JP2011145334A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2011145334A JP2010003887A JP2010003887A JP2011145334A JP 2011145334 A JP2011145334 A JP 2011145334A JP 2010003887 A JP2010003887 A JP 2010003887A JP 2010003887 A JP2010003887 A JP 2010003887A JP 2011145334 A JP2011145334 A JP 2011145334A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device and an image forming apparatus, capable of shortening a warm-up time and a recovery time from a standby mode, and also, suppressing an increase in cost. <P>SOLUTION: The fixing device includes: a fixing belt 55 which is stretched and wound on at least two rollers, that is, a fixing roller 51 and a heat roller 54 to be rotated and driven; a pressure member 52 which comes into press contact with the surface of the fixing belt 55; and a tension member 56 which applies a tension to the fixing belt 55. A recording medium S carrying a toner image to be fixed is made to pass through a gap, between the fixing belt 55 and the pressure member 52, in the direction in which the toner image comes into contact with the fixing belt 55, and the toner image is heated and pressed on passing through the gap, thereby, the toner image is fixed on the recording medium S. The tension member 56 includes a pair of pressing parts 56b separately coming into contact with both ends in a width direction perpendicular to the traveling direction of the fixing belt 55. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらを備えた複合機等、用紙・OHPフィルム等のシート材(記録媒体)に画像を記録する画像形成装置およびこのような画像形成装置に用いられる定着装置に関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for an image forming apparatus for recording an image on a sheet material (recording medium) such as a sheet or an OHP film, such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, a multifunction machine equipped with these, and such an image forming apparatus. The present invention relates to a fixing device.

従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像をシート材(記録媒体)に転写し、その画像転写後のシート材を定着装置に入れる。そして、定着装置で熱と圧力とを加え、記録媒体上の未定着トナー画像をシート材上に定着して排出するものである。   Conventionally, for example, in an image forming apparatus using an electrophotographic system, a toner image is formed on an image carrier, the toner image is transferred to a sheet material (recording medium), and the sheet material after the image transfer is used as a fixing device. Put in. Then, heat and pressure are applied by the fixing device, and the unfixed toner image on the recording medium is fixed on the sheet material and discharged.

定着装置には、図11と図12に示すように、定着ローラ71と、内部に熱源を有する加熱ローラ74とに定着ベルト75を掛け回し、その定着ベルト75を挟んで定着ローラ71と加圧ローラ72とを圧接し、それらのニップ間にシート材(用紙)を通して定着を行うベルト定着装置がある。   In the fixing device, as shown in FIGS. 11 and 12, a fixing belt 75 is wound around a fixing roller 71 and a heating roller 74 having a heat source therein, and the fixing roller 71 is pressed against the fixing roller 75. There is a belt fixing device in which a roller 72 is pressed and a sheet material (paper) is fixed between the nips.

ベルト定着装置は、ベルト75に張力を付与する必要がある。そして、その張力の付与を行うベルト張架方式には、定着ローラ71の位置を固定し、加熱ローラ74を付勢して定着ベルト75を張り渡す方式と、定着ローラおよび加熱ローラ双方の位置を固定し、定着ベルト75にテンションローラ76を押し当てて定着ベルト75を張り渡す方式(特許文献1及び特許文献2等)とがある。   The belt fixing device needs to apply tension to the belt 75. In the belt stretching method for applying the tension, the position of the fixing roller 71 is fixed, the heating roller 74 is energized to stretch the fixing belt 75, and the positions of both the fixing roller and the heating roller are set. There is a method in which the fixing belt 75 is stretched by pressing the tension roller 76 against the fixing belt 75 (Patent Document 1 and Patent Document 2).

前者の方式(加熱ローラを付勢する方式)は、テンションローラを用いないことから、部品点数を少なくすることができる利点がある。しかし、加熱ローラの位置を移動させる必要がある。そのため、以下の(1)〜(3)等の問題点がある。   The former method (method of energizing the heating roller) has an advantage that the number of parts can be reduced because no tension roller is used. However, it is necessary to move the position of the heating roller. Therefore, there are the following problems (1) to (3).

(1)設置精度を必要として、サーモスタット等の安全装置やサーミスタ等の温度検知手段などの取り付けが困難となる。
(2)ベルト寄り防止のため平行度を出す必要があり、そのための側板(ベルト寄り止め部材)の設置精度を高めたり、側板の剛性を高めたりしなければならない。
(3)加熱ローラ全体に均一に付勢しなければならず、メンテナンス性に劣る。
(1) Installation accuracy is required, and it becomes difficult to attach a safety device such as a thermostat or temperature detection means such as a thermistor.
(2) It is necessary to increase the parallelism to prevent the belt from shifting, and it is necessary to increase the installation accuracy of the side plate (belt locking member) and to increase the rigidity of the side plate.
(3) The heating roller must be uniformly urged, resulting in poor maintainability.

一方、後者の方式(テンションローラを押し当てる方式)は、テンションローラを余分に用いるものの、定着ローラおよび加熱ローラの位置を固定することから、前記した(1)(2)(3)などの問題はほとんどない。このため、前者より後者の方式の方が好ましいといえる。   On the other hand, the latter method (method of pressing the tension roller) uses an extra tension roller, but fixes the positions of the fixing roller and the heating roller, so the problems (1), (2), (3), etc. There is almost no. For this reason, it can be said that the latter method is preferable to the former.

ところで、図11に示す定着装置では、テンションローラ76を定着ベルト75の内側から押し当てる方式のものであり、図12に示す定着装置では、テンションローラ76を定着ベルト75の外側から押し当てる方式のものである。   In the fixing device shown in FIG. 11, the tension roller 76 is pressed from the inside of the fixing belt 75. In the fixing device shown in FIG. 12, the tension roller 76 is pressed from the outside of the fixing belt 75. Is.

