JP2009109931A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,複写機,ファクシミリ,プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に利用される定着装置に関する。さらに詳細には,定着ローラに無端状の定着ベルトを圧接させる定着装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer. More specifically, the present invention relates to a fixing device in which an endless fixing belt is pressed against a fixing roller.
電子写真方式の画像形成装置では,トナー画像を記録紙に定着させる定着装置が備えられている。近年,定着装置では,装置の低熱容量化(省エネ,ショートウォームアップ)を図るため,定着部材として無端状ベルトを利用するものが提案されている。さらに,無端状ベルトを利用する定着装置の中でも,例えば特許文献1のように,加圧側を無端状ベルトとし,そのベルト内部に加圧部材となる加圧パッドを配置し,トナーを用紙に定着させるのに必要なニップ部を形成する定着装置が開示されている。 An electrophotographic image forming apparatus includes a fixing device that fixes a toner image onto a recording sheet. In recent years, a fixing device using an endless belt as a fixing member has been proposed in order to reduce the heat capacity (energy saving, short warm-up) of the device. Further, among fixing devices using an endless belt, as in Patent Document 1, for example, an endless belt is provided on the pressure side, and a pressure pad serving as a pressure member is disposed inside the belt to fix the toner to the paper. A fixing device for forming a nip portion necessary for the above is disclosed.
また,特許文献1の加圧パッドは,硬度が低い材料からなるソフトパッドと,硬度が高い材料からなるハードパッドとで構成されている。ハードパッドは,ニップ部の出口側に位置し,定着後の用紙を剥離し易くしている。一方,ソフトパッドは,ニップ部の入口側に位置し,定着ローラを押圧するとともに弾性変形し,定着に必要なローラの周回方向のニップ部の幅(以下,「ニップ幅」とする)を確保している。
しかしながら,前記した従来の定着装置には,次のような問題があった。すなわち,定着装置では,低熱容量という利点を最大限に発揮させるため,定着ローラを薄肉化,小径化することになる。そのような定着ローラを利用すると,加圧側の無端状ベルトからの押圧力によって定着ローラが湾曲してしまう。その結果,ローラ軸方向中央部付近では,端部と比較してニップ幅が狭くなり,ローラ軸方向に亘って定着ムラが生じる。 However, the conventional fixing device described above has the following problems. That is, in the fixing device, in order to maximize the advantage of the low heat capacity, the fixing roller is made thinner and smaller in diameter. When such a fixing roller is used, the fixing roller is bent by the pressing force from the endless belt on the pressure side. As a result, in the vicinity of the central portion in the roller axial direction, the nip width is narrower than that of the end portion, and uneven fixing occurs in the roller axial direction.
本発明は,前記した従来の定着装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,ローラ軸方向全域にわたって安定した定着性を有する定着装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional fixing device described above. That is, an object of the present invention is to provide a fixing device having a stable fixing property over the entire roller axial direction.
この課題の解決を目的としてなされた定着装置は,回転自在に配設された加熱回転体と,加熱回転体に圧接し,加熱回転体との間でニップ部を形成し,回転自在に配設された無端状のベルト部材とを有する定着装置であって,加熱回転体の軸方向に沿って配置され,ベルト部材の内側から加熱回転体を押圧し,弾性体からなる第1の加圧パッドと,第1の加圧パッドよりも記録材の搬送方向の下流側に位置し,加熱回転体の軸方向に沿って配置され,ベルト部材の内側から加熱回転体を押圧し,第1の加圧パッドよりも高硬度の部材からなる第2の加圧パッドとを有し,第1の加圧パッドの表面硬度は,加熱回転体の軸方向の端部に比べて中央部が低いことを特徴としている。 In order to solve this problem, a fixing device is provided so that it can be freely rotated by heating the rotating body, and press-contacting the heating rotating body to form a nip portion with the heating rotating body. A first pressure pad made of an elastic body, which is arranged along the axial direction of the heating rotator and presses the heating rotator from the inside of the belt member. And positioned downstream of the first pressure pad in the conveyance direction of the recording material, and arranged along the axial direction of the heating rotator, pressing the heating rotator from the inside of the belt member, and A second pressure pad made of a member having a hardness higher than that of the pressure pad, and the surface hardness of the first pressure pad is lower in the central portion than the end portion in the axial direction of the heating rotator. It is a feature.
