以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る定着装置１の横断面図であり、図２は、定着装置１の分解斜視図である。以下、本明細書において、横断面とは、長手方向に直交する断面を意味し、縦断面とは、長手方向に沿った断面を意味する。
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fixing device 1 according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the fixing device 1. Hereinafter, in the present specification, the transverse section means a section orthogonal to the longitudinal direction, and the longitudinal section means a section along the longitudinal direction.
定着装置１は、図１，２に示すように、所定の軸方向に延びる筒状に形成された可撓性を有する定着ベルト２と、該定着ベルト２が所定の回転経路に沿って回転するように該定着ベルト２をその両端部において支持する経路形成部材３と、該定着ベルト２の外周面に押し当てられて該定着ベルト２との間で定着ニップＮを形成し且つ該定着ニップＮを通過する被記録材１９を加圧する加圧ローラ４と、定着ベルト２の内部に配設されて、加圧ローラ４に加圧される定着ベルト２を内側から支持する支持体５と、定着ベルト２の内部に配設されて該定着ベルト２を内周面から加熱するハロゲンランプ６と、ハロゲンランプ６から支持体５を遮蔽する遮蔽板７とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fixing device 1 includes a flexible fixing belt 2 formed in a cylindrical shape extending in a predetermined axial direction, and the fixing belt 2 rotates along a predetermined rotation path. Thus, a fixing nip N is formed between the path forming member 3 that supports the fixing belt 2 at both ends thereof and the fixing belt 2 by being pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt 2, and the fixing nip N. A pressure roller 4 that presses the recording material 19 that passes through the fixing belt 2, a support 5 that is disposed inside the fixing belt 2 and supports the fixing belt 2 pressed against the pressure roller 4 from the inside, and fixing. A halogen lamp 6 disposed inside the belt 2 for heating the fixing belt 2 from the inner peripheral surface, and a shielding plate 7 for shielding the support 5 from the halogen lamp 6 are provided.
この定着装置１においては、加圧ローラ４を支持体５に対応する位置において定着ベルト２の外周面に押し当てることによって、定着ベルト２が加圧ローラ４と支持体５とで挟持された状態となり、定着ベルト２と加圧ローラ４との間の定着ニップＮが形成される。この状態で加圧ローラ４が回転駆動されると、定着ベルト２は加圧ローラ４との摩擦力によって従動回転する。このとき、定着ベルト２は、経路形成部材３によって規制されて、所定の回転経路に沿って回転する。また、定着ベルト２は、ハロゲンランプ６からの輻射により内周側から加熱されている。このとき、支持体５は、遮蔽板７によって遮蔽されているため、ハロゲンランプ６からの熱線によって加熱されることはない。こうして、定着装置１は、定着ニップＮに搬送されてくる被記録材１９を、定着ベルト２によって加熱すると共に加圧ローラ４によって加圧して、該被記録材１９上に形成されたトナー像を定着する。尚、本実施形態に係る定着装置１は、定着できる最大幅がＡ３サイズの用紙の幅に設定されている。
In this fixing device 1, the pressure belt 4 is pressed between the pressure roller 4 and the support 5 by pressing the pressure roller 4 against the outer peripheral surface of the fixing belt 2 at a position corresponding to the support 5. Thus, a fixing nip N between the fixing belt 2 and the pressure roller 4 is formed. When the pressure roller 4 is rotationally driven in this state, the fixing belt 2 is driven to rotate by the frictional force with the pressure roller 4. At this time, the fixing belt 2 is regulated by the path forming member 3 and rotates along a predetermined rotation path. The fixing belt 2 is heated from the inner peripheral side by radiation from the halogen lamp 6. At this time, since the support 5 is shielded by the shielding plate 7, it is not heated by the heat rays from the halogen lamp 6. In this way, the fixing device 1 heats the recording material 19 conveyed to the fixing nip N by the fixing belt 2 and pressurizes the recording material 19 by the pressure roller 4, thereby producing a toner image formed on the recording material 19. To settle. In the fixing device 1 according to the present embodiment, the maximum width that can be fixed is set to the width of an A3 size sheet.
以下、定着装置１の各構成について詳しく説明する。
Hereinafter, each configuration of the fixing device 1 will be described in detail.
（定着ベルト）
図３は、定着ベルト２の断面構造を示す図である。
(Fixing belt)
FIG. 3 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the fixing belt 2.
前記定着ベルト２は、無端ベルトであって、内側から順に基材２ａ、弾性層２ｂおよび離型層２ｃの３層構造となっている。
The fixing belt 2 is an endless belt, and has a three-layer structure including a base material 2a, an elastic layer 2b, and a release layer 2c in order from the inside.
前記基材２ａは、厚さが９０μｍのフィルム状の部材であって、耐熱性のポリイミド樹脂からなる。尚、この基材２ａの厚さは、４０μｍ〜１５０μｍ程度の範囲とすることが好ましく、上記ポリイミド樹脂の他、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アラミド樹脂等の耐熱性を有する材料を用いることができる。
The substrate 2a is a film-like member having a thickness of 90 μm and is made of a heat-resistant polyimide resin. In addition, it is preferable to make the thickness of this base material 2a into the range of about 40 micrometers-150 micrometers, and the material which has heat resistance, such as a fluororesin, a polyamideimide resin, an aramid resin other than the said polyimide resin, can be used. .
ここで、ハロゲンランプ６からの熱線の吸収を良くするためには、基材２ａは、熱放射率が０．９以上あるものが好ましく、ポリイミド樹脂にカーボンブラック、グラファイト、酸化鉄等を分散させて着色すると有効である。
Here, in order to improve the absorption of heat rays from the halogen lamp 6, the substrate 2a preferably has a thermal emissivity of 0.9 or more, and carbon black, graphite, iron oxide or the like is dispersed in a polyimide resin. It is effective to color.
尚、基材２ａとしては、必ずしも耐熱性樹脂を用いる必要はなく、３０〜５０μｍ程度の厚みからなるステンレスやニッケルの金属チューブを用いてもよい。ただし、金属表面は、熱放射率が小さく、熱線の吸収が悪いので、内周面に熱線の吸収性と耐磨耗性とを兼ね備えた薄い耐熱性の樹脂層を設けることが好ましい。例えば、ポリイミド樹脂にフィラーを含有させたものを１０〜５０μｍ設けるとよい。
In addition, as the base material 2a, it is not always necessary to use a heat resistant resin, and a stainless steel or nickel metal tube having a thickness of about 30 to 50 μm may be used. However, since the metal surface has a low thermal emissivity and poor heat ray absorption, it is preferable to provide a thin heat-resistant resin layer having both heat ray absorbability and wear resistance on the inner peripheral surface. For example, a polyimide resin containing a filler may be provided in an amount of 10 to 50 μm.
前記弾性層２ｂは、カーボンブラックを分散させた柔軟性のある厚さ１５０μｍのシリコーンゴムからなる。この弾性層２ｂは、特にトナー付着量の多いカラー画像を定着する場合に、定着ベルト２表面が未定着画像の表面の凹凸に倣い易くするためのものである。この弾性層２ｂを設けることによって、定着されたカラー画像のグロスの均一化を図ることができる。尚、モノクロ画像を形成するために用いられる定着装置においては、弾性層２ｂは必ずしも必要ではない。
The elastic layer 2b is made of a flexible silicone rubber having a thickness of 150 μm in which carbon black is dispersed. The elastic layer 2b is provided to make it easier for the surface of the fixing belt 2 to follow the unevenness of the surface of the unfixed image, particularly when fixing a color image with a large amount of toner adhesion. By providing the elastic layer 2b, the gloss of the fixed color image can be made uniform. In the fixing device used for forming a monochrome image, the elastic layer 2b is not necessarily required.
弾性層２ｂの材料としては、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱性を有する弾性材料が好ましく、基材２ａと同様に、カーボンブラック等を混ぜ合わせて黒色に着色すると、熱線の吸収性が良く、有効である。その厚さは、必要に応じて適宜調整してよいが、好ましくは５０μｍ〜３００μｍである。
As the material of the elastic layer 2b, an elastic material having heat resistance such as silicone rubber or fluororubber is preferable. Like the base material 2a, when carbon black or the like is mixed and colored black, the absorption of heat rays is good. It is valid. The thickness may be appropriately adjusted as necessary, but is preferably 50 μm to 300 μm.
前記離型層２ｃは、溶融したトナーとの分離性を良くするために、厚さが３０μｍのＰＦＡで形成されている。
The release layer 2c is formed of PFA having a thickness of 30 μm in order to improve the separability from the melted toner.
離型層２ｃの材料としては、離型性及び耐久性の良好な材料が好ましく、一般にはフッ素樹脂やシリコーン樹脂が適している。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰなどが用いられる。離型層２ｃの厚さは、トナー像への倣いやすさと耐久性の観点から適宜決められるが、好ましくは５μｍ〜４０μｍ程度である。尚、この離型層２ｃも、用いるトナーやその他の条件により必要としない場合もある。
As the material of the release layer 2c, a material having good release properties and durability is preferable, and generally a fluororesin or a silicone resin is suitable. PFA, PTFE, FEP, etc. are used as the fluororesin. The thickness of the release layer 2c is appropriately determined from the viewpoint of easy copying of the toner image and durability, but is preferably about 5 μm to 40 μm. The release layer 2c may not be required depending on the toner used and other conditions.
このように構成された定着ベルト２は、内径を３４ｍｍとし、全長（即ち、軸方向の長さ）をＡ３サイズの用紙の定着を可能とすべく３４０ｍｍとした。また、その内面には、摺動摩擦を低減し且つ耐久性を確保するために、耐熱性のグリースを付与している。
The fixing belt 2 configured as described above has an inner diameter of 34 mm and an overall length (that is, an axial length) of 340 mm so as to enable fixing of A3 size paper. In addition, heat-resistant grease is applied to the inner surface in order to reduce sliding friction and ensure durability.
また、定着ベルト２は、ハロゲンランプ６により加熱されると熱膨張する。このように熱膨張すると、定着ベルト２の寸法が変化することになるため、熱膨張は小さい方が好ましい。定着ベルト２の熱膨張率を小さくするためには、例えば、定着ベルト２の基材２ａにポリイミド樹脂を用い、そのポリイミド樹脂にカーボン系樹脂などの熱膨張防止剤を分散させることが好ましい。こうして、熱膨張率が小さい材料であるほうが、後述する経路形成部材３の座繰り部３６の座繰り量が少なくてすむ点でも好ましい。
The fixing belt 2 expands thermally when heated by the halogen lamp 6. When the thermal expansion is performed in this manner, the dimensions of the fixing belt 2 are changed. Therefore, it is preferable that the thermal expansion is small. In order to reduce the thermal expansion coefficient of the fixing belt 2, for example, it is preferable to use a polyimide resin for the base material 2 a of the fixing belt 2 and disperse a thermal expansion inhibitor such as a carbon-based resin in the polyimide resin. Thus, a material having a small thermal expansion coefficient is preferable in that the countersink amount of a countersunk portion 36 of the path forming member 3 described later can be reduced.
（経路形成部材）
図４は、支持体５、ハロゲンランプ６及び遮蔽板７と経路形成部材３との関係を模式的に示す経路形成部材の正面図であり、図５は、経路形成部材３の斜視図であり、図６は、図１に示した定着装置のVI−VI線における縦断面図であり、図７は、定着ベルト２の回転経路の形状を模式的に示した横断面図である。
(Path forming member)
FIG. 4 is a front view of the path forming member schematically showing the relationship between the support 5, the halogen lamp 6 and the shielding plate 7 and the path forming member 3, and FIG. 5 is a perspective view of the path forming member 3. 6 is a longitudinal sectional view taken along line VI-VI of the fixing device shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a transverse sectional view schematically showing the shape of the rotation path of the fixing belt 2. FIG.
前記経路形成部材３は、図４，５に示すように、定着ベルト内に嵌め込まれる経路形成部材３１と、該経路形成部材３１に対して鍔状に接合されて定着ベルト２の軸方向端部からはみ出して該定着ベルト２の軸方向端面と対向するフランジ部３３とを有しており、その中央部分には、ハロンゲンランプ６や支持体５等が貫通して配置される挿通孔が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the path forming member 3 includes a path forming member 31 fitted in the fixing belt, and an end portion in the axial direction of the fixing belt 2 joined to the path forming member 31 in a hook shape. A flange portion 33 that protrudes from the fixing belt 2 and faces the axial end surface of the fixing belt 2 is formed, and an insertion hole through which the halongen lamp 6 and the support 5 are disposed is formed in the center portion thereof. Has been.
経路形成部材３は、図６に示すように、経路形成部３１が定着ベルト２の端部に嵌め込まれると共に、フランジ部３３が定着装置１のフレーム１１（一部のみ図示）に取り付けられる。こうして、定着ベルト２は、経路形成部材３を介してフレーム１１に対して回転自在に取り付けられる。
As shown in FIG. 6, in the path forming member 3, the path forming portion 31 is fitted into the end of the fixing belt 2, and the flange portion 33 is attached to the frame 11 (only a part is shown) of the fixing device 1. Thus, the fixing belt 2 is rotatably attached to the frame 11 via the path forming member 3.
前記経路形成部３１は、概略筒状に湾曲させた板状の部材で形成されていて、その外周面に経路形成面３２を有している。
The path forming part 31 is formed of a plate-like member curved in a substantially cylindrical shape, and has a path forming surface 32 on the outer peripheral surface thereof.
経路形成面３２は、曲率半径が相対的に大きい大径部３２ａと、曲率半径が相対的に小さい小径部３２ｂと、平面又は曲面で形成され、これら大径部３２ａと小径部３２ｂとを滑らかに接続する接続部３２ｃとを有している。さらに詳しくは、小径部３２ｂに対向する位置に大径部３２ａが設けられている。こうして、経路形成面３２の横断面（即ち、定着ベルト２の軸方向に直交する断面）は、小径部３２ｂよりも大径部３２ａ側に膨らんでいる。換言すれば、経路形成面３２の横断面は、非円形であって、鶏卵状に形成されている。本実施形態では、大径部３２ａの（経路形成面３２の）曲率半径を約１６ｍｍとし、小径部３２ｂの（経路形成面３２の）曲率半径を約９ｍｍとしている。ここで、小径部３２ｂよりも大径部３２ａ側に膨らんでいるとは、小径部３２ｂの曲率半径を有する円（即ち、小径部３２ｂによって円周の一部が構成される円）よりも、大径部３２ａが外側に位置する形状を意味する。
The path forming surface 32 is formed of a large diameter portion 32a having a relatively large curvature radius, a small diameter portion 32b having a relatively small curvature radius, and a flat surface or a curved surface. The large diameter portion 32a and the small diameter portion 32b are smoothly formed. And a connection portion 32c to be connected. More specifically, the large diameter portion 32a is provided at a position facing the small diameter portion 32b. Thus, the cross section of the path forming surface 32 (that is, the cross section orthogonal to the axial direction of the fixing belt 2) swells toward the large diameter portion 32a rather than the small diameter portion 32b. In other words, the cross section of the path forming surface 32 is non-circular and is formed in an egg shape. In the present embodiment, the radius of curvature of the large diameter portion 32a (of the path forming surface 32) is about 16 mm, and the radius of curvature of the small diameter portion 32b (of the path forming surface 32) is about 9 mm. Here, the fact that the small diameter portion 32b swells toward the large diameter portion 32a means that a circle having a radius of curvature of the small diameter portion 32b (that is, a circle in which a part of the circumference is constituted by the small diameter portion 32b). It means a shape in which the large diameter portion 32a is located outside.
また、経路形成部３１には切欠部３１ａが形成されていて、経路形成部３１は、筒の一部を軸方向の全長に亘って切り取った形状をしている。詳しくは、切欠部３１ａを挟んで、経路形成面３２の大径部３２ａと小径部３２ｂとが配置されている。つまり、切欠部３１ａによって形成される経路形成部３１の一端部には大径部３２ａが位置し、経路形成部３１の他端部には小径部３２ｂが位置する。また、経路形成部材３が定着装置１に組み込まれた際には、切欠部３１ａの位置は定着ニップＮが形成される位置に相当し、定着ニップＮの入口側（被記録材の入ってくる側）に大径部３２ａが位置する一方、定着ニップＮの出口側（被記録材の出てくる側）に小径部３２ｂが位置する。
In addition, a notch 31a is formed in the path forming part 31, and the path forming part 31 has a shape obtained by cutting a part of the cylinder over the entire length in the axial direction. Specifically, the large-diameter portion 32a and the small-diameter portion 32b of the path forming surface 32 are arranged with the notch 31a interposed therebetween. That is, the large diameter portion 32 a is located at one end of the path forming portion 31 formed by the notch 31 a, and the small diameter portion 32 b is located at the other end of the path forming portion 31. Further, when the path forming member 3 is incorporated in the fixing device 1, the position of the notch 31a corresponds to the position where the fixing nip N is formed, and the inlet side of the fixing nip N (the recording material enters). The large-diameter portion 32a is located on the side of the fixing nip N, while the small-diameter portion 32b is located on the exit side of the fixing nip N (the side from which the recording material comes out).
