、回転する張架状態の定着ベルトを使用し、その定着ベルトを加熱しつつそのベルト外周面に対して未定着のトナー像が担持された記録用紙を圧接させ、その定着ベルトに密着させた状態のままで冷却しながら搬送し、最後に定着ベルトから剥離させることでトナー像を定着させるタイプのベルト定着装置が提案されている(特許文献1、2)。   In recent years, as a fixing device used in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a multifunction peripheral, etc. using an image forming method such as an electrophotographic method or an electrostatic recording method, a rotating fixing belt in a rotating state is used. While the fixing belt is heated, a recording sheet carrying an unfixed toner image is pressed against the outer peripheral surface of the belt, and the recording sheet is conveyed while cooling while being in close contact with the fixing belt, and finally the fixing belt. A belt fixing device of a type that fixes a toner image by peeling the toner image from the toner is proposed (Patent Documents 1 and 2).

このタイプの定着装置によれば、記録用紙上のトナー像が定着ベルトの平滑な表面にならって表面平滑な状態で冷却固化された後に定着ベルトから剥離されるため、特に光沢感に優れた定着画像が得られるようになる。また、記録用紙の定着ベルトからの剥離はトナーが冷却固化された後に行われるため、トナーが定着ベルトに転移付着するオフセットも発生しにくくなる利点がある。   According to the fixing device of this type, the toner image on the recording paper is peeled off from the fixing belt after being cooled and solidified in a smooth state following the smooth surface of the fixing belt, so that the fixing with particularly excellent glossiness is achieved. An image can be obtained. Further, since the recording paper is peeled off from the fixing belt after the toner is cooled and solidified, there is an advantage that an offset in which the toner is transferred and adhered to the fixing belt is less likely to occur.

ところが、このような定着装置においては、記録用紙に含まれる水分が定着時の加熱により気化膨張して用紙の外部に抜けて定着ベルトとの間に水蒸気として溜まり、その水蒸気の蒸気圧の作用を受けて記録用紙が定着ベルトから剥離することがあり(以下、この現象を「剥離ブリスター」と呼ぶ)、この現象によりトナー像が冷却固化する前に定着ベルトから剥離してしまうと、次のような定着不良の1種でもある光沢の低下や光沢むらが発生する。また、特に上記定着加圧部(記録用紙が定着ベルトに最初に強く圧接させる部位)を通過した後に記録用紙を定着ベルト側に押し付けるように保持する部材が存在する場合には、次のような紙しわが発生する。   However, in such a fixing device, moisture contained in the recording paper is vaporized and expanded by heating at the time of fixing and escapes to the outside of the paper and accumulates as water vapor between the fixing belt and the action of the vapor pressure of the water vapor. In this case, the recording paper may be peeled off from the fixing belt (hereinafter, this phenomenon is referred to as “peeling blister”). If this phenomenon causes the toner image to peel off from the fixing belt before cooling and solidifying, the following occurs. Gloss reduction and gloss unevenness, which are one type of poor fixing, occur. In particular, when there is a member for holding the recording paper against the fixing belt after passing through the fixing pressure unit (the portion where the recording paper is first strongly pressed against the fixing belt), the following is provided. Paper wrinkles occur.

つまり、剥離ブリスターにより定着ベルトから剥離したトナー像部分は、そのベルトの平滑面にならって固化せずにトナー像表面が本来もつ凹凸感が残ることとなり、この結果、かかる剥離が起こらないトナー像部分に比べると、その光沢感が低下したものとなったり、あるいは、その剥離したトナー像部分がトナー像全体の一部である場合に光沢感が異なる部分が混在するという光沢むらになる。また、剥離ブリスターにより定着ベルトから剥離して浮いた記録用紙の部分は、その浮いた状態の用紙部分が寄せ集められて前記したような保持部材を通過する際に座屈して折れ曲がることでしわとなる。   In other words, the toner image part peeled off from the fixing belt by the peeling blister does not solidify along the smooth surface of the belt, and the toner image surface inherently has a feeling of unevenness. As a result, the toner image in which such peeling does not occur. Compared with the portion, the glossiness is lowered, or when the peeled toner image portion is a part of the whole toner image, the gloss unevenness in which portions having different glossiness are mixed is caused. In addition, the portion of the recording paper that has been peeled off from the fixing belt by the peeling blister is bent and bent when the floating paper portion is gathered and passes through the holding member as described above. Become.

これに対し、従来においても、上記タイプの定着装置とは異なるタイプ(定着対象のトナー像が担持された記録用紙を定着加圧部の通過直後に剥離させるタイプ)の定着装置ではあるものの、次のような構成からなる定着装置が知られている。   On the other hand, although it is a conventional fixing device of a type different from the above type of fixing device (a type in which a recording paper carrying a toner image to be fixed is peeled immediately after passing through the fixing pressure unit), A fixing device having the following configuration is known.

その1つは、加熱ローラと従動ローラとの間に張架された無端状の定着ベルトと、その従動ローラに対向して設けた加圧ローラとを備えた定着装置であって、その従動ローラに支持された定着ベルトと加圧ローラの間に形成される定着ニップ部の入口の上流側に定着ベルトに圧接する補助ロールを設けたものである(特許文献3)。そして、この定着装置では、ホットオフセット現象が発生することなく、予熱工程において定着ベルトと未定着トナー像を十分に接近させる必要がなく、その未定着トナー像が定着ベルトに接触して画像乱れが発生することがなくなる等の効果が得られるとしている。   One of them is a fixing device including an endless fixing belt stretched between a heating roller and a driven roller, and a pressure roller provided to face the driven roller. An auxiliary roll that is in pressure contact with the fixing belt is provided on the upstream side of the inlet of the fixing nip portion formed between the fixing belt supported by the pressure roller and the pressure roller (Patent Document 3). In this fixing device, the hot offset phenomenon does not occur, and it is not necessary to bring the fixing belt and the unfixed toner image sufficiently close in the preheating process, and the unfixed toner image comes into contact with the fixing belt and image distortion occurs. It is said that effects such as no longer occurring can be obtained.

もう1つは、第1定着ローラと発熱ローラとの間に張架されたベルト部材と、その第1定着ローラとの間でニップ部を形成する第2定着ローラとを備えた定着装置であり、そのベルト部材の内側より当接してそのベルト部材を加熱する面状の発熱体を設け、そのベルト部材に転写材を静電的に密着させて予備加熱を行うとともに、そのニップ部にて記録用紙上のトナー像を定着するようにしたものである(特許文献4)。そして、この定着装置では、ベルト部材のウォーミングアップ時間の短縮化や連続プリント時のベルト温度の安定化または均一化を図ることができる等の効果が得られるとしている。   The other is a fixing device that includes a belt member stretched between a first fixing roller and a heat generating roller, and a second fixing roller that forms a nip portion with the first fixing roller. In addition, a sheet-like heating element that abuts from the inside of the belt member and heats the belt member is provided, the transfer material is electrostatically adhered to the belt member for preliminary heating, and recording is performed at the nip portion. The toner image on the paper is fixed (Patent Document 4). In this fixing device, effects such as shortening the warm-up time of the belt member and stabilizing or equalizing the belt temperature during continuous printing can be obtained.

特開平7−5781号公報(段落0015、図3など)Japanese Patent Laid-Open No. 7-5781 (paragraph 0015, FIG. 3, etc.) 特開平7−219366号公報(段落0015、図2など)JP-A-7-219366 (paragraph 0015, FIG. 2, etc.) 特開平9−281822号公報(請求項1、図1など)JP-A-9-281822 (Claim 1, FIG. 1, etc.) 特開2001−166617号公報(請求項1、図3など)JP 2001-166617 A (Claim 1, FIG. 3, etc.)

しかしながら、この2つの異なるタイプの定着装置は、そのいずれも定着ニップ部等を通過した直後に記録用紙を剥離させるものであって、記録用紙を定着ベルトの外周面に圧接させる定着加圧部を通過させた後もそのベルト外周面に密着させた状態で搬送するものではないため、前述したようなタイプの定着装置における剥離ブリスターが発生することがなく、この結果、その剥離ブリスターに起因した光沢ムラ等の定着不良や紙しわが発生することもない。従って、この定着装置は、前述した定着加圧部の通過後における剥離ブリスターの発生とは無縁のものである。   However, these two different types of fixing devices both peel off the recording paper immediately after passing through the fixing nip portion and the like, and have a fixing pressure unit that presses the recording paper against the outer peripheral surface of the fixing belt. Since the sheet is not transported in close contact with the outer peripheral surface of the belt even after passing, no peeling blister occurs in the fixing device of the type described above. As a result, the gloss caused by the peeling blister Fixing defects such as unevenness and paper wrinkles do not occur. Therefore, this fixing device has nothing to do with the generation of peeling blisters after passing through the fixing pressure unit described above.

また、このタイプの定着装置は、その定着ニップ部の上流側で補助ローラまたは面状加熱体を配置したベルト部分においてトナーと記録用紙を予備加熱するものであるが、その予備加熱の目的が、前記定着加圧部の通過後における剥離ブリスターの発生を防止するものではない。しかも、その予熱加熱工程は、記録用紙を内周面側に支持部材がない定着ベルトに補助ローラで圧接させるか、あるいは、記録用紙を面状の固定発熱体で加熱した定着ベルトに静電的に密着させる程度であるため、記録用紙を定着ベルトとの間で強固に挟持した状態で圧接させるものではなく、このため、その用紙と加熱状態の定着ベルトとの密着性を十分に得ることができず、未定着トナー像の中途半端な定着ベルトとの圧接や予備加熱で発生する水蒸気等により像乱れなどが発生するおそれがある。   In addition, this type of fixing device preheats toner and recording paper in a belt portion where an auxiliary roller or a planar heating element is arranged on the upstream side of the fixing nip portion. The purpose of the preheating is as follows. It does not prevent the occurrence of peeling blisters after passing through the fixing pressure unit. In addition, the preheating heating process may be performed by pressing the recording paper against a fixing belt having no support member on the inner peripheral surface side by an auxiliary roller, or by electrostatically applying to the fixing belt heated by a planar fixed heating element. Therefore, the recording paper is not pressed in a state of being firmly held between the fixing belt and, therefore, sufficient adhesion between the paper and the heated fixing belt can be obtained. However, there is a risk that image distortion or the like may occur due to pressure contact with the fixing belt that is halfway through the unfixed toner image or water vapor generated by preheating.

本発明は、上述したような問題点を解消するためになされたものであり、少なくとも、定着加圧部を通過した後の定着ベルトと記録用紙との間における剥離ブリスターの発生を防止することができ、しかも、かかる剥離ブリスターに起因した光沢ムラ等の定着不良や紙しわの発生を防止することもできる定着装置を提供するものである。そして、本発明は、上記剥離ブリスターの発生やその剥離ブリスターに起因した定着不良および紙しわの発生を防止できることに加え、たとえば後述するようなトナー像の先端部における像ずれ現象の発生なども抑制することができる定着装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and at least prevents the occurrence of peeling blisters between the fixing belt and the recording paper after passing through the fixing pressure unit. In addition, the present invention provides a fixing device that can prevent fixing defects such as uneven gloss and paper wrinkles due to such peeling blisters. Further, the present invention can prevent the occurrence of the above-mentioned peeling blisters and the occurrence of fixing defects and paper wrinkles due to the peeling blisters, and also suppress the occurrence of an image shift phenomenon at the leading edge of the toner image as described later, for example. It is an object of the present invention to provide a fixing device that can be used.