本発明の定着装置は,定着ローラ等の加熱回転体と内側から押圧されるベルト部材との間にニップ部を形成するものであって,ベルト部材の内側に2つの加圧パッドを備えている。1つは,記録材の搬送方向の上流側(すなわち,ニップ部の入口側)に位置し,押圧によって弾性変形する第1の加圧パッドであり,もう1つは,記録材の搬送方向の下流側(すなわち,ニップ部の出口側)に位置し,第1の加圧パッドよりも高硬度である第2の加圧パッドである。 The fixing device of the present invention forms a nip portion between a heating rotator such as a fixing roller and a belt member pressed from the inside, and includes two pressure pads inside the belt member. . One is a first pressure pad that is located upstream in the conveyance direction of the recording material (that is, the inlet side of the nip portion) and elastically deforms when pressed, and the other is in the conveyance direction of the recording material. The second pressure pad is located on the downstream side (that is, on the outlet side of the nip portion) and has higher hardness than the first pressure pad.
このうち,第1の加圧パッドは,弾性変形によって加熱定着に必要なニップ部を形成する。さらに,本発明の第1の加圧パッドは,その表面硬度を,加熱回転体の軸方向の端部に比べて中央部を低くしている。つまり,第1の加圧パッドの中央部は,端部と比べて弾性変形し易い。そのため,加熱回転体の湾曲によって中央部への圧力が低下したとしても中央部のニップ幅が確保される。よって,ローラの軸方向におけるニップ幅の差は小さく,ニップ幅はローラ軸方向に均一化される。その結果,ローラ軸方向全域にわたって安定した定着性が得られる。 Among these, the first pressure pad forms a nip portion necessary for heat fixing by elastic deformation. Furthermore, the first pressure pad of the present invention has a lower surface hardness at the center than at the axial end of the heating rotator. That is, the central part of the first pressure pad is more easily elastically deformed than the end part. Therefore, even if the pressure on the central portion is reduced due to the curvature of the heating rotator, the nip width of the central portion is ensured. Therefore, the difference in the nip width in the axial direction of the roller is small, and the nip width is made uniform in the axial direction of the roller. As a result, stable fixability can be obtained over the entire roller axial direction.
また,第1の加圧パッドの表面硬度は,加熱回転体の軸方向の中央部から端部に向かって連続的に高くなることとするとよりよい。すなわち,表面硬度を連続的に変化させることにより,表面硬度の変化の境界が無くなる。よって,光沢や定着性が部分的に異なることや,表面硬度の境界部にスジノイズが発生することが抑制される。 The surface hardness of the first pressure pad is preferably increased continuously from the central portion in the axial direction of the heating rotator toward the end portion. That is, by changing the surface hardness continuously, the boundary of the change in surface hardness is eliminated. Therefore, partial differences in gloss and fixing properties and occurrence of streak noise at the boundary of surface hardness are suppressed.
また,第1の加圧パッドの表面硬度は,加熱回転体の軸方向の中央部から端部に向かって段階的に高くなることとしてもよい。すなわち,表面硬度を段階的に変化させることで,所定の表面硬度となるパッドを個別に製造することができる。そのため,ソフトパッドの作成上,部品間のばらつきが抑えられる。 Further, the surface hardness of the first pressure pad may be increased stepwise from the central portion in the axial direction of the heating rotator toward the end portion. That is, by changing the surface hardness stepwise, a pad having a predetermined surface hardness can be individually manufactured. For this reason, variations in parts can be suppressed in creating the soft pad.
