JP2008064991A - Image forming apparatus - Google Patents

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Katsuhiko Sugawara
勝彦 菅原
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the fixing metal belt from abruptly shrinking even when passing through the contact area heated to a high temperature in a fixing unit built in an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The fixing belt is an endless belt made by forming a mold release layer on the surface of a metal base layer and stretched on a fixing roll 31, a releasing roll 35, and tension roll 36 to move around as the fixing roll 31 turns in the arrow r direction as illustrated. The paper sheet carried to the contact area N of the fixing roll 31 and the pressure roll 32 is heated and pressed to stick to the outer surface of the fixing belt 33 by the adhesion of the melted toner. The fixing belt 33 is cooled by the heat radiation regulator 37 before cooled in the open air to an extent not abruptly shrinking when passing through the contact area N with the paper sheet sticking to the surface. Thus, the fixing metal belt 33 is prevented from abruptly shrinking. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus.

電子写真方式の画像形成装置では、トナー像を用紙に定着させる定着装置として、定着ベルトを用いたものがある。例えば、特許文献1に開示された定着装置は、樹脂製のベルトと比較して傷がつきにくいステンレス製の金属ベルトを加熱ローラ及び冷却ローラの2軸で張架しており、トナー像が形成された用紙は、定着ベルトの外周面にその記録面を密着させた状態で、加熱ローラと加圧ローラとの間の接触部にて熱と圧力とが加えられる。接触部にて熱と圧力とが加えられた用紙は、定着ベルトにより排紙口に向けて搬送される間に冷却部材によって冷却されるようになっている。これにより、トナーが金属ベルトの平滑な表面形状を写し取って凝固し、高光沢な画像が得られると共に、用紙が金属ベルトから剥離される際の剥離性が向上される。また、特許文献2に開示された定着装置は、金属製環状フィルムにて周面が形成されたヒートローラと圧着ローラとを接触させ、その接触部における用紙の導入側では用紙を加熱・加圧し、出口側では用紙を冷却している。これにより、用紙の離型性を向上させている。さらに、特許文献3に開示された定着装置は、アルミニウムやニッケルなどの金属からなる加圧ベルトと表面が加熱された定着ローラとの接触部にて用紙に熱と圧力とを加え、その接触部の出口側で用紙を冷却している。これにより、用紙の剥離性を向上させている。
特開2005−292578号公報 特開平4−362983号公報 特開平10−254266号公報
Some electrophotographic image forming apparatuses use a fixing belt as a fixing device for fixing a toner image onto a sheet. For example, in the fixing device disclosed in Patent Document 1, a stainless steel metal belt that is hard to be scratched compared to a resin belt is stretched around two axes of a heating roller and a cooling roller, and a toner image is formed. The sheet is subjected to heat and pressure at the contact portion between the heating roller and the pressure roller, with the recording surface in close contact with the outer peripheral surface of the fixing belt. The sheet to which heat and pressure are applied at the contact portion is cooled by a cooling member while being conveyed toward the sheet discharge port by the fixing belt. As a result, the toner captures and solidifies the smooth surface shape of the metal belt to obtain a highly glossy image, and the releasability when the paper is peeled from the metal belt is improved. Further, the fixing device disclosed in Patent Document 2 brings a heat roller having a circumferential surface formed of a metal annular film into contact with a pressure roller, and heats and pressurizes the paper on the paper introduction side at the contact portion. The paper is cooled on the exit side. Thereby, the releasability of the paper is improved. Further, the fixing device disclosed in Patent Document 3 applies heat and pressure to a sheet at a contact portion between a pressure belt made of a metal such as aluminum or nickel and a fixing roller whose surface is heated, and the contact portion. The paper is cooled at the exit side. Thereby, the peelability of the paper is improved.
JP 2005-292578 A JP-A-4-362833 JP-A-10-254266

しかしながら、上記特許文献1から3に開示された定着装置は、いずれも金属ベルトを用いているため、この金属ベルトが高温に加熱された接触部を通過して相対的に低温な外気に触れると、保有する熱が過放出して急激に収縮し、その表面が波打ったような形状となってしまう。また、この種の定着装置では、金属ベルトの外周面に用紙の記録面を密着させて冷却することにより高光沢な画像を形成していることが多く、金属ベルトの急激な収縮によって用紙と金属ベルトとが接触しない部位が発生すると印刷物の面内に光沢むらが発生する。さらに、金属ベルトは、急激に収縮と金属音を発するため、この金属音がユーザに不快感を与えることにもなる。
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、高温に加熱された接触部に金属ベルトを通過させた時に、金属ベルトの急激な収縮が発生しない定着装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
However, since all of the fixing devices disclosed in Patent Documents 1 to 3 use a metal belt, when the metal belt passes through a contact portion heated to a high temperature and touches a relatively low temperature outside air. The stored heat is excessively released and contracts abruptly, and the surface becomes wavy. Also, this type of fixing device often forms a high-gloss image by bringing the recording surface of the paper into close contact with the outer peripheral surface of the metal belt and cooling it. When a portion that does not contact the belt is generated, uneven glossiness is generated in the printed surface. Further, since the metal belt suddenly contracts and emits a metal sound, the metal sound may cause discomfort to the user.
The present invention has been made in view of such a background, and an image forming apparatus equipped with a fixing device that does not cause rapid contraction of a metal belt when the metal belt is passed through a contact portion heated to a high temperature. The purpose is to provide.

