JP2010134072A - Fixing device - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a temperature decrease in consecutive image formation in a fixing device that heats a fixing member with external heating means having a heating belt. <P>SOLUTION: A pair of rollers for bringing the heating belt into contact with the fixing member press the heating belt against the fixing member with pressing forces different from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成工程において、画像を記録材に定着する定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device that fixes an image on a recording material in an image forming process of forming an image by an electrophotographic process.

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。   As a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a heat roller fixing type fixing device is frequently used.

熱ローラ定着方式の定着装置は、互いに圧接するローラ対(定着ローラおよび加圧ローラ)を備え、このローラ対の両方又はいずれか一方の内部に配置されたハロゲンヒータ等からなる加熱手段により定着ローラが所定の温度(定着温度)に加熱される。   The fixing device of the heat roller fixing system includes a pair of rollers (fixing roller and pressure roller) that are in pressure contact with each other, and the fixing roller is heated by heating means including a halogen heater or the like disposed in both or one of the roller pairs. Is heated to a predetermined temperature (fixing temperature).

未定着のトナー像を担持する記録材はローラ対間のニップを通過し、前記ニップにおいて、トナー像が加熱・加圧されて定着される。   The recording material carrying the unfixed toner image passes through the nip between the pair of rollers, and the toner image is fixed by being heated and pressurized in the nip.

ところで、最近の電子写真方式の画像形成装置においては、定着ローラ表層にシリコンゴム等からなる弾性層を設けた所謂ソフトローラを用いることが多い。定着ローラをソフトローラとすることで、定着ローラ表面が、未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー画像面を覆い包むように接触するために未定着トナー画像に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。   By the way, in recent electrophotographic image forming apparatuses, a so-called soft roller in which an elastic layer made of silicon rubber or the like is provided on the surface of the fixing roller is often used. By making the fixing roller a soft roller, the surface of the fixing roller is elastically deformed corresponding to the unevenness of the unfixed toner image, and heats the unfixed toner image well because it contacts the surface of the toner image so as to cover it. Fixing can be performed.

ソフトローラを用いた定着装置は、像を形成するトナーの量が多いカラートナー像の定着において、特に有効である。   A fixing device using a soft roller is particularly effective in fixing a color toner image having a large amount of toner forming an image.

また、ソフトローラを用いた定着装置においては、定着ローラがニップにおいて変形することにより、ニップ出口において、定着ローラ表面が凸形状となる。この凸部によって、記録材が定着ローラから離れる方向に指向されてニップを通過することになり、記録材の定着ローラからの剥離性が向上する。即ち、分離爪等の分離手段を設けることが不要になるという効果がソフトローラにより得られる。   In a fixing device using a soft roller, the surface of the fixing roller has a convex shape at the nip exit when the fixing roller is deformed at the nip. By this convex portion, the recording material is directed in a direction away from the fixing roller and passes through the nip, so that the releasability of the recording material from the fixing roller is improved. That is, an effect that it becomes unnecessary to provide separation means such as a separation claw can be obtained by the soft roller.

このように弾性層を具備したソフトローラを用いた定着ローラでは、弾性層の熱伝導性が非常に低い。このために、定着ローラ内部に加熱手段を設けた場合、熱伝達効率が低下し、ウォームアップ時間が長くなったり、プロセス速度を高速化した場合に定着ローラ温度が追従しなくなったりする問題がある。   In the fixing roller using the soft roller having the elastic layer as described above, the thermal conductivity of the elastic layer is very low. For this reason, when the heating means is provided inside the fixing roller, there is a problem that the heat transfer efficiency is lowered, the warm-up time is increased, and the fixing roller temperature does not follow when the process speed is increased. .

このような問題を解決するために、定着ローラを外側から、即ち、表面側から加熱する外部加熱手段を備えた定着装置が提案されている(特許文献1〜3)。   In order to solve such a problem, there has been proposed a fixing device including an external heating unit that heats the fixing roller from the outside, that is, from the surface side (Patent Documents 1 to 3).

特許文献1では、定着ローラに接触して定着ローラを加熱する加熱ベルトの定着ローラに対する当接領域の一部を押圧する押圧部材を設けている。   In Patent Document 1, a pressing member that presses a part of a contact area of a heating belt that contacts the fixing roller and heats the fixing roller with the fixing roller is provided.