本発明の定着装置は、循環するように回転する無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを加熱する加熱装置と、この加熱装置で加熱された定着ベルトの外周面に圧接して定着加圧部を形成し、その定着加圧部に定着対象のトナー像が担持された記録用紙を導入して定着ベルトの外周面に圧接させて通過させる加圧回転体と、この加圧回転体で形成される前記定着加圧部に進入する前の前記定着ベルト領域の内周面に面接触してそのベルト部分を支持する支持体と、この支持体を加熱する加熱装置と、前記支持体で支持される前記定着ベルトの領域内でその外周面から圧接し、前記定着加圧部に導入される前の前記記録用紙をその定着ベルト領域内の外周面に押し付ける押圧体とを備え、かつ、前記支持体の定着ベルトとの接触面の温度がそのベルト回転方向の上流側領域よりもその下流側領域の方が低い関係になるように構成されていることを特徴とするものである。   The fixing device of the present invention includes an endless fixing belt that rotates so as to circulate, a heating device that heats the fixing belt, and a fixing pressure unit that is in pressure contact with the outer peripheral surface of the fixing belt heated by the heating device. A pressure rotating body that introduces a recording sheet carrying a toner image to be fixed into the fixing pressure unit and presses the recording paper in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt, and the pressure rotating body. The support is supported by the support, the support that supports the belt portion by contacting the inner peripheral surface of the fixing belt region before entering the fixing pressure unit, the heating device that heats the support, and the support. A pressing body that presses against the outer peripheral surface in the fixing belt region and presses the recording paper before being introduced into the fixing pressure unit against the outer peripheral surface in the fixing belt region, and the support The temperature of the contact surface of the body with the fixing belt is It is characterized in that the direction of belt rotation direction of the upstream region downstream region than is configured to be lower relationship.

前記支持体の接触面の上流側領域の温度とその下流側領域の温度との温度差が10℃以上、より好ましくは20℃以上となるように設定されている。また、前記支持体を加熱する加熱装置は、特に限定されるものではないが、たとえば、少なくとも支持体のベルト回転方向の上流側領域および下流側領域をそれぞれ加熱する別体のものとするとよい   The temperature difference between the temperature in the upstream region of the contact surface of the support and the temperature in the downstream region is set to 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher. The heating device for heating the support is not particularly limited. For example, it is preferable that at least the upstream region and the downstream region of the support in the belt rotation direction are separately provided.

前記押圧体は、特に限定されるものではないが、たとえば、複数の支持ロールに張架されて回転する押圧ベルトであり、その複数の支持ロールのうち2以上の支持ロールを前記支持体で支持される定着ベルト領域内にその押圧ベルトを介した状態で回転可能に圧接させるように設置するものにするとよい。   The pressing body is not particularly limited. For example, the pressing body is a pressing belt that is stretched and rotated by a plurality of support rolls, and two or more support rolls among the plurality of support rolls are supported by the support body. It is preferable that the fixing belt region be installed so as to be able to rotate in a state where the pressing belt is interposed therebetween.

本発明の定着装置によれば、定着対象のトナー像を担持する記録用紙が、定着加圧部に導き入れられる前に少なくとも支持体で支持されて加熱された状態にある定着ベルト領域の外周面に対して押圧体により圧接されるので、支持体で支持されて加熱状態にある定着ベルトに強固に圧接されてそのトナー像が加圧下で予熱されることで像乱れの発生のおそれもなく仮定着されたような状態になり、しかる後に定着ベルトと加圧回転体とが圧接する定着加圧部に導き入れられることとなる。   According to the fixing device of the present invention, the outer peripheral surface of the fixing belt region in which the recording paper carrying the toner image to be fixed is supported and heated by at least the support before being introduced into the fixing pressure unit. As a result, the toner image is firmly pressed against the heated fixing belt supported by the support, and the toner image is preheated under pressure. After that, it is introduced into a fixing pressure unit where the fixing belt and the pressure rotating body are in pressure contact with each other.

しかも、この定着装置では、支持体の定着ベルトとの接触面の温度がそのベルト回転方向の上流側領域よりもその下流側領域の方が低いため、その支持体で支持される定着ベルトの領域に押圧体で圧接されて通過する記録用紙が、その温度関係の影響をうけて、最初にある温度で加熱された後にそれよりも低い温度で加熱されるようになる。特にこれにより、記録用紙に仮定着されるトナー像の一部が過剰に加熱されることで定着ベルト側に転移付着することを抑制することができ、後述する先端像ずれの発生を抑制するうえで有利となる。   In addition, in this fixing device, the temperature of the contact surface of the support with the fixing belt is lower in the downstream region than in the upstream region in the belt rotation direction, and therefore the region of the fixing belt supported by the support. The recording paper that is pressed and pressed by the pressing member is affected by the temperature relationship, and is heated at a certain temperature first and then at a temperature lower than that. In particular, this makes it possible to prevent a part of the toner image that is supposedly attached to the recording paper from being excessively heated and to transfer and adhere to the fixing belt side, and to prevent the occurrence of the leading edge image shift described later. Is advantageous.

以上のような定着動作が行われることから、記録用紙の含水率が定着加圧部に突入する前にわずかながら減少し、その分、定着加圧部を通過した後における記録用紙からの水蒸気の発生が抑えられるようになるため、定着加圧部を通過した後の剥離ブリスターの発生が低減されるようになる。また、上記トナー像の仮定着がなされることにより、定着加圧部を通過した後の剥離ブリスターの発生を抑える観点から、定着加圧部などにおける(本定着のための)加熱温度を低めに設定することも可能となる。   Since the fixing operation as described above is performed, the moisture content of the recording paper slightly decreases before entering the fixing pressure unit, and accordingly, the amount of water vapor from the recording paper after passing through the fixing pressure unit. Since the generation is suppressed, the generation of peeling blisters after passing through the fixing pressure unit is reduced. In addition, by assuming the toner image, the heating temperature (for the main fixing) in the fixing pressure unit and the like is lowered from the viewpoint of suppressing the generation of peeling blisters after passing through the fixing pressure unit. It is also possible to set.

従って、この定着装置を使用した場合には、少なくとも、その剥離ブリスターに起因した光沢ムラ等の定着不良や紙しわの発生もない、光沢感に優れた定着画像を安定して得ることが可能となる。   Therefore, when this fixing device is used, it is possible to stably obtain a fixed image excellent in glossiness without at least fixing defects such as uneven gloss and paper wrinkles due to the peeling blisters. Become.

また、支持体の接触面における上流側領域および下流側領域の温度差が10℃以上となるように設定した場合には、定着加圧部を通過した後の剥離ブリスターの発生をより確実に防止できるようになるとともに、後述する先端像ずれの発生を確実に抑制できるようになる。また、その温度差が20℃以上となるように設定した場合には、後述するハイライト紋様の発生をも抑制できるようになる。   In addition, when the temperature difference between the upstream region and the downstream region on the contact surface of the support is set to 10 ° C. or more, it is possible to more reliably prevent the occurrence of peeling blisters after passing through the fixing pressure unit. As well as being able to do so, it is possible to reliably suppress the occurrence of a tip image shift described later. In addition, when the temperature difference is set to be 20 ° C. or more, it is possible to suppress the occurrence of a highlight pattern which will be described later.

また、前記支持体を加熱する加熱装置として、少なくとも支持体のベルト回転方向の上流側領域および下流側領域をそれぞれ加熱する別体のものを採用した場合には、前記したような支持体の接触面における温度差を確実にかつ効率よく実現することができる。   In addition, when a heating device for heating the support is employed as a separate device that heats at least the upstream region and the downstream region in the belt rotation direction of the support, contact of the support as described above A temperature difference in the surface can be realized reliably and efficiently.

また、前記押圧体を前記したような複数の支持ロールに張架されて回転する押圧ベルトとした場合には、その押圧ベルトで定着ベルトに圧接される記録用紙から発生する水蒸気をその用紙内に閉じ込めてその記録用紙の押圧ベルトとの密着性を維持してトナー像をむらなく予熱することが可能となり、トナー像の良好な仮定着を行ううえで有利となる。また、後述する先端像ずれの発生を抑制するうえでも有利となる。   Further, when the pressing body is a pressing belt that is stretched and rotated by a plurality of support rolls as described above, water vapor generated from a recording sheet pressed against the fixing belt by the pressing belt is put into the sheet. It becomes possible to preheat the toner image evenly by confining it and maintaining the adhesion of the recording paper to the pressing belt, which is advantageous for good assumption of the toner image. In addition, it is advantageous for suppressing the occurrence of a tip image shift described later.

さらに、この押圧ベルトによる押付区間を通過する際の記録用紙は、支持体で支持される定着ベルト領域内にその押圧ベルトを介した状態で回転可能に圧接している2以上の支持ロールによる押圧を受けて定着ベルト側に強固に圧接されるようになり、これにより上記押付区間内において記録用紙から発生する水蒸気の圧力によって記録用紙が定着ベルトから浮くことを抑制することができ、記録用紙がむらなく加熱されることとなる。   Further, the recording paper when passing through the pressing section by the pressing belt is pressed by two or more support rolls that are rotatably pressed in the fixing belt region supported by the support via the pressing belt. In response to this, the fixing belt is firmly pressed against the fixing belt, whereby the recording paper can be prevented from floating from the fixing belt by the pressure of water vapor generated from the recording paper in the pressing section. It will be heated evenly.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る定着装置の要部を示す概略構成図である。この定着装置1は、トナー像を形成して記録用紙に転写し得るプリンタ、複写機等の画像形成装置における定着手段として使用される。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a fixing device according to Embodiment 1 of the present invention. The fixing device 1 is used as a fixing unit in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine that can form a toner image and transfer it to a recording sheet.

定着装置1は、矢印方向Aに回転する無端状の定着ベルト10と、この定着ベルト10を主に加熱する加熱板20と、この加熱板20により加熱された定着ベルト10を挟むような状態で対向して圧接配置される一対の加圧ロール30、31と、この一対の加圧ロールのうち定着ベルト10の外周面側に配置される第2加圧ロール31にも支持されつつ定着ベルト10と所定の距離だけ当接して同じ方向に移動するように回転する加圧ベルト35と、加圧ロール30、31を通過した後の定着ベルト10の内周面側に接触するように配置されて定着ベルト等を冷却する冷却装置40と、ベルト支持板50と、このベルト支持板50を加熱する面状ヒータ(ラバーヒータなど)55と、この支持板50に支持される定着ベルト10の領域に圧接される押圧体としての押圧ベルト60等を具備するものである。図中の符号Pは記録用紙、Tはその記録用紙Pに担持されるトナー像である。また、図中の実線矢印は主な回転部品の回転方向を示し、矢付一点鎖線は記録用紙Pの搬送経路を示す。   The fixing device 1 includes an endless fixing belt 10 that rotates in an arrow direction A, a heating plate 20 that mainly heats the fixing belt 10, and a fixing belt 10 that is heated by the heating plate 20. The fixing belt 10 is supported by a pair of pressure rolls 30 and 31 disposed in pressure contact with each other and the second pressure roll 31 disposed on the outer peripheral surface side of the fixing belt 10 among the pair of pressure rolls. And a pressure belt 35 rotating so as to move in the same direction by contacting with a predetermined distance, and an inner peripheral surface side of the fixing belt 10 after passing through the pressure rolls 30 and 31. A cooling device 40 that cools the fixing belt and the like, a belt support plate 50, a planar heater (such as a rubber heater) 55 that heats the belt support plate 50, and the fixing belt 10 supported by the support plate 50. Pressure welding Those having a pressing belt 60 such as a pressing member to be. In the figure, symbol P denotes a recording sheet, and T denotes a toner image carried on the recording sheet P. Moreover, the solid line arrow in the figure indicates the rotation direction of the main rotating component, and the one-dot chain line with an arrow indicates the conveyance path of the recording paper P.

