JP2005326625A

JP2005326625A - Belt fixing device

Info

Publication number: JP2005326625A
Application number: JP2004144599A
Authority: JP
Inventors: Masanori Murakami; 正典村上; Masaharu Kuroda; 将治黒田; Takashi Yamada; 貴山田; Osamu Morita; 修森田; Hitoki Okuno; 仁樹奥野
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device with which nonuniform temperature of a fixing belt is prevented. <P>SOLUTION: The belt fixing device includes: an endless fixing belt 12 trained about a heat roller 16 and a fixing roller 18; and a rotatory pressure roller 20 brought into firm contact with the fixing roller 18 via the fixing belt 12. The heat roller 16 is formed so as to have such a shape that it gradually bulges out from the end 16a towards its middle 16b in the lengthwise direction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像形成装置に用いられるベルト定着装置に関する。 The present invention relates to a belt fixing device used in an image forming apparatus.

従来、例えば特許文献１には、図６に示すような定着装置３０が開示されている。この定着装置３０では、無端状の定着ベルト３２を備えている。定着ベルト３２は、固定された面状発熱体３４と、外周部に弾性層３６ａを有する定着ローラ３６とに掛け渡されている。定着ローラ３６には、定着ベルト１２を介して加圧ローラ３８が圧接されている。これにより、加圧ローラ３８と定着ベルト３２との接触部が定着ニップ４０になっている。また、加圧ローラ３８には、ヒータ３９が内蔵されている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a fixing device 30 as shown in FIG. The fixing device 30 includes an endless fixing belt 32. The fixing belt 32 is stretched around a fixed sheet heating element 34 and a fixing roller 36 having an elastic layer 36a on the outer periphery. A pressure roller 38 is pressed against the fixing roller 36 via the fixing belt 12. As a result, the contact portion between the pressure roller 38 and the fixing belt 32 is a fixing nip 40. The pressure roller 38 has a heater 39 built therein.

前記定着装置３０では、加圧ローラ３８または定着ローラ３６が矢印ＡまたはＢ方向に回転駆動されることによって、定着ベルト３８が面状発熱体３４上を摺動しつつ矢印Ｃ方向に回転する。このように回転するうちに、定着ベルト３２は、面状発熱体３４により全周にわたって所定の定着温度（例えば１８０℃）に加熱される。その後、矢印Ｄ方向に搬送されてきた未定着トナー像Ｔを担持したシートＳが定着ニップ４０に導入され、この定着ニップ４０を通過する間にトナー像Ｔが加熱溶融してシートＳに定着される。 In the fixing device 30, the pressure roller 38 or the fixing roller 36 is rotationally driven in the direction of arrow A or B, whereby the fixing belt 38 rotates in the direction of arrow C while sliding on the sheet heating element 34. While rotating in this way, the fixing belt 32 is heated to a predetermined fixing temperature (for example, 180 ° C.) by the planar heating element 34 over the entire circumference. Thereafter, the sheet S carrying the unfixed toner image T conveyed in the direction of arrow D is introduced into the fixing nip 40, and the toner image T is heated and melted and fixed on the sheet S while passing through the fixing nip 40. The

特開２００２−３３３７８８号公報JP 2002-333788 A

しかし、前記定着装置３０では、組立誤差等に起因して面状発熱体３４と定着ローラ３６との間に平行度が精度よく確保されていないと、定着ベルト３２が長手方向（図１において奥行き方向）の中央部において面状発熱体３４に対する密着性が悪くなる場合がある。すると、定着ベルト３２の中央部の温度が端部に比べて低くなり、中央部の定着性が悪くなるという問題が発生する。 However, in the fixing device 30, if the parallelism is not ensured between the planar heating element 34 and the fixing roller 36 due to an assembly error or the like, the fixing belt 32 moves in the longitudinal direction (depth in FIG. 1). In some cases, the adhesiveness to the planar heating element 34 may be deteriorated in the center portion of the direction. As a result, the temperature of the central portion of the fixing belt 32 becomes lower than that of the end portion, causing a problem that the fixing property of the central portion is deteriorated.

そこで、本発明は、加熱部材と定着ローラとの平行度が精度よく確保されていない場合でも、加熱部材に対して定着ベルトが長手方向にわたって密着するようにして、定着ベルトにおいて長手方向の温度むらがないベルト定着装置を提供することを目的とする。 In view of the above, according to the present invention, even when the parallelism between the heating member and the fixing roller is not accurately ensured, the fixing belt is in close contact with the heating member in the longitudinal direction so that the temperature unevenness in the longitudinal direction of the fixing belt is reduced. It is an object of the present invention to provide a belt fixing device that does not have any.