本発明の好適な態様である画像形成装置は、画像データに応じたトナー像を感光体の周面に生成し、そのトナー像を記録材に転写する画像形成手段と、前記トナー像が転写された記録材に熱を加える加熱ロールと、前記加熱ロールに対向して設けられ、前記加熱ロールと自身との間に記録材が供給されると、その記録材を加熱ロール側へ押圧する加圧ロールと、前記加熱ロール及び少なくとも一以上の支持部材により張架される金属製の無端のベルト状部材であって、加熱ロール及び支持部材のうち少なくとも一以上の部材の回転に従動して周回移動することにより、前記加熱ロールと前記加圧ロールとの間に供給された記録材をその移動方向に沿って搬送する定着ベルトと、前記定着ベルトを張架する支持部材のうち、前記加熱ロールと前記加圧ロールとが対向する位置を通過した定着ベルトの移動方向を変える支持部材と前記加熱ロールとの間に設けられ、定着ベルトに搬送された記録材を冷却する冷却手段と、前記加熱ロールと前記冷却手段との間に設けられ、前記定着ベルトが保有する熱を吸収する吸熱手段とを備える。   An image forming apparatus according to a preferred aspect of the present invention includes: an image forming unit that generates a toner image corresponding to image data on a peripheral surface of a photoconductor, and transfers the toner image to a recording material; and the toner image is transferred. A heating roll that applies heat to the recording material, and a pressure that presses the recording material toward the heating roll when the recording material is supplied between the heating roll and itself. An endless belt-like member made of metal that is stretched by a roll and the heating roll and at least one or more support members, and is moved around by following the rotation of at least one of the heating roll and the support member A fixing belt that conveys the recording material supplied between the heating roll and the pressure roll along the moving direction, and the heating roll among the support members that stretch the fixing belt. in front A cooling unit that is provided between the heating roll and a support member that changes a moving direction of the fixing belt that has passed through a position facing the pressure roll, and that cools the recording material conveyed to the fixing belt; and the heating roll; And a heat absorption means provided between the cooling means and absorbing heat held by the fixing belt.

この態様において、前記吸熱手段は、前記冷却手段に接触して設けられてもよい。
上記各態様において、前記吸熱手段は、前記定着ベルトの内周面に接触して設けられ、その熱伝導率λ(W/m・K)と、定着ベルトに接触した面からその対面までの間の距離t(m)とが、2×10≦λ/t≦2×10の関係を満たすものであってもよい。
In this aspect, the heat absorption means may be provided in contact with the cooling means.
In each of the above aspects, the heat absorbing means is provided in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, and has a thermal conductivity λ (W / m · K) between the surface in contact with the fixing belt and the opposite surface. The distance t (m) may satisfy the relationship of 2 × 10 3 ≦ λ / t ≦ 2 × 10 6 .

本発明によると、画像形成装置に搭載された定着装置にて、高温に加熱された接触部に金属ベルトを通過させても、金属ベルトの急激な収縮が発生しない。   According to the present invention, even when the metal belt is passed through the contact portion heated to a high temperature in the fixing device mounted on the image forming apparatus, the metal belt is not rapidly contracted.

(第1実施形態)
本願発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本実施形態にかかる画像形成装置1のハードウェア概略構成図である。同図に示すように、この画像形成装置1は、用紙トレイ10、画像形成エンジン20、及び定着部30を有する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic hardware configuration diagram of an image forming apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes a paper tray 10, an image forming engine 20, and a fixing unit 30.

用紙トレイ10は、A4などの所定サイズにカットされた複数枚の用紙を収納する。この用紙トレイ10に収納される用紙は、セルロースを主成分とした基材層とポリエステル等の熱可塑性樹脂を主成分とした受像層とからなる。そして、これら両層のうち基材層の表面(以下、「記録面」と呼ぶ)にトナー像が形成される。この用紙は、用紙トレイ10から一枚ずつピッキングされ、画像形成エンジン20、定着部30を経由して排紙口へと繋がる用紙搬送路上を順次搬送されるようになっている。   The paper tray 10 stores a plurality of sheets cut into a predetermined size such as A4. The paper stored in the paper tray 10 includes a base material layer mainly composed of cellulose and an image receiving layer mainly composed of a thermoplastic resin such as polyester. A toner image is formed on the surface of the base material layer (hereinafter referred to as “recording surface”) among these two layers. The sheets are picked from the sheet tray 10 one by one and are sequentially conveyed on a sheet conveyance path connected to the sheet discharge port via the image forming engine 20 and the fixing unit 30.

