JP2006171123A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2006171123A JP2004360492A JP2004360492A JP2006171123A JP 2006171123 A JP2006171123 A JP 2006171123A JP 2004360492 A JP2004360492 A JP 2004360492A JP 2004360492 A JP2004360492 A JP 2004360492A JP 2006171123 A JP2006171123 A JP 2006171123A
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Taizo Onishi
泰造 大西
Takashi Yamada
貴 山田
Yosuke Shimizu
洋介 清水
Masanori Murakami
正典 村上
Mamoru Fukaya
守 深谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device which can prevent temperature fall of a fixing belt, as much as possible, even during the rotation stop of the belt and can delay printing start and avert the occurrence of fixing unevenness, and to provide an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The fixing device heat fixes the toner sticking onto a recording material by the fixing belt 21, supported rotatably by a heating roller 25 and a fixing roller 27. Heat auxiliary members 41, 42 installed to face the fixing belt 21 are held at positions where the members separate from the fixing belt 21, while the belt 21 rotates. The members are switched to the positions, where the members come into contact or proximity to the fixing belt 21 while the belt 21 is held stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置、特に、定着ベルトによって記録材上に付着したトナーを加熱定着する定着装置及び該定着装置を備えた複写機やプリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly, to a fixing device that heats and fixes toner adhered on a recording material by a fixing belt, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile apparatus including the fixing device.

従来、電子写真方式による画像形成装置では、用紙上に転写されたトナーを加熱定着するための定着部材として定着ベルトを用いた定着装置が使用されている。この種の定着装置において、定着ベルトは、通常、二つの張架部材(支持ローラ)にて回転可能に保持されており、第1の張架部材に対して加圧ローラを圧接させ、第1の張架部材と加圧ローラの外周面にゴムなどの弾性材を配置することで、トナー定着のために用紙を挟着するニップ部を大きく確保するように構成している。従って、定着ベルトの加熱のための加熱源は第1の張架部材とは離れて位置する第2の張架部材に内蔵されている。   Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a fixing device using a fixing belt is used as a fixing member for heat-fixing toner transferred onto a sheet. In this type of fixing device, the fixing belt is normally held rotatably by two tension members (support rollers), and a pressure roller is brought into pressure contact with the first tension member, thereby the first belt. By arranging an elastic material such as rubber on the outer peripheral surface of the tension member and the pressure roller, a large nip portion for sandwiching the sheet for fixing the toner is secured. Therefore, the heating source for heating the fixing belt is built in the second stretching member that is located away from the first stretching member.

ところで、定着ベルトはマシンが待機状態では回転駆動されないため、加熱源から離れている定着ニップ部の温度が低下してしまい、印字開始信号に基づいてマシンが動作状態になっても定着ニップ部の温度が上昇・安定するまでは定着動作に入れず、印字開始が遅れてしまうという問題点を有していた。定着ニップ部の温度が安定しないうちに定着動作に入ると、定着むらを生じてしまうことになる。   By the way, since the fixing belt is not driven to rotate when the machine is in a standby state, the temperature of the fixing nip portion away from the heating source is lowered, and even if the machine is in an operation state based on the print start signal, the fixing nip portion Until the temperature rises and stabilizes, the fixing operation is not performed, and the printing start is delayed. If the fixing operation is started before the temperature of the fixing nip is stabilized, uneven fixing will occur.

そこで、従来では、特許文献1〜4に開示されているように、マシン待機状態であっても定着加熱源をオンするとともに定着ベルトを回転駆動して定着ベルトの温度低下を補償することが提案されている。しかし、マシン待機状態にも定着ベルトを回転駆動することは、定着ベルトなどの早期劣化につながる。
特開2003−307963号公報 特開2002−287543号公報 特開2003−295684号公報 特開平11−224024号公報
Therefore, conventionally, as disclosed in Patent Documents 1 to 4, it is proposed that the fixing heating source is turned on and the fixing belt is rotationally driven to compensate for the temperature decrease of the fixing belt even in the machine standby state. Has been. However, rotationally driving the fixing belt even in the machine standby state leads to early deterioration of the fixing belt and the like.
JP 2003-307963 A JP 2002-287543 A JP 2003-295684 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-222404

そこで、本発明の目的は、定着ベルトが回転停止中であってもその温度低下を極力防止でき、印字開始を遅らしたり、定着むらの発生を回避できる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can prevent a temperature drop as much as possible even when the fixing belt is stopped from rotating, delay the start of printing, and avoid occurrence of uneven fixing. It is in.

