JP2006133399A - Fixing device, image forming apparatus, and driving method for fixing device - Google Patents

Fixing device, image forming apparatus, and driving method for fixing device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent meandering of a belt in a fixing device of a belt nip system. <P>SOLUTION: The spacing L0 (mm) between projecting meandering regulation members provided on both end sides on an inner peripheral surface of the belt suspended between a plurality of support rollers, the length L1 (mm) in the axial direction of rotation of a first pressing roller arranged on an upstream side in the conveyance direction of a recording medium, and the L2 (mm) in the axial direction of rotation of a second pressing roller arranged on a downstream side in the conveyance direction of the recording medium are so set as to satisfy the relation L0>L2>L1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録紙上の未定着トナー像を接触加熱定着する定着装置、それを備えた画像形成装置、並びに定着装置の駆動方法に関するものである。   The present invention relates to a fixing device that contacts and fixes an unfixed toner image on a recording sheet in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, an image forming apparatus including the same, and a driving method of the fixing device. .

従来、複写装置やプリンター、ファクシミリ装置等の、電子写真方式の画像形成装置(印刷装置)には、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置等が設けられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus (printing apparatus) such as a copying apparatus, a printer, or a facsimile apparatus is provided with a photosensitive drum, a charging device, an exposure device, a developing device, a transfer device, a fixing device, and the like. .

このような画像形成装置では、帯電装置によって帯電させた感光体ドラムの感光面(静電潜像面)に対して、露光装置による露光を行って静電潜像を形成する。そして、形成した静電潜像を現像装置においてトナー(現像材)によって現像し、トナー像(可視像)を生成する。そして、このトナー像を、転写装置によって記録紙(記録材;普通紙やOHP記録紙等の印刷媒体)に転写した後、定着装置によって定着するように設定されている。   In such an image forming apparatus, the exposure surface exposes the photosensitive surface (electrostatic latent image surface) of the photosensitive drum charged by the charging device to form an electrostatic latent image. Then, the formed electrostatic latent image is developed with toner (developer) in a developing device to generate a toner image (visible image). Then, the toner image is set to be fixed by a fixing device after being transferred onto a recording paper (recording material; a printing medium such as plain paper or OHP recording paper) by a transfer device.

定着装置は、加熱や加圧によって記録紙などの記録媒体に対してトナーを定着させるものである。定着装置としては、複数の支持ローラと、各支持ローラに回転可能に張架されたベルト(無端ベルト)と、このベルトに接触してベルトニップを形成する定着ローラとを備え、ベルトニップに未定着トナー像が形成された記録紙を通過させ、ベルトニップにおける圧力と熱エネルギーとによって定着を行う、ベルトニップ方式の定着装置が知られている。   The fixing device fixes toner onto a recording medium such as recording paper by heating or pressing. The fixing device includes a plurality of support rollers, a belt (endless belt) rotatably stretched around each support roller, and a fixing roller that forms a belt nip in contact with the belt. 2. Description of the Related Art A belt nip type fixing device is known in which a recording paper on which a contact toner image is formed is passed and fixing is performed by pressure and thermal energy in the belt nip.

ところが、このようなベルトニップ方式の定着装置には、ベルトを張架している支持ロールの表面形状の不均一、支持ロール間の平行度の不均一、ベルト幅方向におけるベルト周長の不均一、定着ローラとベルトとの圧接力のベルト幅方向のアンバランスなどにより、定着動作中にベルトの位置が不安定になりやすいという問題がある。すなわち、ベルトニップ方式の定着装置は、ベルトが幅方向にずれ動いたり(ベルトの寄り)、ベルトが幅方向に波打ったり(ベルトの波打ち)、記録紙にしわが生じるといった現象が起こりやすいという問題がある。   However, in such a belt nip type fixing device, the surface shape of the support rolls over which the belt is stretched is uneven, the parallelism between the support rolls is not uniform, and the belt circumferential length is not uniform in the belt width direction. There is a problem that the position of the belt is likely to become unstable during the fixing operation due to imbalance in the belt width direction of the pressure contact force between the fixing roller and the belt. That is, the belt nip type fixing device is prone to the phenomenon that the belt is displaced in the width direction (belt shift), the belt is wavy in the width direction (belt undulation), and the recording paper is wrinkled. There is.

そこで、例えば特許文献1には、ベルトの寄りの問題を解決するために、ベルトを3つ以上のロールによって張架し、そのうち何れか1つを変位ロールとし、他の2つまたはそれ以上を固定ロールとし、ベルトニップを固定ロール間で行う技術が記載されている。さらに、変位ロールの軸の一端を、2つの固定ロールの中心軸を焦点とする楕円軌道に沿って変位させることにより、ベルトの波打ちや、しわを防止できることが記載されている。   For this reason, for example, in Patent Document 1, in order to solve the problem of belt misalignment, the belt is stretched by three or more rolls, one of which is a displacement roll, and the other two or more. A technique for setting a fixed roll and performing a belt nip between the fixed rolls is described. Further, it is described that the waviness and wrinkles of the belt can be prevented by displacing one end of the shaft of the displacement roll along an elliptical orbit centering on the central axis of the two fixed rolls.

さらに、特許文献1には、ベルトニップ方式を用いた定着装置において、弾性体を被覆した定着ロールを用いる場合に生じる画像ずれを極力押さえ込むために、圧力ロールの上流側に弾性体で被覆された圧力補助ロールを設ける技術が記載されている。   Further, in Patent Document 1, in a fixing device using a belt nip method, an upstream side of a pressure roll is covered with an elastic body in order to suppress an image shift that occurs when a fixing roll covered with an elastic body is used. Techniques for providing pressure assist rolls are described.

また、例えば、特許文献2には、ベルトの蛇行を防止するために、エンドレスベルトに設けたかみ合せ部分をエンドレスベルトの支持ロールの端部に設けた溝に嵌合し、支持ロール軸方向の蛇行力を抑える技術が記載されている。   Further, for example, in Patent Document 2, in order to prevent the belt from meandering, a meshing portion provided on the endless belt is fitted into a groove provided at the end of the support roll of the endless belt, and the meandering in the axial direction of the support roll is performed. The technology to suppress the force is described.

また、例えば特許文献3には、加熱ベルトと、加熱ベルト内に配置されて加熱ベルトを支持する2本の内方ローラと、加熱ベルトに圧接する加圧ローラとを設け、上記2本の内方ローラのうち、記録材搬送方向の上流側の内方ローラを加熱ローラとし、下流側の内方ローラによって加熱ベルトに回転力を伝達することにより、加熱ベルトをニップ部において牽引するように走行させ、ニップ部における加熱ベルトのたるみ、浮きを防止する技術が記載されている。また、特許文献3には、加熱ベルトに凸部、加圧ローラに係合凹部を設け、両者を係合させることにより、加熱ベルトの蛇行を防止する技術が記載されている。   Further, for example, Patent Document 3 includes a heating belt, two inner rollers that are arranged in the heating belt and support the heating belt, and a pressure roller that presses against the heating belt. Among the two rollers, the inner roller on the upstream side in the recording material conveyance direction is used as a heating roller, and the rotational force is transmitted to the heating belt by the inner roller on the downstream side so that the heating belt is pulled at the nip portion. And a technique for preventing sagging and lifting of the heating belt at the nip portion. Patent Document 3 describes a technique for preventing meandering of the heating belt by providing a convex portion on the heating belt and an engaging concave portion on the pressure roller, and engaging both of them.

また、例えば上記した特許文献1のように、ベルトを支持する支持ロール(変位ロール)の軸の一端を変位させることにより、ベルトの波打ちや、しわを防止する構成では、支持ロールやベルトの磨耗量が増加し、また、磨耗物(粉)がベルト内周面や支持ロールに不均一に付着して摩擦抵抗のばらつきが増加するので、ベルトの軸方向に対する偏りやベルトの破損を招く場合がある。   Further, for example, as described in Patent Document 1 described above, in the configuration in which the end of the shaft of the support roll (displacement roll) that supports the belt is displaced to prevent the belt from wavy or wrinkled, the support roll and the belt are worn. The amount of wear increases, and wear (powder) adheres unevenly to the inner surface of the belt and the support roll, increasing the variation in frictional resistance. This may cause deviations in the belt axial direction and damage to the belt. is there.

そこで、例えば特許文献4には、エンドレスベルトを3本の支持ロールに掛け回し、そのうち2本の支持ロールを、ベルト外周面を加熱定着ロールに圧接させる圧接用支持ロールとし、この圧接用支持ロール間に、ベルト外周面を加熱定着ロールに圧接させる圧力付与部材と、この圧力付与部材の近傍においてベルト内周面に当接し、潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材とを設け、摩擦抵抗を低減することでベルトの寄り力を低減し蛇行を防止する技術が記載されている。
特許第3084692号公報(発行日2000年9月4日) 特開昭60−151678号公報(公開日:1985年8月9日) 特開2000−172103号公報(公開日:2000年6月23日) 特開平11−45018号公報(公開日:1999年2月16日)
Therefore, for example, in Patent Document 4, an endless belt is wound around three support rolls, and two of the support rolls are used as press contact support rolls that press the belt outer peripheral surface against a heat fixing roll. In the meantime, there is provided a pressure applying member that presses the outer peripheral surface of the belt against the heat fixing roll, and a lubricant applying member that contacts the inner peripheral surface of the belt in the vicinity of the pressure applying member and applies a lubricant, thereby reducing frictional resistance. Thus, there is described a technique for reducing the belt offset and preventing meandering.
Japanese Patent No. 3084692 (issued on September 4, 2000) JP 60-151678 A (publication date: August 9, 1985) JP 2000-172103 A (publication date: June 23, 2000) Japanese Patent Laid-Open No. 11-45018 (Publication date: February 16, 1999)

しかしながら、上記特許文献1の技術では、各ローラの構成や位置関係、あるいはプロセス速度(定着処理の速度)等によっては、画像ずれや画像欠損等の画像品質の低下が生じる場合がある。例えば、ベルトが定着ロールに対して、圧力ロールまたは圧力補助ロールによる圧力を付与されずに接触している領域では、記録媒体上のトナー像が定着ロールに付着する場合がある。そして、この付着した部分が記録媒体に対して再接触する位置が、もとの位置とずれていると、画像ずれが生じる場合がある。また、記録媒体を定着ロールから剥離させる際に、トナー像が定着ロールに付着し、画像欠損を生じる場合もある。また、ベルトの張力調整機構、離接機構などを備えていないので、ベルトの張力が常に一定であり、ベルトの蛇行やシワ寄りなどが発生しやすい。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, image quality such as image shift and image loss may occur depending on the configuration and positional relationship of each roller, process speed (fixing processing speed), and the like. For example, the toner image on the recording medium may adhere to the fixing roll in an area where the belt is in contact with the fixing roll without applying pressure by the pressure roll or the auxiliary pressure roll. Then, if the position where the adhered portion re-contacts the recording medium deviates from the original position, image misalignment may occur. Further, when the recording medium is peeled off from the fixing roll, the toner image may adhere to the fixing roll and cause an image defect. Further, since there is no belt tension adjusting mechanism, separation / contact mechanism, etc., the belt tension is always constant, and the belt is likely to meander or wrinkle.

更に、ベルトを支持する支持ロール(変位ロール)の軸の一端を変位させることにより、ベルトの波打ちや、しわを防止する技術では、構造とその制御システムが複雑となる上、装置の大型化を招くという課題がある。   Furthermore, the technology that prevents the wavy and wrinkle of the belt by displacing one end of the shaft of the support roll (displacement roll) that supports the belt complicates the structure and its control system, and increases the size of the apparatus. There is a problem of inviting.

また、特許文献2の技術では、エンドレスベルトに設けたかみ合せ部分が、エンドレスベルトの支持ロールの端部に設けた溝から外れて、支持ロールに乗り上げてしまい、支持ロールもしくはかみ合せ部が破損する場合がある。   Moreover, in the technique of patent document 2, the engagement part provided in the endless belt comes off from the groove | channel provided in the edge part of the support roll of an endless belt, gets on a support roll, and a support roll or a meshing part is damaged. There is a case.

また、特許文献3の技術では、加熱ベルトを加熱ローラに巻きつけているが、このような構成では、ベルトの走行性が低下するという問題がある。すなわち、加熱ローラは加熱による変形量が他のローラに比べて大きく、それによって加熱ベルトが懸架される他のローラとの平行度がずれることなどによって、ベルトが蛇行するといった走行不良を引き起こす場合がある。また、加熱ベルトに設けた凸部が、加圧ローラの係合凹部を乗り越えてしまい、加圧ローラや加熱ローラもしくはベルトに設けた凸部、あるいはベルト自身が破損する場合もある。   Moreover, in the technique of patent document 3, although a heating belt is wound around a heating roller, in such a structure, there exists a problem that the driveability of a belt falls. That is, the heating roller has a larger deformation amount than the other rollers, and this may cause a running failure such as the belt meandering due to a deviation in parallelism with the other roller on which the heating belt is suspended. is there. In addition, the convex portion provided on the heating belt may get over the engaging concave portion of the pressure roller, and the convex portion provided on the pressure roller, the heating roller or the belt, or the belt itself may be damaged.

また、特許文献4の技術では、潤滑剤塗布部材が、高温高圧条件となる圧力付与部材の近傍に配置されているので、長期にわたって潤滑剤の安定供給をすることが困難であるという問題がある。また、ベルト内面に塗布する潤滑剤の塗布量が多すぎたり、潤滑剤がベルト外周面に回りこんだりすると、ベルトがスリップする場合がある。   Moreover, in the technique of patent document 4, since the lubricant application member is arrange | positioned in the vicinity of the pressure provision member used as high temperature / high pressure conditions, there exists a problem that it is difficult to supply a lubricant stably over a long period of time. . In addition, if the amount of lubricant applied to the inner surface of the belt is too large, or if the lubricant wraps around the outer peripheral surface of the belt, the belt may slip.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ベルトニップ方式の定着装置において、ベルトの蛇行を適切に防止すること、および、ベルトの長寿命化を図ることにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to appropriately prevent the meandering of the belt and extend the life of the belt in the belt nip type fixing device. is there.

本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置であって、上記ベルトは、懸架された際に上記各支持ローラと当接する内周面における上記各支持ローラの回転軸方向の両端側に、当該ベルトにおける上記各支持ローラとの当接面に対して略垂直な方向に突出する蛇行規制部材を有し、上記ベルトの両端側に設けられた蛇行規制部材同士の間隔L0(mm)と、上記記録媒体の搬送方向の上流側において上記加熱ローラと上記ベルトとを圧接させる第1押圧ローラにおける当該第1押圧ローラの回転軸方向の長さL1(mm)と、上記記録媒体の搬送方向の下流側において上記加熱ローラと上記ベルトとを圧接させる第2押圧ローラにおける当該第2押圧ローラの回転軸方向の長さL2(mm)とが、L0>L2>L1の関係を満たしており、上記蛇行規制部材は、上記第2押圧ローラの回転軸方向の端部に当接することで、上記ベルトの蛇行を防止することを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the fixing device of the present invention includes a heating roller that is heated to a predetermined temperature, a belt that contacts the part of the heating roller, and a plurality of belts on which the belt is suspended. And two of the plurality of support rollers are used as pressure rollers that press both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller to the heating roller. A fixing device for fixing an unfixed toner image formed on a recording medium by passing the recording medium between the belt and the belt, wherein the belt is in contact with the support rollers when suspended. A meandering restricting member that protrudes in a direction substantially perpendicular to the contact surface of the belt with each of the support rollers on both ends of the circumferential surface of the support roller in the rotation axis direction; The distance L0 (mm) between the meandering restricting members provided on both ends of the recording belt and the first pressing roller in the first pressing roller that presses the heating roller and the belt on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium. The length L1 (mm) of the roller in the rotation axis direction and the length of the second pressure roller in the rotation axis direction of the second pressure roller that presses the heating roller and the belt downstream in the conveyance direction of the recording medium. L2 (mm) satisfies the relationship L0> L2> L1, and the meandering restricting member abuts against the end of the second pressing roller in the rotation axis direction, thereby preventing meandering of the belt. It is characterized by doing.

一般に、複数の支持ローラによってベルトを懸架する場合、各支持ローラの回転軸の平行度が微妙に異なるなどの理由により、ベルトが蛇行してしまうという課題がある。そして、この課題を解決するために、ベルト端部に凸部を設け、そのベルトが懸架されるローラに、上記ベルト端部の凸部と係合する凹部を設ける技術が、例えば上記した特許文献2や特許文献3に記載されている。しかしながら、これらの技術では、ベルト端部に設けた凸部が懸架ローラの凹部を乗り越え、ベルト走行不良を起こすという課題があった。   In general, when a belt is suspended by a plurality of support rollers, there is a problem that the belt meanders because the parallelism of the rotation shafts of the support rollers is slightly different. In order to solve this problem, a technique in which a convex portion is provided at the belt end portion and a concave portion that engages with the convex portion at the belt end portion is provided on the roller on which the belt is suspended is described in, for example, the above-described patent document. 2 and Patent Document 3. However, these techniques have a problem in that the convex portion provided at the end of the belt passes over the concave portion of the suspension roller, causing belt running failure.

これに対して、上記の構成によれば、ベルトの両端部に設けた蛇行規制部材が、加熱ローラとの間で定着ニップ部を形成する押圧ローラのうち、記録媒体の搬送方向の下流側に位置する押圧ローラの回転軸方向の端部に当接することによって、ベルトの蛇行を防止する。これにより、ベルトに設けた蛇行規制部材が、支持ローラに乗り上げるといった問題を防止することができ、支持ローラへの蛇行規制部材の乗り上げによる支持ローラあるいは加熱ローラの破損を防止することができる。   On the other hand, according to the above configuration, the meandering restricting members provided at both ends of the belt are arranged on the downstream side in the recording medium conveyance direction among the pressing rollers that form the fixing nip portion with the heating roller. The belt meandering is prevented by coming into contact with the end of the pressing roller positioned in the rotational axis direction. Thereby, the problem that the meandering restricting member provided on the belt runs on the support roller can be prevented, and the support roller or the heating roller due to the meandering restricting member riding on the support roller can be prevented.

また上記各蛇行規制部材は、上記ベルトの内周面に全周に渡って設けられていてもよい。この場合、上記各支持ローラに沿って上記ベルトが回転するときに、当該回転方向の位置によらず、常に安定した蛇行防止効果を得ることができる。   The meandering restricting members may be provided on the inner peripheral surface of the belt over the entire circumference. In this case, when the belt rotates along the support rollers, a stable meandering prevention effect can be obtained regardless of the position in the rotation direction.

また、上記蛇行規制部材同士の間隔L0(mm)と、上記第2押圧ローラの回転軸方向の長さL2(mm)とを、4mm>L0−L1>2mmとしてもよい。   Further, the interval L0 (mm) between the meandering regulating members and the length L2 (mm) in the rotation axis direction of the second pressing roller may be 4 mm> L0-L1> 2 mm.

上記の構成によれば、例えば、加熱ローラからの熱によって、上記ベルトあるいは上記押圧ローラが熱変形した場合でも、上記蛇行規制部材と上記押圧ローラの端部との間隔を適切に保つことができる。したがって、上記ベルトが蛇行しようとすることなく正常に走行している場合には上記蛇行規制部材と上記押圧ローラとが接触しないので、両者の間に摩擦力が生じることがなく、上記ベルトおよび上記押圧ローラの長寿命化を図ることができる。一方、上記ベルトが蛇行しようとすると、上記蛇行規制部材と上記押圧ローラの端部とが当接し、それによって上記ベルトの蛇行を適切に規制することができる。   According to the above configuration, for example, even when the belt or the pressing roller is thermally deformed by heat from the heating roller, the interval between the meandering restriction member and the end of the pressing roller can be appropriately maintained. . Therefore, when the belt is running normally without trying to meander, the meandering restricting member and the pressing roller do not come into contact with each other, so that no frictional force is generated between them. The life of the pressing roller can be extended. On the other hand, when the belt tries to meander, the meandering restricting member and the end of the pressing roller come into contact with each other, thereby properly regulating the meandering of the belt.

本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置であって、上記ベルトにおける上記加熱ローラから離れた位置において上記ベルトの内周面に潤滑剤を塗布する、潤滑剤塗布手段を備えていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the fixing device of the present invention includes a heating roller that is heated to a predetermined temperature, a belt that contacts the part of the heating roller, and a plurality of belts on which the belt is suspended. And two of the plurality of support rollers are used as pressure rollers that press both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller to the heating roller. A fixing device for fixing an unfixed toner image formed on a recording medium by passing the recording medium between the belt and an inner peripheral surface of the belt at a position away from the heating roller in the belt It is characterized by having a lubricant application means for applying a lubricant to

一般に、ベルトを複数の支持ローラで懸架した定着装置は、ベルトが回転中(走行中)に蛇行するという問題がある。そのため、ベルト内面に潤滑剤を塗布することによって蛇行の原因である寄り力を低減し、そのような問題を改善する方法が提案されている。しかしながら、ベルト内面に潤滑剤を塗布する場合、塗布量が多すぎると、ベルトの外周面に潤滑剤が回り込むなどして、ベルトがスリップする原因となる。ところが、加熱ローラに近い位置でベルトに潤滑剤を供給する構成の場合、高温高圧の条件下であるため、長期にわたって潤滑剤を安定供給することが困難であり、潤滑剤の過不足が生じてしまう。   Generally, a fixing device in which a belt is suspended by a plurality of support rollers has a problem that the belt meanders while the belt is rotating (running). For this reason, a method has been proposed in which the slip force that causes meandering is reduced by applying a lubricant to the inner surface of the belt to improve such a problem. However, when the lubricant is applied to the inner surface of the belt, if the amount of application is too large, the lubricant may wrap around the outer peripheral surface of the belt and cause the belt to slip. However, in the case of the configuration in which the lubricant is supplied to the belt at a position close to the heating roller, it is difficult to stably supply the lubricant over a long period of time because of the high temperature and high pressure conditions, resulting in excessive or insufficient lubricant. End up.

これに対して、上記の構成によれば、加熱ローラから離れた位置で潤滑剤を塗布することにより、周囲温度が低い位置で潤滑剤を塗布できる。このため、潤滑剤の塗布量を安定させ、適正量の潤滑剤をベルトの内周面に供給することができる。   On the other hand, according to said structure, a lubricant can be apply | coated in the position where ambient temperature is low by apply | coating a lubricant in the position away from the heating roller. For this reason, the amount of lubricant applied can be stabilized, and an appropriate amount of lubricant can be supplied to the inner peripheral surface of the belt.

また、上記複数の支持ローラのうち少なくとも1つは、上記ベルトとの当接面が多孔質層で形成されており、上記多孔質層に含浸された潤滑剤を上記ベルトの内周面に塗布する潤滑剤塗布手段として機能する構成としてもよい。   In addition, at least one of the plurality of support rollers has a contact surface with the belt formed of a porous layer, and a lubricant impregnated in the porous layer is applied to the inner peripheral surface of the belt. It is good also as a structure which functions as a lubricant application means.

上記の構成によれば、上記支持ローラに形成された多孔質層に潤滑剤を含浸させ、潤滑剤を含浸させた多孔質層にベルトを当接させることによってベルトの内周面に潤滑剤を供給する。これにより、ベルトの内周面に適当な量の潤滑剤を塗布できる。   According to the above configuration, the lubricant is impregnated on the inner peripheral surface of the belt by impregnating the porous layer formed on the support roller with the lubricant and bringing the belt into contact with the porous layer impregnated with the lubricant. Supply. Thereby, an appropriate amount of lubricant can be applied to the inner peripheral surface of the belt.

また、上記潤滑剤塗布手段として機能する支持ローラは、表面に多数の穴が設けられた中空構造の芯材と、上記芯材に被覆された上記多孔質層とからなり、上記芯材に設けられた多数の穴を介して上記多孔質層に潤滑剤を含浸させる構成としてもよい。   The support roller functioning as the lubricant application means comprises a hollow core material provided with a number of holes on the surface and the porous layer covered with the core material, and is provided on the core material. The porous layer may be impregnated with a lubricant through a large number of holes.

上記の構成によれば、上記芯材内に保有されている潤滑剤を上記多数の穴を介して上記多孔質層に含浸させる。これにより、上記多孔質層に潤滑剤を安定して供給することができる。   According to the above configuration, the porous layer is impregnated with the lubricant retained in the core material through the numerous holes. Thereby, a lubricant can be stably supplied to the porous layer.

また、上記多孔質層に、当該多孔質層を備えてなる支持ローラの回転軸方向に沿って略一様に当接し、上記多孔質層の潤滑剤含浸状態を平滑化する平滑手段を備えた構成としてもよい。   In addition, the porous layer is provided with a smoothing means that makes contact with the porous layer substantially uniformly along the rotation axis direction of the support roller provided with the porous layer, and smoothes the state of the porous layer impregnated with the lubricant. It is good also as a structure.

上記の構成によれば、上記多孔質層の潤滑剤含浸状態を平滑化することができ、上記ベルトの内周面に潤滑剤を均等に塗布することができる。   According to said structure, the lubricant impregnation state of the said porous layer can be smooth | blunted, and a lubricant can be apply | coated uniformly to the internal peripheral surface of the said belt.

また、上記潤滑剤塗布手段として機能する支持ローラは、上記ベルトにおける重力作用方向の最も下側となる位置を支持しており、上記ベルトにおける上記支持ローラの回転軸方向の長さは、上記支持ローラの回転軸方向の長さよりも長く、かつ、上記ベルトの内周面における上記支持ローラの回転軸方向の両端部に、上記ベルトにおける上記支持ローラとの当接面に対して略垂直な方向に突出する潤滑剤流出防止部材を備えている構成としてもよい。   Further, the support roller functioning as the lubricant application means supports the position on the lowermost side of the belt in the direction of gravity action, and the length of the support roller in the rotational axis direction of the belt is the support length. A direction that is longer than the length of the roller in the rotation axis direction and substantially perpendicular to the contact surface of the belt with the support roller at both ends of the support roller on the inner peripheral surface of the belt in the rotation axis direction It is good also as a structure provided with the lubricant outflow prevention member which protrudes.

上記の構成によれば、上記多孔質層に含浸された潤滑剤が外部に流出することを抑制・防止できる。すなわち、上記多孔質層に含浸された潤滑剤が外部に流出しようとしても、上記ベルトの両端部に設けられた潤滑剤流出防止部材によって堰き止め、外部に流出することを抑制・防止できる。   According to the above configuration, the lubricant impregnated in the porous layer can be suppressed / prevented from flowing out. That is, even if the lubricant impregnated in the porous layer is about to flow out, the lubricant outflow prevention members provided at both ends of the belt can be blocked and prevented from flowing out.

本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置であって、定着動作を行わないときに、上記複数の支持ローラに懸架された上記ベルトの張力を緩和させることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the fixing device of the present invention includes a heating roller that is heated to a predetermined temperature, a belt that contacts the part of the heating roller, and a plurality of belts on which the belt is suspended. And two of the plurality of support rollers are used as pressure rollers that press both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller to the heating roller. A fixing device that fixes an unfixed toner image formed on a recording medium by passing the recording medium between the belt and a belt, and is suspended by the plurality of support rollers when a fixing operation is not performed. It is characterized by relieving the tension of the belt.

上記の構成によれば、上記ベルトに常時張力がかかることによって巻癖がつくことを防止できるので、巻癖によってベルトに生じる寄り力を低減することができる。これにより、上記ベルトにかかる負荷を低減できる。また、巻癖によるベルト周方向の部分的な寄り方向と寄り力の変化を防止でき、走行性がよくなる。また、上記ベルトに上記蛇行規制部材を設ける場合には、当該蛇行規制部材および上記第2ニップ部を形成する押圧ローラにかかる負荷を低減できる。したがって、上記ベルトおよび上記押圧ローラの長寿命化を実現できる。   According to the above configuration, it is possible to prevent the winding belt from being formed by constantly applying tension to the belt, and thus it is possible to reduce the shifting force generated on the belt by the winding rod. Thereby, the load concerning the said belt can be reduced. Further, it is possible to prevent a change in the partial shift direction and the shift force in the belt circumferential direction due to the winding rod, and the running performance is improved. In addition, when the meandering restriction member is provided on the belt, it is possible to reduce the load applied to the meandering restriction member and the pressure roller that forms the second nip portion. Therefore, the life of the belt and the pressure roller can be extended.