テンションローラ76は一般的には、図13に示すように、鉄、アルミニウム等の剛性のある金属にて構成された円筒形状の軸部79aと、この軸部79aの外周には定着ベルト75に押圧して直接テンションを与える押圧部79bとからなる。軸部79aの両端部が軸受け等の支持部材(図示省略)により回転支持されている。押圧部79bは定着ベルト75に圧を与える剛性と、定着ベルト75からの回転力を受け自身を回転させる摩擦力、その際に定着ベルト75の熱を必要以上に奪い取らない断熱性が求められ、断熱性の面から耐熱性のフェルト材等が用いられることが多い。   As shown in FIG. 13, the tension roller 76 generally has a cylindrical shaft portion 79a made of a rigid metal such as iron or aluminum, and an outer periphery of the shaft portion 79a. It comprises a pressing portion 79b that presses and applies tension directly. Both end portions of the shaft portion 79a are rotatably supported by a support member (not shown) such as a bearing. The pressing portion 79b is required to have a rigidity that applies pressure to the fixing belt 75, a frictional force that rotates the fixing belt 75 by itself, and a heat insulating property that does not take heat of the fixing belt 75 more than necessary. In view of heat insulation, heat-resistant felt materials are often used.

加熱ローラ74はその内部に配設された加熱源(図示省略)によりその表面を温められる。その加熱ローラ74の外周面と定着ベルト75の内周面が接することで定着ベルト75が温められる。温められた定着ベルト75は回転することで定着ベルト全周が加熱される。加熱された定着ベルト75が定着部材71と加圧部材72によって形成されるニップ部を記録紙とともに通過することで、記録紙上のトナーに伝熱されトナーを記録媒体(用紙)に定着させる。ここで前述(目的)のように定着部材71と加熱ローラ74に掛け渡された定着ベルト75を安定走行させるためにテンションローラ76が必要となる。   The surface of the heating roller 74 is warmed by a heating source (not shown) disposed therein. The fixing belt 75 is warmed by the contact between the outer peripheral surface of the heating roller 74 and the inner peripheral surface of the fixing belt 75. The heated fixing belt 75 rotates to heat the entire circumference of the fixing belt. The heated fixing belt 75 passes through the nip formed by the fixing member 71 and the pressure member 72 together with the recording paper, so that heat is transferred to the toner on the recording paper and the toner is fixed to the recording medium (paper). Here, as described above (purpose), the tension roller 76 is necessary for the stable running of the fixing belt 75 spanned between the fixing member 71 and the heating roller 74.

図11や図12に示すように、テンションローラ76を押し当てる方式のものでは、定着ベルト75に、この定着ベルト75のほぼ全幅にテンションローラ76を押し当てることになる。このため、定着ベルト75の熱がテンションローラ76に逃げ、ウォームアップ時や、省エネ状態の待機モード(余熱モード)からの復帰時における定着ベルト75の温度上昇が遅くなる問題があった。   As shown in FIGS. 11 and 12, in the system in which the tension roller 76 is pressed, the tension roller 76 is pressed against the fixing belt 75 over almost the entire width of the fixing belt 75. For this reason, the heat of the fixing belt 75 escapes to the tension roller 76, and there has been a problem that the temperature of the fixing belt 75 rises slowly during warm-up or when returning from the energy-saving standby mode (remaining heat mode).

特に、テンションローラ76は、通常、熱源から離れた位置に設置することから、加熱ローラ74の温度よりも低く、機内雰囲気温度である100℃以下に保持されていることが多い。それだけテンションローラ76からの放熱が多くなってウォームアップ時間や待機モードからの復帰時間が長くなり、省エネ上問題となっていた。   In particular, since the tension roller 76 is usually installed at a position away from the heat source, the tension roller 76 is often held at a temperature lower than the temperature of the heating roller 74 and at 100 ° C. or less, which is the in-machine atmosphere temperature. As a result, the heat radiation from the tension roller 76 increases, and the warm-up time and the return time from the standby mode become longer, which is a problem in terms of energy saving.

このため、この種の従来のベルト定着装置の中には、特許文献1に記載されるように、テンションローラに熱容量が少ない断熱材料を用いるようにしたものがある。このような断熱材料を用いたとしても、ウォームアップ時間や待機モードからの復帰時間が長くなる問題があった。   For this reason, some conventional belt fixing devices of this type use a heat insulating material having a small heat capacity for the tension roller, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707. Even when such a heat insulating material is used, there is a problem that the warm-up time and the return time from the standby mode become long.

また、前記特許文献2では、ウォームアップ時間や待機モードからの復帰時を短縮するために、テンション部材を加熱する補助加熱手段を備えたものである。しかしながら、補助加熱手段を設けることによって、補助加熱手段の加熱源の追加に伴うエネルギー増加およびコストアップの問題がある。   Further, in Patent Document 2, auxiliary heating means for heating the tension member is provided in order to shorten the warm-up time and the return time from the standby mode. However, by providing the auxiliary heating means, there are problems of increase in energy and cost increase due to the addition of the heating source of the auxiliary heating means.

本発明は、斯かる事情に鑑み、ウォームアップ時間や待機モードからの復帰時間の短縮が可能であって、しかもコストアップを抑えることが可能な定着装置及び画像形成装置を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention is intended to provide a fixing device and an image forming apparatus that can shorten the warm-up time and the return time from the standby mode, and can suppress the cost increase. is there.

本発明の定着装置は、定着ローラと、加熱ローラの少なくとも2つのローラに巻き掛けられて回転駆動される定着ベルトと、この定着ベルトの表面に圧接する加圧部材と、定着ベルトにテンションを付与するテンション部材とを具備し、定着ベルトと加圧部材との間に、定着すべきトナー像を担持した記録媒体を、トナー像が定着ベルトに接する向きにして通過させ、その通過時に前記トナー像に熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、前記テンション部材は、前記定着ベルトの走行方向に直交する幅方向における両端部にそれぞれ接触する一対の押圧部を備えるものである。   The fixing device according to the present invention includes a fixing roller, a fixing belt that is wound around at least two rollers of a heating roller, is rotated, a pressure member that is in pressure contact with the surface of the fixing belt, and tension is applied to the fixing belt. A recording medium carrying a toner image to be fixed is passed between the fixing belt and the pressure member in a direction in which the toner image is in contact with the fixing belt. In the fixing device for fixing the toner image to the recording medium by applying heat and pressure to the tension member, the tension member includes a pair of pressing portions respectively contacting both end portions in the width direction orthogonal to the traveling direction of the fixing belt. It is.