以上の目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、2以上の張架部材にて回転可能に支持された定着ベルトによって記録材上に付着したトナーを加熱定着する定着装置において、前記定着ベルトに対向して設置された少なくとも一つの熱補助部材と、該熱補助部材の定着ベルトに対する距離を変更させる距離切替え手段と、定着ベルトの回転及び停止に応じて距離切替え手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は、前記定着装置を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the fixing device according to the present invention is a fixing device that heats and fixes toner adhered on a recording material by a fixing belt rotatably supported by two or more stretching members. At least one heat auxiliary member installed opposite to the belt, distance switching means for changing the distance of the heat auxiliary member to the fixing belt, and control means for controlling the distance switching means according to rotation and stop of the fixing belt It is characterized by comprising. Further, an image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device.

本発明に係る定着装置及び画像形成装置によれば、マシン待機状態にあっても、定着ベルトは熱補助部材によって温度低下を極力補償される。従って、マシン待機中に定着ベルトを回転駆動する必要はなく、印字開始を遅らせる必要もない。また、定着むらが生じることもなく、良好な品質の画像を得ることができる。   According to the fixing device and the image forming apparatus of the present invention, the temperature reduction of the fixing belt is compensated as much as possible by the heat auxiliary member even in the machine standby state. Therefore, it is not necessary to rotate the fixing belt while waiting for the machine, and there is no need to delay the start of printing. Further, it is possible to obtain a good quality image without causing uneven fixing.

本発明に係る定着装置において、制御手段は、定着ベルトが回転しているときは熱補助部材が定着ベルトから離間するように、かつ、定着ベルトが停止しているときは熱補助部材が定着ベルトに接触又は近接するように距離切替え手段を制御することが好ましい。   In the fixing device according to the present invention, the control means is arranged such that the heat auxiliary member is separated from the fixing belt when the fixing belt is rotating, and the heat auxiliary member is the fixing belt when the fixing belt is stopped. It is preferable to control the distance switching means so as to be in contact with or in proximity to.

また、熱補助部材は、金属基材層と通電により発熱する発熱抵抗体層とを備えた加熱板を用いてもよい。熱補助部材は定着ベルトの定着面側に配置されていてもよく、定着ベルトから離間したとき、定着装置に送り込まれる記録材をガイドする位置に切り替えるようにしてもよい。   The heat auxiliary member may be a heating plate provided with a metal base layer and a heating resistor layer that generates heat when energized. The heat auxiliary member may be disposed on the fixing surface side of the fixing belt, and may be switched to a position for guiding the recording material fed to the fixing device when the heat auxiliary member is separated from the fixing belt.

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(画像形成装置の概略構成、図1参照)
図1に示す画像形成装置10は、電子写真方式による複写機あるいはプリンタであって、概略、感光体ドラム11を中心として構成され、該感光体ドラム11の周囲にその回転方向(矢印A参照)に沿って、帯電チャージャ12、レーザビームによって画像を露光するレーザ走査光学ユニット13、現像装置14、転写チャージャ15、分離チャージャ16、残留トナーのクリーニング装置17、残留電荷のイレーサランプ18が配置されている。なお、このような作像エレメントを用いて電子写真方式で画像を形成するプロセスは周知であり、その説明は省略する。
(Schematic configuration of image forming apparatus, see FIG. 1)
An image forming apparatus 10 shown in FIG. 1 is an electrophotographic copying machine or printer, and is generally configured around a photosensitive drum 11, and the rotation direction (see arrow A) around the photosensitive drum 11. A charging charger 12, a laser scanning optical unit 13 that exposes an image with a laser beam, a developing device 14, a transfer charger 15, a separation charger 16, a residual toner cleaning device 17, and a residual charge eraser lamp 18 are arranged. Yes. The process of forming an image by an electrophotographic method using such an image forming element is well known, and the description thereof is omitted.

用紙Pは図示しない給紙部から1枚ずつ矢印B方向に搬送され、感光体ドラム11からトナー画像を転写された後、定着装置20に送り込まれ、トナーの加熱定着が施される。定着装置20はその駆動及び温度が装置10の中心的制御部であるCPU5によって制御され、以下に説明する定着温度、定着ベルトの回転/停止、熱補助部材の位置切替えやその温度などもCPU5によって制御される。   The paper P is conveyed one by one from a paper feeding unit (not shown) in the direction of arrow B, and after the toner image is transferred from the photosensitive drum 11, it is sent to the fixing device 20 where the toner is heated and fixed. The driving and temperature of the fixing device 20 are controlled by the CPU 5 which is a central control unit of the device 10, and the fixing temperature, rotation / stop of the fixing belt, position switching of the heat auxiliary member and the temperature described below are also controlled by the CPU 5. Be controlled.