定着ベルト10は、カーボンブラック等の導電材を含有させたポリイミド等からなる厚さ50μm程度のベルト基材上に、厚さ60μm程度のシリコーン共重合体等からなる弾性層と、さらにフッ素ゴム等からなる表面離型層をこの順に積層形成した3層構造のものである。この定着ベルト10は、駆動ロール15、加熱ロール25、ベルト支持ロール16、第一加圧ロール30、剥離ロール17、テンションロール18等の複数の支持ロールに張架されており、図示しない駆動モータ等を備えた駆動源と接続された駆動ロール15によって矢印A方向に回転するようになっている。   The fixing belt 10 includes a belt base material having a thickness of about 50 μm made of polyimide containing a conductive material such as carbon black, an elastic layer made of a silicone copolymer having a thickness of about 60 μm, a fluorine rubber, and the like. The surface release layer is made of a three-layer structure in which layers are formed in this order. The fixing belt 10 is stretched around a plurality of support rolls such as a drive roll 15, a heating roll 25, a belt support roll 16, a first pressure roll 30, a peeling roll 17, a tension roll 18, and a drive motor (not shown). It rotates in the direction of arrow A by a drive roll 15 connected to a drive source equipped with the above.

駆動ロール15は、前記した駆動機能のほかに、そのロールの一端側が所定の方向に変位して定着ベルト10の蛇行走行を矯正する機能(ステアリング機能)も発揮するように構成されている。剥離ロール17は、定着ベルト10を急激に曲がった状態で移動走行させるように支持し、これにより定着ベルト10に密着して搬送される記録用紙Pをそれ自身の腰の強さ(剛性)を利用してその急激に曲がって走行する定着ベルト10から自力で剥離させる機能を果たすようになっている。テンションロール18は、定着ベルト10に所定の張力を付与して、そのベルトの張りを整えて回転駆動の安定化を図るようになっている。   In addition to the drive function described above, the drive roll 15 is configured to exhibit a function (steering function) for correcting the meandering travel of the fixing belt 10 by displacing one end of the roll in a predetermined direction. The peeling roll 17 supports the fixing belt 10 so that the fixing belt 10 moves while being bent sharply, and thereby the recording sheet P conveyed in close contact with the fixing belt 10 has its own waist strength (rigidity). The function of peeling off from the fixing belt 10 which is bent and travels by itself is used. The tension roll 18 applies a predetermined tension to the fixing belt 10 and adjusts the tension of the belt to stabilize the rotational drive.

加熱板20は、定着ベルト10と接触する側の面がそのベルト回転方向Aにそって所定の曲率(たとえばR900mm程度)からなる湾曲鏡面に形成された基板(たとえばアルミニウム基板)21と、その基板21の定着ベルト10が接触しない側の面に設置した面状ヒータ22とで構成されている。加熱ロール25は、円筒状の金属(アルミニウム等)製ロールの内部にハロゲンランプ等の加熱源を配置した構造からなるものであり、定着ベルト10をその内周面側から加熱する。この加熱板20と加熱ロール25における加熱温度は、100〜140℃の温度範囲に設定される。また、加熱板20と加熱ロール25の加熱温度は、同じ温度、異なる温度のいずれであっても構わない。   The heating plate 20 has a substrate (for example, an aluminum substrate) 21 formed on a curved mirror surface having a predetermined curvature (for example, about R900 mm) along the belt rotation direction A on the surface that contacts the fixing belt 10, and the substrate. 21 and a sheet heater 22 installed on the surface on the side where the fixing belt 10 does not contact. The heating roll 25 has a structure in which a heating source such as a halogen lamp is disposed inside a cylindrical metal (aluminum or the like) roll, and heats the fixing belt 10 from the inner peripheral surface side. The heating temperature in the heating plate 20 and the heating roll 25 is set to a temperature range of 100 to 140 ° C. Moreover, the heating temperature of the heating plate 20 and the heating roll 25 may be either the same temperature or a different temperature.

加圧ロール30、31はいずれも、円筒形からなる外径が90mm程度の金属(アルミニウム等)製ロール基体にシリコーンゴム(たとえば硬度17°程度)等からなる厚さ6mm程度の耐熱弾性層を形成した構造のものである。また、この一対の加圧ロール30,31は、図示しない加圧機構により所定の加圧力(例えばニップ圧力が2.5×105Pa程度になる圧力)でもって圧接し、そのニップ幅が20mm程度となるように設置されている。また、この加圧ロール30、31は、その内部空間にハロゲンランプ等の加熱源を配しており、これにより、各加圧ロール30,31を定着動作時に必要な温度(好ましくは通常の定着加熱温度よりも少し低めの温度)に保たれるように加熱するように設定されている。 Each of the pressure rolls 30 and 31 is provided with a heat resistant elastic layer having a thickness of about 6 mm made of silicone rubber (for example, a hardness of about 17 °) or the like on a metal (aluminum or the like) roll base having a cylindrical outer diameter of about 90 mm. It is of the formed structure. The pair of pressure rolls 30 and 31 are pressed against each other with a predetermined pressure (for example, a pressure at which the nip pressure becomes about 2.5 × 10 5 Pa) by a pressure mechanism (not shown), and the nip width is 20 mm. It is installed to be about. Further, the pressure rolls 30 and 31 are provided with a heating source such as a halogen lamp in the internal space, whereby the temperature required for the pressure rolls 30 and 31 during the fixing operation (preferably normal fixing). The temperature is set so as to be maintained at a temperature slightly lower than the heating temperature.

加圧ベルト35は、ポリイミド等からなる厚さ50μm程度のベルト基材上にシリコーンゴム等からなる厚さ60μm程度の弾性層と、さらにシリコーン樹脂等からなる厚さ10μm程度の表面離型層をこの順に積層形成した3層構造のものである。また、この加圧ベルト35は、第2加圧ロール31、複数のベルト支持ロール36〜39に張架されており、第1加圧ロール30と第2加圧ロール31の間に挟まれて第1加圧ロール30の回転動力が伝達されることによって矢印B方向に回転するようになっている。この加圧ベルト40は、第2加圧ロール31とベルト支持ロール39の所定の区間で定着ベルト10の外周面と接して同じ方向に回転移動する。この加圧ベルト40と定着ベルト10との接触区間は、記録用紙Pをその定着ベルト10に圧接させた状態で搬送するための定着加圧部となる。ベルト支持ロールのうちロール38は、その回転軸の一端側が所定の方向に所定量だけ変位することにより加圧ベルト35の蛇行走行を矯正するステアリングロールとして機能するように構成されている。   The pressure belt 35 has an elastic layer of about 60 μm thickness made of silicone rubber or the like on a belt base material made of polyimide or the like about 50 μm thick, and a surface release layer made of silicone resin or the like and about 10 μm thick. The three-layer structure is formed by laminating in this order. The pressure belt 35 is stretched between the second pressure roll 31 and the plurality of belt support rolls 36 to 39, and is sandwiched between the first pressure roll 30 and the second pressure roll 31. The rotational force of the first pressure roll 30 is transmitted to rotate in the direction of arrow B. The pressure belt 40 rotates and moves in the same direction in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 10 in a predetermined section between the second pressure roll 31 and the belt support roll 39. The contact section between the pressure belt 40 and the fixing belt 10 serves as a fixing pressure unit for transporting the recording paper P in a state of being pressed against the fixing belt 10. Among the belt support rolls, the roll 38 is configured to function as a steering roll that corrects the meandering travel of the pressure belt 35 by displacing one end of the rotation shaft in a predetermined direction by a predetermined amount.

冷却装置40は、第1加圧ロール30とベルト支持ロール17との間で定着ベルト10の内周面に接する放熱板41と、この放熱板41を空冷する空冷装置42とで構成されている。放熱板41は、アルミニウム等の金属にて形成される板状の基板と、定着ベルトと接する側と反対側の面に立設させた図示しない複数枚の放熱フィンとからなるヒートシンクである。この放熱板41では、その基板の定着ベルトと接触する接触面が少なくとも外側に突出しかつベルト走行方向に対し緩やかに湾曲した湾曲面に形成されている。空冷装置42は、送風ファンと、その送風ファンで発生する空気流を放熱板(主にその放熱フィン)41に接触させるように送る(排気する)ためのダクト(通気管)とで構成されている。この冷却装置40は、定着ベルト10に密着した状態で搬送される記録用紙Pをそのトナー像Tが冷却固化される状態になる程度に冷却できるように設定される。   The cooling device 40 includes a heat radiating plate 41 that is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 10 between the first pressure roll 30 and the belt support roll 17, and an air cooling device 42 that air-cools the heat radiating plate 41. . The heat radiating plate 41 is a heat sink composed of a plate-like substrate formed of a metal such as aluminum and a plurality of heat radiating fins (not shown) standing on the surface opposite to the side in contact with the fixing belt. In the heat radiating plate 41, the contact surface of the substrate that contacts the fixing belt is formed as a curved surface that protrudes at least outward and is gently curved in the belt running direction. The air-cooling device 42 includes a blower fan and a duct (vent pipe) for sending (exhausting) an air flow generated by the blower fan so as to be in contact with the heat radiating plate (mainly the heat radiating fins) 41. Yes. The cooling device 40 is set so that the recording paper P conveyed in close contact with the fixing belt 10 can be cooled to such an extent that the toner image T is cooled and solidified.

支持板50は、図1や図2に示すように、定着ベルト10が前記定着加圧部に進入する前のベルト領域(換言すれば、第一加圧ロール30よりもベルト回転方向Aの上流側でかつベルト支持ロール16よりもベルト回転方向Aの下流側となる区間内のベルト領域)をその内周面側から面接触する状態で支持する。この支持板50としては、定着ベルト10と接触するベルト接触面がそのベルト回転方向Aにそって所定の曲率(たとえばR900mm程度)からなる湾曲鏡面に形成された所定の厚さの板部材(たとえばアルミニウム基板)が使用される。また、この支持板50は、ベルト回転方向Aに沿う長さが200〜400mm程度に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the support plate 50 is a belt region before the fixing belt 10 enters the fixing pressure unit (in other words, upstream of the first pressure roll 30 in the belt rotation direction A). The belt region in the section on the side and downstream of the belt support roll 16 in the belt rotation direction A) is supported in a state of surface contact from the inner peripheral surface side. As the support plate 50, a plate member (for example, a predetermined thickness) formed on a curved mirror surface having a belt contact surface in contact with the fixing belt 10 having a predetermined curvature (for example, about R900 mm) along the belt rotation direction A. Aluminum substrate) is used. Further, the support plate 50 is formed to have a length along the belt rotation direction A of about 200 to 400 mm.