前記フランジ部３３は、概略筒状に形成された経路形成部３１の軸方向の一端部において、鍔状に拡がるように設けられた平板状の部材である。フランジ部３３は、経路形成部３１のような切欠部を有さず、切欠部３１ａに相当する部分にも設けられている。このフランジ部３３は、取り付け穴３３ａ，３３ａ，…を介してネジによりフレーム１１に固定されている。フランジ部３３における、経路形成部３１が立設された面が、フレーム１１に取り付けられる取付面３３ｂとなる。
The flange portion 33 is a flat plate-like member provided so as to expand in a bowl shape at one end portion in the axial direction of the path forming portion 31 formed in a substantially cylindrical shape. The flange part 33 does not have a notch part like the path | route formation part 31, and is provided also in the part corresponded to the notch part 31a. The flange portion 33 is fixed to the frame 11 with screws through attachment holes 33a, 33a,. A surface of the flange portion 33 on which the path forming portion 31 is erected is an attachment surface 33 b attached to the frame 11.
また、フランジ部３３には（詳しくは、経路形成部材３１とフランジ部３３との隅部には）、経路形成部３１の外周を覆って環状に形成され、該経路形成部３１と同じ方向に突出する環状突出部３４が設けられている。この環状突出部３４は、経路形成部３１の切欠部３１ａ近傍の片寄り規制部３５と、該片寄り規制部３５よりもフランジ部３３側に陥没した座繰り部３６とで構成されている。本実施形態では、片寄り規制部３５と座繰り部３６との軸方向距離（即ち、段差）を１ｍｍとしている。
Further, the flange portion 33 (specifically, at the corner between the path forming member 31 and the flange portion 33) is formed in an annular shape so as to cover the outer periphery of the path forming portion 31, and in the same direction as the path forming portion 31. A projecting annular projecting portion 34 is provided. The annular projecting portion 34 is composed of a deviation restricting portion 35 in the vicinity of the notch 31 a of the path forming portion 31 and a counterbore portion 36 that is recessed toward the flange portion 33 with respect to the deviation restricting portion 35. In the present embodiment, the axial distance (that is, the step) between the deviation regulating portion 35 and the counterbore portion 36 is 1 mm.
本実施形態において、片寄り規制部３５は、ハロゲンランプ６からの熱線が遮蔽板７に遮られる陰領域Ｋ（即ち、遮蔽板７の陰となる領域）に設けられている。換言すれば、片寄り規制部３５は、ハロゲンランプ６からの熱線が遮蔽板７に遮られずに照射される照射領域Ｌには設けられていない。
In the present embodiment, the offset restricting portion 35 is provided in a shadow area K where the heat rays from the halogen lamp 6 are blocked by the shielding plate 7 (that is, a shadow area of the shielding plate 7). In other words, the offset restricting portion 35 is not provided in the irradiation region L where the heat rays from the halogen lamp 6 are irradiated without being blocked by the shielding plate 7.
このように構成された経路形成部材３によってフレーム１１に対して回転自在に支持された定着ベルト２は、その内周面が経路形成面３２に摺接しながら回転するため、全周に亘って経路形成面３２と略同様の形状の経路に沿って回転する。その結果、定着ベルト２の回転経路は、図７に示すように、経路形成面３２と同様に非円形であって、詳しくは、曲率半径が相対的に大きい大径部と曲率半径が相対的に小さい小径部とを有した鶏卵状となる。
The fixing belt 2 rotatably supported with respect to the frame 11 by the path forming member 3 configured as described above rotates while the inner peripheral surface thereof is in sliding contact with the path forming surface 32, so that the path is formed over the entire circumference. It rotates along a path having substantially the same shape as the formation surface 32. As a result, as shown in FIG. 7, the rotation path of the fixing belt 2 is non-circular like the path forming surface 32. Specifically, the large diameter portion having a relatively large curvature radius and the curvature radius are relatively relative to each other. It becomes an egg shape with a small small diameter portion.
尚、前述の如く、定着ニップＮに相当する部分には経路形成面３２が存在しないため、定着ベルト２のうち定着ニップＮが形成される部分の経路は経路形成部３１によって規制されない。すなわち、経路形成部３１は、定着ベルト２のうち定着ニップＮ以外の部分の回転経路を形成する。詳しくは後述するが、定着ベルト２のうち定着ニップＮが形成される部分の経路は、加圧ローラ４及び支持体５の形状、並びに、加圧ローラ４の加圧力等に起因して形成される。
As described above, since the path forming surface 32 does not exist in the portion corresponding to the fixing nip N, the path of the fixing belt 2 where the fixing nip N is formed is not restricted by the path forming portion 31. That is, the path forming unit 31 forms a rotation path of a part other than the fixing nip N in the fixing belt 2. As will be described in detail later, the path of the portion of the fixing belt 2 where the fixing nip N is formed is formed due to the shape of the pressure roller 4 and the support 5, the pressure applied by the pressure roller 4, and the like. The
このように定着ベルト２の回転経路が経路形成面３２によって形成された結果、定着ベルト２のうち、定着ニップＮの出口近傍の部分は、経路形成面３２の小径部３２ｂに沿って、曲率半径が小さくなっている。こうすることで、被記録材１９が定着ニップＮを通過して出て行くときに、被記録材１９はそれ自身の復元力（こしの強さ）によって定着ベルト２から分離する。被記録材１９が分離できるかどうかは、使用するトナーの種類や付着量、被記録材１９の厚みやこわさ、定着ベルト２の表層の付着力の大小など様々な条件で決まる。本実施形態では、実験の結果（実験条件としては、薄紙（６４ｇ／ｍ２紙）を用いてカラー３色重ね全面べた画像を定着した場合の結果）、出口側の曲率半径が約１０ｍｍ以下であれば確実に分離できることがわかった。
As a result of the rotation path of the fixing belt 2 being formed by the path forming surface 32 as described above, a portion of the fixing belt 2 near the exit of the fixing nip N has a radius of curvature along the small diameter portion 32 b of the path forming surface 32. Is getting smaller. By doing so, when the recording material 19 passes through the fixing nip N, the recording material 19 is separated from the fixing belt 2 by its own restoring force (strain strength). Whether or not the recording material 19 can be separated depends on various conditions such as the type and amount of toner used, the thickness and stiffness of the recording material 19, and the adhesion of the surface layer of the fixing belt 2. In the present embodiment, as a result of an experiment (as an experimental condition, a result of fixing a solid image of three colors in full color using thin paper (64 g / m 2 paper)), the exit side curvature radius is about 10 mm or less. It turns out that it can be reliably separated if there is.
一方、定着ベルト２のうち、定着ニップＮの出口部分の遮蔽板７を挟んで反対側の部分は、経路形成面３２の大径部３２ａに沿って曲率半径が大きくなっていて、該定着ニップＮの出口部分よりも膨らんだ形状となっている。こうすることで、定着ベルト２にできるだけ曲げのストレスを与えることなく、摺動負荷を低減することができる。また、詳しくは後述するが、定着ニップＮの入口近傍に大径部３２ａを設けることによって、定着ベルト２内において、遮蔽体７を挟んで、定着ニップＮの出口部分と対向する部分にハロゲンランプ６を配置するための広い空間を確保することができる。ここで、定着ニップＮの出口部分の反対側部分が定着ニップＮの出口部分よりも膨らんだ形状とは、定着ニップＮの出口部分の曲率半径を有する円（即ち、定着ニップＮの出口部分によって円周の一部が構成される円）よりも、該定着ニップＮの出口部分の反対側部分が外側に位置する形状を意味する。
On the other hand, the portion of the fixing belt 2 on the opposite side of the fixing nip N with respect to the shielding plate 7 has a large radius of curvature along the large diameter portion 32a of the path forming surface 32. The shape is larger than the outlet portion of N. By doing so, the sliding load can be reduced without applying bending stress to the fixing belt 2 as much as possible. As will be described in detail later, by providing a large-diameter portion 32a in the vicinity of the entrance of the fixing nip N, a halogen lamp is provided in a portion of the fixing belt 2 that faces the exit portion of the fixing nip N with the shield 7 interposed therebetween. A wide space for arranging 6 can be secured. Here, the shape in which the portion opposite to the exit portion of the fixing nip N swells more than the exit portion of the fixing nip N is a circle having a radius of curvature of the exit portion of the fixing nip N (that is, depending on the exit portion of the fixing nip N). This means a shape in which a portion on the opposite side of the exit portion of the fixing nip N is located on the outside of the circle).
また、経路形成部３１は、定着ベルト２に対して内周側から当接しているため、定着ベルト２は内側への変形が規制される。そのため、定着ベルト２は、ハロゲンランプ６との距離が確保され、ハロゲンランプ６に近接し過ぎて破損してしまうことが防止される。
Further, since the path forming portion 31 is in contact with the fixing belt 2 from the inner peripheral side, the deformation of the fixing belt 2 inward is restricted. Therefore, the fixing belt 2 is secured at a distance from the halogen lamp 6 and is prevented from being too close to the halogen lamp 6 and being damaged.
また、定着ベルト２の軸方向両端部が経路形成部材３，３によって支持された状態において、定着ベルト２の各軸方向端面は、図６に示すように、該経路形成部材３の環状突出部３４と対向している。定着ベルト２の両端部に設けられた片寄り規制部３５，３５間の軸方向の距離は、定着ベルト２の全長よりも長くなっている。詳しくは、定着ベルト２の端面は、片寄り規制部３５と所定の第１間隔を有して対向している。この第１間隔は、定着装置１の運転中において、定着ベルト２の熱膨張を考慮しつつ、定着ベルト２の軸方向への移動が許容される距離に設定されている。つまり、回転する定着ベルト２は、片寄り規制部３５，３５によって軸方向への移動が所定の許容範囲内に規制される。
Further, in a state where both axial end portions of the fixing belt 2 are supported by the path forming members 3 and 3, each axial end surface of the fixing belt 2 is an annular projecting portion of the path forming member 3 as shown in FIG. 6. 34. The axial distance between the offset regulating portions 35 provided at both ends of the fixing belt 2 is longer than the entire length of the fixing belt 2. Specifically, the end surface of the fixing belt 2 is opposed to the deviation restricting portion 35 with a predetermined first interval. The first interval is set to a distance that allows the movement of the fixing belt 2 in the axial direction while taking into account thermal expansion of the fixing belt 2 during operation of the fixing device 1. That is, the rotation of the rotating fixing belt 2 is restricted within the predetermined allowable range by the deviation restricting portions 35 and 35.
このとき、定着ベルト２の端面は、座繰り部３６とも対向しており、座繰り部３６との間の間隔は所定の第２間隔となっている。第２間隔は、第１間隔に片寄り規制部３５と座繰り部３６との段差を加えた距離である。この第２間隔は、停電時などで定着ベルト２の回転が停止した際に、定着ベルト２がハロゲンランプ６の余熱によって熱膨張したとしても、定着ベルト２の軸方向端面が座繰り部３６に当接しないだけの距離に設定されている。すなわち、第２間隔は、異常昇温時に熱膨張により定着ベルト２が伸びる余地を最低限確保できる距離に設定されている。こうして、定着ベルト２の端面の外方には、座繰り部３６との間に逃げ空間３７が形成されている。
At this time, the end surface of the fixing belt 2 is also opposed to the countersink portion 36, and the interval between the end face and the countersink portion 36 is a predetermined second interval. The second interval is a distance obtained by adding a step between the deviation regulating portion 35 and the counterbore portion 36 to the first interval. Even if the fixing belt 2 is thermally expanded due to the residual heat of the halogen lamp 6 when the rotation of the fixing belt 2 is stopped due to a power failure or the like, the second interval is such that the axial end surface of the fixing belt 2 contacts the counterbore 36. The distance is set so as not to contact. In other words, the second interval is set to a distance that can ensure a minimum room for the fixing belt 2 to extend due to thermal expansion when the temperature rises abnormally. Thus, a clearance space 37 is formed between the fixing belt 2 and the countersink portion 36 outside the end face of the fixing belt 2.
つまり、定着ベルト２のうち陰領域Ｋに位置する部分は、ハロゲンランプ６からの熱線を受け難いので、停電などで定着ベルト２の回転が停止したときでも、ハロゲンランプ６の余熱による熱膨張をほとんど起こさない。逆に、定着ベルト２のうち照射領域Ｌに位置する部分は、ハロゲンランプ６の余熱によって熱膨張を起こす。そこで、通常運転中の定着ベルト２の軸方向移動を規制する片寄り規制部３５を陰領域Ｋだけに設ける一方、停電時等に定着ベルト２が熱膨張する可能性がある照射領域Ｌには片寄り規制部３５が設けられていない逃げ空間３７を形成している。
That is, the portion of the fixing belt 2 located in the shaded region K is difficult to receive heat rays from the halogen lamp 6, so that even when the rotation of the fixing belt 2 stops due to a power failure or the like, thermal expansion due to residual heat of the halogen lamp 6 occurs. Almost does not wake up. Conversely, the portion of the fixing belt 2 located in the irradiation region L undergoes thermal expansion due to the residual heat of the halogen lamp 6. Therefore, the offset regulating portion 35 that regulates the axial movement of the fixing belt 2 during normal operation is provided only in the shadow region K, while the irradiation region L in which the fixing belt 2 may thermally expand during a power failure or the like is provided. An escape space 37 is formed in which the offset restricting portion 35 is not provided.
尚、前記片寄り規制部３５は、経路形成部３１とフランジ部３３との隅部に設けられているが、定着ベルト２の軸方向端面と対向するように位置する限りにおいては、任意の場所に設けることができる。例えば、片寄り規制部３５を、経路形成部３１の外周面との間に間隔をあけた状態でフランジ部３３に設けてもよく、又はフランジ部３３との間に間隔をあけた状態で経路形成部３１の外周面のうち定着ベルト２から外側に出ている部分に設けてもよい。
The offset regulating portion 35 is provided at the corner between the path forming portion 31 and the flange portion 33. However, as long as the offset regulating portion 35 is positioned so as to face the axial end surface of the fixing belt 2, any position is provided. Can be provided. For example, the offset regulating portion 35 may be provided in the flange portion 33 in a state where it is spaced from the outer peripheral surface of the route forming portion 31, or the route in a state where it is spaced from the flange portion 33. You may provide in the part which has come out from the fixing belt 2 among the outer peripheral surfaces of the formation part 31. FIG.
また、経路形成面３２は、この形状に限定されるものではない。ただし、定着ニップＮの出口側の曲率半径を１０ｍｍ以下となるように設定することが好ましい。さらには、その曲率部分を９０度以上確保した上で、その他の部分をできるだけ大きく膨らませた形状にすることが好ましい。このように、定着ニップＮの出口側の曲率半径を１０ｍｍ以下とし、さらには、その曲率部分を９０度以上確保することによって、被記録材１９の分離がより確実となる。また、定着ニップＮの出口側以外の部分を大きく膨らませることによって、ハロゲンランプ６を配置するための広い空間を確保することができる。
The path forming surface 32 is not limited to this shape. However, it is preferable to set the radius of curvature on the exit side of the fixing nip N to be 10 mm or less. Furthermore, it is preferable that the curvature portion is secured at 90 degrees or more and the other portions are expanded as much as possible. In this way, the curvature radius on the exit side of the fixing nip N is set to 10 mm or less, and further, by securing the curvature portion of 90 degrees or more, the recording material 19 is more reliably separated. Further, by widening the portion other than the exit side of the fixing nip N, a wide space for arranging the halogen lamp 6 can be secured.
また、経路形成面３２は、必ずしも全面が連続した形状である必要はなく、経路形成面３２は部分的に切り欠かれた形状であってもよいことは言うまでもない。
The path forming surface 32 does not necessarily have a continuous shape, and the path forming surface 32 may have a partially cut shape.
さらに、片寄り規制部３５は、前述の如く陰領域Ｋの全域に設けられていてもよいし、陰領域Ｋの一部だけに設けられていてもよい。また、片寄り規制部３５は、停電などで定着ベルト２の回転が停止したときに、定着ベルト２がハロゲンランプ６の余熱により熱膨張をほとんど起こさない範囲であれば、陰領域Ｋから照射領域Ｌにはみ出して設けられていてもよい。
Further, the deviation restricting portion 35 may be provided in the entire shadow area K as described above, or may be provided only in a part of the shadow area K. Further, when the fixing belt 2 stops rotating due to a power failure or the like, the deviation restricting portion 35 can be applied from the shadow region K to the irradiation region as long as the fixing belt 2 hardly causes thermal expansion due to the residual heat of the halogen lamp 6. It may be provided so as to protrude from L.