画像形成エンジン20は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)毎に個別に設けられ、それらの各々は、感光体ドラム、帯電部、露光部、現像部、及び転写部を備える。これら各部の駆動する様子について概説すると、まず、帯電部が、所定の速度で周回する感光体ドラムの周面を一様に帯電させた後、露光部がその周面上を走査しながら、入力された画像データに応じて変調したレーザ光を照射することによって、静電潜像を形成する。更に、現像部がトナーを供給することによってその静電潜像をトナー像として現像し、現像されたトナー像が転写部によって用紙搬送路上の用紙に転写される。   The image forming engine 20 is provided for each of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and each of them includes a photosensitive drum, a charging unit, an exposure unit, a developing unit, And a transfer portion. An outline of how each unit is driven is as follows. First, the charging unit uniformly charges the circumferential surface of the photosensitive drum that circulates at a predetermined speed, and then the exposure unit scans the circumferential surface while inputting. An electrostatic latent image is formed by irradiating laser light modulated according to the image data. Further, the developing unit supplies the toner to develop the electrostatic latent image as a toner image, and the developed toner image is transferred to the paper on the paper transport path by the transfer unit.

定着部30は、図2に示すように、定着ロール31、加圧ロール32、定着ベルト33、冷却部材34、剥離ロール35、テンションロール36、及び放熱抑制部材37とを備えてなる。
定着ロール31は、熱伝導性の高い金属製のコアの表面に、PFAチューブからなる離型層が形成されたロール状部材である。コアの内部には、ハロゲンランプが設けられており、定着ロール31の表面は、このハロゲンランプにより、所定の温度となるように加熱される。この所定の温度は、定着ロール31の表面から用紙に伝わる熱が、用紙上のトナーを融解させ、且つ用紙の受像層を軟化させる程度の温度である。また、定着ロール31は、図示せぬモータにより回転され、定着ベルト33を図中の矢印r方向に周回移動させる。
As shown in FIG. 2, the fixing unit 30 includes a fixing roll 31, a pressure roll 32, a fixing belt 33, a cooling member 34, a peeling roll 35, a tension roll 36, and a heat dissipation suppressing member 37.
The fixing roll 31 is a roll-shaped member in which a release layer made of a PFA tube is formed on the surface of a metal core having high thermal conductivity. A halogen lamp is provided inside the core, and the surface of the fixing roll 31 is heated to a predetermined temperature by the halogen lamp. This predetermined temperature is a temperature at which the heat transmitted from the surface of the fixing roll 31 to the paper melts the toner on the paper and softens the image receiving layer of the paper. The fixing roll 31 is rotated by a motor (not shown) to move the fixing belt 33 in the direction of arrow r in the drawing.

加圧ロール32は、熱伝導性の高い金属製のコアの表面に、ゴム硬度(JIS−A)40°程度のシリコンゴムからなる弾性体層が被覆され、更にその弾性体層の表面に定着ロール31と同様の離型層が形成されたロール状部材である。このコアの内部には、ハロゲンランプが設けられており、加圧ロール32の表面はこのハロゲンランプにより加熱される。また、加圧ロール32は、定着ベルト33を挟んで定着ロール31と対向して配置されており、その対向位置(以下、「接触部N」と記す)に搬送された用紙を定着ロール31側へ所定の圧力で押圧する。   In the pressure roll 32, the surface of a metal core having high thermal conductivity is coated with an elastic body layer made of silicon rubber having a rubber hardness (JIS-A) of about 40 °, and further fixed on the surface of the elastic body layer. This is a roll-like member in which a release layer similar to the roll 31 is formed. A halogen lamp is provided inside the core, and the surface of the pressure roll 32 is heated by the halogen lamp. The pressure roll 32 is disposed to face the fixing roll 31 with the fixing belt 33 interposed therebetween, and the sheet conveyed to the facing position (hereinafter referred to as “contact portion N”) is fed to the fixing roll 31 side. Press at a predetermined pressure.

定着ベルト33は、図3に示すように、金属からなる基材層33aの表面に、離型性を付与するための離型層33bが形成された無端のベルト状部材である。図2において、この定着ベルト33は、定着ロール31、剥離ロール35、及びテンションロール36に張架され、定着ロール31の回転に従動して図中の矢印r方向に周回移動される。
接触部Nに搬送された用紙は、その記録面を定着ベルト33の外周面に密着させた状態で熱と圧力とが加えられることになる。接触部Nにて熱と圧力とが加えられた用紙は、その記録面に形成されたトナーが融解して粘着性を生じ、密着している定着ベルト33の外周面に付着する。定着ベルト33は、トナーの粘着力によってその外周面に用紙を付着させたまま、用紙を矢印r方向へ搬送する。
As shown in FIG. 3, the fixing belt 33 is an endless belt-like member in which a release layer 33b for imparting release properties is formed on the surface of a base material layer 33a made of metal. In FIG. 2, the fixing belt 33 is stretched around a fixing roll 31, a peeling roll 35, and a tension roll 36, and is rotated in the direction of the arrow r in the figure following the rotation of the fixing roll 31.
Heat and pressure are applied to the sheet conveyed to the contact portion N in a state where the recording surface is in close contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 33. In the paper to which heat and pressure are applied at the contact portion N, the toner formed on the recording surface thereof melts to cause stickiness, and adheres to the outer peripheral surface of the fixing belt 33 that is in close contact. The fixing belt 33 conveys the sheet in the direction of the arrow r while the sheet is adhered to the outer peripheral surface by the adhesive force of the toner.