特許文献2では、外部加熱手段として、ローラ対に張架された加熱ベルトを用い、ローラ対間の距離を固定としている。そして、加熱ベルトが定着ローラに接触していないときは、加熱ベルトにテンションが付与されず、加熱ベルトが定着ローラに接触しているときには、テンションが付与されるようにしている。   In Patent Document 2, a heating belt stretched around a roller pair is used as an external heating means, and the distance between the roller pair is fixed. When the heating belt is not in contact with the fixing roller, no tension is applied to the heating belt, and when the heating belt is in contact with the fixing roller, tension is applied.

特許文献3では、ローラ対が定着ローラから離間したときも、加熱ベルトを定着ローラに接触させ、定着ローラの回転により、加熱ベルトが移動するようにしている。特許文献3では、このようにすることで、加熱ベルトの劣化を防止している。
特開2005−300800号公報 特開2007−212896号公報 特開2007−248724号公報
In Patent Document 3, even when the roller pair is separated from the fixing roller, the heating belt is brought into contact with the fixing roller, and the heating belt is moved by the rotation of the fixing roller. In Patent Document 3, the heating belt is prevented from being deteriorated in this way.
JP 2005-300800 A JP 2007-2112896 A JP 2007-248724 A

特許文献1〜3のように、定着ローラを外側から加熱する外部加熱手段として加熱ベルトが用いられる。   As in Patent Documents 1 to 3, a heating belt is used as an external heating means for heating the fixing roller from the outside.

加熱ベルトは、広い面積で定着ローラに接触する。したがって、加熱ベルトから定着ローラには大量の熱が伝達することになり、しかも、加熱ベルトの熱容量が小さいことから、加熱ベルトが迅速に加熱され、また、高い応答性での温度制御が可能となるという利点が加熱ベルトにより得られる。   The heating belt contacts the fixing roller over a wide area. Therefore, a large amount of heat is transferred from the heating belt to the fixing roller, and furthermore, since the heat capacity of the heating belt is small, the heating belt is quickly heated, and temperature control with high responsiveness is possible. The advantage that is obtained by the heating belt.

しかしながら、加熱ベルトを用いた場合、次のような問題がある。   However, when a heating belt is used, there are the following problems.

特許文献2、3のように、加熱ベルトを用いた場合、ローラ対を用いて加熱ベルトを定着ローラに接触させている。この構成では、ローラとローラとの間において、加熱ベルトに弛みが生じ、弛み部分で加熱ベルトが定着ローラから離れることにより、加熱ベルトから定着ローラに伝わる熱量が制限される。   When the heating belt is used as in Patent Documents 2 and 3, the heating belt is brought into contact with the fixing roller using a pair of rollers. In this configuration, the heating belt is slackened between the rollers, and the heat belt is separated from the fixing roller at the slack portion, thereby limiting the amount of heat transmitted from the heating belt to the fixing roller.

結果として、加熱ベルトから定着ローラへの熱の供給量が不足し、連続画像形成時に定着ローラの温度が低下するという問題がある。   As a result, there is a problem that the amount of heat supplied from the heating belt to the fixing roller is insufficient, and the temperature of the fixing roller is lowered during continuous image formation.

特許文献1では、加熱ベルトが張架されているローラ対間の一部でしか加熱ベルトが定着ローラに接触しない。したがって、特許文献1においても、加熱ベルトから定着ローラへの熱の供給量が不足することにより、定着ローラの温度が低下する。   In Patent Document 1, the heating belt contacts the fixing roller only in a part between the pair of rollers on which the heating belt is stretched. Therefore, also in Patent Document 1, the temperature of the fixing roller is lowered due to a shortage of heat supplied from the heating belt to the fixing roller.

特許文献1の加熱機構において接触面積を広くするために、ローラ対間の距離を長くすると、外部加熱手段が占有するスペースが大きくなり、定着装置内に外部加熱手段を設けることが困難になる。   If the distance between the roller pairs is increased in order to increase the contact area in the heating mechanism of Patent Document 1, the space occupied by the external heating means increases, and it becomes difficult to provide the external heating means in the fixing device.

本発明は、外部加熱手段を有する従来の定着装置における問題を解決し、連続画像形成時にも定着ローラの温度低下を起こすことなく、カラー画像形成や高速画像形成が可能であるという外部加熱方式の利点を十分に活かした定着装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the problems in the conventional fixing device having an external heating means, and uses an external heating method in which color image formation and high-speed image formation are possible without lowering the temperature of the fixing roller even during continuous image formation. It is an object of the present invention to provide a fixing device that fully utilizes the advantages.

前記目的は下記の発明により達成される。   The object is achieved by the following invention.