さらにまた、本実施形態では、環状突出部３４が、片寄り規制部３５と座繰り部３６との２段構成になっているが、座繰り部３６がフランジ部３３と面一に形成される、即ち、フランジ部３３に片寄り規制部３５だけが設けられる構成であっても構わない。
Furthermore, in the present embodiment, the annular projecting portion 34 has a two-stage configuration of the offset regulating portion 35 and the counterbore portion 36, but the counterbore portion 36 is formed flush with the flange portion 33. In other words, the flange portion 33 may be provided with only the offset restricting portion 35.
尚、本実施形態に係る経路形成部材３は、経路形成部３１とフランジ部３３とを有しているが、これに限られるものではない。例えば、経路形成部材３は、図８，９に示すように、前記経路形成面３２を有すると共に前記定着ベルト２の端部に嵌め込まれる経路形成部３１を有し、フランジ部を有さない構造であってもよい。経路形成部３１の軸方向端面にはネジ孔が形成されており、経路形成部材３は、フレーム１１に対してネジによって取り付けられる。かかる構成の場合、片寄り規制部３５は、図８に示すように、フレーム１１に設けられていてもよく、あるいは、図９に示すように、経路形成部３１のうち定着ベルト２の軸方向端部から外側に出ている部分に設けられていてもよい。ただし、そのような場合であっても、片寄り規制部３５は、定着ベルト２のうちの陰領域Ｋに位置する部分の軸方向端面に対向する位置にのみ設けられている。そして、逃げ空間３７は、定着ベルト２のうちの照射領域Ｌに位置する部分の軸方向端面とフレーム１１との間に形成される。
In addition, although the path | route formation member 3 which concerns on this embodiment has the path | route formation part 31 and the flange part 33, it is not restricted to this. For example, as shown in FIGS. 8 and 9, the path forming member 3 has the path forming surface 32 and the path forming portion 31 fitted into the end of the fixing belt 2, and does not have a flange portion. It may be. A screw hole is formed in the axial end surface of the path forming portion 31, and the path forming member 3 is attached to the frame 11 with screws. In the case of such a configuration, the deviation restricting portion 35 may be provided on the frame 11 as shown in FIG. 8, or the axial direction of the fixing belt 2 in the path forming portion 31 as shown in FIG. You may be provided in the part which has come out outside from the edge part. However, even in such a case, the deviation restricting portion 35 is provided only at a position facing the axial end surface of the portion of the fixing belt 2 located in the shadow region K. The escape space 37 is formed between the frame 11 and the axial end surface of the portion of the fixing belt 2 located in the irradiation region L.
また、経路形成部材３の表面には、熱放射率の低い金属膜が形成されている。この金属膜は、経路形成面３２とフランジ部３３の取付面３３ｂとを電気的に導通させる導電性被膜として機能すると共に、経路形成部３１の内周面（経路形成面３２と反対側の面）において、ハロゲンランプ６からの熱線を反射する反射膜として機能する。
A metal film having a low thermal emissivity is formed on the surface of the path forming member 3. The metal film functions as a conductive coating that electrically connects the path forming surface 32 and the mounting surface 33b of the flange portion 33, and also has an inner peripheral surface (surface opposite to the path forming surface 32) of the path forming portion 31. ) Function as a reflective film that reflects the heat rays from the halogen lamp 6.
すなわち、経路形成部材３の表面に金属膜を形成することに加えて、定着ベルト２の基材２ａに導電性を持たせ且つフレーム１１を金属製とすることによって、定着ベルト２を経路形成部材３を介してフレーム１１と導通させることができるため、定着ベルト２が帯電することを防止することができる。こうすることで、定着ベルト２が経路形成面３２と摺擦したときに該定着ベルト２が帯電し、それが原因で定着ニップＮの入口側で被記録材１９上の潜像を乱すということを防止することができる。また、経路形成部３１の内周面に金属膜を形成することによって、ハロゲンランプ６の輻射によって経路形成部材３が経路形成部３１の内周面側から加熱されることを防止することができる。
That is, in addition to forming a metal film on the surface of the path forming member 3, the base 2a of the fixing belt 2 is made conductive, and the frame 11 is made of metal, thereby fixing the fixing belt 2 to the path forming member. Therefore, the fixing belt 2 can be prevented from being charged. By doing so, the fixing belt 2 is charged when the fixing belt 2 rubs against the path forming surface 32, and this causes the latent image on the recording material 19 to be disturbed on the entrance side of the fixing nip N. Can be prevented. Further, by forming a metal film on the inner peripheral surface of the path forming unit 31, it is possible to prevent the path forming member 3 from being heated from the inner peripheral surface side of the path forming unit 31 due to the radiation of the halogen lamp 6. .
本実施形態では、経路形成部材３全体を、一般的な無電解ニッケルめっき層の中に入れることで、経路形成部材３のほぼ全面にニッケルめっきを施した。こうすることで、めっきする際に手間のかかるマスキングなどの工程を省くことができる。尚、金属膜としては、無電解ニッケルめっき以外に、薄肉のアルミ箔で形成してもよい。
In the present embodiment, the entire path forming member 3 is placed in a general electroless nickel plating layer so that the entire surface of the path forming member 3 is plated with nickel. By doing so, it is possible to omit processes such as masking which are troublesome when plating. In addition to the electroless nickel plating, the metal film may be formed of a thin aluminum foil.
尚、本実施形態では、取付面３３ｂに金属膜を形成しているが、これに限られるものではなく、経路形成面３２とフレーム１１とを電気的に導通させる構成であれば任意の構成を採用することができる。例えば、取付面３３ｂに金属膜を形成せず、フランジ部３３の経路形成面３２からフレーム１１まで、フランジ部３３の経路形成部３１が取り付けられている側の面及びネジを介して電気的に導通させる構成であってもよい。図８，９に示す、フランジ部を有さない経路形成部材３の場合には、フレーム１１に当接する経路形成部３１の軸方向端面と、経路形成面３２とに金属膜を連続的に形成すればよい。
In the present embodiment, the metal film is formed on the mounting surface 33b. However, the present invention is not limited to this, and any configuration can be used as long as the path forming surface 32 and the frame 11 are electrically connected. Can be adopted. For example, a metal film is not formed on the mounting surface 33b, and is electrically connected from the path forming surface 32 of the flange portion 33 to the frame 11 via a surface on the side where the path forming portion 31 of the flange portion 33 is mounted and a screw. It may be configured to conduct. In the case of the path forming member 3 having no flange portion shown in FIGS. 8 and 9, a metal film is continuously formed on the axial end surface of the path forming portion 31 that contacts the frame 11 and the path forming surface 32. do it.
（加圧ローラ）
加圧ローラ４は、直径１８ｍｍのＳＵＳ製の芯金４ａと、該芯金４ａの外周面上に形成されたシリコーンゴム４ｂと、シリコーンゴム４ｂの外周面に形成された厚さ５０μｍのＰＦＡ層（図示省略）とを有している。加圧ローラ４全体としての外径は、２４ｍｍである。シリコーンゴム４ｂは、厚みを約３ｍｍ、硬度を１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率を０．４Ｗ/ｍ・Ｋとしている。加圧ローラ４の全長（即ち、外径２４ｍｍ部分の軸方向の長さ）は、定着ベルト２よりも若干短い３３２ｍｍとした。
(Pressure roller)
The pressure roller 4 includes a SUS cored bar 4a having a diameter of 18 mm, a silicone rubber 4b formed on the outer peripheral surface of the cored bar 4a, and a PFA layer having a thickness of 50 μm formed on the outer peripheral surface of the silicone rubber 4b. (Not shown). The outer diameter of the pressure roller 4 as a whole is 24 mm. The silicone rubber 4b has a thickness of about 3 mm, a hardness of 10 degrees (JIS-A), and a thermal conductivity of 0.4 W / m · K. The total length of the pressure roller 4 (that is, the axial length of the 24 mm outer diameter portion) was set to 332 mm, which is slightly shorter than the fixing belt 2.
この加圧ローラ４は、その軸心が定着ベルト２の軸方向と平行となった状態で、該定着ベルト２に対して外周側から当接し且つ押し付けられている。詳しくは、加圧ローラ４の両端には、図２，６に示すように、芯金４ａを小径化した軸４ｃが伸び出ており、この軸４ｃはベアリング４１を介して保持レバー４２に回動自在に取り付けられている。この保持レバー４２は、図示を省略するが、定着ベルト２の方向へ移動可能な状態でフレーム１１に対して取り付けられ、保持レバー４２がバネ（図示省略）で定着ベルト２側へ付勢されている。こうして、加圧ローラ４は、フレーム１１に対して回転自在に支持されると共に、定着ベルト２側に押し付けられる。定着ベルト２の内周側には、詳しくは後述する支持体５が設けられており、加圧ローラ４の押圧力（即ち、加圧力）は該支持体５によって受け止められる。その結果、定着ベルト２の一部は、加圧ローラ４と支持体５とに挟持された状態となり、定着ベルト２と加圧ローラ４の間に定着ニップＮが形成される。
The pressure roller 4 is in contact with and pressed against the fixing belt 2 from the outer peripheral side in a state where the axial center thereof is parallel to the axial direction of the fixing belt 2. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 6, shafts 4 c with a reduced diameter of the metal core 4 a extend from both ends of the pressure roller 4, and the shaft 4 c is rotated to the holding lever 42 via the bearing 41. It is attached movably. Although not shown, the holding lever 42 is attached to the frame 11 so as to be movable in the direction of the fixing belt 2, and the holding lever 42 is urged toward the fixing belt 2 by a spring (not shown). Yes. Thus, the pressure roller 4 is rotatably supported with respect to the frame 11 and is pressed against the fixing belt 2 side. A support body 5 described later in detail is provided on the inner peripheral side of the fixing belt 2, and the pressing force (that is, the pressing force) of the pressure roller 4 is received by the support body 5. As a result, a part of the fixing belt 2 is sandwiched between the pressure roller 4 and the support 5, and a fixing nip N is formed between the fixing belt 2 and the pressure roller 4.
本実施形態では、加圧ローラ４全体の加圧力を２９４Ｎ（３０ｋｇｆ）に設定した。このとき、定着ニップＮの幅は約８ｍｍとなった。
In the present embodiment, the pressure applied to the entire pressure roller 4 is set to 294N (30 kgf). At this time, the width of the fixing nip N was about 8 mm.
また、加圧ローラ４は、図示は省略するが、軸に取り付けられたギアやプーリを介して駆動装置によって回転駆動される。すなわち、加圧ローラ４は、定着ベルト２との間に定着ニップＮを形成した状態で回転駆動される。
Although not shown, the pressure roller 4 is rotationally driven by a drive device via a gear or pulley attached to a shaft. That is, the pressure roller 4 is rotationally driven in a state where a fixing nip N is formed between the pressure roller 4 and the fixing belt 2.
尚、定着ニップＮに加圧ローラ４の全長（軸方向の最大長さ）よりも短い幅の被記録材を連続して通過させた場合、加圧ローラ４における、被記録材の幅よりも外側の領域では、被記録材に熱を吸収されないため、温度が上昇する。そこで、シリコーンゴム４ｂとして、熱伝導性の良い材料を用いることによって、この被記録材の外側の領域の温度上昇を効果的に防止できる。
When a recording material having a width shorter than the entire length of the pressure roller 4 (the maximum length in the axial direction) is continuously passed through the fixing nip N, the width of the recording material in the pressure roller 4 is larger than that of the recording material. In the outer region, the temperature rises because the recording material does not absorb heat. Therefore, by using a material having good thermal conductivity as the silicone rubber 4b, it is possible to effectively prevent the temperature increase in the area outside the recording material.
（支持体）
図１０は、支持体５の斜視図である。
(Support)
FIG. 10 is a perspective view of the support 5.
前記支持体５は、図１，１０に示すように、断面形状がＴ字形状をし、定着ベルト２の軸方向に延びる棒状の部材である。支持体５は、平板状の平板部５１ａと平板部５１ａの幅方向中央に立設されたリブ部５１ｂとで構成された断面Ｔ字形状の支持体本体５１と、該支持体本体５１の平板部５１ａの、リブ部５１ｂとは反対側に設けられた耐熱性樹脂製の断熱部材５２と、定着ニップＮを形成しやすくするために、断熱部材５２よりも弾性のある耐熱性ゴムからなるニップ形成部材５３とを有している。支持体本体５１は、定着ベルト２及び経路形成部材３の外側まで伸びており、経路形成部材３の外側でフレーム１１に固定されている（図示省略）。
As shown in FIGS. 1 and 10, the support 5 is a rod-shaped member having a T-shaped cross section and extending in the axial direction of the fixing belt 2. The support body 5 includes a support body 51 having a T-shaped cross section composed of a flat plate portion 51a and a rib portion 51b erected at the center in the width direction of the plate portion 51a, and a flat plate of the support body 51. In order to make it easier to form the fixing nip N, a nip made of heat-resistant rubber, which is more elastic than the heat-insulating member 52, is provided on the portion 51a opposite to the rib portion 51b. And a forming member 53. The support body 51 extends to the outside of the fixing belt 2 and the path forming member 3, and is fixed to the frame 11 outside the path forming member 3 (not shown).
支持体本体５１の材料としては、鉄、ステンレス、銅、アルミニウム、またこれらの金属の合金等を用いることができる。
As a material of the support body 51, iron, stainless steel, copper, aluminum, alloys of these metals, or the like can be used.
断熱部材５２の材料としては、ＰＰＳ、液晶ポリマー、ＰＥＥＫ等を用いることができ、好ましくは熱伝導率が低く、支持体５と定着ベルト２の間を断熱するものがよい。
As a material of the heat insulating member 52, PPS, liquid crystal polymer, PEEK, or the like can be used. Preferably, the heat insulating member 52 has a low thermal conductivity and insulates between the support 5 and the fixing belt 2.
ニップ形成部材５３の材料としては、シリコーンゴムや、フッ素ゴム等を用いることができる。
As a material of the nip forming member 53, silicone rubber, fluorine rubber, or the like can be used.
本実施形態においては、断熱部材５２としてＰＰＳを用い、ニップ形成部材５３として硬度５０度のシリコーンゴム、厚さ１．５ｍｍのものを使用している。
In this embodiment, PPS is used as the heat insulating member 52, and a silicone rubber having a hardness of 50 degrees and a thickness of 1.5 mm is used as the nip forming member 53.
また、ニップ形成部材５３のうち加圧ローラ４と対向する部分にはニップ形成面５３ａが形成されている。このニップ形成面５３ａには、低摩擦係数の摺動シート５４が設けられている。こうして、ニップ形成部材５３は、摺動シート５４を介して定着ベルト２の内周面に当接している。尚、この摺動シート５４は必ずしも必要ではなく、ニップ形成部材５３のニップ形成面５３ａにフッ素樹脂等の低摩擦材をコーティングしたものを用いてもよい。この摺動シート５４としては、薄くて摩擦係数が小さく、耐摩耗性の高い材料を用いることが好ましい。
A nip forming surface 53 a is formed in a portion of the nip forming member 53 that faces the pressure roller 4. A sliding sheet 54 having a low friction coefficient is provided on the nip forming surface 53a. Thus, the nip forming member 53 is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 2 via the sliding sheet 54. The sliding sheet 54 is not necessarily required, and a nip forming surface 53a of the nip forming member 53 coated with a low friction material such as a fluororesin may be used. As the sliding sheet 54, it is preferable to use a thin material with a small friction coefficient and high wear resistance.
このように構成された支持体５は、定着ベルト２内において定着ベルト２に対して外周側から当接し且つ加圧された加圧ローラ４の加圧力を受け止めて、定着ベルト２と加圧ローラ４との間に定着ニップＮを形成させる。このとき、定着ベルト２が可撓性を有すると共に、加圧ローラ４及び支持体５のニップ形成部材５３はそれぞれ弾性を有しているため、これらの材質及び加圧力に応じて、適宜変形し、定着ベルト２と加圧ローラ４との間に所定の幅（被記録材通過方向への寸法であって、以下ニップ幅ともいう）を有する定着ニップＮが形成される。
The support 5 configured as described above contacts the fixing belt 2 from the outer peripheral side in the fixing belt 2 and receives the pressure applied by the pressure roller 4 that has been pressed. 4 to form a fixing nip N. At this time, the fixing belt 2 has flexibility, and the pressure roller 4 and the nip forming member 53 of the support 5 have elasticity, so that the fixing belt 2 is appropriately deformed according to the material and the applied pressure. Then, a fixing nip N having a predetermined width (a dimension in the recording material passing direction and hereinafter also referred to as a nip width) is formed between the fixing belt 2 and the pressure roller 4.