本発明の定着装置によれば、定着ローラや加熱ローラをテンション付加のために、移動させる必要がないので、前記(1)(2)(3)の問題点が生じない。そかも、テンション部材は、一対の押圧部が定着ベルトの走行方向に直交する幅方向における両端部に接触するものであり、記録紙(記録媒体)が通過する範囲内で定着ベルトの熱が記録紙に奪われる範囲において、テンション部材が定着ベルトと接していないように設定でき、テンション部材から熱を奪われないようにできる。このため、前記押圧部は、通過する記録媒体の幅方向最大端部よりも外側においてのみテンションを付与するようにするのが好ましい。   According to the fixing device of the present invention, since it is not necessary to move the fixing roller or the heating roller for applying tension, the problems (1), (2), and (3) do not occur. In addition, the tension member has a pair of pressing portions that are in contact with both end portions in the width direction orthogonal to the running direction of the fixing belt, and the heat of the fixing belt is recorded within a range through which the recording paper (recording medium) passes. The tension member can be set so as not to be in contact with the fixing belt in a range where the paper is taken away, and heat can be prevented from being taken away from the tension member. For this reason, it is preferable that the pressing portion applies tension only on the outer side of the widthwise maximum end portion of the recording medium that passes.

前記テンション部材は、定着ベルトの外面側から圧接するものであっても、定着ベルトの内面側から圧接するものであってもよい。   The tension member may be pressed from the outer surface side of the fixing belt or may be pressed from the inner surface side of the fixing belt.

ところで、定着ベルトの端部にのみ押し付け圧を与える場合には、各部材の配置、回転速度、押圧部の押し付け力、押圧部の押し付け幅等の種々の条件によっては押し付け圧を与えていない定着ベルトの中央付近にしわやたるみ等の不具合部が発生する場合が考えられる。このようなしわたるみ現象が発生すると中央付近の定着ベルトと加熱ローラの接触が不均一となる、接触していない、浮きが発生する等が生じるおそれがある。そのような箇所では、定着ベルトは加熱ローラからの熱量を適正に受け取ることができずに、その部分の温度が局所的に低くなるおそれがある。熱量を適正に受け取ることができない場所では、定着不良、光沢ムラ等の不具合が発生することになる。   By the way, when pressing pressure is applied only to the end portion of the fixing belt, the fixing pressure is not applied depending on various conditions such as arrangement of members, rotation speed, pressing force of the pressing portion, pressing width of the pressing portion, and the like. There may be a case where a defective portion such as wrinkles or sagging occurs near the center of the belt. When such a wrinkle phenomenon occurs, the contact between the fixing belt near the center and the heating roller may be non-uniform, not in contact, or may be lifted. In such a location, the fixing belt cannot properly receive the amount of heat from the heating roller, and there is a risk that the temperature of that portion will be locally lowered. In places where the amount of heat cannot be properly received, problems such as poor fixing and uneven gloss will occur.

そこで、テンション部材は、定着ベルトをその幅方向外方にテンションを付与するように設定するのが好ましい。このように、設定することによって、定着ベルトの中央付近にしわやたるみが発生するのを防止できる。   Therefore, the tension member is preferably set so that tension is applied to the fixing belt outward in the width direction. Thus, by setting, wrinkles and sagging can be prevented from occurring near the center of the fixing belt.

また、テンション部材は、押圧部間に定着ベルトのたるみ発生時に定着ベルトを支持する補助支持部を設けることも可能である。補助支持部を設けることによって、定着ベルトの中央付近に、定着不良、光沢ムラ等の不具合が生じるしわやたるみが発生するのを防止できる。 In addition, the tension member may be provided with an auxiliary support portion that supports the fixing belt when the slack of the fixing belt occurs between the pressing portions. By providing the auxiliary support portion, it is possible to prevent the occurrence of wrinkles and sagging that cause defects such as poor fixing and uneven gloss in the vicinity of the center of the fixing belt.

本発明の画像形成装置は、前記記載の定着装置を備えたものである。   An image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device described above.

本発明の定着装置では、前記(1)(2)(3)の問題点が生じず、コストアップを抑えることが可能となる。しかも、室温から定着可能な温度まで定着ベルトの温度を上昇させる際に同じエレルギーを与えたときにその昇温速度が速くなる。このため使用エネルギーを小さくすることが可能となり省エネを達成できる。さらに、この装置のオペレータの待ち時間短縮という効果も得られる。また記録媒体(用紙)が定着ニップを通過する印刷中においても、テンション部材への熱移動がなくなるため省エネが達成できるとともに、熱移動が小さいことから定着ベルトの温度が安定する。このため、定着不良の発生を防止したり、温度が安定することで画像の光沢性が安定する等の定着性能の向上が得られる。従って、本発明の定着装置では、ウォームアップ時間や待機モードからの復帰時間の短縮を図ることができる。   In the fixing device of the present invention, the problems (1), (2), and (3) do not occur, and an increase in cost can be suppressed. In addition, when the same energy is applied when the temperature of the fixing belt is raised from room temperature to a fixable temperature, the rate of temperature increase is increased. For this reason, the energy used can be reduced and energy saving can be achieved. Furthermore, the effect of shortening the waiting time of the operator of this apparatus can be obtained. Even during printing in which the recording medium (paper) passes through the fixing nip, heat transfer to the tension member is eliminated, so that energy saving can be achieved and the temperature of the fixing belt is stabilized because the heat transfer is small. For this reason, it is possible to improve the fixing performance, such as preventing the occurrence of fixing failure and stabilizing the glossiness of the image by stabilizing the temperature. Therefore, in the fixing device of the present invention, it is possible to shorten the warm-up time and the return time from the standby mode.