(定着装置、図2〜図7参照)
以下、定着装置20に関して第1〜第5実施例を説明する。なお、各実施例において同じ部品、部分に関しては共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
(Fixing device, see FIGS. 2 to 7)
Hereinafter, first to fifth embodiments of the fixing device 20 will be described. In addition, in each Example, the same code | symbol is attached | subjected regarding the same components and parts, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(第1実施例、図2参照)
第1実施例としての定着装置20は、図2に示すように、定着ベルト21を加熱ローラ25と定着ローラ27とに張架し、定着ローラ27に対向する位置に加圧ローラ31を配置したものである。加熱ローラ25と加圧ローラ31にはそれぞれ加熱源としてのハロゲンヒータ26,32が内蔵されている。なお、加熱源としては、抵抗発熱体、渦電流を発生させるための電磁誘導手段などを使用することができる。
(See the first embodiment, FIG. 2)
As shown in FIG. 2, the fixing device 20 according to the first embodiment stretches the fixing belt 21 between the heating roller 25 and the fixing roller 27, and the pressure roller 31 is disposed at a position facing the fixing roller 27. Is. The heating roller 25 and the pressure roller 31 incorporate halogen heaters 26 and 32 as heating sources, respectively. As the heating source, a resistance heating element, electromagnetic induction means for generating eddy current, and the like can be used.

定着ベルト21はハロゲンヒータ26から加熱ローラ25を介して所定の温度に加熱される。熱伝導を効率化するため、加熱ローラ25はアルミニウムや鉄などの薄肉の金属製ローラとして構成されている。   The fixing belt 21 is heated to a predetermined temperature from the halogen heater 26 via the heating roller 25. In order to increase the efficiency of heat conduction, the heating roller 25 is configured as a thin metal roller such as aluminum or iron.

定着ローラ27は金属製軸部が弾性材(シリコンゴム、フッ素ゴムなど)で覆われており、加圧ローラ31は金属製芯金の表面が弾性材(シリコンゴム、フッ素ゴムなど)で覆われている。そして、加圧ローラ31を図示しない加圧機構で定着ローラ27側に加圧することで、定着ローラ27と加圧ローラ31との圧接部分に弾性変形による所定幅の定着ニップ部30が形成されている。この定着ニップ部30には用紙が未定着トナーを定着ローラ27側にして矢印B方向から搬送されてくる。   The fixing roller 27 has a metal shaft portion covered with an elastic material (silicon rubber, fluorine rubber, etc.), and the pressure roller 31 has a metal core metal surface covered with an elastic material (silicon rubber, fluorine rubber, etc.). ing. Then, by pressing the pressure roller 31 toward the fixing roller 27 with a pressure mechanism (not shown), a fixing nip portion 30 having a predetermined width is formed at the pressure contact portion between the fixing roller 27 and the pressure roller 31 by elastic deformation. Yes. The sheet is conveyed from the direction of arrow B to the fixing nip portion 30 with unfixed toner on the fixing roller 27 side.

加圧ローラ31には該ローラ31を矢印a方向に回転駆動させるための駆動機構(図示せず)が連結されている。定着ベルト21は加圧ローラ31との摩擦力によって矢印b方向に従動回転し、ローラ25,27も従動回転することになる。   A driving mechanism (not shown) for rotating the roller 31 in the direction of arrow a is connected to the pressure roller 31. The fixing belt 21 is driven to rotate in the direction of the arrow b by the frictional force with the pressure roller 31, and the rollers 25 and 27 are also driven to rotate.

定着装置20内の適宜箇所には温度検出センサ(図示せず)が設置されており、このセンサの検出結果に基づいてハロゲンヒータ26への印加電圧を調整することにより、前記定着ニップ部30の温度が所定値を維持するように制御される。   A temperature detection sensor (not shown) is installed at an appropriate location in the fixing device 20, and the voltage applied to the halogen heater 26 is adjusted based on the detection result of the sensor, whereby the fixing nip portion 30. The temperature is controlled to maintain a predetermined value.

なお、加圧ローラ31の加圧機構としては、従来から、ばね部材、カム機構などが用いられており、必要に応じて圧接解除機構、圧接力変更・制御手段を併用することも可能である。   Conventionally, a spring member, a cam mechanism, or the like has been used as the pressure mechanism of the pressure roller 31, and a pressure release mechanism and a pressure change / control unit can be used together as necessary. .

また、加圧ローラ31に対する回転駆動、特に回転速度は、定着条件、用紙種類、用紙搬送速度、環境状態、マシン状態、通紙状態などによって制御することが好ましい。   Further, it is preferable to control the rotational drive, particularly the rotational speed, with respect to the pressure roller 31 according to fixing conditions, paper type, paper transport speed, environmental state, machine state, paper passing state, and the like.

定着ベルト21は従動回転によってローラ25,27の周囲で変形されつつ使用されるために強靱性が要求され、基材としてニッケル、ステンレスなどの薄肉金属あるいはポリイミドなどの耐熱樹脂材料を使用している。また、トナーとの離型性を確保するため、表面にはポリテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの離型性層を備えている。定着させたトナー画像の画質向上のため、前記基材と離型性層との間に弾性層を介在させてもよい。   Since the fixing belt 21 is used while being deformed around the rollers 25 and 27 by driven rotation, toughness is required, and a thin metal such as nickel or stainless steel or a heat resistant resin material such as polyimide is used as a base material. . Further, in order to ensure releasability with the toner, a releasable layer such as polytetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE) is provided on the surface. In order to improve the image quality of the fixed toner image, an elastic layer may be interposed between the base material and the release layer.