さらに、本実施形態では、定着ベルト２の定着ニップＮの入口側と出口側とに複数の変形防止リブ８ａ，８ｂを軸方向に設けている。この変形防止リブ８ａ，８ｂは、通常の運転状態においては定着ベルト２に接触していないが、例えば、複数の被記録材が重なって送られてきたり、被記録材の一部が重なっていたりした場合等において、その被記録材によって定着ベルト２が径方向の内方に押されて変形した場合に、定着ベルト２の内周面に当接する。このように変形防止リブ８ａ，８ｂは、定着ベルト２に対して変則的な外力が作用したときにでも、定着ベルト２が所定の回転経路を逸脱することがないよう、定着ベルト２の軸方向全長に亘ってその回転経路を一定の形状に規制する。つまり、変形防止リブ８ｂは、定着ニップＮの入口側において、定着ベルト２の大径部の内周面に沿うように、当該定着ベルト２の回転方向に延びて配設されていると共に、変形防止リブ８ａは、定着ニップＮの出口側において、定着ベルト２の小径部の内周面に沿うように、当該定着ベルト２の回転方向に延びて配設されている。このことによって、変形防止リブ８ａ，８ｂは、定着ベルト２の回転経路を鶏卵形状から逸脱しないようにしている。尚、変形防止リブ８ａ，８ｂの何れか一方のみを設けるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, a plurality of deformation prevention ribs 8 a and 8 b are provided in the axial direction on the inlet side and the outlet side of the fixing nip N of the fixing belt 2. The deformation prevention ribs 8a and 8b are not in contact with the fixing belt 2 in a normal operation state, but for example, a plurality of recording materials are sent in a superimposed manner, or a part of the recording materials is overlapped. In such a case, when the fixing belt 2 is pushed inward in the radial direction by the recording material and deformed, it contacts the inner peripheral surface of the fixing belt 2. As described above, the deformation preventing ribs 8a and 8b are arranged in the axial direction of the fixing belt 2 so that the fixing belt 2 does not deviate from a predetermined rotation path even when an irregular external force is applied to the fixing belt 2. The rotation path is restricted to a certain shape over the entire length. In other words, the deformation prevention rib 8b is disposed on the inlet side of the fixing nip N so as to extend in the rotation direction of the fixing belt 2 along the inner peripheral surface of the large-diameter portion of the fixing belt 2. The prevention rib 8 a is disposed on the exit side of the fixing nip N so as to extend in the rotation direction of the fixing belt 2 along the inner peripheral surface of the small diameter portion of the fixing belt 2. As a result, the deformation preventing ribs 8a and 8b prevent the rotation path of the fixing belt 2 from deviating from the egg shape. Only one of the deformation prevention ribs 8a and 8b may be provided.
尚、支持体本体５１は加圧ローラ４からの強い加圧力を受け止めるため、支持体５の軸方向中央部は、加圧ローラ４から逃げる方向にたわみを生じる。たわみが大きいと、定着ニップＮの幅が軸方向の端部と中央で大きく異なり、定着の不均一や被記録材１９の走行不安定を引き起こすため、支持体５は、軸の曲げ方向へのたわみに対する剛性が高いことが好ましい。そのため、支持体本体５１の材料としてはヤング率の大きなステンレスや鉄材を用いるのが好ましい。また、軸の曲げ方向へのたわみに対する剛性を高めるべく、許容できる範囲で加圧ローラ４の加圧力が作用する方向への寸法を大きくした形状であることが好ましい。さらには、支持体本体５１を予め、たわみ曲線に応じて加圧ローラ４側に凸状に湾曲させた形状として、加圧ローラ４からの加圧力を受けることによって、平坦に変形するように構成してもよい。例えば、支持体本体５１を鉄製とし、加圧ローラ４の加圧力を２９４Ｎ（３０ｋｇｆ）とした場合、中央部で約０．７ｍｍのたわみを発生するので、そのたわみ曲線に沿って中央部を凸の形状とすればよい。こうすることで、軸方向の全域に亘って均一なニップ幅と加圧力を確保することができる。尚、必ずしも支持体本体５１を中央部凸形状に形成する必要はなく、断熱部材５２やニップ形成部材５３等を中央部凸形状としてもよい。すなわち、支持体５として中央部凸形状となっていれば、同様の効果を得られることは言うまでもない。
Since the support body 51 receives a strong pressure from the pressure roller 4, the central portion in the axial direction of the support 5 bends in a direction to escape from the pressure roller 4. If the deflection is large, the width of the fixing nip N is greatly different between the end and the center in the axial direction, causing non-uniform fixing and unstable running of the recording material 19. It is preferable that the rigidity against deflection is high. Therefore, it is preferable to use stainless steel or iron material having a large Young's modulus as the material of the support body 51. Further, in order to increase the rigidity against the bending of the shaft in the bending direction, it is preferable that the dimension of the pressure roller 4 in the direction in which the pressing force acts is increased within an allowable range. Further, the support body 51 is formed in a shape curved in a convex shape toward the pressure roller 4 in accordance with a deflection curve in advance so as to be deformed flat by receiving pressure from the pressure roller 4. May be. For example, when the support body 51 is made of iron and the pressing force of the pressure roller 4 is 294 N (30 kgf), a deflection of about 0.7 mm is generated at the central portion, so that the central portion is projected along the deflection curve. The shape may be as follows. By doing so, a uniform nip width and pressure can be ensured over the entire area in the axial direction. Note that the support body 51 is not necessarily formed in the central convex shape, and the heat insulating member 52, the nip forming member 53, and the like may be formed in the central convex shape. That is, it goes without saying that the same effect can be obtained if the support 5 has a convex shape at the center.
また、断熱部材５２とニップ形成部材５３とは、本実施形態では、別々に構成しているが、図１１に示すように、ニップ形成部材５３を耐熱性樹脂で形成することによって、両者を一体に構成してもよい。断熱部材５２及びニップ形成部材５３を耐熱性樹脂で一体に構成すれば、部品点数も少なくでき、コスト削減が容易となることは言うまでもない。さらには、支持体本体５１を耐熱性樹脂等の断熱部材で形成することで、支持体５を全体として一体に構成してもよい。
Further, in this embodiment, the heat insulating member 52 and the nip forming member 53 are configured separately. However, as shown in FIG. 11, by forming the nip forming member 53 with a heat resistant resin, the heat insulating resin 52 and the nip forming member 53 are integrated. You may comprise. Needless to say, if the heat insulating member 52 and the nip forming member 53 are integrally formed of a heat resistant resin, the number of parts can be reduced and the cost can be easily reduced. Furthermore, you may comprise the support body 5 as a whole by forming the support body 51 by heat insulation members, such as a heat resistant resin.
さらに、摺動シート５４は、図１２に示すように、それ自体の周方向における両端を、支持体本体５１及び断熱部材５２で確実に固定してもよい。これにより、被記録材１９が詰まって、その処理のために定着ベルト２を通常と逆回転させても、摺動シート５４が正常な位置からずれることがない。尚、定着ベルト２を逆回転しても摺動シート５４が正常な位置からずれなければ、必ずしも、かかる構成でなくてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 12, the sliding sheet 54 may securely fix both ends in the circumferential direction of the sliding sheet 54 with a support body 51 and a heat insulating member 52. As a result, the recording material 19 is clogged, and the sliding sheet 54 does not deviate from the normal position even when the fixing belt 2 is rotated reversely to the normal for the processing. Note that this configuration is not necessarily required as long as the sliding sheet 54 does not deviate from the normal position even when the fixing belt 2 is rotated in the reverse direction.
さらにまた、図１３に示すように、断熱部材５２の一部を切り欠き、そこにサーミスタ１２を配設してもよい。サーミスタ１２は、定着ニップＮの入口側近傍に配置されて、定着前の定着ベルト２の内周面の温度を検出している。このサーミスタ１２の検出結果に基づいて、定着ベルト２の温度が一定に保たれるように、ハロゲンランプ６がＯＮ／ＯＦＦ制御される。尚、サーミスタ１２は、定着ベルト２の軸方向に複数配置することが好ましい。こうすることで、より細かな温度制御を行うことができる。
Furthermore, as shown in FIG. 13, a part of the heat insulating member 52 may be cut out, and the thermistor 12 may be disposed there. The thermistor 12 is disposed in the vicinity of the inlet side of the fixing nip N and detects the temperature of the inner peripheral surface of the fixing belt 2 before fixing. Based on the detection result of the thermistor 12, the halogen lamp 6 is ON / OFF controlled so that the temperature of the fixing belt 2 is kept constant. A plurality of thermistors 12 are preferably arranged in the axial direction of the fixing belt 2. By doing so, finer temperature control can be performed.
サーミスタ１２のリード線１３は、遮蔽板７と支持体５との間の空間を通って、定着装置１の外側へ導かれ、図示しない温度制御装置と接続される。サーミスタ１２及びそのリード線１３は、遮蔽板７によりハロゲンランプ６の光が直接照射されることがなく、また、遮蔽板７とは空間を設けて配置されているため、過剰に加熱されて破損することがない。さらに、遮蔽板７と支持体５と間に断熱部材５５を配設することによって、サーミスタ１２及びリード線１３の加熱による破損をより確実に防止することができる。断熱部材５５としては、例えばヒュームドシリカ（５〜３０ｎｍ）の形成体であるPorextherm ＷＤＳ（黒崎播磨株式会社製。２００℃における熱伝導率０．０２１Ｗ/ｍ・Ｋ）などが有効である。
The lead wire 13 of the thermistor 12 is guided to the outside of the fixing device 1 through the space between the shielding plate 7 and the support 5 and connected to a temperature control device (not shown). The thermistor 12 and its lead wire 13 are not directly irradiated with the light from the halogen lamp 6 by the shielding plate 7 and are disposed with a space from the shielding plate 7, so that they are excessively heated and damaged. There is nothing to do. Furthermore, by disposing the heat insulating member 55 between the shielding plate 7 and the support 5, the thermistor 12 and the lead wire 13 can be more reliably prevented from being damaged. For example, Porextherm WDS (manufactured by Kurosaki Harima Co., Ltd., thermal conductivity 0.021 W / m · K at 200 ° C.), which is a formed body of fumed silica (5 to 30 nm), is effective as the heat insulating member 55.
また、定着ベルト２の温度を測定するためのサーミスタ１２を、断熱部材５２に配設しているが、これに限られるものではない。サーミスタ１２は、定着ベルト２の温度を測定できる限りにおいては、任意の場所に配置することができる。
Further, although the thermistor 12 for measuring the temperature of the fixing belt 2 is disposed in the heat insulating member 52, the present invention is not limited to this. The thermistor 12 can be disposed at any location as long as the temperature of the fixing belt 2 can be measured.
（ハロゲンランプ）
前記ハロゲンランプ６は、定着装置１の加熱源であって、円筒状のガラス管内にタングステン製のフィラメント６３が配置されると共に、そのガラス管の両端それぞれにコネクタ６４が取り付けられて構成されている。ハロゲンランプ６は、点灯されると、フィラメント６３から定着ベルト２へ向かって熱線が照射される。こうして、ハロゲンランプ６は、輻射によって定着ベルト２を非接触で加熱する。このハロゲンランプ６が加熱源を構成する。
(Halogen lamp)
The halogen lamp 6 is a heating source of the fixing device 1 and includes a filament 63 made of tungsten disposed in a cylindrical glass tube, and connectors 64 attached to both ends of the glass tube. . When the halogen lamp 6 is turned on, heat rays are irradiated from the filament 63 toward the fixing belt 2. Thus, the halogen lamp 6 heats the fixing belt 2 in a non-contact manner by radiation. This halogen lamp 6 constitutes a heating source.
本実施形態に係るハロゲンランプ６は、１００Ｖ用で約９００Ｗの出力が可能となっている。このハロゲンランプ６の出力は、用いるトナーや被記録材１９、定着の速度、要求されるウォームアップ時間などによって適宜選択される。このハロゲンランプ６は、定着ベルト２内において、その軸心が定着ベルト２の軸方向と平行となるように配設され、その端部が定着ベルト２及び経路形成部材３の外側まで伸びており、経路形成部材３の外側で、各コネクタ６４がフレーム１１に固定されている（図示省略）。
The halogen lamp 6 according to the present embodiment can output about 900 W for 100 V. The output of the halogen lamp 6 is appropriately selected depending on the toner to be used, the recording material 19, the fixing speed, the required warm-up time, and the like. The halogen lamp 6 is disposed in the fixing belt 2 so that its axis is parallel to the axial direction of the fixing belt 2, and its end extends to the outside of the fixing belt 2 and the path forming member 3. Each connector 64 is fixed to the frame 11 outside the path forming member 3 (not shown).
ハロゲンランプ６は、図１に示すように、定着ベルト２の内部空間において、加圧ローラ４と定着ニップＮの中心を結んだＺ線よりも定着ニップＮの入口側の広い空間、即ち、図７に示すように、断面形状が大径部と小径部とを有する略鶏卵形状をした定着ベルト２の内部空間において、大径部に相当する位置に配置されている。この大径部は、定着ベルト２が大きく膨らんで、内周面が拡大された部分である。また、定着ベルト２の内周面のうち、遮蔽板７よりもハロゲンランプ６側の空間に位置する部分の方が、遮蔽板７よりも支持体５側の空間に位置する部分よりも広くなっている。こうすることによって、定着ベルト２の断面形状を円形に形成する場合と比較して、ハロゲンランプ６からの熱線を定着ベルト２の内周面における広い範囲で吸収するようにしていると共に、ハロゲンランプ６と定着ベルト２との径方向の距離が、局所的に短くなってしまうことを防止するようにしている。こうして、詳しくは後述するが、経路形成部材３がハロゲンランプ６によって過剰に加熱されることを防止している。
As shown in FIG. 1, the halogen lamp 6 has a larger space on the entrance side of the fixing nip N than the Z line connecting the pressure roller 4 and the center of the fixing nip N in the inner space of the fixing belt 2, ie, FIG. As shown in FIG. 7, the cross-sectional shape is arranged at a position corresponding to the large diameter portion in the internal space of the fixing belt 2 having a substantially hen egg shape having a large diameter portion and a small diameter portion. The large-diameter portion is a portion where the fixing belt 2 is greatly swollen and the inner peripheral surface is enlarged. Further, the portion of the inner peripheral surface of the fixing belt 2 that is located in the space closer to the halogen lamp 6 than the shielding plate 7 is wider than the portion that is located in the space closer to the support 5 than the shielding plate 7. ing. In this way, the heat rays from the halogen lamp 6 are absorbed in a wide range on the inner peripheral surface of the fixing belt 2 as compared with the case where the cross-sectional shape of the fixing belt 2 is formed in a circular shape. The distance in the radial direction between the fixing belt 6 and the fixing belt 2 is prevented from being locally shortened. Thus, as will be described in detail later, the path forming member 3 is prevented from being excessively heated by the halogen lamp 6.
本実施形態では、定着ベルト２とハロゲンランプ６との距離を６．５ｍｍ以上確保している。尚、定着ベルト２とハロゲンランプ６との最低距離は、使用する熱源の種類や、定着ベルトの材質や厚さなどによって適宜選択する必要がある。
In the present embodiment, the distance between the fixing belt 2 and the halogen lamp 6 is secured to 6.5 mm or more. Note that the minimum distance between the fixing belt 2 and the halogen lamp 6 needs to be appropriately selected depending on the type of heat source used, the material and thickness of the fixing belt, and the like.