また,本発明の定着装置は,第2の加圧パッドの加熱回転体への押し当て面の,加熱回転体の軸方向の中央部に,凹形状となる凹み部が設けられていることとするとよりよい。すなわち,第2の加圧パッドの中央部に凹み部を設けることで,中央部よりも端部の方が押圧力が高くなる。そのため,中央部よりも端部の方が摩擦力が大きく,両端部付近での搬送力が大きくなる。従って,ニップ部を通過する記録材に対し,ベルト部材の幅方向に引張する力が作用することになり,ニップ部を通過する際の紙しわが抑制される。 In the fixing device of the present invention, a concave portion having a concave shape is provided at the center portion in the axial direction of the heating rotator of the pressing surface of the second pressure pad to the heating rotator. Then better. That is, by providing a recess at the center of the second pressure pad, the pressing force is higher at the end than at the center. For this reason, the friction force is greater at the end than at the center, and the transport force near both ends is greater. Accordingly, a pulling force acts in the width direction of the belt member on the recording material passing through the nip portion, and paper wrinkles when passing through the nip portion are suppressed.
本発明によれば,ローラ軸方向全域にわたって安定した定着性を有する定着装置が実現している。 According to the present invention, a fixing device having a stable fixing property over the entire roller axial direction is realized.
以下,本発明にかかる定着装置を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,電子写真方式の画像形成装置に装着される定着装置に本発明を適用したものである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying a fixing device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a fixing device mounted on an electrophotographic image forming apparatus.
本形態の画像形成装置100は,タンデム方式のカラープリンタであり,図1に示すように並列に配置された4つの画像形成ユニットを有するものである。具体的に,本形態の画像形成装置100は,4色の画像形成ユニット1K,1C,1M,1Yを有している。また,その他に露光装置7,中間転写ベルト8,2次転写ローラ50,定着装置9を有している。各画像形成ユニットは,中間転写ベルト8上に各色のトナー像を形成するものである。各画像形成ユニットは,画像形成ユニット1Kがブラック(K),画像形成ユニット1Cがシアン(C),画像形成ユニット1Mがマゼンタ(M),画像形成ユニット1Yがイエロー(Y)の各色に対応し,中間転写ベルト8の回転方向(図1中の矢印方向)の上流側から1Y,1M,1C,1Kの順に配置されている。なお,各画像形成ユニットの配置は図1の順序に限定されるものではない。
The
また,画像形成ユニット1Kは,図2に示すように,回転ドラム型の電子写真感光体であり,負帯電性の有機光導電体(OPC)である感光体ドラム2を有している。感光体ドラム2は,図2中の矢印方向に一定の速度で回転するようになっている。また,感光体ドラム2の周囲には,その回転方向に沿って,帯電装置3,現像装置4,転写装置5,クリーニング装置6が順次配置されている。なお,帯電装置3と現像装置4との間には,潜像が形成される露光エリアが設けられている。その他の画像形成ユニットについても同様の構成となっている。
Further, as shown in FIG. 2, the
続いて,本形態のカラープリンタ100の画像形成動作について説明する。まず,帯電装置3の帯電バイアスにより,感光体ドラム2の表面が−600Vに帯電される。次に,露光エリアにて1ページ目の潜像が形成される。次に,現像装置4により,負帯電性のトナーによる現像が行われ,感光体ドラム2上に1ページ目のトナー像が形成される。次に,転写装置5により,1ページ目のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される。すなわち,感光体ドラム2上のトナーは,転写装置5のプラスバイアスにより中間転写ベルト8に転写される。このとき,一部のトナーは,転写されずに感光体ドラム2上に残留し転写残トナーとなる。そして,クリーニング装置6により,転写残トナーが掻き取られて回収される。