押圧部は、通過する記録媒体の幅方向最大端部よりも外側においてのみテンションを付与するようにすることによって、テンション部材からの熱の逃げを安定して防止できる。これによって、ウォームアップ時間や待機モードからの復帰時間の短縮を一層図ることができる。   The pressing part can stably prevent the escape of heat from the tension member by applying the tension only outside the maximum end in the width direction of the recording medium passing therethrough. As a result, the warm-up time and the return time from the standby mode can be further shortened.

定着ベルトをその幅方向外方にテンションを付与するようにしたり、補助支持部を設けたりすることによって、定着不良、光沢ムラ等の不具合が発生を防止できる。   By applying a tension to the fixing belt outward in the width direction or by providing an auxiliary support portion, it is possible to prevent problems such as poor fixing and uneven gloss.

本発明の画像形成装置では、ウォームアップ時間や待機モードからの復帰時間の短縮が可能であって、しかもコストアップを抑えることが可能で、さらには定着不良、光沢ムラ等の不具合の発生を防止でき画像形成装置を提供できる。   In the image forming apparatus of the present invention, the warm-up time and the return time from the standby mode can be shortened, and the cost increase can be suppressed, and further, the occurrence of defects such as poor fixing and uneven gloss is prevented. And an image forming apparatus can be provided.

本発明の画像形成装置の全体簡略図である。1 is an overall simplified view of an image forming apparatus of the present invention. 本発明の第1の定着装置の簡略図である。1 is a simplified diagram of a first fixing device of the present invention. 前記図2に示す定着装置の簡略斜視図である。FIG. 3 is a simplified perspective view of the fixing device shown in FIG. 2. 本発明の第2の定着装置の簡略図である。FIG. 6 is a simplified diagram of a second fixing device of the present invention. 前記図4に示す定着装置の簡略斜視図である。FIG. 5 is a simplified perspective view of the fixing device shown in FIG. 4. 第3の定着装置の簡略図である。FIG. 6 is a simplified diagram of a third fixing device. 第4の定着装置の簡略図である。FIG. 10 is a simplified diagram of a fourth fixing device. 第5の定着装置の簡略図である。FIG. 10 is a simplified diagram of a fifth fixing device. 定着ベルトにしわが発生している状態の定着装置の簡略図である。FIG. 3 is a simplified diagram of the fixing device in a state where wrinkles are generated in the fixing belt. 定着ベルトにしわが発生している状態の定着装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the fixing device in a state where wrinkles are generated in the fixing belt. 従来の定着装置の斜視図である。It is a perspective view of a conventional fixing device. 従来の他の定着装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of another conventional fixing device. 一般的なテンション部材の断面図である。It is sectional drawing of a general tension member.

以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention according to embodiments shown in the drawings will be described.

図1は本発明の一実施形態における画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置はカラーレーザプリンタであって、一定の間隔で配置された4つの画像形成手段101Y、101C、101M、101Kにて構成されるタンデム画像形成部を備える。なお、画像形成手段の添字Y、C、M、Kは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの部材であることを示している。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus is a color laser printer, and includes a tandem image forming unit including four image forming units 101Y, 101C, 101M, and 101K arranged at regular intervals. Note that subscripts Y, C, M, and K of the image forming unit indicate yellow, cyan, magenta, and black members.

各像形成手段101Y、101C、101M、101Kは、像担持体としての感光体(感光体ドラム)21Y、21C、21M、21Kと、感光体ドラム21Y、21C、21M、21Kに潜像を形成する手段(例えば、光書込ユニット9や帯電装置30等)と、感光体ドラム21Y、21C、21M、21K上の潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置10Y、10C、10M、10Kと、感光体ドラム表面を清浄化させるためのクリーニング装置40とを備える。   Each of the image forming units 101Y, 101C, 101M, and 101K forms a latent image on the photoconductors (photoconductor drums) 21Y, 21C, 21M, and 21K as image carriers and the photoconductor drums 21Y, 21C, 21M, and 21K. A developing device 10Y, 10C, 10M for developing a latent image on the photosensitive drums 21Y, 21C, 21M, and 21K with toner (for example, an optical writing unit 9 and a charging device 30). 10K and a cleaning device 40 for cleaning the surface of the photosensitive drum.

このプリンタの上部には、トナーボトル2Y、2C、2M、2Kが配置されている。すなわち、トナーボトル2Yにはイエローのトナーが充填され、トナーボトル2Cにはシアントナーが充填され、トナーボトル2Mにはマゼンダトナーが充填され、トナーボトル2Kにはブラックナーが充填されている。なお、トナーボトル2Y、2C、2M、2Kから図示省略の搬送経路を介して所定の補給量だけ各色現像装置10Y、10C、10M、10Kに各色トナーが補給される。   At the top of the printer, toner bottles 2Y, 2C, 2M, and 2K are arranged. That is, the toner bottle 2Y is filled with yellow toner, the toner bottle 2C is filled with cyan toner, the toner bottle 2M is filled with magenta toner, and the toner bottle 2K is filled with blackener. Each color developing device 10Y, 10C, 10M, and 10K is replenished from the toner bottles 2Y, 2C, 2M, and 2K by a predetermined replenishment amount via a conveyance path (not shown).

また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット9が設けられている。この光書込ユニット9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備える。そして、画像データに基づいて各感光体1の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。   In addition, an optical writing unit 9 as a latent image forming unit is provided below the tandem image forming unit. The optical writing unit 9 includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like. The surface of each photoconductor 1 is irradiated with laser light while scanning based on the image data.