また、定着ベルト21の温度を維持するため、該ベルト21の表面(定着面)に対向して、熱補助部材41,42が設置されている。この熱補助部材41,42は、少なくとも定着ベルト21と同一の幅寸法を有し、定着ベルト21の表面に対して離間した第1位置(図2に示す位置、定着ベルト21の表面から5mm程度離れた位置)と、該ベルト21の表面に接触又は近接した第2位置との間で移動させる距離切替え手段(図示せず)を備えている。このような距離切替え手段はカム機構やギヤ機構、シリンダなど周知の駆動機構を採用することができる。   Further, in order to maintain the temperature of the fixing belt 21, heat assisting members 41 and 42 are installed facing the surface (fixing surface) of the belt 21. The heat auxiliary members 41 and 42 have at least the same width as the fixing belt 21 and are separated from the surface of the fixing belt 21 at a first position (the position shown in FIG. 2, about 5 mm from the surface of the fixing belt 21. Distance switching means (not shown) is provided for moving between the second position and the second position in contact with or close to the surface of the belt 21. As such a distance switching means, a known drive mechanism such as a cam mechanism, a gear mechanism, or a cylinder can be employed.

定着ベルト21は画像形成装置10による印字動作中は回転駆動され、待機時には回転を停止するように制御される。そして、熱補助部材41,42は、定着ベルト21が回転状態にあるときは離間した第1位置に設定され、画像形成装置10の待機時など定着ベルト21が回転停止状態にあるときは該ベルト21の表面に接触又は近接した第2位置に設定される。ここで、待機時とは印字指示から印字動作終了までの状態を意味し、連続印字中の通紙間隔の時間は含まない。   The fixing belt 21 is driven to rotate during the printing operation by the image forming apparatus 10 and is controlled to stop rotating during standby. The heat auxiliary members 41 and 42 are set at the first separated positions when the fixing belt 21 is in a rotating state, and the belts when the fixing belt 21 is in a rotation stopped state such as when the image forming apparatus 10 is on standby. The second position is set in contact with or close to the surface of 21. Here, the standby state means a state from the printing instruction to the end of the printing operation, and does not include the time of the sheet passing interval during continuous printing.

熱補助部材41,42は、蓄熱部材であってもよいが、通電により発熱する発熱抵抗体を備えていることが好ましく、少なくとも装置10が待機時(第2位置)にあるときには、所定温度(100〜200℃)に維持される。   Although the heat auxiliary members 41 and 42 may be heat storage members, it is preferable to include a heat generating resistor that generates heat when energized, and at least when the device 10 is in a standby state (second position), a predetermined temperature ( 100-200 ° C).

熱補助部材41,42は、具体的には、図7(A),(B)に示すように構成することができる。図7(A)に示す熱補助部材は、アルミニウムなどの金属基材51上にPFAなどの絶縁層52を介してステンレスなどの発熱抵抗体層53を設け、さらにPFAなどの絶縁層54をコートしたものである。   Specifically, the heat auxiliary members 41 and 42 can be configured as shown in FIGS. In the heat auxiliary member shown in FIG. 7A, a heating resistor layer 53 such as stainless steel is provided on a metal base material 51 such as aluminum via an insulating layer 52 such as PFA, and further an insulating layer 54 such as PFA is coated. It is a thing.

図7(B)に示す熱補助部材は、アルミニウムなどの金属基材61の下面にPFAなどの絶縁層62を介してステンレスなどの発熱抵抗体層63を設け、その下にPFAなどの絶縁層64を設け、金属基材61上にPFAなどの絶縁層65をコートしたものである。   In the heat auxiliary member shown in FIG. 7B, a heating resistor layer 63 such as stainless steel is provided on the lower surface of a metal base 61 such as aluminum via an insulating layer 62 such as PFA, and an insulating layer such as PFA is provided therebelow. 64, and an insulating layer 65 such as PFA is coated on the metal substrate 61.

図7(A)に示す熱補助部材は発熱抵抗体層53がコートされた絶縁層54のみを介して熱を定着ベルト21に伝導するので、熱伝導効率が良好である。図7(B)に示す熱補助部材は発熱抵抗体層63から金属基材61を介して熱を定着ベルト21に伝導するので、熱伝導効率は若干低下するが、熱伝導の平面的な均一性に優れている。   Since the heat auxiliary member shown in FIG. 7A conducts heat to the fixing belt 21 only through the insulating layer 54 coated with the heating resistor layer 53, the heat conduction efficiency is good. The heat assisting member shown in FIG. 7B conducts heat from the heating resistor layer 63 to the fixing belt 21 via the metal base 61, so that the heat conduction efficiency is slightly reduced, but the heat conduction is planarly uniform. Excellent in properties.