また、上記各支持ローラの相対位置を変化させることによって、上記ベルトの張力を緩和する構成としてもよい。この場合、簡便な構成で上記張力緩和手段を実現できる。   Moreover, it is good also as a structure which relieve | moderates the tension | tensile_strength of the said belt by changing the relative position of each said support roller. In this case, the tension relaxation means can be realized with a simple configuration.

本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置であって、定着動作を行わないときに、上記ベルトを上記加熱ローラから離接させることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the fixing device of the present invention includes a heating roller that is heated to a predetermined temperature, a belt that contacts the part of the heating roller, and a plurality of belts on which the belt is suspended. And two of the plurality of support rollers are used as pressure rollers that press both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller to the heating roller. A fixing device for fixing an unfixed toner image formed on a recording medium by passing the recording medium between the belt and the belt, and when the fixing operation is not performed, the belt is separated from the heating roller. It is characterized by letting.

上記の構成によれば、定着動作を行わないときにベルトを加熱ローラから離接させることにより、ベルトおよびベルトに備えられる蛇行防止部材に作用する寄り力を低減できる。すなわち、ベルトを加熱ローラに対して常時巻付けた状態で回転させる場合、ベルトに作用する寄り力は常に最大となる。そのため、ベルトおよびベルトに設けた蛇行防止部材には、常時最大負荷がかかる。このことが、ベルト寿命を短くする要因の一つとなっていた。そこで、上記構成のように、ベルトを離接式とすることにより、ベルトにかかる負荷を低減し、ベルトの長寿命化を図ることができる。   According to the above configuration, by moving the belt away from the heating roller when the fixing operation is not performed, the shifting force acting on the belt and the meandering prevention member provided in the belt can be reduced. That is, when the belt is rotated while being always wound around the heating roller, the offset force acting on the belt is always maximized. Therefore, a maximum load is always applied to the belt and the meandering prevention member provided on the belt. This was one of the factors that shortened the belt life. Therefore, as described above, by making the belt detachable, the load on the belt can be reduced and the life of the belt can be extended.

また、上記支持ローラを回転させる回転駆動手段と、上記記録媒体の搬送方向の上流側において上記加熱ローラと上記ベルトとが圧接する第1ニップ部を形成する押圧ローラを移動させて上記第1ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接または離接させる第1離接手段と、上記記録媒体の搬送方向の下流側において上記加熱ローラと上記ベルトとが圧接する第2ニップを形成する押圧ローラを移動させて上記第2ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接または離接させる第2離接手段と、上記回転駆動手段および上記第1離接手段および上記第2離接手段の動作を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、定着動作を行う際に、上記第2離接手段によって上記第2ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接させる第1の処理と、上記第1の処理の後、上記回転駆動手段によって上記支持ローラを回転させ、上記ベルトを上記各支持ローラに沿って回転させる第2の処理と、上記第2の処理の後、上記ベルトを回転させた状態で、上記第1ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接させる第3の処理と、を行う構成としてもよい。
In addition, a rotation driving unit that rotates the support roller and a pressure roller that forms a first nip portion where the heating roller and the belt are in pressure contact with each other on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium are moved to move the first nip. A first separation / contact means for bringing the belt into contact with or separated from the heating roller, and a pressure roller forming a second nip where the heating roller and the belt are in pressure contact with each other on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium The second separation / contact means for moving the belt at the second nip portion to contact or separate the belt from the heating roller, and the operation of the rotation drive means, the first separation / contact means, and the second separation / contact means Control means for controlling
The control means, when performing the fixing operation, the first process of bringing the belt into contact with the heating roller at the second nip portion by the second separating / contacting means, and after the first process, A second process of rotating the support roller by a rotation driving means to rotate the belt along each of the support rollers, and after the second process, the first nip is rotated with the belt rotated. It is good also as a structure which performs the 3rd process which makes the said belt contact | abut the said heating roller in a part.

上記の構成によれば、ベルトを第2ニップ部において加熱ローラに当接させた後、ベルトを回転させ、ベルトが回転している状態で第1ニップ部においてベルトを加熱ローラに当接させる。これにより、加熱ローラに対するベルトの巻き付き部において、ベルトにたるみやしわが発生することを防止できる。したがって、ベルトの走行性(回転性)を安定させることができる。   According to the above configuration, after the belt is brought into contact with the heating roller in the second nip portion, the belt is rotated, and the belt is brought into contact with the heating roller in the first nip portion while the belt is rotating. As a result, it is possible to prevent the belt from sagging or wrinkling at the portion where the belt is wound around the heating roller. Therefore, the running property (rotation property) of the belt can be stabilized.

つまり、加熱ローラに対してベルトを巻き付かせる動作時において、第1ニップ部を形成する押圧ローラおよび第2ニップ部を形成する押圧ローラを定着ローラ41に同時に当接させる場合、あるいはベルトに張力を与え、タルミを巻き取りながら巻き付かせない場合は、第1ニップ部および第2ニップ部がベルト位置の拘束点となり、その間に懸架されたベルト部分にしわやたるみが発生しやすくなる。そして、そのようなしわやたるみがある状態でベルトを回転させると、ベルト走行性の悪化やベルト割れの原因となる。これに対して、上記構成の順序でベルトを加熱ローラに当接させて、ベルトを加熱ローラに巻き付かせることにより、ベルトのたるみやしわの発生を防止し、ベルトの走行性を安定させることができる。   That is, when the belt is wound around the heating roller, the pressing roller that forms the first nip portion and the pressing roller that forms the second nip portion are simultaneously brought into contact with the fixing roller 41, or the belt is tensioned. In the case where it is not possible to wind the tarmi while winding it, the first nip portion and the second nip portion serve as a restraint point of the belt position, and wrinkles and sagging tend to occur in the belt portion suspended therebetween. If the belt is rotated in a state where there is such wrinkles or sagging, belt running performance is deteriorated and the belt is cracked. On the other hand, by causing the belt to contact the heating roller in the order of the above configuration and winding the belt around the heating roller, it is possible to prevent the belt from sagging and wrinkles and stabilize the running performance of the belt. Can do.

また、上記支持ローラを回転させる回転駆動手段と、上記記録媒体の搬送方向の上流側において上記加熱ローラと上記ベルトとが圧接する第1ニップ部第1ニップを形成する押圧ローラを移動させて上記第1ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接または離接させる第1離接手段と、上記記録媒体の搬送方向の下流側において上記加熱ローラと上記ベルトとが圧接する第2ニップを形成する押圧ローラを移動させて上記第2ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接または離接させる第2離接手段と、上記回転駆動手段および上記第1離接手段および上記第2離接手段の動作を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、定着動作を停止する際に、上記ベルトを回転させた状態で、上記第1ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラから離接させる第4の処理と、上記第4の処理の後、上記回転駆動手段によって上記支持ローラの回転を停止させ、上記ベルトの回転を停止させる第5の処理と、上記第5の処理の後、上記第2離接手段によって上記第2ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラから離接させる第6の処理と、を行う構成としてもよい。   Further, the rotation driving means for rotating the support roller, and the pressing roller forming the first nip portion first nip where the heating roller and the belt are pressed against each other on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium are moved to A first separation / contact means for contacting or separating the belt from the heating roller at the first nip portion, and a second nip where the heating roller and the belt are pressed against each other on the downstream side in the recording medium conveyance direction are formed. A second separating / contacting means for moving the pressing roller to contact or separate the belt from the heating roller at the second nip portion, the rotation driving means, the first separating / contacting means, and the second separating / contacting means. Control means for controlling the operation of the means, and the control means rotates the belt and stops the belt at the first nip portion when stopping the fixing operation. A fourth process for separating the belt from the heating roller, and a fifth process for stopping the rotation of the belt by stopping the rotation of the support roller by the rotation driving means after the fourth process, After the fifth process, the second process may be configured to perform a sixth process in which the belt is separated from the heating roller at the second nip portion by the second separation unit.

上記の構成によれば、ベルトを回転させた状態で、第1ニップ部においてベルトを加熱ローラから離接させた後、ベルトの回転を停止させ、その後、第2ニップ部においてベルトを加熱ローラから離接させる。これにより、上記した定着動作時にベルトが加熱ローラに当接していない状態から当接状態に移行する場合と同様、加熱ローラに対するベルトの巻き付き部におけるベルトのたるみやしわの発生を防止することができ、ベルトの走行性を安定させることができる。   According to the above configuration, with the belt rotated, the belt is separated from the heating roller at the first nip portion, and then the rotation of the belt is stopped. Thereafter, the belt is removed from the heating roller at the second nip portion. Separate. As a result, as in the case where the belt is not in contact with the heating roller during the fixing operation described above, the belt can be prevented from sagging or wrinkling at the belt winding portion with respect to the heating roller. The running performance of the belt can be stabilized.

また、上記制御手段は、定着動作を行う際、上記第1の処理より前に、上記回転駆動手段によって上記支持ローラを定着動作時の速度よりも遅い速度で回転させた状態で、ウォームアップ動作を行ってもよい。   Further, when performing the fixing operation, the control unit performs a warm-up operation in a state in which the support roller is rotated at a speed slower than the speed at the time of the fixing operation by the rotation driving unit before the first processing. May be performed.

上記の構成によれば、ベルトが加熱ローラから離接した状態で、かつ、ベルトを定着動作時の回転速度より遅い速度で回転させながらウォームアップ動作を行うことができる。この場合、ベルトと当接するローラの数が定着動作時よりも減るため、ベルトに作用する寄り力が低下し、ベルトおよびベルトに設けられた蛇行防止部材に作用する力を減少させることができる。また、ベルトを、定着動作時の速度(定着処理速度)より遅い速度で回転させることで、寄り力をさらに低減させることができる。   According to the above configuration, the warm-up operation can be performed while the belt is separated from the heating roller and the belt is rotated at a speed slower than the rotation speed during the fixing operation. In this case, since the number of rollers in contact with the belt is smaller than that during the fixing operation, the shifting force acting on the belt is reduced, and the force acting on the belt and the meandering prevention member provided on the belt can be reduced. Further, the shifting force can be further reduced by rotating the belt at a speed slower than the speed during the fixing operation (fixing processing speed).

本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決するために、上記したいずれかの画像形成装置を備えている。このため、上記した各画像形成装置と同様の効果を奏する。   In order to solve the above problems, an image forming apparatus of the present invention includes any one of the above-described image forming apparatuses. For this reason, the same effects as those of the image forming apparatuses described above can be obtained.

本発明の定着装置の駆動方法は、上記の課題を解決するために、所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置の駆動方法であって、定着動作を行わないときに、上記ベルトを上記加熱ローラから離接させることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, the fixing device driving method of the present invention includes a heating roller that is heated to a predetermined temperature, a belt that contacts the part of the heating roller so as to be wound, and the belt is suspended. A plurality of support rollers, and two of the plurality of support rollers are used as pressure rollers that press both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller to the heating roller. A fixing device driving method for fixing an unfixed toner image formed on a recording medium by passing the recording medium between a roller and the belt, and when the fixing operation is not performed, It is characterized by being separated from the heating roller.

上記の方法によれば、定着動作を行わないときにベルトを加熱ローラから離接させることにより、ベルトおよびベルトに備えられる蛇行防止部材に作用する寄り力を低減できる。すなわち、ベルトを加熱ローラに対して常時巻付けた状態で回転させる場合、ベルトに作用する寄り力は常に最大となる。そのため、ベルトおよびベルトに設けた蛇行防止部材には、常時最大負荷がかかる。このことが、ベルト寿命を短くする要因の一つとなっていた。そこで、上記構成のように、ベルトを離接式とすることにより、ベルトにかかる負荷を低減し、ベルトの長寿命化を図ることができる。   According to the above method, by moving the belt away from the heating roller when the fixing operation is not performed, it is possible to reduce the shifting force acting on the belt and the meandering prevention member provided on the belt. That is, when the belt is rotated while being always wound around the heating roller, the offset force acting on the belt is always maximized. Therefore, a maximum load is always applied to the belt and the meandering prevention member provided on the belt. This was one of the factors that shortened the belt life. Therefore, as described above, by making the belt detachable, the load on the belt can be reduced and the life of the belt can be extended.

また、定着動作を行う際に、上記記録媒体の搬送方向の下流側に備えられる上記押圧ローラによって上記ベルトを上記加熱ローラに当接させる第1の工程と、上記第1の工程の後、上記ベルトを上記各支持ローラに沿って回転させる第2の工程と、上記第2の工程の後、上記ベルトを回転させた状態で、上記記録媒体の搬送方向の上流側に備えられる上記押圧ローラによって上記ベルトを上記加熱ローラに当接させる第3の工程と、を行うようにしてもよい。   Further, when performing the fixing operation, a first step of bringing the belt into contact with the heating roller by the pressing roller provided on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium, and after the first step, A second step of rotating the belt along each of the support rollers; and after the second step, the belt is rotated by the pressing roller provided on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium. And a third step of bringing the belt into contact with the heating roller.

上記の方法によれば、ベルトを記録媒体の搬送方向下流側の圧接部(第1ニップ部)において加熱ローラに当接させた後、ベルトを回転させ、ベルトが回転している状態で記録媒体の搬送方向上流側の圧接部(第2ニップ部)においてベルトを加熱ローラに当接させる。これにより、加熱ローラに対するベルトの巻き付き部において、ベルトにたるみやしわが発生することを防止できる。したがって、ベルトの走行性(回転性)を安定させることができる。   According to the above method, after the belt is brought into contact with the heating roller at the pressure contact portion (first nip portion) on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium, the belt is rotated and the recording medium is rotated. The belt is brought into contact with the heating roller at the pressure contact portion (second nip portion) on the upstream side in the transport direction. As a result, it is possible to prevent the belt from sagging or wrinkling at the portion where the belt is wound around the heating roller. Therefore, the running property (rotation property) of the belt can be stabilized.

つまり、加熱ローラに対してベルトを巻き付かせる動作時において、第1ニップ部を形成する押圧ローラおよび第2ニップ部を形成する押圧ローラを定着ローラ41に同時に当接させる場合、あるいはベルトに張力を与え、タルミを巻き取りながら巻き付かせない場合はと、第1ニップ部および第2ニップ部がベルト位置の拘束点となり、その間に懸架されたベルト部分にしわやたるみが発生しやすくなる。そして、そのようなしわやたるみがある状態でベルトを回転させると、ベルト走行性の悪化やベルト割れの原因となる。これに対して、上記構成の順序でベルトを加熱ローラに当接させて、ベルトを加熱ローラに巻き付かせることにより、ベルトのたるみやしわの発生を防止し、ベルトの走行性を安定させることができる。   That is, when the belt is wound around the heating roller, the pressing roller that forms the first nip portion and the pressing roller that forms the second nip portion are simultaneously brought into contact with the fixing roller 41, or the belt is tensioned. In the case where the nip is not wound while winding up the tarmi, the first nip portion and the second nip portion serve as a restraint point of the belt position, and wrinkles and sagging tend to occur in the belt portion suspended therebetween. If the belt is rotated in a state where there is such wrinkles or sagging, belt running performance is deteriorated and the belt is cracked. On the other hand, by causing the belt to contact the heating roller in the order of the above configuration and winding the belt around the heating roller, it is possible to prevent the belt from sagging and wrinkles and stabilize the running performance of the belt. Can do.

また、ベルトのタワミを巻き取りながら加熱ローラに当接させるために、第1ニップを構成する押圧ローラを当接させたあと、第2ニップを構成する押圧ローラを回転させながら加熱ローラに当接させるような手順をとってもよい。   Further, in order to make the belt contact with the heating roller while winding up the belt, after contacting the pressure roller constituting the first nip, contact the heating roller while rotating the pressure roller constituting the second nip. You may take the procedure to make it.

また、定着動作を停止する際に、上記ベルトを回転させた状態で、上記記録媒体の搬送方向の上流側に備えられる上記押圧ローラを移動させて、当該押圧ローラによって圧接されていた上記ベルトの一部を上記加熱ローラから離接させる第4の工程と、上記第4の工程の後、上記ベルトの回転を停止させる第5の工程と、上記第5の工程の後、記記録媒体の搬送方向の下流側に備えられる上記押圧ローラを移動させて、当該押圧ローラによって圧接されていた上記ベルトの一部を上記加熱ローラから離接させる第6の工程と、を行うようにしてもよい。   Further, when the fixing operation is stopped, in a state where the belt is rotated, the pressure roller provided on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium is moved to move the belt pressed by the pressure roller. A fourth step in which a part is separated from the heating roller, a fifth step in which the rotation of the belt is stopped after the fourth step, and a conveyance of the recording medium after the fifth step. And a sixth step of moving the pressing roller provided on the downstream side in the direction so that a part of the belt pressed by the pressing roller is separated from the heating roller.

上記の方法によれば、ベルトを回転させた状態で、記録媒体の搬送方向上流側の圧接部においてベルトを加熱ローラから離接させた後、ベルトの回転を停止させ、その後、記録媒体の搬送方向下流側の圧接部においてベルトを加熱ローラから離接させる。これにより、上記した定着動作時に、ベルトが加熱ローラに当接していない状態から当接状態に移行する場合と同様、加熱ローラに対するベルトの巻き付き部におけるベルトのたるみやしわの発生を防止することができ、ベルトの走行性を安定させることができる。   According to the above method, after the belt is rotated, the belt is separated from the heating roller at the pressure contact portion on the upstream side in the recording medium conveyance direction, and then the rotation of the belt is stopped, and then the recording medium is conveyed. The belt is separated from the heating roller at the pressure contact portion on the downstream side in the direction. As a result, during the fixing operation described above, it is possible to prevent the belt from sagging or wrinkling at the belt wrapping portion with respect to the heating roller, as in the case where the belt is not in contact with the heating roller and transitions to the contact state. And the running performance of the belt can be stabilized.

また、上記制御手段は、定着動作を行う際、上記第1の工程より前に、上記回転駆動手段によって上記支持ローラを定着動作時の速度よりも遅い速度で回転させた状態で、ウォームアップ動作を行ってもよい。   In addition, when performing the fixing operation, the control unit performs a warm-up operation in a state where the support roller is rotated at a speed slower than the speed during the fixing operation by the rotation driving unit before the first step. May be performed.

上記の構成によれば、ベルトが加熱ローラから離接した状態で、かつ、ベルトを定着動作時の回転速度より遅い速度で回転させながらウォームアップ動作を行うことができる。この場合、ベルトと当接するローラの数が定着動作時よりも減るため、ベルトに作用する寄り力が低下し、ベルトおよびベルトに設けられた蛇行防止部材に作用する力を減少させることができる。また、ベルトを、定着動作時の速度(定着処理速度)より遅い速度で回転させることで、寄り力をさらに低減させることができる。   According to the above configuration, the warm-up operation can be performed while the belt is separated from the heating roller and the belt is rotated at a speed slower than the rotation speed during the fixing operation. In this case, since the number of rollers in contact with the belt is smaller than that during the fixing operation, the shifting force acting on the belt is reduced, and the force acting on the belt and the meandering prevention member provided on the belt can be reduced. Further, the shifting force can be further reduced by rotating the belt at a speed slower than the speed during the fixing operation (fixing processing speed).

本発明の定着装置は、上記ベルトが、懸架された際に上記各支持ローラと当接する内周面における上記各支持ローラの回転軸方向の両端側に、当該ベルトにおける上記各支持ローラとの当接面に対して略垂直な方向に突出する蛇行規制部材を有し、上記ベルトの両端側に設けられた蛇行規制部材同士の間隔L0(mm)と、上記記録媒体の搬送方向の上流側において上記加熱ローラと上記ベルトとを圧接させる第1押圧ローラにおける当該第1押圧ローラの回転軸方向の長さL1(mm)と、上記記録媒体の搬送方向の下流側において上記加熱ローラと上記ベルトとを圧接させる第2押圧ローラにおける当該第2押圧ローラの回転軸方向の長さL2(mm)とが、L0>L2>L1の関係を満たしており、上記蛇行規制部材は、上記第2押圧ローラの回転軸方向の端部に当接することで、上記ベルトの蛇行を防止している。   In the fixing device of the present invention, the belt is contacted with each of the support rollers on the inner circumferential surface of the belt in contact with each of the support rollers when the belt is suspended. A meandering-restricting member that protrudes in a direction substantially perpendicular to the contact surface, and the distance L0 (mm) between the meandering-restricting members provided on both ends of the belt and the upstream side in the conveyance direction of the recording medium A length L1 (mm) of the first pressing roller in the rotation axis direction of the first pressing roller that presses the heating roller and the belt, and the heating roller and the belt on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium. The length L2 (mm) of the second pressing roller in the direction of the rotation axis of the second pressing roller that press-contacts satisfies the relationship of L0> L2> L1, and the meandering restricting member includes the second pressing roller By abutting the end portions of the rotation axis direction of the over la, thereby preventing meandering of the belt.

それゆえ、ベルトに設けた蛇行規制部材が、支持ローラに乗り上げるといった問題を防止することができ、支持ローラへの蛇行規制部材の乗り上げによる支持ローラあるいは加熱ローラの破損を防止することができる。   Therefore, the problem that the meandering restricting member provided on the belt rides on the support roller can be prevented, and the support roller or the heating roller due to the meandering restricting member riding on the support roller can be prevented.

本発明の定着装置は、上記ベルトにおける上記加熱ローラから離れた位置において上記ベルトの内周面に潤滑剤を塗布する、潤滑剤塗布手段を備えている。   The fixing device of the present invention includes a lubricant application unit that applies a lubricant to the inner peripheral surface of the belt at a position away from the heating roller in the belt.

それゆえ、加熱ローラから離れた位置で潤滑剤を塗布することにより、周囲温度が低い位置で潤滑剤を塗布できるので、潤滑剤の塗布量を安定させ、適正量の潤滑剤をベルトの内周面に供給することができる。   Therefore, by applying the lubricant at a position away from the heating roller, the lubricant can be applied at a position where the ambient temperature is low, so that the amount of lubricant applied is stabilized and an appropriate amount of lubricant is applied to the inner circumference of the belt. Can be supplied to the surface.

本発明の定着装置は、定着動作を行わないときに、上記複数の支持ローラに懸架された上記ベルトの張力を緩和させる。それゆえ、上記ベルトにかかる負荷を低減でき、上記ベルトの長寿命化を実現できる。   The fixing device of the present invention relaxes the tension of the belt suspended on the plurality of support rollers when the fixing operation is not performed. Therefore, the load applied to the belt can be reduced, and the life of the belt can be extended.

本発明の定着装置は、定着動作を行わないときに、上記ベルトを上記加熱ローラから離接させる。それゆえ、定着動作を行わないときにベルトを加熱ローラから離接させることにより、ベルトに作用する寄り力を低減でき、ベルトの長寿命化を図ることができる。   In the fixing device of the present invention, the belt is separated from the heating roller when the fixing operation is not performed. Therefore, by moving the belt away from the heating roller when the fixing operation is not performed, the shifting force acting on the belt can be reduced, and the life of the belt can be extended.

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの画像形成装置を備えている。このため、上記した各画像形成装置と同様の効果を奏する。   The image forming apparatus of the present invention includes any one of the image forming apparatuses described above. For this reason, the same effects as those of the image forming apparatuses described above can be obtained.

本発明の定着装置の駆動方法は、定着動作を行わないときに、上記ベルトを上記加熱ローラから離接させる。それゆえ、定着動作を行わないときにベルトを加熱ローラから離接させることにより、ベルトに作用する寄り力を低減でき、ベルトの長寿命化を図ることができる。   In the driving method of the fixing device of the present invention, the belt is separated from the heating roller when the fixing operation is not performed. Therefore, by moving the belt away from the heating roller when the fixing operation is not performed, the shifting force acting on the belt can be reduced, and the life of the belt can be extended.

〔実施形態1〕
本発明の一実施形態について図に基づいて説明する。
Embodiment 1
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(画像形成装置)
図2は、本実施形態にかかる定着装置が備えられる画像形成装置の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置は、乾式電子写真方式のカラー画像形成装置であり、例えばネットワークを介して接続される端末装置から送信された画像データ等に基づいて、所定の記録紙(記録媒体)に対して多色または単色の画像を形成するようになっている。
(Image forming device)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the image forming apparatus provided with the fixing device according to the present embodiment. This image forming apparatus is a dry electrophotographic color image forming apparatus, for example, on a predetermined recording paper (recording medium) based on image data transmitted from a terminal device connected via a network. A multi-color or single-color image is formed.

図2に示すように、この画像形成装置は、可視像形成ユニット10、記録紙搬送手段30、定着装置(加熱装置)40、供給トレイ20を備えている。   As shown in FIG. 2, the image forming apparatus includes a visible image forming unit 10, a recording paper transport unit 30, a fixing device (heating device) 40, and a supply tray 20.

可視像形成ユニット10には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色に対応して、4つの可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bが並設されている。つまり、可視像形成ユニット10は4つの可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bからなり、可視像形成ユニット10Yはイエロー(Y)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット10Mはマゼンダ(M)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット10Cはシアン(C)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット10Bはブラック(B)のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、記録紙を給紙する供給トレイ20と定着装置40とを繋ぐ記録紙の搬送路に沿って、4組の可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bを配設した、所謂、タンデム式である。   The visible image forming unit 10 includes four visible image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10B corresponding to the colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (B). It is installed side by side. That is, the visible image forming unit 10 includes four visible image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10B. The visible image forming unit 10Y forms an image using yellow (Y) toner, and the visible image is formed. The forming unit 10M forms an image using magenta (M) toner, the visible image forming unit 10C forms an image using cyan (C) toner, and the visible image forming unit 10B is black (B). An image is formed using the toner. Specifically, four sets of visible image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10B are arranged along a recording paper conveyance path that connects the supply tray 20 that feeds the recording paper and the fixing device 40. The so-called tandem type.

可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bは、それぞれ実質的に同一の構成を有する。すなわち、それぞれに、感光体ドラム11、帯電器12、レーザ光照射手段13、現像器14、転写ローラ15、クリーナユニット16が設けられており、搬送される記録紙に各色のトナーを多重転写する。   The visible image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10B have substantially the same configuration. That is, the photosensitive drum 11, the charger 12, the laser beam irradiation means 13, the developing device 14, the transfer roller 15, and the cleaner unit 16 are respectively provided, and each color toner is multiplex-transferred onto the conveyed recording paper. .

帯電器12は、感光体ドラム11の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。レーザ光照射手段13は、画像形成装置に入力された画像データに応じて、帯電器12によって帯電した感光体ドラム11の表面を露光し、感光体ドラム11の表面に静電潜像を形成するものである。現像器14は、感光体ドラム11の表面に形成された静電潜像を、各色のトナーによって顕像化するものである。転写ローラ15は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体ドラム11に形成されたトナー像を、記録紙搬送手段30により搬送された記録紙に転写させる。クリーナユニット16は、現像器14での現像処理、および、転写ローラ15による転写処理の後に、感光体ドラム11の表面に残留したトナーを、除去・回収する。感光体ドラム11は、帯電器12によって表面を帯電され、帯電された表面にレーザ光照射手段13によって静電潜像を形成され、形成された静電潜像を現像器14によって現像され、現像されたトナー像を転写ローラ15によって記録紙に転写され、転写後に表面に残ったトナー像をクリーナユニット16によって除去回収される。   The charger 12 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 11 to a predetermined potential. The laser beam irradiation means 13 exposes the surface of the photosensitive drum 11 charged by the charger 12 according to the image data input to the image forming apparatus, and forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 11. Is. The developing device 14 visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 11 with toner of each color. The transfer roller 15 is applied with a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner, and transfers the toner image formed on the photosensitive drum 11 onto the recording paper conveyed by the recording paper conveying means 30. The cleaner unit 16 removes and collects the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 11 after the developing process by the developing device 14 and the transfer process by the transfer roller 15. The surface of the photosensitive drum 11 is charged by the charger 12, an electrostatic latent image is formed on the charged surface by the laser light irradiation unit 13, and the formed electrostatic latent image is developed by the developing device 14. The transferred toner image is transferred onto the recording paper by the transfer roller 15, and the toner image remaining on the surface after the transfer is removed and collected by the cleaner unit 16.