剥離ロール35は、定着ベルト33を張架してその周回移動に合わせて回転しながら、接触部Nを通過した定着ベルト33の移動方向を変える。定着ベルト33の外周面に付着した用紙は、定着ベルト33の周回移動に伴って剥離ロール35の設置位置に搬送されると、その先端から順に剥離され、定着ベルト33から完全に剥離されると排紙口へ送られる。   The peeling roll 35 changes the moving direction of the fixing belt 33 that has passed through the contact portion N while stretching the fixing belt 33 and rotating in accordance with the circumferential movement thereof. When the sheet adhering to the outer peripheral surface of the fixing belt 33 is conveyed to the installation position of the peeling roll 35 as the fixing belt 33 rotates, the sheet is sequentially peeled from the leading end and completely peeled from the fixing belt 33. It is sent to the paper exit.

テンションロール36は、定着ベルト33を張架しながらその周回移動に合わせて回転すると共に、定着ベルト33を連続的に循環移動させたときに生じる偏り(定着ベルト33がテンションロール36のいずれかの端部の方向へ移動する現象)を修正する。   The tension roll 36 rotates in accordance with the circumferential movement of the fixing belt 33 while stretching the fixing belt 33, and is also biased when the fixing belt 33 is continuously circulated (the fixing belt 33 is one of the tension rolls 36). Correct the phenomenon of moving toward the edge).

冷却部材34は、定着ロール31と剥離ロール35との間の区間における定着ベルト33の内周面に接触して配置される。この冷却部材34は、アルミニウム製のヒートシンクと冷却ファンからなり、定着ベルト33の内周面に接触するヒートシンクの内面には、複数の放熱フィンが設けられている。このヒートシンクは、冷却ファンの吸気によって空冷され、定着ベルト33に搬送される用紙を冷却する。   The cooling member 34 is disposed in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 33 in the section between the fixing roll 31 and the peeling roll 35. The cooling member 34 includes an aluminum heat sink and a cooling fan, and a plurality of heat radiation fins are provided on the inner surface of the heat sink that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt 33. The heat sink is cooled by air from the cooling fan and cools the sheet conveyed to the fixing belt 33.

放熱抑制部材37は、定着ロール31と冷却部材34との間の区間における定着ベルト33の内周面に接触して配置される。この放熱抑制部材37は、熱伝導率が高いSUS304(Steel Use Stainless 304)からなる板状部材であり、定着ベルト33に接触した面からその対面までの間の距離(厚さ)は1mm、定着ベルト33の幅方向における長さは定着ベルト33の幅以上の長さに形成されている。この放熱抑制部材37を形成する素材(SUS304)と厚さは、接触部Nを通過した定着ベルト33から定着ベルト33を急激に収縮させない程度の熱量を吸収するように予め設計されている。   The heat dissipation suppressing member 37 is disposed in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 33 in the section between the fixing roll 31 and the cooling member 34. This heat dissipation suppressing member 37 is a plate-like member made of SUS304 (Steel Use Stainless 304) having a high thermal conductivity, and the distance (thickness) from the surface contacting the fixing belt 33 to the opposite surface is 1 mm, fixing. The length of the belt 33 in the width direction is longer than the width of the fixing belt 33. The material (SUS304) and the thickness forming the heat radiation suppressing member 37 are designed in advance so as to absorb a heat amount that does not cause the fixing belt 33 to rapidly contract from the fixing belt 33 that has passed through the contact portion N.

次に、この定着部30の作用について説明する。
画像形成エンジン20にてトナー像が形成された用紙は、接触部Nに搬送され、その記録面を定着ベルト33の外周面に密着させた状態で、熱と圧力とが加えられる。すると、用紙の記録面上のトナーが融解すると共に受像層が軟化し、融解したトナーが受像層に埋め込まれる。そして、用紙の記録面は、融解したトナーの粘着力によって、密着している定着ベルト33の外周面に付着する。この定着ベルト33の外周面は凹凸がない平滑な形状であるため、用紙の記録面と定着ベルト33の外周面とは高い密着度で付着される。そのため、この用紙は、剥がれ落ちない程度の粘着力を持って定着ベルト33に付着した状態で、定着ベルト33の周回移動に伴って矢印r方向に搬送される。
Next, the operation of the fixing unit 30 will be described.
The sheet on which the toner image is formed by the image forming engine 20 is conveyed to the contact portion N, and heat and pressure are applied in a state where the recording surface is in close contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 33. Then, the toner on the recording surface of the paper is melted and the image receiving layer is softened, and the melted toner is embedded in the image receiving layer. The recording surface of the paper adheres to the outer peripheral surface of the fixing belt 33 that is in close contact with the adhesive force of the melted toner. Since the outer peripheral surface of the fixing belt 33 has a smooth shape with no irregularities, the recording surface of the sheet and the outer peripheral surface of the fixing belt 33 are attached with high adhesion. For this reason, the sheet is conveyed in the direction of the arrow r as the fixing belt 33 moves around in a state where the sheet is adhered to the fixing belt 33 with an adhesive force that does not peel off.