また、ハロゲンランプ６は、前述したように、コネクタ６４によって挟まれる前記ガラス管の部分が、本体部に相当する部分であり、この本体部は、図６に示すように、フィラメント６３のコイルが略均一に巻かれた、両端部以外の大部分を占める発熱部６１と、両端部に設けられた、ほとんど発熱しない非発熱部６２とを有する。発熱部６１においては、フィラメント６３のコイルが、定着装置１が想定している被記録材１９の最大幅（本実施形態の場合、Ａ３サイズの約３００ｍｍ）内でほぼ均一に巻かれており、最大幅内ではできるだけ均一な発光分布が得られるようにしている。尚、定着ベルト２の厚みが極めて薄いため、一般のヒートローラ定着器で用いられるように両端部での発光量を多くして両端部の温度低下を防ぐ必要が無く、発光部の端部もほぼ均一な光量分布としている。一方、非発熱部６２においては、発熱部６１においてコイル状に巻かれたフィラメント６３の端部を解いた状態で前記のコネクタ６４まで延ばしている。こうすることで、非発熱部６２は、ハロゲンランプ６を点灯しても、発熱しない又は、発熱部６１に比べて発熱量が著しく抑えられている。尚、非発熱部６２の構成としては、前記に限定されず、例えばフィラメント６３の電気抵抗値を、部分的に低下させる構成を採用する等して、非発熱部６２においては発熱しない又は発熱量を著しく抑えるようにしてもよい。
Further, as described above, in the halogen lamp 6, the portion of the glass tube sandwiched between the connectors 64 is a portion corresponding to the main body portion, and the main body portion includes the coil of the filament 63 as shown in FIG. The heat generating portion 61 occupies most of the portions other than both end portions and is substantially uniformly wound, and the non-heat generating portion 62 that is provided at both end portions and hardly generates heat. In the heat generating portion 61, the coil of the filament 63 is wound substantially uniformly within the maximum width of the recording material 19 assumed by the fixing device 1 (in the present embodiment, about 300 mm of A3 size), Within the maximum width, as uniform light emission distribution as possible is obtained. Since the fixing belt 2 is extremely thin, there is no need to increase the amount of light emitted at both ends to prevent a decrease in temperature at both ends as used in a general heat roller fixing device. The light amount distribution is almost uniform. On the other hand, the non-heat generating portion 62 extends to the connector 64 with the end of the filament 63 wound in a coil shape in the heat generating portion 61 being unwound. By doing so, the non-heat generating portion 62 does not generate heat even when the halogen lamp 6 is turned on, or the heat generation amount is significantly suppressed as compared with the heat generating portion 61. The configuration of the non-heat generating portion 62 is not limited to the above. For example, the non-heat generating portion 62 does not generate heat or the amount of heat generated by adopting a configuration in which the electrical resistance value of the filament 63 is partially reduced. You may make it suppress remarkably.
本実施形態では、ハロゲンランプ６の発熱部６１を３２０ｍｍとし、両端の経路形成部材３，３の間（詳しくは、経路形成部３１，３１，の先端間）の最短距離（３３０ｍｍ）より短くなるように設定した。こうすることで、ハロゲンランプ６の端部は経路形成部材３の外側まで伸びているが、経路形成部材３と重なる部分ではハロゲンランプ６が発熱しないようにして、経路形成部材３を積極的に加熱することを防止している。詳細に述べると、図６に示すように、ハロゲンランプ６の本体部における非発熱部６２が、経路形成部材３における経路形成部３１及びフランジ部３３に対し軸方向に重なる位置に配置されると共に、コネクタ６４が経路形成部材３の挿通孔を貫通して、経路形成部材３よりも軸方向の外方位置に位置するようにされている。これによって、ハロゲンランプ６のコネクタ６４は、その耐熱性が比較的低いものの、コネクタ６４を定着ベルト２の外側に配置することによって、コネクタ６４の熱的条件を満足させることが可能になる。
In the present embodiment, the heat generating part 61 of the halogen lamp 6 is set to 320 mm, which is shorter than the shortest distance (330 mm) between the path forming members 3 and 3 at both ends (specifically, between the tips of the path forming parts 31 and 31). Was set as follows. In this way, the end of the halogen lamp 6 extends to the outside of the path forming member 3, but the halogen lamp 6 does not generate heat in the portion overlapping the path forming member 3, and the path forming member 3 is positively moved. Prevents heating. More specifically, as shown in FIG. 6, the non-heat generating portion 62 in the main body portion of the halogen lamp 6 is disposed at a position overlapping the path forming portion 31 and the flange portion 33 in the path forming member 3 in the axial direction. The connector 64 passes through the insertion hole of the path forming member 3 and is positioned at an outer position in the axial direction than the path forming member 3. Accordingly, although the heat resistance of the connector 64 of the halogen lamp 6 is relatively low, the thermal condition of the connector 64 can be satisfied by disposing the connector 64 outside the fixing belt 2.
尚、経路形成部材３がフランジ部を有さない構造であって、フレーム１１に対してネジによって取り付けられる時には、図８，９に示すように、ハロゲンランプ６の本体部における非発熱部６２が、経路形成部材３における経路形成部３１及びフレーム１１に対し軸方向に重なる位置に配置されると共に、コネクタ６４が経路形成部材３の挿通孔を貫通して、フレーム１１よりも軸方向の外方位置に位置するようにすればよい。
When the path forming member 3 has a structure having no flange portion and is attached to the frame 11 with screws, the non-heat generating portion 62 in the main body portion of the halogen lamp 6 is formed as shown in FIGS. The path forming member 3 is disposed at a position overlapping the path forming portion 31 and the frame 11 in the axial direction, and the connector 64 passes through the insertion hole of the path forming member 3 so as to be more outward in the axial direction than the frame 11. What is necessary is just to make it position.
また、本実施形態では加熱源としてハロゲンランプ６を用いたが、加熱源としてはハロゲンランプに限定されるものではなく、立ち上がりが早くかつ赤外線を効率よく発光するものであれば任意の加熱源を採用することができる。たとえば、石英ガラス管内に発熱源として炭素系発熱材料を用いたカーボンランプヒーターは赤外線を効率よく発光し、立ち上がりも比較的早いので好適である。
In the present embodiment, the halogen lamp 6 is used as the heating source. However, the heating source is not limited to the halogen lamp, and any heating source can be used as long as it rises quickly and emits infrared light efficiently. Can be adopted. For example, a carbon lamp heater using a carbon-based heat generating material as a heat generation source in a quartz glass tube is suitable because it efficiently emits infrared light and rises relatively quickly.
また、ハロゲンランプ６が局所的に加熱することがないように、ハロゲンランプ６の周方向全体に熱線を放射する、指向性を有さない特性を持ったハロゲンランプ６を使用しているが、図１４に示すように、ハロゲンランプ６の一部に反射膜６５を設け遮蔽板７に対して熱線を照射しないような指向性を持ったハロゲンランプ６であれば、定着ベルト２を照射する範囲を狭めることがないので使用してもよい。
Further, in order to prevent the halogen lamp 6 from being locally heated, the halogen lamp 6 is used which emits heat rays to the entire circumferential direction of the halogen lamp 6 and has a non-directional characteristic. As shown in FIG. 14, if the halogen lamp 6 is provided with a reflective film 65 on a part of the halogen lamp 6 and has directivity so as not to irradiate the shielding plate 7 with heat rays, the range in which the fixing belt 2 is irradiated. May not be narrowed, so it may be used.
（遮蔽板）
遮蔽板７は、ハロゲンランプ６に対して支持体５を遮蔽して、ハロゲンランプ６からの熱線が支持体５に直接吸収されることがないようにするものであって、定着ベルト２のみを効率よく加熱するためのものである。この遮蔽板７が遮蔽体を構成する。
(Shield)
The shielding plate 7 shields the support 5 from the halogen lamp 6 so that the heat rays from the halogen lamp 6 are not directly absorbed by the support 5. It is for heating efficiently. This shielding plate 7 constitutes a shielding body.
この遮蔽板７は、図１に示すように、定着ベルト２の内部においてハロゲンランプ６と支持体５との間で、定着ベルト２の軸方向に延びて設けられている。こうすることで、定着ベルト２の内周面は、その周方向において、ハロゲンランプ６からの熱線が照射される部分（照射領域Ｌに位置する部分。以下、照射部分ともいう。）と、遮蔽板７の陰となってハロゲンランプ６からの熱線が照射されない部分（陰領域Ｋに位置する部分。以下、非照射部分ともいう）とに分割される。
As shown in FIG. 1, the shielding plate 7 extends in the axial direction of the fixing belt 2 between the halogen lamp 6 and the support 5 inside the fixing belt 2. By doing so, the inner peripheral surface of the fixing belt 2 is shielded in the circumferential direction by a portion irradiated with heat rays from the halogen lamp 6 (a portion located in the irradiation region L; hereinafter also referred to as an irradiation portion). It is divided into portions that are shaded by the plate 7 and are not irradiated with heat rays from the halogen lamp 6 (portions located in the shadow region K; hereinafter also referred to as non-irradiated portions).
遮蔽板７は、断面山型の板状の部材であって、定着ベルト２の軸方向に直交する断面形状がハロゲンランプ６側に凸状に形成されている。遮蔽板７の材料としては熱放射率が０．１以下のものがよく、銅、アルミニウム、ステンレス等の表面光沢のある金属材料が好ましい。このように、遮蔽板７は、ハロゲンランプ６からの熱線をできる限り吸収しないように、少なくともハロゲンランプ６側の表面が光を反射するように形成されている。
The shielding plate 7 is a plate-shaped member having a mountain-shaped cross section, and a cross-sectional shape orthogonal to the axial direction of the fixing belt 2 is formed in a convex shape on the halogen lamp 6 side. The material of the shielding plate 7 is preferably a material having a thermal emissivity of 0.1 or less, and a metallic material having a surface gloss such as copper, aluminum, and stainless steel is preferable. Thus, the shielding plate 7 is formed so that at least the surface on the halogen lamp 6 side reflects light so as not to absorb the heat rays from the halogen lamp 6 as much as possible.
この遮蔽板７は、その一部に接続部（図示省略）を設けて、該接続部を介して断熱部材５２に固定している。そして、遮蔽板７と支持体５との間には断熱空間が形成されている。こうして、遮蔽体７は、支持体５との間が断熱されており、遮蔽板７が熱線を吸収して加熱されたとしても、その熱が支持体５に伝導しないように構成されている。
The shielding plate 7 is provided with a connection portion (not shown) at a part thereof, and is fixed to the heat insulating member 52 via the connection portion. A heat insulating space is formed between the shielding plate 7 and the support 5. Thus, the shield 7 is insulated from the support 5, and is configured such that even if the shield 7 absorbs heat rays and is heated, the heat is not conducted to the support 5.
さらに、遮蔽板７の端部は、経路形成部材３の挿通孔を通じて外側まで延びている。こうすることによって、ハロゲンランプ６から受けた熱を定着ベルト２外へ放熱することができ、遮蔽板７が変形したり、変色したりすることを防止することができる。尚、遮蔽板７の材料として銅やアルミニウムなど熱伝導性の良い金属を用いることによって、遮蔽板７の熱をより効率良く放熱することができる。遮蔽板７の熱をさらに効率良く放熱させるために、例えば、遮蔽板７のうち、経路形成部材３より外側の部分の面積を広くする構成にしたり、遮蔽板７の端部をフレーム１１に接触させたりしてもよい。
Furthermore, the end of the shielding plate 7 extends to the outside through the insertion hole of the path forming member 3. By doing so, the heat received from the halogen lamp 6 can be dissipated to the outside of the fixing belt 2, and the shielding plate 7 can be prevented from being deformed or discolored. In addition, by using a metal having good thermal conductivity such as copper or aluminum as the material of the shielding plate 7, the heat of the shielding plate 7 can be radiated more efficiently. In order to dissipate the heat of the shielding plate 7 more efficiently, for example, the shielding plate 7 has a configuration in which the area of the portion outside the path forming member 3 is increased, or the end portion of the shielding plate 7 contacts the frame 11. You may let them.
また、遮蔽板７をハロゲンランプ６側に凸状に形成することによって、遮蔽板７を平坦な部材で形成する構成と比較して、定着ベルト２の内周面のうち照射部分の面積を拡大することができる。すなわち、同じ構成の支持体５を遮蔽する場合、遮蔽板７を平板で構成すると、定着ベルト２内における遮蔽板７よりも支持体５側の空間の横断面は、略半円状又は略弓形状になる。それに対し、遮蔽板７をハロゲンランプ６側に凸状に形成すると、定着ベルト２内における遮蔽板７よりも支持体５側の空間の横断面は、中心角が１８０°未満の略扇形状となり、定着ベルト２の内周面のうち支持体５側の空間に位置する部分を可及的に低減することができる。その結果、定着ベルト２の照射部分の面積を可及的に拡大することができる。
Further, by forming the shielding plate 7 in a convex shape on the halogen lamp 6 side, the area of the irradiated portion of the inner peripheral surface of the fixing belt 2 is enlarged as compared with the configuration in which the shielding plate 7 is formed of a flat member. can do. That is, when the support 5 having the same configuration is shielded, if the shielding plate 7 is formed of a flat plate, the transverse cross section of the space on the support 5 side of the fixing belt 2 in the fixing belt 2 has a substantially semicircular shape or a substantially bow. Become a shape. On the other hand, when the shielding plate 7 is formed in a convex shape on the halogen lamp 6 side, the cross section of the space on the support 5 side of the fixing belt 2 with respect to the shielding plate 7 has a substantially fan shape with a central angle of less than 180 °. The portion of the inner peripheral surface of the fixing belt 2 located in the space on the support 5 side can be reduced as much as possible. As a result, the area of the irradiated portion of the fixing belt 2 can be enlarged as much as possible.
別の見方をすると、仮に、定着ベルト２の内周面のうち、遮蔽板７に覆われた部分の面積を同じとすると、遮蔽板７を平板で構成する場合、支持体５を収容する空間が略半円状又は略弓形状となるのに対し、遮蔽板７をハロゲンランプ６側に凸状に形成する場合、支持体５を収容する空間が略扇形状となり、前述の略半円状又は略弓形状よりも拡大することができる。
From another viewpoint, assuming that the area of the inner peripheral surface of the fixing belt 2 covered by the shielding plate 7 is the same, when the shielding plate 7 is formed of a flat plate, a space for accommodating the support 5. When the shielding plate 7 is formed in a convex shape on the halogen lamp 6 side, the space for accommodating the support 5 has a substantially fan shape, and the above-described substantially semicircular shape. Or it can expand rather than substantially bow shape.
さらに、仮に遮蔽板７を支持体５側に凸状に形成すると、遮蔽板７はハロゲンランプ６から見て凹面となり、ハロゲンランプ６から放射されて遮蔽板７で反射する熱線が、定着ベルト２の内周面の所定の箇所に集中する可能性がある。それに対し、遮蔽板７をハロゲンランプ６側に凸状に形成することによって、ハロゲンランプ６から照射されて遮蔽板７で反射する熱線は、様々な方向に散乱し、定着ベルト２の内周面の所定の箇所に集中することを防止することができる。
Further, if the shielding plate 7 is convexly formed on the support 5 side, the shielding plate 7 becomes a concave surface when viewed from the halogen lamp 6, and the heat rays emitted from the halogen lamp 6 and reflected by the shielding plate 7 are fixed. There is a possibility of concentrating on a predetermined portion of the inner peripheral surface. On the other hand, by forming the shielding plate 7 in a convex shape on the halogen lamp 6 side, the heat rays irradiated from the halogen lamp 6 and reflected by the shielding plate 7 are scattered in various directions, and the inner peripheral surface of the fixing belt 2. It is possible to prevent concentration at a predetermined location.
本実施形態では、図１のように、遮蔽板７を板金曲げにて加工して、遮蔽板７の支持体５側に、ハロゲンランプ６に向けて凸状の空間を形成し、該凸状の空間内に支持体本体５１のリブ部５１ｂが位置するようにしている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the shielding plate 7 is processed by sheet metal bending to form a convex space toward the halogen lamp 6 on the support 5 side of the shielding plate 7. The rib portion 51b of the support body 51 is positioned in the space.
尚、遮蔽板７は、その一部に接続部を設け、該接続部を介して断熱部材５２に固定しているが、より完全に断熱するには他の断熱部材を介して固定してもよいことはいうまでも無い。
The shielding plate 7 is provided with a connection part at a part thereof and is fixed to the heat insulating member 52 through the connection part. However, in order to insulate more completely, it may be fixed through another heat insulating member. Needless to say, it is good.
さらに、本実施形態では、遮蔽体として遮蔽板７を採用しているが、これに限られるものではない。例えば、図１５に示すように、ハロゲンランプ６側に凸状であれば、耐熱性樹脂製の部材の表面にメッキ加工をしたブロック状の遮蔽体７１であったり、アルミなどの金属を引抜き加工で形成したものであってもよい。
Furthermore, in this embodiment, although the shielding board 7 is employ | adopted as a shielding body, it is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 15, if it is convex on the halogen lamp 6 side, it may be a block-shaped shield 71 in which the surface of a member made of heat-resistant resin is plated, or a metal such as aluminum is drawn. It may be formed by.
また、本実施形態においては遮蔽板７と支持体５との間に一定の空間を設け、遮蔽板７と支持体５とを断熱したが、この空間に積極的に断熱部材５５を配置して遮蔽板７の熱を伝えないようにすることも有効である（図１３参照）。例えば、定着装置１が、図１と上下逆になるように配設された場合には、遮蔽板７と支持体５との間に断熱部材を配置して空気の対流を抑えることが特に効果的である。断熱部材としては、例えばヒュームドシリカ（５〜３０ｎｍ）の形成体であるPorextherm ＷＤＳ（黒崎播磨株式会社製。２００℃における熱伝導率０．０２１Ｗ/ｍ・Ｋ）などが有効である。さらには、断熱部材は図１１に示すような配置に限られず、断熱部材が遮蔽板７と支持体５との間に充填される構成であってもよい。
In the present embodiment, a certain space is provided between the shielding plate 7 and the support body 5 to insulate the shielding plate 7 and the support body 5. However, the heat insulation member 55 is positively disposed in this space. It is also effective not to transmit the heat of the shielding plate 7 (see FIG. 13). For example, when the fixing device 1 is disposed upside down with respect to FIG. 1, it is particularly effective to arrange a heat insulating member between the shielding plate 7 and the support 5 to suppress air convection. Is. As the heat insulating member, for example, Porextherm WDS (manufactured by Kurosaki Harima Co., Ltd., thermal conductivity 0.021 W / m · K at 200 ° C.), which is a formed body of fumed silica (5 to 30 nm), is effective. Furthermore, the heat insulating member is not limited to the arrangement as shown in FIG. 11, and the heat insulating member may be filled between the shielding plate 7 and the support 5.