そして、このような、記録紙に対するトナー像の転写は、各色の可視像形成ユニットにおいて行われる。すなわち、上記4色について記録紙に対するトナー像の転写が行われるので、同様の処理が4回繰り返されることになる。   Then, the transfer of the toner image onto the recording paper is performed in each color visible image forming unit. That is, since the toner image is transferred to the recording paper for the four colors, the same process is repeated four times.

記録紙搬送手段30は、駆動ローラ31、アイドリングローラ32、搬送ベルト33からなり、記録紙に可視像形成ユニット10にてトナー像が形成されるように、記録紙を搬送するものである。駆動ローラ31およびアイドリングローラ32は、無端状の搬送ベルト33を架張するものであり、駆動ローラ31が所定の周速度に制御されて回転することで、無端状の搬送ベルト33を回転させている。搬送ベルト33は、外側表面に静電気を発生させており、記録紙を静電吸着させながら、記録紙を搬送する。   The recording paper conveying means 30 includes a driving roller 31, an idling roller 32, and a conveying belt 33, and conveys the recording paper so that the visible image forming unit 10 forms a toner image on the recording paper. The drive roller 31 and the idling roller 32 stretch the endless transport belt 33. The drive roller 31 is rotated by being controlled at a predetermined peripheral speed, thereby rotating the endless transport belt 33. Yes. The conveyance belt 33 generates static electricity on the outer surface, and conveys the recording paper while electrostatically adsorbing the recording paper.

記録紙は、このようにして、搬送ベルト33に搬送されながらトナー像(未定着トナー像)を転写されたあと、駆動ローラ31の曲率により搬送ベルト33から剥離され、定着装置40に搬送される。定着装置40は、記録紙に適度な熱と圧力とを与えて、記録紙上に転写されたトナーを溶解して記録紙に固定することで、記録紙上に堅牢な画像を形成する。   In this way, the recording sheet is transferred to the toner belt (unfixed toner image) while being transported to the transport belt 33, and then peeled off from the transport belt 33 by the curvature of the drive roller 31 and transported to the fixing device 40. . The fixing device 40 applies moderate heat and pressure to the recording paper, dissolves the toner transferred onto the recording paper, and fixes the toner on the recording paper, thereby forming a robust image on the recording paper.

(定着装置)
次に、定着装置40について、図3を用いて説明する。図3は、定着装置40の概略構成を示す断面図である。
(Fixing device)
Next, the fixing device 40 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the fixing device 40.

この図に示すように、定着装置40は、定着ローラ(加熱ローラ)41と複数の押圧部材(加圧ローラ42および剥離ローラ43)とベルト44とからなる。   As shown in this figure, the fixing device 40 includes a fixing roller (heating roller) 41, a plurality of pressing members (pressure roller 42 and peeling roller 43), and a belt 44.

定着ローラ41は、芯金41a上に弾性層41b、離型層41cがこの順で形成されており、また、芯金の内部には、加熱源(加熱手段)Qとしてハロゲンランプが設置されている。   In the fixing roller 41, an elastic layer 41b and a release layer 41c are formed in this order on a cored bar 41a, and a halogen lamp is installed as a heating source (heating means) Q inside the cored bar. Yes.

芯金41aは、外径47mmの中空のアルミニウムからなる。ただし、芯金41aの素材は、これに限るものでもなく、例えば鉄製の金属からなるものでもよい。また、芯金41aのサイズについても特に限定されるものではない。   The core metal 41a is made of hollow aluminum having an outer diameter of 47 mm. However, the material of the cored bar 41a is not limited to this, and may be made of, for example, iron metal. Further, the size of the cored bar 41a is not particularly limited.

弾性層41bは、厚さ1.5mmの耐熱性を有するシリコーンゴムからなる。離型層41cは、厚さ約30μmのPFA(テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)チューブからなる。離型層41cの材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、PFAに限らず、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の他のフッ素系材料を使用してもよい。なお、本実施形態にかかる定着ローラ41は、外径約50mm、表面硬度75°(アスカーC硬度)である。   The elastic layer 41b is made of a silicone rubber having a heat resistance of 1.5 mm in thickness. The release layer 41c is made of a PFA (copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) tube having a thickness of about 30 μm. The material of the release layer 41c is not limited to PFA as long as it has excellent heat resistance and durability and excellent release properties from the toner, and other fluorine-based materials such as PTFE (polytetrafluoroethylene), for example. Materials may be used. The fixing roller 41 according to the present embodiment has an outer diameter of about 50 mm and a surface hardness of 75 ° (Asker C hardness).

加圧ローラ(スポンジローラ、支持ローラ)42は、芯金42aに弾性層42bおよび離型層42cを積層したものである。また、加圧ローラ42は、図示していない弾性部材(バネ等)によって、ベルト44に定着ローラ41方向への押圧力を加えることにより、ベルト44を定着ローラ(加熱ローラ)41に圧接させて、定着ローラ41との間にベルト44を介して定着ニップ部(第1ニップ部)を形成している。すなわち、上記第1ニップ部は、加圧ローラ42によって定着ローラ41方向への押圧力を付与されたベルト44の外周面と定着ローラ41との当接部であり、記録紙搬送方向の最上流側に形成される定着ニップ部である。そして、加圧ローラ42は、第1ニップ部に記録紙が通紙された場合に、記録紙を定着ローラ41に押し付け、記録紙上のトナーに良好に熱が伝わるようにするという役割を果たしている。   The pressure roller (sponge roller, support roller) 42 is obtained by laminating an elastic layer 42b and a release layer 42c on a cored bar 42a. The pressure roller 42 applies a pressing force toward the fixing roller 41 toward the fixing roller 41 by an elastic member (spring or the like) (not shown) to press the belt 44 against the fixing roller (heating roller) 41. A fixing nip portion (first nip portion) is formed between the fixing roller 41 and the fixing roller 41 via a belt 44. That is, the first nip portion is a contact portion between the outer peripheral surface of the belt 44 applied with the pressing force toward the fixing roller 41 by the pressure roller 42 and the fixing roller 41, and is the most upstream in the recording paper conveyance direction. This is a fixing nip portion formed on the side. The pressure roller 42 plays a role of pressing the recording sheet against the fixing roller 41 when the recording sheet is passed through the first nip portion, so that heat can be transmitted to the toner on the recording sheet. .

加圧ローラ42の芯金42aは、ここでは鉄製で外径が13mmのものを用いているが、材料や大きさはこれに限られるものではなく、例えば、ステンレスやアルミニウム等からなるものであってもよい。   Here, the core metal 42a of the pressure roller 42 is made of iron and has an outer diameter of 13 mm. However, the material and size are not limited to this, and are made of, for example, stainless steel or aluminum. May be.

加圧ローラ42の弾性層42bは、記録紙を均等に加圧し、定着ローラ41の熱を記録紙に十分に伝達させて記録紙上のトナーを溶融させるためのものであり、ここでは、厚さ8.5mmの耐熱性のシリコーンスポンジゴムを用いている。しかし、このような機能を果たすものであれば、材料や厚さは特に限定されるものではない。   The elastic layer 42b of the pressure roller 42 is for uniformly pressing the recording paper and sufficiently transferring the heat of the fixing roller 41 to the recording paper to melt the toner on the recording paper. 8.5 mm heat-resistant silicone sponge rubber is used. However, the material and thickness are not particularly limited as long as such a function is achieved.

加圧ローラ42の離型層42cは、定着ローラ41の離型層41cと同様、例えばPFAやPTFEなどからなる。   Similar to the release layer 41c of the fixing roller 41, the release layer 42c of the pressure roller 42 is made of, for example, PFA or PTFE.

加圧ローラ42の各層は強固に密着されており、加圧ローラ42の外径は30.0mmとなっている。また、加圧ローラ42の押圧力によってベルト44を定着ローラ41に圧接させることにより形成される第1ニップ部のニップ幅(記録紙の搬送方向の長さ)は、弾性部材の荷重を変化させることで調整することができる。   Each layer of the pressure roller 42 is firmly adhered, and the outer diameter of the pressure roller 42 is 30.0 mm. Further, the nip width (the length in the recording paper conveyance direction) of the first nip portion formed by pressing the belt 44 against the fixing roller 41 by the pressing force of the pressure roller 42 changes the load of the elastic member. Can be adjusted.

剥離ローラ(支持ローラ)43は、第1ニップ部で加熱昇温された記録紙上のトナー像を、ベルト44を介して再度定着ローラ41に押圧させることで、トナー像をさらに加熱昇温させ、十分な定着強度を確保すると同時に、記録紙を定着ローラ41の表面から剥離させるためのものであり、ステンレス製の芯金43aに、弾性層43b、離型層43cをこの順に被覆したものである。また、剥離ローラ43は加圧ローラ42と同様、図示しない弾性部材(バネ)によってベルト44に定着ローラ41方向への押圧力を加えることで、ベルト44を定着ローラ41に圧接させ、定着ローラ41とベルト44との間に定着ニップ部(第2ニップ部)を形成している。すなわち、第2ニップ部は、剥離ローラ43によって定着ローラ41方向への押圧力を付与されたベルト44の外周面と定着ローラ41との当接部であり、第1ニップ部を形成する押圧部材(加圧ローラ42)に対して記録紙搬送方向に隣り合うように配置される押圧部材(剥離ローラ43)によって形成される定着ニップ部である。   The peeling roller (supporting roller) 43 further pressurizes the toner image on the recording paper heated at the first nip portion against the fixing roller 41 via the belt 44, thereby further heating the toner image. This is to secure a sufficient fixing strength and at the same time to peel off the recording paper from the surface of the fixing roller 41. The core metal 43a made of stainless steel is coated with an elastic layer 43b and a release layer 43c in this order. . Similarly to the pressure roller 42, the peeling roller 43 applies a pressing force in the direction of the fixing roller 41 to the belt 44 by an unillustrated elastic member (spring), thereby pressing the belt 44 against the fixing roller 41 and fixing roller 41. A fixing nip portion (second nip portion) is formed between the belt 44 and the belt 44. That is, the second nip portion is a contact portion between the fixing roller 41 and the outer peripheral surface of the belt 44 applied with the pressing force toward the fixing roller 41 by the peeling roller 43, and a pressing member that forms the first nip portion. This is a fixing nip portion formed by a pressing member (peeling roller 43) disposed adjacent to the (pressing roller 42) in the recording paper conveyance direction.

本実施形態では、剥離ローラ43として外径15mmのものを用いている。また、剥離ローラの表面硬度は、定着ローラ41の表面硬度より高い方がよい。なぜなら、定着ローラ41とベルト44とを圧接させて形成した第2ニップ部におけるニップ形状を下向きにさせることができるので、カラー画像を定着する際に、自己剥離(剥離爪などの強制剥離補助手段を必要とせず、紙の腰で剥離)がしやすくなり、剥離爪などに極力頼らず剥離することができるからである。一方、定着ローラ41の表面硬度より、剥離ローラ43の表面硬度が低いと、第2ニップ部のニップ形状が上向きになるため、第2ニップ部から排出された紙は、定着ローラ41表面に沿って排出される。このため、十分な自己剥離性能が得られない。   In the present embodiment, a peeling roller 43 having an outer diameter of 15 mm is used. The surface hardness of the peeling roller is preferably higher than the surface hardness of the fixing roller 41. This is because the nip shape in the second nip portion formed by press-contacting the fixing roller 41 and the belt 44 can be made downward, so that when the color image is fixed, self-peeling (forced peeling assisting means such as a peeling nail) This is because it can be easily peeled off at the waist of the paper without being required, and can be peeled off without depending on the peeling nails as much as possible. On the other hand, when the surface hardness of the peeling roller 43 is lower than the surface hardness of the fixing roller 41, the nip shape of the second nip portion is upward, so that the paper discharged from the second nip portion follows the surface of the fixing roller 41. Discharged. For this reason, sufficient self-peeling performance cannot be obtained.

ベルト44は、ベルト基材と離型層とからなり(ともに図示せず)、加圧ローラ42および剥離ローラ43に懸架されている。ベルト44の離型層は、定着ローラ41の離型層41cと同様、トナーの付着を防止する目的で設けられるものであり、例えばPFAやPTFEなどからなる。また、ベルト基材の材質は特に限定されるものではないが、例えばPI(ポリイミド)などからなる。なお、ベルト44の表面硬度は、剥離ローラ43と同様、定着ローラ41の表面硬度より高い方がよい。   The belt 44 includes a belt base material and a release layer (both not shown), and is suspended from the pressure roller 42 and the peeling roller 43. Similar to the release layer 41c of the fixing roller 41, the release layer of the belt 44 is provided for the purpose of preventing toner adhesion, and is made of, for example, PFA or PTFE. Further, the material of the belt base material is not particularly limited, but is made of, for example, PI (polyimide). The surface hardness of the belt 44 is preferably higher than the surface hardness of the fixing roller 41 as in the case of the peeling roller 43.

加圧ローラ42および剥離ローラ43は、図示しないばね等の付勢手段により、ベルト44を定着ローラ41の表面に圧接させている。これにより、図1に示すように、定着ローラ41とベルト44とが当接(圧接)する第1ニップ部(定着ニップ部)、定着ローラ41とベルト44とが当接(圧接)する第2ニップ部(定着ニップ部)、第1ニップ部と第2ニップ部との間における特に圧接手段(押圧ローラ)が備えられていない領域である仮想ニップ部(定着ニップ部、ベルト巻付き部)が形成されている。すなわち、仮想ニップ部は、第1ニップ部および第2ニップ部に挟まれた、押圧ローラが配置されていない低圧部である。
なお、第1ニップ部の先端から第2ニップ部の後端までの領域をトータルニップ部とする。また、第1ニップ部は、入紙側から最初に形成される定着ニップ部であり、第2ニップ部は第1ニップ部よりも排紙側に形成されるものとする。
The pressure roller 42 and the peeling roller 43 press the belt 44 against the surface of the fixing roller 41 by a biasing means such as a spring (not shown). As a result, as shown in FIG. 1, the first nip portion (fixing nip portion) where the fixing roller 41 and the belt 44 abut (pressure contact), and the second nip portion where the fixing roller 41 and the belt 44 abut (pressure contact). A nip portion (fixing nip portion, belt winding portion) that is a region where no pressure contact means (pressing roller) is provided between the nip portion (fixing nip portion) and the first nip portion and the second nip portion. Is formed. That is, the virtual nip portion is a low-pressure portion that is sandwiched between the first nip portion and the second nip portion and is not provided with a pressing roller.
A region from the front end of the first nip portion to the rear end of the second nip portion is defined as a total nip portion. The first nip portion is a fixing nip portion that is formed first from the paper entry side, and the second nip portion is formed on the paper discharge side relative to the first nip portion.

定着装置40では、上記各定着ニップ部、すなわち、図示しない加熱手段によって一定温度に加熱された定着ローラ41と押圧部材(加圧ローラ42および剥離ローラ43)とによって挟まれる領域に、表面に未定着のトナーが付着した記録紙(被加熱材)Pを通紙することで、トナーを溶融させて記録紙に押し付け、記録紙に画像を定着させる。なお、定着後には、記録紙にトナーが溶着された状態となり、光沢が出る。   In the fixing device 40, the surface of the fixing nip is not yet determined in each of the fixing nips, that is, the region sandwiched between the fixing roller 41 heated to a constant temperature by a heating unit (not shown) and the pressing member (the pressure roller 42 and the peeling roller 43). By passing the recording paper (heated material) P to which the adhered toner adheres, the toner is melted and pressed against the recording paper to fix the image on the recording paper. Note that after fixing, the toner is welded to the recording paper, and gloss is obtained.

また、仮想ニップ部では、定着ローラ41とベルト44とが接触している。このため、記録紙の搬送不良を防止することができる。また、仮想ニップ部には押圧部材がないものの、定着ローラ41とベルト44とが接触していることにより、定着ローラ41の熱を記録紙に適度に伝熱することができるので、定着性を向上させることができる。   In the virtual nip portion, the fixing roller 41 and the belt 44 are in contact with each other. For this reason, the conveyance failure of the recording paper can be prevented. In addition, although there is no pressing member in the virtual nip portion, since the fixing roller 41 and the belt 44 are in contact with each other, the heat of the fixing roller 41 can be appropriately transferred to the recording paper. Can be improved.

なお、本実施形態にかかる定着装置40では、定着装置40におけるプロセス速度Vp、すなわち、定着ローラ41の回転による当該定着ローラ41の表面の移動速度は、350mm/秒に設定されている。また、定着ローラ41の定着温度T、すなわち各ニップ部における定着ローラ41の表面の温度は、170℃に設定されている。また、本実施形態において定着装置40によって定着処理を行う未定着トナー像は、トナー流出開始温度Tiが99℃のトナーを用いて形成されたものである。   In the fixing device 40 according to the present embodiment, the process speed Vp in the fixing device 40, that is, the moving speed of the surface of the fixing roller 41 due to the rotation of the fixing roller 41 is set to 350 mm / second. The fixing temperature T of the fixing roller 41, that is, the temperature of the surface of the fixing roller 41 at each nip portion is set to 170 ° C. In the present embodiment, the unfixed toner image that is subjected to the fixing process by the fixing device 40 is formed using toner having a toner outflow start temperature Ti of 99 ° C.

また、定着装置40では、加圧ローラ42およびベルト44と定着ローラ41とで形成される第1ニップ部のニップ幅a1がプロセス速度Vpに対してa1/Vp≧0.02を満たし、第1ニップ部と第2ニップ部との間に形成される仮想ニップ部のニップ幅bがプロセス速度Vpに対してb/Vp<0.1を満たすように設定されている。なお、剥離ローラ43およびベルト44と定着ローラ41とで形成される第2ニップ部のニップ幅a2は任意に設定されている。例えば、第1ニップ部のニップ幅a1を7.3mm、仮想ニップ部のニップ幅bを9mm、第2ニップ部のニップ幅a2を3mmに設定し、トータルニップ幅(a1+b+a2)を19.3mmとしている。   In the fixing device 40, the nip width a1 of the first nip portion formed by the pressure roller 42, the belt 44, and the fixing roller 41 satisfies a1 / Vp ≧ 0.02 with respect to the process speed Vp. The nip width b of the virtual nip portion formed between the nip portion and the second nip portion is set so as to satisfy b / Vp <0.1 with respect to the process speed Vp. Note that the nip width a2 of the second nip portion formed by the peeling roller 43 and the belt 44 and the fixing roller 41 is arbitrarily set. For example, the nip width a1 of the first nip portion is set to 7.3 mm, the nip width b of the virtual nip portion is set to 9 mm, the nip width a2 of the second nip portion is set to 3 mm, and the total nip width (a1 + b + a2) is set to 19.3 mm. Yes.

このように、定着装置40では、プロセス速度Vpが350mm/秒、定着温度Tが170℃、トナー流出開始温度Tiが99℃であり、第1ニップ部のニップ幅a1を、a1/Vp≧0.02を満たすように設定している。これにより、第1ニップ部において、トナーを低温オフセットが発生しない程度に十分に加熱することができる。このため、低温オフセット現象の発生を防止できるので、上記のような画像ずれが起こることを確実に防止できる。   Thus, in the fixing device 40, the process speed Vp is 350 mm / second, the fixing temperature T is 170 ° C., the toner outflow start temperature Ti is 99 ° C., and the nip width a1 of the first nip portion is a1 / Vp ≧ 0. .02 is set to satisfy. As a result, the toner can be sufficiently heated at the first nip portion to such an extent that no low temperature offset occurs. For this reason, since the occurrence of the low temperature offset phenomenon can be prevented, it is possible to reliably prevent the image shift as described above from occurring.

つまり、第1ニップ幅のニップ幅a1の長さが短いと、第1ニップ部においてトナーが十分に溶けていない状態(トナーが記録紙に十分付着していない状態)で記録紙上の未定着トナーが仮想ニップ部に搬送されることになる。この場合、仮想ニップ部では押圧部材による押圧力が付与されていないので、圧変動が生じ、記録紙上の未定着トナーが定着ローラ41に付着してしまう、いわゆる低温オフセット現象が発生する場合がある。そして、定着ローラ41に付着したトナーが記録紙と再接触すると、記録紙上のもとの位置とずれてしまい、画像ずれが生じる場合がある。   That is, if the length of the nip width a1 of the first nip width is short, unfixed toner on the recording paper in a state where the toner is not sufficiently melted in the first nip portion (a state where the toner is not sufficiently adhered to the recording paper). Is transported to the virtual nip portion. In this case, since the pressing force by the pressing member is not applied to the virtual nip portion, a pressure fluctuation occurs, and a so-called low temperature offset phenomenon that unfixed toner on the recording paper adheres to the fixing roller 41 may occur. . When the toner adhering to the fixing roller 41 comes into contact with the recording paper again, it may be displaced from the original position on the recording paper, resulting in image displacement.

これに対して、第1ニップ部のニップ幅a1を上記のように設定することにより、第1ニップ部において、トナーを低温オフセットが発生しない程度に十分に加熱することができる。このため、低温オフセット現象の発生を防止できるので、上記のような画像ずれが起こることを確実に防止できる。   On the other hand, by setting the nip width a1 of the first nip portion as described above, the toner can be sufficiently heated in the first nip portion to the extent that no low temperature offset occurs. For this reason, since the occurrence of the low temperature offset phenomenon can be prevented, it is possible to reliably prevent the image shift as described above from occurring.

また、定着装置40では、プロセス速度Vpが350mm/秒、定着温度Tが170℃、トナー流出開始温度Tiが99℃であり、仮想ニップ部のニップ幅bを、b/Vp<0.1を満たすように設定している。これにより、仮想ニップ部において、トナーの温度を高温オフセットが生じない温度に保つことができる。   In the fixing device 40, the process speed Vp is 350 mm / second, the fixing temperature T is 170 ° C., the toner outflow start temperature Ti is 99 ° C., and the nip width b of the virtual nip portion is set to b / Vp <0.1. It is set to meet. Thereby, in the virtual nip portion, the temperature of the toner can be maintained at a temperature at which high temperature offset does not occur.

つまり、仮想ニップ部では、定着ローラ41とベルト44とが接触している。このため、仮想ニップ部には押圧部材がないものの、定着ローラ41とベルト44とが接触していることにより、定着ローラ41の熱が記録紙に伝熱される。この伝熱量が適切である場合には、トナーの定着性を向上させることができるが、伝熱量が大きすぎると、トナーが加熱されすぎて必要以上に溶融してしまい、記録紙を離接した際に定着ローラ41の表面にトナーが残ってしまう、いわゆる高温オフセットを生じる場合がある。すなわち、仮想ニップ部のニップ幅が長すぎると、記録紙上のトナー(トナー表面)を過度に加熱してしまい、高温オフセットによる画像欠損を生じてしまう場合がある。   That is, the fixing roller 41 and the belt 44 are in contact with each other at the virtual nip portion. For this reason, although there is no pressing member in the virtual nip portion, the heat of the fixing roller 41 is transferred to the recording paper due to the contact between the fixing roller 41 and the belt 44. When the amount of heat transfer is appropriate, the fixing property of the toner can be improved. However, when the amount of heat transfer is too large, the toner is heated too much and melts more than necessary, and the recording paper is detached and attached. At this time, toner may remain on the surface of the fixing roller 41, which may cause a so-called high temperature offset. That is, if the nip width of the virtual nip portion is too long, the toner (toner surface) on the recording paper is excessively heated, and image loss due to high temperature offset may occur.

これに対して、仮想ニップ部のニップ幅bを上記のように設定することにより、仮想ニップ部において、トナーの温度を高温オフセットが生じない温度に保つことができる。   In contrast, by setting the nip width b of the virtual nip portion as described above, the temperature of the toner can be maintained at a temperature at which no high temperature offset occurs in the virtual nip portion.

なお、上記の説明では、プロセス速度Vpが350mm/秒、定着温度Tが170℃、トナー流出開始温度Tiが99℃の場合について説明したが、これに限るものではない。プロセス速度Vp、定着温度T、トナー流出開始温度Tiが上記の条件と異なる場合には、各条件に応じて、第1ニップ部においてトナーを低温オフセットが発生しない程度に十分に加熱することができるように第1ニップ部のニップ幅a1を設定し、また、仮想ニップ部において高温オフセットが生じないように仮想ニップ部のニップ幅bを設定すればよい。   In the above description, the case where the process speed Vp is 350 mm / second, the fixing temperature T is 170 ° C., and the toner outflow start temperature Ti is 99 ° C. has been described, but the present invention is not limited to this. When the process speed Vp, the fixing temperature T, and the toner outflow start temperature Ti are different from the above conditions, the toner can be sufficiently heated to the extent that no low temperature offset occurs in the first nip portion according to each condition. Thus, the nip width a1 of the first nip portion may be set, and the nip width b of the virtual nip portion may be set so that no high temperature offset occurs in the virtual nip portion.

ここで、プロセス速度Vp、定着温度T、トナー流出開始温度Tiが異なる場合に、第1ニップ部においてトナーを低温オフセットが発生しない程度に十分に加熱するために必要な第1ニップ部のニップ幅a1を調べるために、後述の(実験例)に示す実験および(解析例)に示す解析を行った。   Here, when the process speed Vp, the fixing temperature T, and the toner outflow start temperature Ti are different, the nip width of the first nip portion required to sufficiently heat the toner in the first nip portion to the extent that the low temperature offset does not occur. In order to investigate a1, an experiment shown in (Experimental example) described later and an analysis shown in (Analytical example) were performed.

その結果、第1ニップ部出口におけるトナーの温度をトナー流出開始温度以上まで加熱すれば、低温オフセットの発生を防止できることを確認した。   As a result, it was confirmed that the occurrence of low temperature offset can be prevented by heating the toner temperature at the outlet of the first nip portion to a temperature equal to or higher than the toner outflow start temperature.

そして、第1ニップ部を記録紙が通過するニップ通過時間をtn、トナー流出開始温度をTi、定着温度をTとした場合に、
tn≧0.0006Ti−0.00024T+0.0015
を満たすように第1ニップ部のニップ通過時間tnを設定すれば、第1ニップ出口においてトナーをトナー流出開始温度Ti以上に加熱することができ、低温オフセットの発生を適切に防止できることがわかった。
When the nip passage time for the recording paper to pass through the first nip portion is tn, the toner outflow start temperature is Ti, and the fixing temperature is T,
tn ≧ 0.0006Ti−0.00024T + 0.0015
It was found that if the nip passage time tn of the first nip portion is set so as to satisfy the condition, the toner can be heated to the toner outflow start temperature Ti or higher at the first nip outlet, and low temperature offset can be appropriately prevented. .

なお、第1ニップ部のニップ通過時間tnは、第1ニップ部のニップ幅a1およびプロセス速度Vpを用いて、tn=a1/Vpで表わされる。したがって、
a1≧(0.0006Ti−0.00024T+0.0015)×Vp
を満たすようにニップ幅a1を設定すれば、第1ニップ部出口におけるトナーの温度がトナー流出開始温度以上となり、低温オフセットの発生を防止し、画像ずれを防止することができる。
Note that the nip passage time tn of the first nip portion is expressed by tn = a1 / Vp using the nip width a1 of the first nip portion and the process speed Vp. Therefore,
a1 ≧ (0.0006Ti−0.00024T + 0.0015) × Vp
If the nip width a1 is set so as to satisfy the condition, the temperature of the toner at the outlet of the first nip portion becomes equal to or higher than the toner outflow start temperature, so that the occurrence of a low temperature offset can be prevented and image displacement can be prevented.

(実験例)
上記の定着装置40を用いて、トナーの種類、定着温度、ニップ通過時間等の定着条件を変化させ、その他の条件は一定にして、未定着画像(未定着トナー像)を載せた記録紙(未定着画像サンプル)を通紙し、定着後のサンプルの画像ずれを評価する実験を行った。
(Experimental example)
Using the above-described fixing device 40, the fixing condition such as toner type, fixing temperature and nip passage time is changed, and other conditions are kept constant, and a recording paper (unfixed toner image) is placed on the recording paper ( An unfixed image sample) was passed through and an experiment was conducted to evaluate the image shift of the sample after fixing.

未定着画像サンプルとして、熱特性の異なる2種類のカラー用オイルレストナー(トナーA:ポリエステル樹脂、トナーB:スチレンアクリル樹脂)を用いて記録紙上に形成した未定着画像を使用した。   As an unfixed image sample, an unfixed image formed on a recording paper using two kinds of color oilless toners (toner A: polyester resin, toner B: styrene acrylic resin) having different thermal characteristics was used.