外周面に用紙を付着させた定着ベルト33は、接触部Nを通過するとすぐに放熱抑制部材37の設置位置へ到達する。この放熱抑制部材37は、接触部Nに近接して設けられているため、接触部Nを通過した定着ベルト33は、外気に触れて冷却される前に、放熱抑制部材37によって保有する熱が吸収される。この放熱抑制部材37は、上述したように、定着ベルト33を急激に収縮させない程度の熱量を吸収するように設計されているため、定着ベルト33は熱の過放出によって急激に収縮を起こすことなく、その外周面は平滑な形状が維持される。用紙は、この平滑な形状の外周面に密着したまま冷却部材34の設置位置へ搬送される。   As soon as the fixing belt 33 having the paper attached to the outer peripheral surface passes through the contact portion N, the fixing belt 33 reaches the installation position of the heat dissipation suppressing member 37. Since the heat dissipation suppression member 37 is provided in the vicinity of the contact portion N, the fixing belt 33 that has passed through the contact portion N is heated by the heat dissipation suppression member 37 before being cooled by being exposed to the outside air. Absorbed. As described above, the heat radiation suppressing member 37 is designed so as to absorb a quantity of heat that does not cause the fixing belt 33 to contract rapidly. Therefore, the fixing belt 33 does not rapidly contract due to excessive release of heat. The outer peripheral surface is maintained in a smooth shape. The sheet is conveyed to the installation position of the cooling member 34 while being in close contact with the smooth outer peripheral surface.

冷却部材34の設置位置に搬送された用紙は、冷却部材34によってガラス転移点温度以下の温度に冷却される。すると、融解されたトナーが定着ベルト33の平滑な外周面の形状を写し取って凝固し、高光沢な画像となる。そして、トナーが凝固された用紙が定着ベルト33により剥離ロール35の設置位置に搬送されると、その先端から順に剥離され、定着ベルト33から剥離された用紙は、印刷物として排紙口から排紙される。   The sheet conveyed to the installation position of the cooling member 34 is cooled to a temperature not higher than the glass transition temperature by the cooling member 34. Then, the melted toner copies the shape of the smooth outer peripheral surface of the fixing belt 33 and solidifies to form a high gloss image. When the paper on which the toner is solidified is conveyed to the installation position of the peeling roll 35 by the fixing belt 33, the paper is peeled in order from the leading end, and the paper peeled off from the fixing belt 33 is discharged as a printed matter from the paper discharge port. Is done.

続いて、本願発明者らが放熱抑制部材37の設置効果を確認するために行った実験とその実験結果について説明する。この実験は、接触部Nを通過した用紙が、剥離ロール35に到達する前に定着ベルト33から剥離した用紙の枚数(用紙脱落枚数)、及び排紙された印刷物における光沢度の面内むらを、放熱抑制部材37を設けた構成と放熱抑制部材37を設けない構成にて、それぞれ計測したものである。この用紙の脱落及び光沢度の面内むらは、いずれも定着ベルト33の急激な収縮によって用紙と定着ベルト33との密着度が低下すると発生する現象である。すなわち、これらの現象の発生は、定着ベルト33が急激に収縮していることを意味する。   Then, the experiment which this inventor performed in order to confirm the installation effect of the heat dissipation suppression member 37 and its experimental result are demonstrated. In this experiment, the number of sheets peeled off from the fixing belt 33 before the paper that passed through the contact portion N reached the peeling roll 35 (the number of sheets dropped out), and the unevenness of the glossiness in the discharged printed matter were observed. The measurement is made with the configuration in which the heat dissipation suppression member 37 is provided and the configuration in which the heat dissipation suppression member 37 is not provided. Both the dropout of the paper and the in-plane unevenness of the glossiness are phenomena that occur when the adhesion between the paper and the fixing belt 33 decreases due to the rapid contraction of the fixing belt 33. That is, the occurrence of these phenomena means that the fixing belt 33 is rapidly contracted.

図4は、この実験結果を示す図であり、図中の用紙脱落枚数は、接触部Nに連続して10毎の用紙を通紙させたときに、剥離ロール35に到達する前に定着ベルト33から剥がれ落ちた(脱落した)用紙の枚数を示す。また、図中の光沢度面内むらは、印刷物の記録面における所定部位の光沢度のばらつきを示す項目であり、○は光沢度のばらつきが基準範囲内であることを示し、△は光沢度のばらつきが基準範囲を少し超えていることを示す。   FIG. 4 is a diagram showing the results of this experiment. The number of sheets dropped out in the drawing is the fixing belt before reaching the peeling roll 35 when every ten sheets are continuously passed through the contact portion N. The number of sheets peeled off (separated) from 33 is shown. In addition, the in-plane unevenness of glossiness in the figure is an item indicating the variation in glossiness of a predetermined part on the recording surface of the printed matter, ○ indicates that the variation in glossiness is within the reference range, and Δ indicates the glossiness It shows that the variation of is slightly over the reference range.