Next, an image forming operation of the
このような動作を画像形成ユニットごとに繰り返し,中間転写ベルト8上にそれぞれの色のトナー画像を重ね合わせる。そして,4色のトナー像が重ね合わせられることにより,中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。このカラー画像が2次転写ローラ50にて記録紙に転写される。そして,その記録紙が定着装置9を介して排出トレイに出力される。
Such an operation is repeated for each image forming unit, and the toner images of the respective colors are superimposed on the
続いて,本形態の定着装置9の構成について,図3を参照しつつ説明する。定着装置9は,定着ローラ91と,定着ベルト92と,温度センサ93と,ガイド部材94,94と,搬送ローラ対96とを有している。また,定着ローラ91には,熱源となるヒータランプ911が内蔵されている。ヒータランプ911は1本に限らず複数本であってもよい。定着装置9では,無端状の定着ベルト92が定着ローラ91に圧接することでニップ部Nを形成し,そのニップ部Nを記録材が通過することで記録材上の未定着画像が加熱定着される。
Next, the configuration of the fixing
定着ローラ91は,肉厚が0.4mmの金属芯金(アルミや鉄等)上に,シリコンゴム等の弾性体層が設けられ,さらにその上にPTFEやPFA等のコート層が設けられている。弾性体層は,画質向上のために設けられる。すなわち,弾性体層を具備しない場合,記録材上のトナーによる凹凸(この凹凸はカラー画像で顕著)を潰してしまい,画質劣化を招く。弾性体を具備することで,記録材上のトナーの凹凸に弾性体層がある程度順応し,画質劣化が抑制される。また,コート層は,トナーとの離型性を得るために設けられる。
The fixing
定着ローラ91の金属芯金は,ハロゲンランプ等のヒータランプ911によって輻射加熱される。なお,熱源は,ハロゲンランプに限らず,例えば,抵抗発熱体に通電するものや,電磁誘導を利用したものであってもよい。
The metal core of the fixing
定着ベルト92は,厚さが200μmのポリイミド等の耐熱樹脂基材の表面に,PTFEやPFA等のコート層が設けられている。コート層は,トナーとの離型性を得るために設けられる。
The fixing
また,定着ベルト92によって囲まれる領域内には,定着ローラ91の幅方向に並行配置され,定着ベルト92を介して定着ローラ91に対向圧接する加圧パッド921,922と,定着ベルト92の周回移動をガイドするガイド部材923A,923Bと,定着ベルト92と加圧パッド921,922との間に挟みこまれる摺動シート924と,加圧パッド921,922を支持し,非回転に固定された支持部材925とを有している。
Further, in the region surrounded by the fixing
定着ベルト92内に配置された支持部材925は,ばね部材,カム機構等の付勢部材によって定着ローラ91側に付勢される。そして,支持部材925の付勢に伴って加圧パッド921,922が定着ベルト92を押圧する。これにより,定着ベルト92と定着ローラ91との間に未定着画像を加熱定着するためのニップ部Nが形成される。なお,支持部材925には,必要に応じて,圧接解除機構,圧接力変更機構を設けてもよい。
The
押圧部材となる加圧パッドは,記録材搬送方向の上流側(ニップ部Nの入口側)に位置する加圧パッド922と,記録材搬送方向の下流側(ニップ部Nの出口側)に位置する加圧パッド921とから構成されている。加圧パッド922は,シリコンゴム等の弾性体からなる(以下,加圧パッド922を「ソフトパッド922」とする)。一方,加圧パッド921は,アルミ,SUS等の金属あるいはPPS,PBT等の耐熱樹脂等,加圧パッド922よりも高硬度の材料からなる(以下,加圧パッド921を「ハードパッド921」とする)。一方,各パッドの形状詳細については後述する。
The pressure pad serving as the pressing member is positioned on the upstream side in the recording material conveyance direction (on the inlet side of the nip portion N) and on the downstream side in the recording material conveyance direction (on the outlet side of the nip portion N). The
図4は,加圧パッドの圧接前(図4中の(a))と圧接後(図4中の(b))の状態を示している。なお,図4では,摺動シート924を省略している。
FIG. 4 shows a state before the pressure pad is pressed ((a) in FIG. 4) and after the pressure pad ((b) in FIG. 4). In FIG. 4, the sliding