1.トナー像を加熱し記録材に定着する定着部材、記録材を前記定着部材に接触させる加圧手段、及び前記定着部材を加熱する外部加熱手段を備え、
前記外部加熱手段は、
第1ローラ、
第2ローラ並びに、
少なくとも前記第1ローラ及び前記第2ローラに張架され、前記定着部材の表面に接触する加熱ベルトを有する定着装置において、
前記第2ローラは前記第1ローラよりも小さな押圧力で前記加熱ベルトを前記定着部材に押圧することを特徴とする定着装置。
1. A fixing member for heating and fixing the toner image on the recording material, a pressurizing means for bringing the recording material into contact with the fixing member, and an external heating means for heating the fixing member,
The external heating means includes
First roller,
The second roller,
In a fixing device having a heating belt stretched around at least the first roller and the second roller and in contact with the surface of the fixing member,
The fixing device, wherein the second roller presses the heating belt against the fixing member with a pressing force smaller than that of the first roller.

2.前記第1ローラ又は前記第2ローラの中に前記加熱ベルトを加熱する熱源が設けられていることを特徴とする前記1に記載の定着装置。   2. 2. The fixing device according to 1, wherein a heat source for heating the heating belt is provided in the first roller or the second roller.

3.前記第1ローラは、前記加熱ベルトの移動方向の上流側に配置され、前記第1ローラの中に前記加熱ベルトを加熱する熱源が設けられていることを特徴とする前記1に記載の定着装置。   3. 2. The fixing device according to 1, wherein the first roller is disposed on an upstream side in a moving direction of the heating belt, and a heat source for heating the heating belt is provided in the first roller. .

4.前記加熱ベルトを前記定着部材に、圧接、圧接解除させる切換手段を有することを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の定着装置。   4). 4. The fixing device according to any one of claims 1 to 3, further comprising switching means for pressing the heating belt against the fixing member and releasing the pressure contact.

5.前記加熱ベルトにテンションを付与するテンション手段を有することを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の定着装置。   5. The fixing device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a tension unit that applies tension to the heating belt.

本発明によれば、ローラ対が互いに等しくない押圧力で加熱ベルトを定着部材に押圧する。これによって、前記ローラ対の間の全領域において、加熱ベルトが定着ローラに接触する。   According to the present invention, the roller pair presses the heating belt against the fixing member with a pressing force that is not equal to each other. As a result, the heating belt contacts the fixing roller in the entire region between the roller pair.

接触面積が広くなることにより、加熱ベルトから定着ローラへの熱の移動量が大きくなる。   By increasing the contact area, the amount of heat transferred from the heating belt to the fixing roller increases.

したがって、カラートナー像のようにトナー量が多い像の場合や高速画像形成の場合でも良好な定着が行われ、連続画像形成時における定着ローラの温度低下を十分に抑制することが可能となる。   Therefore, satisfactory fixing is performed even in the case of an image with a large amount of toner such as a color toner image or in the case of high-speed image formation, and it is possible to sufficiently suppress the temperature drop of the fixing roller during continuous image formation.

以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。   Hereinafter, although this invention is demonstrated based on embodiment of this invention, this invention is not limited to this embodiment.

図1は本発明の実施の形態に係る定着装置の全体構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention.

定着装置は、トナー像を加熱し定着する定着部材としての定着ローラ1、定着ローラ1を外側から加熱する加熱ベルト2及び記録材Pを定着ローラ1に接触させる押圧手段を構成する押圧ベルト7を有する。   The fixing device includes a fixing roller 1 as a fixing member that heats and fixes a toner image, a heating belt 2 that heats the fixing roller 1 from the outside, and a pressing belt 7 that constitutes a pressing unit that brings the recording material P into contact with the fixing roller 1. Have.

定着ローラ1は、円筒状の芯金1A、シリコンゴム等の耐熱弾性材料からなる弾性層1B及び、PFA(四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチエン)等のフッ素樹脂からなる離型性の表面層1Cで構成される。   The fixing roller 1 includes a cylindrical metal core 1A, an elastic layer 1B made of a heat-resistant elastic material such as silicon rubber, PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), and the like. It is comprised by the mold release surface layer 1C which consists of a fluororesin.

無端状の加熱ベルト2は、第1ローラとしてのローラ3及び第2ローラとしてのローラ4により張架され、ローラ3に張架された部分からローラ4により張架された部分との間において、図示のように定着ローラ1に接触する。   The endless heating belt 2 is stretched by a roller 3 as a first roller and a roller 4 as a second roller, and between a portion stretched on the roller 3 and a portion stretched by the roller 4, It contacts the fixing roller 1 as shown.

ローラ3の内部には、熱源としてのヒータ5が配置されており、加熱ベルト2はヒータ5により加熱され、加熱された加熱ベルト2は定着ローラ1を加熱する。   A heater 5 as a heat source is disposed inside the roller 3, the heating belt 2 is heated by the heater 5, and the heated heating belt 2 heats the fixing roller 1.