図に示すように、放熱抑制部材37を設けない構成とした場合には、通紙させた10枚の用紙のうち、8枚の用紙が剥離ロール35に到達するまえに脱落した。また、排紙された印刷物には、基準範囲を超える面内むらの発生が認められた。これらの結果により、放熱抑制部材37を設けない構成とした場合には、接触部Nを通過した定着ベルトが相対的に低温な外気に触れることによって熱が過放出して急激に収縮することがわかる。   As shown in the figure, when the heat dissipation suppressing member 37 is not provided, eight sheets out of the ten sheets that have been passed through fall off before reaching the peeling roll 35. Further, in-print unevenness exceeding the reference range was observed in the discharged printed matter. Based on these results, when the heat dissipation suppressing member 37 is not provided, the fixing belt that has passed through the contact portion N may come into contact with the relatively low temperature outside air, causing heat to be excessively released and rapidly contracting. Recognize.

一方、放熱抑制部材37を設ける構成とした場合には、用紙の脱落枚数が0枚になると共に、印刷物における光沢度の面内むらも基準範囲内となった。すなわち、放熱抑制部材37を設けることによって、定着ベルト33の急激な収縮が防がれることがわかる。   On the other hand, when the heat dissipation suppressing member 37 was provided, the number of sheets dropped out was zero, and the uneven glossiness of the printed material was also within the reference range. That is, it can be seen that the provision of the heat dissipation suppressing member 37 prevents the fixing belt 33 from rapidly contracting.

(第2実施形態)
本願発明の第2実施形態について説明する。本実施形態にかかる画像形成装置1のハードウェア構成は、放熱抑制部材37の配置位置を除いて上述した第1実施形態と同様である。
図5に示すように、放熱抑制部材37は、冷却部材34の定着ロール31側の面と定着ベルト33の内周面とに接触して配置される。この放熱抑制部材37は冷却部材34に接触しているため、吸収した熱は冷却部材34に冷却され、常に冷却部材34に近い温度となっている。これにより、接触部Nに連続で通紙させた場合にも、上述した第1実施形態と同様の作用が得られる。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The hardware configuration of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above except for the arrangement position of the heat dissipation suppressing member 37.
As shown in FIG. 5, the heat dissipation suppressing member 37 is disposed in contact with the surface on the fixing roll 31 side of the cooling member 34 and the inner peripheral surface of the fixing belt 33. Since the heat radiation suppressing member 37 is in contact with the cooling member 34, the absorbed heat is cooled by the cooling member 34, and the temperature is always close to the cooling member 34. As a result, even when the paper is continuously passed through the contact portion N, the same action as in the first embodiment described above can be obtained.

続いて、本願発明者らが放熱抑制部材37を冷却部材34と接触させた場合の効果を確認するために行った実験とその実験結果について説明する。この実験は、連続して100枚の用紙を接触部Nに通紙させたときの印刷物の光沢度を、放熱抑制部材37を冷却部材34に接触させた構成と接触させない構成にて、それぞれ計測したものである。
図6は、この実験結果を示す図であり、図の横軸は通紙させた何枚目の用紙の印刷物かを示す通紙枚数(枚)を示し、縦軸は印刷物における光沢度(Gs(20°))を示す。同図に示すように、通紙枚数が少ない内は、双方の構成にて似通った光沢度であるが、通紙枚数が多くなるに従って、放熱抑制部材37を冷却部材34に接触させない構成における印刷物の光沢度が低くなる。すなわち、放熱抑制部材37を冷却部材34に接触させることにより、連続印刷を行った場合にも、良好な光沢度が得られることがわかる。
Then, the experiment and the experimental result which were performed in order to confirm the effect when the inventors of the present application brought the heat radiation suppressing member 37 into contact with the cooling member 34 will be described. In this experiment, the glossiness of a printed material when 100 sheets of paper are continuously passed through the contact portion N is measured with a configuration in which the heat dissipation suppression member 37 is in contact with the cooling member 34 and in a configuration in which the gloss is not in contact with each other. It is a thing.
FIG. 6 is a diagram showing the results of this experiment, where the horizontal axis of the figure indicates the number of sheets to be printed (sheets) indicating how many sheets have been passed, and the vertical axis indicates the glossiness (Gs) of the printed materials. (20 °)). As shown in the figure, while the number of sheets to be passed is small, the glossiness is similar in both configurations, but as the number of sheets to be passed increases, the printed matter in a configuration in which the heat dissipation suppression member 37 is not brought into contact with the cooling member 34. The glossiness of is low. That is, it can be seen that, by bringing the heat dissipation suppressing member 37 into contact with the cooling member 34, good glossiness can be obtained even when continuous printing is performed.

