JP2011002590A - Fixing device and image forming apparatus including the same - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a belt fixing type fixing device which achieves shortening of warm-up time, and improvement in durability and fixing performance of a fixing roller without causing an increase in manufacture cost.SOLUTION: A roller member including a cylindrical or columnar core bar 3a, a sponge layer 3b formed on an outer circumferential surface of the core bar 3a and a resin tube 10 covering the sponge layer 3b is used as the fixing roller 3 included in the belt fixing type fixing unit 2.

Description

本発明は、トナーを記録材に定着させる定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device that fixes toner on a recording material and an image forming apparatus including the same.

電子写真方式の画像形成装置は、一般に、良好な画質品位を有する画像を容易に形成することができるという利点を有しており、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置および複合機などに広く利用されている。この種の画像形成装置では、感光体の表面を帯電させる帯電工程、帯電させた感光体の表面を画像データに応じて露光することで静電潜像を形成する露光工程、静電潜像をトナーによって現像する現像工程、現像されたトナー像を記録材に転写する転写工程、および記録材に転写されたトナー像をこの記録材に定着させる定着工程を行うことによって記録材に画像を形成する。   In general, an electrophotographic image forming apparatus has an advantage that an image having a good image quality can be easily formed, and is widely used in a copying machine, a printer, a facsimile machine, a multifunction machine, and the like. Yes. In this type of image forming apparatus, a charging process for charging the surface of the photoreceptor, an exposure process for forming an electrostatic latent image by exposing the surface of the charged photoreceptor according to image data, An image is formed on the recording material by performing a developing step for developing with toner, a transferring step for transferring the developed toner image to the recording material, and a fixing step for fixing the toner image transferred to the recording material to the recording material. .

定着工程を行う定着装置としては、熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。熱ローラ定着方式の定着装置は、互いに圧接する定着ローラと加圧ローラとからなるローラ対を備え、定着ローラおよび加圧ローラの少なくとも一方の内部にハロゲンランプなどの熱源を備えている。   As a fixing device for performing the fixing process, a heat roller fixing type fixing device is frequently used. A heat roller fixing type fixing device includes a pair of a fixing roller and a pressure roller that are in pressure contact with each other, and includes a heat source such as a halogen lamp inside at least one of the fixing roller and the pressure roller.

熱ローラ定着方式の定着装置では、定着工程において、ローラ対を熱源によって定着に必要な所定の温度である定着温度まで加熱した後に、未定着トナー像が形成された紙などの記録材を、定着ローラと加圧ローラとの圧接部である定着ニップ部に供給する。これにより、定着ニップ部を通過する未定着トナー像は、ローラ対からの熱と圧力とによって記録材に定着される。定着ニップ部のうち記録材が通過した部分である通紙部では温度が一時的に低下するが、その後、熱源によって再び定着温度まで加熱される。   In a fixing device of the heat roller fixing method, in a fixing process, after a roller pair is heated to a fixing temperature which is a predetermined temperature necessary for fixing by a heat source, a recording material such as paper on which an unfixed toner image is formed is fixed. The toner is supplied to a fixing nip portion that is a pressure contact portion between the roller and the pressure roller. As a result, the unfixed toner image passing through the fixing nip is fixed to the recording material by the heat and pressure from the roller pair. Although the temperature temporarily decreases in the sheet passing portion where the recording material passes in the fixing nip portion, it is heated again to the fixing temperature by the heat source.

このような熱ローラ定着方式の定着装置において、定着ローラとして表面に弾性層を有する弾性ローラが定着ローラとして用いられる場合がある。弾性ローラを用いる場合、定着ニップ部において弾性ローラ表面の弾性層が未定着トナー像の凹凸に対応して弾性変形する。これにより、弾性ローラは、未定着トナー像を覆い包むようにして未定着トナー像に接触するので、単色画像に比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー像に対しても定着性を向上させることができる。   In such a heat roller fixing type fixing device, an elastic roller having an elastic layer on the surface may be used as the fixing roller. When the elastic roller is used, the elastic layer on the surface of the elastic roller is elastically deformed corresponding to the unevenness of the unfixed toner image at the fixing nip portion. As a result, the elastic roller covers the unfixed toner image so as to contact the unfixed toner image, so that the fixability can be improved even for a color unfixed toner image having a larger amount of toner than a single color image. it can.

また、弾性ローラを用いることにより、弾性ローラ表面の弾性層の歪み解放効果によって、単色画像に比べてオフセットしやすいカラートナーの離型性を向上させることができる。具体的には、定着ニップ部で圧縮されて歪みの生じた弾性層は、定着ニップ部の出口でその歪みが解放されるので、定着ニップ部の出口では弾性層とトナー像との間にずれが生じる。その結果、弾性層のトナー像に対する付着力が低減され、離型性が向上する。   Further, by using the elastic roller, it is possible to improve the releasability of the color toner that is easily offset as compared with the single-color image due to the strain releasing effect of the elastic layer on the surface of the elastic roller. Specifically, an elastic layer that has been compressed and distorted at the fixing nip portion is released from the distortion at the exit of the fixing nip portion. Occurs. As a result, the adhesive force of the elastic layer to the toner image is reduced and the releasability is improved.

さらに、定着ニップ部における弾性ローラと加圧ローラとが圧接した形状であるニップ形状は、弾性ローラ側に凸(逆ニップ形状)となるので、弾性ローラと記録材との剥離性能が向上する。このため、弾性ローラと記録材とを剥離する剥離手段として、剥離爪などを用いることなく記録材と弾性ローラとの剥離が可能なセルフストリッピングを実現できるので、剥離爪に起因する画像欠陥が解消される。フルカラー印刷が可能な画像形成装置に備えられる定着装置では、弾性ローラの弾性層として、例えば、シリコンゴムなどが用いられる。   Furthermore, since the nip shape, which is a shape in which the elastic roller and the pressure roller are in pressure contact with each other in the fixing nip portion, is convex toward the elastic roller (reverse nip shape), the separation performance between the elastic roller and the recording material is improved. For this reason, self-stripping that allows the recording material and the elastic roller to be peeled off without using a peeling claw or the like can be realized as a peeling means for peeling the elastic roller and the recording material. It will be resolved. In a fixing device provided in an image forming apparatus capable of full color printing, for example, silicon rubber or the like is used as an elastic layer of an elastic roller.

ところで、フルカラー印刷を行う画像形成装置に備えられる定着装置において、プロセス速度(記録材の搬送速度)の高速化を図る場合、記録材上のトナーに適切な熱量を付与するために、定着ニップ部の記録材搬送方向の幅であるニップ幅を広くする必要がある。   By the way, in a fixing device provided in an image forming apparatus that performs full-color printing, in order to increase the process speed (recording material conveyance speed), a fixing nip portion is used to impart an appropriate amount of heat to the toner on the recording material. It is necessary to widen the nip width which is the width in the recording material conveyance direction.

ニップ幅を広くする方法としては、弾性ローラの弾性層を厚くする方法、および弾性ローラ径を大きくする方法の2つの方法が挙げられる。しかし、内部に加熱手段を有する弾性ローラの弾性層を厚くすると、弾性層の熱伝導性は非常に低いため、ウォームアップ時間が長くなる。また、プロセス速度を高速化して所定時間当たりの記録材の印字枚数を多くすると、弾性ローラの温度を定着温度に維持することが困難になる。一方、弾性ローラ径を大きくする方法では、弾性ローラの熱容量が大きくなるため加熱手段の消費電力が増大する。   As a method for widening the nip width, there are two methods: a method of increasing the elastic layer of the elastic roller and a method of increasing the diameter of the elastic roller. However, if the elastic layer of the elastic roller having the heating means is thickened, the heat conductivity of the elastic layer is very low, so that the warm-up time becomes long. Further, if the process speed is increased to increase the number of recording materials printed per predetermined time, it becomes difficult to maintain the temperature of the elastic roller at the fixing temperature. On the other hand, in the method of increasing the diameter of the elastic roller, the heat capacity of the elastic roller increases, so that the power consumption of the heating means increases.

これらの問題を解決するために、特許文献1では、定着ローラを含む複数のローラに定着ベルトを懸架し、この定着ベルトを介して定着ローラに圧接する加圧ローラを設け、定着ベルトを定着温度に加熱し、記録材を定着ベルトと加圧ローラとの間に供給するようにしたベルト定着方式の定着装置が提案されている。また、特許文献1には、定着ローラとしてスポンジ層とソリッドゴム層とを積層した弾性ローラを用いることが記載されている。   In order to solve these problems, in Patent Document 1, a fixing belt is suspended from a plurality of rollers including a fixing roller, and a pressure roller is provided in pressure contact with the fixing roller via the fixing belt. A belt fixing type fixing device has been proposed in which a recording material is supplied between a fixing belt and a pressure roller. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes using an elastic roller in which a sponge layer and a solid rubber layer are laminated as a fixing roller.

特開2007−86134号公報(2007年4月5日公開)JP 2007-86134 A (published April 5, 2007)

しかしながら、上記特許文献1の技術では、定着ローラとしてスポンジ層の表面に熱容量が大きいソリッドゴム層を積層した弾性ローラを用いているので、定着ベルトの熱が定着ローラに奪われるため、ウォームアップ時間が長くなるという問題がある。   However, in the technique of the above-mentioned patent document 1, since the elastic roller in which a solid rubber layer having a large heat capacity is laminated on the surface of the sponge layer is used as the fixing roller, the heat of the fixing belt is taken away by the fixing roller. There is a problem that becomes longer.

また、特許文献1には、ソリッドゴム層とスポンジ層とを備えた弾性ローラが開示されているものの、ソリッドゴム層を設けることによってスポンジ層が薄くなるため、スポンジ層の強度が低下してスポンジ層の劣化が早くなるという問題がある。   Patent Document 1 discloses an elastic roller including a solid rubber layer and a sponge layer. However, since the sponge layer is thinned by providing the solid rubber layer, the strength of the sponge layer is reduced and the sponge layer is reduced. There is a problem that the deterioration of the layer is accelerated.

また、スポンジ層の上にソリッドゴム層を設けるためには、ゴム成型を複数回行わなくてはならないので、定着ローラの製造コストが増大するという問題もある。   In addition, in order to provide a solid rubber layer on the sponge layer, rubber molding must be performed a plurality of times, and there is a problem that the manufacturing cost of the fixing roller increases.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベルト定着方式の定着装置において、製造コストの増大を伴うことなく、ウォームアップ時間の短縮、定着ローラの耐久性、および定着性能の向上を図ることにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to reduce the warm-up time, the durability of the fixing roller, without increasing the manufacturing cost, in the belt fixing type fixing device. And to improve the fixing performance.

本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、回転可能に支持された定着ローラと、ベルト懸架部材と、上記定着ローラと上記ベルト懸架部材とに回転可能に懸架された無端状の定着ベルトと、上記定着ベルトを加熱する加熱手段と、上記定着ベルトを介して上記定着ローラに圧接するように回転可能に支持された加圧部材とを備え、未定着トナー像が形成された記録材を上記定着ベルトと上記加圧部材とが挟持しながら搬送することで上記未定着トナー像を上記記録材上に定着させる定着装置であって、上記定着ローラは、円筒状または円柱状の基材と、上記基材の外周面に形成されたスポンジ層と、上記スポンジ層を被覆する樹脂チューブとを備えていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the fixing device of the present invention is an endless belt that is rotatably supported by a fixing roller that is rotatably supported, a belt suspension member, and the fixing roller and the belt suspension member. A recording having an unfixed toner image, comprising: a fixing belt; a heating unit that heats the fixing belt; and a pressure member that is rotatably supported so as to be pressed against the fixing roller via the fixing belt. A fixing device that fixes the unfixed toner image on the recording material by conveying the material while the fixing belt and the pressure member are sandwiched between the fixing belt and the fixing roller. It is characterized by comprising a material, a sponge layer formed on the outer peripheral surface of the base material, and a resin tube covering the sponge layer.

上記の構成によれば、スポンジ層を備えているので、ソリッドゴム層からなる定着ローラを用いる構成に比べて、定着ローラの熱容量を低減することができるため、ウォームアップ時間の短縮および消費電力の低減を図ることができる。また、定着ローラと加圧部材とが定着ベルトを介して圧接する定着ニップ部において定着ローラが加圧部材の形状に応じて変形するので、定着ニップ幅を広くして定着性能を向上させることができる。さらに、スポンジ層が樹脂チューブに被覆されているので、定着ニップ部の出口における定着ローラの膨らみを樹脂チューブの収縮力によって抑制するとともに、定着ローラの形状を非圧接時の状態に素早く復元させることができるため、用紙剥離性を向上させることができる。また、特許文献1のようにスポンジ層をソリッドゴム層で被覆する構成に比べて樹脂チューブは薄く形成できるため、スポンジ層を特許文献1の場合よりも厚く形成できる。このため、スポンジ層の耐久性を向上させることができる。さらに、スポンジ層の表面にソリッドゴム層を形成する場合にはゴム成型を複数回行う必要があるのに対して、上記の構成によれば樹脂チューブを被せるだけでよいので、ゴム成型の回数を低減して製造コストを低減することができる。   According to the above configuration, since the sponge layer is provided, the heat capacity of the fixing roller can be reduced compared to a configuration using a fixing roller made of a solid rubber layer, so that the warm-up time and power consumption can be reduced. Reduction can be achieved. In addition, since the fixing roller is deformed according to the shape of the pressure member in the fixing nip portion where the fixing roller and the pressure member are pressed through the fixing belt, the fixing nip width can be widened to improve the fixing performance. it can. Furthermore, since the sponge layer is covered with the resin tube, the fixing roller bulge at the exit of the fixing nip is suppressed by the shrinkage force of the resin tube, and the shape of the fixing roller is quickly restored to the non-pressure contact state. Therefore, the paper peelability can be improved. Further, since the resin tube can be formed thinner than the configuration in which the sponge layer is covered with the solid rubber layer as in Patent Document 1, the sponge layer can be formed thicker than in the case of Patent Document 1. For this reason, durability of a sponge layer can be improved. Furthermore, when a solid rubber layer is formed on the surface of the sponge layer, it is necessary to perform rubber molding a plurality of times, whereas according to the above configuration, it is only necessary to cover the resin tube. This can reduce the manufacturing cost.