前記目的を達成するために、本発明のベルト定着装置は、
加熱部材と回転可能な定着ローラとに掛け渡された無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接された回転可能な加圧ローラとを備え、
前記加熱部材は、長手方向において端部から中央部に向かって次第に外側に膨出した形状に形成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the belt fixing device of the present invention comprises:
An endless fixing belt stretched between a heating member and a rotatable fixing roller;
A rotatable pressure roller pressed against the fixing roller via the fixing belt,
The heating member is formed in a shape that gradually bulges outward from the end toward the center in the longitudinal direction.

本発明のベルト定着装置において、前記加熱部材は回転可能な加熱ローラであり、前記加熱ローラは端部から中央部に向かって直径が次第に大きくなっていてもよい。 In the belt fixing device of the present invention, the heating member may be a rotatable heating roller, and the heating roller may have a diameter that gradually increases from the end toward the center.

また、本発明のベルト定着装置において、前記加熱部材は、側面が略半円形状をなす固定された面状発熱体であり、前記面状発熱体は、端部から中央部に向かって外周面の曲率半径が次第に大きくなっていてもよい。 Further, in the belt fixing device of the present invention, the heating member is a fixed sheet heating element having a substantially semicircular side surface, and the sheet heating element has an outer peripheral surface from the end toward the center. The radius of curvature of may gradually increase.

本発明のベルト定着装置によれば、加熱部材が長手方向中央部に向かって次第に膨出した形状をなしているため、加熱部材と定着ローラとの平行度が精度よく確保されていない場合でも、定着ベルトの長手方向中央部において加熱部材との密着性が悪くなることがなく、その結果、定着ベルトの長手方向における温度むらの発生を防止できる。 According to the belt fixing device of the present invention, since the heating member has a shape that gradually bulges toward the central portion in the longitudinal direction, even when the parallelism between the heating member and the fixing roller is not ensured accurately, Adhesiveness with the heating member is not deteriorated in the central portion in the longitudinal direction of the fixing belt, and as a result, occurrence of temperature unevenness in the longitudinal direction of the fixing belt can be prevented.

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるベルト定着装置１０の側面図である。ベルト定着装置１０は、無端状の例えば樹脂フィルムからなる定着ベルト１２を備えている。定着ベルト１２は、ヒータ１４を内蔵した回転可能な金属円筒状の加熱ローラ（加熱部材）１６と、この加熱ローラ１６から所定距離だけ離れて平行に配置された回転可能な円柱状の定着ローラ１８とに掛け渡されている。定着ローラ１８は、外周部に例えばゴムからなる弾性層１８ａを有している。なお、ヒータ１４としては例えばハロゲンヒータランプが好適に用いられ、加熱ローラ１６には例えばアルミ管が好適に用いられる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a side view of a belt fixing device 10 according to an embodiment of the present invention. The belt fixing device 10 includes an endless fixing belt 12 made of, for example, a resin film. The fixing belt 12 includes a rotatable metal cylindrical heating roller (heating member) 16 having a built-in heater 14, and a rotatable columnar fixing roller 18 disposed in parallel at a predetermined distance from the heating roller 16. It is stretched over. The fixing roller 18 has an elastic layer 18a made of, for example, rubber on the outer peripheral portion. For example, a halogen heater lamp is preferably used as the heater 14, and an aluminum tube is preferably used as the heating roller 16, for example.

定着ローラ１８には、定着ベルト１２を介して回転可能な円柱状の加圧ローラ２０が圧接されている。これにより、定着ベルト１２と加圧ローラ２０との接触部が定着ニップ２２になっている。また、加圧ローラ２０が図示しない駆動源によって矢印Ｅ方向に回転駆動されることによって、定着ベルト１２が矢印Ｆ方向に回転するようになっている。 A cylindrical pressure roller 20 that is rotatable via the fixing belt 12 is pressed against the fixing roller 18. Thereby, a contact portion between the fixing belt 12 and the pressure roller 20 is a fixing nip 22. Further, the fixing belt 12 is rotated in the direction of arrow F when the pressure roller 20 is rotationally driven in the direction of arrow E by a driving source (not shown).