ソフトパッド922は,ハードパッド921に支持されている。そして,圧接前の状態では,図4(a)に示したように,ソフトパッド922がハードパッド921に対して定着ローラ91側に突き出した状態になるように配設されている。図4中のD1は,ソフトパッド922の突き出し量を示している。
The
圧接後の状態では,図4(b)に示したように,ソフトパッド922およびハードパッド921が定着ベルト92を挟んで定着ベルト91を押圧することで,ニップ部Nが形成される。その際,ソフトパッド922の突き出し部分が変形し,記録材の搬送方向の上流側にはみ出した状態になる。図4中のD2は,ソフトパッド922のはみ出し量を,Dnipはニップ部Nの幅(ニップ幅)をそれぞれ示している。
In the state after the press contact, as shown in FIG. 4B, the
押圧部材となる加圧パッドは,荷重が大きいと,定着ローラ91上の弾性体層の歪が大きくなり,ゴム破壊等の耐久性劣化を招く。一方,定着ニップ部Nの出口付近での,定着ローラ91上の弾性体層の変形が小さいと,画像面側となる定着ローラ91に対する記録材の分離性が悪い。そこで,ソフトパッド922は,定着ローラ91上の弾性体層への負荷を軽減し,低荷重でありながら定着に必要なニップ幅を確保する。一方,ハードパッド921は,記録材の分離に必要なニップ部Nの出口付近における定着ローラ上の弾性体層の変形量を確保する。
When the pressure pad serving as the pressing member is heavy, distortion of the elastic layer on the fixing
図5は,定着ベルト92の通紙センターにおけるニップ圧分布を示している。図5に示すように,ソフトパッド922によって加圧されている部分(ニップ部Nの入口から中央部にかけての部分)は低圧となる。一方,ハードパッド921によって加圧されている部分(ニップ部Nの出口付近の部分)は高圧となる。
FIG. 5 shows the nip pressure distribution at the sheet passing center of the fixing
摺動シート924は,ポリイミド等の平滑面を有するシート部材であり,加圧パッド(ハードパッド921,ソフトパッド922)と定着ベルト92との摩擦抵抗を低減させるために設けられる。なお,摩擦抵抗を低減する手段としては,摺動シート924の他,定着ベルト92の内側に,PFAやPTFE等の耐熱樹脂の塗膜層を設けたり,ガラスクロスシート等の低摩擦部材を配置したりしてもよい。
The sliding
本形態の定着装置9は,定着ローラ91が不図示の駆動モータによって回転駆動される。定着ローラ91を回転させることで,定着ベルト92も定着ローラ91に従動して回転する。定着ベルト92は,回転することで全周が加熱され,全周が所定の温度まで昇温する。そして,記録材がニップ部Nに搬送されると,定着ローラ91と記録材との間の摩擦力によって記録材が搬送方向(図3中の矢印方向)に搬送され,記録材上の未定着画像が加熱定着される。
In the
続いて,ソフトパッド922の詳細について説明する。ソフトパッド922は,図6に示すように,SUS製の薄板である基材922Y上に,シリコンゴムの弾性体であるパッド層922Xを有している。パッド層922Xの,基材922Yと接する面と反対の面が,定着ベルト92への押し当て面(ニップ面)となる。さらに,パッド層922Xは,定着ベルト92の幅方向において,両端部に位置する端領域922A,922Cと,中央部に位置する中央領域922Bとを有し,中央領域922Bの表面硬度が端領域922A,922Cの表面硬度よりも低くなるように構成されている。
Next, details of the
具体的に,中央領域922Bの弾性部材は,硬度5度(JIS−A)のシリコンゴムを厚さ4mmで作成し,その表面硬度は35度(アスカーC)である。一方,端領域922A,922Cの弾性部材は,硬度20度(JIS−A)のシリコンゴムを厚さ4mmで作成し,その表面硬度は42度(アスカーC)である。なお,通紙センターから表面硬度の境界までの距離は,50mm〜90mmの範囲内に設定される。
Specifically, the elastic member in the
図7は,ソフトパッド922が形成するニップ部Nのローラ軸方向のニップ幅分布を示している。図7に示すように,従来の形態のソフトパッド(すなわち,表面硬さがローラ軸方向に均一のソフトパッド)の場合,定着ローラ91の湾曲によるローラ軸方向の中央部での荷重低下に伴って,中央部のニップ幅が端部と比較して短くなる。一方,本形態のソフトパッド922の場合,中央領域922Bが端領域922A,922Cと比較して軟らく,変形し易い。そのため,中央領域922Bのニップ幅の減少が抑制され,端領域922A,922Cと中央領域922Bとのニップ幅の差が小さくなる。その結果,ニップ幅がローラ軸方向に均一化され,定着性の低下が補完される。
FIG. 7 shows the nip width distribution in the roller axis direction of the nip portion N formed by the