(他の実施形態)
本願発明は、種々の変形実施が可能である。
上記実施形態において、放熱抑制部材37は、SUS304からなる厚さ1mmの部材であったが、その素材と厚さはこれに限らない。
(Other embodiments)
The present invention can be modified in various ways.
In the said embodiment, although the heat dissipation suppression member 37 was a member with a thickness of 1 mm made of SUS304, the material and thickness thereof are not limited to this.

図7は、本願発明者らが、放熱抑制部材37に適した素材の熱伝導率(λ)と厚さ(t)との関係を求めるために行った実験における実験結果を示す図である。この実験は、印刷物における光沢度の良否、及び用紙脱落の有無を、放熱抑制部材37を形成する素材の熱伝導率(λ)及び厚さ(t)を変化させて得た放熱抑制パラメータ(λ/t(×10))毎にそれぞれ検出したものである。図に示す光沢度は、印刷物の光沢度が目標値のGs(20°)≧80を達成しているかを示す項目であり、○は印刷物の光沢度が目標値のGs(20°)≧80を達成していることを示し、×は印刷物の光沢度が目標値のGs(20°)≧80を下回っていることを示す。また、用紙脱落は、用紙脱落の有無を示す項目であり、○は連続して接触部Nに通紙させた10枚の用紙全てが剥離ロール35に到達して剥離したことを示し、×は連続して接触部Nに通紙された10枚の用紙のうち、剥離ロール35に到達する前に少なくとも1枚以上用紙が定着ベルト33から脱落したことを示す。 FIG. 7 is a diagram showing experimental results in an experiment conducted by the inventors of the present application in order to obtain a relationship between the thermal conductivity (λ) and the thickness (t) of a material suitable for the heat dissipation suppressing member 37. In this experiment, whether or not the glossiness of the printed matter is good and whether or not the sheet is dropped are determined by changing the thermal conductivity (λ) and thickness (t) of the material forming the heat dissipation suppression member 37 (λ / t (× 10 3 )). The glossiness shown in the figure is an item indicating whether the glossiness of the printed material satisfies the target value of Gs (20 °) ≧ 80, and ◯ indicates the glossiness of the printed material of the target value Gs (20 °) ≧ 80. X indicates that the glossiness of the printed material is below the target value Gs (20 °) ≧ 80. Further, the sheet dropout is an item indicating whether or not the sheet has dropped out, ○ indicates that all 10 sheets continuously passed through the contact portion N have reached the peeling roll 35 and have been peeled off, and x represents Of the ten sheets that have been continuously passed through the contact portion N, at least one sheet has dropped from the fixing belt 33 before reaching the peeling roll 35.

図に示すように、放熱抑制パラメータλ/t(×10)の値が1.1、4220、及び6000では、排紙された印刷物の光沢度が不足しており、放熱抑制パラメータλ/t(×10)の値が4220及び6000では更に用紙の脱落も発生した。すなわち、放熱抑制部材37の放熱抑制パラメータλ/t(×10)の値が2〜2000×10の範囲内の値であると、用紙が脱落せず、且つ光沢度が良好な印刷物が得られる。この範囲の放熱抑制パラメータを有する放熱抑制部材37としては、例えば、アルミニウム製の厚さ1mmの部材であってもよい。 As shown in the figure, when the value of the heat dissipation suppression parameter λ / t (× 10 3 ) is 1.1, 4220, and 6000, the glossiness of the printed matter is insufficient, and the heat dissipation suppression parameter λ / t Further, when the value of (× 10 3 ) was 4220 and 6000, the sheet also dropped out. That is, if the value of the heat dissipation suppression parameter λ / t (× 10 3 ) of the heat dissipation suppression member 37 is a value within the range of 2 to 2000 × 10 3 , a printed matter that does not drop out and has good glossiness is obtained. can get. As the heat dissipation suppression member 37 having the heat dissipation suppression parameter in this range, for example, a member made of aluminum and having a thickness of 1 mm may be used.

上記実施形態における放熱抑制部材37は、定着ロール31側の側面が、定着ロール31の円周に沿ってアール形状に設けられ、より定着ロール31に接近するように配置されてもよい。   The heat radiation suppressing member 37 in the above embodiment may be disposed so that the side surface on the fixing roll 31 side is provided in a round shape along the circumference of the fixing roll 31 and closer to the fixing roll 31.

上記実施形態において、定着ベルト33は、金属からなる基材層33aの表面に、離型性を付与するための離型層33bが形成されていたが、図8に示すように、金属製の基材層33aと離型層33bとの間に、弾性層33cを設けた構造であってもよい。   In the above-described embodiment, the fixing belt 33 has a release layer 33b for imparting releasability formed on the surface of the base material layer 33a made of metal. However, as shown in FIG. The structure which provided the elastic layer 33c between the base material layer 33a and the mold release layer 33b may be sufficient.