面状ヒータ55は、支持板50のベルト接触面とは反対側の面に支持板50自体を加熱するためのものであり、このヒータ55により支持体50を加熱することにより支持体50を定着ベルト10の加熱板としても機能し得るように構成している。また、面状ヒータ55は、支持板50のベルト回転方向A上流側となる領域部とその下流側となる領域部をそれぞれ加熱する2つの面状ヒータ56,57(上流側面状ヒータ56、下流側面状ヒータ57)で構成されている。ここで、支持板の上流側領域部とその下流側領域部は、支持体50のベルト回転方向Aに沿う中間地点で2分割したときの各領域である。   The planar heater 55 is for heating the support plate 50 itself on the surface opposite to the belt contact surface of the support plate 50, and fixing the support 50 by heating the support 50 with the heater 55. The belt 10 is also configured to function as a heating plate. Further, the planar heater 55 includes two planar heaters 56 and 57 (an upstream side surface heater 56 and a downstream side) that respectively heat a region portion upstream of the support plate 50 in the belt rotation direction A and a region portion downstream thereof. A side heater 57) is used. Here, the upstream region portion and the downstream region portion of the support plate are each region when divided into two at an intermediate point along the belt rotation direction A of the support 50.

この上流側面状ヒータ56と下流側面状ヒータ57は、個別に加熱温度を設定することができ、その各設定温度に基づく加熱を行うことができるようになっている。特に、この定着装置1においては、その支持板50の定着ベルト10との接触面の温度がベルト回転方向Aの上流側領域の温度(T1)よりもその下流側領域の温度(T2<T1)の方が低い関係になるように、上流側面状ヒータ56および下流側面状ヒータ57の加熱温度がそれぞれ設定される。   The upstream side surface heater 56 and the downstream side surface heater 57 can individually set heating temperatures, and can perform heating based on the set temperatures. In particular, in the fixing device 1, the temperature of the contact surface of the support plate 50 with the fixing belt 10 is lower than the temperature (T1) in the upstream region in the belt rotation direction A (T2 <T1). The heating temperatures of the upstream side heater 56 and the downstream side heater 57 are set so that the lower side heater 56 and the downstream side heater 57 are lower.

このときの上流側領域の温度(T1)と下流側領域の温度(T2)との温度差(T1−T2)は、後述するような観点から、少なくとも10℃以上となるように設定される。またこの場合、支持板接触面における上流側領域の温度(T1)については、図2に示すように、その接触面のベルト回転方向A上流側の端部近傍(50a)における表面温度とし、その下流側領域の温度(T2)については、その接触面のベルト回転方向A下流側の端部近傍(50b)における表面温度とする。また、特に上流側面状ヒータ56の加熱温度については、少なくとも加熱板20や加熱ロール25による定着ベルト10の加熱温度に対して同等または低めの温度に設定されるが、具体的には100〜140℃程度に設定される。   At this time, the temperature difference (T1−T2) between the temperature (T1) in the upstream region and the temperature (T2) in the downstream region is set to be at least 10 ° C. from the viewpoint described later. Further, in this case, as shown in FIG. 2, the temperature (T1) of the upstream region on the support plate contact surface is the surface temperature in the vicinity of the end (50a) on the upstream side in the belt rotation direction A of the contact surface. About the temperature (T2) of a downstream area, it is set as the surface temperature in the edge part vicinity (50b) of the belt rotation direction A downstream of the contact surface. In particular, the heating temperature of the upstream side surface heater 56 is set to a temperature that is at least equal to or lower than the heating temperature of the fixing belt 10 by the heating plate 20 or the heating roll 25, but specifically 100 to 140. It is set to about ℃.

押圧ベルト60は、ポリイミド等からなる所定の厚さ(たとえば130μm程度)の無端状ベルト基材上にシリコーンゴムまたはシリコーン樹脂等からなる所定の厚さ(たとえば5〜20μm程度)の弾性層を積層形成した2層構造のものである。また、この押圧ベルト60は、3つの押圧ロール61,62,63と1つのテンションロール64に張架されており、支持板50で支持される定着ベルト10領域内にその押圧ベルト10を介した状態で回転可能に圧接される3つの押圧ロール61,62,63により定着ベルト外周面に押圧された状態で矢印方向Cに従動回転するようになっている。つまり、押圧ベルト60は、第一押圧ロール61と第三押圧ロール63との区間(押圧ベルト60による押付区間に相当する)において定着ベルト10の外周面に接して同じ方向に回転移動することになる。この区間は、少なくとも、上記支持板50の接触面における上流側領域および下流側領域の双方をほぼカバーする区間となるように設定される。   The pressing belt 60 is formed by laminating an elastic layer having a predetermined thickness (for example, about 5 to 20 μm) made of silicone rubber or silicone resin on an endless belt base material having a predetermined thickness (for example, about 130 μm) made of polyimide or the like. The two-layer structure is formed. The pressing belt 60 is stretched between three pressing rolls 61, 62, 63 and one tension roll 64, and the fixing belt 10 is supported by the support plate 50 via the pressing belt 10. In this state, the roller is driven to rotate in the direction indicated by the arrow C while being pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt by the three pressing rolls 61, 62, and 63 that are press-contacted to be rotatable. That is, the pressing belt 60 rotates and moves in the same direction in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 10 in a section between the first pressing roll 61 and the third pressing roll 63 (corresponding to a pressing section by the pressing belt 60). Become. This section is set so as to be a section that substantially covers at least both the upstream region and the downstream region on the contact surface of the support plate 50.

3つの押圧ロール61,62,63はいずれも、同じ外径の金属製ロール芯材にシリコーンゴム等からなる所定の厚さの弾性層を形成した弾性ロールであり、バネ部材を利用した図示しない加圧機構により所定の加圧力でもって圧接し、定着ベルト10の前記支持領域との間におけるニップ幅が所定の幅となるように設置されている。また、この3つの押圧ロール61,62,63は、ベルト回転方向B(C)にそって等間隔となるように設置されている。   Each of the three pressing rolls 61, 62, 63 is an elastic roll in which an elastic layer having a predetermined thickness made of silicone rubber or the like is formed on a metal roll core material having the same outer diameter, and is not illustrated using a spring member. The pressure mechanism is pressed with a predetermined pressing force so that the nip width between the fixing belt 10 and the support region is a predetermined width. Further, the three pressing rolls 61, 62, 63 are installed at equal intervals along the belt rotation direction B (C).

また、この定着装置1では、その定着に際しては、定着対象のトナー像Tが担持された記録用紙Pを、上記押圧ベルト60と定着ベルト10が圧接した状態で回転移動する間(前記押付区間E)にむけて図示しない搬送ガイド等により導き入れるように構成されている。   Further, in the fixing device 1, during the fixing, the recording paper P carrying the toner image T to be fixed is rotated while the pressing belt 60 and the fixing belt 10 are in pressure contact (the pressing section E). ) Is guided by a conveyance guide or the like (not shown).

そして、このような定着装置1では、基本的に、画像形成装置の作像部側においてトナー像Tが転写された記録用紙Pに対して以下のごとき定着が行われる。   In such a fixing device 1, the following fixing is basically performed on the recording paper P onto which the toner image T has been transferred on the image forming unit side of the image forming apparatus.

まず、トナー画像Tが転写された記録用紙Pが、図示しない用紙搬送ベルト、搬送ガイド等を通してそのトナー像担持面を定着ベルト10の外周面に当接させる姿勢で搬送され、定着ベルト10と押圧ベルト60との間で形成される押付区間の間(入り口側)に導き入れられる。この際、定着ベルト10は、加熱板20と加熱ロール25により予め所定の温度に加熱された状態で上記押付区間に達して進入する。また、定着ベルト10は、面状ヒータ55が設置された支持板50によっても加熱される。   First, the recording paper P onto which the toner image T has been transferred is conveyed in a posture in which the toner image carrying surface is brought into contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 10 through a paper conveying belt, a conveying guide (not shown) and the like. It is introduced between the pressing sections formed with the belt 60 (on the entrance side). At this time, the fixing belt 10 reaches and reaches the pressing section in a state where the fixing belt 10 is heated to a predetermined temperature by the heating plate 20 and the heating roll 25 in advance. The fixing belt 10 is also heated by the support plate 50 on which the planar heater 55 is installed.

押付区間の定着ベルト10の外周面と押圧ベルト60との間に導入された記録用紙Pは、支持板50で支持されて所定の温度以上に加熱された状態にある定着ベルト10に対し、3つの押圧ロール61〜63を通過する押圧ベルト60により圧接されて搬送されるとともに加熱される。   The recording paper P introduced between the outer peripheral surface of the fixing belt 10 in the pressing section and the pressing belt 60 is supported by the support plate 50 and is 3% higher than the fixing belt 10 heated to a predetermined temperature or more. The pressure belt 60 passing through the two pressure rolls 61 to 63 is pressed and conveyed and heated.

これにより、記録用紙Pは加圧下で高温加熱される。この加熱により用紙中の水分が水蒸気となって発生し始めるが、かかる水蒸気のほとんどは支持板50に支持された定着ベルト10の領域と押圧ベルト60との間に挟持された状態におかれる記録用紙Pの内部に閉じ込められた状態となる。このため、その水蒸気の発生により記録用紙Pが定着ベルト10から浮き上がることもなく、その定着ベルト10との密着性を維持しながら搬送されるようになるため、そのトナー像がむらなく予熱されて記録用紙P上に十分な接着強度をもって仮定着されるようになる。   Thereby, the recording paper P is heated at high temperature under pressure. Due to this heating, moisture in the paper starts to be generated as water vapor, but most of the water vapor is recorded between the area of the fixing belt 10 supported by the support plate 50 and the pressing belt 60. The paper P is confined inside the paper P. For this reason, the recording paper P is not lifted from the fixing belt 10 due to the generation of the water vapor, and is conveyed while maintaining the close contact with the fixing belt 10, so that the toner image is preheated evenly. It is assumed that the recording paper P is attached to the recording paper P with sufficient adhesive strength.

また、支持板50は、上流側面状ヒータ56と下流側面状ヒータ57により異なる温度で加熱されており、そのベルト接触面では上流側領域の温度がその下流側領域の温度よりも低い温度になっているため、上記押付区間を通過する記録用紙Pは、そのベルト接触面の下流側領域を通過する段階では、その上流側領域に比べて低い温度で加熱されることになる。これにより、後で詳述するように、押付区間を通過する記録用紙Pが過剰に加熱されることが防止されて、その過剰に加熱されて溶融したトナー像の一部が定着ベルト10に付着することが抑制されるようになる。   The support plate 50 is heated at different temperatures by the upstream side surface heater 56 and the downstream side surface heater 57, and the temperature of the upstream region is lower than the temperature of the downstream region on the belt contact surface. Therefore, the recording paper P passing through the pressing section is heated at a temperature lower than that in the upstream area when passing through the downstream area of the belt contact surface. As a result, as will be described in detail later, the recording paper P passing through the pressing section is prevented from being excessively heated, and a part of the excessively heated and melted toner image adheres to the fixing belt 10. To be suppressed.