加熱ベルト2は定着ローラ1を外側から加熱する外部加熱手段を構成する。   The heating belt 2 constitutes an external heating unit that heats the fixing roller 1 from the outside.

6は定着ローラ1の内部に設けられた補助熱源としてのヒータである。   Reference numeral 6 denotes a heater as an auxiliary heat source provided inside the fixing roller 1.

7は記録材Pを定着ローラ1に押圧する押圧ベルトであり、3個のローラ8〜10に張架されている。   A pressing belt 7 presses the recording material P against the fixing roller 1 and is stretched between three rollers 8 to 10.

11は前記押圧手段を構成し、押圧ベルト7を定着ローラ1に押圧する押圧部材である。押圧ベルト7は、ローラ8、10に張架され、ローラ9により押圧ベルト7に所定のテンションが付与される。   Reference numeral 11 denotes a pressing member that constitutes the pressing unit and presses the pressing belt 7 against the fixing roller 1. The pressing belt 7 is stretched around rollers 8 and 10, and a predetermined tension is applied to the pressing belt 7 by the roller 9.

記録材Pはローラ8側から矢印で示すように定着ローラ1と押圧ベルト7間のニップに進入し、該ニップにおいて、定着ローラ1により加熱される。記録材P上のトナー像は、加熱溶融され記録材Pに定着される。   The recording material P enters the nip between the fixing roller 1 and the pressing belt 7 as indicated by an arrow from the roller 8 side, and is heated by the fixing roller 1 in the nip. The toner image on the recording material P is heated and melted and fixed on the recording material P.

ローラ3は図示しない付勢手段により押圧力F1で加熱ベルト2を定着ローラ1に押圧する。   The roller 3 presses the heating belt 2 against the fixing roller 1 with a pressing force F1 by an urging means (not shown).

ローラ4は図示しない付勢手段により、或いは自重で加熱ベルト2を押圧力F2で定着ローラ1に押圧する。   The roller 4 presses the heating belt 2 against the fixing roller 1 with a pressing force F2 by urging means (not shown) or by its own weight.

押圧力F1と押圧力F2とは F1>F2 を満足するように設定され、両者が互いに等しくない押圧力で、加熱ベルト2を定着ローラ1に押圧する。   The pressing force F1 and the pressing force F2 are set so as to satisfy F1> F2, and the heating belt 2 is pressed against the fixing roller 1 with a pressing force that is not equal to each other.

ローラ3とローラ4とが等しくない押圧力で加熱ベルト2を定着ローラ1に押圧することにより、ローラ3による押圧位置からローラ4による押圧位置までの間で加熱ベルト2は浮き上がりを起こすことなく定着ローラ1に密着する。   The roller 3 and the roller 4 press the heating belt 2 against the fixing roller 1 with an unequal pressing force, so that the heating belt 2 is fixed without being lifted between the pressing position by the roller 3 and the pressing position by the roller 4. Close contact with the roller 1.

これにより、定着ローラ1は広い面積で加熱ベルト2に接触し加熱される。また、定着ローラ1は均一に加熱される。   As a result, the fixing roller 1 is heated in contact with the heating belt 2 over a wide area. Further, the fixing roller 1 is heated uniformly.

なお、小さい方の押圧力F2は0であってもよい。   The smaller pressing force F2 may be zero.

加熱ベルトを用いた従来の定着装置における問題を、図2を用いて説明する。   A problem in a conventional fixing device using a heating belt will be described with reference to FIG.

一対のローラが等しい押圧力で加熱ベルトを定着ローラに押圧する場合、図2に示すように加熱ベルトBLがローラR1とローラR2との間で定着ローラHRから浮き上がる。その結果、定着ローラHRと加熱ベルトBLとの接触面積が減少して加熱ベルトBLから定着ローラHRへの熱の供給量が減少する。   When the pair of rollers press the heating belt against the fixing roller with equal pressing force, the heating belt BL is lifted from the fixing roller HR between the rollers R1 and R2, as shown in FIG. As a result, the contact area between the fixing roller HR and the heating belt BL decreases, and the amount of heat supplied from the heating belt BL to the fixing roller HR decreases.

図2に示す従来の加熱機構において、加熱ベルトBLが張架されているローラR1、R2は1個の支持部材により支持されており、ローラR1とローラR2間の距離が一定である。   In the conventional heating mechanism shown in FIG. 2, the rollers R1 and R2 around which the heating belt BL is stretched are supported by one support member, and the distance between the rollers R1 and R2 is constant.