トナーの熱特性をフローテスター(流動性評価装置)にて測定した結果、トナーAの流出開始温度Ti=99℃、4mm降下温度T4mm=120℃であった。トナーBの流出開始温度Ti=91℃、4mm降下温度T4mm=115℃であった。 As a result of measuring the thermal characteristics of the toner with a flow tester (fluidity evaluation apparatus), the outflow start temperature Ti of the toner A was 99 ° C., and the 4 mm drop temperature T 4 mm was 120 ° C. Toner B outflow start temperature Ti = 91 ° C., 4 mm drop temperature T 4 mm = 115 ° C.

トナーの粒径は、トナーA,Bともに、6.5μmであり、両トナーの記録紙に対する単位面積毎の付着量は0.5mg/cmである。記録紙としては、65gの普通紙を使用した。また、プロセス速度は350mm/s(秒)とした。 The toner particle diameter is 6.5 μm for both toners A and B, and the amount of both toners adhered to the recording paper per unit area is 0.5 mg / cm 2 . As the recording paper, 65 g of plain paper was used. The process speed was 350 mm / s (seconds).

まず、定着ローラ41の加圧ローラ42との対向面における表面温度(定着温度)と第1ニップ部のニップ幅(第1ニップ幅)をパラメータとし、トナーA、トナーBの各々における画像ずれ評価実験を行った。より詳細には、トナーA,Bのそれぞれについて、第1ニップ幅を5.6mm、6.4mm、7.3mmの3段階に変化させ、各第1ニップ幅の場合について定着温度を160℃、170℃、180℃に変化させて評価試験を行った。なお、定着温度は、定着ローラ41の表面に設けた温度センサ(図示せず)によって測定した。また、第2ニップ部のニップ幅(第2ニップ幅)は、トナーA,Bのいずれの場合についても3mmで一定とした。また、プロセス速度は350mm/sで一定とした。   First, image deviation evaluation for each of toner A and toner B is performed using the surface temperature (fixing temperature) of the fixing roller 41 facing the pressure roller 42 and the nip width (first nip width) of the first nip portion as parameters. The experiment was conducted. More specifically, for each of toners A and B, the first nip width is changed in three stages of 5.6 mm, 6.4 mm, and 7.3 mm, and the fixing temperature is 160 ° C. for each first nip width. An evaluation test was performed by changing the temperature to 170 ° C and 180 ° C. The fixing temperature was measured by a temperature sensor (not shown) provided on the surface of the fixing roller 41. Further, the nip width (second nip width) of the second nip portion was constant at 3 mm in both cases of the toners A and B. The process speed was fixed at 350 mm / s.

トナーAにおける画像ずれ評価実験の結果を下記表1、トナーBにおける画像ずれ評価実験の結果を下記表2に示す。なお、画像ずれの評価は、未定着画像サンプルを定着装置40に通紙して定着させた後のサンプルの濃度測定、および主観による画質評価によって行った。より詳細には、従来から用いられているローラ対方式の定着装置で定着したサンプルを比較例(標準サンプル)として用意し、この標準サンプルに対する相対評価を行った。なお、表1および表2では、画像濃度、画質ともに問題なければ「○」、画像濃度は問題ないが、画質がやや劣るもの(製品上問題ないが、拡大して観察すると比較例に対して濃淡むらが存在するもの)を「△」、画像濃度が低下し、かつ、画質が劣るレベルのもの(比較例に対して画像ずれが明らかに目立つもの)を[×]とした。   The results of an image shift evaluation experiment with toner A are shown in Table 1 below, and the results of an image shift evaluation experiment with toner B are shown in Table 2 below. The evaluation of image shift was performed by measuring the density of the sample after passing the unfixed image sample through the fixing device 40 and fixing it, and evaluating the image quality subjectively. More specifically, a sample fixed by a conventionally used roller pair type fixing device was prepared as a comparative example (standard sample), and a relative evaluation with respect to the standard sample was performed. In Tables 1 and 2, “○” if there is no problem in image density and image quality, there is no problem in image density, but the image quality is slightly inferior (there is no problem on the product, but when enlarged and observed, the comparison example The case where the density unevenness is present is indicated by “Δ”, and the case where the image density is lowered and the image quality is inferior (the image shift is clearly noticeable as compared with the comparative example) is indicated by [×].

Figure 2006133399
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Figure 2006133399
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表1に示したように、トナーAでは、第1ニップ幅を5.6mmとした場合、定着温度160℃および170℃では「×」、定着温度180℃では「△」の評価であった。また、第1ニップ幅を6.4mmとした場合、定着温度160℃では「×」、定着温度170℃では「△」、定着温度180℃で「○」の評価であった。また、第1ニップ幅を7.3mmとした場合、定着温度160℃では「△」、定着温度170℃および180℃で「○」の評価であった。   As shown in Table 1, in the toner A, when the first nip width was 5.6 mm, the evaluation was “x” at the fixing temperatures of 160 ° C. and 170 ° C., and “Δ” at the fixing temperature of 180 ° C. When the first nip width was 6.4 mm, the evaluation was “x” at a fixing temperature of 160 ° C., “Δ” at a fixing temperature of 170 ° C., and “◯” at a fixing temperature of 180 ° C. When the first nip width was 7.3 mm, the evaluation was “Δ” at a fixing temperature of 160 ° C., and “◯” at a fixing temperature of 170 ° C. and 180 ° C.

一方、トナーBでは、表2に示したように、第1ニップ幅を5.6mmとした場合、定着温度160℃で「△」、定着温度170℃および180℃で「○」の評価であった。また、第1ニップ幅が6.4mmの場合および7.3mmの場合には、定着温度160℃〜180℃のいずれの場合にも「○」の評価であった。   On the other hand, as shown in Table 2, when the first nip width was set to 5.6 mm, toner B was evaluated as “Δ” at a fixing temperature of 160 ° C., and “◯” at fixing temperatures of 170 ° C. and 180 ° C. It was. When the first nip width was 6.4 mm and 7.3 mm, the evaluation was “◯” at any fixing temperature of 160 ° C. to 180 ° C.

この結果より、トナーAの方がトナーBに比べて画像ずれが発生しやすいことがわかる。また、定着温度が高く、第1ニップ幅が広いほど画像ずれが改善されることがわかる。   From this result, it can be seen that toner A is more likely to cause image displacement than toner B. It can also be seen that the image shift improves as the fixing temperature is higher and the first nip width is wider.

次に、第1ニップ幅を5.6mmに固定し、代わりに第2ニップ幅をパラメータとして、画像ずれが発生しやすいトナーAについて上記と同様の実験を行った。すなわち、下記表3に示すように、第2ニップ幅を3mm、3.8mm、4.6mmの3段階に変化させ、各第2ニップ幅の場合に定着温度を160℃、170℃、180℃の3段階に変化させた。その結果を表3に示す。なお、この表における「○」,「△」,「×」は、表1および表2と同様の評価基準を用いた評価結果を表している。   Next, an experiment similar to the above was performed for the toner A in which image misalignment is likely to occur, with the first nip width fixed at 5.6 mm and the second nip width as a parameter instead. That is, as shown in Table 3 below, the second nip width is changed in three stages of 3 mm, 3.8 mm, and 4.6 mm, and the fixing temperature is 160 ° C., 170 ° C., and 180 ° C. for each second nip width. It was changed in three stages. The results are shown in Table 3. In this table, “◯”, “Δ”, and “×” represent evaluation results using the same evaluation criteria as in Tables 1 and 2.

Figure 2006133399
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この表に示すように、第2ニップ幅が3mm、3.8mm、4.6mmのいずれの場合にも、定着温度160℃および170℃では「×」の評価であり、定着温度180℃で「△」の評価であった。   As shown in this table, when the second nip width is 3 mm, 3.8 mm, or 4.6 mm, the evaluation is “x” at the fixing temperatures of 160 ° C. and 170 ° C. The evaluation was “△”.

この結果より、第2ニップ幅を広くしても画像ずれはあまり改善されないことがわかる。表1の結果も併せて考えると、画像ずれの主な発生原因は第2ニップ部とはあまり関係なく、第1ニップ部と密接に関係していることが推察される。   From this result, it can be seen that even if the second nip width is widened, the image shift is not improved so much. Considering the results of Table 1 together, it is presumed that the main cause of image shift is not closely related to the second nip portion but closely related to the first nip portion.

そこで、この画像ずれの原因をさらに詳しく検討するため、図3に示した定着装置40から剥離ローラ43およびベルト44を取り外して従来のローラ対方式の定着装置と同様の構成(モデル)とし、第1ニップ部通過後の定着画像について調査した。より詳細には、定着装置40から剥離ローラ43およびベルト44を取り外し、プロセス速度350mm/s(秒)の条件下で、定着温度を160℃、170℃、180℃、第1ニップ幅を5.6mm、6.4mm、7.3mmと各々3段階に変化させて未定着画像サンプルを通紙し、折り曲げ試験による定着性評価を行った。なお、この構成では、自己剥離性が確保できないため、定着ローラ41の表面にオイル塗布し、自己剥離性を確保した。   Therefore, in order to examine the cause of the image displacement in more detail, the peeling roller 43 and the belt 44 are removed from the fixing device 40 shown in FIG. 3 to obtain the same configuration (model) as that of the conventional roller pair type fixing device. The fixed image after passing through one nip portion was examined. More specifically, the peeling roller 43 and the belt 44 are removed from the fixing device 40, and the fixing temperature is 160 ° C., 170 ° C., 180 ° C., and the first nip width is 5. under a process speed of 350 mm / s (seconds). Unfixed image samples were passed through three stages of 6 mm, 6.4 mm, and 7.3 mm, and the fixability was evaluated by a bending test. In this configuration, since the self-peeling property cannot be secured, oil is applied to the surface of the fixing roller 41 to secure the self-peeling property.

定着性の評価方法としては、定着したサンプルを印字面が内側になるように軽く折り曲げた後、折り曲げ部に所定の荷重を加え、折り目部分に生じるトナー脱落部分の幅を測定し、その大小に基づいて評価した。   As a method for evaluating the fixability, after lightly bending the fixed sample so that the printed surface is on the inside, a predetermined load is applied to the bent portion, and the width of the toner drop-off portion generated at the fold portion is measured. Based on the evaluation.

評価結果を表4に示す。なお、この表では、低温オフセットが全体に発生した場合には「×」、部分的に低温オフセットが発生した場合には「△」、低温オフセットが発生しなかった場合には「○」とした。また、定着強度が不十分な場合には「N.G」、定着強度が十分な場合には「O.K」とした。   The evaluation results are shown in Table 4. In this table, “×” is used when the low temperature offset occurs entirely, “△” is used when the low temperature offset is partially generated, and “◯” is used when the low temperature offset is not generated. . When the fixing strength is insufficient, “NG” is indicated, and when the fixing strength is sufficient, “OK” is indicated.

Figure 2006133399
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表4に示したように、低温オフセットについては、第1ニップ幅を5.6mmとした場合、定着温度160℃および170℃では「×」、定着温度180℃では「△」の評価であった。また、第1ニップ幅を6.4mmとした場合、定着温度160℃では「×」、定着温度170℃では「△」、定着温度180℃で「○」の評価であった。また、第1ニップ幅を7.3mmとした場合、定着温度160℃では「△」、定着温度170℃および180℃で「○」の評価であった。また、定着強度については、測定したいずれの場合についても、不十分(N.G)であった。   As shown in Table 4, regarding the low temperature offset, when the first nip width was 5.6 mm, the evaluation was “x” at a fixing temperature of 160 ° C. and 170 ° C., and “Δ” at a fixing temperature of 180 ° C. . When the first nip width was 6.4 mm, the evaluation was “x” at a fixing temperature of 160 ° C., “Δ” at a fixing temperature of 170 ° C., and “◯” at a fixing temperature of 180 ° C. When the first nip width was 7.3 mm, the evaluation was “Δ” at a fixing temperature of 160 ° C., and “◯” at a fixing temperature of 170 ° C. and 180 ° C. Further, the fixing strength was insufficient (NG) in any measured case.

この結果から、定着温度が低く、第1ニップ幅が狭い条件では低温オフセットが発生するものの、定着温度を高くしたり、第1ニップ幅を広くすることで低温オフセットが改善されることがわかる。また、低温オフセットが発生しない条件下においても、定着強度としては不十分(N.G)であることがわかる。さらに、表1および表4の結果を比較すると、画像ずれが発生する条件と低温オフセットが発生する条件とが完全に一致することがわかる。   From this result, it can be seen that although the low temperature offset occurs when the fixing temperature is low and the first nip width is narrow, the low temperature offset is improved by increasing the fixing temperature or widening the first nip width. It can also be seen that the fixing strength is insufficient (NG) even under conditions where low temperature offset does not occur. Further, comparing the results of Tables 1 and 4, it can be seen that the conditions for causing the image shift and the conditions for the low temperature offset completely coincide.

以上の結果から、画像ずれの発生原因としては、以下のように説明できる。すなわち、定着部材(ここでは定着ローラ41)に複数の押圧部材(ここでは加圧ローラ42および剥離ローラ43)によって複数の定着ニップ部(ここでは第1ニップ部および第2ニップ部)が形成される定着装置の場合、第1ニップ部と第2ニップ部との間にはほとんど定着圧力がかかっていない状態のニップ部(仮想ニップ部)が形成されることになる。つまり、ベルト44を備えない場合には定着圧力を付与する手段がないので定着ニップが形成されず、また、本実施形態にかかる定着装置40のようにベルト(加圧ベルト)44によって見かけ上定着ニップが形成されていても、ベルト44の張力による圧力が加わるのみであることから、ほとんど定着圧力がかかっていない状態のニップ部(仮想ニップ部)が形成されることになる。   From the above results, the cause of the image shift can be explained as follows. That is, a plurality of fixing nip portions (here, the first nip portion and the second nip portion) are formed on the fixing member (here, the fixing roller 41) by a plurality of pressing members (here, the pressure roller 42 and the peeling roller 43). In the case of the fixing device, a nip portion (virtual nip portion) in which almost no fixing pressure is applied is formed between the first nip portion and the second nip portion. That is, in the case where the belt 44 is not provided, there is no means for applying a fixing pressure, so that a fixing nip is not formed, and the belt (pressure belt) 44 is apparently fixed as in the fixing device 40 according to the present embodiment. Even if the nip is formed, only the pressure due to the tension of the belt 44 is applied, so that a nip portion (virtual nip portion) in which almost no fixing pressure is applied is formed.

したがって、記録紙上のトナー像は、第1ニップ部では押圧部材により定着部材(定着ローラ41)、トナー、記録紙のそれぞれが密着しているが、第1ニップ部通過後、第2ニップ部に至るまでの仮想ニップ部では、押圧部材が存在しないために、定着ローラ41と記録紙との間で若干の隙間が生じる。この時、第1ニップ部でのトナーの溶融状態が不十分であると、トナー像の一部は低温オフセット現象により、定着ローラ41側に付着することとなる。その後、仮想ニップ部で定着ローラ41と記録紙との間で微少な位置ズレが生じた場合、第2ニップ部で再度定着ローラ41と記録紙とが密着すると、定着ローラ41に付着していたトナー像の記録紙に対する位置がずれ、画像ずれが生じてしまう。   Accordingly, the toner image on the recording paper is in contact with the fixing member (fixing roller 41), the toner, and the recording paper by the pressing member at the first nip portion, but after passing through the first nip portion, the toner image on the second nip portion. Since there is no pressing member in the entire virtual nip portion, a slight gap is generated between the fixing roller 41 and the recording paper. At this time, if the melting state of the toner in the first nip portion is insufficient, a part of the toner image adheres to the fixing roller 41 side due to the low temperature offset phenomenon. Thereafter, when a slight misalignment occurs between the fixing roller 41 and the recording paper at the virtual nip portion, the fixing roller 41 and the recording paper are adhered to the fixing roller 41 again at the second nip portion. The position of the toner image with respect to the recording paper is displaced, and image displacement occurs.

つまり、本実施形態に示されるような複数の定着ニップ部を有する定着装置において画像ずれを防止するには、未定着画像サンプルが、第1ニップ部通過直後に低温オフセットが発生しない程度にトナー像が加熱溶融されるよう、第1ニップ部での定着条件を設定する必要があることがわかる。   In other words, in order to prevent image misalignment in a fixing device having a plurality of fixing nip portions as shown in this embodiment, an unfixed image sample has a toner image that does not cause a low-temperature offset immediately after passing through the first nip portion. It can be seen that it is necessary to set the fixing conditions at the first nip portion so that is melted by heating.

なお、第1ニップ部で設定される定着条件としては、必ずしも定着強度まで満たさなくてもよい。つまり、第1ニップ部通過直後の画像ザンプルは、定着強度が不十分であるが、仮想ニップ部および第2ニップ部を通過する間に熱供給され、定着強度を満足すればよい。   Note that the fixing conditions set at the first nip portion do not necessarily satisfy the fixing strength. That is, the image sample immediately after passing through the first nip portion has insufficient fixing strength, but it is only necessary to supply heat while passing through the virtual nip portion and the second nip portion and satisfy the fixing strength.

(解析例)
次に、第1ニップ部出口でのトナー温度と画像ずれの関係を検討するため、図3に示した定着装置40を、1次元熱伝導として図4のようにモデル化して伝熱状態の解析を行った。すなわち、図4に示すように、定着ローラ41の芯金41aの内部に備えられる加熱源Q、定着ローラ41の芯金(アルミニウム)41a、弾性層(シリコーンゴム)41b、離型層(PFA)41c、離型層41cと記録紙上のトナーとの間に形成される第1の空気層(空気層)air1、トナー、記録紙、記録紙とベルト44の離型層44aとの間に形成される第2の空気層(空気層)air2、離型層44a、PIからなるベルト基材44bがこの順に配置されたモデルを作成し、定着ローラ41の断面深さ方向(加熱源Qから加圧ローラ42の方向)への伝熱について解析を行った。
(Analysis example)
Next, in order to examine the relationship between the toner temperature at the first nip exit and the image shift, the fixing device 40 shown in FIG. 3 is modeled as one-dimensional heat conduction as shown in FIG. 4 to analyze the heat transfer state. Went. That is, as shown in FIG. 4, the heating source Q provided inside the cored bar 41a of the fixing roller 41, the cored bar (aluminum) 41a of the fixing roller 41, the elastic layer (silicone rubber) 41b, the release layer (PFA). 41c, the first air layer (air layer) air1 formed between the release layer 41c and the toner on the recording paper, the toner, the recording paper, formed between the recording paper and the release layer 44a of the belt 44. A model in which a belt base material 44b composed of a second air layer (air layer) air2, a release layer 44a, and PI is arranged in this order is created, and a cross-sectional depth direction of the fixing roller 41 (pressing from the heating source Q) The heat transfer in the direction of the roller 42) was analyzed.

なお、上記のモデルでは、定着ローラ41とトナー面との境界領域、および、ベルト44の離型層44aと記録紙との境界領域に、空気層air1,air2を設けている。これは、記録紙面にはある程度の表面粗さが存在するので、その表面粗さに起因する隙間を空気層air1,air2としてモデル化した。また、微視的な挙動で考えると、層の中でも温度分布が異なるので、定着ローラ41の弾性層41b、離型層41c、トナー、記録紙については、各層を伝熱方向について細かく分割した。このモデルを用い、第1ニップ出口直前において、記録紙上に印字された未定着画像(未定着トナー画像)のトナーのうち、記録紙と接する層(側)の温度である最下層温度を算出した。   In the above model, the air layers air1 and air2 are provided in the boundary region between the fixing roller 41 and the toner surface and in the boundary region between the release layer 44a of the belt 44 and the recording paper. This is because the surface of the recording paper has a certain degree of surface roughness, and the gap caused by the surface roughness is modeled as air layers air1 and air2. Also, considering the microscopic behavior, the temperature distribution is different among the layers, so that the layers of the elastic layer 41b, the release layer 41c, the toner, and the recording paper of the fixing roller 41 are finely divided in the heat transfer direction. Using this model, the lowermost layer temperature, which is the temperature of the layer (side) in contact with the recording paper, of the toner of the unfixed image (unfixed toner image) printed on the recording paper immediately before the first nip exit was calculated. .

解析条件として、表5に示す各層の厚み、初期温度、比熱、比重、熱伝導率、その他必要な物性値を与えた。なお、定着ローラ41の弾性層41bについては、弾性層41bを15層に分割し、分割した各層の初期温度は、離型層41cと接する層を160℃、芯金41aと接する層を188℃とした。また、分割した間の層の初期温度は、離型層41cに近い層から2℃ずつ上げた値を設定した。   As analysis conditions, the thickness, initial temperature, specific heat, specific gravity, thermal conductivity, and other necessary physical properties of each layer shown in Table 5 were given. Regarding the elastic layer 41b of the fixing roller 41, the elastic layer 41b is divided into 15 layers. The initial temperature of each of the divided layers is 160 ° C. for the layer in contact with the release layer 41c and 188 ° C. for the layer in contact with the cored bar 41a. It was. Moreover, the initial temperature of the layer during the division was set to a value increased by 2 ° C. from the layer close to the release layer 41c.

Figure 2006133399
Figure 2006133399

表5に示した解析条件は、定着温度160℃の時の設定(条件)であり、定着温度を170℃で計算する場合は、定着ローラ41で設定する各層(離型層41c、弾性層41b、芯金41a)の初期温度をそれぞれ10℃上げることになる。同様に、定着温度180℃で計算する場合は、定着ローラ41の各層の温度をさらに10℃あげることになる。   The analysis conditions shown in Table 5 are the settings (conditions) when the fixing temperature is 160 ° C. When calculating the fixing temperature at 170 ° C., the layers set by the fixing roller 41 (release layer 41c, elastic layer 41b). The initial temperature of the cored bar 41a) is increased by 10 ° C. Similarly, when calculating at a fixing temperature of 180 ° C., the temperature of each layer of the fixing roller 41 is further increased by 10 ° C.

解析に用いた計算式について説明する。図5に示すように、a層,b層,c層の順に隣接する層においては、b層のある時刻tからτ秒後の温度T(b,t+τ)は、次式で表される。   The calculation formula used for the analysis will be described. As shown in FIG. 5, in the layers adjacent in order of the a layer, the b layer, and the c layer, the temperature T (b, t + τ) after τ seconds from a certain time t of the b layer is expressed by the following equation.

T(b,t+τ)=T(b,t)+τ/(ρ×C×H)×[{T(a,t)−T(b,t)}/(h/2λ+h/2λ)+{T(c,t)−T(b,t)}/(h/2λ+h/2λ)] ・・・式(1)
ここで、hは層の厚さ、Tは温度、λは熱伝導率、ρは比重、Cは比熱であり、添え字のa,b,cはそれぞれa層,b層,c層の値であることを示している。
T (b, t + τ) = T (b, t) + τ / (ρ b × C b × H b ) × [{T (a, t) −T (b, t)} / (h a / 2λ a + h b / 2λ b) + {T (c, t) -T (b, t)} / (h b / 2λ b + h c / 2λ c)] ··· equation (1)
Here, h is the layer thickness, T is the temperature, λ is the thermal conductivity, ρ is the specific gravity, and C is the specific heat. The subscripts a, b, and c are the values of the a layer, b layer, and c layer, respectively. It is shown that.

この式を用いて各層の微少時間τ経過後の温度を計算し、ニップ通過完了直前の時間(ニップ幅をプロセス速度で除した値)まで計算を繰り返す。   Using this equation, the temperature of each layer after a minute time τ has been calculated, and the calculation is repeated until the time immediately before completion of the nip passage (the value obtained by dividing the nip width by the process speed).

上記解析条件にて、定着温度および第1ニップ幅をパラメータとして第1ニップ出口でのトナー最下層温度を計算した結果を表6に示す。   Table 6 shows the results of calculating the toner bottom layer temperature at the first nip outlet under the above analysis conditions using the fixing temperature and the first nip width as parameters.

Figure 2006133399
Figure 2006133399

この表に示すように、トナー最下層温度は、第1ニップ幅を5.6mmとした場合、定着温度160℃では87℃、定着温度170℃では91℃、180℃では95℃であった。また、第1ニップ幅を6.4mmとした場合、定着温度160℃では91℃、定着温度170℃では95℃、180℃では99℃であった。また、第1ニップ幅を7.3mmとした場合、定着温度160℃では95℃、定着温度170℃では99℃、180℃では103℃であった。   As shown in this table, when the first nip width was 5.6 mm, the lowest toner layer temperature was 87 ° C. at a fixing temperature of 160 ° C., 91 ° C. at a fixing temperature of 170 ° C., and 95 ° C. at 180 ° C. When the first nip width was 6.4 mm, the fixing temperature was 91 ° C. at 160 ° C., the fixing temperature was 170 ° C., 95 ° C., and 180 ° C. was 99 ° C. When the first nip width was 7.3 mm, it was 95 ° C. at a fixing temperature of 160 ° C., 99 ° C. at a fixing temperature of 170 ° C., and 103 ° C. at 180 ° C.

表1および表6の結果より、トナーAにおいて、ニップ出口でのトナー最下層温度が99℃以上に達している時、画像ずれのない良好な画像が得られていることがわかる。すなわち、熱解析にて第1ニップ出口でのトナー最下層温度がトナーAの流出開始温度(99℃)以上に達している場合には、画像ずれが発生していないことがわかる。   From the results of Tables 1 and 6, it can be seen that when the toner A lowermost layer temperature at the nip outlet reaches 99 ° C. or more, a good image without image displacement is obtained in the toner A. That is, it is understood from the thermal analysis that when the temperature of the lowermost layer of the toner at the first nip outlet reaches or exceeds the outflow start temperature of toner A (99 ° C.), no image shift has occurred.

同様に、表2および表6の結果より、トナーBにおいて、ニップ出口のトナー最下層温度が91℃以上に達している時、画像ずれのない良好な画像が得られる。つまり、トナーの物性値を変化させても、第1ニップ部においてトナーの流出開始温度以上になるような定着条件(定着温度、第1ニップ幅)を設定すれば、画像ずれを改善させることができる。   Similarly, from the results of Tables 2 and 6, when the toner bottom layer temperature at the nip outlet reaches 91 ° C. or higher in the toner B, a good image without image displacement can be obtained. In other words, even if the physical property value of the toner is changed, the image shift can be improved by setting the fixing conditions (fixing temperature, first nip width) so as to be equal to or higher than the toner outflow start temperature in the first nip portion. it can.

ところで、第1ニップ部でトナーに与えられる熱量は、定着温度と、第1ニップ幅とプロセス速度との関係によって算出されるニップ通過時間(ニップ通過時間=ニップ幅/プロセス速度)とによって決まる。したがって、ある定着温度において、トナー最下層温度がトナーの流出開始温度以上になるように、ニップ通過時間(ここでは、第1ニップ部でのニップ通過時間)を設定すれば、画像ずれは改善されるとも考えられる。   Incidentally, the amount of heat given to the toner in the first nip portion is determined by the fixing temperature and the nip passage time (nip passage time = nip width / process speed) calculated from the relationship between the first nip width and the process speed. Accordingly, if the nip passage time (here, the nip passage time at the first nip portion) is set so that the toner bottom layer temperature becomes equal to or higher than the toner outflow start temperature at a certain fixing temperature, the image shift is improved. It is also considered.

ここで、トナーAを用いて、一定の定着温度(170℃)のもと、プロセス速度、第1ニップ幅をパラメータとして、画像ずれの評価を行った。さらに、熱解析にてニップ通過完了直前のトナー最下層温度も算出した。その結果を表7に示す。なお、画像ずれの評価「○」,「△」,「×」は、表1および表2と同様の評価基準によるものである。   Here, the toner A was used to evaluate image misregistration using the process speed and the first nip width as parameters at a fixed fixing temperature (170 ° C.). Further, the toner bottom layer temperature just before completion of the nip passage was calculated by thermal analysis. The results are shown in Table 7. Note that the evaluations “◯”, “Δ”, and “×” of image shift are based on the same evaluation criteria as in Tables 1 and 2.