タンデム画像形成部の上方には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト1を設けている。この中間転写ベルト1は、支持ローラ1a、1bに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ1aの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト1が支持ローラ1a、1bに掛け回された状態で反時計回方向に走行(回転)する。この際、従動可能な支持ローラ1bが回転する。中間転写ベルト1の内側には、感光体21Y,21C,21M,21K上に形成されたトナー像を中間転写ベルト1上に転写するための一次転写装置11Y,11C,11M,11Kを設けている。   Above the tandem image forming unit, an endless belt-like intermediate transfer belt 1 is provided as an intermediate transfer member. The intermediate transfer belt 1 is wound around support rollers 1a and 1b, and a drive motor (not shown) serving as a drive source is connected to a rotation shaft of the drive roller 1a among the support rollers. When this drive motor is driven, the intermediate transfer belt 1 travels (rotates) in the counterclockwise direction while being wound around the support rollers 1a and 1b. At this time, the followable support roller 1b rotates. Inside the intermediate transfer belt 1, primary transfer devices 11Y, 11C, 11M, and 11K for transferring the toner images formed on the photoreceptors 21Y, 21C, 21M, and 21K onto the intermediate transfer belt 1 are provided. .

また、前記一次転写装置11Y,11C,11M,11Kより中間転写ベルト1の駆動方向下流に二次転写装置としての二次転写ローラ4を設けている。この二次転写ローラ4と中間転写ベルト1を挟んで反対の側には、支持ローラ1bが配置されており、この支持ローラ1bが押部材としての機能を果たしている。また、二次転写ローラ4よりも上流側には給紙カセット8、給紙コロ7、及びレジストローラ6等が配設される。さらに、二次転写ローラ4によりトナー像を転写された記録媒体Sの進行方向に関して二次転写ローラ4の下流部には、記録媒体S上の画像を定着する定着装置5、及び排紙ローラ3を備えている。   Further, a secondary transfer roller 4 as a secondary transfer device is provided downstream of the primary transfer devices 11Y, 11C, 11M, and 11K in the driving direction of the intermediate transfer belt 1. A support roller 1b is disposed on the opposite side of the secondary transfer roller 4 and the intermediate transfer belt 1, and the support roller 1b functions as a pressing member. In addition, a paper feed cassette 8, a paper feed roller 7, a registration roller 6, and the like are disposed upstream of the secondary transfer roller 4. Further, a fixing device 5 for fixing an image on the recording medium S and a paper discharge roller 3 are disposed downstream of the secondary transfer roller 4 with respect to the traveling direction of the recording medium S to which the toner image is transferred by the secondary transfer roller 4. It has.

定着装置5は、定着部材としての定着ローラ51と、加熱部材としての加熱ローラ54の少なくとも2つのローラに巻き掛けられて回転駆動される定着ベルト55と、この定着ベルト55の表面に圧接する加圧部材52と、定着ベルト55にテンションを付与するテンション部材56とを具備している。また、加熱ローラ54は加熱源53を有し、定着ローラ51の表面は、図示省略の温度制御手段によって所定の温度に維持される。   The fixing device 5 includes a fixing roller 55 as a fixing member, a fixing belt 55 that is wound around at least two rollers, that is, a heating roller 54 as a heating member, and a pressure belt that is in pressure contact with the surface of the fixing belt 55. A pressure member 52 and a tension member 56 that applies tension to the fixing belt 55 are provided. The heating roller 54 has a heating source 53, and the surface of the fixing roller 51 is maintained at a predetermined temperature by a temperature control unit (not shown).

前記のように構成された画像形成装置におけるプリンタ動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体21Y,21C,21M,21Kを回転させ、感光体21Y,21C,21M,21Kの回転とともに、まず帯電装置17Y,17C,17M,17Kで感光体21Y,21C,21M,21Kの表面を一様に帯電する。   The printer operation in the image forming apparatus configured as described above will be described. The photoreceptors 21Y, 21C, 21M, and 21K are rotated by the individual image forming units, and the photoreceptors 21Y, 21C, and 21C are first rotated by the charging devices 17Y, 17C, 17M, and 17K as the photoreceptors 21Y, 21C, 21M, and 21K rotate. The surfaces of 21M and 21K are uniformly charged.

次いで画像データを光書込ユニット9からのレーザによる書込み光を照射して感光体21Y,21C,21M,21B上に静電潜像を形成する。その後、現像装置10Y,10C,10M,10Kによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体21Y,21C,21M,21K上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。   Next, the image data is irradiated with writing light by a laser from the optical writing unit 9 to form electrostatic latent images on the photoreceptors 21Y, 21C, 21M, and 21B. Thereafter, toner is attached by the developing devices 10Y, 10C, 10M, and 10K, and the electrostatic latent images are visualized to form yellow, cyan, magenta, and black on the photoreceptors 21Y, 21C, 21M, and 21K, respectively. A monochromatic image is formed.

図示省略の駆動モータで駆動ローラ1aを回転駆動して他の従動ローラ1b、二次転写ローラ4を従動回転し、中間転写ベルト1を回転搬送する。そして、その可視像を一次転写装置11Y,11C,11M,11Kで中間転写ベルト1上に順次転写する。これによって中間転写ベルト1上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体21Y,21C,21M,21Kの表面は感光体クリーニング装置40で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。   The drive roller 1a is rotationally driven by a drive motor (not shown), the other driven roller 1b and the secondary transfer roller 4 are driven to rotate, and the intermediate transfer belt 1 is rotated and conveyed. The visible images are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 1 by the primary transfer devices 11Y, 11C, 11M, and 11K. As a result, a composite color image is formed on the intermediate transfer belt 1. The surface of the photoconductors 21Y, 21C, 21M, and 21K after the image transfer is cleaned by removing residual toner by the photoconductor cleaning device 40 to prepare for image formation again.