この押付区間を通過した後の記録用紙Pは、定着ベルト10にて搬送されてその定着ベルト10と加圧ベルト35が圧接する定着加圧部に導入される。ちなみに、押付区間から排出されて定着加圧部に導入される前の区間における記録用紙Pは、押圧ベルト60による押圧作用を受けなくなるため一時的に定着ベルト10から剥がれやすい状態になるが、実際にはその時間はごくわずかなものであるため問題なくスムーズに定着加圧部に導入されるようになる。   After passing through this pressing section, the recording paper P is conveyed by the fixing belt 10 and introduced into a fixing and pressing unit where the fixing belt 10 and the pressing belt 35 are in pressure contact. Incidentally, since the recording paper P in the section before being discharged from the pressing section and introduced into the fixing pressure unit is not subjected to the pressing action by the pressing belt 60, the recording paper P is temporarily peeled off from the fixing belt 10 in practice. Since the time is very short, it can be smoothly introduced into the fixing pressure unit without any problem.

定着加圧部に導入された記録用紙Pは、その突入当初は加圧ロール30、31により定着に必要な荷重で強く加圧されるとともに、主に定着ベルト10の予熱により加熱される。また、この定着装置では、加圧ロール30,31が加熱源により加熱されているため、その加圧ロール30,31によっても加熱されるようになる。ただし、この加圧ロール30,31による加熱は、前述したように通常の定着温度よりも低めの温度で行われる。   The recording paper P introduced into the fixing and pressing unit is strongly pressed with a load necessary for fixing by the pressure rolls 30 and 31 at the beginning of entering, and is heated mainly by preheating of the fixing belt 10. In this fixing device, since the pressure rolls 30 and 31 are heated by the heating source, the pressure rolls 30 and 31 are also heated. However, the heating by the pressure rolls 30 and 31 is performed at a temperature lower than the normal fixing temperature as described above.

続いて、定着加圧部を通過する記録用紙Pは、定着ベルト10と加圧ベルト35とに挟持されて定着ベルト10に密着した状態で搬送されるとともに、冷却装置40の放熱板41にある定着ベルト10の領域(冷却区間)を通過する際に冷却作用を受けてトナー像Tと一緒に所定の温度(例えば55〜85℃)になるまで冷却される。この冷却装置による冷却は、定着ベルト10から剥離されるときの記録用紙の表面温度がトナーの軟化点よりも低温となるような条件を満たすように行うことが好ましい。   Subsequently, the recording paper P that passes through the fixing pressure unit is conveyed while being sandwiched between the fixing belt 10 and the pressure belt 35 and in close contact with the fixing belt 10, and is on the heat radiation plate 41 of the cooling device 40. When passing through the region (cooling section) of the fixing belt 10, it is cooled until it reaches a predetermined temperature (for example, 55 to 85 ° C.) together with the toner image T. The cooling by the cooling device is preferably performed so as to satisfy the condition that the surface temperature of the recording paper when being peeled from the fixing belt 10 is lower than the softening point of the toner.

この冷却によりトナー像Tが凝集固化されるとともに冷却装置40の放熱板41を通過した記録用紙Pは、剥離用ロール17で構成される用紙剥離手段において紙自身の腰の強さにより自力で定着ベルト10から、トナー画像とともに剥離される(図1の矢付き一点鎖線の先端部で示される状態となる)。この剥離された記録用紙Pは定着装置外に排出される。これによりトナー像Tが記録用紙Pに定着される。   By this cooling, the toner image T is agglomerated and solidified, and the recording paper P that has passed through the heat radiating plate 41 of the cooling device 40 is fixed by the strength of the paper itself in the paper peeling means constituted by the peeling roll 17. The toner image is peeled from the belt 10 together with the toner image (a state indicated by a tip portion of an alternate long and short dash line in FIG. 1). The peeled recording paper P is discharged out of the fixing device. As a result, the toner image T is fixed on the recording paper P.

このようにして定着された画像は、特に定着ベルト10の平滑な表面にならい平滑化された光沢感に富む画像として得られる。   The image fixed in this way is obtained as an image rich in glossiness that is smoothed especially in accordance with the smooth surface of the fixing belt 10.

特にこの定着装置1では、前述したように対着対象のトナー像Tを担持する記録用紙Pが押圧ベルト60による押付区間Eを通過した後に定着加圧部に導き入れられることにより、定着ベルト10に強固に圧接された状態で加熱されて仮定着された状態となり、しかも、その記録用紙Pが定着加圧部では少し低めの温度で加熱されるようになる。このため、その定着加圧部を通過した後において記録用紙からの水蒸気の発生が抑えられるようになる。   In particular, in the fixing device 1, as described above, the recording paper P carrying the toner image T to be attached passes through the pressing section E by the pressing belt 60 and is then introduced into the fixing pressure unit, thereby fixing the fixing belt 10. The recording paper P is heated in a state where it is firmly pressed against it, and the recording paper P is heated at a slightly lower temperature in the fixing pressure unit. For this reason, generation of water vapor from the recording paper after passing through the fixing pressure unit is suppressed.

この結果、定着加圧部を通過した後に水蒸気が発生して記録用紙Pが定着ベルト10から剥離するという剥離ブリスターの発生が抑制される。また、これにより、その剥離ブリスターの発生に起因した光沢ムラ等の定着不良や紙しわの発生も防止され、良好な定着を行うことが可能となる。   As a result, the occurrence of peeling blisters in which water vapor is generated after passing through the fixing pressure unit and the recording paper P peels from the fixing belt 10 is suppressed. This also prevents fixing defects such as gloss unevenness and paper wrinkles due to the occurrence of peeling blisters, and enables good fixing.

また、この定着装置1では、特に押圧ベルト60が弾性層を形成したものであり、しかも押圧ロール61〜63も弾性層を形成したロールであるため、記録用紙Pは支持板50に支持されている定着ベルト10の外周面に密着性良く圧接される。これにより、記録用紙Pは押付区間においてむらなく良好に加熱されるようになる。また、押圧ロール61〜63が3つ設置されているため、押圧ベルト60による記録用紙の押付(加圧)を強くすることができるため、押圧ベルト60で押し付けられている記録用紙の水蒸気発生による定着ベルト10からの剥がれを効果的に抑制することができる。この観点からは、押圧ベルト60を支持するロールのうち定着ベルト10側に圧接するロールの数は複数にするとよい。   In the fixing device 1, the pressing belt 60 is formed with an elastic layer, and the pressing rolls 61 to 63 are also formed with an elastic layer. Therefore, the recording paper P is supported by the support plate 50. The fixing belt 10 is pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt 10 with good adhesion. As a result, the recording paper P is heated uniformly in the pressing section. In addition, since the three pressing rolls 61 to 63 are installed, the pressing (pressing) of the recording paper by the pressing belt 60 can be strengthened, so that the recording paper pressed by the pressing belt 60 generates water vapor. Peeling from the fixing belt 10 can be effectively suppressed. From this point of view, it is preferable that the number of rolls that press-contact the fixing belt 10 among the rolls that support the pressing belt 60 is plural.

さらに、支持板50が面状ヒータ55で加熱されているため、厚紙等の記録用紙を使用した連続する定着が行われて、温度の低い記録用紙が定着ベルト10や押圧ベルト60に触れてその温度低下を招きやすい状態が発生するおそれがあっても、その支持板50により定着ベルト10等が加熱され続けるため、その温度低下が防止されて記録用紙Pを所定の温度で安定して加熱することができる。   Further, since the support plate 50 is heated by the sheet heater 55, continuous fixing using recording paper such as thick paper is performed, and the recording paper having a low temperature touches the fixing belt 10 or the pressure belt 60 and the fixing is performed. Even if there is a possibility that the temperature is likely to be lowered, the fixing belt 10 and the like are continuously heated by the support plate 50, so that the temperature drop is prevented and the recording paper P is stably heated at a predetermined temperature. be able to.

次に、この定着装置1における支持板50の加熱条件などに関する構成を検討するための行った各試験について説明する。   Next, each test performed for examining the configuration related to the heating condition of the support plate 50 in the fixing device 1 will be described.

<試験1>
この試験1では、前記定着装置1について以下のような条件に設定したうえで、公知のカラープリンタにて一定のテスト用トナー像を形成した記録用紙Pを導入して定着動作を行い、そのときに得られた記録用紙における剥離ブリスターに起因した光沢むらや紙しわの発生状況について調べた。
<Test 1>
In this test 1, the fixing device 1 is set to the following conditions, and a fixing operation is performed by introducing recording paper P on which a constant test toner image is formed by a known color printer. The occurrence of uneven gloss and paper wrinkles due to peeling blisters in the recording paper obtained was investigated.

その条件とは次のとおりである。まず、支持体50の上流側面状ヒータ56および下流側面状ヒータ57の加熱温度を同じ温度に設定した。具体的には100〜140℃の範囲で互いに同じ温度に設定した。支持板50として、ベルト接触面が前記した曲率の湾曲曲面からなり、ベルト回転方向Aに沿う長さが220mm、厚さが3mm程度のアルミニウム板を使用した。ここでは、この支持板50のうちベルト回転方向A上流側の半分部分を上流側領域とし、その下流側となる残り半分部分を下流側領域とした。   The conditions are as follows. First, the heating temperature of the upstream side heater 56 and the downstream side heater 57 of the support 50 was set to the same temperature. Specifically, the same temperature was set in the range of 100 to 140 ° C. As the support plate 50, an aluminum plate having a belt contact surface made of a curved surface having the above-described curvature, a length along the belt rotation direction A of about 220 mm, and a thickness of about 3 mm was used. Here, half of the support plate 50 on the upstream side in the belt rotation direction A is defined as an upstream region, and the remaining half on the downstream side is defined as a downstream region.

また、押圧ベルト60としては、ポリイミドからなる厚さ130μmの無端状ベルト基材上にシリコーンゴムからなる厚さ10μmの弾性層を積層形成した2層構造のものを使用した。また、3つの押圧ロール61,62,63としていずれも、外径が32mmの金属製ロール芯材にシリコーンゴムからなる厚さが4mm程度の弾性層を形成した弾性ロールを使用し、それらを図示しない加圧機構により5.7×104Paの加圧力で圧接し、定着ベルト10との間のニップ幅が15mmとなるように設置した。第一押圧ロール61は支持板50のベルト回転方向上流側の端部付近に設置し、第三押圧ロール63は支持板50のベルト回転方向下流側の端部付近に設置した。第二押圧ロール62については、第一押圧ロール61と第二押圧ロール62の軸間距離が80mm、第二押圧ロール62と第三押圧ロール63の軸間距離が140mmとなるように設置した。 Further, as the pressing belt 60, a two-layer structure in which an elastic layer made of silicone rubber and having a thickness of 10 μm was laminated on an endless belt base material made of polyimide and having a thickness of 130 μm was used. In addition, as the three pressing rolls 61, 62, and 63, an elastic roll in which an elastic layer made of silicone rubber is formed on a metal roll core material having an outer diameter of 32 mm is illustrated. The pressure mechanism was pressed with a pressure of 5.7 × 10 4 Pa, and the nip width with the fixing belt 10 was set to 15 mm. The first pressing roll 61 was installed near the end of the support plate 50 on the upstream side in the belt rotation direction, and the third pressing roll 63 was installed near the end of the support plate 50 on the downstream side in the belt rotation direction. About the 2nd press roll 62, it installed so that the center distance of the 1st press roll 61 and the 2nd press roll 62 might be 80 mm, and the center distance of the 2nd press roll 62 and the 3rd press roll 63 might be 140 mm.