Figure 2006133399
Figure 2006133399

表7に示すように、画像ずれは、ニップ通過完了直前のトナー最下層温度に相関がある。そして、ニップ通過完了直前のトナー最下層温度は、ニップ通過時間に相関がある。また、トナーの最下層温度が流出開始温度(トナーAでは99℃)以上になるようなニップ通過時間が確保できる条件であれば、画像ずれが起こらないことがわかる。   As shown in Table 7, the image shift has a correlation with the toner bottom layer temperature immediately before the completion of the nip passage. The lowest toner layer temperature immediately before completion of the nip has a correlation with the nip passage time. It can also be seen that image misalignment does not occur if the nip passage time is such that the lowest temperature of the toner is equal to or higher than the outflow start temperature (99 ° C. for toner A).

なお、ニップ通過完了直前のトナー最下層温度をトナーの流出開始温度以上にするために必要なニップ通過時間は、定着温度によって異なる。図6は、定着温度を160℃,170℃,180℃とした場合の、各定着温度におけるニップ通過直前のトナー最下層温度Tbとニップ通過時間Tnとの関係を示すグラフである。なお、このグラフは、表6に示したデータに基づいて、上記の各定着温度ごとに、横軸をニップ通過完了直前に到達したトナーの最下層温度、縦軸をその時のニップ通過時間としてプロットした結果およびその近似線を実線で表したものである。   Note that the nip passage time required for setting the lowest layer temperature of the toner immediately before completion of the nip to be equal to or higher than the toner outflow start temperature varies depending on the fixing temperature. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the toner bottom layer temperature Tb immediately before passing through the nip and the nip passing time Tn at each fixing temperature when the fixing temperatures are 160 ° C., 170 ° C., and 180 ° C. This graph is plotted based on the data shown in Table 6 for each fixing temperature described above, with the horizontal axis representing the lowest layer temperature of the toner reached immediately before completion of nip passage, and the ordinate representing the nip passage time at that time. The results and their approximate lines are represented by solid lines.

このように、各定着温度条件について、ニップ通過直前のトナーの最下層温度Tbと、ニップ通過時間tnとの間には比例関係があり、下記の式(2)に示すような1次関数として表わすことができる。   Thus, for each fixing temperature condition, there is a proportional relationship between the lowest layer temperature Tb of the toner immediately before passing through the nip and the nip passing time tn, and as a linear function as shown in the following equation (2). Can be represented.

tn=α×Tb+β ・・・式(2)
なお、α,βは定数である。
tn = α × Tb + β (2)
Α and β are constants.

また、1次関数として考えた場合、各定着温度でのグラフはほぼ平行であることから、切片βが異なるだけで、その傾きは定着温度によらず、ほぼ一定(a=0.0006)である。また、このグラフにおいて、切片β(Tb=0となる場合のtnの値)を、定着温度Tをパラメータとする関数f(T)として考えた場合、ニップ通過時間tnは以下に示す関係式(式(3))で近似することができる。   When considered as a linear function, since the graphs at the respective fixing temperatures are almost parallel, only the intercept β is different, and the inclination thereof is almost constant regardless of the fixing temperature (a = 0.006). is there. In this graph, when the intercept β (value of tn when Tb = 0) is considered as a function f (T) having the fixing temperature T as a parameter, the nip passage time tn is expressed by the following relational expression ( It can be approximated by equation (3).

tn=0.0006×Tb+f(T) ・・・式(3)
図7は、定着温度Tと切片β(関数f(T))との関係を示すグラフである。すなわち、図6に示した各定着温度の近似線を上記式(2)の関数で表した場合に、横軸を定着温度T、縦軸を切片βとしてプロットし、その近似線を表したグラフである。このように近似線は下記の式(4)に示す1次関数として表わすことができる。
tn = 0.006 × Tb + f (T) (3)
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the fixing temperature T and the intercept β (function f (T)). That is, when the approximate line of each fixing temperature shown in FIG. 6 is represented by the function of the above formula (2), the horizontal axis is plotted as the fixing temperature T, the vertical axis is plotted as the intercept β, and the approximate line is represented. It is. Thus, the approximate line can be expressed as a linear function shown in the following equation (4).

β=−0.00024T+0.0015 ・・・式(4)
上記式(3)および式(4)より、ニップ通過時間tn、トナー最下層温度Tb、定着温度Tの関係は、下記の式(5)で表わすことができる。
β = −0.00024T + 0.0015 Formula (4)
From the above equations (3) and (4), the relationship between the nip passage time tn, the toner bottom layer temperature Tb, and the fixing temperature T can be expressed by the following equation (5).

tn=0.0006Tb−0.00024T+0.0015 ・・・式(5)
ここで、ニップ通過時間tnが長くなればなるほどニップ通過完了直前のトナー最下層温度Tbは高くなるので、下記の式(6)を満たすように、第1ニップ通過時間(すなわち、あるプロセス速度における第1ニップ幅)を設定すれば画像ずれのない画像が得ることができる。すなわち、下記式(6)を満たすようにニップ通過時間tnを設定することにより、トナー最下層温Tbがトナー流出開始温度Tiよりも高くなり、画像ずれを防止できる。
tn = 0.006Tb−0.00024T + 0.0015 (5)
Here, as the nip passage time tn becomes longer, the toner bottom layer temperature Tb immediately before the completion of the nip passage becomes higher. Therefore, the first nip passage time (that is, at a certain process speed) is satisfied so as to satisfy the following equation (6). If the first nip width) is set, an image without image displacement can be obtained. That is, by setting the nip passage time tn so as to satisfy the following expression (6), the toner bottom layer temperature Tb becomes higher than the toner outflow start temperature Ti, and image shift can be prevented.

tn≧0.0006Ti−0.00024T+0.0015 ・・・式(6)
上記の式(6)を使えば、ある任意の熱特性のトナーにおいて、画像ずれを防止するために必要な定着温度およびニップ幅(第1ニップ幅)を、実験や解析で求めることなく算出できる。すなわち、上記式(6)を満たす定着温度Tおよびニップ通過時間(ニップ幅)tnを設定することで、実験を行わずとも、画像ずれを防止した定着装置を実現することができる。
tn ≧ 0.0006Ti−0.00024T + 0.0015 Formula (6)
By using the above formula (6), it is possible to calculate the fixing temperature and the nip width (first nip width) necessary for preventing image misalignment in a toner having a certain thermal characteristic without obtaining it by experiment or analysis. . That is, by setting the fixing temperature T and the nip passage time (nip width) tn satisfying the above formula (6), it is possible to realize a fixing device that prevents image shift without performing an experiment.

このように、トナー最下層温度は、定着装置40をモデルとする理論計算により求めることができる。理論計算の結果に基づいて定着温度およびニップ通過時間を設定することで、例えば、任意の熱特性のトナーにおいて、第1ニップ部出口でのトナー最下層温度がトナー流出開始温度以上となる定着条件(定着温度およびニップ通過時間)を実験や解析で求めることなく算出し、画像ずれを適切に防止することができる。   As described above, the toner bottom layer temperature can be obtained by theoretical calculation using the fixing device 40 as a model. By setting the fixing temperature and the nip passage time based on the result of theoretical calculation, for example, in a toner having an arbitrary thermal characteristic, the fixing condition in which the toner bottom layer temperature at the first nip exit is equal to or higher than the toner outflow start temperature. The (fixing temperature and nip passage time) can be calculated without being obtained through experiments or analysis, and image misalignment can be prevented appropriately.

なお、定着装置40における、第1の押圧部材としての加圧ローラ42は、芯金42a上に弾性層42bが被覆された弾性ローラである。このように、第1ニップ部を形成する加圧ローラ42を弾性ローラとすることで、第1ニップ部のニップ幅を十分広く設定することができる。したがって、第1ニップ部で要求される定着条件を容易に実現することができる。   Note that the pressure roller 42 as the first pressing member in the fixing device 40 is an elastic roller in which an elastic layer 42b is coated on a cored bar 42a. Thus, by using the pressure roller 42 that forms the first nip portion as an elastic roller, the nip width of the first nip portion can be set sufficiently wide. Therefore, it is possible to easily realize the fixing conditions required at the first nip portion.

また、定着装置40では、複数の支持ローラ(加圧ローラ42および剥離ローラ43)に懸架されたベルト44が設けられており、このベルト44と定着ローラ41との間に複数のニップ部が形成されている。すなわち、ベルト44が複数の支持ローラ(押圧部材;加圧ローラ42および剥離ローラ43)によって定着ローラ41に圧接されている。   In the fixing device 40, a belt 44 suspended from a plurality of support rollers (the pressure roller 42 and the peeling roller 43) is provided, and a plurality of nip portions are formed between the belt 44 and the fixing roller 41. Has been. That is, the belt 44 is pressed against the fixing roller 41 by a plurality of support rollers (pressing members; the pressure roller 42 and the peeling roller 43).

ベルト44がない場合、第1の押圧部材により形成されるニップ部(第1ニップ部)と、第2の押圧部材により形成されるニップ部(第2ニップ部)との間は、記録紙の搬送方向を規制するものがないため、第2ニップ部に記録紙が突入するまでに記録紙の搬送方向が変わってしまい、記録紙が第2ニップ部に突入することができない等の搬送性の問題が生じる可能性がある。そこで、ベルト44を設けることで、第1ニップ部から排出された記録紙を、ベルト44と定着ローラ41との間に挟みこみながら(搬送方向を規制しながら)搬送し、搬送不良を防止することができる。   When the belt 44 is not provided, there is a gap between the nip portion (first nip portion) formed by the first pressing member and the nip portion (second nip portion) formed by the second pressing member. Since there is nothing that regulates the conveyance direction, the conveyance direction of the recording paper changes until the recording paper enters the second nip portion, and the conveyance property such that the recording paper cannot enter the second nip portion. Problems can arise. Therefore, by providing the belt 44, the recording paper discharged from the first nip portion is conveyed while being sandwiched between the belt 44 and the fixing roller 41 (regulating the conveyance direction), thereby preventing conveyance failure. be able to.

また、例えば、加圧ローラ42および剥離ローラ43に加えて、ベルト44のテンションを保持する目的でテンションローラ(支持ローラ、図示せず)を1個または複数設けてもよい。また、定着装置40では、ベルト44の支持ローラとして加圧ローラ42および剥離ローラ43が備えられており、全ての支持ローラ(加圧ローラ42および剥離ローラ43)によってベルト44が定着ローラ41に押圧されているが、これに限らず、複数の支持ローラの全部或いは一部によってベルト44が定着ローラ41側に加圧(押圧)される構成であってもよい。   Further, for example, in addition to the pressure roller 42 and the peeling roller 43, one or more tension rollers (support rollers, not shown) may be provided for the purpose of maintaining the tension of the belt 44. The fixing device 40 includes a pressure roller 42 and a peeling roller 43 as support rollers for the belt 44, and the belt 44 is pressed against the fixing roller 41 by all the support rollers (the pressure roller 42 and the separation roller 43). However, the configuration is not limited thereto, and the belt 44 may be pressed (pressed) toward the fixing roller 41 by all or a part of the plurality of support rollers.

また、上記の説明では、ベルト44を支持する支持ローラとして、加圧ローラ42と剥離ローラ43とを備えた構成について説明したが、支持ローラの数はこれに限るものではない。例えば、図8に示すように加圧ローラ42および剥離ローラ43に加えてテンションローラ47を設けてもよい。あるいは、さらに多数の支持ローラを備えてもよい。ただし、支持ローラの個数を増やしすぎると、ベルト44のベルト長が長くなること、および、ベルト44と各支持ローラとの接触箇所が増えることにより、ベルト44からの放熱量が増大し、定着ローラ41を加熱するための消費電力が大きくなる場合があるので、支持ローラの個数は2個または3個とすることが好ましい。   In the above description, the configuration including the pressure roller 42 and the peeling roller 43 as the support roller for supporting the belt 44 has been described, but the number of support rollers is not limited thereto. For example, in addition to the pressure roller 42 and the peeling roller 43, a tension roller 47 may be provided as shown in FIG. Alternatively, a larger number of support rollers may be provided. However, if the number of support rollers is increased too much, the belt length of the belt 44 becomes longer, and the number of contact points between the belt 44 and each support roller increases, so that the amount of heat released from the belt 44 increases, and the fixing roller Since the power consumption for heating 41 may increase, the number of support rollers is preferably two or three.

また、定着装置40または画像形成装置に、第1ニップ部出口におけるトナー最下層温度をトナー流出開始温度以上とするための定着条件(定着温度およびニップ通過時間)を算出する定着条件算出手段を備え、算出した定着条件に基づいて定着温度および/またはニップ通過時間を制御するようにしてもよい。   The fixing device 40 or the image forming apparatus further includes a fixing condition calculation unit that calculates fixing conditions (fixing temperature and nip passage time) for setting the toner bottom layer temperature at the outlet of the first nip portion to be equal to or higher than the toner outflow start temperature. The fixing temperature and / or the nip passage time may be controlled based on the calculated fixing conditions.

例えば、定着ローラ41を加熱する加熱源(加熱手段)Qの温度を可変とし、この加熱源Qの温度を制御する温度制御手段(図示せず)を画像形成装置または定着装置に備え、上記定着条件算出手段の算出結果に基づいて加熱源Qの温度を制御するようにしてもよい。   For example, the temperature of a heating source (heating means) Q for heating the fixing roller 41 is variable, and a temperature control means (not shown) for controlling the temperature of the heating source Q is provided in the image forming apparatus or the fixing apparatus, and the fixing is performed. You may make it control the temperature of the heating source Q based on the calculation result of a condition calculation means.

また、ニップ幅を制御するニップ幅制御手段を備え、上記定着条件算出手段の算出結果に基づいてニップ幅を制御することで、ニップ通過時間を制御するようにしてもよい。例えば、複数の幅の異なる加圧パッドまたは加圧ローラを選択可能に備え、上記定着条件算出手段の算出結果に基づいて第1ニップ部に使用する加圧パッドまたは加圧ローラを選択する構成としてもよい。また、加圧ローラ42に付与する押圧力を制御することによってニップ幅を制御してもいいが、この場合には、押圧力の変動幅を、ローラの撓みが発生し、ニップ幅がローラの回転軸方向に不均一とならない程度とすることが好ましい。   Further, a nip width control means for controlling the nip width may be provided, and the nip passage time may be controlled by controlling the nip width based on the calculation result of the fixing condition calculation means. For example, a plurality of pressure pads or pressure rollers having different widths can be selected, and the pressure pad or pressure roller used for the first nip portion is selected based on the calculation result of the fixing condition calculation means. Also good. Further, the nip width may be controlled by controlling the pressing force applied to the pressure roller 42, but in this case, the fluctuation range of the pressing force is caused by the deflection of the roller, and the nip width is equal to that of the roller. It is preferable to set the degree of non-uniformity in the rotation axis direction.

また、プロセス速度を可変とし、上記定着条件算出手段の算出結果に基づいてプロセス速度を制御することで、ニップ通過時間を制御するようにしてもよい。   Further, the nip passage time may be controlled by making the process speed variable and controlling the process speed based on the calculation result of the fixing condition calculation means.

また、トナー流出開始温度は、例えば、図示しない入力部を介してユーザが入力するようにしてもよく、あるいは、使用されるトナーのトナー流出開始温度を測定する測定手段を別途備えてもよく、あるいは、トナーが収容された容器(カートリッジ、交換容器)にトナーの種類(トナー流出開始温度)を識別可能な印等を設け、それを読み取ることでトナー流出開始温度を特定する構成としてもよい。   In addition, the toner outflow start temperature may be input by a user via an input unit (not shown), or a measurement unit that measures the toner outflow start temperature of the toner to be used may be additionally provided. Alternatively, the toner outflow start temperature may be specified by providing a mark or the like that can identify the type of toner (toner outflow start temperature) in a container (cartridge, replacement container) in which toner is stored, and reading the mark.

また、本実施形態では、第1ニップ部出口でのトナー最下層温度をトナー流出開始温度以上とするための定着条件(定着温度およびニップ通過時間)を、一次元の伝熱解析によって求める場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、二次元あるいは三次元の形状を考慮した解析を行ってもよく、あるいは時間変化を考慮した解析を行ってもよい。   In the present embodiment, the fixing condition (fixing temperature and nip passage time) for setting the toner bottom layer temperature at the outlet of the first nip portion to be equal to or higher than the toner outflow start temperature is obtained by one-dimensional heat transfer analysis. Although explained, it is not limited to this. For example, an analysis considering a two-dimensional or three-dimensional shape may be performed, or an analysis considering a time change may be performed.

また、本実施形態では、ネットワークを介して接続される端末装置から送信された画像データ等に基づいて、所定の記録紙に対して多色または単色の画像を形成する乾式電子写真方式のカラー画像形成装置に本発明の定着装置を備える場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、画像読取装置を備え、読み取った画像を記録紙に形成する複写機(画像形成装置)、あるいはファクシミリ装置、複写機、プリンター等の機能を複合的に備えた画像形成装置に適用してもよい。   In this embodiment, a color image of a dry electrophotographic system that forms a multicolor or single color image on a predetermined recording sheet based on image data transmitted from a terminal device connected via a network. Although the case where the forming apparatus includes the fixing device of the present invention has been described, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a copying machine (image forming apparatus) that includes an image reading apparatus and forms a read image on a recording sheet, or an image forming apparatus that has multiple functions such as a facsimile machine, a copying machine, and a printer. Good.

また、本実施形態では、第1ニップ部において、未定着トナー像を、低温オフセットを生じない温度以上に加熱するものとしたが、この際、高温オフセットが生じる温度以下とすることが好ましい。すなわち、トナーが高温になりすぎると、いわゆる高温オフセットによって画像欠損が生じるおそれがあるので、第1ニップ部出口におけるトナーの温度を、各定着ニップ部および各定着ニップ部間(各仮想ニップ部)において低温オフセットが生じず、かつ、高温オフセットも生じない温度とするように、定着温度およびニップ通過時間を設定することが好ましい。   In this embodiment, the unfixed toner image is heated to a temperature at which the low temperature offset does not occur at the first nip portion. However, at this time, the temperature is preferably set to a temperature at which the high temperature offset occurs. That is, if the toner becomes too high, image loss may occur due to so-called high temperature offset. Therefore, the temperature of the toner at the first nip portion outlet is set between each fixing nip portion and each fixing nip portion (each virtual nip portion). It is preferable to set the fixing temperature and the nip passage time so that a low temperature offset does not occur and a high temperature offset does not occur.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1における画像形成装置および定着装置に備えられる部材と同じ機能を有する部材については、実施形態1と同じ符号を用い、その説明を省略する。また、同じ符号を付した部材については、特に断らない限り、実施形態1と同様の変更が可能であるものとする。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those provided in the image forming apparatus and the fixing device in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted. Moreover, about the member which attached | subjected the same code | symbol, unless otherwise indicated, the same change as Embodiment 1 shall be possible.

図9は、本実施形態にかかる定着装置50の概略構成を示す断面図である。
この図に示すように、定着装置50は、定着ローラ41と、複数の支持ローラ(加圧ローラ(押圧部材)42、剥離ローラ(押圧部材)43、テンションローラ47)と、各支持ローラに懸架(張架)されたベルト54とからなる。なお、この定着装置50は、実施形態1で図8に示した定着装置40において、ベルト44をベルト54に変更し、加圧ローラ42および剥離ローラ43の回転軸方向の長さを後述するように規定したものである。そして、定着装置50は、実施形態1の画像形成装置に、定着装置40に代えて備えられるものである。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the fixing device 50 according to the present embodiment.
As shown in this figure, the fixing device 50 is suspended from a fixing roller 41, a plurality of support rollers (a pressure roller (pressing member) 42, a peeling roller (pressing member) 43, a tension roller 47), and each support roller. (Stretched) belt 54. In the fixing device 50, the belt 44 is changed to the belt 54 in the fixing device 40 shown in FIG. 8 in the first embodiment, and the lengths of the pressure roller 42 and the peeling roller 43 in the rotation axis direction will be described later. It is stipulated in. The fixing device 50 is provided in place of the fixing device 40 in the image forming apparatus of the first embodiment.

図10はベルト54の断面図である。この図に示すように、ベルト54は、ベルト基材54aと離型層54bとからなる無端ベルトであり、各支持ローラ(加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ47)にベルト基材54a側が内周面となるように懸架されている。ベルト54の離型層54bは、定着ローラ41の離型層41cと同様、トナーの付着を防止する目的で設けられるものであり、例えばPFAやPTFEなどからなる。また、ベルト基材54aの材質は特に限定されるものではないが、例えばPI(ポリイミド)などからなる。なお、ベルト54の表面硬度は、剥離ローラ43と同様、定着ローラ41の表面硬度より高い方がよい。   FIG. 10 is a cross-sectional view of the belt 54. As shown in this figure, the belt 54 is an endless belt composed of a belt base material 54a and a release layer 54b, and each support roller (the pressure roller 42, the peeling roller 43, and the tension roller 47) has a belt base material 54a. It is suspended so that the side becomes the inner peripheral surface. Similar to the release layer 41c of the fixing roller 41, the release layer 54b of the belt 54 is provided for the purpose of preventing adhesion of toner, and is made of, for example, PFA or PTFE. The material of the belt base material 54a is not particularly limited, but is made of, for example, PI (polyimide). The surface hardness of the belt 54 is preferably higher than the surface hardness of the fixing roller 41 as in the case of the peeling roller 43.

また、図10に示すように、ベルト54は各支持ローラに懸架されたときに内周面側となる面の両端部(各支持ローラの回転軸方向に配置される両端部)に、ベルト基材面に対して略垂直な方向に突出するリブ(蛇行規制部材)55・55を備えている。このリブ55・55は、無端ベルトであるベルト54の両端部に全周に渡って設けられている。リブ55・55の材質は特に限定されるものではないが、弾性部材であることが好ましく、例えばベルト基材54aと同様の材質で形成される。なお、図10に示すように、両リブ55・55間の間隔(両リブ55・55の内側壁間の距離)を、リブ間隔L0とする。   Further, as shown in FIG. 10, the belt 54 has belt bases at both ends (both ends arranged in the rotation axis direction of each support roller) of the inner circumferential surface when suspended by the support rollers. Ribs (meandering restricting members) 55 and 55 projecting in a direction substantially perpendicular to the material surface are provided. The ribs 55 and 55 are provided on both ends of the belt 54 that is an endless belt over the entire circumference. The material of the ribs 55 and 55 is not particularly limited, but is preferably an elastic member, and is formed of the same material as the belt base material 54a, for example. In addition, as shown in FIG. 10, let the space | interval between both rib 55 * 55 (distance between the inner walls of both rib 55 * 55) be rib space | interval L0.

図11は、加圧ローラ42および剥離ローラ43を定着ローラ41側から見た透視平面図である。なお、この図には、加圧ローラ42および剥離ローラ43に懸架されるベルト54を破線で示している。   FIG. 11 is a perspective plan view of the pressure roller 42 and the peeling roller 43 as seen from the fixing roller 41 side. In this figure, the belt 54 suspended on the pressure roller 42 and the peeling roller 43 is indicated by broken lines.

この図に示すように、本実施形態では、加圧ローラ長(加圧ローラ42のベルト54との当接部における当該ローラの回転軸方向の長さ)L1と、剥離ローラ長(剥離ローラ43のベルト54との当接部における当該ローラの回転軸方向の長さ)L2と、リブ間隔L0とが、
L0>L1>L2
の関係を満たすように設定されている。
As shown in this figure, in this embodiment, the pressure roller length (the length of the pressure roller 42 in the contact portion with the belt 54 in the rotation axis direction of the roller) L1 and the separation roller length (the separation roller 43). The length of the roller in the rotation axis direction) L2 and the rib interval L0.
L0>L1> L2
It is set to satisfy the relationship.

一般に、複数の支持ローラによってベルトを懸架する場合、各支持ローラの回転軸の平行度が微妙に異なるなどの理由により、ベルトが蛇行してしまうという課題がある。そして、この課題を解決するために、ベルト端部に凸部を設け、そのベルトが懸架されるローラに、上記ベルト端部の凸部と係合する凹部を設ける技術が、例えば上記した特許文献2や特許文献3に記載されているが、これらの技術では、ベルト端部に設けた凸部が懸架ローラの凹部を乗り越え、ベルト走行不良を起こすという問題があった。   In general, when a belt is suspended by a plurality of support rollers, there is a problem that the belt meanders because the parallelism of the rotation shafts of the support rollers is slightly different. In order to solve this problem, a technique in which a convex portion is provided at the belt end portion and a concave portion that engages with the convex portion at the belt end portion is provided on the roller on which the belt is suspended is described in, for example, the above-described patent document. 2 and Patent Document 3, however, these techniques have a problem in that the convex portion provided at the belt end portion passes over the concave portion of the suspension roller, causing belt running failure.

これに対して、本実施形態にかかる定着装置50では、ベルト54の両端部に設けたリブ55が、定着ローラ41との間で定着ニップ部を形成する支持ローラのうち、記録紙搬送方向の下流側に位置する支持ローラである剥離ローラ43の回転軸方向両端部に当接することによって、ベルト54の蛇行を防止する。すなわち、記録紙搬送方向の上流側において第1ニップ部を形成する加圧ローラ42ではなく、その下流側において第2ニップ部を形成する剥離ローラ43の両端部が、ベルト54の両端部に設けられたリブ55と当接することによって、ベルトの蛇行を防止する蛇行防止手段として機能する。   On the other hand, in the fixing device 50 according to the present embodiment, the ribs 55 provided at both ends of the belt 54 form the fixing nip portion with the fixing roller 41, among the supporting rollers in the recording paper conveyance direction. The belt 54 is prevented from meandering by coming into contact with both ends in the rotation axis direction of the peeling roller 43 which is a support roller located on the downstream side. That is, both ends of the peeling roller 43 that forms the second nip portion downstream of the pressure roller 42 that forms the first nip portion upstream of the recording paper conveyance direction are provided at both ends of the belt 54. By abutting against the formed rib 55, it functions as meandering prevention means for preventing meandering of the belt.

このように、ベルトの蛇行を規制するローラである蛇行規制ローラ(懸架ローラ)を、記録紙搬送方向の最上流側の定着ニップ部を形成するローラ(加熱ローラニップ入口側)ではなく、記録紙搬送方向の下流側の定着ニップ部を形成するローラ(出口ニップ側のローラ)とすることにより、蛇行規制ローラにベルト54に設けたリブ55が乗り上げることを防止できる。したがって、蛇行規制ローラへのベルトの乗り上げによる加熱ローラの破損を防止できる。   In this way, the meandering restriction roller (suspension roller) that restricts the meandering of the belt is not a roller (heating roller nip inlet side) that forms the fixing nip portion on the most upstream side in the recording paper conveyance direction. By using a roller that forms a fixing nip portion on the downstream side in the direction (roller on the exit nip side), it is possible to prevent the rib 55 provided on the belt 54 from riding on the meandering restriction roller. Accordingly, it is possible to prevent the heating roller from being damaged due to the belt riding on the meandering restriction roller.

なお、ベルト54の端部に設けたリブ55・55と、剥離ローラ43の両端部との間隔は、例えば、各リブ55と剥離ローラ43の各端部との間隔が等しい場合に、1mm〜2mmとなるように設定すればよい。すなわち、4mm>L0−L1>2mmとなるように設定すればよい。これにより、定着ローラ41からの熱によって、ベルト54あるいは剥離ローラ43が熱変形した場合でも、リブ55・55と剥離ローラ43の両端部との間隔を適切に保つことができる。すなわち、ベルト54が正常に走行している場合には剥離ローラ43とリブ55・55とが接触しないので両者の間に摩擦力が生じることがなく、ベルト54および剥離ローラ43の長寿命化を図ることができる。一方、ベルト54が蛇行しようとすると、リブ55と剥離ローラ43の端部とが当接し、それによってベルト54の蛇行を適切に規制することができる。   The distance between the ribs 55 and 55 provided at the end of the belt 54 and both ends of the peeling roller 43 is, for example, 1 mm to when the distance between each rib 55 and each end of the peeling roller 43 is equal. What is necessary is just to set so that it may be set to 2 mm. That is, it may be set so that 4 mm> L0−L1> 2 mm. Thereby, even when the belt 54 or the peeling roller 43 is thermally deformed by the heat from the fixing roller 41, the distance between the ribs 55 and 55 and both ends of the peeling roller 43 can be appropriately maintained. That is, when the belt 54 is running normally, the peeling roller 43 and the ribs 55 and 55 are not in contact with each other, so that no frictional force is generated between them, and the life of the belt 54 and the peeling roller 43 is extended. Can be planned. On the other hand, when the belt 54 is meandering, the rib 55 and the end portion of the peeling roller 43 come into contact with each other, whereby the meandering of the belt 54 can be appropriately regulated.