画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット8からは記録媒体Sが給紙コロ7により繰り出され、レジストローラ6まで搬送され、一旦停止する。そして、画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ4と中間転写ベルト1の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト1と二次転写対向ローラ4とは記録媒体Sを挟んでいわゆる二次転写ニップを形成し、二次転写ローラ4にて中間転写ベルト1上のトナー像を記録媒体S上に二次転写する。   In accordance with the timing of image formation, the recording medium S is fed out from the paper feed cassette 8 by the paper feed roller 7, conveyed to the registration roller 6, and temporarily stops. Then, the sheet is conveyed between the secondary transfer roller 4 and the intermediate transfer belt 1 while taking the timing with the image forming operation. Here, the intermediate transfer belt 1 and the secondary transfer counter roller 4 form a so-called secondary transfer nip across the recording medium S, and the secondary transfer roller 4 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 1 to the recording medium S. Secondary transfer on top.

そして、画像転写後の記録媒体Sは定着装置5へ送りこまれることになる。定着装置5では、定着部材(定着ローラ)51に対向し定着部材51に圧接される加圧部材(加圧ローラ)52により形成されるニップ部に用紙を挟持搬送することで記録媒体(用紙)S上のトナー像を加熱加圧し用紙Sに定着させる。またニップ部から排出された用紙Sは、排紙ローラ3から機外に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト1は、中間転写体クリーニング装置12で、画像転写後に中間転写ベルト1上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。   Then, the recording medium S after the image transfer is sent to the fixing device 5. In the fixing device 5, a recording medium (paper) is conveyed by nipping and conveying the paper to a nip portion formed by a pressure member (pressure roller) 52 that faces the fixing member (fixing roller) 51 and is pressed against the fixing member 51. The toner image on S is heated and pressed to be fixed on the paper S. Further, the paper S discharged from the nip portion is discharged from the paper discharge roller 3 to the outside of the apparatus. On the other hand, the intermediate transfer belt 1 after the image transfer is removed by the intermediate transfer body cleaning device 12 to remove residual toner remaining on the intermediate transfer belt 1 after the image transfer, so that the tandem image forming unit prepares for another image formation.

本発明のテンションローラ(テンション部材)56は、図3と図4に示すように、鉄、アルミニウム等の剛性のある金属にて構成された円筒形状の軸部59aと、この軸部59aの端部側に配設される一対の押圧部59b、59bとからなる。押圧部59b、59bは短円柱状体からなり、この押圧部59b、59bにて定着ベルト55に押圧して直接テンションを与える。なお、軸部79aの両端部が軸受け等の支持部材(図示省略)により回転支持されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the tension roller (tension member) 56 of the present invention includes a cylindrical shaft portion 59a made of a rigid metal such as iron or aluminum, and an end of the shaft portion 59a. It consists of a pair of press parts 59b and 59b arrange | positioned by the part side. The pressing portions 59b and 59b are formed of a short cylindrical body, and the pressing portions 59b and 59b press the fixing belt 55 to directly apply tension. Note that both end portions of the shaft portion 79a are rotatably supported by a support member (not shown) such as a bearing.

押圧部59b、59bは定着ベルト55に圧を与える剛性と、定着ベルト55からの回転力を受け自身を回転させる摩擦力、その際に定着ベルト75の熱を必要以上に奪い取らない断熱性が求められ、断熱性の面から耐熱性のフェルト材等が用いられることが多い。ただし以上の機能を満たせば材質を限定されるものではない。   The pressing portions 59b and 59b are required to have a rigidity that applies pressure to the fixing belt 55, a frictional force that rotates the fixing belt 55 by itself, and a heat insulating property that does not take heat of the fixing belt 75 more than necessary. In view of heat insulation, a heat-resistant felt material is often used. However, the material is not limited as long as the above functions are satisfied.

押圧部59b、59b間寸法Wは、用紙(記録媒体)Sの最大幅寸法W1よりも大きく設定される。このため、押圧部59b、59bは、通過する記録媒体Sの幅方向最大端部よりも外側においてのみテンションを付与することになる。   The dimension W between the pressing portions 59b and 59b is set larger than the maximum width dimension W1 of the paper (recording medium) S. For this reason, the pressing portions 59b and 59b apply tension only outside the maximum width direction end portion of the recording medium S that passes therethrough.

図3に示すものでは、テンションローラ56が定着ベルト55の内側に配設され、図4に示すものでは、テンションローラ56が定着ベルト55の外側に配設されている。   3, the tension roller 56 is disposed inside the fixing belt 55, and in the one illustrated in FIG. 4, the tension roller 56 is disposed outside the fixing belt 55.

図3や図4に示すようなテンションローラ56では、記録媒体Sが通過する範囲内で定着ベルト55の熱が記録紙(記録媒体S)に奪われる範囲において、テンションローラ56が定着ベルト55と接していない。このため、テンションローラ56から熱を奪われることが防止される。   In the tension roller 56 as shown in FIGS. 3 and 4, the tension roller 56 and the fixing belt 55 are within the range where the heat of the fixing belt 55 is taken away by the recording paper (recording medium S) within the range through which the recording medium S passes. Not touching. For this reason, it is possible to prevent heat from being removed from the tension roller 56.

この結果、室温から定着可能な温度まで定着ベルト55の温度を上昇させる際に同じエレルギーを与えたときにその昇温速度が速くなる。このため使用エネルギーを小さくすることが可能となり省エネを達成できる。それとともに装置オペレータの待ち時間短縮という効果も得られる。また記録紙(記録媒体S)が定着ニップを通過する印刷中においても、テンションローラ56への熱移動がなくなるため省エネが達成できるとともに、熱移動が小さいことから定着ベルト55の温度が安定するので定着不良の発生を防止したり、温度が安定することで画像の光沢性が安定する等の定着性能の向上が得られる。この効果はテンションローラ56を定着ベルト55の外側に配置する場合、内側に配置する場合いずれも同様に得られる。   As a result, when the same energy is applied when the temperature of the fixing belt 55 is raised from room temperature to a fixable temperature, the temperature increase rate is increased. For this reason, the energy used can be reduced and energy saving can be achieved. At the same time, the effect of shortening the waiting time of the equipment operator can be obtained. Even during printing in which the recording paper (recording medium S) passes through the fixing nip, the heat transfer to the tension roller 56 is eliminated, so that energy saving can be achieved and the temperature of the fixing belt 55 is stabilized because the heat transfer is small. It is possible to improve the fixing performance such as preventing the occurrence of fixing failure and stabilizing the gloss of the image by stabilizing the temperature. This effect can be obtained similarly when the tension roller 56 is disposed outside the fixing belt 55 and when the tension roller 56 is disposed inside.