上記第2実施形態において、放熱抑制部材37は、常に冷却部材34に近い温度となっており、接触部Nを通過した用紙をガラス転移点温度以下に冷却している。そのため、定着ベルト33の周回移動方向における冷却部材34の長さを短くしても、用紙をガラス転移点温度以下に冷却する区間は上述した実施形態の構成の場合と同等の長さを確保することができる。これにより、上記実施形態と同様の冷却作用が得られると共に、装置の小型化を図ることができる。   In the second embodiment, the heat dissipation suppressing member 37 is always at a temperature close to the cooling member 34, and cools the paper that has passed through the contact portion N to a glass transition temperature or lower. Therefore, even if the length of the cooling member 34 in the circumferential movement direction of the fixing belt 33 is shortened, the section for cooling the sheet to the glass transition temperature or less secures the same length as in the configuration of the above-described embodiment. be able to. As a result, the same cooling action as in the above embodiment can be obtained, and the apparatus can be miniaturized.

画像形成装置1のハードウェア概略構成図である。2 is a schematic hardware configuration diagram of the image forming apparatus 1. FIG. 定着部30の概略構成図である(第1実施形態)。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing unit 30 (first embodiment). 定着ベルト33の断面図である(第1実施形態)。FIG. 3 is a cross-sectional view of the fixing belt 33 (first embodiment). 放熱抑制部材37の設置効果を示す図である。It is a figure which shows the installation effect of the heat dissipation suppression member. 定着部30の概略構成図である(第2実施形態)。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a fixing unit 30 (second embodiment). 放熱抑制部材37を冷却部材34に接触させた場合の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect at the time of making the heat dissipation suppression member 37 contact the cooling member 34. FIG. 放熱抑制パラメータの最適な範囲を示す図である。It is a figure which shows the optimal range of a heat dissipation suppression parameter. 定着ベルト33の断面図である(他の実施形態)。It is sectional drawing of the fixing belt 33 (other embodiment).

符号の説明Explanation of symbols

1…画像形成装置、10…用紙トレイ、20…画像形成エンジン、30…定着部、31…定着ロール、32…加圧ロール、33…定着ベルト、33a…基材層、33b…離型層、33c…弾性層、34…冷却部材、35…剥離ロール、36…テンションロール、37…放熱抑制部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 10 ... Paper tray, 20 ... Image forming engine, 30 ... Fixing part, 31 ... Fixing roll, 32 ... Pressure roll, 33 ... Fixing belt, 33a ... Base material layer, 33b ... Release layer, 33c ... elastic layer, 34 ... cooling member, 35 ... peeling roll, 36 ... tension roll, 37 ... heat dissipation suppressing member.

Claims (3)

画像データに応じたトナー像を感光体の周面に生成し、そのトナー像を記録材に転写する画像形成手段と、
前記トナー像が転写された記録材に熱を加える加熱ロールと、
前記加熱ロールに対向して設けられ、前記加熱ロールと自身との間に記録材が供給されると、その記録材を加熱ロール側へ押圧する加圧ロールと、
前記加熱ロール及び少なくとも一以上の支持部材により張架される金属製の無端のベルト状部材であって、加熱ロール及び支持部材のうち少なくとも一以上の部材の回転に従動して周回移動することにより、前記加熱ロールと前記加圧ロールとの間に供給された記録材をその移動方向に沿って搬送する定着ベルトと、
前記定着ベルトを張架する支持部材のうち、前記加熱ロールと前記加圧ロールとが対向する位置を通過した定着ベルトの移動方向を変える支持部材と前記加熱ロールとの間に設けられ、定着ベルトに搬送された記録材を冷却する冷却手段と、
前記加熱ロールと前記冷却手段との間に設けられ、前記定着ベルトが保有する熱を吸収する吸熱手段と
を備える画像形成装置。
Image forming means for generating a toner image corresponding to the image data on the peripheral surface of the photoreceptor and transferring the toner image to a recording material;
A heating roll for applying heat to the recording material onto which the toner image has been transferred;
A pressure roll that is provided facing the heating roll and presses the recording material toward the heating roll when a recording material is supplied between the heating roll and itself,
A metal endless belt member stretched by the heating roll and at least one or more support members, wherein the endless belt-like member is rotated by the rotation of at least one of the heating roll and the support member. A fixing belt that conveys the recording material supplied between the heating roll and the pressure roll along its moving direction;
Among the supporting members that stretch the fixing belt, the fixing belt is provided between the supporting member that changes the moving direction of the fixing belt that has passed the position where the heating roll and the pressure roll face each other, and the heating roll. Cooling means for cooling the recording material conveyed to
An image forming apparatus comprising: a heat absorbing unit that is provided between the heating roll and the cooling unit and absorbs heat held by the fixing belt.
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記吸熱手段は、前記冷却手段に接触して設けられる
画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus, wherein the heat absorbing means is provided in contact with the cooling means.
請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記吸熱手段は、前記定着ベルトの内周面に接触して設けられ、その熱伝導率λ(W/m・K)と、定着ベルトに接触した面からその対面までの間の距離t(m)とが、2×10≦λ/t≦2×10の関係を満たす
画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The heat absorbing means is provided in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, and has a thermal conductivity λ (W / m · K) and a distance t (m from the surface in contact with the fixing belt to the opposite surface thereof. ) Satisfy the relationship of 2 × 10 3 ≦ λ / t ≦ 2 × 10 6 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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