また、剥離ローラ43だけでなくテンションローラ47についても、剥離ローラ43と同様、蛇行規制部材として機能させてもよい。   Further, not only the peeling roller 43 but also the tension roller 47 may function as a meandering restricting member like the peeling roller 43.

また、本実施形態では、ベルト54が懸架される支持ローラが3つ(加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ47)の場合の構成について説明したが、これに限るものではなく、支持ローラの個数は2個であってもよく、あるいは4個以上であってもよい。ただし、支持ローラの個数を増やしすぎると、ベルト54のベルト長が長くなること、および、ベルト54と各支持ローラとの接触箇所が増えることにより、ベルト54からの放熱量が増大し、定着ローラ41を加熱するための消費電力が大きくなる場合があるので、支持ローラの個数は3個とすることが好ましい。   In the present embodiment, the configuration in the case where there are three support rollers (the pressure roller 42, the peeling roller 43, and the tension roller 47) on which the belt 54 is suspended has been described, but the present invention is not limited to this. The number of may be two, or four or more. However, if the number of support rollers is increased too much, the belt length of the belt 54 becomes longer, and the number of contact points between the belt 54 and each support roller increases, so that the amount of heat released from the belt 54 increases, and the fixing roller Since the power consumption for heating 41 may increase, the number of support rollers is preferably three.

なお、本実施例において、弾性層42bを省略した中実のステンレスで外径15mmのローラの表面に、すべり性を良くするためのPFAやPTFEなどからなる剥離層42cを設けた加圧ローラ42、もしくは、表面にステンレスが露出した加圧ローラ42を用いても同様の効果を有するものである。また、剥離ローラ43として加圧ローラと同じ仕様のステンレスのローラを用いていても良い。   In this embodiment, the pressure roller 42 is provided with a release layer 42c made of PFA, PTFE or the like for improving slipperiness on the surface of a solid stainless steel roller having an outer diameter of 15 mm, in which the elastic layer 42b is omitted. Alternatively, the same effect can be obtained by using the pressure roller 42 with the stainless steel exposed on the surface. Further, a stainless steel roller having the same specifications as the pressure roller may be used as the peeling roller 43.

なお、加圧ローラ42、剥離ローラ43にステンレスなどの高湿ローラを用いた場合でも、実施形態1同様の第1ニップ、第2ニップの通過条件が設定されるように定着ローラ、ローラ押し付け力などを設定することにより、実施形態1と同様に画像ズレなどの画質不良、定着不良が防止できる。   Even when a high-humidity roller such as stainless steel is used for the pressure roller 42 and the peeling roller 43, the fixing roller and the roller pressing force are set so that the passage conditions of the first nip and the second nip are set as in the first embodiment. By setting these, image quality defects such as image misalignment and fixing defects can be prevented as in the first embodiment.

〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1および2における画像形成装置および定着装置に備えられる部材と同じ機能を有する部材については、実施形態1および2と同じ符号を用い、その説明を省略する。また、同じ符号を付した部材については、特に断らない限り、実施形態1および2と同様の変更が可能であるものとする。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those provided in the image forming apparatus and the fixing device in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those in the first and second embodiments, and the description thereof is omitted. Moreover, about the member which attached | subjected the same code | symbol, unless otherwise indicated, the same change as Embodiment 1 and 2 shall be possible.

図12は、本実施形態にかかる定着装置60の概略構成を示す断面図である。なお、定着装置60は、上記各実施形態に記載した定着装置に代えて、上記した画像形成装置に備えられるものである。この図に示すように、定着装置60は、定着ローラ41と、複数の支持ローラ(加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ67)と、各支持ローラに懸架(張架)されたベルト54とからなる。なお、この図に示すように、定着装置60は実施形態2において図9に示した定着装置50と略同様の構成である。ただし、定着装置50におけるテンションローラ47に代えて、ベルト54の内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段として機能するテンションローラ67を備えている点が、定着装置50とは異なる。   FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the fixing device 60 according to the present embodiment. The fixing device 60 is provided in the above-described image forming apparatus instead of the fixing device described in each of the above embodiments. As shown in this figure, the fixing device 60 includes a fixing roller 41, a plurality of support rollers (a pressure roller 42, a peeling roller 43, and a tension roller 67), and a belt 54 suspended (stretched) on each support roller. It consists of. As shown in this drawing, the fixing device 60 has substantially the same configuration as the fixing device 50 shown in FIG. 9 in the second embodiment. However, it differs from the fixing device 50 in that a tension roller 67 that functions as a lubricant applying means for applying a lubricant to the inner peripheral surface of the belt 54 is provided instead of the tension roller 47 in the fixing device 50.

図13(a)は、テンションローラ67の斜視図であり、図13(b)はテンションローラ67の一部を示す断面図である。   FIG. 13A is a perspective view of the tension roller 67, and FIG. 13B is a cross-sectional view showing a part of the tension roller 67.

図13(a)および図13(b)に示すように、テンションローラ67は、中空構造の芯金(芯材)67aと、芯金67aの外周面を被覆するように設けられた例えばセラミックなどの多孔質層67bとからなる。そして、芯金67aの外周面には多数の微小な孔(図示せず)が設けられており、これによって、芯金67aの内部に充填・供給される潤滑剤が、芯金67aに設けられた孔を介して多孔質層67bに排出され、多孔質層67bに潤滑剤が含浸されるようになっている。これにより、テンションローラ67の表面に含浸された潤滑剤が、ベルト54の内周面に塗布される。   As shown in FIGS. 13A and 13B, the tension roller 67 includes a hollow cored bar (core material) 67a and a ceramic or the like provided so as to cover the outer peripheral surface of the cored bar 67a. The porous layer 67b. A large number of minute holes (not shown) are provided on the outer peripheral surface of the cored bar 67a, whereby lubricant that is filled and supplied into the cored bar 67a is provided in the cored bar 67a. It is discharged to the porous layer 67b through the holes, and the porous layer 67b is impregnated with the lubricant. As a result, the lubricant impregnated on the surface of the tension roller 67 is applied to the inner peripheral surface of the belt 54.

なお、芯金67aの両端部は、中央部に比べて直径の細い円筒状に形成されており、この両端部がテンションローラ67の回転軸として機能するようになっている。また、芯金67a内には、上記回転軸として機能する両端部を介して、テンションローラ67の外部に備えられる図示しない潤滑剤供給手段から芯金67a内に必要に応じて潤滑剤が補充されるようになっている。   Note that both end portions of the cored bar 67a are formed in a cylindrical shape having a smaller diameter than the center portion, and these both end portions function as a rotation shaft of the tension roller 67. Further, in the cored bar 67a, a lubricant is replenished into the cored bar 67a as needed from a lubricant supply means (not shown) provided outside the tension roller 67 via both ends functioning as the rotating shaft. It has become so.

また、ベルト54の内周面における両端部には、上記したように、リブ(ビード)55・55が設けられている。これにより、ベルト54の内周面に塗布された潤滑剤が、ベルト54の外周面に回りこむことを防止している。   Further, as described above, ribs (beads) 55 and 55 are provided at both ends of the inner peripheral surface of the belt 54. Thereby, the lubricant applied to the inner peripheral surface of the belt 54 is prevented from flowing around the outer peripheral surface of the belt 54.

以上のように、定着装置60では、定着ローラ(加熱ローラ)41から遠い位置に配置される支持ローラであるテンションローラ67において、ベルト54の内周面に潤滑剤を塗布(供給)する。このように、熱源である定着ローラ(加熱ローラ)41から遠い位置で潤滑剤を塗布することにより、周囲温度が低い位置で潤滑剤を塗布できるので、潤滑剤の塗布量を安定させ、適正量の潤滑剤をベルト54の内周面に供給することができる。   As described above, in the fixing device 60, the lubricant is applied (supplied) to the inner peripheral surface of the belt 54 in the tension roller 67 which is a support roller disposed at a position far from the fixing roller (heating roller) 41. In this way, by applying the lubricant at a position far from the fixing roller (heating roller) 41 as a heat source, the lubricant can be applied at a position where the ambient temperature is low. The lubricant can be supplied to the inner peripheral surface of the belt 54.

すなわち、一般に、ベルトを複数のローラで懸架した加熱装置(定着装置)は、ベルトが回転中に蛇行するという問題がある。そのため、ベルト内面に潤滑剤を塗布することによって蛇行の原因である寄り力を低減することで、そのような問題を改善する方法が提案されている。しかしながら、ベルト内面に潤滑剤を塗布する場合、塗布量が多すぎる、あるいは、ベルトの外周部に潤滑剤が回り込む等すると、ベルトがスリップする原因となるため、潤滑剤の適正塗布と、ベルト外周面への回り込みの防止が必要である。ところが、加熱源に近い位置でベルトに潤滑剤を供給する構成とすると、高温高圧の条件下であるため、長期にわたって潤滑剤を安定供給することが困難である。したがって、潤滑剤の供給量が不安定となり、潤滑剤の過不足が生じてしまう。そこで、本実施形態のように、熱源である定着ローラ(加熱ローラ)41から遠い位置で潤滑剤を塗布することにより、周囲温度が低い位置で潤滑剤を塗布できるので、潤滑剤の供給量を安定させることができる。   That is, generally, a heating device (fixing device) in which a belt is suspended by a plurality of rollers has a problem that the belt meanders during rotation. Therefore, a method has been proposed for improving such a problem by applying a lubricant to the inner surface of the belt to reduce the shifting force that causes the meandering. However, when applying a lubricant to the inner surface of the belt, if the amount of application is too large or if the lubricant wraps around the outer periphery of the belt, the belt will slip. It is necessary to prevent sneaking into the surface. However, when the lubricant is supplied to the belt at a position close to the heating source, it is difficult to stably supply the lubricant over a long period of time because of the high temperature and high pressure conditions. Therefore, the supply amount of the lubricant becomes unstable, and the excess or deficiency of the lubricant occurs. Therefore, as in this embodiment, by applying the lubricant at a position far from the fixing roller (heating roller) 41 that is a heat source, the lubricant can be applied at a position where the ambient temperature is low. It can be stabilized.

また、定着装置60では、潤滑剤を供給する潤滑剤塗布手段(供給部材)として、表面に多孔質層67bを有するテンションローラ67を用いている。このように、例えばセラミックなどの多孔質層に潤滑剤を含浸させ、潤滑剤を含浸させた多孔質層にベルトを当接させることによってベルトの内周面に潤滑剤を供給する構成とすることで、適当な量の潤滑剤をベルト内面に供給できる。なお、多孔質層の材質は、セラミックに限るものではなく、潤滑剤を適度に含浸でき、ベルト54を懸架する支持ローラとしての適切な強度を有する材質であればよい。   In the fixing device 60, a tension roller 67 having a porous layer 67b on the surface is used as a lubricant application means (supply member) for supplying a lubricant. In this way, for example, a porous layer made of ceramic or the like is impregnated with a lubricant, and the belt is brought into contact with the porous layer impregnated with the lubricant to supply the lubricant to the inner peripheral surface of the belt. Thus, an appropriate amount of lubricant can be supplied to the inner surface of the belt. The material of the porous layer is not limited to ceramic, and may be any material that can be appropriately impregnated with a lubricant and has an appropriate strength as a support roller for suspending the belt 54.

また、定着装置60では、ベルト54における内周囲面の両端部にリブ(ビード)55が設けられている。これにより、ベルト54の内周面に塗布した潤滑剤がベルト54の外周面に回り込むのを防止することができる。したがって、ベルトの外周面に潤滑剤が回りこむことによるベルトのスリップ等の弊害を防止することができる。   In the fixing device 60, ribs (beads) 55 are provided at both ends of the inner peripheral surface of the belt 54. Thereby, it is possible to prevent the lubricant applied to the inner peripheral surface of the belt 54 from entering the outer peripheral surface of the belt 54. Therefore, it is possible to prevent adverse effects such as slipping of the belt due to the lubricant flowing around the outer peripheral surface of the belt.

また、定着装置60では、テンションローラ67が、ベルト54を支持する複数の支持ローラのうち、最下方に配置されている。つまり、テンションローラ67は、複数の支持ローラに懸架されたベルト54における最も下側(重力作用方向に対して最も下側、地面側)の位置を支持している。これにより、テンションローラ67に含浸された潤滑剤が流出することを防止できる。つまり、図13(b)に示したように、テンションローラ67に含浸された潤滑剤が外部に流出しようとしても、ベルト54の両端部に設けられたリブ55・55によって堰き止められ、外部に流出することがない。なお、ベルト54における、蛇行防止部材としてのリブ55・55のさらに両端側に、例えばリブ55・55と略同様の構成からなる潤滑剤の流出を防止する潤滑剤流出防止部材を別途備えてもよい。あるいは、蛇行防止部材としてのリブ55・55を設けず、潤滑剤流出防止部材のみを備えてもよい。   In the fixing device 60, the tension roller 67 is disposed at the lowermost position among the plurality of support rollers that support the belt 54. That is, the tension roller 67 supports the position on the lowermost side (the lowest side with respect to the direction of gravity action, the ground side) of the belt 54 suspended by a plurality of support rollers. Thereby, it is possible to prevent the lubricant impregnated in the tension roller 67 from flowing out. That is, as shown in FIG. 13 (b), even if the lubricant impregnated in the tension roller 67 tries to flow outside, the lubricant is blocked by the ribs 55 and 55 provided at both ends of the belt 54, so that There is no leakage. In addition, a lubricant outflow prevention member for preventing outflow of a lubricant having substantially the same configuration as that of the ribs 55 and 55, for example, may be separately provided on both end sides of the ribs 55 and 55 as meandering prevention members in the belt 54. Good. Alternatively, the ribs 55 and 55 as the meandering prevention member may not be provided, and only the lubricant outflow prevention member may be provided.

また、例えば図14(a)および図14(b)に示すように、テンションローラ67(多孔質層67b)の表面の一部に該ローラの回転軸方向に沿って略一様に当接するブレード(平滑手段)61を設けてもよい。これにより、テンションローラ67におけるベルト54との当接面の潤滑剤含浸状態(当接面の条件)を一定に(平滑化)でき、潤滑剤をより均等に塗布することができる。   Further, for example, as shown in FIGS. 14A and 14B, a blade that substantially uniformly contacts a part of the surface of the tension roller 67 (porous layer 67b) along the rotation axis direction of the roller. (Smoothing means) 61 may be provided. Thereby, the lubricant impregnation state (condition of the contact surface) of the contact surface with the belt 54 in the tension roller 67 can be made constant (smoothed), and the lubricant can be applied more evenly.

また、潤滑剤塗布手段としてのテンションローラ67を、実施形態2において図9に示した定着装置50におけるテンションローラ47に代えて備えた定着装置60について説明したが、定着装置60の構成はこれに限るものではない。例えば、実施形態1において図8に示した定着装置40において、テンションローラ47をテンションローラ67に置き換えた構成としてもよい。   Further, the description has been given of the fixing device 60 provided with the tension roller 67 as the lubricant application unit in place of the tension roller 47 in the fixing device 50 shown in FIG. 9 in the second embodiment. It is not limited. For example, in the fixing device 40 shown in FIG. 8 in the first embodiment, the tension roller 47 may be replaced with the tension roller 67.

また、本実施形態ではベルト54が懸架される支持ローラが3つ(加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ67)の場合について説明したが、これに限るものではなく、支持ローラの個数はさらに多数であってもよい。ただし、支持ローラの個数を増やしすぎると、ベルト54のベルト長が長くなること、および、ベルト54と各支持ローラとの接触箇所が増えることにより、ベルト54からの放熱量が増大し、定着ローラ41を加熱するための消費電力が大きくなる場合があるので、支持ローラの個数は3個とすることが好ましい。また、支持ローラを4個以上備える場合にも、テンションローラ67を、ベルト54における最も下側(重力作用方向に対して最も下側)の位置を支持するように配置することが好ましい。   In the present embodiment, the case where the number of support rollers on which the belt 54 is suspended is three (the pressure roller 42, the peeling roller 43, and the tension roller 67) is not limited to this, and the number of support rollers is as follows. There may be more. However, if the number of support rollers is increased too much, the belt length of the belt 54 becomes longer, and the number of contact points between the belt 54 and each support roller increases, so that the amount of heat released from the belt 54 increases, and the fixing roller Since the power consumption for heating 41 may increase, the number of support rollers is preferably three. Even when four or more support rollers are provided, it is preferable that the tension roller 67 is disposed so as to support the lowermost position (the lowest position with respect to the direction of gravity action) of the belt 54.

〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1〜3における画像形成装置および定着装置に備えられる部材と同じ機能を有する部材については、各実施形態と同じ符号を用い、その説明を省略する。また、同じ符号を付した部材については、特に断らない限り、各実施形態と同様の変更が可能であるものとする。
[Embodiment 4]
Another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those provided in the image forming apparatus and the fixing device according to Embodiments 1 to 3 are denoted by the same reference numerals as those of the embodiments, and description thereof is omitted. Moreover, about the member which attached | subjected the same code | symbol, unless otherwise indicated, the same change as each embodiment shall be possible.

図15(a)および図15(b)は、本実施形態にかかる定着装置70の概略構成を示す断面図である。なお、定着装置70は、上記各実施形態に記載した定着装置に代えて、上記した画像形成装置に備えられるものである。これらの図に示すように、定着装置70は、定着ローラ41と、複数の支持ローラ(加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ47)と、各支持ローラに懸架(張架)されたベルト54とからなる。また、定着装置70は、テンションローラ47に対してベルト54に張力を与える方向への付勢力を与えるばね(付勢手段)75と、ばね75の一端を支持するとともに、上記不勢力の付与方向に移動可能に設けられた付勢フレーム76と、付勢フレーム76に対して上記不勢力の付与方向への押圧力を発生する偏心カム77とを備えている。   FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views illustrating a schematic configuration of the fixing device 70 according to the present embodiment. The fixing device 70 is provided in the above-described image forming apparatus instead of the fixing device described in each of the above embodiments. As shown in these drawings, the fixing device 70 includes a fixing roller 41, a plurality of support rollers (a pressure roller 42, a peeling roller 43, and a tension roller 47), and a belt suspended (stretched) on each support roller. 54. In addition, the fixing device 70 supports a spring (biasing means) 75 that applies an urging force in a direction in which the tension is applied to the belt 54 with respect to the tension roller 47, and one end of the spring 75. And an eccentric cam 77 that generates a pressing force in the direction in which the ineffective force is applied to the urging frame 76.

図15(a)に示すように、定着動作時には、偏心カム77によって付勢フレーム76に対してばね75を収縮させる方向(下向き)に図示しない駆動源からの押圧力が付与され、これによってテンションローラ47が下方向に移動してベルト54に対して圧接し、ベルト54に張力が付与される(テンション状態となる)。   As shown in FIG. 15A, during the fixing operation, a pressing force from a driving source (not shown) is applied to the biasing frame 76 by the eccentric cam 77 in a direction (downward) to contract the spring 75. The roller 47 moves downward and comes into pressure contact with the belt 54, and tension is applied to the belt 54 (the tension state is established).

一方、定着動作を行わない停止時には、図15(b)に示すように、偏心カム77が定着動作時に対して約180℃回転することで付勢フレーム76に対する押圧力が解除され、テンションローラ47に対する不勢力が付与されない状態となるので、テンションローラ47は上方向に移動する。したがって、ベルト54の張力は解除され、フリーテンション状態となる。   On the other hand, when the fixing operation is not performed, as shown in FIG. 15B, the eccentric cam 77 rotates about 180 ° C. with respect to the fixing operation, so that the pressing force against the urging frame 76 is released, and the tension roller 47 Therefore, the tension roller 47 moves upward. Accordingly, the tension of the belt 54 is released and the belt is in a free tension state.

図16は、定着装置70の構成を示すブロック図である。この図に示すように、定着装置70は、入力部71、制御部72、ローラ回転駆動部73、ローラ移動駆動部(テンションローラ移動駆動部)74を備えている。   FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of the fixing device 70. As shown in this figure, the fixing device 70 includes an input unit 71, a control unit 72, a roller rotation driving unit 73, and a roller movement driving unit (tension roller movement driving unit) 74.

入力部71は、定着装置70が備えられる画像形成装置からの定着動作のオン/オフに関する指示を受け付け、制御部72に伝達する。   The input unit 71 receives an instruction regarding on / off of a fixing operation from an image forming apparatus provided with the fixing device 70, and transmits the instruction to the control unit 72.

制御部72は、定着装置70における全ての動作を制御するものであり、加熱制御部72a、回転制御部72b、テンションローラ移動制御部(移動制御部)72cを備えている。なお、制御部72は、画像形成装置の制御部内に設けられていてもよい。   The control unit 72 controls all operations in the fixing device 70, and includes a heating control unit 72a, a rotation control unit 72b, and a tension roller movement control unit (movement control unit) 72c. The control unit 72 may be provided in the control unit of the image forming apparatus.

加熱制御部72aは、定着ローラ41に備えられている加熱源Qを制御し、定着ローラ41の表面温度、すなわち定着温度を制御する。なお、定着ローラ41の表面温度を検出する温度センサ(図示せず)を設け、この温度センサの検出結果に応じて加熱制御部72aが加熱源Qを制御するようにしてもよい。   The heating controller 72a controls the heating source Q provided in the fixing roller 41, and controls the surface temperature of the fixing roller 41, that is, the fixing temperature. A temperature sensor (not shown) for detecting the surface temperature of the fixing roller 41 may be provided, and the heating controller 72a may control the heating source Q according to the detection result of the temperature sensor.

回転制御部72bは、回転駆動部73の動作を制御する。回転駆動部73は、各ローラを回転駆動させるものであり、例えばモータ等の駆動源と、この駆動源の発生する駆動力を各支持ローラの回転軸に伝達する伝達手段からなる。なお、この伝達手段は、必ずしも全ての支持ローラに駆動力を伝達するものでなくてもよく、一部の支持ローラ(例えば加圧ローラ42)に駆動力を伝達して回転させることにより、ベルト54を各支持ローラに沿って回転駆動させ、それによって他の支持ローラ(例えば剥離ローラ43およびテンションローラ47)を回転駆動させるようにしてもよい。   The rotation control unit 72 b controls the operation of the rotation driving unit 73. The rotation drive unit 73 rotates each roller, and includes, for example, a drive source such as a motor and a transmission unit that transmits a driving force generated by the drive source to the rotation shaft of each support roller. Note that this transmission means does not necessarily have to transmit the driving force to all the support rollers, and by transmitting the driving force to some of the support rollers (for example, the pressure roller 42) and rotating the belt, 54 may be rotationally driven along each support roller, thereby rotating the other support rollers (for example, the peeling roller 43 and the tension roller 47).

テンションローラ移動制御部72cは、ローラ移動駆動部74の動作を制御する。ローラ移動駆動部74は、偏心カム77を回転駆動させるものであり、偏心カム77を回転させることで、付勢フレーム76およびテンションローラ47を移動させ、ベルト54に作用する張力を、テンション状態(張力付与状態)とフリーテンション状態(張力解除状態)とに切り替える。なお、ローラ移動駆動部74は、例えばモータ等の駆動源と、この駆動源の駆動力を偏心カム77に伝達する伝達手段とによって構成される。   The tension roller movement control unit 72 c controls the operation of the roller movement driving unit 74. The roller movement drive unit 74 drives the eccentric cam 77 to rotate. By rotating the eccentric cam 77, the urging frame 76 and the tension roller 47 are moved, and the tension acting on the belt 54 is changed to a tension state ( Switch between tension application state and free tension state (tension release state). The roller movement drive unit 74 includes a drive source such as a motor and a transmission unit that transmits the drive force of the drive source to the eccentric cam 77.

画像形成装置の制御部から入力部71を介して制御部72に入力される信号が、定着動作を行う指示である場合、テンションローラ移動制御部72cは、ローラ移動駆動部74の動作を制御し、偏心カム77を付勢フレーム76に対してばね75を収縮させる方向(下向き)への押圧力を付与させる位置に回転させる。これにより、図15(a)に示したように、テンションローラ47が下方向に移動してベルト54に対して圧接し、ベルト54に張力が付与されてテンション状態となる。   When the signal input from the control unit of the image forming apparatus to the control unit 72 via the input unit 71 is an instruction to perform the fixing operation, the tension roller movement control unit 72c controls the operation of the roller movement driving unit 74. The eccentric cam 77 is rotated to a position where a pressing force is applied to the biasing frame 76 in a direction in which the spring 75 is contracted (downward). As a result, as shown in FIG. 15A, the tension roller 47 moves downward and comes into pressure contact with the belt 54, and tension is applied to the belt 54 to enter a tension state.

一方、画像形成装置の制御部から入力部71を介して制御部72に入力される信号が、定着動作を停止させる指示である場合、テンションローラ移動制御部72cは、ローラ移動駆動部74の動作を制御し、偏心カム77を付勢フレーム76に対する押圧力を解除させる位置に回転させる。これにより、図15(b)に示すように、テンションローラ47に対する不勢力が付与されない状態となるので、テンションローラ47は上方向に移動する。したがって、ベルト54の張力は解除され、フリーテンション状態となる。   On the other hand, when the signal input from the control unit of the image forming apparatus to the control unit 72 via the input unit 71 is an instruction to stop the fixing operation, the tension roller movement control unit 72c operates the roller movement driving unit 74. And the eccentric cam 77 is rotated to a position where the pressing force against the urging frame 76 is released. As a result, as shown in FIG. 15 (b), the tension roller 47 is moved upward because no ineffective force is applied to the tension roller 47. Accordingly, the tension of the belt 54 is released and the belt is in a free tension state.

以上のように、本実施形態にかかる定着装置70は、定着動作を行わない時には、ベルト54の張力を解除してフリーテンション状態とする。これにより、ベルトに巻癖がつくことを防止できるので、巻癖によってベルトに生じる寄り力を低減することができる。したがって、蛇行防止機構、すなわち、ベルト54に備えられるリブ55・55および剥離ローラ43の両端部に対する負荷を低減し、ベルト54の長寿命化(ロングライフ化)を実現できる
なお、本実施形態では、テンションローラ47の位置を、ベルト54の張力を増減する方向に移動可能とする構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、テンションローラ47に代えて、実施形態3に記載したテンションローラ67を用い、このテンションローラ67の位置をテンションローラ47の場合と同様に移動可能とする構成としてもよい。あるいは、ベルト54に代えて、実施形態1に記載したベルト44を用いてもよい。
As described above, the fixing device 70 according to the present embodiment releases the tension of the belt 54 to be in a free tension state when the fixing operation is not performed. As a result, it is possible to prevent the belt from being curled, so that the shifting force generated on the belt by the curled hair can be reduced. Therefore, the meandering prevention mechanism, that is, the load on both ends of the ribs 55 and 55 provided on the belt 54 and the peeling roller 43 can be reduced, and the life of the belt 54 can be extended (long life). The configuration in which the position of the tension roller 47 is movable in the direction in which the tension of the belt 54 is increased or decreased has been described, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the tension roller 47, the tension roller 67 described in the third embodiment may be used, and the position of the tension roller 67 may be moved in the same manner as the tension roller 47. Alternatively, instead of the belt 54, the belt 44 described in the first embodiment may be used.

また、本実施形態では、テンションローラ67の位置を移動させることによって、ベルト54の張力を制御する構成としたが、これに限るものではなく、他の支持ローラ(例えば加圧ローラ42および/または剥離ローラ43)を移動させることによってベルト54の張力を制御する構成としてもよい。   In this embodiment, the tension of the belt 54 is controlled by moving the position of the tension roller 67. However, the present invention is not limited to this, and other support rollers (for example, the pressure roller 42 and / or the pressure roller 42) are used. The tension of the belt 54 may be controlled by moving the peeling roller 43).