加熱ベルトBLは、PI(ポリイミド)等の樹脂ベルト又はNi等の金属ベルトであり、伸縮性を有しない。   The heating belt BL is a resin belt such as PI (polyimide) or a metal belt such as Ni, and has no stretchability.

ローラR1、R2により張架されているベルト部分を定着ローラHRに接触させて、定着ローラHRの加熱面積を稼ぐためには、加熱ベルトBLはある程度弛みを持った状態でローラR1、R2に張架される必要がある。   In order to increase the heating area of the fixing roller HR by bringing the belt portion stretched by the rollers R1 and R2 into contact with the fixing roller HR, the heating belt BL is stretched around the rollers R1 and R2 with some slack. Need to be laid.

このように、弛みを持った状態で張架されている加熱ベルトBLを等しい押圧力F3で定着ローラHRに押圧して、定着ローラHRの表面を図示のように変形させた場合、加熱ベルトBLはあローラR1とローラR2との間で浮き上がり、定着ローラHRの表面から離れる。   In this way, when the heating belt BL stretched in a slack state is pressed against the fixing roller HR with the same pressing force F3, and the surface of the fixing roller HR is deformed as illustrated, the heating belt BL The air floats between the roller R1 and the roller R2, and moves away from the surface of the fixing roller HR.

その結果、定着ローラHRが加熱される面積が減少して熱の移動量が減少する。   As a result, the area where the fixing roller HR is heated is reduced and the amount of heat transfer is reduced.

図1に示した加熱機構、即ち、等しくない押圧力F1、F2で、加熱ベルト2を定着ローラ1に押圧することにより、定着ローラ1が加熱される面積が広くなり、加熱ベルト2から定着ローラへの熱の供給量が多くなる。   By pressing the heating belt 2 against the fixing roller 1 with the heating mechanism shown in FIG. 1, that is, the unequal pressing forces F 1 and F 2, the area where the fixing roller 1 is heated increases. Increases the amount of heat supplied to

その結果、連続画像形成時における定着ローラ1の温度低下が十分に抑制される。   As a result, the temperature drop of the fixing roller 1 during continuous image formation is sufficiently suppressed.

図3は、図1における加熱ベルト2を支持するローラ3、4の支持機構の第1例を示す。   FIG. 3 shows a first example of a support mechanism for the rollers 3 and 4 that support the heating belt 2 in FIG.

ローラ3、4は板状の支持部材20により支持されている。   The rollers 3 and 4 are supported by a plate-like support member 20.

ローラ3は図示しない軸に回転自在に支持され、該軸の端部はほぼ四角形の軸端部3aとして形成されている。   The roller 3 is rotatably supported by a shaft (not shown), and the end portion of the shaft is formed as a substantially rectangular shaft end portion 3a.

軸端部3aは支持部材20に設けられた長孔20aに嵌入しており、軸端部3aは図の水平方向に移動可能である。   The shaft end portion 3a is fitted into a long hole 20a provided in the support member 20, and the shaft end portion 3a is movable in the horizontal direction in the figure.

軸端部3aと支持部材20間には圧縮型のバネ21が介在する。バネ21は加熱ベルト2にテンションを付与するテンション手段である。   A compression spring 21 is interposed between the shaft end 3 a and the support member 20. The spring 21 is a tension unit that applies tension to the heating belt 2.

ローラ4の軸4aは支持部材20により回転自在に支持されている。   The shaft 4 a of the roller 4 is rotatably supported by a support member 20.

支持部材20は、ローラ3の位置で圧縮型のバネ22により、ローラ4の位置で圧縮型のバネ23によりそれぞれレバー24に連結されている。   The support member 20 is connected to a lever 24 by a compression spring 22 at the position of the roller 3 and by a compression spring 23 at the position of the roller 4.

レバー24は軸24aを中心に回転可能であり、カム25により駆動されて回転する。   The lever 24 is rotatable about a shaft 24a and is driven by the cam 25 to rotate.

図示の状態は、カム25によりローラ3、4が図1の加熱ベルト2を定着ローラ1に押圧した状態を示す。   The state shown in the figure shows a state in which the rollers 3 and 4 press the heating belt 2 of FIG.

カム25が図示の位置から180°回転すると、レバー24が時計方向に回転して、押圧が解除される。   When the cam 25 rotates 180 ° from the position shown in the drawing, the lever 24 rotates clockwise and the pressing is released.