加熱ローラ１６には、温度検出のためのサーミスタ２４が接触配置されている。また、加圧ローラ２０にも、温度検出のためのサーミスタ２６が接触配置されている。これらのサーミスタ２４，２６の検出温度に基づいて、加熱ローラ１６のヒータ１４をオン・オフ制御することにより、定着ベルト１２の温度を所定温度に保持できるようになっている。 The heating roller 16 is provided with a thermistor 24 for temperature detection. In addition, a thermistor 26 for temperature detection is also disposed in contact with the pressure roller 20. Based on the detected temperatures of the thermistors 24 and 26, the heater 14 of the heating roller 16 is turned on / off so that the temperature of the fixing belt 12 can be maintained at a predetermined temperature.

前記構成からなるベルト定着装置１０では、加圧ローラ２０が回転駆動されて定着ベルト１２が矢印Ｆ方向に回転するうちに、定着ベルト１２は加熱ローラ１６によって全周にわたって所定の定着温度（例えば１８０℃）に加熱される。 In the belt fixing device 10 having the above-described configuration, the fixing belt 12 is rotated by the heating roller 16 at a predetermined fixing temperature (for example, 180) while the pressure roller 20 is driven to rotate and the fixing belt 12 rotates in the direction of arrow F. ° C).

その後、定着ニップ２２に未定着トナー像Ｔを担持したシートＳが図中下方から導入され、定着ニップ２２を通過する間にトナー像Ｔが加熱溶融してシートＳに定着される。 Thereafter, the sheet S carrying the unfixed toner image T in the fixing nip 22 is introduced from below in the figure, and the toner image T is heated and melted and fixed on the sheet S while passing through the fixing nip 22.

前記ベルト定着装置１０において、加熱ローラ１６を直径が一定の金属円筒で構成した場合、図２に示すように、例えば加熱ローラ１６の一端が矢印Ｇ方向に少し上がっていて他端が矢印Ｈ方向に少し下がった状態で組み付けられていることで、加熱ローラ１６と定着ローラ１８との平行度が精度よく確保されていないときには、定着ベルト１２の長手方向（図２のおいて矢印Ｉ方向）中央部１３において加熱ローラ１６との密着性が悪くなる。これにより、加熱ローラ１６から定着ベルト１２の中央部１３への伝熱効率が他の部分に比べて低下する。その結果、定着ベルト１２の中央領域の温度が比較的低くなって、長手方向における温度むらが発生し、定着ニップ２２の中央領域での定着性が悪化することになる。 In the belt fixing device 10, when the heating roller 16 is formed of a metal cylinder having a constant diameter, as shown in FIG. 2, for example, one end of the heating roller 16 is slightly raised in the arrow G direction and the other end is in the arrow H direction. When the parallelism between the heating roller 16 and the fixing roller 18 is not ensured accurately, the fixing belt 12 is centered in the longitudinal direction (the direction of arrow I in FIG. 2). Adhesiveness with the heating roller 16 in the portion 13 is deteriorated. As a result, the heat transfer efficiency from the heating roller 16 to the central portion 13 of the fixing belt 12 is reduced as compared with other portions. As a result, the temperature of the central region of the fixing belt 12 becomes relatively low, temperature unevenness occurs in the longitudinal direction, and the fixing property in the central region of the fixing nip 22 is deteriorated.

そこで、本実施形態のベルト定着装置１０では、図３に示すように、加熱ローラ１６を長手方向において端部１６ａから中央部１６ｂに向かって次第に外側に膨出した形状に形成している。より具体的には、加熱ローラ１６は、端部１６ａから中央部１６ｂに向かって直径が次第に大きくなったクラウン形状に形成されている。このようにすることで、加熱ローラ１６と定着ローラ１８との平行度が精度よく確保されていない場合でも、定着ベルト１２の長手方向中央部１３において加熱ローラ１６との密着性が悪くなることがなく、その結果、定着ベルト１２の長手方向における温度むらの発生を防止できる。 Therefore, in the belt fixing device 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the heating roller 16 is formed in a shape that gradually bulges outward from the end portion 16a toward the central portion 16b in the longitudinal direction. More specifically, the heating roller 16 is formed in a crown shape whose diameter gradually increases from the end portion 16a toward the central portion 16b. By doing so, even when the parallelism between the heating roller 16 and the fixing roller 18 is not ensured with high accuracy, the adhesiveness with the heating roller 16 at the central portion 13 in the longitudinal direction of the fixing belt 12 may deteriorate. As a result, temperature unevenness in the longitudinal direction of the fixing belt 12 can be prevented.