なお、熱補助部材の加熱源としては、発熱抵抗体に代えて誘導発熱を利用した発熱体を用いることもできる。この種の発熱体はハロゲンヒータなどの輻射熱による加熱源よりも加熱効率が良好である。   In addition, as a heating source of the heat auxiliary member, a heating element using induction heating can be used instead of the heating resistor. This type of heating element has better heating efficiency than a heating source using radiant heat such as a halogen heater.

熱補助部材41,42へは、該部材41,42の熱容量に対して温度が一定になるような電力(例えば、50〜300W程度)を連続的あるいは断続的に供給する方法、または、サーミスタなどの温度センサを設けて一定温度に制御する、あるいはヒステリシス温度制御する方法を採用することができる。   A method of supplying power to the heat auxiliary members 41, 42 continuously or intermittently such that the temperature is constant with respect to the heat capacity of the members 41, 42, or thermistor, etc. It is possible to adopt a method of providing a temperature sensor and controlling the temperature to a constant temperature or controlling the hysteresis temperature.

本第1実施例において、定着ベルト21は装置10の待機状態において回転を停止され、加熱ローラ25に巻かれている部分は該ローラ25からの伝熱により加熱され、定着ニップ部30は加圧ローラ31から熱が伝導される。さらに、定着ベルト21の平坦部分は熱補助部材41,42が接触又は近接することによって伝熱され温度低下を極力補償される。従って、装置10の待機中に定着ベルト21を回転駆動させて温度補償する必要はなく、印字開始を遅らせる必要もない。また、定着むらが生じることもなく、良好な品質の画像を得ることができる。   In the first embodiment, the fixing belt 21 stops rotating in the standby state of the apparatus 10, the portion wound around the heating roller 25 is heated by heat transfer from the roller 25, and the fixing nip portion 30 is pressurized. Heat is conducted from the roller 31. Further, the flat portion of the fixing belt 21 is transferred with heat assisting members 41 and 42 in contact with or close to each other to compensate for a decrease in temperature as much as possible. Accordingly, it is not necessary to rotationally drive the fixing belt 21 during the standby of the apparatus 10 to compensate the temperature, and it is not necessary to delay the start of printing. Further, it is possible to obtain a good quality image without causing uneven fixing.

また、熱補助部材41,42は、定着ベルト21の平坦部分、即ち、ローラ25,27に巻かれていない部分に対向して配置されている。この平坦部分は定着ベルト21が停止時には熱の供給がない部分であり、熱補助部材41,42により効果的に温度低下が補償される。   Further, the heat auxiliary members 41 and 42 are arranged to face the flat portion of the fixing belt 21, that is, the portion not wound around the rollers 25 and 27. This flat portion is a portion where heat is not supplied when the fixing belt 21 is stopped, and the temperature reduction is effectively compensated by the heat auxiliary members 41 and 42.

一方、定着ベルト21が回転状態にあるとき、熱補助部材41,42は該ベルト21から離間した第1位置に切り替えられる。ベルト21が回転中は熱伝導が十分であるために熱補助部材41,42からの熱伝導を必ずしも必要とせず、ベルト21が熱補助部材41,42に接触して損傷する危険性を回避するためである。   On the other hand, when the fixing belt 21 is in the rotating state, the heat auxiliary members 41 and 42 are switched to the first position separated from the belt 21. Since heat conduction is sufficient while the belt 21 is rotating, heat conduction from the heat auxiliary members 41 and 42 is not necessarily required, and the risk of the belt 21 being in contact with the heat auxiliary members 41 and 42 and being damaged is avoided. Because.

なお、熱補助部材41,42はベルト21の内面側に接触/近接させてもよい。但し、第1実施例のごとく、ベルト21の定着面側に接触/近接させたほうが温度補償効果は良好である。   The heat auxiliary members 41 and 42 may be brought into contact / close proximity to the inner surface side of the belt 21. However, as in the first embodiment, the temperature compensation effect is better when the belt 21 is brought into contact with / close to the fixing surface side.

ところで、熱補助部材41,42を位置固定状態で定着ベルト21に接触させると、平坦部分は位置が不安定なので接触圧のばらつきが大きく、安定した熱補助効果を得ることが困難である。従って、熱補助部材41,42は定着ベルト21に対してばねなどによって弾性的に接触させることが好ましい。   By the way, when the heat auxiliary members 41 and 42 are brought into contact with the fixing belt 21 in a fixed position, the position of the flat portion is unstable, so that the contact pressure varies greatly and it is difficult to obtain a stable heat auxiliary effect. Therefore, the heat auxiliary members 41 and 42 are preferably brought into elastic contact with the fixing belt 21 by a spring or the like.