図3の状態で、バネ22はローラ3を押圧力F1で定着ローラ1に押圧し、バネ23はローラ4を押圧力F1よりも小さい押圧力F2で定着ローラ1に押圧する。   In the state of FIG. 3, the spring 22 presses the roller 3 against the fixing roller 1 with a pressing force F1, and the spring 23 presses the roller 4 against the fixing roller 1 with a pressing force F2 smaller than the pressing force F1.

バネ21はローラ4をローラ3から離す方向に付勢する。これにより、加熱ベルト2には所定のテンションが付与される。   The spring 21 urges the roller 4 in a direction away from the roller 3. Thereby, a predetermined tension is applied to the heating belt 2.

ローラ4の押圧力F2をローラ3の押圧力F1よりも小さくすることにより、加熱ベルト2はローラ1の表面に密着し、定着ローラ1は高効率で加熱される。   By making the pressing force F2 of the roller 4 smaller than the pressing force F1 of the roller 3, the heating belt 2 is in close contact with the surface of the roller 1, and the fixing roller 1 is heated with high efficiency.

図4は、図1における加熱ベルト2を支持するローラ3、4の支持機構の第2例を示す。   FIG. 4 shows a second example of a support mechanism for the rollers 3 and 4 that support the heating belt 2 in FIG.

図4では、支持部材20が支持部材本体から伸びた支持腕20b、20cを有する。   In FIG. 4, the support member 20 has support arms 20b and 20c extending from the support member main body.

支持腕20bと支持腕20c間に形成されたスペースにローラ4を支持する支持部材26が嵌入する。なお、ローラ3はその軸3bで支持部材26により回転自在に支持されている。   A support member 26 that supports the roller 4 is fitted into a space formed between the support arm 20b and the support arm 20c. The roller 3 is rotatably supported by a support member 26 on its shaft 3b.

図4(b)に示すように、ローラ4及び支持部材26からなるユニットを矢印で示すように支持腕20b、20c間に嵌入した後に、ローラ3とローラ4とに加熱ベルト2を掛け渡すことにより、図4(a)に示すように加熱ベルト2及びローラ3、4が支持部材20に取り付けられる。   As shown in FIG. 4B, after the unit composed of the roller 4 and the support member 26 is inserted between the support arms 20b and 20c as shown by the arrows, the heating belt 2 is stretched between the roller 3 and the roller 4. Thus, the heating belt 2 and the rollers 3 and 4 are attached to the support member 20 as shown in FIG.

図5は、図3、4に示すベルト支持機構の動作を示す。   FIG. 5 shows the operation of the belt support mechanism shown in FIGS.

カム25の回転により、レバー24は軸24aを中心に回転する。ローラ3はローラ4よりも軸24aに近い位置で、支持部材20により支持されている。   As the cam 25 rotates, the lever 24 rotates about the shaft 24a. The roller 3 is supported by the support member 20 at a position closer to the shaft 24 a than the roller 4.

カム25による押圧がない状態では、加熱ベルト2、ローラ3、4、支持部材20及びレバー24は、これら諸部材からなるユニットの自重で、定着ローラ1の上に載っている。   In a state where the cam 25 is not pressed, the heating belt 2, the rollers 3 and 4, the support member 20, and the lever 24 are placed on the fixing roller 1 by the weight of the unit composed of these members.

即ち、ローラ3が定着ローラ1に載っている。   That is, the roller 3 is placed on the fixing roller 1.

一方、バネ21により加熱ベルト2にテンションがかっているので、このテンションにより、ローラ4は、図5(a)のように、定着ローラ1から離れている。   On the other hand, since the tension is applied to the heating belt 2 by the spring 21, the roller 4 is separated from the fixing roller 1 by this tension as shown in FIG.

カム25が回転して、レバー24が反時計方向に回転し、バネ22がローラ3を、バネ23がローラ24をそれぞれ押すことにより、図5(b)に示すように加熱ベルト2が定着ローラ1に押圧される。   The cam 25 rotates, the lever 24 rotates counterclockwise, the spring 22 presses the roller 3 and the spring 23 presses the roller 24, whereby the heating belt 2 is fixed to the fixing roller as shown in FIG. 1 is pressed.

図5(a)から図5(b)への動作の過程では、ローラ3が先に定着ローラ1に接触し、ローラ4が後に接触する。   In the process of operation from FIG. 5A to FIG. 5B, the roller 3 contacts the fixing roller 1 first, and the roller 4 contacts later.

このように、ローラ3とローラ4とが異なるタイミングで定着ローラ1に接触することにより、ローラ3、4間において加熱ベルト2が弛みを作ることなく、定着ローラ1の表面に密着し、定着ローラ1と加熱ベルト2間の大きな接触面積が確保される。   As described above, when the roller 3 and the roller 4 come into contact with the fixing roller 1 at different timings, the heating belt 2 is brought into close contact with the surface of the fixing roller 1 without causing slack between the rollers 3 and 4. A large contact area between 1 and the heating belt 2 is ensured.