次に、図４を参照して本発明の別の実施形態のベルト定着装置１１について説明するが、前記ベルト定着装置１０と同一の構成部材については同一符号を付して説明を省略する。 Next, a belt fixing device 11 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

ベルト定着装置１１は、前記ベルト定着装置１０とほぼ同様の構成を備えており、異なるところは、加熱部材として側面が略半円形状をなす回転不能に固定されたヒートプレート（面状発熱体）１７を加熱ローラ１６に代えて用いるとともに、加熱ローラ１６用のサーミスタ２４を無くしている点だけである。ベルト定着装置１１では、定着ベルト１２がヒートプレート１７上を摺動しつつ矢印Ｆ方向に回転することになる。 The belt fixing device 11 has substantially the same configuration as the belt fixing device 10 except that a heat plate (planar heating element) that is fixed to be non-rotatable and has a substantially semicircular side surface as a heating member. 17 is used in place of the heating roller 16 and the thermistor 24 for the heating roller 16 is eliminated. In the belt fixing device 11, the fixing belt 12 rotates in the direction of arrow F while sliding on the heat plate 17.

ヒートプレート１７は、図５に示すように、長手方向において端部１７ａから中央部１７ｂに向かって外周面の曲率半径が次第に大きくなるように構成されている。このように構成することで、前記ベルト定着装置１０の場合と同様に、ヒートプレート１７と定着ローラ１８との平行度が精度よく確保されていない場合でも、定着ベルト１２の長手方向中央部においてヒートプレート１７との密着性が悪くなることがなく、その結果、定着ベルト１２の長手方向における温度むらの発生を防止できる。 As shown in FIG. 5, the heat plate 17 is configured such that the radius of curvature of the outer peripheral surface gradually increases from the end 17a toward the center 17b in the longitudinal direction. With this configuration, as in the case of the belt fixing device 10, even when the parallelism between the heat plate 17 and the fixing roller 18 is not ensured with high accuracy, heat is generated at the center in the longitudinal direction of the fixing belt 12. The adhesion with the plate 17 does not deteriorate, and as a result, the occurrence of temperature unevenness in the longitudinal direction of the fixing belt 12 can be prevented.

なお、ヒートプレート１７は、加熱ローラ１６に比べて剛性が弱いために、定着ベルト１２の張力によって撓みが生じ易く、特に撓みが大きくなる長手方向中央部において定着ベルト１２との密着不良が起こり易い。よって、本発明による効果は、加熱ローラ１６の場合よりもヒートプレート１７の場合の方がより顕著である。 Since the heat plate 17 is less rigid than the heating roller 16, the heat plate 17 is likely to bend due to the tension of the fixing belt 12, and in particular, poor adhesion to the fixing belt 12 is likely to occur in the central portion in the longitudinal direction where the deflection is large. . Therefore, the effect of the present invention is more remarkable in the case of the heat plate 17 than in the case of the heating roller 16.

加熱ローラを用いたベルト定着装置の側面図。The side view of the belt fixing device using a heating roller. 図１のベルト定着装置の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the belt fixing device of FIG. 1. 加熱ローラの斜視図。The perspective view of a heating roller. ヒートプレートを用いたベルト定着装置の側面図。The side view of the belt fixing device using a heat plate. ヒートプレートの斜視図と断面図。The perspective view and sectional drawing of a heat plate. 従来の定着装置の側面図。The side view of the conventional fixing device.

Explanation of symbols

１０，１１…ベルト定着装置
１２…定着ベルト
１４…ヒータ
１６…加熱ローラ（加熱部材）
１７…ヒートプレート（面状発熱体）
１８…定着ローラ
２０…加圧ローラ
２２…定着ニップ
２４，２６…サーミスタ
Ｓ…シート
Ｔ…トナー像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 11 ... Belt fixing apparatus 12 ... Fixing belt 14 ... Heater 16 ... Heating roller (heating member)
17 ... Heat plate (planar heating element)
18 ... Fixing roller 20 ... Pressure roller 22 ... Fixing nips 24, 26 ... Thermistor S ... Sheet T ... Toner image

Claims

An endless fixing belt stretched between a heating member and a rotatable fixing roller;
A rotatable pressure roller pressed against the fixing roller via the fixing belt,
The belt fixing device, wherein the heating member is formed in a shape that gradually bulges outward from an end portion toward a central portion in a longitudinal direction.

The belt fixing device according to claim 1, wherein the heating member is a rotatable heating roller, and the diameter of the heating roller gradually increases from an end portion toward a central portion.

The heating member is a fixed planar heating element having a substantially semicircular side surface, and the curvature radius of the outer circumferential surface of the planar heating element gradually increases from the end toward the center. The belt fixing device according to claim 1.