また、上記樹脂チューブは、熱を加えることによって径が小さくなるように収縮する熱収縮チューブであってもよい。例えば、上記樹脂チューブは、PFAチューブまたはPTFEチューブであってもよい。   The resin tube may be a heat-shrinkable tube that shrinks so that the diameter is reduced by applying heat. For example, the resin tube may be a PFA tube or a PTFE tube.

上記の構成によれば、定着ニップ部の出口における定着ローラの膨らみを樹脂チューブの収縮力によって抑制するとともに、定着ローラの形状を非圧接時の状態に素早く復元させることができるので、用紙剥離性を向上させることができる。   According to the above configuration, the swell of the fixing roller at the exit of the fixing nip portion can be suppressed by the contraction force of the resin tube, and the shape of the fixing roller can be quickly restored to the non-pressing state, so that the paper peelability Can be improved.

また、上記樹脂チューブの膜厚は40μm以上70μm以下であってもよい。   Further, the film thickness of the resin tube may be not less than 40 μm and not more than 70 μm.

チューブ膜厚が薄すぎる場合には、定着ニップ部の出口における定着ローラの膨らみを適切に抑制できずに記録材の剥離性が低下してしまう。一方、チューブ膜厚が厚すぎる場合には定着ニップ部の幅が狭くなるなどしてトナーに付与される熱量が不足し、記録材が定着ローラに付着しやすくなって記録材の剥離性が低下する。これに対して、上記の構成によれば、定着ニップ部の出口において記録材を定着ローラから適切に剥離させることができる。   When the tube film thickness is too thin, the swell of the fixing roller at the exit of the fixing nip portion cannot be properly suppressed, and the peelability of the recording material is deteriorated. On the other hand, if the tube film thickness is too thick, the amount of heat applied to the toner will be insufficient due to the narrow width of the fixing nip, etc., and the recording material will easily adhere to the fixing roller and the releasability of the recording material will decrease. To do. On the other hand, according to the above configuration, the recording material can be appropriately separated from the fixing roller at the exit of the fixing nip portion.

また、上記定着ローラの硬度は、アスカーC硬度で45度以上70度以下であってもよい。   The fixing roller may have an Asker C hardness of 45 degrees to 70 degrees.

定着ローラの硬度が低すぎる場合にはトナーと記録材とに作用する圧力が不足し、記録材9の表面の凹凸に定着ベルト5の表層の形状が追従できなくなって記録材上のトナーに温度差が生じるため定着処理後の画像に光沢ムラが生じたり、定着強度が低下したりする。一方、定着ローラの硬度が高すぎる場合には定着ローラと加圧部材との圧接力が大きくなりすぎて定着ローラの軸方向に沿って撓みが生じ、記録材の中央部における定着ニップ幅が狭くなってしまうために定着強度が低下してしまう。これに対して、上記の構成によれば、定着強度の低下や光沢ムラを生じることなく定着処理を適切に行うことができる。   If the hardness of the fixing roller is too low, the pressure acting on the toner and the recording material is insufficient, and the surface layer of the fixing belt 5 cannot follow the irregularities on the surface of the recording material 9 and the temperature on the toner on the recording material is increased. Because of the difference, gloss unevenness occurs in the image after the fixing process, or the fixing strength decreases. On the other hand, when the hardness of the fixing roller is too high, the pressure contact force between the fixing roller and the pressure member becomes excessively large, causing bending along the axial direction of the fixing roller, and the fixing nip width at the central portion of the recording material is narrow. As a result, the fixing strength decreases. On the other hand, according to the above configuration, it is possible to appropriately perform the fixing process without causing a decrease in fixing strength and uneven gloss.

また、上記定着ローラが他の部材に接触していない場合の上記スポンジ層の厚さをt1、上記定着ローラと上記加圧部材とを上記定着ベルトを介して圧接させたときの圧接部における上記スポンジ層の厚さをt2とすると、0.2≦t2/t1≦0.35である構成としてもよい。   Further, the thickness of the sponge layer when the fixing roller is not in contact with another member is t1, and the pressure contact portion when the fixing roller and the pressure member are pressed against each other via the fixing belt. When the thickness of the sponge layer is t2, the structure may be 0.2 ≦ t2 / t1 ≦ 0.35.

上記t2/t1の値が小さすぎると、定着ニップ部において記録材とトナーとに作用する圧力が不足して定着不良が生じる。一方、上記t2/t1の値が大きすぎると、スポンジ層にかかる負荷が大きくなって定着ローラの耐久性が低下する。これに対して、上記の構成によれば、定着ローラの耐久性の低下を防止し、長期間にわたって安定した定着処理を行うことができる。   If the value of t2 / t1 is too small, the pressure acting on the recording material and the toner at the fixing nip is insufficient, resulting in fixing failure. On the other hand, if the value of t2 / t1 is too large, the load applied to the sponge layer is increased and the durability of the fixing roller is lowered. On the other hand, according to the above-described configuration, it is possible to prevent the durability of the fixing roller from being lowered and perform a stable fixing process over a long period of time.

また、上記樹脂チューブは導電性材料を含有していてもよい。   The resin tube may contain a conductive material.

上記の構成によれば、定着ベルトの帯電を抑制し、静電オフセット等の不具合を抑制することができる。   According to the above configuration, charging of the fixing belt can be suppressed, and problems such as electrostatic offset can be suppressed.

また、上記加圧部材は、回転可能に支持された加圧ローラと、第2ベルト懸架部材と、上記加圧ローラおよび上記第2ベルト懸架部材に回転可能に懸架された加圧ベルトとを有しており、未定着トナー像が形成された記録材が上記定着ベルトと上記加圧ベルトとの圧接部を通過することによって上記未定着トナー像が上記記録材上に定着される構成であってもよい。   The pressure member includes a pressure roller rotatably supported, a second belt suspension member, and a pressure belt rotatably suspended on the pressure roller and the second belt suspension member. The unfixed toner image is fixed on the recording material by passing the recording material on which the unfixed toner image is formed passing through the pressure contact portion between the fixing belt and the pressure belt. Also good.

上記の構成によれば、製造コストの増大を伴うことなく、ウォームアップ時間の短縮、定着ローラの耐久性、および定着性能の向上を図ることができる。   According to the above configuration, it is possible to shorten the warm-up time, improve the durability of the fixing roller, and improve the fixing performance without increasing the manufacturing cost.

また、本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えている。したがって、製造コストの増大を伴うことなく、ウォームアップ時間の短縮、定着ローラの耐久性、および定着性能の向上を図ることができる。   The image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices described above. Accordingly, it is possible to shorten the warm-up time, improve the durability of the fixing roller, and improve the fixing performance without increasing the manufacturing cost.

以上のように、本発明の定着装置は、ベルト定着方式の定着装置であって、定着ローラが、円筒状または円柱状の基材と、上記基材の外周面に形成されたスポンジ層と、上記スポンジ層を被覆する樹脂チューブとを備えている。   As described above, the fixing device of the present invention is a belt fixing type fixing device, and the fixing roller includes a cylindrical or columnar base material, a sponge layer formed on the outer peripheral surface of the base material, A resin tube covering the sponge layer.

それゆえ、製造コストの増大を伴うことなく、ウォームアップ時間の短縮、定着ローラの耐久性、および定着性能の向上を図ることができる。   Therefore, it is possible to shorten the warm-up time, improve the durability of the fixing roller, and improve the fixing performance without increasing the manufacturing cost.

本発明の一実施形態に係る定着装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 図1に示した定着装置を備えた画像形成装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an image forming apparatus including the fixing device illustrated in FIG. 1. 図1に示した定着装置における制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit in the fixing device illustrated in FIG. 1. 図1に示した定着装置における定着処理時の様子を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a state during a fixing process in the fixing device illustrated in FIG. 1. 図1に示した定着装置における各部材の支持機構の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a support mechanism for each member in the fixing device illustrated in FIG. 1. 本発明の他の実施形態に係る定着装置の断面図である。It is sectional drawing of the fixing device which concerns on other embodiment of this invention.

〔実施形態1〕
本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明をカラー複合機に適用する場合について説明するが、本発明の適用対象はこれに限るものではなく、電子写真方式の画像形成装置であれば適用できる。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a color multifunction peripheral will be described. However, the application target of the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any electrophotographic image forming apparatus.

(1−1.カラー複合機の構成)
図2は、本実施形態に係るカラー複合機(画像形成装置)1の断面図である。この図に示すように、カラー複合機1は、光学系(露光)ユニット40と、4組の可視画像形成ユニット50a〜50dと、中間転写ベルト60を有する中間転写ユニット64と、二次転写ユニット70と、定着ユニット(定着装置)2と、内部給紙ユニット80と、手差し給紙ユニット90とを備えている。なお、カラー複合機1に備えられる各部材の動作は、CPU等からなる主制御部(図示せず)によって制御される。
(1-1. Configuration of color MFP)
FIG. 2 is a cross-sectional view of the color multifunction peripheral (image forming apparatus) 1 according to the present embodiment. As shown in this figure, the color multifunction peripheral 1 includes an optical system (exposure) unit 40, four sets of visible image forming units 50a to 50d, an intermediate transfer unit 64 having an intermediate transfer belt 60, and a secondary transfer unit. 70, a fixing unit (fixing device) 2, an internal paper feeding unit 80, and a manual paper feeding unit 90. The operation of each member provided in the color multifunction device 1 is controlled by a main control unit (not shown) including a CPU and the like.

可視画像形成ユニット50a〜50dは、それぞれブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色のトナー像を形成し、これら各トナー像が重なり合うように中間転写ベルト60上に転写するものである。   The visible image forming units 50a to 50d respectively form black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) toner images, and the intermediate transfer belt 60 so that these toner images overlap each other. It will be transferred to the top.

可視画像形成ユニット50aは、回転可能に備えられた感光体ドラム(トナー像担持体)51aの周囲に、帯電ユニット52aと、現像ユニット53aと、一次転写ユニット54aと、クリーニングユニット55aとが、感光体ドラム51aの回転方向に沿ってこの順で配置された構成である。   The visible image forming unit 50a includes a charging unit 52a, a developing unit 53a, a primary transfer unit 54a, and a cleaning unit 55a around a photosensitive drum (toner image carrier) 51a that is rotatably provided. It is the structure arrange | positioned in this order along the rotation direction of the body drum 51a.

帯電ユニット52aは、感光体ドラム51aの表面を所定の電位に均一に帯電させるためのものである。本実施形態では、帯電ユニット52aとして、帯電ローラ方式(接触帯電方式)のものを用いている。ただし、帯電ユニット52aの構成はこれに限るものではなく、例えば、コロナ放電方式等の非接触型の帯電器を用いてもよく、ブラシ帯電等の接触型の帯電器を用いてもよい。   The charging unit 52a is for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 51a to a predetermined potential. In this embodiment, a charging roller type (contact charging type) is used as the charging unit 52a. However, the configuration of the charging unit 52a is not limited to this. For example, a non-contact charger such as a corona discharge method may be used, or a contact charger such as a brush charger may be used.

光学系(露光)ユニット40は、帯電ユニット52a〜52dによって帯電された感光体ドラム51a〜51dの表面を画像データに応じて露光することにより、各感光体ドラム51a〜51dの表面に画像データに応じた静電潜像を形成するためのものである。光学系(露光)ユニット40には、光源41および反射ミラー42等を備えたレーザスキャニングユニット(LSU)が用いられている。なお、光学系(露光)ユニット40として、発光素子をアレイ状に並べた、例えば、ELやLED書込みヘッド等を用いてもよい。   The optical system (exposure) unit 40 exposes the surfaces of the photosensitive drums 51a to 51d charged by the charging units 52a to 52d according to the image data, thereby converting the image data onto the surfaces of the photosensitive drums 51a to 51d. It is for forming a corresponding electrostatic latent image. In the optical system (exposure) unit 40, a laser scanning unit (LSU) including a light source 41, a reflection mirror 42, and the like is used. As the optical system (exposure) unit 40, for example, an EL or LED writing head in which light emitting elements are arranged in an array may be used.