以上説明した実施の形態においては、加熱ベルト2が張架されるローラ3とローラ4との間隔を可変とし、両ローラを離す方向にバネをかけることにより、加熱ベルト2にテンションを付与している。しかしながら、加熱ベルト2を張架するローラ3とローラ4とを固定の軸で支持し、ローラ間の間隔を固定とすることもできる。   In the embodiment described above, the distance between the roller 3 and the roller 4 on which the heating belt 2 is stretched is variable, and a tension is applied to the heating belt 2 by applying a spring in a direction in which both rollers are separated. Yes. However, the roller 3 and the roller 4 that stretch the heating belt 2 can be supported by a fixed shaft, and the interval between the rollers can be fixed.

このような構成でも、加熱ベルトを定着ローラに押圧する押圧力を両ローラ間で異ならせ、且つ、両ローラが加熱ベルトを定着ローラに押圧するタイミングをずらすことにより、両ローラ間における加熱ベルトの弛みを無くすることができる。   Even in such a configuration, the pressing force for pressing the heating belt against the fixing roller is made different between the two rollers, and the timing at which the two rollers press the heating belt against the fixing roller is shifted, so that the heating belt between the two rollers is shifted. The slack can be eliminated.

この場合、大きな押圧力で押圧するローラを先に定着ローラに接触させることが好ましい。   In this case, it is preferable that the roller to be pressed with a large pressing force is first brought into contact with the fixing roller.

また、図5に示すように、定着ローラ1と加熱ベルト2との接触部における定着ローラ1の移動方向Wに関して上流側のローラ3の押圧力F1を下流側のローラ4の押圧力F2よりも大きくすることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 5, the pressing force F1 of the upstream roller 3 with respect to the moving direction W of the fixing roller 1 at the contact portion between the fixing roller 1 and the heating belt 2 is greater than the pressing force F2 of the downstream roller 4. It is preferable to enlarge it.

なお、熱源は、ローラ3の内部又はローラ4の内部、いずれに設けてもよい。   The heat source may be provided either inside the roller 3 or inside the roller 4.

(1)実施例
図1に示す定着装置を用い、表1に示す条件及び下記の条件で、記録材を定着装置に連続通紙して、加熱ベルト温度、定着ローラ温度及び押圧ベルト温度の変化を調べた。
・定着装置における記録材の搬送速度:400mm/sec
・制御目標値
定着ローラ温度:185℃
押圧ベルト温度:95℃
加熱ベルト温度:195℃
(1) Embodiment Using the fixing device shown in FIG. 1, the recording material was continuously passed through the fixing device under the conditions shown in Table 1 and the following conditions, and the changes in the heating belt temperature, the fixing roller temperature, and the pressing belt temperature. I investigated.
・ Conveying speed of recording material in fixing device: 400 mm / sec
・ Control target value Fixing roller temperature: 185 ℃
Pressure belt temperature: 95 ° C
Heating belt temperature: 195 ° C

Figure 2010134072
Figure 2010134072

連続通紙時の前記温度の変化を図6示す。   FIG. 6 shows the temperature change during continuous paper feeding.

図6に示されるように定着ローラの表面温度の最下点温度が約160℃であった。
(2)比較例1
押圧力F1=F2=80Nとし、ローラ3とローラ4間の間隔を一定とした他は実施例1と同一条件で連続通紙試験を行った。
As shown in FIG. 6, the lowest point temperature of the surface temperature of the fixing roller was about 160.degree.
(2) Comparative Example 1
A continuous paper passing test was performed under the same conditions as in Example 1 except that the pressing force F1 = F2 = 80 N and the interval between the rollers 3 and 4 was constant.

連続通紙時の前記温度の変化を図7示す。   FIG. 7 shows the temperature change during continuous paper feeding.

図7に示されるように定着ローラの最下点温度は148℃であった。   As shown in FIG. 7, the lowest point temperature of the fixing roller was 148 ° C.

両ローラが強く加熱ベルトを押圧することにより、加熱ベルトが両ローラ間で定着ローラから離れて加熱効率が低下した結果、加熱ベルトの温度低下がなく、加熱ベルトから定着ローラへの熱の移動量が少ない分だけ、定着ローラ温度の低下が大きかった。
(3)比較例2
図8に示す定着装置を用いた。
As both rollers strongly press the heating belt, the heating belt moves away from the fixing roller between the two rollers, resulting in a decrease in heating efficiency. As a result, the temperature of the heating belt does not decrease, and the amount of heat transferred from the heating belt to the fixing roller. The decrease in the fixing roller temperature was large due to the small amount.
(3) Comparative Example 2
The fixing device shown in FIG. 8 was used.