また、本実施形態では、ベルト54を支持する支持ローラが3個(加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ47)の場合について説明したが、これに限らず、さらに多数の支持ローラを備えてもよく、あるいは支持ローラが2つの構成としてもよい。この場合、いずれかの支持ローラの回転軸を移動可能とすることにより、ベルト54の張力を切替え可能とすればよい。また、回転軸の位置を移動可能とする支持ローラは、必ずしも1つでなくてもよく、複数の支持ローラの位置を移動させることにより、ベルト54の張力を切り替えてもよい。   In this embodiment, the case where the number of support rollers supporting the belt 54 is three (the pressure roller 42, the peeling roller 43, and the tension roller 47) is described. However, the present invention is not limited to this, and a larger number of support rollers are provided. Alternatively, the support roller may have two configurations. In this case, the tension of the belt 54 may be switched by making the rotation shaft of any one of the support rollers movable. In addition, the number of support rollers that can move the position of the rotation shaft is not necessarily one, and the tension of the belt 54 may be switched by moving the positions of a plurality of support rollers.

また、本実施形態では、テンションローラ47を移動させる手段として、偏心カム77、付勢フレーム76、ばね75を備えた構成としたが、これに限られるものではなく、テンションローラ47の位置を適切に制御できる構成であればよい。   In the present embodiment, the eccentric roller 77, the biasing frame 76, and the spring 75 are provided as means for moving the tension roller 47. However, the present invention is not limited to this, and the position of the tension roller 47 is appropriately set. Any configuration can be used as long as it can be controlled.

また、本実施形態では、定着動作を行わないときに、ベルト54の張力を解除するとしたが、これに限るものではない。すなわち、必ずしも張力が完全にかからない状態とする必要はなく、ベルト54の張力を定着動作時よりも低減させる構成としてもよい。   In this embodiment, the tension of the belt 54 is released when the fixing operation is not performed. However, the present invention is not limited to this. That is, it is not always necessary that the tension is completely applied, and the tension of the belt 54 may be reduced more than that during the fixing operation.

〔実施形態5〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1〜4における画像形成装置および定着装置に備えられる部材と同じ機能を有する部材については、各実施形態と同じ符号を用い、その説明を省略する。また、同じ符号を付した部材については、特に断らない限り、各実施形態と同様の変更が可能であるものとする。
[Embodiment 5]
Another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those provided in the image forming apparatus and the fixing device according to Embodiments 1 to 4 are denoted by the same reference numerals as those of the embodiments, and description thereof is omitted. Moreover, about the member which attached | subjected the same code | symbol, unless otherwise indicated, the same change as each embodiment shall be possible.

図17は、本実施形態にかかる定着装置80における、定着動作時の状態を示す側面図である。また、図18は、定着装置80を下側(地面側)から見た平面図である。なお、定着装置80は、上記各実施形態に記載した定着装置に代えて、上記した画像形成装置に備えられるものである。   FIG. 17 is a side view showing a state during the fixing operation in the fixing device 80 according to the present embodiment. FIG. 18 is a plan view of the fixing device 80 as viewed from below (the ground side). The fixing device 80 is provided in the above-described image forming apparatus instead of the fixing device described in each of the above embodiments.

図17および図18に示すように、定着装置80は、定着ローラ41、複数の支持ローラ(加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ47)、ベルト54、駆動ギヤ81a、従動ギヤ81b、可動サイドフレーム82、ガイド部材83、偏心カム84、偏心カム85、ばね(付勢手段)84、ばね(付勢手段)85、ばね(付勢手段)75、付勢フレーム76を備えている。   As shown in FIGS. 17 and 18, the fixing device 80 includes a fixing roller 41, a plurality of support rollers (pressure roller 42, peeling roller 43, tension roller 47), belt 54, driving gear 81a, driven gear 81b, movable A side frame 82, a guide member 83, an eccentric cam 84, an eccentric cam 85, a spring (biasing means) 84, a spring (biasing means) 85, a spring (biasing means) 75, and an urging frame 76 are provided.

駆動ギヤ81aは、図示しない駆動源からの回転駆動力を、従動ギヤ81bに伝達する。従動ギヤ81bは、加圧ローラ42の回転軸(加圧ローラシャフト、芯金)42aに嵌合されており、駆動ギヤ81aから伝達される回転駆動力によって加圧ローラ42を回転させる。   The drive gear 81a transmits a rotational drive force from a drive source (not shown) to the driven gear 81b. The driven gear 81b is fitted to a rotation shaft (pressure roller shaft, cored bar) 42a of the pressure roller 42, and rotates the pressure roller 42 by a rotational driving force transmitted from the drive gear 81a.

可動サイドフレーム82は、加圧ローラ42の回転軸42aおよび剥離ローラ43の回転軸(剥離ローラシャフト、芯金)43aを回転可能に軸支するものであり、両ローラの両端側にそれぞれ備えられる。   The movable side frame 82 rotatably supports the rotation shaft 42a of the pressure roller 42 and the rotation shaft (peeling roller shaft, cored bar) 43a of the peeling roller 43, and is provided at both ends of both rollers. .

また、図17に示すように、可動サイドフレーム82の加圧ローラ42側の端部には突出部82aが設けられ、剥離ローラ43側の端部には突出部82bが設けられている。そして、突出部82aの下部には、突出部82aを定着ローラ41の方向に付勢するばね86が備えられ、突出部82bの下部には、突出部82bを定着ローラ41の方向に付勢するばね87が備えられている。   As shown in FIG. 17, a protruding portion 82 a is provided at the end of the movable side frame 82 on the pressure roller 42 side, and a protruding portion 82 b is provided at the end of the peeling roller 43 side. A spring 86 that urges the protrusion 82 a in the direction of the fixing roller 41 is provided below the protrusion 82 a, and the protrusion 82 b is urged in the direction of the fixing roller 41 below the protrusion 82 b. A spring 87 is provided.

さらに、突出部82aの上部には偏心カム84が備えられ、突出部82bの上部には偏心カム85が備えられている。なお、偏心カム84および85の回転軸(偏心軸)は、図示しない駆動手段に接続されている。そして、偏心カム84は、加圧ローラ42の回転軸42aの位置を移動させることにより、加圧ローラ42と定着ローラ41との間におけるベルト54の定着ローラ41に対する当接状態を、当接状態と離接状態とに切り替える。また、偏心カム85は、剥離ローラ43の回転軸43aの位置を移動させることにより、剥離ローラ43と定着ローラ41との間におけるベルト54の定着ローラ41に対する当接状態を、当接状態と離接状態とに切り替える。なお、定着動作時には、偏心カム84,85は、図示しない移動手段によって突出部82a、82bから離接される。あるいは、駆動ギヤ81aが回転駆動されることによって、加圧ローラ42の回転軸42aガイド穴83aに沿って定着ローラ41側に移動し、それによって偏心カム84,85が突出部82a、82bから離接するようにしてもよい。   Further, an eccentric cam 84 is provided on the upper part of the protrusion 82a, and an eccentric cam 85 is provided on the upper part of the protrusion 82b. The rotating shafts (eccentric shafts) of the eccentric cams 84 and 85 are connected to driving means (not shown). The eccentric cam 84 moves the position of the rotation shaft 42a of the pressure roller 42 to change the contact state of the belt 54 with the fixing roller 41 between the pressure roller 42 and the fixing roller 41. And switch to disconnected state. Further, the eccentric cam 85 moves the position of the rotation shaft 43a of the peeling roller 43 to change the contact state of the belt 54 with the fixing roller 41 between the peeling roller 43 and the fixing roller 41 from the contact state. Switch to contact state. During the fixing operation, the eccentric cams 84 and 85 are moved away from the projecting portions 82a and 82b by moving means (not shown). Alternatively, when the drive gear 81a is rotationally driven, it moves toward the fixing roller 41 along the rotation shaft 42a guide hole 83a of the pressure roller 42, whereby the eccentric cams 84 and 85 are separated from the protrusions 82a and 82b. You may make it contact.

図19は、定着装置80の構成を示すブロック図である。この図に示すように、定着装置80には、入力部71、制御部90、ローラ回転駆動部94、加圧ローラ移動駆動部95、剥離ローラ移動駆動部96、テンションローラ移動駆動部74を備えている。   FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of the fixing device 80. As shown in this figure, the fixing device 80 includes an input unit 71, a control unit 90, a roller rotation driving unit 94, a pressure roller movement driving unit 95, a peeling roller movement driving unit 96, and a tension roller movement driving unit 74. ing.

入力部71は、定着装置80が備えられる画像形成装置からの指示を受け付け、制御部90に伝達する。   The input unit 71 receives an instruction from an image forming apparatus provided with the fixing device 80 and transmits the instruction to the control unit 90.

制御部90は、定着装置80における全ての動作を制御するものであり、加熱制御部72a、回転制御部72b、移動制御部91を備えている。なお、制御部90は、画像形成装置の制御部内に設けられていてもよい。   The control unit 90 controls all operations in the fixing device 80, and includes a heating control unit 72a, a rotation control unit 72b, and a movement control unit 91. The control unit 90 may be provided in the control unit of the image forming apparatus.

加熱制御部72aは、定着ローラ41に備えられている加熱源Qを制御し、定着ローラ41の表面温度、すなわち定着温度を制御する。なお、定着ローラ41の表面温度を検出する温度センサ(図示せず)を設け、この温度センサの検出結果に応じて加熱制御部72aが加熱源Qを制御するようにしてもよい。   The heating controller 72a controls the heating source Q provided in the fixing roller 41, and controls the surface temperature of the fixing roller 41, that is, the fixing temperature. A temperature sensor (not shown) for detecting the surface temperature of the fixing roller 41 may be provided, and the heating controller 72a may control the heating source Q according to the detection result of the temperature sensor.

回転制御部72bは、回転駆動部73の動作を制御する。回転駆動部73は、各ローラを回転駆動させるものであり、例えばモータ等の駆動源と、この駆動源の発生する駆動力を加圧ローラ42の回転軸42aに嵌合された従動ギヤ81bに伝達する駆動ギヤ81aに伝達する。   The rotation control unit 72 b controls the operation of the rotation driving unit 73. The rotation driving unit 73 drives each roller to rotate. For example, a driving source such as a motor and a driving force generated by the driving source are applied to a driven gear 81b fitted to the rotating shaft 42a of the pressure roller 42. It transmits to the drive gear 81a to transmit.

移動制御部91は、加圧ローラ移動制御部92、剥離ローラ移動制御部93、テンションローラ移動制御部72cを備えている。   The movement control unit 91 includes a pressure roller movement control unit 92, a peeling roller movement control unit 93, and a tension roller movement control unit 72c.

加圧ローラ移動制御部92は、加圧ローラ移動駆動部95の動作を制御する。加圧ローラ移動駆動部95は、偏心カム84を回転駆動させるものであり、偏心カム84を回転させることで、可動サイドフレーム82の突出部82aを移動させ、加圧ローラ42の位置を移動させる。なお、加圧ローラ移動駆動部95は、例えばモータ等の駆動源と、この駆動源の駆動力を偏心カム84に伝達する伝達手段とによって構成される。   The pressure roller movement control unit 92 controls the operation of the pressure roller movement drive unit 95. The pressure roller movement drive unit 95 drives the eccentric cam 84 to rotate. By rotating the eccentric cam 84, the protrusion 82 a of the movable side frame 82 is moved and the position of the pressure roller 42 is moved. . The pressure roller movement drive unit 95 includes a drive source such as a motor and a transmission unit that transmits the drive force of the drive source to the eccentric cam 84.

剥離ローラ移動制御部93は、剥離ローラ移動駆動部96の動作を制御する。剥離ローラ移動制御部96は、偏心カム85を回転駆動させるものであり、偏心カム85を回転させることで、可動サイドフレーム82の突出部82bを移動させ、剥離ローラ43の位置を移動させる。なお、剥離ローラ移動駆動部96は、例えばモータ等の駆動源と、この駆動源の駆動力を偏心カム85に伝達する伝達手段とによって構成される。   The peeling roller movement control unit 93 controls the operation of the peeling roller movement driving unit 96. The peeling roller movement control unit 96 rotates and drives the eccentric cam 85, and the eccentric cam 85 rotates to move the protruding portion 82 b of the movable side frame 82 and move the position of the peeling roller 43. The peeling roller movement drive unit 96 includes a drive source such as a motor and a transmission unit that transmits the drive force of the drive source to the eccentric cam 85.

テンションローラ移動制御部72cは、テンションローラ移動駆動部74の動作を制御する。テンションローラ移動駆動部74は、偏心カム77を回転駆動させるものであり、偏心カム77を回転させることで、付勢フレーム76およびテンションローラ47を移動させ、ベルト54に作用する張力を、テンション状態(張力付与状態)とフリーテンション状態(張力解除状態)とに切り替える。なお、テンションローラ移動駆動部74は、例えばモータ等の駆動源と、この駆動源の駆動力を偏心カム77に伝達する伝達手段とによって構成される。   The tension roller movement control unit 72 c controls the operation of the tension roller movement driving unit 74. The tension roller movement drive unit 74 drives the eccentric cam 77 to rotate. By rotating the eccentric cam 77, the urging frame 76 and the tension roller 47 are moved, and the tension acting on the belt 54 is changed to the tension state. Switch between (tension applied state) and free tension state (tension released state). The tension roller movement drive unit 74 includes a drive source such as a motor and a transmission unit that transmits a drive force of the drive source to the eccentric cam 77.

次に、定着装置80の動作について説明する。まず、図17に示した定着動作時の状態から、定着動作を停止し、ベルト54を定着ローラ41から離接させる場合の動作について説明する。図20は、この場合の動作の流れを示すフロー図である。   Next, the operation of the fixing device 80 will be described. First, the operation when the fixing operation is stopped and the belt 54 is separated from the fixing roller 41 from the state during the fixing operation shown in FIG. 17 will be described. FIG. 20 is a flowchart showing an operation flow in this case.

入力部71が、画像形成装置から定着動作を停止させる指示を受信すると(S1)、制御部90は、加圧ローラ42を定着ローラ41から離接させる(S2)。より詳細には、制御部90内の加圧ローラ移動制御部92が、加圧ローラ移動駆動部95を制御し、図21(a)に示すように、偏心カム84を定着動作時の状態から約180度回転させる。これにより、可動サイドフレーム82の突出部82aが押し下げられ、加圧ローラ42がガイド穴83aに沿って定着ローラ41から遠ざかる方向に移動する。したがって、加圧ローラ42の押圧力によって定着ローラ41に圧接していたベルト54の一部が定着ローラ41から離接する。すなわち、ベルト54を介して定着ローラ41に当接していた加圧ローラ42が、定着ローラ41から離接する。   When the input unit 71 receives an instruction to stop the fixing operation from the image forming apparatus (S1), the control unit 90 moves the pressure roller 42 away from the fixing roller 41 (S2). More specifically, the pressure roller movement control unit 92 in the control unit 90 controls the pressure roller movement driving unit 95, and the eccentric cam 84 is moved from the state during the fixing operation as shown in FIG. Rotate about 180 degrees. As a result, the protruding portion 82a of the movable side frame 82 is pushed down, and the pressure roller 42 moves in a direction away from the fixing roller 41 along the guide hole 83a. Accordingly, a part of the belt 54 that is in pressure contact with the fixing roller 41 by the pressing force of the pressure roller 42 is separated from the fixing roller 41. That is, the pressure roller 42 that has been in contact with the fixing roller 41 via the belt 54 comes into contact with and separates from the fixing roller 41.

次に、制御部90は、加圧ローラ42の回転駆動を停止させる(S3)。すなわち、制御部90内の回転制御部72bが、ローラ回転駆動部94の動作を制御して、駆動ギヤ81aの回転駆動を停止させる。これにより、駆動ギヤ81aから従動ギヤ81bを介して加圧ローラ42に伝達されていた回転駆動力が付与されなくなり、加圧ローラ42の回転が停止される。また、駆動ローラである加圧ローラ42の回転が停止されることにより、ベルト54の回転(移動)が停止され、従動ローラである剥離ローラ43およびテンションローラ47の回転も停止される。   Next, the control unit 90 stops the rotational driving of the pressure roller 42 (S3). That is, the rotation control unit 72b in the control unit 90 controls the operation of the roller rotation drive unit 94 to stop the rotation drive of the drive gear 81a. As a result, the rotational driving force transmitted from the drive gear 81a to the pressure roller 42 via the driven gear 81b is not applied, and the rotation of the pressure roller 42 is stopped. In addition, the rotation (movement) of the belt 54 is stopped by stopping the rotation of the pressure roller 42 that is a driving roller, and the rotations of the peeling roller 43 and the tension roller 47 that are driven rollers are also stopped.

次に、制御部90は、剥離ローラ43を定着ローラ41から離接させる(S4)。より詳細には、制御部90内の剥離ローラ移動制御部93が、剥離ローラ移動駆動部96を制御し、図21(b)に示すように、図21(a)の状態から約180度回転させる。これにより、可動サイドフレーム82の突出部82bが押し下げられ、剥離ローラ43が定着ローラ41から遠ざかる方向に移動する。したがって、剥離ローラ43の押圧力によって定着ローラ41に圧接していたベルト54が定着ローラ41から離接する。すなわち、ベルト54を介して定着ローラ41に当接していた加圧ローラ42が、定着ローラ41から離接する。これにより、ベルト54は定着ローラ41から離接する。   Next, the controller 90 separates the separation roller 43 from the fixing roller 41 (S4). More specifically, the peeling roller movement control unit 93 in the control unit 90 controls the peeling roller movement driving unit 96 to rotate about 180 degrees from the state of FIG. 21A as shown in FIG. Let As a result, the projecting portion 82 b of the movable side frame 82 is pushed down, and the peeling roller 43 moves away from the fixing roller 41. Therefore, the belt 54 that is in pressure contact with the fixing roller 41 by the pressing force of the peeling roller 43 is separated from the fixing roller 41. That is, the pressure roller 42 that has been in contact with the fixing roller 41 via the belt 54 comes into contact with and separates from the fixing roller 41. As a result, the belt 54 is separated from the fixing roller 41.

次に、制御部90は、テンションローラ47を移動させ、ベルト54の張力を解除してフリーテンション状態にする(S5)。より詳細には、制御部90内のテンションローラ移動制御部72cは、テンションローラ移動駆動部74の動作を制御し、図21(c)に示すように、偏心カム77を付勢フレーム76に対する押圧力を解除させる位置に回転させる。これにより、テンションローラ47に対する不勢力が付与されない状態となるので、テンションローラ47は上方向に移動する。言い換えれば、テンションローラ47は、定着動作時に下方向に強制移動されてベルト54に張力を付与しているが、この状態から強制移動を解除することにより、ベルト54の張力を解除し、フリーテンション状態とする。これにより、ベルト54の離接動作が終了する。   Next, the control unit 90 moves the tension roller 47 to release the tension of the belt 54 and put it in a free tension state (S5). More specifically, the tension roller movement control unit 72c in the control unit 90 controls the operation of the tension roller movement driving unit 74, and pushes the eccentric cam 77 against the biasing frame 76 as shown in FIG. Rotate to a position to release pressure. As a result, a state where no inferior force is applied to the tension roller 47 is provided, so that the tension roller 47 moves upward. In other words, the tension roller 47 is forcibly moved downward during the fixing operation to apply tension to the belt 54. By releasing the forced movement from this state, the tension of the belt 54 is released and free tension is applied. State. Thereby, the separation / contact operation of the belt 54 is completed.

次に、ベルト54を離接状態から当接状態に切り替える場合の動作について説明する。図22はこの場合の動作の流れを示すフロー図である。   Next, the operation when the belt 54 is switched from the separated state to the contact state will be described. FIG. 22 is a flowchart showing an operation flow in this case.

入力部71が、画像形成装置から定着動作を開始させる指示を受信すると(S11)、制御部90は、テンションローラ47を移動させてベルト54に張力を付与する(S12)。より詳細には、制御部90内のテンションローラ移動制御部72cは、テンションローラ移動駆動部74の動作を制御し、偏心カム77を付勢フレーム76に対して押圧力を付与する位置に回転させる。すなわち、偏心カム77を、テンションローラ47を下方向に強制移動させる位置に回転させる。これにより、定着装置80は、図21(b)に示す状態となり、ベルト54に張力が付与される。なお、例えば定着装置80の起動時には、この状態でウォームアップ動作(予熱動作)を行うようにしてもよい。また、その場合、加圧ローラ42の回転速度、すなわちベルト54の回転速度を、定着動作時よりも遅い速度で回転させるようにしてもよい。   When the input unit 71 receives an instruction to start the fixing operation from the image forming apparatus (S11), the control unit 90 moves the tension roller 47 to apply tension to the belt 54 (S12). More specifically, the tension roller movement control unit 72 c in the control unit 90 controls the operation of the tension roller movement driving unit 74 and rotates the eccentric cam 77 to a position where a pressing force is applied to the urging frame 76. . That is, the eccentric cam 77 is rotated to a position where the tension roller 47 is forcibly moved downward. As a result, the fixing device 80 is in the state shown in FIG. 21B, and tension is applied to the belt 54. For example, when the fixing device 80 is activated, a warm-up operation (preheating operation) may be performed in this state. In this case, the rotation speed of the pressure roller 42, that is, the rotation speed of the belt 54 may be rotated at a speed slower than that during the fixing operation.

次に、制御部90は、剥離ローラ43を定着ローラ41に当接させる(S13)。より詳細には、制御部90内の剥離ローラ移動制御部93が、剥離ローラ移動駆動部96を制御し、図21(a)に示すように、図21(b)の状態から約180度回転させる。これにより、可動サイドフレーム82の突出部82bがばね87によって押し上げられ、剥離ローラ43が定着ローラ41の方向に移動する。したがって、剥離ローラ43の押圧力によってベルト54が定着ローラ41に当接(圧接)する。すなわち、加圧ローラ42が、ベルト54を介して定着ローラ41に当接する。   Next, the controller 90 brings the peeling roller 43 into contact with the fixing roller 41 (S13). More specifically, the peeling roller movement control unit 93 in the control unit 90 controls the peeling roller movement driving unit 96 to rotate about 180 degrees from the state of FIG. 21B as shown in FIG. Let As a result, the protrusion 82 b of the movable side frame 82 is pushed up by the spring 87, and the peeling roller 43 moves in the direction of the fixing roller 41. Accordingly, the belt 54 comes into contact (pressure contact) with the fixing roller 41 by the pressing force of the peeling roller 43. That is, the pressure roller 42 contacts the fixing roller 41 through the belt 54.

次に、制御部90は、加圧ローラ42の回転駆動を開始させる(S14)。すなわち、制御部90内の回転制御部72bが、ローラ回転駆動部94の動作を制御して、駆動ギヤ81aの回転駆動を開始させる。これにより、駆動ギヤ81aから従動ギヤ81bを介して加圧ローラ42に回転駆動力が伝達され、加圧ローラ42の回転が開始される。また、駆動ローラである加圧ローラ42の回転が開始されることにより、ベルト54の回転(移動)が開始され、従動ローラである剥離ローラ43およびテンションローラ47の回転も開始される。   Next, the control unit 90 starts to rotate the pressure roller 42 (S14). That is, the rotation control unit 72b in the control unit 90 controls the operation of the roller rotation drive unit 94 to start the rotation drive of the drive gear 81a. As a result, the rotational driving force is transmitted from the drive gear 81a to the pressure roller 42 via the driven gear 81b, and the rotation of the pressure roller 42 is started. In addition, the rotation (movement) of the belt 54 is started by starting the rotation of the pressure roller 42 that is a driving roller, and the rotation of the peeling roller 43 and the tension roller 47 that are driven rollers is also started.

次に、制御部90は、加圧ローラ42を定着ローラ41に当接させる(S15)。より詳細には、制御部90内の加圧ローラ移動制御部92が、加圧ローラ移動駆動部95を制御し、図17に示すように、偏心カム84を図21(a)の状態から約180度回転させる。これにより、可動サイドフレーム82の突出部82aがばね86によって押し上げられ、加圧ローラ42がガイド穴83aに沿って定着ローラ41の方向に移動するので、加圧ローラ42の押圧力によってベルト54が定着ローラ41に当接(圧接)する。したがって、定着動作が可能な状態となる。   Next, the controller 90 brings the pressure roller 42 into contact with the fixing roller 41 (S15). More specifically, the pressure roller movement control unit 92 in the control unit 90 controls the pressure roller movement drive unit 95, and the eccentric cam 84 is moved from the state of FIG. Rotate 180 degrees. As a result, the protruding portion 82a of the movable side frame 82 is pushed up by the spring 86, and the pressure roller 42 moves in the direction of the fixing roller 41 along the guide hole 83a. It contacts (presses) the fixing roller 41. Therefore, a fixing operation is possible.

以上のように、本実施形態にかかる定着装置80では、定着動作を行わない時には、ベルト54を定着ローラ41から離接させ、定着動作を行うときに当接させる。このように、定着動作を行わないときにベルト54を定着ローラ41から離接させることにより、ベルト54およびベルト54に備えられるリブ(蛇行防止手段)55に作用する寄り力(蛇行力)を低減できる。   As described above, in the fixing device 80 according to the present embodiment, when the fixing operation is not performed, the belt 54 is separated from the fixing roller 41 and is contacted when the fixing operation is performed. As described above, the belt 54 and the rib (meandering prevention means) 55 provided on the belt 54 are reduced by moving the belt 54 away from the fixing roller 41 when the fixing operation is not performed. it can.

すなわち、ベルトを定着ローラに対して常時巻付けた状態で回転させる場合、ベルトに作用する寄り力は常に最大となる。そのため、ベルトに設けた蛇行防止機構(たとえばリブ(ビード)等)にも常時最大負荷がかかる。このことが、ベルト寿命を短くする要因の一つとなっていた。そこで、本実施形態のように、ベルト54を離接式とすることにより、ベルト54にかかる負荷を低減し、ベルト54の長寿命化を図ることができる。   That is, when the belt is rotated while being constantly wound around the fixing roller, the shifting force acting on the belt is always maximized. Therefore, the maximum load is always applied to the meandering prevention mechanism (for example, a rib (bead)) provided on the belt. This was one of the factors that shortened the belt life. Therefore, as in the present embodiment, by making the belt 54 detachable, the load on the belt 54 can be reduced and the life of the belt 54 can be extended.

また、定着ローラ41の加熱動作時(ウォームアップ時)には、ベルト54を定着ローラ41と離れた状態としてもよい。また、その状態で、定着速度より遅い速度でベルト54を回転させながら定着ローラ41およびベルト54を加熱するようにしてもよい。この場合、ベルト54と当接するローラが定着動作時よりも減るため、ベルト54に作用する寄り力が低下し、ベルト54およびベルト54に設けられた蛇行防止部材に作用する力も減少する。また、定着処理速度より遅い速度で回転させることで、寄り力をさらに低減させることができる。   Further, the belt 54 may be separated from the fixing roller 41 during the heating operation (warming up) of the fixing roller 41. In this state, the fixing roller 41 and the belt 54 may be heated while rotating the belt 54 at a speed slower than the fixing speed. In this case, the number of rollers in contact with the belt 54 is smaller than that during the fixing operation, so that the shifting force acting on the belt 54 is reduced, and the force acting on the belt 54 and the meandering prevention member provided on the belt 54 is also reduced. Further, the rotational force can be further reduced by rotating at a speed slower than the fixing processing speed.

また、定着装置80では、停止時に、ベルト54のテンションが低くなるように、テンションローラ47を移動させて、ベルト54の張力を解除する。これにより、ベルト54に巻癖がつくことを防止でき、巻癖による寄り力を低減することができる。なお、本実施形態では、テンションローラ47の位置を移動させることによってベルト54の張力を解除しているが、これに限るものではなく、ベルト54を懸架する各支持ローラ(ベルト懸架ローラ)の位置(相体位置)関係を適宜調整できる構成であればよい。   In the fixing device 80, when the belt is stopped, the tension roller 47 is moved so that the tension of the belt 54 becomes low, and the tension of the belt 54 is released. Thereby, it is possible to prevent the belt 54 from being curled and to reduce the shifting force due to the curl. In this embodiment, the tension of the belt 54 is released by moving the position of the tension roller 47. However, the present invention is not limited to this, and the position of each support roller (belt suspension roller) that suspends the belt 54 is not limited thereto. Any structure may be used as long as the (phase position) relationship can be appropriately adjusted.