現像ユニット53aは、感光体ドラム51a上に形成された静電潜像をトナーによって顕像化する現像処理を行う。上記トナーとしては、例えば、非磁性一成分現像剤(非磁性トナー)、非磁性二成分現像剤(非磁性トナーおよびキャリア)、磁性現像剤(磁性トナー)等を用いることができる。なお、本実施形態では、図2に示したように、ブラックのトナー像を形成する可視画像形成ユニット50aに備えられる現像ユニット53aを他の色のトナー像を形成する可視画像形成ユニット50b〜50dに備えられる現像ユニット53b〜53dよりもトナー容量が多いものを用いている。ただし、これに限らず、各現像ユニットの容量が同じであってもよい。   The developing unit 53a performs a developing process for visualizing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 51a with toner. As the toner, for example, a non-magnetic one-component developer (non-magnetic toner), a non-magnetic two-component developer (non-magnetic toner and carrier), a magnetic developer (magnetic toner) and the like can be used. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the developing unit 53a provided in the visible image forming unit 50a that forms a black toner image is replaced with visible image forming units 50b to 50d that form toner images of other colors. The developing units 53b to 53d provided in the apparatus have a larger toner capacity. However, the present invention is not limited to this, and the capacity of each developing unit may be the same.

なお、一次転写ユニット54a〜54dは、感光体ドラム51a〜51dにおける現像ユニット53a〜53dとの対向部とクリーニングユニット55a〜55dとの対向部との間の位置において中間転写ベルト60を介してそれぞれ感光体ドラム51a〜51dに対向するように配置されている。これら一次転写ユニット54a〜54dにトナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧を印加することによって感光体ドラム51a〜51d上のトナー画像が中間転写ベルト60上に重ね合わせて転写されるようになっている。   The primary transfer units 54a to 54d are respectively positioned via the intermediate transfer belt 60 at positions between the facing portions of the photosensitive drums 51a to 51d facing the developing units 53a to 53d and the facing portions facing the cleaning units 55a to 55d. It arrange | positions so that the photoconductor drums 51a-51d may be opposed. The toner images on the photosensitive drums 51a to 51d are superimposed on the intermediate transfer belt 60 by applying a high voltage (+) opposite to the toner charging polarity (−) to the primary transfer units 54a to 54d. It is designed to be transcribed.

クリーニングユニット55aは、トナー像を中間転写ベルト60に転写した後に感光体ドラム51aの表面に残留したトナーを除去、回収するためのものである。   The cleaning unit 55a is for removing and collecting toner remaining on the surface of the photosensitive drum 51a after the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 60.

なお、可視画像形成ユニット50b〜50dは、現像処理に用いるトナーの色が異なる以外は可視画像形成ユニット50aと実質的に同様の構成である。すなわち、各可視画像形成ユニット50a〜50dの現像ユニットには、それぞれブラック(B),イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)のトナーが収容されている。   The visible image forming units 50b to 50d have substantially the same configuration as the visible image forming unit 50a except that the color of the toner used for the development processing is different. That is, black (B), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) toners are stored in the developing units of the visible image forming units 50a to 50d, respectively.

中間転写ユニット64は、中間転写ベルト60と、中間転写ベルト駆動ローラ(テンションローラ)61と、中間転写ベルト従動ローラ(テンションローラ)62と、中間転写ベルトクリーニングユニット63とを備えている。   The intermediate transfer unit 64 includes an intermediate transfer belt 60, an intermediate transfer belt driving roller (tension roller) 61, an intermediate transfer belt driven roller (tension roller) 62, and an intermediate transfer belt cleaning unit 63.

中間転写ベルト60は、無端状のベルトであり、中間転写ベルト駆動ローラ61と中間転写ベルト従動ローラ62とに懸架され、回転駆動される。感光体ドラム51a〜51d上に形成された各色のトナー画像は、中間転写ベルト60に順次重ね合うように転写され、この中間転写ベルト60上にカラーのトナー画像(多色トナー画像)が形成されるようになっている。   The intermediate transfer belt 60 is an endless belt, and is suspended and driven by an intermediate transfer belt driving roller 61 and an intermediate transfer belt driven roller 62. The toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 51a to 51d are transferred so as to sequentially overlap the intermediate transfer belt 60, and a color toner image (multicolor toner image) is formed on the intermediate transfer belt 60. It is like that.

また、中間転写ベルト60上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト駆動ローラ61と二次転写ユニット70との対向部に搬送され、この対向部に搬送される記録用紙等の記録材上に転写されるようになっている。中間転写ベルトクリーニングユニット63は、中間転写ベルト60に当接し、記録材上へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト60上に残留したトナーを除去、回収する。   In addition, the toner image formed on the intermediate transfer belt 60 is conveyed to a facing portion between the intermediate transfer belt driving roller 61 and the secondary transfer unit 70, and onto a recording material such as a recording sheet conveyed to the facing portion. It is designed to be transcribed. The intermediate transfer belt cleaning unit 63 contacts the intermediate transfer belt 60 and removes and collects toner remaining on the intermediate transfer belt 60 after the toner image is transferred onto the recording material.

定着ユニット2は、定着ローラ3と、加熱ローラ6と、定着ローラ3と加熱ローラ6とに懸架された定着ベルト5と、定着ベルト5を介して定着ローラ3に対して所定の荷重で圧接される加圧ローラ(加圧部材)4とを備えており、二次転写ユニット70よりも記録材の搬送方向下流側に配置されている。そして、定着ユニット2は、二次転写ユニット70によってトナー画像が転写された記録材を定着ベルト5と加圧ローラ4の圧接部(定着ニップ部)に給紙し、この圧接部を通過させることによって熱と圧力とによりトナー画像を記録材に定着させる。なお、記録材における未定着トナー画像が形成された面は定着ベルト5に当接し、記録材における未定着トナー画像が形成された面とは反対側の面が加圧ローラ4に当接する。定着ユニット2の詳細については後述する。   The fixing unit 2 is pressed into contact with the fixing roller 3 with a predetermined load via the fixing roller 3, the heating roller 6, the fixing belt 5 suspended between the fixing roller 3 and the heating roller 6, and the fixing belt 5. And a pressure roller (pressure member) 4 that is disposed downstream of the secondary transfer unit 70 in the recording material conveyance direction. Then, the fixing unit 2 feeds the recording material onto which the toner image has been transferred by the secondary transfer unit 70 to the pressure contact portion (fixing nip portion) between the fixing belt 5 and the pressure roller 4 and passes the pressure contact portion. The toner image is fixed on the recording material by heat and pressure. Note that the surface of the recording material on which the unfixed toner image is formed contacts the fixing belt 5, and the surface of the recording material opposite to the surface on which the unfixed toner image is formed contacts the pressure roller 4. Details of the fixing unit 2 will be described later.

内部給紙ユニット80は、画像形成に使用する記録材を蓄積しておくためのものである。また、手差し給紙ユニット90は、カラー複合機1の側壁に折り畳み自在に設けられ、手差しによる記録材の給紙を行うためのものである。また、排紙トレイ92は、画像形成済みの記録材を載置するためのトレイである。   The internal paper feeding unit 80 is for accumulating recording materials used for image formation. The manual paper feed unit 90 is foldably provided on the side wall of the color multifunction peripheral 1 and is for manually feeding a recording material. The paper discharge tray 92 is a tray on which the recording material on which an image has been formed is placed.

また、カラー複合機1には、内部給紙ユニット80から給紙ローラ81によって給紙される記録材、および手差し給紙ユニット90から給紙ローラ91によって給紙される記録材を、二次転写ユニット70や定着ユニット2を経由させて排紙トレイ92に送るための用紙搬送路が設けられている。用紙搬送路には、記録材を搬送するためのローラ部材が多数配置されている。なお、カラー複合機1における用紙搬送速度(プロセス速度)は220mm/secであり、50枚/min(A4横送り)の複写速度で連続複写処理を行えるようになっている。   In addition, the color multifunction peripheral 1 performs secondary transfer of a recording material fed from the internal paper feeding unit 80 by the paper feeding roller 81 and a recording material fed from the manual paper feeding unit 90 by the paper feeding roller 91. A sheet conveyance path for sending the sheet to the sheet discharge tray 92 via the unit 70 and the fixing unit 2 is provided. A large number of roller members for conveying the recording material are arranged in the paper conveyance path. Note that the sheet conveyance speed (process speed) in the color multifunction peripheral 1 is 220 mm / sec, and continuous copying processing can be performed at a copying speed of 50 sheets / min (A4 lateral feed).

(1−2.定着ユニットの構成)
次に、定着ユニット2について詳細に説明する。図1は、定着ユニット2の構成を示す断面図である。この図に示すように、定着ユニット2は、定着ローラ3と、加圧ローラ4と、定着ベルト5と、加熱ローラ6とを備えている。
(1-2. Configuration of Fixing Unit)
Next, the fixing unit 2 will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the fixing unit 2. As shown in this figure, the fixing unit 2 includes a fixing roller 3, a pressure roller 4, a fixing belt 5, and a heating roller 6.

定着ローラ3は、略円筒形状のローラ部材であり、中心軸から外周側に向かって芯金(基材)3a、スポンジ層(弾性層)3bがこの順で形成されており、スポンジ層3bの表面には樹脂チューブ10が被覆されている。芯金3aには、鉄、ステンレス鋼、アルミニウムまたは銅などの金属、あるいはそれらの合金などを用いることができる。スポンジ層3bには、シリコンゴムまたはフッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴム材料を発泡させたものを好適に用いることができる。樹脂チューブ10としては、スポンジ層3bの外周面に装着されたときにスポンジ層3bを締め付けるように作用する収縮力を有するものであればよく、特に限定されるものではないが、熱を加えることによって径が小さくなるように収縮する熱収縮チューブを好適に用いることができる。具体的には、PFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)、またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂を好適に用いることができる。なお、樹脂チューブ10にカーボンフィラーなどの導電性材料を添加し、表面抵抗率を10Ω/□以上、10Ω/□以下になるように調整することがより好ましい。樹脂チューブ10に導電性を付与することにより、定着ベルト5の帯電を抑制し、静電オフセット等の不具合を低減させることができる。 The fixing roller 3 is a substantially cylindrical roller member. A cored bar (base material) 3a and a sponge layer (elastic layer) 3b are formed in this order from the central axis toward the outer peripheral side. The resin tube 10 is coated on the surface. For the metal core 3a, a metal such as iron, stainless steel, aluminum or copper, or an alloy thereof can be used. As the sponge layer 3b, a foamed rubber material having heat resistance such as silicon rubber or fluorine rubber can be suitably used. The resin tube 10 is not particularly limited as long as it has a contracting force that acts to tighten the sponge layer 3b when attached to the outer peripheral surface of the sponge layer 3b. Therefore, a heat-shrinkable tube that shrinks so that its diameter can be reduced can be suitably used. Specifically, a fluororesin such as PFA (a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) or PTFE (polytetrafluoroethylene) can be suitably used. It is more preferable to add a conductive material such as a carbon filler to the resin tube 10 and adjust the surface resistivity to be 10 4 Ω / □ or more and 10 7 Ω / □ or less. By imparting conductivity to the resin tube 10, charging of the fixing belt 5 can be suppressed, and problems such as electrostatic offset can be reduced.

本実施形態では、芯金3aに直径20mmのステンレス鋼を用い、スポンジ層3bに厚さ5mmのシリコンスポンジゴムを用い、樹脂チューブ10として厚さ50μmのPFAチューブを用いた。したがって、定着ローラ3の直径(外径)は約30mmである。   In this embodiment, stainless steel having a diameter of 20 mm is used for the core metal 3 a, silicon sponge rubber having a thickness of 5 mm is used for the sponge layer 3 b, and a PFA tube having a thickness of 50 μm is used as the resin tube 10. Therefore, the diameter (outer diameter) of the fixing roller 3 is about 30 mm.

なお、定着ローラ3は円筒形状の中心軸を軸として回転可能に支持されており、加圧ローラ4および定着ベルト5に従動回転するようになっている。   The fixing roller 3 is supported so as to be rotatable about a cylindrical central axis, and is driven to rotate by the pressure roller 4 and the fixing belt 5.

加圧ローラ4は、略円筒形状のローラ部材であり、中心軸から外周側に向かって芯金4a、弾性層4b、および離型層4cが形成された3層構造を有している。芯金4aには、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム銅などの金属、あるいは、それらの合金などを用いることができる。弾性層4bには、シリコンゴムまたはフッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴム材料を好適に用いることができる。離型層4cには、PFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)、またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂を好適に用いることができる。本実施形態では、芯金4aとして内径26mm、肉厚1mmの鉄(STKM)を用い、弾性層4bとして厚さ1mmのシリコンソリッドゴムを用い、離型層4cとして厚さ50μmのPFAチューブと用いた。したがって、加圧ローラ4の直径(外径)は約30mmである。   The pressure roller 4 is a substantially cylindrical roller member, and has a three-layer structure in which a core metal 4a, an elastic layer 4b, and a release layer 4c are formed from the central axis toward the outer peripheral side. For the metal core 4a, a metal such as iron, stainless steel, or aluminum copper, or an alloy thereof can be used. For the elastic layer 4b, a heat-resistant rubber material such as silicon rubber or fluorine rubber can be suitably used. For the release layer 4c, a fluororesin such as PFA (copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) or PTFE (polytetrafluoroethylene) can be suitably used. In this embodiment, iron (STKM) having an inner diameter of 26 mm and a wall thickness of 1 mm is used as the core metal 4a, silicon solid rubber having a thickness of 1 mm is used as the elastic layer 4b, and a PFA tube having a thickness of 50 μm is used as the release layer 4c. It was. Accordingly, the diameter (outer diameter) of the pressure roller 4 is about 30 mm.

なお、加圧ローラ4は、モータ等から構成される加圧ローラ駆動手段M(図3参照)によって回転駆動されるようになっている。   Note that the pressure roller 4 is rotationally driven by pressure roller driving means M (see FIG. 3) including a motor or the like.