さらに、ハロゲンランプ６と遮蔽板７の位置関係は図示したものに限定されるものではなく、ハロゲンランプ６と遮蔽板７の位置関係や形状により陰領域Ｋの位置や範囲が変わり、それに伴い、前記経路形成部材３の片寄り規制部３５の位置や寸法も変わることは言うまでもない。
Further, the positional relationship between the halogen lamp 6 and the shielding plate 7 is not limited to that shown in the figure, and the position and range of the shadow region K changes depending on the positional relationship and shape between the halogen lamp 6 and the shielding plate 7, and accordingly, Needless to say, the position and dimensions of the offset regulating portion 35 of the path forming member 3 also change.
また、図１６，１７に示すように、経路形成部材３の経路形成部３１の先端面と対向する位置に第２の遮蔽体として端部遮蔽板９を設けてもよい。この端部遮蔽板９は、ハロゲンランプ６の発熱部６１から経路形成部材３へ斜め方向に発せられた熱線を遮蔽する。これによって、ハロンゲンランプ６からの熱線を経路形成部材３に直接吸収されないことをより確実にすることができる。さらに、端部遮蔽板９は、ハロゲンランプ６からの熱線を反射することによって、定着ベルト２のみを効率よく加熱することができる。端部遮蔽板９の材料としては、熱放射率が０．１以下のものがよく、銅やアルミニウム、ステンレスなどの表面光沢のある金属材料が好ましい。また、端部遮蔽板９を板状に形成することによって容易に形成することができる。
Further, as shown in FIGS. 16 and 17, an end shielding plate 9 may be provided as a second shielding body at a position facing the front end surface of the path forming portion 31 of the path forming member 3. The end shielding plate 9 shields heat rays emitted obliquely from the heat generating portion 61 of the halogen lamp 6 to the path forming member 3. As a result, it is possible to further ensure that the heat rays from the halongen lamp 6 are not directly absorbed by the path forming member 3. Furthermore, the end shielding plate 9 can efficiently heat only the fixing belt 2 by reflecting the heat rays from the halogen lamp 6. As a material for the end shielding plate 9, a material having a thermal emissivity of 0.1 or less is preferable, and a metallic material having a surface gloss such as copper, aluminum, or stainless steel is preferable. Moreover, it can form easily by forming the edge part shielding board 9 in plate shape.
端部遮蔽板９の、経路形成部３１の先端面と対向する端部とは反対側の端部９１は、経路形成部材３の外側まで延びている。こうすることによって、ハロゲンランプ６からの輻射熱を定着ベルト２外へ放熱することができ、その結果、端部遮蔽板９が変形したり、変色したりすることを防止することができる。端部遮蔽板９を銅やアルミニウム等の熱伝導性の高い金属を使うと、ハロゲンランプ６より受けた熱を効率良く放熱することができる。尚、端部遮蔽板９のうち、経路形成部材３よりも外側の部分の面積を広くしたり、フレーム１１に接触させたりすることによって、端部遮蔽板９の熱をさらに効率良く放熱することができる。
An end 91 of the end shielding plate 9 opposite to the end facing the tip surface of the path forming portion 31 extends to the outside of the path forming member 3. By doing so, the radiant heat from the halogen lamp 6 can be radiated to the outside of the fixing belt 2, and as a result, the end shielding plate 9 can be prevented from being deformed or discolored. When the end shielding plate 9 is made of a metal having high thermal conductivity such as copper or aluminum, the heat received from the halogen lamp 6 can be efficiently radiated. In addition, the heat of the end portion shielding plate 9 can be radiated more efficiently by increasing the area of the outer portion of the end portion shielding plate 9 than the path forming member 3 or bringing it into contact with the frame 11. Can do.
（動作説明）
このように構成された定着装置１の動作を詳しく説明する。
(Description of operation)
The operation of the fixing device 1 configured as described above will be described in detail.
前記加圧ローラ４が、支持体５に対応する位置において、定着ベルト２の外周面に所定の加圧力で押し付けられると、定着ベルト２が加圧ローラ４と支持体５とで挟み込まれた状態となり、定着ベルト２と加圧ローラ４との当接部に定着ニップＮが形成される。この状態で、駆動手段（図示省略）により加圧ローラ４が回転駆動されると、定着ベルト２は、加圧ローラ４との摩擦力により従動回転する。尚、定着ベルト２の内周面は摺動シート５４を介して支持体５と接触しているため、定着ベルト２と支持体５との間の摩擦力は小さく、定着ベルト２は摺動シート５４に対して滑りながら移動していく。このとき、定着ベルト２は、その両端部に経路形成部材３の経路形成部３１が嵌め込まれているため、経路形成面３２に沿った形状をほぼ保ったまま回転する。このとき、定着ベルト２は、その両端部の経路形成部３１のフランジ部３３に設けられた片寄り規制部３５によって、軸方向への移動が所定の範囲内に規制されている。
When the pressure roller 4 is pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt 2 at a position corresponding to the support 5 with a predetermined pressure, the fixing belt 2 is sandwiched between the pressure roller 4 and the support 5. Thus, a fixing nip N is formed at the contact portion between the fixing belt 2 and the pressure roller 4. In this state, when the pressure roller 4 is rotationally driven by driving means (not shown), the fixing belt 2 is driven to rotate by the frictional force with the pressure roller 4. Since the inner peripheral surface of the fixing belt 2 is in contact with the support 5 via the sliding sheet 54, the frictional force between the fixing belt 2 and the supporting body 5 is small, and the fixing belt 2 is a sliding sheet. It moves while sliding against 54. At this time, the fixing belt 2 rotates while maintaining the shape along the path forming surface 32 because the path forming part 31 of the path forming member 3 is fitted to both ends thereof. At this time, the movement of the fixing belt 2 in the axial direction is restricted within a predetermined range by a deviation restriction part 35 provided on the flange part 33 of the path forming part 31 at both ends thereof.
定着ベルト２が従動回転し始めると、ほぼ同時にハロゲンランプ６が点灯されて、定着ベルト２の内面を照射する。このとき、定着ベルト２は回転しており、定着ベルト２の内周面のうち、遮蔽板７に覆われていない照射領域Ｌに位置する部分が、ハロゲンランプ６からの熱線を順次吸収していく。こうして、定着ベルト２は急速に昇温する。尚、このときハロゲンランプ６から出て遮蔽板７に当たった熱線もほとんどが反射されて、照射領域Ｌに位置する定着ベルト２に吸収される。
When the fixing belt 2 starts to be driven to rotate, the halogen lamp 6 is turned on almost simultaneously to irradiate the inner surface of the fixing belt 2. At this time, the fixing belt 2 is rotating, and a portion of the inner peripheral surface of the fixing belt 2 that is located in the irradiation region L that is not covered by the shielding plate 7 sequentially absorbs heat rays from the halogen lamp 6. Go. Thus, the temperature of the fixing belt 2 is rapidly increased. At this time, most of the heat rays coming out of the halogen lamp 6 and hitting the shielding plate 7 are reflected and absorbed by the fixing belt 2 located in the irradiation region L.
定着ベルト２がやがて所定の温度に達すると、トナー像を担持した被記録材１９が定着ニップＮに搬送されてくる。被記録材１９上のトナー像は、定着ニップＮにおいて、高温となった定着ベルト２によって加熱溶融されると共に、加圧ローラ４によって加圧されて、被記録材１９上に順次定着される。尚、定着ベルト２の温度は、サーミスタで検知され、温度制御装置によりハロゲンランプ６が適宜ＯＮ、ＯＦＦされることで、定着に必要な一定の温度に制御される。
When the fixing belt 2 eventually reaches a predetermined temperature, the recording material 19 carrying the toner image is conveyed to the fixing nip N. The toner image on the recording material 19 is heated and melted by the fixing belt 2 at a high temperature in the fixing nip N and is pressed by the pressure roller 4 to be sequentially fixed on the recording material 19. The temperature of the fixing belt 2 is detected by a thermistor, and the halogen lamp 6 is appropriately turned on and off by a temperature control device, so that the temperature is controlled to a certain temperature required for fixing.
トナー像が定着された被記録材１９は、定着ニップＮから排出される。定着ニップＮの出口側では、定着ベルト２の曲率半径が小さくなっているため、被記録材１９はそれ自身の復元力によって定着ベルト２から順次分離していく。被記録材１９の後端が定着ニップＮを通過することで、定着装置１の定着処理が終了する。
The recording material 19 on which the toner image is fixed is discharged from the fixing nip N. Since the radius of curvature of the fixing belt 2 is small on the exit side of the fixing nip N, the recording material 19 is sequentially separated from the fixing belt 2 by its own restoring force. When the rear end of the recording material 19 passes through the fixing nip N, the fixing process of the fixing device 1 is completed.
ここで、従来の構成では、定着ベルト２は、軸方向の両端部で経路形成部材３によって保持されていただけであり、軸方向の中央部においては、定着ニップを挟んだ入口側や出口側ではそれぞれ何ら保持されていない。そのため、例えば、被記録材の一部が折れ重なっていたり、複数の被記録材が重なって送られてきたりした場合には、定着ベルト２はその被記録材によって径方向の内方に押されて変形したり、破損したりする虞があった。
Here, in the conventional configuration, the fixing belt 2 is only held by the path forming member 3 at both end portions in the axial direction, and at the central portion in the axial direction, on the inlet side and the outlet side across the fixing nip. Each is not held at all. For this reason, for example, when a part of the recording material is folded or a plurality of recording materials are overlapped and sent, the fixing belt 2 is pushed inward in the radial direction by the recording material. There is a risk of deformation or damage.
これに対し、本実施形態によると、定着ベルト２は外力によって径方向の内方に押されると、その内周面が変形防止リブ８ａ，８ｂと当接するため、その状態よりも径方向の内方に押されて、それ以上に変形することがない。これによって、定着ベルト２は径方向の内方に大きく変形することが防止されるため、定着ベルト２が折れたり、破損したりすることを防止することができる。また、通常の運転状態では、定着ベルト２と変形防止リブ８ａ，８ｂとが接触していないので、定着ベルト２の摺動抵抗が増大せず、また変形防止リブ８ａ，８ｂが定着ベルト２から熱を奪うことがない。従って、ウォームアップ時間が従来よりも遅くなることはない。
On the other hand, according to the present embodiment, when the fixing belt 2 is pushed inward in the radial direction by an external force, the inner peripheral surface thereof abuts against the deformation preventing ribs 8a and 8b. Will not be deformed further. Accordingly, the fixing belt 2 is prevented from being greatly deformed inward in the radial direction, so that the fixing belt 2 can be prevented from being broken or damaged. Further, since the fixing belt 2 and the deformation preventing ribs 8 a and 8 b are not in contact with each other in a normal operation state, the sliding resistance of the fixing belt 2 does not increase, and the deformation preventing ribs 8 a and 8 b are separated from the fixing belt 2. Don't take heat away. Therefore, the warm-up time will not be slower than before.
また、複数の変形防止リブ８ａ，８ｂを定着ベルト２の軸方向全長に亘って形成することによって、軸方向全長に亘って定着ベルト２が変形することを防止することができる。
In addition, by forming the plurality of deformation preventing ribs 8a and 8b over the entire axial length of the fixing belt 2, it is possible to prevent the fixing belt 2 from being deformed over the entire axial length.
《発明の実施形態２》
次に、本発明の実施形態２に係る定着装置２０１について説明する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
Next, the fixing device 201 according to the second exemplary embodiment of the present invention will be described.
この実施形態２に係る定着装置２０１は、ニップ形成部材の構成が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成について中心に説明する。
The fixing device 201 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the nip forming member. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and components different from those in the first embodiment will be mainly described.
図１８は、実施形態２に係る定着装置２０１の横断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view of the fixing device 201 according to the second embodiment.
定着装置２０１は、支持体２０５のニップ形成部材２５３を、金属材料で形成している。このように、ニップ形成部材２５３を金属材料で形成することによって、定着ベルト２の温度を平滑化することができる。具体的には、ニップ形成部材２５３は、熱伝導性の良い銅やアルミニウムなどで形成されている。
In the fixing device 201, the nip forming member 253 of the support 205 is formed of a metal material. Thus, the temperature of the fixing belt 2 can be smoothed by forming the nip forming member 253 from a metal material. Specifically, the nip forming member 253 is formed of copper, aluminum, or the like with good thermal conductivity.
つまり、定着ベルト２は、熱容量が小さいため、ハロゲンランプ６に軸方向の発熱ムラがあると、定着ベルト２にも軸方向に同様の温度ムラが発生しやすい。
That is, since the fixing belt 2 has a small heat capacity, if the halogen lamp 6 has heat generation unevenness in the axial direction, the same temperature unevenness is likely to occur in the fixing belt 2 in the axial direction.
また、定着ベルト２の温度ムラは、ハロゲンランプ６の発熱ムラ以外によっても発生する。詳しくは、定着ニップＮのうち、被記録材１９の通過領域よりも外側の領域、即ち、被記録材１９を狭持していない領域では、定着ベルト２から被記録材１９に熱が伝導しない。つまり、定着ベルト２のうち、被記録材１９の通過領域外の部分は、放熱せず、その温度が過剰に上昇する傾向がある。その結果、定着ベルト２は、被記録材１９の通過領域外の部分の温度が過剰に高く、そこから軸方向中央に向かって温度が徐々に低下していくような温度ムラを有することになる。この温度ムラは、想定している最大幅よりも小さな幅の被記録材１９を連続的に通過させる場合に、特に問題となる。
Further, the temperature unevenness of the fixing belt 2 also occurs due to other than the heat generation unevenness of the halogen lamp 6. Specifically, heat does not conduct from the fixing belt 2 to the recording material 19 in the fixing nip N outside the area where the recording material 19 passes, that is, in the area where the recording material 19 is not sandwiched. . In other words, the portion of the fixing belt 2 outside the area where the recording material 19 passes does not radiate heat and its temperature tends to rise excessively. As a result, the fixing belt 2 has a temperature unevenness in which the temperature of the portion outside the passing region of the recording material 19 is excessively high, and the temperature gradually decreases from there to the center in the axial direction. . This temperature unevenness becomes a problem particularly when the recording material 19 having a width smaller than the assumed maximum width is continuously passed.