また、定着装置80では、定着動作時に、ベルト54が定着ローラ41に当接していない状態から当接状態に移行する際、まず、(1)テンションローラ47を移動させてベルト54に張力を付与し、(2)剥離ローラ43によってベルト54を定着ローラ41に当接させ、(3)この状態でベルト54を回転(搬送)させ、(4)ベルト54を回転させながら、加圧ローラ42によってベルト54を定着ローラ41に当接させる。これによって、定着ローラ41に対するベルト54の巻き付き部におけるベルト54のたるみやしわの発生を防止し、ベルト54の走行性(回転性)を安定させることができる。   Further, in the fixing device 80, when the belt 54 shifts from the state where the belt 54 is not in contact with the fixing roller 41 to the contact state during the fixing operation, first, (1) the tension roller 47 is moved to apply tension to the belt 54. (2) The belt 54 is brought into contact with the fixing roller 41 by the peeling roller 43, (3) the belt 54 is rotated (conveyed) in this state, and (4) the belt 54 is rotated by the pressure roller 42. The belt 54 is brought into contact with the fixing roller 41. As a result, it is possible to prevent the belt 54 from sagging and wrinkles at the portion where the belt 54 is wound around the fixing roller 41, and to stabilize the running property (rotation property) of the belt 54.

つまり、定着ローラ(加熱ローラ)41に対してベルト54を巻き付かせる動作時において、加圧ローラ42および剥離ローラ43(複数あるバックアップローラ)を定着ローラ41に同時に当接させると、加圧ローラ42および剥離ローラ43(各バックアップローラ)の定着ローラ41に対する当接部が、ベルト位置の拘束点となり、その間に懸架されたベルト部分にしわやたるみが発生しやすく、ベルト走行性の悪化やベルト割れの原因となっていた。これに対して、本実施形態のように、上記の順序でベルト54を定着ローラ41に当接させて、ベルト54を定着ローラ41に巻き付かせることにより、ベルト54のたるみやしわの発生を防止し、ベルト54の走行性(回転性)を安定させることができる。   That is, when the belt 54 is wound around the fixing roller (heating roller) 41 and the pressure roller 42 and the peeling roller 43 (a plurality of backup rollers) are simultaneously brought into contact with the fixing roller 41, the pressure roller The abutting portion of the belt 42 and the peeling roller 43 (each backup roller) with respect to the fixing roller 41 becomes a restraint point of the belt position, and the belt portion suspended therebetween is likely to wrinkle or sag, and the belt running performance is deteriorated or the belt It was a cause of cracking. On the other hand, as in the present embodiment, the belt 54 is brought into contact with the fixing roller 41 in the above-described order, and the belt 54 is wound around the fixing roller 41, thereby causing the belt 54 to sag and wrinkle. This can prevent the belt 54 from running (stable).

また、定着装置80では、ベルト54が定着ローラ41に当接した状態から、ベルト54を定着ローラ41から離接させる動作を行う際、まず、(a)ベルト54を回転させた状態で、加圧ローラ42を定着ローラ41から離接させ、(b)ベルト54の回転を停止させ、(c)剥離ローラ43を定着ローラ41から離接させ、(d)テンションローラ47を移動させてベルト54の張力を解除する。   In the fixing device 80, when performing the operation of separating the belt 54 from the fixing roller 41 from the state in which the belt 54 is in contact with the fixing roller 41, first, (a) the belt 54 is rotated and applied. The pressure roller 42 is moved away from the fixing roller 41, (b) the rotation of the belt 54 is stopped, (c) the peeling roller 43 is moved away from the fixing roller 41, and (d) the tension roller 47 is moved to move the belt 54. Release the tension.

これにより、ベルト54が定着ローラ41に当接していない状態から当接状態に移行する場合と同様、定着ローラ41に対するベルト54の巻き付き部におけるベルト54のたるみやしわの発生を防止し、ベルト54の走行性(回転性)を安定させることができる。   This prevents the belt 54 from sagging and wrinkles at the wrapping portion of the belt 54 with respect to the fixing roller 41, as in the case where the belt 54 shifts from the state where the belt 54 is not in contact with the fixing roller 41 to the contact state. It is possible to stabilize the running performance (rotation).

なお、本実施形態では、加圧ローラ42および剥離ローラ43の位置を移動させることにより、ベルト54の定着ローラ41に対する当接状態を切り替える構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、定着ローラ41の位置を移動可能とすることにより、本実施形態と同様の各ローラの当接状態を実現するようにしてもよい。   In the present embodiment, the configuration in which the contact state of the belt 54 with the fixing roller 41 is switched by moving the positions of the pressure roller 42 and the peeling roller 43 is not limited to this. For example, by making the position of the fixing roller 41 movable, the contact state of each roller similar to the present embodiment may be realized.

また、テンションローラ47に代えて、実施形態3に記載したテンションローラ67を備えてもよい。この場合、ベルト54の内周面に潤滑剤を適切に塗布できるので、ベルト54の駆動をより安定させることができる。   Further, in place of the tension roller 47, the tension roller 67 described in the third embodiment may be provided. In this case, since the lubricant can be appropriately applied to the inner peripheral surface of the belt 54, the driving of the belt 54 can be further stabilized.

また、本実施形態では、テンションローラの位置を移動可能とすることにより、ベルと54の張力を解除できる構成としたが、これに限るものではない。例えば、ベルト54の張力の解除は行わず、ベルト54の定着ローラ41に対する当接状態のみを上記のように制御するようにしてもよい。また、ベルト54の張力を完全に解除する構成に限らず、ベルト54の張力を定着動作時よりも低減させる構成としてもよい。   In this embodiment, the tension roller can be moved to release the tension between the bell and 54. However, the present invention is not limited to this. For example, the tension of the belt 54 may not be released, and only the contact state of the belt 54 with the fixing roller 41 may be controlled as described above. Further, the configuration is not limited to the configuration in which the tension of the belt 54 is completely released, and the configuration in which the tension of the belt 54 is reduced as compared with that during the fixing operation may be employed.

また、本実施形態では、ベルト54を支持する支持ローラが3個(加圧ローラ42、剥離ローラ43、テンションローラ47)の場合について説明したが、これに限らず、さらに多数の支持ローラを備えてもよく、あるいは支持ローラが2つの構成としてもよい。   In this embodiment, the case where the number of support rollers supporting the belt 54 is three (the pressure roller 42, the peeling roller 43, and the tension roller 47) is described. However, the present invention is not limited to this, and a larger number of support rollers are provided. Alternatively, the support roller may have two configurations.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、定着ローラとそれに当接するベルトとによって複数の定着ニップ部が形成されるあらゆる定着装置に適用できる。   The present invention can be applied to any fixing device in which a plurality of fixing nip portions are formed by a fixing roller and a belt contacting the fixing roller.

本発明の一実施形態にかかる定着装置において、定着部材と押圧部材とによって形成されるニップ部を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a nip portion formed by a fixing member and a pressing member in the fixing device according to the embodiment of the present invention. 本発明にかかる定着装置が備えられる画像形成装置の内部構造を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an internal structure of an image forming apparatus provided with a fixing device according to the present invention. 本発明の一実施形態にかかる定着装置の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態において行った一次元伝熱解析のモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of the one-dimensional heat transfer analysis performed in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において行った一次元伝熱解析における、複数層間での伝熱を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the heat transfer between several layers in the one-dimensional heat transfer analysis performed in one Embodiment of this invention. 定着温度を160℃,170℃,180℃とした場合の、各定着温度におけるニップ通過直前のトナー最下層温度とニップ通過時間との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the toner bottom layer temperature immediately before passing through the nip and the nip passing time at each fixing temperature when the fixing temperature is set to 160 ° C., 170 ° C., and 180 ° C. ニップ通過時間をトナー最下層温度の一次関数として表わした場合の、当該一次関数の切片と定着温度との関係を示したグラフである。6 is a graph showing the relationship between the intercept of the linear function and the fixing temperature when the nip passage time is expressed as a linear function of the toner bottom layer temperature. 本発明の一実施形態にかかる定着装置の変形例を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modification of the fixing device according to the embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態にかかる定着装置の断面図である。It is sectional drawing of the fixing device concerning other embodiment of this invention. 図9の定着装置に備えられるベルトの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a belt provided in the fixing device of FIG. 9. 図9の定着装置の一部を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a part of the fixing device of FIG. 9. 本発明のさらに他の実施形態にかかる定着装置の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a fixing device according to still another embodiment of the present invention. (a)は図12の定着装置に備えられる潤滑剤塗布手段の斜視図であり、(b)は上記潤滑剤塗布手段の一部を示す断面図である。FIG. 13A is a perspective view of a lubricant application unit provided in the fixing device of FIG. 12, and FIG. 13B is a cross-sectional view showing a part of the lubricant application unit. (a)は図13の潤滑剤塗布手段の変形例を示す断面図であり、(b)はそれを備えた定着装置の断面図である。(A) is sectional drawing which shows the modification of the lubricant application | coating means of FIG. 13, (b) is sectional drawing of a fixing device provided with it. (a)は本発明のさらに他の実施形態にかかる定着装置における、定着動作時の状態を示す断面図であり、(b)は上記定着装置の停止時の状態を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the state at the time of fixing operation | movement in the fixing device concerning further another embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which shows the state at the time of the said fixing device stop. 図15(a)および図15(b)に示した定着装置の構成を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of the fixing device illustrated in FIGS. 15A and 15B. 本発明のさらに他の実施形態にかかる定着装置における、定着動作時の状態を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state during a fixing operation in a fixing device according to still another embodiment of the present invention. 図17に示した定着装置の一部を示す平面図である。FIG. 18 is a plan view illustrating a part of the fixing device illustrated in FIG. 17. 図17に示した定着装置の構成を示すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of the fixing device illustrated in FIG. 17. 図17に示した定着装置において、ベルトを定着ローラから離接させる際の動作の流れを示すフロー図である。FIG. 18 is a flowchart showing a flow of operation when the belt is separated from the fixing roller in the fixing device shown in FIG. 17. 図17に示した定着装置における、ベルトを定着ローラに当接または離接させる動作を行う際の状態を示す断面図であり、(a)は剥離ローラが当接し、加圧ローラが離接している状態、(b)は加圧ローラおよび剥離ローラが離接しており、ベルトに張力がかかっている状態、(c)は加圧ローラおよび剥離ローラが離接しており、ベルトの張力が解除された状態を示している。FIG. 18A is a cross-sectional view illustrating a state in which the operation of bringing the belt into contact with or separating from the fixing roller is performed in the fixing device illustrated in FIG. 17, and FIG. (B) is the state where the pressure roller and the peeling roller are separated from each other, and the belt is under tension. (C) is the state where the pressure roller and the separation roller are separated from each other, and the belt tension is released. Shows the state. 図17に示した定着装置において、ベルトを定着ローラに当接させる際の動作の流れを示すフロー図である。FIG. 18 is a flowchart showing an operation flow when the belt is brought into contact with the fixing roller in the fixing device shown in FIG. 17.

符号の説明Explanation of symbols

40,50,60,70,80 定着装置
41 定着ローラ(加熱ローラ)
42 加圧ローラ(支持ローラ、押圧ローラ)
43 剥離ローラ(支持ローラ、押圧ローラ、蛇行規制部材)
44、54 ベルト
47 テンションローラ(支持ローラ)
55 リブ(蛇行規制部材、潤滑剤流出防止部材)
67 テンションローラ(支持ローラ、潤滑剤塗布手段)
67a 芯金(芯材)
67b 多孔質層
72,90 制御部(制御手段)
72b 回転制御部
72c テンションローラ移動制御部
73 ローラ回転駆動部
74 テンションローラ移動駆動部
75 ばね
76 付勢フレーム
77 偏心カム
86,87 ばね
84,85 偏心カム
81a 駆動ギヤ
81b 従動ギヤ
82 可動サイドフレーム
82a,82b 突出部
83 ガイド部材
83a ガイド穴
91 移動制御部
92 加圧ローラ移動制御部
93 剥離ローラ移動制御部
94 ローラ回転駆動部
95 加圧ローラ移動駆動部
96 剥離ローラ移動駆動部
a1 第1ニップ幅
a2 第2ニップ幅
b 仮想ニップ幅
L0 リブ間隔
L1 加圧ローラ長
L2 剥離ローラ長
Q 加熱源
T 定着温度
Tb トナー最下層温度
Ti トナー流出開始温度
Tn ニップ通過時間
tn ニップ通過時間
Vp プロセス速度
40, 50, 60, 70, 80 Fixing device 41 Fixing roller (heating roller)
42 Pressure roller (support roller, pressure roller)
43 Peeling roller (support roller, pressing roller, meandering regulating member)
44, 54 Belt 47 Tension roller (support roller)
55 Ribs (Meandering restriction member, Lubricant outflow prevention member)
67 Tension roller (support roller, lubricant application means)
67a Core metal (core material)
67b Porous layer 72, 90 Control part (control means)
72b Rotation control unit 72c Tension roller movement control unit 73 Roller rotation drive unit 74 Tension roller movement drive unit 75 Spring 76 Energizing frame 77 Eccentric cam 86, 87 Spring 84, 85 Eccentric cam 81a Drive gear 81b Driven gear 82 Movable side frame 82a , 82b Projection part 83 Guide member 83a Guide hole 91 Movement control part 92 Pressure roller movement control part 93 Peeling roller movement control part 94 Roller rotation driving part 95 Pressure roller movement driving part 96 Peeling roller movement driving part a1 First nip width a2 Second nip width b Virtual nip width L0 Rib interval L1 Pressure roller length L2 Release roller length Q Heating source T Fixing temperature Tb Toner bottom temperature Ti Toner spill start temperature Tn Nip passage time tn Nip passage time Vp Process speed

Claims (19)

所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置であって、
上記ベルトは、懸架された際に上記各支持ローラと当接する内周面における上記各支持ローラの回転軸方向の両端側に、当該ベルトにおける上記各支持ローラとの当接面に対して略垂直な方向に突出する蛇行規制部材を有し、
上記ベルトの両端側に設けられた蛇行規制部材同士の間隔L0(mm)と、上記記録媒体の搬送方向の上流側において上記加熱ローラと上記ベルトとを圧接させる第1押圧ローラにおける当該第1押圧ローラの回転軸方向の長さL1(mm)と、上記記録媒体の搬送方向の下流側において上記加熱ローラと上記ベルトとを圧接させる第2押圧ローラにおける当該第2押圧ローラの回転軸方向の長さL2(mm)とが、L0>L2>L1の関係を満たしており、
上記蛇行規制部材は、上記第2押圧ローラの回転軸方向の端部に当接することで、上記ベルトの蛇行を防止することを特徴とする定着装置。
A heating roller that is heated to a predetermined temperature; a belt that comes into contact with a part of the heating roller; and a plurality of support rollers on which the belt is suspended; two of the plurality of support rollers Is used as a pressure roller that presses both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller, and the recording medium is passed between the heating roller and the belt by passing the recording medium between the heating roller and the belt. A fixing device for fixing an unfixed toner image formed on
When the belt is suspended, the belt is substantially perpendicular to the contact surfaces of the belt with the support rollers at both ends in the rotation axis direction of the support rollers on the inner peripheral surface that contacts the support rollers. A meandering restricting member protruding in any direction,
The distance L0 (mm) between the meandering restricting members provided on both ends of the belt and the first pressing roller in the first pressing roller that presses the heating roller and the belt upstream in the conveyance direction of the recording medium. The length L1 (mm) of the roller in the rotation axis direction and the length of the second pressure roller in the rotation axis direction of the second pressure roller that presses the heating roller and the belt downstream in the conveyance direction of the recording medium. L2 (mm) satisfies the relationship L0>L2> L1,
The fixing device according to claim 1, wherein the meandering restricting member is in contact with an end of the second pressing roller in the rotation axis direction, thereby preventing meandering of the belt.
上記各蛇行規制部材は、上記ベルトの内周面に全周に渡って設けられていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein each of the meandering restricting members is provided on the inner peripheral surface of the belt over the entire circumference. 上記蛇行規制部材同士の間隔L0(mm)と、上記第2押圧ローラの回転軸方向の長さL2(mm)とが、4mm>L0−L1>2mmであることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。   The distance L0 (mm) between the meandering regulating members and the length L2 (mm) of the second pressing roller in the rotation axis direction satisfy 4 mm> L0-L1> 2 mm. 3. The fixing device according to 2. 所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置であって、
上記ベルトにおける上記加熱ローラから離れた位置において上記ベルトの内周面に潤滑剤を塗布する、潤滑剤塗布手段を備えていることを特徴とする定着装置。
A heating roller that is heated to a predetermined temperature; a belt that comes into contact with a part of the heating roller; and a plurality of support rollers on which the belt is suspended; two of the plurality of support rollers Is used as a pressure roller that presses both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller, and the recording medium is passed between the heating roller and the belt by passing the recording medium between the heating roller and the belt. A fixing device for fixing an unfixed toner image formed on
A fixing device comprising: a lubricant application unit that applies a lubricant to an inner peripheral surface of the belt at a position away from the heating roller in the belt.
上記複数の支持ローラのうち少なくとも1つは、上記ベルトとの当接面が多孔質層で形成されており、上記多孔質層に含浸された潤滑剤を上記ベルトの内周面に塗布する潤滑剤塗布手段として機能することを特徴とする請求項4に記載の定着装置。   At least one of the plurality of support rollers has a contact surface with the belt formed of a porous layer, and lubrication is performed by applying a lubricant impregnated in the porous layer to the inner peripheral surface of the belt. The fixing device according to claim 4, wherein the fixing device functions as an agent application unit. 上記潤滑剤塗布手段として機能する支持ローラは、表面に多数の穴が設けられた中空構造の芯材と、上記芯材に被覆された上記多孔質層とからなり、
上記芯材に設けられた多数の穴を介して上記多孔質層に潤滑剤を含浸させることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
The support roller that functions as the lubricant application means comprises a hollow core material having a number of holes on the surface, and the porous layer covered with the core material,
The fixing device according to claim 5, wherein the porous layer is impregnated with a lubricant through a large number of holes provided in the core material.
上記多孔質層に、当該多孔質層を備えてなる支持ローラの回転軸方向に沿って略一様に当接し、上記多孔質層の潤滑剤含浸状態を平滑化する平滑手段を備えていることを特徴とする請求項5または6に記載の定着装置。   A smoothing means for smoothly contacting the porous layer with the lubricant impregnated state by contacting the porous layer substantially uniformly along the direction of the rotation axis of the support roller comprising the porous layer; The fixing device according to claim 5 or 6. 上記潤滑剤塗布手段として機能する支持ローラは、上記ベルトにおける重力作用方向の最も下側となる位置を支持しており、
上記ベルトにおける上記支持ローラの回転軸方向の長さは、上記支持ローラの回転軸方向の長さよりも長く、かつ、上記ベルトの内周面における上記支持ローラの回転軸方向の両端部に、上記ベルトにおける上記支持ローラとの当接面に対して略垂直な方向に突出する潤滑剤流出防止部材を備えていることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の定着装置。
The support roller that functions as the lubricant application means supports the position on the lowermost side in the direction of gravity in the belt,
The length of the support roller in the rotation axis direction of the belt is longer than the length of the support roller in the rotation axis direction, and the both ends of the belt in the rotation axis direction of the support roller on the inner peripheral surface of the belt. The fixing device according to claim 5, further comprising a lubricant outflow prevention member that protrudes in a direction substantially perpendicular to a contact surface of the belt with the support roller.
所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置であって、
定着動作を行わないときに、上記複数の支持ローラに懸架された上記ベルトの張力を緩和させることを特徴とする定着装置。
A heating roller that is heated to a predetermined temperature; a belt that comes into contact with a part of the heating roller; and a plurality of support rollers on which the belt is suspended; two of the plurality of support rollers Is used as a pressure roller that presses both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller, and the recording medium is passed between the heating roller and the belt by passing the recording medium between the heating roller and the belt. A fixing device for fixing an unfixed toner image formed on
A fixing device that relaxes the tension of the belt suspended on the plurality of support rollers when a fixing operation is not performed.
上記各支持ローラの相対位置を変化させることによって、上記ベルトの張力を緩和することを特徴とする請求項9に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 9, wherein the tension of the belt is relaxed by changing a relative position of each of the support rollers. 所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置であって、
定着動作を行わないときに、上記ベルトを上記加熱ローラから離接させることを特徴とする定着装置。
A heating roller that is heated to a predetermined temperature; a belt that comes into contact with a part of the heating roller; and a plurality of support rollers on which the belt is suspended; two of the plurality of support rollers Is used as a pressure roller that presses both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller, and the recording medium is passed between the heating roller and the belt by passing the recording medium between the heating roller and the belt. A fixing device for fixing an unfixed toner image formed on
A fixing device, wherein the belt is separated from the heating roller when a fixing operation is not performed.
上記支持ローラを回転させる回転駆動手段と、上記記録媒体の搬送方向の上流側において上記加熱ローラと上記ベルトとが圧接する第1ニップ部を形成する押圧ローラを移動させて上記第1ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接または離接させる第1離接手段と、上記記録媒体の搬送方向の下流側において上記加熱ローラと上記ベルトとが圧接する第2ニップを形成する押圧ローラを移動させて上記第2ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接または離接させる第2離接手段と、上記回転駆動手段および上記第1離接手段および上記第2離接手段の動作を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、定着動作を行う際に、
上記第2離接手段によって上記第2ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接させる第1の処理と、
上記第1の処理の後、上記回転駆動手段によって上記支持ローラを回転させ、上記ベルトを上記各支持ローラに沿って回転させる第2の処理と、
上記第2の処理の後、上記ベルトを回転させた状態で、上記第1ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接させる第3の処理と、を行うことを特徴とする請求項11に記載の定着装置。
In the first nip portion, a rotation driving means for rotating the support roller and a pressure roller that forms a first nip portion where the heating roller and the belt are pressed against each other on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium are moved. A first separating / contacting means for bringing the belt into contact with or separating from the heating roller, and a pressing roller forming a second nip where the heating roller and the belt are in pressure contact with each other on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium are moved. And controlling the operation of the second separating / contacting means for bringing the belt into contact with or separating from the heating roller at the second nip portion, the rotation driving means, the first separating / contacting means, and the second separating / contacting means. Control means for
When the control means performs the fixing operation,
A first process of bringing the belt into contact with the heating roller at the second nip portion by the second separation / contact means;
After the first process, a second process of rotating the support roller by the rotation driving means and rotating the belt along the support rollers;
The third process of performing a third process of contacting the belt with the heating roller at the first nip portion while the belt is rotated after the second process is performed. The fixing device described.
上記支持ローラを回転させる回転駆動手段と、上記記録媒体の搬送方向の上流側において上記加熱ローラと上記ベルトとが圧接する第1ニップ部第1ニップを形成する押圧ローラを移動させて上記第1ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接または離接させる第1離接手段と、上記記録媒体の搬送方向の下流側において上記加熱ローラと上記ベルトとが圧接する第2ニップを形成する押圧ローラを移動させて上記第2ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラに当接または離接させる第2離接手段と、上記回転駆動手段および上記第1離接手段および上記第2離接手段の動作を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、定着動作を停止する際に、
上記ベルトを回転させた状態で、上記第1ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラから離接させる第4の処理と、
上記第4の処理の後、上記回転駆動手段によって上記支持ローラの回転を停止させ、上記ベルトの回転を停止させる第5の処理と、
上記第5の処理の後、上記第2離接手段によって上記第2ニップ部において上記ベルトを上記加熱ローラから離接させる第6の処理と、を行うことを特徴とする請求項11または12に記載の定着装置。
Rotation driving means for rotating the support roller, and a first nip portion where the heating roller and the belt are in pressure contact with each other on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium are moved to move the first roller. A first separation / contact means for bringing the belt into contact with or separated from the heating roller at the nip portion, and a pressure for forming a second nip where the heating roller and the belt are in pressure contact with each other on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium A second separating / contacting means for moving the roller so that the belt contacts or separates from the heating roller at the second nip, and the rotation driving means, the first separating / contacting means, and the second separating / contacting means. Control means for controlling the operation,
When the control means stops the fixing operation,
A fourth process of separating the belt from the heating roller at the first nip portion while the belt is rotated;
After the fourth process, a fifth process for stopping the rotation of the belt by stopping the rotation of the support roller by the rotation driving unit;
13. The sixth process according to claim 11, wherein after the fifth process, a sixth process is performed in which the belt is separated from the heating roller at the second nip portion by the second separation unit. The fixing device described.
上記制御手段は、定着動作を行う際、上記第1の処理より前に、上記回転駆動手段によって上記支持ローラを定着動作時の速度よりも遅い速度で回転させた状態で、ウォームアップ動作を行うことを特徴とする請求項12に記載の定着装置。   When performing the fixing operation, the control unit performs a warm-up operation in a state in which the support roller is rotated at a speed slower than the speed during the fixing operation by the rotation driving unit before the first processing. The fixing device according to claim 12. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の定着装置を備えてなる画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1. 所定の温度に加熱される加熱ローラと、上記加熱ローラの一部に巻き付くように当接するベルトと、上記ベルトが懸架される複数の支持ローラとを備え、上記複数の支持ローラのうち2つを、上記ベルトにおける上記加熱ローラの一部への巻き付き部の両端を上記加熱ローラに圧接させる押圧ローラとして用い、上記加熱ローラと上記ベルトとの間に記録媒体を通過させることによって当該記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置の駆動方法であって、
定着動作を行わないときに、上記ベルトを上記加熱ローラから離接させることを特徴とする定着装置の駆動方法。
A heating roller that is heated to a predetermined temperature; a belt that comes into contact with a part of the heating roller; and a plurality of support rollers on which the belt is suspended; two of the plurality of support rollers Is used as a pressure roller that presses both ends of a portion of the belt that wraps around a part of the heating roller, and the recording medium is passed between the heating roller and the belt by passing the recording medium between the heating roller and the belt. A fixing device driving method for fixing an unfixed toner image formed on
A fixing device driving method, wherein the belt is separated from the heating roller when a fixing operation is not performed.
定着動作を行う際に、
上記記録媒体の搬送方向の下流側に備えられる上記押圧ローラによって上記ベルトを上記加熱ローラに当接させる第1の工程と、
上記第1の工程の後、上記ベルトを上記各支持ローラに沿って回転させる第2の工程と、
上記第2の工程の後、上記ベルトを回転させた状態で、上記記録媒体の搬送方向の上流側に備えられる上記押圧ローラによって上記ベルトを上記加熱ローラに当接させる第3の工程と、を行うことを特徴とする請求項16に記載の定着装置の駆動方法。
When performing the fixing operation,
A first step of bringing the belt into contact with the heating roller by the pressing roller provided on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium;
A second step of rotating the belt along the support rollers after the first step;
After the second step, in a state where the belt is rotated, a third step of bringing the belt into contact with the heating roller by the pressing roller provided on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium, The driving method of the fixing device according to claim 16, wherein the fixing device is driven.
定着動作を停止する際に、
上記ベルトを回転させた状態で、上記記録媒体の搬送方向の上流側に備えられる上記押圧ローラを移動させて、当該押圧ローラによって圧接されていた上記ベルトの一部を上記加熱ローラから離接させる第4の工程と、
上記第4の工程の後、上記ベルトの回転を停止させる第5の工程と、
上記第5の工程の後、記記録媒体の搬送方向の下流側に備えられる上記押圧ローラを移動させて、当該押圧ローラによって圧接されていた上記ベルトの一部を上記加熱ローラから離接させる第6の工程と、を行うことを特徴とする請求項16または17に記載の定着装置の駆動方法。
When stopping the fixing operation,
In a state where the belt is rotated, the pressing roller provided on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium is moved so that a part of the belt pressed by the pressing roller is separated from the heating roller. A fourth step;
A fifth step of stopping the rotation of the belt after the fourth step;
After the fifth step, the pressing roller provided on the downstream side in the recording medium conveyance direction is moved, and a part of the belt pressed by the pressing roller is separated from the heating roller. 18. The fixing device driving method according to claim 16, wherein the step 6 is performed.
上記制御手段は、定着動作を行う際、上記第1の工程より前に、上記回転駆動手段によって上記支持ローラを定着動作時の速度よりも遅い速度で回転させた状態で、ウォームアップ動作を行うことを特徴とする請求項16に記載の定着装置の駆動方法。   When performing the fixing operation, the control unit performs a warm-up operation in a state where the support roller is rotated at a speed slower than the speed during the fixing operation by the rotation driving unit before the first step. The method for driving a fixing device according to claim 16.
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