また、加圧ローラ4の内部には、加圧ローラ4を加熱するためのヒータランプ7aが配置されている。定着ユニット2の制御部95(図3参照)が電源回路部96(図3参照)からヒータランプ7aに電力を供給(通電)させることによって、ヒータランプ7aが発光し、ヒータランプ7aから赤外線が放射される。これにより、加圧ローラ4の内周面がヒータランプ7aから放射される赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ4全体が加熱される。本実施形態では、ヒータランプ7aとして、定格電力300Wのものを用いた。また、加圧ローラ4の周面には、加圧ローラ4の周面の温度を検出するサーミスタ8aが設置されている。   A heater lamp 7 a for heating the pressure roller 4 is disposed inside the pressure roller 4. When the control unit 95 (see FIG. 3) of the fixing unit 2 supplies (energizes) power to the heater lamp 7a from the power supply circuit unit 96 (see FIG. 3), the heater lamp 7a emits light, and infrared rays are emitted from the heater lamp 7a. Radiated. Thereby, the inner peripheral surface of the pressure roller 4 is heated by absorbing infrared rays emitted from the heater lamp 7a, and the entire pressure roller 4 is heated. In this embodiment, the heater lamp 7a having a rated power of 300 W is used. A thermistor 8 a that detects the temperature of the peripheral surface of the pressure roller 4 is provided on the peripheral surface of the pressure roller 4.

定着ベルト5は、定着ローラ3と加熱ローラ6とに回転可能に懸架された無端形状のベルトであり、基材、弾性層および離型層の3層構成である。基材としては、ポリイミドなどの耐熱樹脂、または、ステンレスおよびニッケルなどの金属材料からなる中空円筒状のものを用いることができる。弾性層としては、耐熱性および弾性に優れた、例えば、シリコンゴムなどのエラストマー材料を用いることができる。離型層としては、耐熱性および離型性に優れた、例えば、PFAまたはPTFEなどのフッ素樹脂である合成樹脂材料を用いることができる。   The fixing belt 5 is an endless belt that is rotatably supported by the fixing roller 3 and the heating roller 6, and has a three-layer configuration including a base material, an elastic layer, and a release layer. As the base material, a heat-resistant resin such as polyimide or a hollow cylindrical material made of a metal material such as stainless steel and nickel can be used. As the elastic layer, an elastomer material having excellent heat resistance and elasticity, such as silicon rubber, can be used. As the release layer, a synthetic resin material that is excellent in heat resistance and release properties, for example, a fluororesin such as PFA or PTFE can be used.

本実施形態では、定着ベルト5の基材として厚さ50μmのポリイミドを用い、弾性層として厚さ150μmのシリコンゴムを用い、離型層として厚さ30μmのPFAチューブを用いた。また、定着ローラ3および加熱ローラ6に懸架せずに側面の形状を略円形にした場合の直径が50mmのものを用いた。なお、定着ベルト5は加圧ローラ4に従動回転するようになっている。   In this embodiment, polyimide having a thickness of 50 μm is used as the base material of the fixing belt 5, silicon rubber having a thickness of 150 μm is used as the elastic layer, and a PFA tube having a thickness of 30 μm is used as the release layer. Further, a roller having a diameter of 50 mm when the side surface is substantially circular without being suspended from the fixing roller 3 and the heating roller 6 was used. The fixing belt 5 is driven to rotate by the pressure roller 4.

加熱ローラ6は、略円筒形状のローラ部材であり、中心軸から外周に向かって赤外線吸収層6aと、芯金6bと、保護層6cとが形成された3層構造からなる。赤外線吸収層6aは、芯金6bの内側に耐熱性のカーボン含有塗料を塗装して焼成することによって形成される。芯金6bには、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属またはそれらの合金を用いることができる。保護層6cには、PFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂を好適に用いることができる。保護層6cは、定着ベルト5と加熱ローラ6との接触によって、定着ベルト5の基材および加熱ローラ6が磨耗することを防ぐためのものである。本実施形態では、赤外線吸収層として厚さ100μmのカーボンブラック塗料を用い、芯金として外径28mm、肉厚が1mmの中空アルミニウムを用い、保護層として厚さ50μmのPTFEコート層を用いた。したがって、加熱ローラ6の直径(外径)は約28mmである。   The heating roller 6 is a substantially cylindrical roller member, and has a three-layer structure in which an infrared absorption layer 6a, a cored bar 6b, and a protective layer 6c are formed from the central axis toward the outer periphery. The infrared absorbing layer 6a is formed by coating and baking a heat-resistant carbon-containing paint on the inner side of the cored bar 6b. For the metal core 6b, for example, a metal such as iron, stainless steel, aluminum, copper, or an alloy thereof can be used. For the protective layer 6c, a fluororesin such as PFA (copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) or PTFE (polytetrafluoroethylene) can be suitably used. The protective layer 6 c is for preventing the base material of the fixing belt 5 and the heating roller 6 from being worn by contact between the fixing belt 5 and the heating roller 6. In this embodiment, a carbon black paint having a thickness of 100 μm was used as the infrared absorption layer, hollow aluminum having an outer diameter of 28 mm and a thickness of 1 mm was used as the core metal, and a PTFE coating layer having a thickness of 50 μm was used as the protective layer. Therefore, the diameter (outer diameter) of the heating roller 6 is about 28 mm.

また、加熱ローラ6の内部には、加熱ローラ6を加熱するためのヒータランプ7bが配置されている。定着ユニット2の制御部95(図3参照)が電源回路部96(図3参照)からヒータランプに電力を供給(通電)させることによって、ヒータランプ7bが発光し、ヒータランプ7bから赤外線が放射される。これにより、加熱ローラ6の内周面がヒータランプ7bから放射される赤外線を吸収して加熱され、加熱ローラ6全体が加熱される。本実施形態では、ヒータランプ7bとして、定格電力900Wのものを用いた。また、加熱ローラ6の周面には、加熱ローラ6の周面の温度を検出するサーミスタ8bが設置されている。   In addition, a heater lamp 7 b for heating the heating roller 6 is disposed inside the heating roller 6. The control unit 95 (see FIG. 3) of the fixing unit 2 supplies (energizes) power to the heater lamp from the power supply circuit unit 96 (see FIG. 3), whereby the heater lamp 7b emits light and infrared radiation is emitted from the heater lamp 7b. Is done. Thereby, the inner peripheral surface of the heating roller 6 is heated by absorbing the infrared rays emitted from the heater lamp 7b, and the entire heating roller 6 is heated. In this embodiment, the heater lamp 7b having a rated power of 900 W is used. A thermistor 8 b that detects the temperature of the peripheral surface of the heating roller 6 is provided on the peripheral surface of the heating roller 6.

図3は、定着ユニット2を制御する制御部と定着ユニット2の各部との関係を示すブロック図である。制御部95は、定着ユニット2の各部の動作を制御するものである。なお、制御部95は、カラー複合機1の主制御部に備えられていてもよく、主制御部とは別に備えられ、主制御部と協同して動作するものであってもよい。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a relationship between a control unit that controls the fixing unit 2 and each unit of the fixing unit 2. The controller 95 controls the operation of each part of the fixing unit 2. The control unit 95 may be provided in the main control unit of the color multifunction peripheral 1, or may be provided separately from the main control unit and operate in cooperation with the main control unit.

図3に示すように、制御部95には、サーミスタ8a,8b、加圧ローラ駆動モータM、および電源回路部96が接続されている。また、電源回路部96は、ヒータランプ7a,7bに接続されている。   As shown in FIG. 3, the thermistors 8 a and 8 b, the pressure roller drive motor M, and the power supply circuit unit 96 are connected to the control unit 95. Further, the power supply circuit unit 96 is connected to the heater lamps 7a and 7b.

これにより、制御部95は、サーミスタ8a,8bから入力される各部の温度検出結果に基づいて、電源回路部96からヒータランプ7a,7bへ供給する電力を制御し、定着ベルト5および加圧ローラ4の温度をそれぞれの設定温度に近づけるように制御する。また、制御部95は、加圧ローラ駆動モータMの動作を制御して加圧ローラ4の回転状態を制御する。   Accordingly, the control unit 95 controls the power supplied from the power supply circuit unit 96 to the heater lamps 7a and 7b based on the temperature detection results of the respective parts input from the thermistors 8a and 8b, and the fixing belt 5 and the pressure roller. The temperature of 4 is controlled so as to approach each set temperature. The control unit 95 controls the rotation state of the pressure roller 4 by controlling the operation of the pressure roller drive motor M.

図5は、定着ユニット2における各部材の支持機構を模式的に示した断面図である。この図に示すように、定着ローラ3の回転軸は、定着ユニット2のメインフレーム13に回転可能に支持されている。また、加圧ローラ4の回転軸は、矩形形状の加圧ローラ支持フレーム14に回転可能に支持される。加圧ローラ支持フレーム14は、一端が支点Qによりメインフレーム13に回転可能に接続され、他端には加圧ローラ荷重用バネ15が接続され、定着ローラ3の方向に付勢されている。これにより、加圧ローラ4は、定着ベルト5を介して定着ローラ3に所定の荷重(本実施形態では400N)圧接し、図1に示したように定着ニップ部12が形成される。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a support mechanism for each member in the fixing unit 2. As shown in this figure, the rotation shaft of the fixing roller 3 is rotatably supported by the main frame 13 of the fixing unit 2. The rotating shaft of the pressure roller 4 is rotatably supported by a rectangular pressure roller support frame 14. One end of the pressure roller support frame 14 is rotatably connected to the main frame 13 by a fulcrum Q, and a pressure roller load spring 15 is connected to the other end and is urged toward the fixing roller 3. As a result, the pressure roller 4 is pressed against the fixing roller 3 through the fixing belt 5 with a predetermined load (400 N in this embodiment), and the fixing nip portion 12 is formed as shown in FIG.

また、定着ローラ3を挟んで加圧ローラ4と反対側に離間して配設された加熱ローラ6の回転軸は、同様に矩形形状の加熱ローラ支持フレーム16に回転可能に支持されている。加熱ローラ支持フレーム16は、一端が支点Rによりメインフレーム13に回転可能に接続され、他端には加熱ローラ荷重用バネ17が接続されている。これにより、加熱ローラ6は、定着ローラ3とは反対の方向に所定の荷重(本実施形態では50N)で付勢され、定着ベルト5にテンションが付与されるようになっている。したがって、加圧ローラ4が回転駆動されると、定着ベルト5は加圧ローラ4に従動回転し、定着ローラ3および加熱ローラ6は定着ベルト5に従動回転する。   Further, the rotation shaft of the heating roller 6 that is spaced apart from the pressure roller 4 with the fixing roller 3 interposed therebetween is similarly rotatably supported by a rectangular heating roller support frame 16. One end of the heating roller support frame 16 is rotatably connected to the main frame 13 by a fulcrum R, and a heating roller load spring 17 is connected to the other end. As a result, the heating roller 6 is urged in a direction opposite to the fixing roller 3 with a predetermined load (in this embodiment, 50 N), and tension is applied to the fixing belt 5. Therefore, when the pressure roller 4 is driven to rotate, the fixing belt 5 is driven to rotate by the pressure roller 4, and the fixing roller 3 and the heating roller 6 are driven to rotate by the fixing belt 5.

なお、本実施形態では、定着ニップ部12の記録材搬送方向の幅である定着ニップ幅は7mmである。定着ニップ部12には、未定着トナー画像を担持した被定着部材である記録材9が給紙される。定着ニップ部12に給紙された記録材は、加圧ローラ4が矢符R1方向に回転し、定着ベルト5および定着ローラ3が矢符R2方向に回転することによって、記録材9が定着ニップ部12を通過するように搬送される。そして、記録材9が定着ニップ部12を通過することにより、加熱ローラ6によって所定の温度に加熱された定着ベルト5から供給される熱と、定着ベルト5と加圧ローラ4との間に作用する圧力とによって未定着トナー画像が記録材9に定着される。   In this embodiment, the fixing nip width, which is the width of the fixing nip portion 12 in the recording material conveyance direction, is 7 mm. The fixing nip portion 12 is fed with a recording material 9 which is a member to be fixed that carries an unfixed toner image. The recording material fed to the fixing nip portion 12 is rotated by the pressure roller 4 in the direction of the arrow R1, and the fixing belt 5 and the fixing roller 3 are rotated in the direction of the arrow R2. It is conveyed so as to pass through the section 12. When the recording material 9 passes through the fixing nip portion 12, it acts between the heat supplied from the fixing belt 5 heated to a predetermined temperature by the heating roller 6 and between the fixing belt 5 and the pressure roller 4. The unfixed toner image is fixed on the recording material 9 by the pressure applied.

(1−3.樹脂チューブ10と用紙剥離性との関係)
図4は、定着ユニット2における定着処理時の様子を模式的に示した説明図である。なお、図4では、説明の便宜上、定着ベルト5を省略している。図4に示すように、定着ニップ部12の出口(定着ローラ3と加圧ローラ4とが離間し始める位置)における定着ローラ3の表面の接線と加圧ローラ4の表面の接線とがなす角度をθとすると、この角度θが大きいほど用紙剥離性が高い。
(1-3. Relationship between resin tube 10 and paper peelability)
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a state during the fixing process in the fixing unit 2. In FIG. 4, the fixing belt 5 is omitted for convenience of explanation. As shown in FIG. 4, the angle formed by the tangent of the surface of the fixing roller 3 and the tangent of the surface of the pressure roller 4 at the exit of the fixing nip portion 12 (position where the fixing roller 3 and the pressure roller 4 start to separate). Is θ, the larger the angle θ, the higher the sheet peelability.