さらに、定着ベルト10は、加熱板20および加熱ロール25により100〜140℃の温度になるように加熱した。また、定着ベルト10(加圧ベルト35も含む)は350mm/sの速度で回転駆動させた。冷却装置40は、加圧ベルト35のベルト支持ロール39から剥離用ロール17の間における記録用紙Pの表面温度が90℃以下の温度になるまで冷却されるように設定した。   Further, the fixing belt 10 was heated to a temperature of 100 to 140 ° C. by the heating plate 20 and the heating roll 25. The fixing belt 10 (including the pressure belt 35) was rotated at a speed of 350 mm / s. The cooling device 40 was set so that the surface temperature of the recording paper P between the belt support roll 39 of the pressure belt 35 and the peeling roll 17 was cooled to a temperature of 90 ° C. or lower.

また、上記テスト用トナー像としては、記録用紙上の未定着トナー重量が4g/m2のときを濃度100%とし、100%、90%、80%、…、20%、10%というように10%刻みの濃度で20×20mmサイズからなるパッチ像を、シアンおよびマゼンタ色のトナーを用いて用紙の先端部から25mmあけた位置からその色別に順次1列状に並べるように形成してなる像を用いた。記録用紙Pとしては、水蒸気の発生に伴って発生する問題現象が起こりやすくしかも発見されやすいという観点から、定着ベルト10との密着性が比較的低くかつ用紙内から水蒸気が抜けにくいという特性を有するマット面タイプのコート紙(Modo社製:Silver Blade Matte、坪量115gsm)を使用した。 The test toner image has a density of 100% when the weight of unfixed toner on the recording paper is 4 g / m 2 , and is 100%, 90%, 80%,..., 20%, 10%, etc. A patch image having a density of 10% and a size of 20 × 20 mm is formed by using cyan and magenta toners so as to be sequentially arranged in a line for each color from a position 25 mm away from the leading edge of the paper. An image was used. The recording paper P has a characteristic that the adhesive phenomenon with the fixing belt 10 is relatively low and the water vapor is difficult to escape from the paper from the viewpoint that the problem phenomenon generated with the generation of water vapor is likely to occur and is easily discovered. A mat surface type coated paper (manufactured by Modo: Silver Blade Matte, basis weight 115 gsm) was used.

このような条件設定からなる定着装置1を用いた試験1の結果は、記録用紙Pを使用した場合であっても、剥離ブリスターに起因した光沢むらや紙しわの発生は認められなかった。光沢むらや紙しわの発生状況については、目視観察をして発生の有無で評価した。   As a result of Test 1 using the fixing device 1 having such a condition setting, even when the recording paper P is used, the occurrence of uneven gloss and paper wrinkles due to peeling blisters were not recognized. The occurrence of gloss unevenness and paper wrinkles was evaluated by visual observation and occurrence.

しかし、各定着後の記録用紙上における定着画像を観察したところ、その画像の先端部(定着時の先頭側となる部分)がずれた状態で定着される現象(先端像ずれ)が発生していることが確認された。また、その定着画像を厳密に観察したところ、10〜40%程度の低濃度領域からなる定着画像において曲線的な紋様となって見える像欠陥(ハイライト紋様)が発生していることも確認された。   However, when observing the fixed image on the recording paper after each fixing, a phenomenon occurs (fixed image misalignment) that the image is fixed when the leading edge of the image (the leading edge during fixing) is shifted. It was confirmed that Further, when the fixed image was observed closely, it was confirmed that an image defect (highlight pattern) that appeared as a curvilinear pattern occurred in the fixed image composed of a low density region of about 10 to 40%. It was.

この先端像ずれやハイライト紋様の発生状況について、試験1の結果を以下の基準で評価すると、図3および図4に示すような結果となる。先端像ずれは濃度100%のパッチ像結果に基づいて評価を行った。   When the results of Test 1 are evaluated according to the following criteria for the occurrence of the tip image deviation and the highlight pattern, the results shown in FIGS. 3 and 4 are obtained. The leading edge image shift was evaluated based on a patch image result having a density of 100%.

・先端像ずれの評価基準(グレード:G)
G0:発生せず。
G1:目視では見えないが、ルーペ等で確認すると確認できる。
G2:わずかに発生した。
G3:明らかに発生している。
G4:顕著に発生した。
・ Evaluation criteria for tip image displacement (grade: G)
G0: Not generated.
G1: Although it cannot be seen visually, it can be confirmed by confirming with a magnifying glass.
G2: Slightly generated.
G3: Clearly occurring.
G4: Remarkably generated.

・ハイライト紋様の評価基準(グレード:G)
G0:発生せず。
G1:ごくわずかに発生した。
G2:わずかに発生した。
G3:明らかに発生している。
G4:顕著に発生した。
・ Highlight pattern evaluation criteria (grade: G)
G0: Not generated.
G1: Very slight occurrence.
G2: Slightly generated.
G3: Clearly occurring.
G4: Remarkably generated.

図3に示されるように、先端像ずれについては、支持板50の面状ヒータ55(上流側および下流側面状ヒータ56,57)の加熱温度が130℃の場合にその発生が抑制されるが、それ以外の加熱温度設定域では発生することがわかる。また、図4に示されるように、ハイライト紋様については、支持板50の面状ヒータ55(56,57)の加熱温度が130℃までの設定域では発生しないが、その加熱温度が140℃の高温になると発生することがわかる。また参考までであるが、記録用紙Pとして普通紙(非コート紙)や他のコート紙を使用して試験1を同様に行った場合には、その先端像ずれやハイライド紋様の発生は無いかまたは軽微であることが確認されている。   As shown in FIG. 3, the occurrence of the tip image deviation is suppressed when the heating temperature of the sheet heater 55 (upstream and downstream side heaters 56 and 57) of the support plate 50 is 130 ° C. It can be seen that this occurs in other heating temperature setting ranges. Further, as shown in FIG. 4, for the highlight pattern, although the heating temperature of the planar heater 55 (56, 57) of the support plate 50 does not occur in the set range up to 130 ° C., the heating temperature is 140 ° C. It can be seen that it occurs at a high temperature. For reference, if test 1 is performed in the same manner using plain paper (uncoated paper) or other coated paper as the recording paper P, is there any occurrence of the tip image deviation or high-ride pattern? Or it has been confirmed to be minor.

本発明者らの研究によれば、この先端像ずれやハイライト紋様は次のようなメカニズムによって発生しているものと考えられている。   According to the study by the present inventors, it is considered that the tip image shift and the highlight pattern are generated by the following mechanism.

先端像ずれについては、まず、その定着時における記録用紙Pが、定着ベルト10と押圧ベルト60との間の押付区間を通過した後に定着ベルト10と加圧ベルト35の間の定着加圧部に導入させるまでの間において、前述したように記録用紙P(の特に先頭部)が定着ベルト10から一時的に離れることがある。この離れる現象は、定着ベルト10と記録用紙Pとの表面状態の違いやトナー像の面積や形成位置の違い等によって、定着ベルト10と記録用紙Pとの密着性が異なる場合に発生しやすい。そして、この一時的に離れる最初の段階において、記録用紙P上のトナー像の一部が分断されて定着ベルト10側に転移した状態となり、その後、定着加圧部に突入して記録用紙Pが再び定着ベルト10に圧接する際に、記録用紙P上のトナー像と定着ベルト10側に転移したトナー像部分とが完全に一致せず少しずれた状態で合わせられることにより発生しているものと考えられる。   Regarding the leading edge image displacement, first, the recording paper P at the time of fixing passes through the pressing section between the fixing belt 10 and the pressing belt 60 and then enters the fixing pressure unit between the fixing belt 10 and the pressing belt 35. In the period until the introduction, the recording paper P (particularly the leading portion thereof) may be temporarily separated from the fixing belt 10 as described above. This separation phenomenon is likely to occur when the adhesion between the fixing belt 10 and the recording paper P is different due to a difference in surface condition between the fixing belt 10 and the recording paper P, a difference in toner image area, or a formation position. Then, at the first stage of the temporary separation, a part of the toner image on the recording paper P is divided and transferred to the fixing belt 10 side, and then enters the fixing pressure unit and the recording paper P enters. When pressed against the fixing belt 10 again, the toner image on the recording paper P and the portion of the toner image transferred to the fixing belt 10 side are not completely matched and are generated in a slightly shifted state. Conceivable.

また、この先端像ずれにおけるトナー像の分断は、以下に説明するように、支持体50で支持される定着ベルト10への押圧ロール61〜63等による記録用紙Pの押付時間の違いによって異なるメカニズムで発生しているもの推測される。   Further, as described below, the separation of the toner image due to the leading edge image deviation is different depending on the pressing time of the recording paper P by the pressing rolls 61 to 63 to the fixing belt 10 supported by the support 50. It is guessed what is happening in.

つまり、その押付時間が比較的短い場合には、その押付区間でトナー像が十分に加熱されず十分に溶融もされないため、記録用紙にほとんど浸み込むこと(仮定着されること)もなく、その定着ベルト10と接している側のトナーが記録用紙側にあるトナーから分離されて定着ベルト側に転移してしまう、いわゆるコールドオフセットが発生しているものと考えられる。反対に、その押付時間が比較的長い場合には、その押付区間でトナー像が十分に加熱されて溶融されることで記録用紙に浸み込み始めるが、その定着ベルト10と接している側に存在して過剰に溶融されて記録用紙に浸み込む前のトナーがそのまま記録用紙側のトナーから分離して定着ベルト側に転移してしまう、いわゆるホットオフセットが発生しているものと考えられる。   That is, when the pressing time is relatively short, the toner image is not sufficiently heated and not sufficiently melted in the pressing section, so that the recording paper is hardly immersed (supposed), It is considered that a so-called cold offset occurs in which the toner on the side in contact with the fixing belt 10 is separated from the toner on the recording paper side and is transferred to the fixing belt side. On the other hand, when the pressing time is relatively long, the toner image is sufficiently heated and melted in the pressing section and starts to soak into the recording paper, but on the side in contact with the fixing belt 10. It is considered that so-called hot offset occurs in which the toner that exists and is excessively melted and before entering the recording paper is separated from the toner on the recording paper as it is and is transferred to the fixing belt.