[第1の応用例]
第1の応用例のソフトパッドは,その表面硬度が中央領域から端領域にかけて連続的に変化するように構成されている。この点,中央領域と端領域とで段階的に表面硬度を変化させている実施の形態とは異なる。本応用例のようなソフトパッドは,例えばゴム材に含有させるフィラーの濃度を調節することによって作成する。
[First application example]
The soft pad of the first application example is configured such that the surface hardness continuously changes from the central region to the end region. This is different from the embodiment in which the surface hardness is changed stepwise between the central region and the end region. The soft pad as in this application example is created, for example, by adjusting the concentration of the filler contained in the rubber material.
図8は,本応用例のソフトパッドにおけるローラ軸方向の表面硬度分布を示している。本応用例のソフトパッドは,表面硬度が連続的に変化していることから,表面硬度の境界が生じない。すなわち,表面硬度を段階的に変化させると,図7に示したように,その境界部分にニップ幅の段差が生じる。一方,表面硬度を連続的に変化させることによって表面硬度の境界がなくなり,ニップ幅の段差が無くなる。これにより,部分的に光沢や定着性が異なるといった問題や,表面硬度の境界部にスジノイズが発生するといった問題が解消される。 FIG. 8 shows the surface hardness distribution in the roller axis direction of the soft pad of this application example. The soft pad of this application example has no change in surface hardness because the surface hardness continuously changes. That is, when the surface hardness is changed stepwise, as shown in FIG. 7, a step with a nip width occurs at the boundary portion. On the other hand, by continuously changing the surface hardness, the boundary of the surface hardness is eliminated, and the step of the nip width is eliminated. This solves the problem that the gloss and fixing properties are partially different, and the problem that stripe noise occurs at the boundary of the surface hardness.
[第2の応用例]
第2の応用例のソフトパッドは,中央領域から端領域にかけて多数の領域を備え,その表面硬度が複数の段階に変化するように構成されている。各領域の表面硬度は,端部に近い領域ほど高い。この点,中央領域と端領域との2領域で構成されている実施の形態とは異なる。本応用例のようなソフトパッドは,例えば各領域を個別に作成した後にそれらを組み合わせて直線的に配置することによって作成する。
[Second application example]
The soft pad of the second application example has a large number of regions from the central region to the end region, and the surface hardness thereof is configured to change in a plurality of stages. The surface hardness of each region is higher in the region closer to the edge. In this respect, the present embodiment is different from the embodiment configured by two regions of a central region and an end region. The soft pad as in this application example is created by, for example, creating each region individually and then combining them and arranging them linearly.