そこで、本実施形態では、ニップ形成部材２５３を金属材料で形成することによって、定着ベルト２の温度分布の平滑化を図っている。すなわち、ハロゲンランプ６の熱は輻射によって定着ベルト２に伝わり、その熱は、定着ニップＮにおいて定着ベルト２から被記録材１９、ニップ形成部材２５３及び加圧ローラ４に伝導する。このとき、ニップ形成部材２５３は、定着ベルト２の内部に配設されているが、遮蔽板７によって遮蔽されているため、ハロゲンランプ６の輻射によって加熱されることはない。そのため、ニップ形成部材２５３は、定着ベルト２よりも低温となっており、定着ベルト２からニップ形成部材２５３へ熱が容易に伝導する。そして、定着ベルト２のうち高温部分からはより多くの熱がニップ形成部材２５３に伝導するため、定着ベルト２の温度分布と同様の分布でニップ形成部材２５３へ熱が伝導する。ところが、ニップ形成部材２５３は金属材料で形成されているため、ニップ形成部材２５３に伝導した熱はニップ形成部材２５３内を即座に伝導して、ニップ形成部材２５３の温度は迅速に平滑化される。つまり、定着ベルト２のうち被記録材１９の通過領域外の部分からニップ形成部材２５３に伝導した熱は、より低温となっている、ニップ形成部材２５３の軸方向中央に向かって熱が伝導していく。その結果、軸方向中央部などにおいては、被記録材１９の通過領域内において、ニップ形成部材２５３の方が定着ベルト２よりも温度が高くなることもある。この場合には、ニップ形成部材２５３から定着ベルト２へ熱が伝導する。すなわち、ニップ形成部材２５３は、定着ベルト２のうち被記録材１９の通過領域外の部分から吸熱するだけでなく、場合によっては、吸熱した熱を軸方向内方に伝導させて定着ベルト２へ再び伝導させる。こうして、ニップ形成部材２５３は、定着ベルト２の温度を平滑化する。そして、本実施形態では、ニップ形成部材２５３を金属材料の中でも熱伝導率の高い銅やアルミニウムで形成することによって、定着ベルト２の温度をより迅速に平滑化することができる。
Therefore, in this embodiment, the temperature distribution of the fixing belt 2 is smoothed by forming the nip forming member 253 from a metal material. That is, the heat of the halogen lamp 6 is transmitted to the fixing belt 2 by radiation, and the heat is conducted from the fixing belt 2 to the recording material 19, the nip forming member 253 and the pressure roller 4 in the fixing nip N. At this time, the nip forming member 253 is disposed inside the fixing belt 2, but is not heated by the radiation of the halogen lamp 6 because it is shielded by the shielding plate 7. Therefore, the nip forming member 253 is at a lower temperature than the fixing belt 2, and heat is easily conducted from the fixing belt 2 to the nip forming member 253. Since more heat is transferred from the high temperature portion of the fixing belt 2 to the nip forming member 253, heat is transferred to the nip forming member 253 with a distribution similar to the temperature distribution of the fixing belt 2. However, since the nip forming member 253 is formed of a metal material, the heat conducted to the nip forming member 253 is immediately conducted through the nip forming member 253, and the temperature of the nip forming member 253 is quickly smoothed. . That is, the heat conducted to the nip forming member 253 from the portion outside the passing region of the recording material 19 in the fixing belt 2 is conducted at a lower temperature toward the center in the axial direction of the nip forming member 253. To go. As a result, the temperature of the nip forming member 253 may be higher than that of the fixing belt 2 in the passage area of the recording material 19 in the central portion in the axial direction. In this case, heat is conducted from the nip forming member 253 to the fixing belt 2. In other words, the nip forming member 253 not only absorbs heat from a portion of the fixing belt 2 outside the passage region of the recording material 19, but in some cases, the absorbed heat is conducted inward in the axial direction to the fixing belt 2. Conduct again. Thus, the nip forming member 253 smoothes the temperature of the fixing belt 2. In this embodiment, the temperature of the fixing belt 2 can be smoothed more quickly by forming the nip forming member 253 from copper or aluminum having a high thermal conductivity among metal materials.
したがって、本実施形態によれば、ニップ形成部材２５３を金属材料で形成することによって、定着ベルト２の温度分布を軸方向へ平滑にすることができる。その結果、定着ベルト２の端部が局所的に高温となって破損してしまうことを防止することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the temperature distribution of the fixing belt 2 can be smoothed in the axial direction by forming the nip forming member 253 from a metal material. As a result, it is possible to prevent the end portion of the fixing belt 2 from being locally damaged due to high temperature.
ただし、ニップ形成部材２５３を金属材料で形成したとしても、ニップ形成部材２５３は、断熱部材５２を介して熱容量の大きな支持体本体５１と断熱されている。つまり、ニップ形成部材２５３を金属材料で構成すると、定着ベルト２の熱がニップ形成部材２５３へ伝導し易くなるが、ニップ形成部材２５３から支持体本体５１への熱の流れは断たれているため、ウォームアップ時間が長期化することを防止することができる。つまり、ニップ形成部材２５３を金属材料で形成すると共に、ニップ形成部材２５３と支持体本体５１との間に断熱部材５２を介在させることによって、ウォームアップ時間をほとんど遅くすることなく、定着ベルト２の温度を平滑化することができる。
However, even if the nip forming member 253 is formed of a metal material, the nip forming member 253 is thermally insulated from the support body 51 having a large heat capacity via the heat insulating member 52. That is, if the nip forming member 253 is made of a metal material, the heat of the fixing belt 2 is easily conducted to the nip forming member 253, but the heat flow from the nip forming member 253 to the support body 51 is cut off. It is possible to prevent the warm-up time from being prolonged. That is, the nip forming member 253 is formed of a metal material, and the heat insulating member 52 is interposed between the nip forming member 253 and the support body 51, so that the warm-up time is hardly delayed, and the fixing belt 2 The temperature can be smoothed.
本実施形態では、ニップ形成部材２５３に、熱伝導率の良い銅板を厚さ１．５ｍｍにして用いている。
In this embodiment, a copper plate having a good thermal conductivity is used as the nip forming member 253 with a thickness of 1.5 mm.
また、図１９に示すように、ニップ形成部材２５３は、想定される最大幅の被記録材が通過する領域（以下、最大通過領域ともいう）よりも外側に位置する部分２５３ｃの肉厚を薄く形成している。こうすることによって、定着ベルト２からニップ形成部材２５３に伝導した熱が、最大通過領域よりも外側へ伝導していくことを防止することができる。この定着ベルト２のうち、最大通過領域外の部分２５３ｃは、トナー像の定着に寄与しないため、加熱する必要がない。つまり、ニップ形成部材２５３のうち、最大通過領域外の部分２５３ｃの断面積を小さくすることによって、熱抵抗を大きくすることができる。それに加えて、本実施形態のように、最大通過領域外の部分２５３ｃ全体の断面積を小さくすることによって、該最大通過領域外の部分２５３ｃの体積を減少させて熱容量を小さくすることができる。これらによって、該最大通過領域外の部分２５３ｃへ熱が伝導し難くすることができるため、ウォームアップ時間が長期化してしまうことを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 19, the nip forming member 253 has a thin portion 253c positioned outside the region through which the recording material having the maximum width to be assumed passes (hereinafter also referred to as the maximum passage region). Forming. By doing so, it is possible to prevent the heat conducted from the fixing belt 2 to the nip forming member 253 from being conducted outside the maximum passage region. Of the fixing belt 2, the portion 253c outside the maximum passage region does not contribute to the fixing of the toner image, and thus does not need to be heated. That is, the thermal resistance can be increased by reducing the cross-sectional area of the portion 253c of the nip forming member 253 outside the maximum passage region. In addition, by reducing the overall cross-sectional area of the portion 253c outside the maximum passage region as in the present embodiment, the volume of the portion 253c outside the maximum passage region can be reduced and the heat capacity can be reduced. As a result, it is possible to make it difficult for heat to be conducted to the portion 253c outside the maximum passage region, so that it is possible to prevent the warm-up time from being prolonged.
ここで、ニップ形成部材２５３を最大通過領域だけでなく、定着ベルト２の全長に亘って設けると共に、ニップ形成部材２５３の最大通過領域外の部分２５３ｃの断面積を小さくすべく、ニップ形成部材２５３のうち断熱部材５２側の部分を切削することによって、加圧ローラ４と対向するニップ形成面２５３ａを、定着ベルト２の全長に亘って一様にすることができる。
Here, the nip forming member 253 is provided not only in the maximum passing region but also over the entire length of the fixing belt 2, and in order to reduce the cross-sectional area of the portion 253 c outside the maximum passing region of the nip forming member 253. By cutting the portion on the heat insulating member 52 side, the nip forming surface 253 a facing the pressure roller 4 can be made uniform over the entire length of the fixing belt 2.
すなわち、ニップ形成部材２５３の最大通過領域外の部分２５３ｃを設けない構成も考えられるが、ニップ形成部材２５３を最大通過領域だけに設けると、定着ベルト２は最大通過領域よりも長く形成されているため、ニップ形成部材２５３の軸方向端縁が定着ベルト２の内周面と摺接することになり、該定着ベルト２の内周面を傷つけてしまう虞がある。同様に、最大通過領域外の部分２５３ｃの断面積を小さくすべく、ニップ形成部材２５３のニップ形成面２５３ａ側を切削すると、該切削によってニップ形成部材２５３の対向面に端縁が形成され、この端縁で定着ベルト２の内周面を傷つけてしまう虞がある。それに対し、本実施形態では、定着ベルト２の内周面と摺接する、ニップ形成面２５３ａを、定着ベルト２の全長に亘って一様に形成することができるため、ニップ形成部材２５３で定着ベルト２の内周面を傷つけることを防止することができる。つまり、ニップ形成面２５３ａを軸方向において一様にしたままで、最大通過領域外の部分２５３ｃの断面積を小さくすることによって、定着ベルト２を傷つけることを防止しつつ、ウォームアップ時間の長期化を防止することができる。
In other words, a configuration in which the portion 253c outside the maximum passage region of the nip forming member 253 is not provided is considered. However, if the nip forming member 253 is provided only in the maximum passage region, the fixing belt 2 is formed longer than the maximum passage region. Therefore, the axial end edge of the nip forming member 253 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 2, which may damage the inner peripheral surface of the fixing belt 2. Similarly, when the side of the nip forming surface 253a of the nip forming member 253 is cut to reduce the cross-sectional area of the portion 253c outside the maximum passage region, an edge is formed on the opposite surface of the nip forming member 253 by the cutting. There is a possibility that the inner peripheral surface of the fixing belt 2 may be damaged at the edge. On the other hand, in the present embodiment, the nip forming surface 253a that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 2 can be formed uniformly over the entire length of the fixing belt 2, so that the nip forming member 253 can fix the fixing belt. It is possible to prevent the inner peripheral surface of 2 from being damaged. In other words, by keeping the nip forming surface 253a uniform in the axial direction and reducing the cross-sectional area of the portion 253c outside the maximum passing region, the fixing belt 2 is prevented from being damaged and the warm-up time is prolonged. Can be prevented.
尚、ニップ形成部材２５３のうち最大通過領域外の部分２５３ｃに、熱が伝導し難い構成であれば、任意の構成を採用することができる。例えば、図２０に示すように、ニップ形成部材２５３のうち、最大通過領域外の部分２５３ｃの断面積を徐々に小さくする構成であってもよい。また、図２１に示すように、ニップ形成部材２５３のうち、最大通過領域内の部分２５３ｂと最大通過領域外の部分２５３ｃとの間に切欠部２５３ｄを構成してもよい。このような構成であっても、定着ベルト２と摺接するニップ形成面２５３ａは、軸方向において一様に形成することが好ましい。
Any configuration can be adopted as long as heat is not easily transmitted to the portion 253c outside the maximum passage region of the nip forming member 253. For example, as shown in FIG. 20, the structure which makes the cross-sectional area of the part 253c outside the maximum passage area | region among the nip formation members 253 gradually small may be sufficient. Further, as shown in FIG. 21, a notch 253d may be formed between a portion 253b in the maximum passage region and a portion 253c outside the maximum passage region in the nip forming member 253. Even with such a configuration, it is preferable that the nip forming surface 253a in sliding contact with the fixing belt 2 is formed uniformly in the axial direction.
《発明の実施形態３》
次に、本発明の実施形態３に係る定着装置３０１について説明する。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
Next, the fixing device 301 according to the third exemplary embodiment of the present invention will be described.
この実施形態３に係る定着装置３０１は、ニップ形成部材３５３の構成が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成について中心に説明する。
The fixing device 301 according to the third embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the nip forming member 353. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and components different from those in the first embodiment will be mainly described.
図２２は、実施形態３に係る定着装置３０１の横断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view of the fixing device 301 according to the third embodiment.
定着装置３０１に係る支持体３０５のニップ形成面３５３ａは、加圧ローラ４が定着ベルト２を加圧する前の状態において、加圧ローラ４の外周面に沿うように、定着ベルト２の軸方向に直交する断面の形状が定着ベルト２の内方へ（即ち、加圧ローラ４とは反対側へ）凹むように湾曲している。定着ニップＮは、被記録材１９上のトナー像を適切に加熱及び加圧するために或る程度の幅が必要である。しかし、ニップ幅を拡大すべく、定着ベルト２の周長や加圧ローラ４の外径を大きくすると定着装置１の大型化を招いてしまい好ましくない。また、加圧ローラ４は円柱状であるため、定着ニップＮが平坦である限り、ニップ幅を拡大するには限界がある。そこで、ニップ形成面５３ａを凹曲面とすることによって、定着ニップＮを加圧ローラ４の外周面に沿って湾曲させて、定着ベルト２や加圧ローラ４の外径を大きくすることなく、ニップ幅を拡大している。
The nip forming surface 353 a of the support 305 related to the fixing device 301 is in the axial direction of the fixing belt 2 so as to be along the outer peripheral surface of the pressure roller 4 before the pressure roller 4 presses the fixing belt 2. The shape of the orthogonal cross section is curved so as to be recessed inward of the fixing belt 2 (that is, toward the side opposite to the pressure roller 4). The fixing nip N needs a certain width in order to appropriately heat and press the toner image on the recording material 19. However, if the peripheral length of the fixing belt 2 or the outer diameter of the pressure roller 4 is increased in order to increase the nip width, the fixing device 1 is undesirably increased in size. Further, since the pressure roller 4 is cylindrical, as long as the fixing nip N is flat, there is a limit to increasing the nip width. Therefore, by forming the nip forming surface 53a into a concave curved surface, the fixing nip N is curved along the outer peripheral surface of the pressure roller 4, and the nip without increasing the outer diameter of the fixing belt 2 or the pressure roller 4. The width has been expanded.
ここで、ニップ形成面３５３ａの曲率半径は、図２３の二点鎖線で示すように、加圧ローラ４が定着ベルト２を加圧する前の状態において、加圧ローラ４の外周面の半径よりも大きくなっている。こうすることによって、定着ニップＮの入口側及び出口側において、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの幅方向縁部（以下、単に縁部ともいう）が定着ベルト２を介して加圧ローラ４の外周面に食い込んでしまうことを防止している。
Here, the radius of curvature of the nip forming surface 353a is larger than the radius of the outer peripheral surface of the pressure roller 4 in a state before the pressure roller 4 presses the fixing belt 2, as indicated by a two-dot chain line in FIG. It is getting bigger. By doing so, the width direction edge portion (hereinafter also simply referred to as the edge portion) of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 is formed on the pressure roller 4 via the fixing belt 2 on the inlet side and the outlet side of the fixing nip N. It is prevented that it bites into the outer peripheral surface of.
すなわち、ニップ形成面３５３ａを加圧ローラ４の外周面に沿うような凹曲面に形成することによって、定着ベルト２のうち定着ニップＮの部分が、該定着ベルト２の内方に凹んだ形状となる一方で、定着ベルト２のうち定着ニップＮの入口及び出口の部分は、ニップ形成部３５３のニップ形成面３５３ａの縁部によって、加圧ローラ４側に突出した稜状に形成される。この稜状の部分は、ニップ形成面が平面である場合でも形成されるが、ニップ形成面３５３ａを凹曲面とすることによって、より尖鋭な形状となる。
That is, by forming the nip forming surface 353 a into a concave curved surface that follows the outer peripheral surface of the pressure roller 4, the fixing nip N portion of the fixing belt 2 is recessed inwardly of the fixing belt 2. On the other hand, the inlet and outlet portions of the fixing nip N of the fixing belt 2 are formed in a ridge shape protruding toward the pressure roller 4 by the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming portion 353. This ridge-shaped portion is formed even when the nip forming surface is a flat surface, but becomes a sharper shape by making the nip forming surface 353a a concave curved surface.
ところで、加圧ローラ４は、定着ベルト２に対して設置される際に定着ベルト２側へ加圧されると、図２３の実線で示すように、押し潰されるように変形し、変形した部分の曲率半径が大きくなる。
By the way, when the pressure roller 4 is pressed against the fixing belt 2 when installed on the fixing belt 2, it is deformed so as to be crushed as shown by the solid line in FIG. The radius of curvature increases.
ここで、仮に、ニップ形成面３５３ａの曲率半径と加圧ローラ４の外周面の半径とが同一であるとすると、加圧ローラ４が定着ベルト２を加圧する際に、加圧ローラ４が変形し、定着ニップＮの出入口において、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が変形した加圧ローラ４の外周面に定着ベルト２を介して食い込むことになる。
If the radius of curvature of the nip forming surface 353a and the radius of the outer peripheral surface of the pressure roller 4 are the same, the pressure roller 4 is deformed when the pressure roller 4 presses the fixing belt 2. Then, at the entrance / exit of the fixing nip N, the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 is bitten into the outer peripheral surface of the pressure roller 4 via the fixing belt 2.