弾性的な接触圧は100〜1000gf程度に設定すればよい。接触圧が小さすぎると接触が不安定になる。接触圧が大きすぎると、定着ベルト21や定着ローラ27の弾性層の変形が大きくなり、劣化のおそれを生じる。   The elastic contact pressure may be set to about 100 to 1000 gf. If the contact pressure is too small, the contact becomes unstable. If the contact pressure is too large, the elastic layers of the fixing belt 21 and the fixing roller 27 are greatly deformed, which may cause deterioration.

また、定着ベルト21の回転停止時に熱補助部材41,42を該ベルト21に接触ではなく近接させることも有効な熱補助効果を得る方法である。定着動作終了直後の定着ベルト21は、150〜200℃程度と高温であり、その温度では熱補助部材41,42による熱補助は必要としない。従って、補助加熱が不必要な状態であるにも拘わらず熱補助部材41,42をベルト21に接触させると、かえってベルト21から熱を奪うことになる。このような事情を勘案すると、熱補助部材41,42は単に近接させるほうが好ましい。近接距離は2mm以下とする。   Further, when the rotation of the fixing belt 21 is stopped, the heat auxiliary members 41 and 42 may be brought close to the belt 21 instead of being in contact with each other to obtain an effective heat auxiliary effect. The fixing belt 21 immediately after completion of the fixing operation is as high as about 150 to 200 ° C., and the heat assisting by the heat assisting members 41 and 42 is not required at that temperature. Accordingly, when the heat auxiliary members 41 and 42 are brought into contact with the belt 21 in spite of the fact that the auxiliary heating is unnecessary, the heat is taken away from the belt 21. In consideration of such circumstances, it is preferable that the heat auxiliary members 41 and 42 are simply brought close to each other. The proximity distance is 2 mm or less.

さらに、熱補助部材41,42の温度を検出して、所定温度以上にあることを条件に熱補助部材41,42を定着ベルト21に接触させる制御を採用してもよい。また、装置10が待機状態に入ってから所定時間経過後、あるいは、定着ベルト21の温度を検出して、所定温度以下に低下したことを条件に熱補助部材41,42を定着ベルト21に接触させる制御を採用することもできる。   Further, the temperature of the heat auxiliary members 41 and 42 may be detected, and the heat auxiliary members 41 and 42 may be brought into contact with the fixing belt 21 on condition that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. Further, the heat auxiliary members 41 and 42 are brought into contact with the fixing belt 21 after the elapse of a predetermined time after the apparatus 10 enters the standby state, or on the condition that the temperature of the fixing belt 21 is detected and lowered to a predetermined temperature or less. It is also possible to adopt a control to be performed.

さらには、接触と近接とを併用した制御も可能である。例えば、装置10が待機状態に入ってから一定時間が経過するまでは熱補助部材41,42を近接させ、その後接触する位置に2段階に切り替えてもよい。   Furthermore, control using both contact and proximity is also possible. For example, the heat auxiliary members 41 and 42 may be brought close to each other until a certain time has elapsed after the apparatus 10 enters the standby state, and then switched to a position where the heat auxiliary members 41 and 42 come into contact with each other in two stages.

また、熱補助部材41,42ごとに個別の構成とし、接触と近接を個別に制御してもよい。例えば、上側に配置される熱補助部材41は発熱機能を有しないものとして定着ベルト21に対して接触させ、下側に配置される熱補助部材42は発熱機能を有するものを使用することができる。上側の熱補助部材41は定着ベルト21への接触よって加熱ローラ25から熱が伝導され、かつ、下側の熱補助部材42で暖められた空気の対流による伝熱により、発熱機能を有しなくてもある程度暖められ、定着ベルト21に対する熱補助効果を発揮する。   In addition, the heat auxiliary members 41 and 42 may be configured separately, and contact and proximity may be individually controlled. For example, the heat auxiliary member 41 arranged on the upper side can be brought into contact with the fixing belt 21 as having no heat generation function, and the heat auxiliary member 42 arranged on the lower side can be used having a heat generation function. . The upper heat auxiliary member 41 does not have a heat generation function due to heat conduction from the heating roller 25 by contact with the fixing belt 21 and heat transfer by convection of air heated by the lower heat auxiliary member 42. However, it is warmed to some extent and exhibits a heat assist effect for the fixing belt 21.

ところで、定着装置20において、省スペースを達成するとともに定着ニップ部30の幅を大きくとるには、定着ローラ27の弾性体の表面硬度を小さくしてその圧力変形を大きくすることが必要となる。そのため、定着ローラ27の表面を被覆する弾性材は表面硬度がアスカーC硬度で30〜70度であることが好ましい。   By the way, in the fixing device 20, in order to achieve space saving and increase the width of the fixing nip portion 30, it is necessary to reduce the surface hardness of the elastic body of the fixing roller 27 and increase the pressure deformation thereof. For this reason, it is preferable that the elastic material covering the surface of the fixing roller 27 has an Asker C hardness of 30 to 70 degrees.