このため、定着ローラ3または加圧ローラ4の外径を小さくすることで角度θを大きくして用紙剥離性を向上させることができるが、その場合には定着ニップ部の面積が減少するので定着性が低下してしまう。   For this reason, by reducing the outer diameter of the fixing roller 3 or the pressure roller 4, the angle θ can be increased to improve the sheet peelability. However, in this case, the area of the fixing nip portion is reduced, so that fixing is performed. The nature will decline.

一方、定着ユニット2では、スポンジ層3bを備えた定着ローラ3を用いているので、図4に示すように、定着ニップ部12では加圧ローラ4との圧接によって定着ローラ3のスポンジ層3bが押し込まれ、定着ローラ3の形状が加圧ローラ4の外周に沿って凹状に変形するのに対して、定着ニップ部12の出口では逆に凸状に膨らむように変形する。この定着ニップ部12の出口における膨らみが大きすぎると、角度θが小さくなりすぎ、用紙剥離性が低下してしまう。したがって、定着性能および用紙剥離性の両方を向上させるためには、定着ニップ部12における定着ローラ3の変形を許容しつつ、定着ニップ部12の出口における定着ローラ3の膨らみを抑制することが求められる。   On the other hand, since the fixing unit 3 uses the fixing roller 3 having the sponge layer 3b, the sponge layer 3b of the fixing roller 3 is brought into contact with the pressure roller 4 at the fixing nip portion 12 as shown in FIG. While being pushed in, the shape of the fixing roller 3 is deformed into a concave shape along the outer periphery of the pressure roller 4, whereas it is deformed so as to swell in a convex shape at the outlet of the fixing nip portion 12. If the bulge at the exit of the fixing nip portion 12 is too large, the angle θ becomes too small, and the sheet peelability is deteriorated. Therefore, in order to improve both the fixing performance and the sheet peelability, it is required to suppress the swelling of the fixing roller 3 at the exit of the fixing nip portion 12 while allowing the fixing roller 3 to be deformed in the fixing nip portion 12. It is done.

また、定着ニップ部12内で定着ローラ3が凹状に押し込まれた状態から、定着ニップ部12の出口で定着ローラ3が押し込まれる前の状態に素早く復元することも用紙剥離性の向上に関係する。つまり、定着ベルト5は、定着ローラ3の形状に応じて変形するため、定着ローラ3が復元することにより、定着ベルト5が記録材9を図中の下向きに押す力が生じ、用紙剥離性が増す。このため、定着ローラ3の復元力、すなわち、スポンジ層3bの反発性が高いほど用紙剥離性を向上させることができる。   Further, quick restoration from the state in which the fixing roller 3 is pressed in the fixing nip portion 12 into the state before the fixing roller 3 is pressed in at the exit of the fixing nip portion 12 is also related to the improvement of the sheet peelability. . That is, since the fixing belt 5 is deformed according to the shape of the fixing roller 3, the restoration of the fixing roller 3 generates a force by which the fixing belt 5 pushes the recording material 9 downward in the figure, and the sheet peelability is reduced. Increase. For this reason, the higher the restoring force of the fixing roller 3, that is, the resilience of the sponge layer 3b, the more the paper peelability can be improved.

そこで、本実施形態に係る定着ユニット2では、スポンジ層3bの表層に収縮性があり高い張力をもつ樹脂チューブ10を被覆している。これにより、定着ローラ3の表層部分の硬度が高くなるため、定着ニップ部12における定着ローラ3の加圧ローラ4の形状に応じた変形は許容しつつ、定着ニップ部12の出口における定着ローラ3の膨らみを効果的に抑制することができるので、定着性能と用紙剥離性能の両方を向上させることができる。また、スポンジ層3bを樹脂チューブ10で被覆することにより、定着ニップ部12の出口において定着ローラ3の形状を素早く復元させることができるので、用紙剥離性能をさらに向上させることができる。   Therefore, in the fixing unit 2 according to the present embodiment, the surface layer of the sponge layer 3b is covered with the resin tube 10 that is contractible and has high tension. As a result, the hardness of the surface layer portion of the fixing roller 3 is increased, so that the fixing roller 3 at the outlet of the fixing nip portion 12 is allowed to be deformed according to the shape of the pressure roller 4 in the fixing nip portion 12. Therefore, both the fixing performance and the sheet peeling performance can be improved. Further, by covering the sponge layer 3b with the resin tube 10, the shape of the fixing roller 3 can be quickly restored at the exit of the fixing nip portion 12, so that the sheet peeling performance can be further improved.

(1−4.実験結果)
(1−4−1. 実験1)
まず、樹脂チューブ10の厚さと用紙剥離性との関係を調べるために行った実験の結果について説明する。なお、実験に用いた各部材の条件は以下の通りである。
(1-4. Experimental results)
(1-4-1. Experiment 1)
First, the results of an experiment conducted for examining the relationship between the thickness of the resin tube 10 and the sheet peelability will be described. In addition, the conditions of each member used for experiment are as follows.

定着ローラとしては、直径20mmの無垢の鉄製芯金上にシリコンゴムを発泡させたスポンジ層5mmを形成し、さらにスポンジ層をPFAチューブで被覆したものを用いた。なお、PFAチューブの厚さをそれぞれ30μm,40μm,50μm,60μm,70μm,80μmに設定した、6種類の定着ローラを用いた。PFAチューブを被覆する前のスポンジ層の硬度はいずれもアスカーC硬度で40度である。   As the fixing roller, a solid iron cored bar having a diameter of 20 mm and a sponge layer made of foamed silicon rubber was formed, and the sponge layer was further covered with a PFA tube. It should be noted that six types of fixing rollers were used in which the thickness of the PFA tube was set to 30 μm, 40 μm, 50 μm, 60 μm, 70 μm, and 80 μm, respectively. The hardness of the sponge layer before coating the PFA tube is 40 degrees in Asker C hardness.

定着ベルトとしては、ポリイミドからなる厚さ50μmの基材上に厚さ150μmのシリコンゴムからなる弾性層を形成し、さらにその上に厚さ30μmのPFAからなる離型層を形成した、内径50mmのものを用いた。   As the fixing belt, an elastic layer made of silicon rubber having a thickness of 150 μm was formed on a substrate having a thickness of 50 μm made of polyimide, and a release layer made of PFA having a thickness of 30 μm was further formed thereon. The thing of was used.

加熱ローラとしては、外形28mm、肉厚0.7mmのアルミニウム製の芯金に厚さ50μmの保護層を設けたものを用いた。   As the heating roller, an aluminum cored bar having an outer shape of 28 mm and a wall thickness of 0.7 mm provided with a protective layer having a thickness of 50 μm was used.

加圧ローラとしては、外径28mm、肉厚1mmの鉄製の芯金に厚さ1mmのシリコンソリッドゴムからなる弾性層を形成し、さらに厚さ50μmのPFAチューブからなる離型層を設けたものを用いた。   As a pressure roller, an elastic layer made of silicon solid rubber having a thickness of 1 mm is formed on an iron core having an outer diameter of 28 mm and a thickness of 1 mm, and a release layer made of a PFA tube having a thickness of 50 μm is further provided. Was used.

また、プロセス速度(用紙搬送速度)は220mm/secとした。また、用紙剥離性の低下は定着温度(定着処理時における定着ベルト5の表面温度)が高温であるほど顕著に現れるため、この実験では定着温度を定着ユニット2の定着可能温度範囲の上限値に近い200℃とした。また、記録材としては坪量64gの用紙を用い、この用紙の先端部分にトナー量1.0mg/cmの黒べた画像(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色を積層した未定着トナー像)を形成したものを定着ユニット2に供給した。なお、各色のトナーとしては、WAX含有量が1.5重量%以上5.0重量%以下のものを用いた。 The process speed (paper conveyance speed) was 220 mm / sec. In addition, the lowering of the sheet peelability is more noticeable as the fixing temperature (the surface temperature of the fixing belt 5 during the fixing process) is higher. Therefore, in this experiment, the fixing temperature is set to the upper limit value of the fixable temperature range of the fixing unit 2. It was 200 degreeC near. Further, a paper having a basis weight of 64 g is used as a recording material, and an unfixed toner image in which four colors of cyan, magenta, yellow, and black are laminated on the leading end portion of the paper with a toner amount of 1.0 mg / cm 2. ) Was supplied to the fixing unit 2. As the toners of the respective colors, those having a WAX content of 1.5 wt% or more and 5.0 wt% or less were used.

また、定着ローラ3と加圧ローラ4との圧接荷重については、定着ローラ3の押し込み率が30%となるように調整した。ここで、定着ローラの押し込み率は、「押し込み率=(定着ローラ3の非圧接時における半径+加圧ローラ4の非圧接時における半径+非圧接時における定着ベルト5の厚さ−圧接時における定着ローラ3と加圧ローラ4との軸間距離)/非圧接時におけるスポンジ層3bの厚さ」と定義される。なお、定着ローラ3と加圧ローラ4とを圧接させたときの定着ローラ3および加圧ローラ4の変形は主にスポンジ層3bで生じる。したがって、上記の押し込み率は、定着ローラ3を他の部材に当接させていない場合のスポンジ層3bの厚さをt1、定着ベルト5を介して定着ローラ3と加圧ローラ4とを圧接させたときの圧接部におけるスポンジ層3bの厚さをt2とすると、t2/t1と略同様の値になる。   Further, the pressure contact load between the fixing roller 3 and the pressure roller 4 was adjusted so that the pressing rate of the fixing roller 3 was 30%. Here, the pressing rate of the fixing roller is “pressing rate = (radius when the fixing roller 3 is not pressed) + radius when the pressure roller 4 is not pressed + thickness of the fixing belt 5 when not pressed” −when pressing. The distance between the axes of the fixing roller 3 and the pressure roller 4) / the thickness of the sponge layer 3b when not pressed. The deformation of the fixing roller 3 and the pressure roller 4 when the fixing roller 3 and the pressure roller 4 are brought into pressure contact mainly occurs in the sponge layer 3b. Therefore, the above-mentioned push-in rate is such that the thickness of the sponge layer 3b when the fixing roller 3 is not in contact with another member is t1, and the fixing roller 3 and the pressure roller 4 are pressed against each other via the fixing belt 5. When the thickness of the sponge layer 3b at the pressure contact portion is t2, the value is substantially the same as t2 / t1.

表1は上記実験の実験結果を示している。なお、評価方法としては、上記の6種類の定着ローラを用いた場合のそれぞれについて、上記の用紙に対する定着処理を行い、用紙剥離不良が生じた場合を×、用紙剥離不良が生じなかった場合を○とした。   Table 1 shows the experimental results of the above experiment. In addition, as an evaluation method, for each of the cases where the above six types of fixing rollers are used, a fixing process is performed on the above-mentioned paper, and a case where a paper peeling failure occurs is ×, and a case where no paper peeling failure occurs. ○.

Figure 2011002590
Figure 2011002590

表1に示したように、樹脂チューブ10の厚みが40μm〜70μmの場合には定着処理を良好に行うことができた。一方、樹脂チューブ10の厚みが30μmの場合および80μmの場合には、用紙剥離不良が生じた。樹脂チューブ10の厚みが30μmの場合に用紙剥離不良が生じたのは、樹脂チューブ10の収縮力が小さすぎて定着ニップ部12の出口におけるスポンジ層3bの膨らみを適切に抑制することができないためであると考えられる。また、樹脂チューブ10の厚みが80μmの場合に用紙剥離不良が生じたのは、定着ローラ3の表面の硬度が高くなりすぎるためにスポンジ層3bの反発力を記録材に作用させることができなくなるためであると考えられる。   As shown in Table 1, when the thickness of the resin tube 10 was 40 μm to 70 μm, the fixing process could be performed satisfactorily. On the other hand, when the thickness of the resin tube 10 was 30 μm and when it was 80 μm, a paper peeling failure occurred. The reason why the paper peeling failure occurs when the thickness of the resin tube 10 is 30 μm is that the shrinkage force of the resin tube 10 is too small to appropriately suppress the swelling of the sponge layer 3 b at the exit of the fixing nip portion 12. It is thought that. Further, when the thickness of the resin tube 10 is 80 μm, the sheet peeling failure occurs because the hardness of the surface of the fixing roller 3 becomes too high so that the repulsive force of the sponge layer 3b cannot be applied to the recording material. This is probably because of this.

(1−4−2.実験2)
次に、定着ローラ3の硬度と定着性能との関係を調べるために行った実験の結果について説明する。
(1-4-2. Experiment 2)
Next, the result of an experiment conducted for examining the relationship between the hardness of the fixing roller 3 and the fixing performance will be described.

この実験では、定着ローラとして、直径20mmの無垢の鉄製芯金上にシリコンゴムを発泡させたスポンジ層5mmを形成し、さらにスポンジ層を厚さ50μmのPFAチューブで被覆したものを用いた。なお、スポンジ層の発泡率を変化させることにより、PFAチューブ被覆後の硬度をアスカーC硬度でそれぞれ35度、40度、45度、50度、60度、65度、および70度に設定した、7種類の定着ローラを用いた。また、定着性能の低下は定着温度が低いほど顕著に現れることから、定着温度を実験1よりも低い165℃とした。その他の条件は実験1と同様である。   In this experiment, a fixing roller was used in which a 5 mm sponge layer formed by foaming silicon rubber was formed on a solid iron core having a diameter of 20 mm, and the sponge layer was covered with a PFA tube having a thickness of 50 μm. In addition, by changing the foaming rate of the sponge layer, the hardness after covering the PFA tube was set to 35 degrees, 40 degrees, 45 degrees, 50 degrees, 60 degrees, 65 degrees, and 70 degrees in Asker C hardness, respectively. Seven types of fixing rollers were used. Further, since the lowering of the fixing performance is more noticeable as the fixing temperature is lower, the fixing temperature is set to 165 ° C., which is lower than that in Experiment 1. Other conditions are the same as in Experiment 1.