ところで、前記したように、定着ベルト55の端部にのみ押し付け圧を与える場合に、各部材の配置、回転速度、テンションローラ押し付け力、テンションローラ押し付け幅、等の種々の条件によっては、図9と図10に示すように、押し付け圧を与えていない定着ベルト55の中央付近にしわやたるみ等の不具合部50が発生する場合が考えられる。   Incidentally, as described above, when pressing pressure is applied only to the end portion of the fixing belt 55, depending on various conditions such as arrangement of members, rotation speed, tension roller pressing force, tension roller pressing width, etc., FIG. As shown in FIG. 10, there may be a case where a defective portion 50 such as wrinkles or sagging occurs near the center of the fixing belt 55 to which no pressing pressure is applied.

このようなしわたるみ現象が発生すると、中央付近の定着ベルト55と加熱ローラ54の接触が不均一となる、接触していない、又は浮きが発生している等が考えられる。このような箇所の定着ベルト55は加熱ローラ54からの熱量を適正に受け取ることができずに、その部分の温度が局所的に低くなってしまうことが考えられる。そのような場合に定着ベルト55温度が不適正な場所では定着不良、光沢ムラ等の不具合が発生してしまう。   When such a wrinkle phenomenon occurs, the contact between the fixing belt 55 near the center and the heating roller 54 may be non-uniform, not in contact, or may have floated. It is conceivable that the fixing belt 55 at such a location cannot properly receive the amount of heat from the heating roller 54, and the temperature at that portion locally decreases. In such a case, problems such as poor fixing and uneven gloss will occur in places where the temperature of the fixing belt 55 is inappropriate.

そこで、図6では、図9と図10に示すような不具合部50が生じないような構成としている。テンション部材56は、定着ベルト55をその幅方向外方にテンションを付与するものである。すなわち、この場合のテンション部材56は、その押圧部59b、59bがそれぞれ軸部59aに対してその軸心方向に沿った往復動が可能とされ、この押圧部59b、59bをそれぞれ、軸方向外方へ押圧する弾性部材59c、59cを備える。なお、弾性部材59c、59cはコイルスプリング等からなり、軸部59aに支持されている支持片59d、59dに受けられる。   Therefore, in FIG. 6, the configuration is such that the defective portion 50 as shown in FIGS. 9 and 10 does not occur. The tension member 56 applies tension to the fixing belt 55 outward in the width direction. That is, in this case, the tension member 56 is configured such that the pressing portions 59b and 59b can reciprocate along the axial direction with respect to the shaft portion 59a. Elastic members 59c and 59c for pressing in the direction. The elastic members 59c and 59c are made of a coil spring or the like and are received by the support pieces 59d and 59d supported by the shaft portion 59a.

また、定着ベルト55の幅方向両端部には、図6に示すような寄り止めガイド58、58が設けられている。すなわち、寄り止めガイド58は定着ベルト55の両端に貼り付けられ(接着され)、定着ベルト55が軸線方向どちらか一方に寄っていった場合に内包する部材のいずれかの端部と干渉させ、その干渉によりそれ以上定着ベルト55が反対側端部に寄ることを防止し定着ベルト55が内包部材から脱落することを防止するものである。実施例の場合では加熱ローラ54と寄り止めガイド58が干渉するように構成されている。   Further, detent guides 58 and 58 as shown in FIG. 6 are provided at both ends in the width direction of the fixing belt 55. That is, the detent guide 58 is affixed (adhered) to both ends of the fixing belt 55, and when the fixing belt 55 is close to either one of the axial directions, it interferes with either end of the member to be included, This interference prevents the fixing belt 55 from further approaching the opposite end, and prevents the fixing belt 55 from falling off the inner member. In the case of the embodiment, the heating roller 54 and the detent guide 58 are configured to interfere with each other.

ここで定着ベルト55内にテンション部材56を設置すると弾性部材59cにより付勢された押圧部59bは寄り止めガイド58に押し付けられ、結果的に定着ベルト55を両外側に引っ張る力を与える。その結果前述の定着ベルト55中央付近のたるみやしわ等の不具合部50が改善される。   Here, when the tension member 56 is installed in the fixing belt 55, the pressing portion 59b biased by the elastic member 59c is pressed against the detent guide 58, and as a result, a force for pulling the fixing belt 55 outward is given. As a result, the defective portion 50 such as sagging and wrinkles near the center of the fixing belt 55 is improved.

図7では、押圧部59b、59bを構成するローラは、その外径面が軸方向内側から軸方向外側に向かって拡径した断面台形状(ツヅミ形状)である。このため、押圧部59bに接する定着ベルト55はその外側のほうが押圧部59b外径が大きいことから速い速度で回転される力を受ける。このようなツヅミ形状の回転体に回転支持される部材は外側に張力を受けることは既知であり、その結果定着ベルト55は外側に引っ張られる力を受けることとなり中央付近のしわたるみ等の不具合部50は改善される。なお図7に示す押圧部59b、59bにおいては、外径面の傾斜角を誇張して描画している。実際には、小径部と大径部との差が0.1mm程度で十分機能しうる。   In FIG. 7, the rollers constituting the pressing portions 59 b and 59 b have a trapezoidal cross section (Tsumami shape) whose outer diameter surface expands from the axially inner side toward the axially outer side. For this reason, the fixing belt 55 in contact with the pressing portion 59b receives a force that is rotated at a higher speed because the outer diameter of the fixing belt 55 is larger on the outer side. It is known that a member rotatably supported by such a knob-shaped rotating body receives an external tension, and as a result, the fixing belt 55 receives a pulling force to the outside, resulting in a defective portion such as a wrinkle around the center. 50 is improved. In addition, in the press parts 59b and 59b shown in FIG. 7, the inclination angle of an outer diameter surface is exaggerated and drawn. Actually, the difference between the small-diameter portion and the large-diameter portion can function sufficiently when the difference is about 0.1 mm.