図9は,本応用例のソフトパッドにおけるローラ軸方向の表面硬度分布を示している。本応用例のソフトパッドは,表面硬度が複数の段階に変化していることから,1段階に変化するのみの実施の形態と比較してよりニップ幅の均一化を図ることができる。また,ソフトパッドの作成上,連続的に変化させる第1の応用例と比較して部品間のばらつきが抑えられる。よって,定着品質の安定化が図られる。また,各領域を取り外し可能にすれば,表面硬度調節等のメンテナンスの容易化が図られる。 FIG. 9 shows the surface hardness distribution in the roller axis direction of the soft pad of this application example. Since the surface hardness of the soft pad of this application example changes in a plurality of stages, the nip width can be made more uniform as compared with the embodiment in which the surface hardness changes only in one stage. In addition, in the creation of the soft pad, the variation between components can be suppressed as compared with the first application example that is continuously changed. Therefore, the fixing quality can be stabilized. Further, if each region can be removed, maintenance such as surface hardness adjustment can be facilitated.
[第3の応用例]
第3の応用例では,ハードパッド921のニップ面に,図10に示すような凹形状となる中凹921Aを設ける。具体的に,ハードパッド921は,SUS製の薄板である基材921Y上に,ソフトパッド922よりも硬度が高い材質からなるパッド層921Xを有している。
[Third application example]
In the third application example, an
さらに,ハードパッド921のパッド層921Xには,ニップ面のローラ軸方向の中央部に位置する中凹921Aと,ソフトパッド922と係合しローラ軸方向に切り込まれたトレンチ921Bとが設けられている。本応用例の中凹921Aの深さは,0.1mm〜0.3mmの範囲内に設定される。
Further, the
ニップ部N内での記録材の搬送速度は,駆動ローラである定着ローラ91と記録材との摩擦力のピークとなる部分に支配される。本形態では,ハードパッド921が当接する部分がその摩擦力のピークとなる。この摩擦力のピーク値分布がローラの軸方向に均一であると,ニップ部N内で記録材に紙しわが生じ易い。
The conveying speed of the recording material in the nip portion N is governed by a portion where the frictional force between the fixing
本応用例のハードパッド921は,中凹921Aが設けられていることから,中央部よりも端部の方が押圧力が高い。そのため,中央部よりも端部の方が摩擦力が大きく,両端部付近での搬送力が大きい。従って,定着ベルト92ないし記録材に,ベルト幅方向に引張する力が作用することになり,記録材がニップ部Nを通過する際の紙しわがより積極的に抑制される。
Since the
なお,ハードパッドに中凹921Aを設けると,中央部のピーク圧が端部のピーク圧より低くなり,定着性のばらつきが懸念される。しかし,本形態では,ソフトパッド922の中央部922Bの変形によりニップ幅を広くすることができる。そのため,中央部の定着性の低下を補完することができる。すなわち,中凹921Aの深さは,紙しわの抑制と定着性の安定化との兼ね合いによって調節される。
In addition, if the
以上詳細に説明したように本形態の定着装置9は,定着ローラ91と定着ベルト92との間に定着用のニップ部Nを形成するものであって,定着ベルト92の内周面側にハードパッド921とソフトパッド922の2つの加圧パッドを備えている。ソフトパッド922は,記録材の搬送方向の上流側(すなわち,ニップ部Nの入口側)に位置し,押圧によって弾性変形するであり,ハードパッド921は,記録材の搬送方向の下流側(すなわち,ニップ部Nの出口側)に位置し,高硬度の部材からなっている。
As described in detail above, the fixing
このうち,ソフトパッド922は,弾性変形によって加熱定着に必要なニップ部Nを形成する。さらに,ソフトパッド922は,そのパッド面の表面硬度を,ローラ軸方向の端部922A,922Cに比べて中央部922Bを低くしている。つまり,ソフトパッド922の中央部922Bは,端部922A,922Cと比べて弾性変形し易い。そのため,定着ローラ91の湾曲によって中央部922Bへの圧力が低下したとしても中央部922Bのニップ幅が確保される。よって,ローラ軸方向におけるニップ幅の差は小さく,ニップ幅はローラ軸方向に均一化される。その結果,ローラ軸方向全域にわたって安定した定着性が得られる。従って,ローラ軸方向全域にわたって安定した定着性を有する定着装置が実現している。
Among these, the
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,実施の形態ではプリンタに本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち,複写機,スキャナ,FAXあるいはワードプロセッサ等であっても定着装置を備えるものであれば適用可能である。また,カラーに限らず,モノクロ画像専用のものであってもよい。また,タンデム方式であっても,4サイクル方式であってもよい。 Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the embodiment, the present invention is applied to a printer, but the present invention is not limited to this. That is, even a copying machine, scanner, FAX, word processor, or the like can be applied as long as it has a fixing device. Moreover, it is not limited to color but may be dedicated to monochrome images. Further, a tandem method or a four-cycle method may be used.