表2はこの実験の結果を示している。なお、定着強度については、定着処理後の用紙における画像部分を180度折り曲げる折り曲げ試験を行い、折り曲げ部のトナーの剥がれ幅が80μm以上のものを×、80μm未満のものを○とした。また、光沢ムラについては、目視検査で光沢ムラが確認されたものを×、確認されなかったものを○とした。   Table 2 shows the results of this experiment. As for the fixing strength, a bending test was performed in which the image portion of the paper after the fixing process was bent 180 degrees, and the toner peeling width of the folded portion was 80 μm or more was evaluated as x, and the one less than 80 μm was evaluated as ◯. In addition, regarding gloss unevenness, the case where the gloss unevenness was confirmed by visual inspection was rated as x, and the case where the gloss unevenness was not confirmed was rated as ○.

Figure 2011002590
Figure 2011002590

表2に示したように、スポンジ層の硬度が45度〜65度の場合は、良好な定着強度が得られたが、40度以下の場合および70度以上の場合には十分な定着強度が得られなかった。これは、スポンジ層の硬度が低すぎる場合にはトナーと記録材とに作用する圧力が不足し、スポンジ層の硬度が高すぎる場合には定着ローラ3と加圧ローラ4との圧接力が大きくなりすぎて定着ローラ3の軸方向に沿って撓みが生じ、記録材の中央部(搬送方向に垂直な方向の中央部)における定着ニップ幅が狭くなってしまうためであると考えられる。   As shown in Table 2, good fixing strength was obtained when the hardness of the sponge layer was 45 to 65 degrees, but sufficient fixing strength was obtained when it was 40 degrees or less and 70 degrees or more. It was not obtained. This is because the pressure acting on the toner and the recording material is insufficient when the hardness of the sponge layer is too low, and the pressure contact force between the fixing roller 3 and the pressure roller 4 is large when the hardness of the sponge layer is too high. This is considered to be because the fixing nip width becomes narrow at the central portion of the recording material (the central portion in the direction perpendicular to the transport direction) due to excessive deformation and bending along the axial direction of the fixing roller 3.

また、スポンジ層の硬度が40度〜70度の場合は光沢ムラの発生は確認されなかったが、スポンジ層の硬度が35度の場合には光沢ムラが確認された。   Further, when the hardness of the sponge layer was 40 degrees to 70 degrees, no occurrence of uneven gloss was confirmed, but when the hardness of the sponge layer was 35 degrees, uneven gloss was confirmed.

これは、ベルト定着方式の定着ユニット2に備えられる定着ベルト5は、ウォームアップ時間の短縮を目的として、熱容量を低く抑えるために弾性層は薄く形成されているため、定着ニップ部12における定着圧力が不足すると記録材9の表面の凹凸に定着ベルト5の表層の形状が追従できなくなり、記録材9の表面の凹凸部でトナーの温度に差が生じ、その結果、トナー溶融状態が変化するため、光沢が変化して光沢ムラが生じるためであると考えられる。したがって、記録材9の表面の凹凸に定着ベルト5の表層を追従させ、光沢ムラ等の発生を防止するには、所定値以上の定着圧力が必要となる。なお、定着圧力を高くすると、光沢ムラ等の発生を防止することができる他に、適切な定着を行うための定着温度を低温化できるという利点もある。   This is because the fixing belt 5 provided in the fixing unit 2 of the belt fixing system has a thin elastic layer in order to reduce the heat capacity for the purpose of shortening the warm-up time. Is insufficient, the shape of the surface layer of the fixing belt 5 cannot follow the irregularities on the surface of the recording material 9, and the toner temperature varies at the irregularities on the surface of the recording material 9. As a result, the toner melting state changes. This is considered to be because the gloss changes and gloss unevenness occurs. Therefore, in order to make the surface layer of the fixing belt 5 follow the unevenness of the surface of the recording material 9 and prevent the occurrence of uneven gloss, a fixing pressure of a predetermined value or more is required. Increasing the fixing pressure can prevent the occurrence of uneven gloss and the like, and has the advantage that the fixing temperature for performing proper fixing can be lowered.

なお、この実験では、スポンジ層の発泡率を変化させることで定着ローラの硬度を変化させたが、スポンジ層の発泡率は一定とし、スポンジ層の材質を異ならせることによって定着ローラの硬度を異ならせてもよく、スポンジ層の材質と発泡率の両方を変化させて定着ローラの硬度を異ならせてもよい。いずれの場合にも略同様の実験結果が得られる。   In this experiment, the hardness of the fixing roller was changed by changing the foaming rate of the sponge layer. However, the foaming rate of the sponge layer was kept constant, and the hardness of the fixing roller was changed by changing the material of the sponge layer. Alternatively, the hardness of the fixing roller may be varied by changing both the material of the sponge layer and the foaming rate. In either case, substantially the same experimental results are obtained.

(1−4−3.実験3)
次に、スポンジ層の押し込み率と、定着ローラの耐久性および定着強度との関係について実験した。
(1-4-3. Experiment 3)
Next, an experiment was conducted on the relationship between the indentation rate of the sponge layer, the durability of the fixing roller, and the fixing strength.

この実験では、定着ローラとして、直径20mmの無垢の鉄製芯金上にシリコンゴムを発泡させたスポンジ層5mmを形成し、さらにスポンジ層を厚さ50μmのPFAチューブで被覆したものを用いた。なお、PFAチューブを被覆する前のスポンジ層の硬度はアスカーC硬度で40度とした。また、定着ローラ3の押し込み率が15%、20%、25%、30%、35%、および40%になるように定着ローラ3と加圧ローラ4との圧接力を調整した6種類のケースについて実験を行った。   In this experiment, a fixing roller was used in which a 5 mm sponge layer formed by foaming silicon rubber was formed on a solid iron core having a diameter of 20 mm, and the sponge layer was covered with a PFA tube having a thickness of 50 μm. In addition, the hardness of the sponge layer before covering the PFA tube was set to 40 degrees in Asker C hardness. Further, six types of cases in which the pressure contact force between the fixing roller 3 and the pressure roller 4 is adjusted so that the pressing rate of the fixing roller 3 is 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, and 40%. The experiment was conducted.

表3はこの実験の実験結果を示している。なお、定着強度については、実験2と同じ方法で評価した。また、耐久性については、定着温度を165℃として実験2と同様の方法で定着性(定着強度および光沢ムラ)を評価した結果、および定着温度を200℃として実験1と同様の方法で用紙剥離性を評価した結果が、定着温度180℃で20万枚の記録材に対して定着処理を行った前後で変化しなかった場合を○、いずれかの性能が低下した場合を×とした。   Table 3 shows the experimental results of this experiment. The fixing strength was evaluated by the same method as in Experiment 2. For durability, the fixing temperature (165 ° C.) was used to evaluate the fixing properties (fixing strength and gloss unevenness) in the same manner as in Experiment 2, and the fixing temperature was 200 ° C. and the paper was peeled off in the same manner as in Experiment 1. The case where the result of evaluating the property did not change before and after the fixing process was performed on 200,000 sheets of recording material at a fixing temperature of 180 ° C. was evaluated as “◯”.

Figure 2011002590
Figure 2011002590

表3に示したように、押し込み率が20%〜35%の場合、十分な定着強度が得られ、耐久性も問題なかった。一方、押し込み率が15%の場合には初期状態において十分な定着強度が得られなかった。これは、押し込み率が低くなりすぎると定着ニップ幅が狭くなって十分な熱量と圧力とをトナーに付与できなくなるためであると考えられる。また、押し込み率が40%の場合には、耐久性が低下した。これは、定着圧力を増大させるために加圧ローラ4と定着ローラ3との圧接力を増大させて押し込み率が増すと、スポンジ層3bの硬度低下、スポンジ層3bの気泡の破壊、スポンジ層3bと芯金3aとの剥離などが生じやすくなること、およびスポンジ層3bの硬度が低下すると、定着ニップ部12の面圧(定着圧力)が低下し、剥離性、定着性ともに低下するためであると考えられる。   As shown in Table 3, when the indentation rate was 20% to 35%, sufficient fixing strength was obtained, and there was no problem with durability. On the other hand, when the indentation rate was 15%, sufficient fixing strength could not be obtained in the initial state. This is presumably because if the indentation rate is too low, the fixing nip width becomes narrow and sufficient heat and pressure cannot be applied to the toner. Further, when the indentation rate was 40%, the durability was lowered. This is because when the pressing force is increased by increasing the pressure contact force between the pressure roller 4 and the fixing roller 3 in order to increase the fixing pressure, the hardness of the sponge layer 3b is reduced, the bubbles of the sponge layer 3b are destroyed, and the sponge layer 3b. This is because peeling between the metal core 3a and the sponge layer 3b is liable to occur and the surface pressure (fixing pressure) of the fixing nip portion 12 is lowered, and both the peelability and the fixability are lowered. it is conceivable that.

(1−5.トナーについて)
定着ニップ部12の出口における定着直後のトナーは、高温で粘着性があるため、定着ベルト5に付着して離れ難い。このため、定着ベルト5の柔軟性と定着ローラ3の反発性に加えて、定着ベルト5とトナーとの離型性を高めるためには、トナーに添加するワックスが重要な役割を果たす。ただし、ワックス含有量が多い場合、定着ベルト5に対するトナーの離型性が向上するため定着可能温度範囲は拡大するが、トナーの流動性が低下するためトナー補給が滞って画質が低下しやすくなる。一方、ワックス含有量が少ない場合、トナーの流動性は良好になるが、定着ベルト5に対するトナーの離型性が低下するため、定着可能温度範囲が狭くなる。
(1-5. About toner)
The toner immediately after fixing at the exit of the fixing nip portion 12 is sticky at a high temperature, and is therefore difficult to adhere to the fixing belt 5 and leave. For this reason, in addition to the flexibility of the fixing belt 5 and the resilience of the fixing roller 3, the wax added to the toner plays an important role in order to improve the releasability between the fixing belt 5 and the toner. However, when the wax content is high, the toner releasability with respect to the fixing belt 5 is improved, so that the fixable temperature range is expanded. However, since the toner fluidity is lowered, the toner replenishment is delayed and the image quality is likely to deteriorate. . On the other hand, when the wax content is small, the fluidity of the toner is improved, but the releasability of the toner with respect to the fixing belt 5 is lowered, and the fixable temperature range is narrowed.

表4は、本実施形態にかかるカラー複合機1においてワックス含有量の異なるトナーを用いた場合のトナー流動性および定着性を調べた結果を示している。なお、トナー流動性については、現像ユニット53a〜53dにおいてトナーの凝集が生じた場合を×とし、生じなかった場合を○とした。また、定着性については、オフセットが生じた場合を×、生じなかった場合を○とした。定着温度は180℃とした。   Table 4 shows the results of examining the toner fluidity and fixability when toners having different wax contents are used in the color multifunction peripheral 1 according to the present embodiment. Regarding toner fluidity, the case where toner aggregation occurred in the developing units 53a to 53d was evaluated as x, and the case where the toner aggregation did not occur was evaluated as ◯. In addition, regarding the fixability, the case where an offset occurred was indicated as x, and the case where no offset occurred was indicated as ◯. The fixing temperature was 180 ° C.

Figure 2011002590
Figure 2011002590

表4に示したように、ワックス含有量(トナー全重量に対するワックス重量の割合)が1.5重量%〜5.0重量%の場合には、トナーの流動性および定着性の両方について良好な結果が得られた。一方、ワックス含有量が1重量%の場合には、オフセットが生じた。これは、定着可能温度範囲が狭くなったためであると考えられる。また、ワックス含有量が5.5重量%の場合には、トナーの凝集が生じた。   As shown in Table 4, when the wax content (the ratio of the wax weight to the total toner weight) is 1.5% by weight to 5.0% by weight, both the fluidity and the fixing property of the toner are good. Results were obtained. On the other hand, when the wax content was 1% by weight, an offset occurred. This is presumably because the fixable temperature range is narrowed. When the wax content was 5.5% by weight, toner aggregation occurred.

この実験結果より、本実施形態ではワックス含有量が1.5重量%以上5.0重量%以下のトナーを用いている。ワックス含有量がこの範囲内であれば、トナーの凝集による不具合やトナーの離型性の低下による定着不良を生じすることを防止できる。   From this experimental result, in this embodiment, a toner having a wax content of 1.5 wt% or more and 5.0 wt% or less is used. When the wax content is within this range, it is possible to prevent problems due to toner aggregation and fixing defects due to a decrease in toner releasability.

なお、トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤およびワックスを含んでいる。結着樹脂は、特に限定されるものではなく、従来から公知のブラックトナー用の結着樹脂やカラートナー用の結着樹脂を使用することができる。例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレンおよびスチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、並びにエポキシ樹脂などからなる結着樹脂を用いることができる。   The toner includes at least a binder resin, a colorant, and wax. The binder resin is not particularly limited, and a conventionally known binder resin for black toner or binder resin for color toner can be used. For example, binder resins composed of polyester resins, styrene resins such as polystyrene and styrene-acrylate copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyolefin resins such as polyethylene, polyurethane, and epoxy resins. Can be used.