この定着装置では、ローラ3は加熱ベルト2を定着ローラ1に押圧しているが、ローラ4は浮いており、ローラ4の部分において、加熱ベルト2が定着ローラ1から離れている。   In this fixing device, the roller 3 presses the heating belt 2 against the fixing roller 1, but the roller 4 is floating, and the heating belt 2 is separated from the fixing roller 1 at the roller 4 portion.

押圧力F1=80N、F2=×とした他は実施例を同一条件で連続通紙した。   The embodiment was continuously fed under the same conditions except that the pressing force F1 = 80 N and F2 = x.

なお、F2=×は、ローラ4が浮いていることを表す。   F2 = x indicates that the roller 4 is floating.

図9に示すように、定着ローラの最下点温度は158℃であった。   As shown in FIG. 9, the lowest point temperature of the fixing roller was 158 ° C.

比較例1よりは最下点温度が高いものの、定着ローラの大きな温度低下があった。   Although the lowest point temperature was higher than that of Comparative Example 1, there was a large temperature drop of the fixing roller.

本発明の実施の形態に係る定着装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 従来の定着ローラの加熱機構を示す図である。It is a figure which shows the heating mechanism of the conventional fixing roller. 図1における加熱ベルト2を支持するローラ3、4の支持機構の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the support mechanism of the rollers 3 and 4 which support the heating belt 2 in FIG. 図1における加熱ベルト2を支持するローラ3、4の支持機構の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the support mechanism of the rollers 3 and 4 which support the heating belt 2 in FIG. 図3、4に示すベルト支持機構の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the belt support mechanism shown to FIG. 実施例における連続通紙時の定着ローラの温度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the temperature of the fixing roller at the time of continuous paper_feeding in an Example. 比較例1における連続通紙時の定着ローラの温度の変化を示す図である。6 is a diagram illustrating a change in temperature of a fixing roller during continuous paper feeding in Comparative Example 1. FIG. 比較例2において用いられた定着装置を示す図である。FIG. 6 is a view showing a fixing device used in Comparative Example 2. 比較例2における連続通紙時の定着ローラの温度の変化を示す図である。10 is a diagram illustrating a change in temperature of a fixing roller during continuous paper feeding in Comparative Example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 定着ローラ
2 加熱ベルト
3、4 ローラ
5、6 ヒータ
7 押圧ベルト
11 押圧部材
F1、F2、F3 押圧力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing roller 2 Heating belt 3, 4 Roller 5, 6 Heater 7 Pressing belt 11 Pressing member F1, F2, F3 Pressing force

Claims (5)

トナー像を加熱し記録材に定着する定着部材、記録材を前記定着部材に接触させる加圧手段、及び前記定着部材を加熱する外部加熱手段を備え、
前記外部加熱手段は、
第1ローラ、
第2ローラ並びに、
少なくとも前記第1ローラ及び前記第2ローラに張架され、前記定着部材の表面に接触する加熱ベルトを有する定着装置において、
前記第2ローラは前記第1ローラよりも小さな押圧力で前記加熱ベルトを前記定着部材に押圧することを特徴とする定着装置。
A fixing member for heating and fixing the toner image on the recording material, a pressurizing means for bringing the recording material into contact with the fixing member, and an external heating means for heating the fixing member,
The external heating means includes
First roller,
The second roller,
In a fixing device having a heating belt stretched around at least the first roller and the second roller and in contact with the surface of the fixing member,
The fixing device, wherein the second roller presses the heating belt against the fixing member with a pressing force smaller than that of the first roller.
前記第1ローラ又は前記第2ローラの中に前記加熱ベルトを加熱する熱源が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein a heat source for heating the heating belt is provided in the first roller or the second roller. 前記第1ローラは、前記加熱ベルトの移動方向の上流側に配置され、前記第1ローラの中に前記加熱ベルトを加熱する熱源が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 2. The fixing according to claim 1, wherein the first roller is disposed on an upstream side in a moving direction of the heating belt, and a heat source for heating the heating belt is provided in the first roller. apparatus. 前記加熱ベルトを前記定着部材に、圧接、圧接解除させる切換手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, further comprising a switching unit that causes the fixing member to press and release the heating belt. 前記加熱ベルトにテンションを付与するテンション手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, further comprising a tension unit that applies tension to the heating belt.
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