また、定着ベルト21の回転中において全体を効率的に加熱するにはベルト21の周長に対して該ベルト21がローラ25,27に懸かっている長さの割合を大きくすることが好ましく、省スペースの点でも有効である。   In order to efficiently heat the entire belt while the fixing belt 21 is rotating, it is preferable to increase the ratio of the length of the belt 21 that is hung on the rollers 25 and 27 to the circumferential length of the belt 21. It is also effective in terms of space.

(第2実施例、図3参照)
第2実施例である定着装置20は、図3に示すように、熱補助部材41,42を前記第1実施例よりも長くしてその一端部が加熱ローラ25にも懸かるように構成している。また、熱補助部材41の他端部も定着ローラ27に懸かるように構成している。
(Refer to the second embodiment, FIG. 3)
As shown in FIG. 3, the fixing device 20 according to the second embodiment is configured such that the heat auxiliary members 41 and 42 are longer than the first embodiment and one end of the heat auxiliary members 41 and 42 is also hung on the heating roller 25. Yes. Further, the other end portion of the heat auxiliary member 41 is configured to hang on the fixing roller 27.

加熱ローラ25は加熱源であるハロゲンヒータ26を内蔵しているため、ヒータ26からの熱を熱補助部材41,42を介して回転停止中の定着ベルト21の平坦部分に伝導し、その熱補助を行うことができる。   Since the heating roller 25 has a built-in halogen heater 26 as a heating source, the heat from the heater 26 is conducted to the flat portion of the fixing belt 21 whose rotation is stopped via the heat assisting members 41 and 42, and the heat assisting. It can be performed.

従って、第2実施例で用いられる熱補助部材41,42は、図7(A),(B)に示すような発熱抵抗体を内蔵することは必ずしも必要なく、アルミニウムなどの熱良導体とその表面を被覆する放射率の少ない材料(例えば、テフロン(登録商標)などの樹脂材)とで構成することができる。   Therefore, it is not always necessary for the heat auxiliary members 41 and 42 used in the second embodiment to incorporate a heating resistor as shown in FIGS. 7A and 7B, and a good heat conductor such as aluminum and its surface. And a material having a low emissivity (for example, a resin material such as Teflon (registered trademark)).

(第3実施例、図4参照)
第3実施例である定着装置20は、図4に示すように、張架部材としてローラ28を追加したものである。ローラ28は定着ベルト21の蛇行を防止するための制御ローラ、定着ベルト21への潤滑剤塗布/回収の補助ローラとして機能する。本第3実施例においては、上側の熱補助部材41がローラ28を追加したことによる定着ベルト21の移動経路に沿って折れ曲がって構成されている。
(Refer to the third embodiment, FIG. 4)
As shown in FIG. 4, the fixing device 20 according to the third embodiment is obtained by adding a roller 28 as a stretching member. The roller 28 functions as a control roller for preventing the fixing belt 21 from meandering and an auxiliary roller for applying / recovering the lubricant to the fixing belt 21. In the third embodiment, the upper heat auxiliary member 41 is bent along the moving path of the fixing belt 21 due to the addition of the roller 28.

(第4実施例、図5参照)
第4実施例である定着装置20は、図5に示すように、前記第3実施例と同様に、ローラ28を追加したもので、このローラ28は加熱源としてのハロゲンヒータ29を内蔵し、定着ベルト21の温度安定性を向上させている。そして、上側の熱補助部材41は2分割され、それぞれローラ28を追加したことによる定着ベルト21の移動経路に沿って配置している。
(Refer to the fourth embodiment, FIG. 5)
As shown in FIG. 5, the fixing device 20 according to the fourth embodiment is provided with a roller 28 as in the third embodiment. The roller 28 includes a halogen heater 29 as a heating source. The temperature stability of the fixing belt 21 is improved. The upper heat assisting member 41 is divided into two parts, which are arranged along the moving path of the fixing belt 21 due to the addition of the rollers 28.

(第5実施例、図6参照)
第5実施例である定着装置20は、図6に示すように、前記第1実施例と同様の構成を備えるとともに、熱補助部材42の第1位置、即ち、定着ベルト21から離間した位置を、定着ニップ部30に矢印B方向から搬送されてくる用紙をガイドする位置に設定したものである。
(Refer to the fifth embodiment, FIG. 6)
As shown in FIG. 6, the fixing device 20 according to the fifth embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and the first position of the heat auxiliary member 42, that is, the position separated from the fixing belt 21. The sheet is conveyed to the fixing nip portion 30 from the direction indicated by the arrow B and is set to a position for guiding the sheet.

熱補助部材42を用紙のガイドとして機能させることにより、熱補助部材42に蓄えられた熱、あるいは、内部の発熱抵抗体からの熱で定着ニップ部30に突入する直前の用紙を予備的に加熱するため、トナーの定着性が向上する。   By causing the heat auxiliary member 42 to function as a paper guide, the paper immediately before entering the fixing nip 30 is preliminarily heated by the heat stored in the heat auxiliary member 42 or the heat from the internal heating resistor. Therefore, the toner fixing property is improved.