また、結着樹脂として、原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応させて得られる樹脂を用いてもよい。この場合には、ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。ポリエステル樹脂を含む結着樹脂を使用することによって、離型剤の分散状態制御性が向上し、一層優れた定着性を有するトナーが得られる。さらに、トナーに優れた耐久性と透明性とを付与することができる。結着樹脂は、1種を単独で使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。   Further, as a binder resin, a resin obtained by mixing a raw material monomer mixture with a release agent and performing a polymerization reaction may be used. In this case, it is preferable to include a polyester resin. By using a binder resin containing a polyester resin, the dispersion state controllability of the release agent is improved, and a toner having even better fixing properties can be obtained. Furthermore, the toner can be provided with excellent durability and transparency. Binder resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

また、上記のポリエステル樹脂は、特に限定されるものではなく、従来から公知のものを使用することができる。例えば、多塩基酸類と多価アルコール類との縮重合物を用いてもよい。多塩基酸類とは、多塩基酸、および多塩基酸の誘導体、例えば、多塩基酸の酸無水物またはエステル化物などのことである。多価アルコール類とは、ヒドロキシル基を2個以上含有する化合物のことであり、アルコール類およびフェノール類のいずれをも含む。この他、多塩基酸類としては、ポリエステル樹脂のモノマーとして常用されるものを使用できる。例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸およびナフタレンジカルボン酸などの芳香族カルボン酸類、無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸およびアジピン酸などの脂肪族カルボン酸類が使用される。多塩基酸類は、1種を単独で使用することができ、また2種以上を併用して使用してもよい。   Moreover, said polyester resin is not specifically limited, A conventionally well-known thing can be used. For example, a polycondensation product of polybasic acids and polyhydric alcohols may be used. Polybasic acids are polybasic acids and derivatives of polybasic acids, such as acid anhydrides or esterified products of polybasic acids. Polyhydric alcohols are compounds containing two or more hydroxyl groups, and include both alcohols and phenols. In addition, as the polybasic acids, those commonly used as monomers for polyester resins can be used. Examples include aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic acid and naphthalenedicarboxylic acid, and aliphatic carboxylic acids such as maleic anhydride, fumaric acid, succinic acid and adipic acid. used. Polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.

多価アルコール類としては、ポリエステル樹脂のモノマーとして常用されるものを使用することができる。例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールおよびグリセリンなどの脂肪族多価アルコール類、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールおよび水添ビスフェノールAなどの脂環式多価アルコール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物およびビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などの芳香族系ジオール類が挙げられる。   As polyhydric alcohols, those commonly used as monomers for polyester resins can be used. For example, aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, neopentyl glycol and glycerin, alicyclic polyhydric alcohols such as cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol and hydrogenated bisphenol A, bisphenol Aromatic diols such as an ethylene oxide adduct of A and a propylene oxide adduct of bisphenol A are exemplified.

ビスフェノールAは、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)プロパンのことである。ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物としては、例えば、ポリオキシエチレン−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが挙げられる。ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物としては、例えば、ポリオキシプロピレン−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが挙げられる。多価アルコール類は、1種を単独で使用してもよく、また2種以上を併用して使用してもよい。   Bisphenol A is 2,2-bis (p-hydroxyphenyl) propane. Examples of the ethylene oxide adduct of bisphenol A include polyoxyethylene-2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane. Examples of the propylene oxide adduct of bisphenol A include polyoxypropylene-2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane. Polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more.

ポリエステル樹脂は、縮重合反応によって合成することができる。例えば、有機溶媒中または無溶媒下で、触媒の存在下に多塩基酸類と多価アルコール類とを重縮合反応、具体的には脱水縮合反応させることによって合成することができる。このとき、多塩基酸類の一部に、多塩基酸のメチルエステル化物を用い、脱メタノール重縮合反応を行ってもよい。多塩基酸類と多価アルコール類との重縮合反応は、生成するポリエステル樹脂の酸価および軟化点が、合成しようとするポリエステル樹脂における値となったところで終了させればよい。この重縮合反応において、多塩基酸類と多価アルコール類との配合比および反応率などの反応条件を適宜変更することによって、例えば、得られるポリエステル樹脂の末端に結合するカルボキシル基の含有量、ひいては得られるポリエステル樹脂の酸価、軟化点、その他の物性値を調整することもできる。   The polyester resin can be synthesized by a condensation polymerization reaction. For example, it can be synthesized by polycondensation reaction, specifically dehydration condensation reaction of polybasic acids and polyhydric alcohols in the presence of a catalyst in an organic solvent or without solvent. At this time, a demethanol polycondensation reaction may be performed using a methyl esterified product of a polybasic acid as part of the polybasic acid. The polycondensation reaction between the polybasic acid and the polyhydric alcohol may be terminated when the acid value and softening point of the polyester resin to be produced reach the values in the polyester resin to be synthesized. In this polycondensation reaction, by appropriately changing the reaction conditions such as the mixing ratio of polybasic acids and polyhydric alcohols and the reaction rate, for example, the content of carboxyl groups bonded to the terminal of the resulting polyester resin, and thus The acid value, softening point, and other physical properties of the resulting polyester resin can also be adjusted.

以上のように、本実施形態に係る定着ユニット2は、ベルト定着方式の定着装置であって、スポンジ層3bとスポンジ層3bの表面を被覆する樹脂チューブ10とを有する定着ローラ3を備えている。   As described above, the fixing unit 2 according to the present embodiment is a belt fixing type fixing device, and includes the fixing roller 3 having the sponge layer 3b and the resin tube 10 covering the surface of the sponge layer 3b. .

これにより、ソリッドゴムからなる定着ローラを用いる構成に比べて、定着ローラの熱容量を低減することができるので、ウォームアップ時間の短縮および消費電力の低減を図ることができる。また、定着ニップ部において定着ローラが加圧ローラの形状に応じて変形するので、定着ニップ幅を広くして定着性能を向上させることができる。さらに、スポンジ層3bが樹脂チューブ10に被覆されているので、定着ニップ部の出口における定着ローラ3の膨らみを樹脂チューブ10の収縮力によって効果的に抑制するとともに、定着ローラ3の形状を非圧接時の状態に素早く復元させることができるので、用紙剥離性を向上させることができる。また、上記のような簡単な構成の定着ローラ3を用いるだけでよいので、製造コストを増大させることなく、上記の各効果を得ることができる。   As a result, the heat capacity of the fixing roller can be reduced as compared with a configuration using a fixing roller made of solid rubber, so that the warm-up time can be shortened and the power consumption can be reduced. Further, since the fixing roller is deformed in accordance with the shape of the pressure roller in the fixing nip portion, the fixing nip width can be widened to improve the fixing performance. Further, since the sponge layer 3b is covered with the resin tube 10, the swelling of the fixing roller 3 at the outlet of the fixing nip portion is effectively suppressed by the contraction force of the resin tube 10, and the shape of the fixing roller 3 is not pressed. Since it is possible to quickly restore the time state, it is possible to improve the paper peelability. Further, since it is only necessary to use the fixing roller 3 having the simple structure as described above, the above-described effects can be obtained without increasing the manufacturing cost.

また、従来のようなソリッドゴム層に比べて樹脂チューブは薄く形成できるため、定着ローラ3のスポンジ層3bを従来よりも厚く形成することができる。このため、スポンジ層3bの耐久性を向上させることができる。さらに、従来のスポンジ層の表面にソリッドゴム層を形成する構成のようにゴム成型を複数回行う必要がないので、定着ユニット2の製造コストを低減することができる。   Further, since the resin tube can be formed thinner than the conventional solid rubber layer, the sponge layer 3b of the fixing roller 3 can be formed thicker than the conventional one. For this reason, durability of the sponge layer 3b can be improved. Further, since it is not necessary to perform rubber molding a plurality of times as in the conventional configuration in which the solid rubber layer is formed on the surface of the sponge layer, the manufacturing cost of the fixing unit 2 can be reduced.

なお、本実施形態に係る定着ユニット2では、定着ローラ3は加圧ローラ4に従動回転する構成としているが、本発明はこれに限定されるものではない。スポンジ層を備えた従来の定着ローラでは、スポンジ層の耐久性などの理由から加圧ローラに従動回転させる構成が一般的であるが、本実施形態に係る定着ユニット2では、定着ローラ3のスポンジ層3bが樹脂チューブ10に被覆されているためスポンジ層3bの耐久性を向上させることができる。本発明では、定着ローラ3を駆動手段によって直接回転駆動させる構成とすることもできる。   In the fixing unit 2 according to the present embodiment, the fixing roller 3 is configured to be rotated by the pressure roller 4, but the present invention is not limited to this. A conventional fixing roller having a sponge layer is generally configured to be driven and rotated by a pressure roller for reasons such as the durability of the sponge layer. In the fixing unit 2 according to this embodiment, the sponge of the fixing roller 3 is used. Since the layer 3b is covered with the resin tube 10, the durability of the sponge layer 3b can be improved. In the present invention, the fixing roller 3 may be directly rotated by a driving unit.

なお、本実施形態では、加熱ローラ6の内部にヒータランプ7bを1つのみ備えているが、これに限らず、複数のヒータランプ7bを備えてもよい。また、本実施形態では、定着ベルト5を加熱するための加熱手段としてのヒータランプ7bを加熱ローラ6の内部に備えているが、これに限るものではない。例えば、定着ベルト5を、定着ローラ3と、加熱手段を内蔵していない支持ローラとに回転可能に懸架し、この支持ローラとは別に設けられた加熱手段によって定着ベルト5を加熱してもよい。上記の加熱手段は、定着ベルト5に当接する接触型の加熱手段であってもよく、定着ベルト5に当接しない非接触型の加熱手段であってもよい。また、誘導加熱を利用した誘導加熱装置を用いてもよく、複数種類の加熱手段を適宜組み合わせて用いてもよい。また、加熱手段(発熱体)自体を、定着ベルト5を回転可能に懸架するためのベルト懸架部材として機能させてもよい。   In the present embodiment, only one heater lamp 7b is provided inside the heating roller 6. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of heater lamps 7b may be provided. In this embodiment, the heater lamp 7b as a heating unit for heating the fixing belt 5 is provided inside the heating roller 6. However, the present invention is not limited to this. For example, the fixing belt 5 may be rotatably suspended between the fixing roller 3 and a support roller that does not include a heating unit, and the fixing belt 5 may be heated by a heating unit provided separately from the support roller. . The heating unit may be a contact type heating unit that contacts the fixing belt 5 or may be a non-contact type heating unit that does not contact the fixing belt 5. Further, an induction heating device using induction heating may be used, and a plurality of types of heating means may be used in appropriate combination. Further, the heating means (heating element) itself may function as a belt suspension member for rotatably suspending the fixing belt 5.

また、本実施形態では、定着ベルト5を2つのローラ部材(定着ローラ3および加熱ローラ6)に懸架しているが、これに限らず、3つ以上のローラ部材に懸架する構成としてもよい。また、定着ベルト5を複数のローラ部材に懸架する構成に限るものではなく、定着ベルト5を、定着ローラ3に従動回転できるように懸架できる構成であればよい。   In this embodiment, the fixing belt 5 is suspended from two roller members (the fixing roller 3 and the heating roller 6). However, the present invention is not limited to this, and may be configured to be suspended from three or more roller members. The fixing belt 5 is not limited to a configuration in which the fixing belt 5 is suspended on a plurality of roller members, and any configuration may be used as long as the fixing belt 5 can be suspended so as to be driven and rotated by the fixing roller 3.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態1では、定着ユニットにベルト部材が1つのみ備えられている構成について説明したが、本実施形態では、複数のベルト部材を備える構成に適用する場合の例について説明する。   In the first embodiment, the configuration in which only one belt member is provided in the fixing unit has been described. In the present embodiment, an example in which the present invention is applied to a configuration having a plurality of belt members will be described.

図6は、本実施形態にかかる定着ユニット(定着装置)102の断面図である。この定着ユニット102は、実施形態1に示したカラー複合機1において定着ユニット2に代えて備えられるものである。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the fixing unit (fixing device) 102 according to the present embodiment. The fixing unit 102 is provided in place of the fixing unit 2 in the color multifunction peripheral 1 shown in the first embodiment.

図6に示すように、定着ユニット102は、定着ローラ3、加熱ローラ6、定着パッド103、定着ベルト5、加圧ローラ4、テンションローラ(第2ベルト懸架部材)114、加圧パッド104、および加圧ベルト105を備えたツインベルト方式の定着装置である。   As shown in FIG. 6, the fixing unit 102 includes a fixing roller 3, a heating roller 6, a fixing pad 103, a fixing belt 5, a pressure roller 4, a tension roller (second belt suspension member) 114, a pressure pad 104, and This is a twin belt type fixing device including a pressure belt 105.