前記テンション部材56は、押圧部59b、59b間に定着ベルト55のたるみ発生時に定着ベルト55の幅方向中央を支持する補助支持部60を設けている。この補助支持部60は、軸部59aの軸方向中央部に外嵌固着されるローラ体からなる。ローラ体の材質としては、押圧部59b、59bと同様のものを用いることができる。この場合の補助支持部60は、その外径寸法が押圧部59b、59bの外径寸法よりも小さく設定されている。   The tension member 56 is provided with an auxiliary support portion 60 that supports the center in the width direction of the fixing belt 55 when the fixing belt 55 sags between the pressing portions 59b and 59b. The auxiliary support portion 60 is composed of a roller body that is externally fitted and fixed to the central portion in the axial direction of the shaft portion 59a. As the material of the roller body, the same material as the pressing portions 59b and 59b can be used. In this case, the auxiliary support portion 60 has an outer diameter dimension set smaller than the outer diameter dimensions of the pressing portions 59b and 59b.

このため、定着ベルト55が正常に動作している場合、補助支持部60は、定着ベルト55に接触しない。その結果定着ベルト55の熱を奪うことはない。しかしながら、諸条件により定着ベルト55にたるみ等が発生した場合は、補助支持部60が補助的に定着ベルト55を支えることになる。このため、通常形態に戻らせる、つまり不具合部50を生じさせないしわやたるみ等の発生を防止できる。   For this reason, when the fixing belt 55 is operating normally, the auxiliary support portion 60 does not contact the fixing belt 55. As a result, the heat of the fixing belt 55 is not taken away. However, when sagging or the like occurs in the fixing belt 55 due to various conditions, the auxiliary support portion 60 supports the fixing belt 55 in an auxiliary manner. For this reason, it can return to a normal form, ie, the defective part 50 is not produced, and generation | occurrence | production of wrinkles, slack, etc. can be prevented.

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。押圧部56bの軸方向長さとしては、通過する記録媒体の幅方向最大端部よりも外側においてのみテンションを付与することができれば、種々変更できる。また、補助支持部60を設ける場合、この補助支持部60の位置としては、軸方向中央部に限る必要がなく、また、補助支持部60を構成するローラ体の数、軸方向長さ等として、定着ベルト55の熱を奪いにくいものである範囲で、ローラ体の材質等に基づいて種々変更できる。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned Example, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. Examples of the image forming apparatus according to the present invention include an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile machine. The length of the pressing portion 56b in the axial direction can be variously changed as long as the tension can be applied only on the outer side of the widthwise maximum end portion of the recording medium passing therethrough. Further, when the auxiliary support portion 60 is provided, the position of the auxiliary support portion 60 is not limited to the central portion in the axial direction, and the number of roller bodies constituting the auxiliary support portion 60, the axial length, etc. Various modifications can be made based on the material of the roller body and the like within a range in which it is difficult to remove heat from the fixing belt 55.

51 定着ローラ(定着部材)
52 加圧部材
54 加熱ローラ
55 定着ベルト
56 テンションローラ(テンション部材)
56b 押圧部
60 補助支持部
S 記録媒体
51 Fixing roller (fixing member)
52 Pressure Member 54 Heating Roller 55 Fixing Belt 56 Tension Roller (Tension Member)
56b Pressing part 60 Auxiliary supporting part S Recording medium

特開2002−123111号公報JP 2002-123111 A 特開2005−10249号公報JP 2005-10249 A

Claims (7)

定着ローラと、加熱ローラの少なくとも2つのローラに巻き掛けられて回転駆動される定着ベルトと、この定着ベルトの表面に圧接する加圧部材と、定着ベルトにテンションを付与するテンション部材とを具備し、定着ベルトと加圧部材との間に、定着すべきトナー像を担持した記録媒体を、トナー像が定着ベルトに接する向きにして通過させ、その通過時に前記トナー像に熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、
前記テンション部材は、前記定着ベルトの走行方向に直交する幅方向における両端部にそれぞれ接触する一対の押圧部を備えることを特徴とする定着装置。
A fixing roller; a fixing belt that is wound around at least two rollers of a heating roller and driven to rotate; a pressure member that presses against the surface of the fixing belt; and a tension member that applies tension to the fixing belt. The recording medium carrying the toner image to be fixed is passed between the fixing belt and the pressure member so that the toner image is in contact with the fixing belt, and heat and pressure are applied to the toner image during the passage. In a fixing device for fixing the toner image on a recording medium,
The fixing device is characterized in that the tension member includes a pair of pressing portions that are in contact with both end portions in the width direction orthogonal to the traveling direction of the fixing belt.
前記押圧部は、通過する記録媒体の幅方向最大端部よりも外側においてのみテンションを付与す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 pressing portion applies a tension only on an outer side of a width direction maximum end portion of the recording medium that passes therethrough. 前記テンション部材は、定着ベルトの外面側から圧接することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the tension member is pressed from an outer surface side of the fixing belt. 前記テンション部材は、定着ベルトの内面側から圧接することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the tension member is pressed from an inner surface side of the fixing belt. 前記テンション部材は、定着ベルトをその幅方向外方にテンションを付与することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the tension member applies tension to the fixing belt outward in the width direction. 前記テンション部材は、押圧部間に定着ベルトのたるみ発生時に定着ベルトを支持する補助支持部を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項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 tension member includes an auxiliary support portion that supports the fixing belt when a slack of the fixing belt occurs between the pressing portions. 前記請求項1〜請求項6のずれか1項に記載の定着装置を備えた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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