また,本実施の形態では,ニップ部Nを形成する定着ローラ91が熱源を内蔵し,直接過熱されるものであるがこれに限るものではない。例えば,熱源を有する加熱ローラを定着ローラ91の外周面側に当接させ,定着ローラを外側から加熱する構成であってもよい。また,熱源を有する加熱ローラと,加圧側定着ベルトと対峙する定着ローラと,その2つのローラに券回された加熱側定着ベルトとを有し,加熱側定着ベルトと加圧側定着ベルトとの間にニップ部Nを形成するように構成してもよい。
In this embodiment, the fixing
9 定着装置
91 定着ローラ(加熱回転体)
92 定着ベルト(ベルト部材)
921 ハードパッド(第2の加圧パッド)
921A 中凹(凹み部)
922 ソフトパッド(第1の加圧パッド)
922A 端領域
922B 中央領域
922C 端領域
100 画像形成装置
9 Fixing
92 Fixing belt (belt member)
921 Hard pad (second pressure pad)
921A Central concave (dent)
922 Soft pad (first pressure pad)
Claims (4)
前記加熱回転体の軸方向に沿って配置され,前記ベルト部材の内側から前記加熱回転体を押圧し,弾性体からなる第1の加圧パッドと,
前記第1の加圧パッドよりも記録材の搬送方向の下流側に位置し,前記加熱回転体の軸方向に沿って配置され,前記ベルト部材の内側から前記加熱回転体を押圧し,前記第1の加圧パッドよりも高硬度の部材からなる第2の加圧パッドとを有し,
前記第1の加圧パッドの表面硬度は,前記加熱回転体の軸方向の端部に比べて中央部が低いことを特徴とする定着装置。 A fixing device comprising: a heating rotator that is rotatably arranged; and an endless belt member that is press-contacted to the heating rotator, forms a nip portion with the heating rotator, and is rotatably arranged. In the device,
A first pressure pad that is arranged along the axial direction of the heating rotator, presses the heating rotator from the inside of the belt member, and is made of an elastic body;
It is located downstream of the first pressure pad in the recording material conveyance direction, and is arranged along the axial direction of the heating rotator, pressing the heating rotator from the inside of the belt member, and A second pressure pad made of a member having a hardness higher than that of the first pressure pad,
The fixing device according to claim 1, wherein a surface hardness of the first pressure pad is lower in a central portion than an end portion in an axial direction of the heating rotator.
前記第1の加圧パッドの表面硬度は,前記加熱回転体の軸方向の中央部から端部に向かって連続的に高くなることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein a surface hardness of the first pressure pad is continuously increased from a central portion in an axial direction of the heating rotator toward an end portion.
前記第1の加圧パッドの表面硬度は,前記加熱回転体の軸方向の中央部から端部に向かって段階的に高くなることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein the surface hardness of the first pressure pad increases stepwise from a central portion in the axial direction of the heating rotator toward an end portion.
前記第2の加圧パッドの前記加熱回転体への押し当て面の,前記加熱回転体の軸方向の中央部に,凹形状となる凹み部が設けられていることを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to any one of claims 1 to 3,
A fixing device, wherein a concave portion having a concave shape is provided in a central portion of the pressing surface of the second pressure pad against the heating rotator in the axial direction of the heating rotator.
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-
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