定着ローラ3、加熱ローラ6、および定着ベルト5の構成は実施形態1と略同様である。ただし、本実施形態では、定着ベルト5が、定着ローラ3および加熱ローラ6に加えて、定着パッド103に懸架されている。この定着パッド103は、PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)からなり、その両端部を定着ユニット102の側板(図示せず)に支持されている。なお、定着ローラ3、加熱ローラ6、および定着パッド103の位置は、定着ベルト5を懸架したときに、この定着ベルト5に作用する引張荷重が50Nになるように調整されている。   The configurations of the fixing roller 3, the heating roller 6, and the fixing belt 5 are substantially the same as those in the first embodiment. However, in this embodiment, the fixing belt 5 is suspended from the fixing pad 103 in addition to the fixing roller 3 and the heating roller 6. The fixing pad 103 is made of PPS (polyphenylene sulfide resin), and both ends thereof are supported by side plates (not shown) of the fixing unit 102. The positions of the fixing roller 3, the heating roller 6, and the fixing pad 103 are adjusted so that when the fixing belt 5 is suspended, the tensile load acting on the fixing belt 5 is 50N.

定着ローラ3は、定着ベルト5および加圧ベルト105を介して後述する加圧ローラ4と所定の荷重で圧接するようになっている。また、定着パッド103は、定着ベルト5と加圧ベルト105とを介して後述する加圧パッド104と所定の荷重で圧接するようになっている。また、定着ベルト5は加圧ベルト105に従動回転し、定着ローラ3および加熱ローラ6は定着ベルト5に従動回転するようになっている。これにより、定着ベルト5と加圧ベルト105との間に通紙された記録材9上の未定着トナー画像のトナーを加熱溶融させて記録材9に定着させるようになっている。なお、図6に示した例では、加熱ローラ6内にヒータランプ7bが2つ備えられているが、ヒータランプ7bの数はこれに限らず、1つであっても3つ以上であってもよい。   The fixing roller 3 is in pressure contact with a pressure roller 4 (described later) with a predetermined load via the fixing belt 5 and the pressure belt 105. Further, the fixing pad 103 is brought into pressure contact with a later-described pressure pad 104 through the fixing belt 5 and the pressure belt 105 with a predetermined load. The fixing belt 5 is driven to rotate by the pressure belt 105, and the fixing roller 3 and the heating roller 6 are driven to rotate by the fixing belt 5. As a result, the toner of the unfixed toner image on the recording material 9 passed between the fixing belt 5 and the pressure belt 105 is heated and melted and fixed on the recording material 9. In the example shown in FIG. 6, two heater lamps 7 b are provided in the heating roller 6, but the number of heater lamps 7 b is not limited to this. Also good.

加圧ベルト105は、加圧ローラ4、テンションローラ114、および加圧パッド104に回転可能に懸架されており、加圧ローラ4に従動回転するようになっている。加圧ベルト105としては、定着ベルト5と同様の構成のものを用いることができる。なお、本実施形態では、加圧ローラ4、テンションローラ114、および加圧パッド104に懸架されたときに加圧ベルト105に生じる引張荷重が50Nになるように加圧ローラ4、テンションローラ114、および加圧パッド104の位置を調整した。加圧ローラ4は実施形態1と略同様である。   The pressure belt 105 is rotatably suspended on the pressure roller 4, the tension roller 114, and the pressure pad 104, and is rotated by the pressure roller 4. As the pressure belt 105, a belt having the same configuration as that of the fixing belt 5 can be used. In the present embodiment, the pressure roller 4, the tension roller 114, and the pressure roller 4, the tension roller 114, and the tension roller 114 so that the tensile load generated on the pressure belt 105 when suspended on the pressure pad 104 is 50 N. And the position of the pressure pad 104 was adjusted. The pressure roller 4 is substantially the same as in the first embodiment.

テンションローラ114は、芯金114aと弾性層114bとからなるローラ状の部材であり、定着ユニット102の側板(図示せず)に回転可能に軸支されている。本実施形態では、外径30mm、内径26mmの鉄合金製の芯金114aの表面に、熱伝導率を小さくして加圧ベルト105からの熱伝導を少なくするためにシリコンスポンジからなる弾性層114bを設けた構成のテンションローラ114を用いた。   The tension roller 114 is a roller-shaped member including a cored bar 114a and an elastic layer 114b, and is rotatably supported on a side plate (not shown) of the fixing unit 102. In this embodiment, an elastic layer 114b made of silicon sponge is applied to the surface of an iron alloy cored bar 114a having an outer diameter of 30 mm and an inner diameter of 26 mm in order to reduce the heat conductivity and reduce the heat conduction from the pressure belt 105. The tension roller 114 having a configuration provided with the above was used.

加圧パッド104は、上述したように、定着パッド103に対して定着ベルト5および加圧ベルト105を介して対向する位置に設けられている。加圧パッド104は、PPSからなる。   As described above, the pressure pad 104 is provided at a position facing the fixing pad 103 via the fixing belt 5 and the pressure belt 105. The pressure pad 104 is made of PPS.

このように、定着ベルト5と加圧ベルト105とを備えたツインベルト方式の定着装置においても、実施形態1と略同様の効果を得ることができる。   As described above, the twin belt type fixing device including the fixing belt 5 and the pressure belt 105 can obtain substantially the same effect as that of the first embodiment.

なお、本実施形態では、定着ユニット102を大型化することなく、広い定着ニップ部112を得るために、定着ベルト5および加圧ベルト105を介して互いに対向するように定着パッド103と加圧パッド104とが設けられており、これら両パッドが定着ベルト5および加圧ベルト105を介して所定の荷重で圧接するようになっている。これにより、定着パッド103と加圧パッド104との対向部から定着ローラ3と加圧ローラ4との対向部までの広い領域に定着ニップ部112を形成し、記録材9に対する伝熱面積を大きくすることができる。したがって、プロセス速度を高速化した場合であっても、記録材9に対する伝熱量が不足して定着不良が生じることを防止できる。   In this embodiment, in order to obtain a wide fixing nip portion 112 without increasing the size of the fixing unit 102, the fixing pad 103 and the pressure pad are opposed to each other via the fixing belt 5 and the pressure belt 105. 104 is provided, and these two pads are pressed against each other with a predetermined load via the fixing belt 5 and the pressure belt 105. Thus, the fixing nip portion 112 is formed in a wide area from the facing portion between the fixing pad 103 and the pressure pad 104 to the facing portion between the fixing roller 3 and the pressure roller 4, and the heat transfer area to the recording material 9 is increased. can do. Therefore, even when the process speed is increased, it is possible to prevent a defective fixing due to insufficient heat transfer to the recording material 9.

ところで、本実施形態のように回転体ではない定着パッド103および加圧パッド104を設けた場合、定着ベルト5および加圧ベルト105の内周面は、それぞれ定着パッド103および加圧パッド104に摺擦することになる。このため、定着ベルト5と定着パッド103との動摩擦係数、および加圧ベルト105と加圧パッド104との動摩擦係数が大きい場合、摺動抵抗が大きくなる。その結果、ベルトの削れ、ギア破損、加圧ローラ駆動手段Mの消費電力の増加等の問題が発生する場合がある。このため、これらの問題を防止するために、定着パッド103および加圧パッド104は、定着ベルト5および加圧ベルト105に対する動摩擦係数が小さい材質のものを用いるか、あるいは定着ベルト5および加圧ベルト105に接する面に動摩擦係数の低い低摩擦シート(図示せず)を設けることが好ましい。   By the way, when the fixing pad 103 and the pressure pad 104 which are not rotating bodies are provided as in the present embodiment, the inner peripheral surfaces of the fixing belt 5 and the pressure belt 105 slide on the fixing pad 103 and the pressure pad 104, respectively. Will rub. For this reason, when the dynamic friction coefficient between the fixing belt 5 and the fixing pad 103 and the dynamic friction coefficient between the pressure belt 105 and the pressure pad 104 are large, the sliding resistance increases. As a result, problems such as belt scraping, gear breakage, and increased power consumption of the pressure roller driving means M may occur. Therefore, in order to prevent these problems, the fixing pad 103 and the pressure pad 104 are made of a material having a small dynamic friction coefficient with respect to the fixing belt 5 and the pressure belt 105, or the fixing belt 5 and the pressure belt. It is preferable to provide a low friction sheet (not shown) having a low dynamic friction coefficient on the surface in contact with 105.

なお、本実施形態では、定着パッド103および加圧パッド104を備えた構成について説明したが、これら両パッドは必須ではなく、省略してもよい。この場合、定着ローラ3と加圧ローラ4との対向部にのみ定着ニップ部112が形成される構成としてもよく、加圧ベルト105における加圧ローラ4およびテンションローラ114に接触していない部分が定着ベルト5を介して定着ローラ3に圧接する構成としてもよい。   In the present embodiment, the configuration including the fixing pad 103 and the pressure pad 104 has been described, but both of these pads are not essential and may be omitted. In this case, the fixing nip portion 112 may be formed only at a portion where the fixing roller 3 and the pressure roller 4 are opposed to each other, and a portion of the pressure belt 105 that is not in contact with the pressure roller 4 and the tension roller 114 is acceptable. A configuration may be adopted in which the fixing roller 3 is pressed against the fixing roller 5 via the fixing belt 5.

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、電子写真方式の画像形成装置で用いられるベルト定着方式の定着装置、およびこの定着装置を備えた画像形成装置に利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a belt fixing type fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus and an image forming apparatus including the fixing device.

1 カラー複合機(画像形成装置)
2 定着ユニット(定着装置)
3 定着ローラ
3a 芯金(基材)
3b スポンジ層
4 加圧ローラ(加圧部材)
5 定着ベルト
6 加熱ローラ(ベルト懸架部材)
7a,7b ヒータランプ(加熱手段)
8a,8b サーミスタ
9 記録材
10 樹脂チューブ
12 定着ニップ部
103 定着パッド
104 加圧パッド
114 テンションローラ(第2ベルト懸架部材)
M 加圧ローラ駆動モータ
1 Color compound machine (image forming device)
2 Fixing unit (fixing device)
3 Fixing roller 3a Core metal (base material)
3b Sponge layer 4 Pressure roller (Pressure member)
5 Fixing belt 6 Heating roller (belt suspension member)
7a, 7b Heater lamp (heating means)
8a, 8b Thermistor 9 Recording material 10 Resin tube 12 Fixing nip 103 Fixing pad 104 Pressure pad 114 Tension roller (second belt suspension member)
M Pressure roller drive motor

Claims (9)

回転可能に支持された定着ローラと、ベルト懸架部材と、上記定着ローラと上記ベルト懸架部材とに回転可能に懸架された無端状の定着ベルトと、上記定着ベルトを加熱する加熱手段と、上記定着ベルトを介して上記定着ローラに圧接するように回転可能に支持された加圧部材とを備え、未定着トナー像が形成された記録材を上記定着ベルトと上記加圧部材とが挟持しながら搬送することで上記未定着トナー像を上記記録材上に定着させる定着装置であって、
上記定着ローラは、円筒状または円柱状の基材と、上記基材の外周面に形成されたスポンジ層と、上記スポンジ層を被覆する樹脂チューブとを備えていることを特徴とする定着装置。
A fixing roller rotatably supported, a belt suspension member, an endless fixing belt rotatably suspended on the fixing roller and the belt suspension member, heating means for heating the fixing belt, and the fixing A pressure member that is rotatably supported so as to be in pressure contact with the fixing roller via a belt, and conveys a recording material on which an unfixed toner image is formed while the fixing belt and the pressure member sandwich the recording material. A fixing device for fixing the unfixed toner image on the recording material,
The fixing roller includes a cylindrical or columnar base material, a sponge layer formed on an outer peripheral surface of the base material, and a resin tube that covers the sponge layer.
上記樹脂チューブは、熱を加えることによって径が小さくなるように収縮する熱収縮チューブであ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 the resin tube is a heat-shrinkable tube that shrinks so as to reduce its diameter when heat is applied. 上記樹脂チューブは、PFAチューブまたはPTFEチューブであることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 2, wherein the resin tube is a PFA tube or a PTFE tube. 上記樹脂チューブの膜厚は40μm以上70μm以下であることを特徴とする請求項3に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 3, wherein a film thickness of the resin tube is 40 μm or more and 70 μm or less. 上記定着ローラの硬度は、アスカーC硬度で45度以上70度以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の定着装置。   5. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing roller has an Asker C hardness of 45 degrees or more and 70 degrees or less. 上記定着ローラが他の部材に接触していない場合の上記スポンジ層の厚さをt1、上記定着ローラと上記加圧部材とを上記定着ベルトを介して圧接させたときの圧接部における上記スポンジ層の厚さをt2とすると、
0.2≦t2/t1≦0.35
であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の定着装置。
When the fixing roller is not in contact with another member, the thickness of the sponge layer is t1, and the sponge layer at the pressure contact portion when the fixing roller and the pressure member are pressed against each other via the fixing belt. Let t2 be the thickness of
0.2 ≦ t2 / t1 ≦ 0.35
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is a fixing device.
上記樹脂チューブは導電性材料を含有していることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the resin tube contains a conductive material. 上記加圧部材は、回転可能に支持された加圧ローラと、第2ベルト懸架部材と、上記加圧ローラおよび上記第2ベルト懸架部材に回転可能に懸架された加圧ベルトとを有しており、
未定着トナー像が形成された記録材が上記定着ベルトと上記加圧ベルトとの圧接部を通過することによって上記未定着トナー像が上記記録材上に定着されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の定着装置。
The pressure member includes a pressure roller rotatably supported, a second belt suspension member, and a pressure belt rotatably suspended on the pressure roller and the second belt suspension member. And
2. The recording material on which an unfixed toner image is formed passes through a pressure contact portion between the fixing belt and the pressure belt, whereby the unfixed toner image is fixed on the recording material. 8. The fixing device according to any one of items 1 to 7.
請求項1から8のいずれか1項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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