一方、ハイライト紋様は、一般に記録用紙が高温で加熱されるほどその内部から水蒸気が発生しやすくなり、記録用紙と定着ベルト10との密着が十分でないときにはその水蒸気圧により記録用紙が定着ベルト10から離れることがあるが、特に定着画像のうち低濃度部は高濃度部にくらべてトナー量が少ない分、定着ベルト10との密着度(接着度)が低いため記録用紙が定着ベルトから局部的に離れやすくなり、これが原因で発生しているものと考えられる。   On the other hand, the highlight pattern generally tends to generate water vapor from the inside as the recording paper is heated at a high temperature. When the recording paper and the fixing belt 10 are not sufficiently adhered, the recording paper is fixed to the fixing belt 10 by the water vapor pressure. In particular, the low density part of the fixed image has a lower amount of toner than the high density part, and the degree of adhesion (adhesion) with the fixing belt 10 is low. It is thought that it is caused by this.

<試験2>
試験2では、試験1で使用した定着装置1における支持板50の面状ヒータ55としての上流側面状ヒータ56および下流側面状ヒータ57の加熱温度を互いに異ならせた場合、その加熱温度を比較的高めの温度(140℃以上)としたとき、先端像ずれやハイライト紋様の発生状況について調べた。
<Test 2>
In Test 2, when the heating temperatures of the upstream side surface heater 56 and the downstream side surface heater 57 as the surface heater 55 of the support plate 50 in the fixing device 1 used in Test 1 are different from each other, the heating temperature is relatively When the temperature was higher (140 ° C. or higher), the occurrence of tip image shift and highlight pattern was examined.

上流側面状ヒータ56および下流側面状ヒータ57の加熱温度(T1,T2)については、以下のように設定した。すなわち、その上流側面状ヒータ56の温度(T1)を、トナーの仮定着が十分になされるような加熱温度(原則140℃。ハイライト紋様の場合は140℃および150℃)に設定したうえで、下流側面状ヒータ57の温度(T2)を上記したホットオフセットによるトナー像の分断を回避するために有利となる観点から上流側面状ヒータ56の温度よりも低い温度(その温度差:T1−T2が10℃,20℃,30℃,40℃となる温度)に設定した。この試験2の結果を図5および図6に示す。   The heating temperatures (T1, T2) of the upstream side heater 56 and the downstream side heater 57 were set as follows. That is, the temperature (T1) of the upstream side surface heater 56 is set to a heating temperature (in principle 140 ° C., 140 ° C. and 150 ° C. in the case of a highlight pattern) so that the assumed toner is sufficiently attached. The temperature (T2) of the downstream side surface heater 57 is lower than the temperature of the upstream side surface heater 56 (the temperature difference: T1-T2) from the viewpoint that it is advantageous to avoid the division of the toner image due to the hot offset described above. Is set to 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C). The results of Test 2 are shown in FIGS.

図5に示すように、先端像ずれについては、上流側面状ヒータ56の加熱温度が140℃である場合には上記各面状ヒータ56,57の加熱温度差を10℃以上にすることによりその発生を防止でき、上流側面状ヒータ56の加熱温度が150℃である場合には上記各面状ヒータ56,57の加熱温度差(T1−T2)を40℃にすることによりその発生を防止できることがわかる。なお、後者の場合において温度差が30℃である場合においてG2レベルの先端像ずれが発生するが、これはトナー像が上流側面状ヒータ56の加熱温度150℃という高温でいきなり加熱されることで、前述したホットオフセットによるトナー像の分断が発生しているためと推測される。   As shown in FIG. 5, when the heating temperature of the upstream side surface heater 56 is 140 ° C., the difference in the heating temperature of the respective surface heaters 56 and 57 is set to 10 ° C. or more. Generation can be prevented, and when the heating temperature of the upstream side heater 56 is 150 ° C., the heating temperature difference (T 1 −T 2) between the respective sheet heaters 56, 57 can be prevented to 40 ° C. I understand. In the latter case, when the temperature difference is 30 ° C., the G2 level leading edge image shift occurs. This is because the toner image is heated suddenly at a high temperature of 150 ° C. of the upstream side surface heater 56. It is presumed that the toner image is divided due to the hot offset described above.

また、図6に示すように、ハイライト紋様については、上記各面状ヒータ56,57の加熱温度差(T1−T2)を20℃以上にすることによりその発生を防止できることがわかる。   In addition, as shown in FIG. 6, it can be seen that the occurrence of the highlight pattern can be prevented by setting the heating temperature difference (T1-T2) between the planar heaters 56 and 57 to 20 ° C. or more.

以上の試験結果を踏まえて、前記した定着装置1における構成の一部に関して次のように条件設定した。   Based on the above test results, conditions were set as follows for a part of the configuration of the fixing device 1 described above.

まず、支持板50の上流側面状ヒータ56の加熱温度(T1)を140℃、その下流側面状ヒータ57の加熱温度(T2)を120℃に設定した。また、この場合において、加熱板20および加熱ロール25の加熱温度をいずれも140℃に設定した。また、第一加圧ロールの加熱温度120℃、第二加圧ロール31の加熱温度を70℃に設定した。さらに、冷却装置40の動作条件を、定着動作時における剥離用ロール16の温度が70℃程度に保たれるように設定した。   First, the heating temperature (T1) of the upstream side heater 56 of the support plate 50 was set to 140 ° C., and the heating temperature (T2) of the downstream side heater 57 was set to 120 ° C. In this case, the heating temperatures of the heating plate 20 and the heating roll 25 were both set to 140 ° C. Moreover, the heating temperature of the 1st pressurization roll was set to 120 degreeC, and the heating temperature of the 2nd pressurization roll 31 was set to 70 degreeC. Furthermore, the operating conditions of the cooling device 40 were set so that the temperature of the peeling roll 16 during the fixing operation was maintained at about 70 ° C.

このように設定した定着装置1により記録用紙P(前記したマット面タイプのコート紙)を使用して定着を行ったところ、前述したように剥離ブリスターに起因した光沢むらや紙しわの発生がないばかりか、先端像ずれの発生も抑制された良好な定着を行うことが可能であった。また、先端像ずれおよびハイライト紋様の発生を抑制する効果については、定着対象のトナー像の画像濃度、画像面積率などを変更した場合であっても良好に得ることができた。   When fixing is performed by using the recording paper P (the mat surface type coated paper) by the fixing device 1 set as described above, uneven gloss and paper wrinkles due to peeling blisters are not generated as described above. In addition, it was possible to perform good fixing in which the occurrence of tip image displacement was suppressed. Further, the effect of suppressing the occurrence of the leading edge image shift and the highlight pattern could be satisfactorily obtained even when the image density, the image area ratio, etc. of the toner image to be fixed were changed.

この場合、特に支持板50で支持されている定着ベルト10部分と押圧ベルト60とが圧接する押付区間に導入されて搬送される記録用紙Pは、その支持板50のベルト回転方向上流側領域を通過する過程においてはその領域を加熱する上流側面状ヒータ56による比較的高温の加熱温度(T1=140℃)で加熱されるため(この際、定着ベルト10も140℃で加熱されているため記録用紙は140℃で加熱される)、定着対象のトナー像Tが十分に加熱溶融されて用紙に染み込んで仮定着された状態になる。   In this case, in particular, the recording paper P introduced and conveyed in the pressing section where the fixing belt 10 supported by the support plate 50 and the pressing belt 60 are in pressure contact with each other has an upstream region in the belt rotation direction of the support plate 50. In the process of passing, recording is performed at a relatively high heating temperature (T1 = 140 ° C.) by the upstream side surface heater 56 that heats the region (at this time, the fixing belt 10 is also heated at 140 ° C. so that recording is performed). The sheet is heated at 140 ° C.), and the toner image T to be fixed is sufficiently heated and melted, soaks into the sheet, and is put on the assumption.

続いて、その支持板50のベルト回転方向上流領域を通過した後にベルト回転方向下流側領域を通過する過程においてはその領域を加熱する下流側面状ヒータ57による低めの設置である加熱温度(T2=120℃)で加熱されるため(この際、定着ベルト10はその上流側領域で記録用紙に熱を奪われて瞬間的に120℃程度まで温度低下する)、記録用紙Pに仮定着されたトナー像が再度高温加熱されることにより溶融して定着ベルト10にホットオフセットして付着してしまうことがない。しかも、この下流側領域の通過時には、支持板50の上流側領域の通過時よりも低めの加熱温度で加熱されるため、水蒸気発生による記録用紙Pの定着ベルト10からの局部的な浮きも発生しにくくなる。   Subsequently, in the process of passing through the upstream region in the belt rotation direction of the support plate 50 and then passing through the downstream region in the belt rotation direction, the heating temperature (T2 = 120.degree. C.) (at this time, the fixing belt 10 is deprived of heat by the recording paper in the upstream region and the temperature is instantaneously lowered to about 120.degree. C.), and the toner presumably attached to the recording paper P. The image is not melted by being heated again at a high temperature, and is not attached to the fixing belt 10 by hot offset. Moreover, when the downstream region passes, the recording sheet P is heated from a lower heating temperature than when passing through the upstream region of the support plate 50, so that local floating of the recording paper P from the fixing belt 10 due to the generation of water vapor also occurs. It becomes difficult to do.

従って、このように支持板50側においてベルト回転方向上流側領域およびその下流側領域で加熱温度に温度差(T1−T2=20℃)が生じるように構成された押付区間を通過して定着処理された記録用紙Pは、先端像ずれの発生が抑制されるととともにハイライト紋様の発生も抑制されるようになると推測される。   Therefore, the fixing process is performed by passing through the pressing section configured such that a temperature difference (T1−T2 = 20 ° C.) occurs in the heating temperature in the belt rotation direction upstream region and the downstream region on the support plate 50 side. It is presumed that the recording sheet P that has been produced is suppressed from the occurrence of the leading edge image deviation and the occurrence of the highlight pattern.

[他の実施の形態]
前記実施の形態1では、支持板50を加熱する加熱装置(55)として、その支持板50のベルト回転方向上流側領域およびその下流側領域を個別に加熱することができる2つの面状ヒータ56,57を使用する場合について説明したが、その加熱装置の構成については特にこれに限定されない。
[Other embodiments]
In the first embodiment, as the heating device (55) for heating the support plate 50, the two planar heaters 56 that can individually heat the upstream region and the downstream region of the support plate 50 in the belt rotation direction. However, the configuration of the heating device is not particularly limited to this.

この他の構成例としては、たとえば、加熱温度の温度差を大きくしたい場合などには、その支持板50のベルト回転方向上流側領域に面状ヒータ56を設けるのみで、その下流側領域には面状ヒータ57を設けない構成を採用してもよい。また、支持板50のベルト回転方向Aの上流側端部からその下流側端部の全領域を3つ以上の領域に細分化し、その細分化される3つ以上の領域ごとに加熱温度を変えられる面状ヒータ等を設置する構成を採用することも可能である。   As another example of the configuration, for example, when it is desired to increase the temperature difference between the heating temperatures, only the planar heater 56 is provided in the upstream region of the support plate 50 in the belt rotation direction. A configuration in which the planar heater 57 is not provided may be employed. Further, the entire region from the upstream end of the support plate 50 in the belt rotation direction A to the downstream end thereof is subdivided into three or more regions, and the heating temperature is changed for each of the three or more subdivided regions. It is also possible to adopt a configuration in which a planar heater or the like is installed.