それに対し、本実施形態では、ニップ形成面３５３ａの曲率半径が加圧前の状態における加圧ローラ４の外周面の半径よりも大きくなっているため、加圧ローラ４とニップ形成部材３５３とで定着ベルト２を挟持しただけで、加圧力が作用していない状態では、定着ニップＮの幅方向中央においては加圧ローラ４の外周面と定着ベルト２とニップ形成面３５３ａとが互いに重なり合っているが、定着ニップＮの縁部及びその近傍においては加圧ローラ４の外周面と定着ベルト２とニップ形成面３５３ａとの間に互いに隙間が形成される（図２３では、定着ベルト２と加圧ローラ４の外周面との間にのみ隙間が形成されている）。この隙間は、ニップ形成面３５３ａの縁部に近付くほど広くなっている。つまり、この状態から、加圧ローラ４で定着ベルト２を加圧したとしても、図２３に示すように、加圧ローラ４の変形を該隙間で吸収することができ、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面へ食い込むことを防止することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the radius of curvature of the nip forming surface 353a is larger than the radius of the outer peripheral surface of the pressure roller 4 in the state before pressing, the pressure roller 4 and the nip forming member 353 In a state where the fixing belt 2 is only clamped and no pressure is applied, the outer peripheral surface of the pressure roller 4, the fixing belt 2 and the nip forming surface 353a overlap each other in the center in the width direction of the fixing nip N. However, a gap is formed between the outer peripheral surface of the pressure roller 4 and the fixing belt 2 and the nip forming surface 353a at the edge of the fixing nip N and in the vicinity thereof (in FIG. 23, the fixing belt 2 and the pressure are pressed). A gap is formed only between the outer peripheral surface of the roller 4). This gap becomes wider as it approaches the edge of the nip forming surface 353a. That is, even if the fixing belt 2 is pressed by the pressure roller 4 from this state, the deformation of the pressure roller 4 can be absorbed by the gap as shown in FIG. It is possible to prevent the edge of the forming surface 353a from biting into the outer peripheral surface of the pressure roller 4.
尚、ニップ形成面３５３ａの曲率半径は、加圧ローラ４の寸法、材質及び加圧力、定着ベルト２の材質、並びにニップ形成部材３５３の材質等に基づいて、加圧ローラ４が定着ベルト２を加圧する際に変形した場合であっても、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に食い込まない程度の値に設定されることが好ましい。こうすることで、加圧ローラ４の加圧時の変形に起因する、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部の加圧ローラ４への食い込みを防止することができる。
The radius of curvature of the nip forming surface 353a is determined based on the size, material and pressure of the pressure roller 4, the material of the fixing belt 2, the material of the nip forming member 353, and the like. Even when the pressure is deformed, it is preferable that the edge of the nip forming surface 353 a of the nip forming member 353 is set to a value that does not bite into the outer peripheral surface of the pressure roller 4. By doing so, it is possible to prevent the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 from biting into the pressing roller 4 due to the deformation of the pressing roller 4 during the pressing.
また、ニップ形成面３５３ａの曲率半径を加圧前の状態における加圧ローラ４の外周面の半径よりも大きくすることによって、加圧ローラ４が定着ベルト２の外周面に当接する際に、加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸とがずれた場合においても、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に定着ベルト２を介して食い込むことを防止することができる。
Further, by making the radius of curvature of the nip forming surface 353a larger than the radius of the outer peripheral surface of the pressure roller 4 in the state before pressurization, the pressure roller 4 is added when contacting the outer peripheral surface of the fixing belt 2. Even when the shaft of the pressure roller 4 and the shaft of the nip forming member 353 are deviated, the edge of the nip forming surface 353 a of the nip forming member 353 bites into the outer peripheral surface of the pressure roller 4 via the fixing belt 2. Can be prevented.
つまり、ニップ形成面３５３ａの曲率半径と加圧ローラ４の外周面の半径とが同一であれば、加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸とがずれた場合には、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面へ食い込んでしまう。
That is, if the radius of curvature of the nip forming surface 353a and the radius of the outer peripheral surface of the pressure roller 4 are the same, the nip forming member can be used when the axis of the pressure roller 4 and the axis of the nip forming member 353 are shifted. The edge portion of the nip forming surface 353 a of 353 bites into the outer peripheral surface of the pressure roller 4.
それに対して、本実施形態では、ニップ形成面３５３ａの曲率半径が加圧前の状態における加圧ローラ４の外周面の半径よりも大きくなっている。そして、加圧ローラ４の形状は定着ベルト２を加圧しない限り変形しない。つまり、加圧ローラ４がニップ形成面３５３ａに当接した状態においても、前述の如く、ニップ形成面３５３ａの縁部及びその近傍において加圧ローラ４の外周面とニップ形成面３５３ａとの間に隙間が形成される。その結果、加圧ローラ４を定着ベルト２に当接させる際に、加圧ローラ４の軸とニップ形成面３５３ａの軸とがずれても、そのずれをニップ形成面３５３ａの縁部及びその近傍の隙間で吸収することができ、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に食い込むことを防止することができる。
On the other hand, in this embodiment, the radius of curvature of the nip forming surface 353a is larger than the radius of the outer peripheral surface of the pressure roller 4 in the state before pressure. The shape of the pressure roller 4 is not deformed unless the fixing belt 2 is pressed. That is, even when the pressure roller 4 is in contact with the nip forming surface 353a, as described above, between the outer peripheral surface of the pressure roller 4 and the nip forming surface 353a at and near the edge of the nip forming surface 353a. A gap is formed. As a result, when the pressure roller 4 is brought into contact with the fixing belt 2, even if the axis of the pressure roller 4 and the axis of the nip forming surface 353a are deviated, the deviation is detected at the edge of the nip forming surface 353a and its vicinity. And the edge of the nip forming surface 353 a of the nip forming member 353 can be prevented from biting into the outer peripheral surface of the pressure roller 4.
尚、ニップ形成面３５３ａの曲率半径は、前述の、加圧ローラ４の寸法、材質及び加圧力、定着ベルト２の材質、並びにニップ形成部材３５３の材質等に加えて、加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸とのずれ量（例えば、組立公差）も考慮して、設定することが好ましい。つまり、ニップ形成面３５３ａの曲率半径は、加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸とが想定される範囲内で最大限ずれると共に、加圧ローラ４が定着ベルト２を加圧する際に変形した場合であっても、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に食い込まない程度の値に設定されることが好ましい。こうすることで、加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸とのずれ及び加圧ローラ４の加圧時の変形に起因する、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部の加圧ローラ４への食い込みを防止することができる。
The radius of curvature of the nip forming surface 353a is not limited to the dimensions, material and pressure of the pressure roller 4, the material of the fixing belt 2, the material of the nip forming member 353, and the like. And the amount of deviation (for example, assembly tolerance) between the nip forming member 353 and the shaft of the nip forming member 353 are preferably set. In other words, the radius of curvature of the nip forming surface 353a deviates as much as possible within the range where the axis of the pressure roller 4 and the axis of the nip forming member 353 are assumed, and when the pressure roller 4 presses the fixing belt 2. Even when the nip forming member 353 is deformed, the nip forming surface 353 a of the nip forming member 353 is preferably set to a value that does not bite into the outer peripheral surface of the pressure roller 4. In this way, the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 is added due to the displacement between the shaft of the pressure roller 4 and the shaft of the nip forming member 353 and the deformation of the pressure roller 4 during pressing. Biting into the pressure roller 4 can be prevented.
さらに、ニップ形成面３５３ａの曲率半径を、図２３に示すように、加圧ローラ４が定着ベルト２を加圧した状態における該加圧ローラ４のうち定着ニップＮを形成する部分の外周面の半径よりも大きくすることによって、加圧ローラ４が熱膨張した場合においても、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に定着ベルト２を介して食い込むことを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 23, the radius of curvature of the nip forming surface 353a is the outer peripheral surface of the portion of the pressure roller 4 where the fixing nip N is formed in the state where the pressure roller 4 presses the fixing belt 2. By making the pressure larger than the radius, the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 bites into the outer peripheral surface of the pressure roller 4 via the fixing belt 2 even when the pressure roller 4 is thermally expanded. Can be prevented.
つまり、本実施形態の加圧ローラ４は、定着装置１の運転中においては、加熱された定着ベルト２の熱が伝導するため、熱膨張して外径が大きくなる。つまり、加圧した状態において、ニップ形成面３５３ａの曲率半径と加圧ローラ４のうち定着ニップＮを形成する部分の外周面の半径とが同一であれば、加圧ローラ４が熱膨張した際には、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面へ食い込むことになる。
That is, the pressure roller 4 of the present embodiment expands due to thermal expansion because the heat of the heated fixing belt 2 is conducted during operation of the fixing device 1, and the outer diameter increases. That is, when the pressure roller 4 is thermally expanded if the radius of curvature of the nip forming surface 353a and the radius of the outer peripheral surface of the portion of the pressure roller 4 where the fixing nip N is formed are the same in the pressurized state. The edge of the nip forming surface 353 a of the nip forming member 353 bites into the outer peripheral surface of the pressure roller 4.
それに対して、ニップ形成面３５３ａの曲率半径を、加圧した状態における加圧ローラ４の、定着ニップＮを形成する部分の外周面の半径よりも大きくすることによって、加圧した状態であっても、図２３に示すように、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部及びその近傍においては加圧ローラ４の外周面とニップ形成面３５３ａとの間に隙間が形成されているため、この隙間で、加圧ローラ４の熱膨張を吸収することができる。その結果、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に食い込むことを防止することができる。
On the other hand, the radius of curvature of the nip forming surface 353a is increased by making it larger than the radius of the outer peripheral surface of the portion where the fixing nip N is formed of the pressure roller 4 in the pressurized state. However, as shown in FIG. 23, a gap is formed between the outer peripheral surface of the pressure roller 4 and the nip forming surface 353a at and near the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353. With this gap, the thermal expansion of the pressure roller 4 can be absorbed. As a result, the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 can be prevented from biting into the outer peripheral surface of the pressure roller 4.
尚、ニップ形成面３５３ａの曲率半径は、前述の、加圧ローラ４の寸法、材質及び加圧力、定着ベルト２の材質、ニップ形成部材３５３の材質、並びに加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸とのずれ量等に加えて、加圧ローラ４の熱膨張も考慮して、設定することがより好ましい。つまり、ニップ形成面３５３ａの曲率半径は、加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸とが想定される範囲内で最大限ずれ、加圧ローラ４が定着ベルト２側に加圧されて変形し、さらには、加圧ローラ４が熱膨張した場合であっても、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に食い込まない程度の値に設定されることが好ましい。こうすることで、加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸のずれ、加圧ローラ４の加圧時の変形、加圧ローラ４の熱膨張に起因する、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部の加圧ローラ４への食い込みを防止することができる。
Note that the radius of curvature of the nip forming surface 353a is the above-described size, material and pressure of the pressure roller 4, the material of the fixing belt 2, the material of the nip forming member 353, and the shaft of the pressure roller 4 and the nip forming member. It is more preferable to set in consideration of the thermal expansion of the pressure roller 4 in addition to the shift amount of the shaft 353 and the like. That is, the radius of curvature of the nip forming surface 353a is shifted as much as possible within the range where the axis of the pressure roller 4 and the axis of the nip forming member 353 are assumed, and the pressure roller 4 is pressed toward the fixing belt 2 side. Further, even when the pressure roller 4 is thermally expanded, the value is set such that the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 does not bite into the outer peripheral surface of the pressure roller 4. It is preferable. By doing so, the nip formation of the nip forming member 353 due to the displacement of the axis of the pressure roller 4 and the axis of the nip forming member 353, the deformation of the pressure roller 4 during pressurization, and the thermal expansion of the pressure roller 4 is achieved. It is possible to prevent the edge of the surface 353a from getting into the pressure roller 4.
本実施形態では、加圧ローラ４は、前述の如く、直径１８ｍｍのＳＵＳ製の芯金外周面上に、シリコーンゴムを形成し、表層には厚さ５０μｍのＰＦＡ層を設けて、加圧ローラ４全体としての外径を２４ｍｍ（半径で１２ｍｍ）とし、シリコーンゴムは厚み約３ｍｍ、硬度は１０度（ＪＩＳ−Ａ）としている。それに対して、ニップ形成部材３５３の対向面３５３ａの曲率半径を２１ｍｍとしている。
In the present embodiment, as described above, the pressure roller 4 is formed by forming silicone rubber on the outer peripheral surface of a SUS core metal having a diameter of 18 mm, and providing a PFA layer having a thickness of 50 μm on the surface layer. 4 The outer diameter as a whole is 24 mm (12 mm in radius), the silicone rubber is about 3 mm thick, and the hardness is 10 degrees (JIS-A). On the other hand, the radius of curvature of the facing surface 353a of the nip forming member 353 is 21 mm.
したがって、本実施形態によれば、ニップ形成面３５３ａの曲率半径を当接及び加圧前の加圧ローラ４の外周面の半径よりも大きくすることによって、加圧ローラ４を定着ベルト２に当接させる際に加圧ローラ４の軸とニップ形成部材３５３の軸とがずれた場合であっても、又その当接後、加圧ローラ４が定着ベルト２を加圧する際に加圧ローラ４が変形しても、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に食い込むことを防止することができる。
Therefore, according to this embodiment, the radius of curvature of the nip forming surface 353a is made larger than the radius of the outer peripheral surface of the pressure roller 4 before contact and pressure, so that the pressure roller 4 contacts the fixing belt 2. Even when the axis of the pressure roller 4 and the axis of the nip forming member 353 are shifted when contacting, the pressure roller 4 is pressed when the pressure roller 4 presses the fixing belt 2 after the contact. Even if deformed, the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 can be prevented from biting into the outer peripheral surface of the pressure roller 4.
さらに、ニップ形成面３５３ａの曲率半径を加圧後における加圧ローラ４のうち定着ニップＮの部分の外周面の半径よりも大きくすることによって、加圧ローラ４が熱膨張しても、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に食い込むことを防止することができる。
Further, by making the radius of curvature of the nip forming surface 353a larger than the radius of the outer peripheral surface of the fixing nip N portion of the pressing roller 4 after pressing, the nip forming is possible even if the pressing roller 4 is thermally expanded. It is possible to prevent the edge portion of the nip forming surface 353 a of the member 353 from biting into the outer peripheral surface of the pressure roller 4.
このように、ニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部が加圧ローラ４の外周面に食い込むことを防止することで、定着ニップＮにおける圧力がニップ形成部材３５３のニップ形成面３５３ａの縁部では強く、ニップ形成面３５３ａの幅方向中央部では弱いというような、定着ニップＮにおける圧力の不均一を防止することができる。その結果、定着ニップＮにおける圧力分布を可及的に均一にすることができ、トナー像を安定して定着することができる。それに加えて、定着ベルト２の表面や加圧ローラ４の表面に傷が付くことを防止することができるため、定着ベルト２や加圧ローラ４等の寿命が短くなることを防止することができると共に、それらの傷による定着性の悪化も防止することができる。
In this way, the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353 is prevented from biting into the outer peripheral surface of the pressure roller 4, so that the pressure at the fixing nip N is the edge of the nip forming surface 353a of the nip forming member 353. It is possible to prevent the pressure non-uniformity in the fixing nip N from being strong at the portion and weak at the center in the width direction of the nip forming surface 353a. As a result, the pressure distribution in the fixing nip N can be made as uniform as possible, and the toner image can be stably fixed. In addition, since it is possible to prevent the surface of the fixing belt 2 and the surface of the pressure roller 4 from being damaged, it is possible to prevent the life of the fixing belt 2 and the pressure roller 4 from being shortened. At the same time, it is possible to prevent deterioration of the fixing property due to those scratches.
尚、ニップ形成部材３５３の対向面３５３ａの形状は、加圧ローラ４が熱膨張したり、ニップ形成部材３５３に対してずれた場合であっても加圧ローラ４の表面を傷つけない形状であれば、必ずしも前述の形状でなくてもよい。
The shape of the opposing surface 353a of the nip forming member 353 may be a shape that does not damage the surface of the pressure roller 4 even when the pressure roller 4 is thermally expanded or displaced with respect to the nip forming member 353. For example, the shape is not necessarily required.
また、支持体３０５は、図２４に示すように、ニップ形成部材３５３を耐熱性樹脂で形成することによって、ニップ形成部材３５３と断熱部材５２とを一体に構成してもよい。さらには、支持体３０５全てを一体に形成してもよい。このような場合であっても、加圧ローラ４と対向する対向面をニップ形成面として前述の形状に形成すればよい。
24, the nip forming member 353 and the heat insulating member 52 may be integrally formed by forming the nip forming member 353 from a heat resistant resin. Furthermore, all the support bodies 305 may be integrally formed. Even in such a case, the facing surface facing the pressure roller 4 may be formed in the above-described shape as a nip forming surface.
さらに、加圧ローラ４は、ニップ形成部材３５３へ押し付けられることによっても、変形して外径が大きくなるため、この点においても、ニップ形成部材３５３の対向面３５３ａの曲率半径を加圧ローラ４の半径よりも大きくすることは有効である。
Further, the pressure roller 4 is also deformed and increased in outer diameter by being pressed against the nip forming member 353. Also in this respect, the radius of curvature of the opposing surface 353a of the nip forming member 353 is set to the pressure roller 4. It is effective to make it larger than the radius of.
尚、前述の実施形態１〜３は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
The above-described first to third embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