この場合、熱補助部材42に対しては、ガイドとして機能する第1位置にあるときと、定着ベルト21の熱補助部材として機能する第2位置にあるときとで、それぞれ最適な温度に制御することが好ましい。   In this case, the heat auxiliary member 42 is controlled to an optimum temperature when it is in the first position that functions as a guide and when it is in the second position that functions as the heat auxiliary member of the fixing belt 21. It is preferable.

また、用紙ガイドとしても機能する熱補助部材42は、図7(B)に示す構成を採用することが好ましい。発熱抵抗体層63からの熱が金属基材61を介して平面的な均一性を保って用紙に伝導されることになるからである。   Further, it is preferable that the heat auxiliary member 42 that also functions as a paper guide adopt the configuration shown in FIG. This is because the heat from the heating resistor layer 63 is conducted to the paper through the metal substrate 61 while maintaining planar uniformity.

(他の実施例)
なお、本発明に係る定着装置及び画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
(Other examples)
The fixing device and the image forming apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist.

特に、本発明は前記実施例に示した画像形成装置10に限らず、カラー/モノクロプリンタやカラー/モノクロ複写機、ファクシミリ装置など種々の画像形成装置、あるいは、レーザビームに限らずハロゲンランプやLEDなどを露光光源とする画像形成装置に適用することができる。   In particular, the present invention is not limited to the image forming apparatus 10 shown in the above embodiment, but various image forming apparatuses such as a color / monochrome printer, a color / monochrome copying machine, and a facsimile machine, or a halogen lamp or LED not limited to a laser beam. The present invention can be applied to an image forming apparatus using an exposure light source.

また、熱補助部材の構成、形状の細部、定着ベルトや張架部材の構成や張架形態などは任意である。   Further, the configuration of the heat auxiliary member, the details of the shape, the configuration of the fixing belt and the stretch member, the stretch form, and the like are arbitrary.

画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus. 本発明に係る定着装置の第1実施例を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置の第2実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of the fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置の第3実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置の第4実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置の第5実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the fixing device according to the present invention. 熱補助部材の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a heat auxiliary member.

符号の説明Explanation of symbols

5…CPU
10…画像形成装置
20…定着装置
21…定着ベルト
25,27,28,31…張架部材(ローラ)
41,42…熱補助部材
51,61…金属基材
53,63…発熱抵抗体層
5 ... CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image forming apparatus 20 ... Fixing apparatus 21 ... Fixing belt 25, 27, 28, 31 ... Stretch member (roller)
41, 42 ... heat auxiliary member 51, 61 ... metal base material 53, 63 ... heating resistor layer

Claims (6)

2以上の張架部材にて回転可能に支持された定着ベルトによって記録材上に付着したトナーを加熱定着する定着装置において、
前記定着ベルトに対向して設置された少なくとも一つの熱補助部材と、
前記熱補助部材の前記定着ベルトに対する距離を変更させる距離切替え手段と、
前記定着ベルトの回転及び停止に応じて前記距離切替え手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
In a fixing device that heats and fixes toner adhered on a recording material by a fixing belt rotatably supported by two or more stretching members,
At least one heat assisting member installed opposite to the fixing belt;
Distance switching means for changing the distance of the heat auxiliary member to the fixing belt;
Control means for controlling the distance switching means according to rotation and stop of the fixing belt;
A fixing device comprising:
前記制御手段は、前記定着ベルトが回転しているときは、前記熱補助部材が定着ベルトから離間するように前記距離切替え手段を制御し、定着ベルトが停止しているときは、熱補助部材が定着ベルトに接触又は近接するように距離切替え手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The control unit controls the distance switching unit so that the heat auxiliary member is separated from the fixing belt when the fixing belt is rotating, and the heat auxiliary member is operated when the fixing belt is stopped. The fixing device according to claim 1, wherein the distance switching unit is controlled so as to contact or approach the fixing belt. 前記熱補助部材は、金属基材層と通電により発熱する発熱抵抗体層とを備えた加熱板であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the heat auxiliary member is a heating plate including a metal base layer and a heating resistor layer that generates heat when energized. 前記熱補助部材が前記定着ベルトの定着面側に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the heat auxiliary member is disposed on a fixing surface side of the fixing belt. 前記熱補助部材は前記定着ベルトから離間したとき、定着装置に送り込まれる記録材をガイドする位置に切り替えられることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の定着装置。   5. The fixing device according to claim 1, wherein when the heat auxiliary member is separated from the fixing belt, the heat auxiliary member is switched to a position for guiding a recording material fed into the fixing device. 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007256316A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Ricoh Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
JP2017134270A (en) * 2016-01-28 2017-08-03 コニカミノルタ株式会社 Fixation device, image formation device, control method of fixation device and control program of fixation device

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