また、この支持板50のベルト接触面の温度をそのベルト回転方向Xの上流側領域よりもその下流側領域の方が低い関係になるように構成する場合、以下のような温度関係に設定するとよい。すなわち、前述したように支持板接触面における上流側領域の温度(T1)をその接触面のベルト回転方向A上流側の端部近傍(50a)における表面温度とし、その下流側領域の温度(T2)をその接触面のベルト回転方向下流側の端部近傍(50b)における表面温度としたうえで(図2)、その支持板接触面における上流側領域とその下流側領域の境界部(50c:たとえば中間点)の境界部の温度を(T3)とすると(図2)、その各温度(T1〜T3)が以下の条件を満たすように設定するとよい。   Further, when the temperature of the belt contact surface of the support plate 50 is configured such that the downstream region is lower than the upstream region in the belt rotation direction X, the following temperature relationship is set. Good. That is, as described above, the temperature (T1) in the upstream region on the contact surface of the support plate is defined as the surface temperature in the vicinity of the end (50a) on the upstream side in the belt rotation direction A of the contact surface. ) As the surface temperature in the vicinity of the end (50b) on the downstream side in the belt rotation direction of the contact surface (FIG. 2), and the boundary (50c: For example, assuming that the temperature at the boundary of the intermediate point is (T3) (FIG. 2), the temperatures (T1 to T3) may be set so as to satisfy the following conditions.

好ましくは「A<B≦C」との条件であるが、少なくともA<C又はA<Bの条件であればよい。   The condition “A <B ≦ C” is preferable, but it is sufficient that the condition is at least A <C or A <B.

また、前記実施の形態1では、記録用紙Pを支持板50に支持されている定着ベルト10に押し付ける押圧体として、複数の支持ロールに張架された押圧ベルト60を使用した場合について例示したが、その押圧体としては、押圧ベルト60を使用せず、押圧ロール61〜63のみからなるものであってもよい。また、この場合、押圧体としての押圧ロールは、複数設置することが好ましいが、所要の押付時間を確保できる限りにおいては1つであってもかまわない。押圧体としては、定着ベルト10の回転や記録用紙Pの通過に支障がなければ、固定設定される押圧物を採用することも可能である。   In the first embodiment, the case where the pressing belt 60 stretched between a plurality of support rolls is used as the pressing body that presses the recording paper P against the fixing belt 10 supported by the support plate 50 is exemplified. As the pressing body, the pressing belt 60 may not be used and only the pressing rolls 61 to 63 may be used. In this case, it is preferable to install a plurality of pressing rolls as pressing bodies, but one pressing roll may be used as long as a required pressing time can be secured. As the pressing body, it is possible to adopt a pressing object that is fixedly set as long as there is no problem with the rotation of the fixing belt 10 or the passage of the recording paper P.

この他、押圧ベルト、押圧ロール等の押圧体の定着ベルトおよび記録用紙と接する接触面には、トナーが付着しにくい材料からなる離型層を形成することも可能である。この場合には、たとえば両面画像形成時において記録用紙の第2面へのトナー像の定着を行う場合、その第一面の定着済みのトナー画像のトナーが押圧体の接触面に転移付着の発生を抑制することが可能となる。   In addition, it is also possible to form a release layer made of a material that is difficult for toner to adhere to the contact surface of the pressing member such as a pressing belt and a pressing roll that contacts the fixing belt and the recording paper. In this case, for example, when the toner image is fixed to the second surface of the recording paper during double-sided image formation, the toner of the fixed toner image on the first surface is transferred and adhered to the contact surface of the pressing body. Can be suppressed.

また、前記実施の形態1では、定着ベルト10を支持する支持体としてその全体が板形態の支持板50を使用する場合を例示したが、特にその支持体における全体形態について、少なくとも定着ベルト10の定着加圧部に進入する手前付近となる領域の内周面に対して面接触する接触面を有する形態であればよく、特に限定されない。   In the first embodiment, the case where the whole support plate 50 is used as the support for supporting the fixing belt 10 is exemplified. However, in particular, the entire form of the support is at least the fixing belt 10. There is no particular limitation as long as it has a contact surface that comes into surface contact with the inner peripheral surface of the region in the vicinity of the front side of the fixing pressure unit.

さらに、前記実施の形態1では、定着ベルト10との間で定着加圧部を形成する加圧回転体として加圧ベルト35を使用する場合について例示したが、その加圧回転体としては、たとえば前記したような加圧ベルト35を使用せず、一対の加圧ロール30,31のみで構成したものを採用することも可能である。この場合は、その加圧ロール30、31の間に挟まれる定着ベルト10とその第二加圧ロール31との間に形成される定着加圧部を通過した後の記録用紙がその定着ベルト10に密着した状態のままで冷却装置40により冷却されながら搬送され、最後に剥離用ロール16に達した定着ベルト10から剥離されるようになる。なお、冷却装置40の冷却方式は他の方式であってもかまわない。また、自然冷却が可能であれば、冷却装置40は必ずしも設置する必要はない。   Furthermore, in the first embodiment, the case where the pressure belt 35 is used as the pressure rotator that forms the fixing pressure unit with the fixing belt 10 is illustrated, but as the pressure rotator, for example, It is also possible to employ a configuration constituted by only a pair of pressure rolls 30 and 31 without using the pressure belt 35 as described above. In this case, the recording paper after passing through the fixing pressure unit formed between the fixing belt 10 sandwiched between the pressure rollers 30 and 31 and the second pressure roller 31 is the fixing belt 10. In this state, the sheet is conveyed while being cooled by the cooling device 40 and finally peeled off from the fixing belt 10 that has reached the peeling roll 16. The cooling method of the cooling device 40 may be another method. Moreover, if natural cooling is possible, the cooling device 40 does not necessarily need to be installed.

この発明の定着装置は、各種画像情報に基づくトナー(乾式現像剤)からなる像を形成して記録用紙に転写し得る画像形成装置の定着手段として使用することができる。また、この定着装置に適用される記録用紙は、定着装置内を搬送してトナー像の定着が可能なものであればよく、たとえば、通常の用紙やコート紙(塗工紙)に限らず、OHPシート、ハガキ、封筒等のような部材を含むものである。   The fixing device of the present invention can be used as a fixing unit of an image forming apparatus capable of forming an image made of toner (dry developer) based on various image information and transferring it to a recording sheet. The recording paper applied to the fixing device is not limited to normal paper or coated paper (coating paper) as long as it is capable of fixing the toner image by being conveyed through the fixing device. It includes members such as OHP sheets, postcards, envelopes and the like.

実施形態1に係る定着装置の要部を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the fixing device according to the first exemplary embodiment. 図1の定着装置における一部(支持板と押圧ベルトとが対峙する押付区間による仮定着部)を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the fixing device in FIG. 1 (assumed wearing portion by a pressing section where a support plate and a pressing belt face each other). 先端像ずれの発生状況に関する試験1の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of the test 1 regarding the generation | occurrence | production state of front-end | tip image deviation. ハイライト紋様の発生状況に関する試験1の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of the test 1 regarding the generation | occurrence | production state of a highlight pattern. 先端像ずれの発生状況に関する試験2の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of the test 2 regarding the generation | occurrence | production state of front-end | tip image deviation. ハイライト紋様の発生状況に関する試験2の結果を示すグラフ図であるIt is a graph which shows the result of the test 2 regarding the generation | occurrence | production condition of a highlight pattern.

符号の説明Explanation of symbols

1…定着装置、10…定着ベルト、20…加熱板(加熱装置)、25…加熱ロール(加熱装置)、30,31…加圧ロール(加圧回転体)、35…加圧ベルト(加圧回転体)、50…支持板(支持体)、55…面状ヒータ(加熱装置)、56…上流側面状ヒータ、57…下流側面状ヒータ、60…押圧ベルト(押圧体)、61〜63…押圧ロール(または支持ロール)、64…テンションロール(支持ロール)、T…トナー像、P…記録用紙、A…ベルト回転方向。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixing device, 10 ... Fixing belt, 20 ... Heating plate (heating device), 25 ... Heating roll (heating device), 30, 31 ... Pressure roll (pressure rotary body), 35 ... Pressure belt (pressure application) Rotating body), 50 ... support plate (support), 55 ... planar heater (heating device), 56 ... upstream side heater, 57 ... downstream side heater, 60 ... pressing belt (pressing body), 61-63 ... Press roll (or support roll), 64 ... tension roll (support roll), T ... toner image, P ... recording paper, A ... belt rotation direction.

Claims (4)

循環するように回転する無端状の定着ベルトと、
この定着ベルトを加熱する加熱装置と、
この加熱装置で加熱された定着ベルトの外周面に圧接して定着加圧部を形成し、その定着加圧部に定着対象のトナー像が担持された記録用紙を導入して定着ベルトの外周面に圧接させて通過させる加圧回転体と、
この加圧回転体で形成される前記定着加圧部に進入する前の前記定着ベルト領域の内周面に面接触してそのベルト部分を支持する支持体と、
この支持体を加熱する加熱装置と、
前記支持体で支持される前記定着ベルトの領域内でその外周面から圧接し、前記定着加圧部に導入される前の前記記録用紙をその定着ベルト領域内の外周面に押し付ける押圧体とを備え、
かつ、前記支持体の定着ベルトとの接触面の温度がそのベルト回転方向の上流側領域よりもその下流側領域の方が低い関係になるように構成されていることを特徴とする定着装置。
An endless fixing belt rotating so as to circulate;
A heating device for heating the fixing belt;
A fixing pressure unit is formed by pressure contact with the outer peripheral surface of the fixing belt heated by the heating device, and a recording sheet carrying a toner image to be fixed is introduced into the fixing pressure unit to introduce an outer peripheral surface of the fixing belt. A pressure rotator that is pressed against and passed,
A support that supports the belt portion in surface contact with the inner peripheral surface of the fixing belt region before entering the fixing pressure unit formed by the pressure rotating body;
A heating device for heating the support;
A pressing body that presses against the outer peripheral surface in the fixing belt region supported by the support and presses the recording paper before being introduced into the fixing pressure unit against the outer peripheral surface in the fixing belt region; Prepared,
The fixing device is configured so that the temperature of the contact surface of the support with the fixing belt is lower in the downstream region than in the upstream region in the belt rotation direction.
前記支持体の接触面の上流側領域の温度とその下流側領域の温度との温度差が10℃以上となるように設定されている請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein a temperature difference between an upstream region temperature and a downstream region temperature of the contact surface of the support is set to 10 ° C. or more. 前記支持体を加熱する加熱装置が、少なくとも支持体のベルト回転方向の上流側領域および下流側領域をそれぞれ加熱する別体のものである請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the heating device that heats the support is a separate device that heats at least the upstream region and the downstream region of the support in the belt rotation direction. 前記押圧体が複数の支持ロールに張架されて回転する押圧ベルトであり、その複数の支持ロールのうち2以上の支持ロールを前記支持体で支持される定着ベルト領域内の回転方向上流側端部およびその下流側端部にその押圧ベルトを介した状態で回転可能に圧接させるように設置している請求項1に記載の定着装置。   The pressure body is a pressure belt that is stretched and rotated by a plurality of support rolls, and two or more support rolls among the plurality of support rolls are rotated upstream in the fixing belt region supported by the support body. 2. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is installed so as to be rotatably contacted with the first end portion and a downstream end portion thereof via the pressing belt.
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