JP2013167662A - Image heating device - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image heating device capable of reducing deterioration of contact reliability between an end portion of a roller supporting an external heating belt and an external heating belt when the roller has a crown shape.SOLUTION: An image heating device (9) includes an image heating member (101) for heating an image formed on a recording material in a nip portion (N), and an external heating belt (105) for heating the image heating member by being in contact with the surface of the image heating member. The image heating device (9) further includes rotatable first and second stretching rollers (103, 104) between which the external heating belt is stretched, and heating means (114) for heating at least an end region of the first stretching roller (103) in a direction of the rotational axis of the first stretching roller(103). In the image heating device (9), the outer diameters of the first and second stretching rollers are larger in the central portions than in the end portions, respectively. The difference between the outer diameter of the central portion of the first stretching roller and the outer diameter of the end portions thereof is smaller than the difference between the outer diameter of the central portion of the second stretching roller and the outer diameter of the end portions thereof.

Description

本発明は、記録材上に形成されたトナー像を加熱する像加熱部材を加熱する外部加熱ベルトを有する定着装置などの像加熱装置に関する。   The present invention relates to an image heating apparatus such as a fixing apparatus having an external heating belt for heating an image heating member for heating a toner image formed on a recording material.

近年、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に対して、高速化、高画質化、カラー化、省エネルギー化等が要求されている。また、厚紙やラフ紙、エンボス紙、コート紙等の様々な記録材に対応できるマルチメディア対応性、及び高い生産性(単位時間当たりのプリント枚数)も要求されている。   In recent years, image forming apparatuses such as copiers, printers, and multifunction machines have been required to have high speed, high image quality, color, and energy saving. Further, there is a demand for multimedia compatibility and high productivity (number of printed sheets per unit time) that can support various recording materials such as thick paper, rough paper, embossed paper, and coated paper.

電子写真方式を適用した画像形成装置において、特に坪量の大きい記録材での生産性を上げるためには、定着装置(像加熱装置)の加熱性能を向上させる必要がある。しかし、坪量が大きい記録材(厚紙)の定着に要する熱量は、坪量が小さい記録材(薄紙)に比べて大幅に多い。そのため、厚紙の定着時には、画像加熱回転体としての定着ローラの熱量が多く奪われて回転体表面温度が低下し、定着不良が生じるおそれがある。   In an image forming apparatus to which an electrophotographic system is applied, it is necessary to improve the heating performance of a fixing device (image heating device) in order to increase the productivity with a recording material having a large basis weight. However, the amount of heat required for fixing a recording material (thick paper) having a large basis weight is significantly larger than that of a recording material (thin paper) having a small basis weight. Therefore, at the time of fixing thick paper, a large amount of heat is deprived of the fixing roller as the image heating rotator, and the surface temperature of the rotator is lowered, which may cause a fixing failure.

それに対して、表面の温度低下を小さくする構成として、定着ローラの表面に外部加熱装置を当接させ、定着ローラを外部から加熱する外部加熱構成が知られている(特許文献1参照)。特許文献1記載の外部加熱構成では、発熱体としてのハロゲンランプを内部に有する複数の支持ローラに、無端ベルト状の外部加熱ベルトを張架(懸架)している。これにより、ハロゲンランプの熱が、支持ローラを介して外部加熱ベルト、定着ローラ表面の順に伝わり、定着ローラ表面の温度低下を小さくしている。   On the other hand, an external heating configuration in which an external heating device is brought into contact with the surface of the fixing roller to heat the fixing roller from the outside is known as a configuration for reducing the temperature drop on the surface (see Patent Document 1). In the external heating configuration described in Patent Document 1, an endless belt-shaped external heating belt is stretched (suspended) on a plurality of support rollers each having a halogen lamp as a heating element. Thereby, the heat of the halogen lamp is transmitted through the support roller in the order of the external heating belt and the surface of the fixing roller, thereby reducing the temperature drop on the surface of the fixing roller.

外部加熱ベルトを用いる際、外部加熱ベルトが片側に寄るような現象を低減するために、無端状ベルトを張架する支持ローラにおいて、その軸方向の中央部分の外径を両端部分の外径よりも大きく設定する手法がある。つまり、支持ローラを、その中央部の外径が端部の外径よりも大きい形状であるクラウン形状を呈するように構成するのである。このように支持ローラをクラウン形状とすることで、ベルトを積極的に歪ませて内部応力差を生じさせることにより、ベルトの寄りを効果的に抑制することが可能になる。   When using an external heating belt, in order to reduce the phenomenon that the external heating belt moves to one side, in the support roller that stretches the endless belt, the outer diameter of the central portion in the axial direction is set to be larger than the outer diameter of both end portions. There is a method to set a larger value. That is, the support roller is configured to have a crown shape in which the outer diameter of the central portion is larger than the outer diameter of the end portion. Thus, by making the support roller into a crown shape, the belt is positively distorted to generate an internal stress difference, thereby effectively suppressing the deviation of the belt.

特開2004−198659号公報JP 2004-198659 A

しかし、支持ローラをクラウン形状にすると、支持ローラの端部において外部加熱ベルトと支持ローラとの間に隙間が生じやすいという問題を生じる虞がある。   However, when the support roller is crown-shaped, there is a possibility that a gap is likely to occur between the external heating belt and the support roller at the end of the support roller.

このような隙間が生じると、外部加熱ベルトの端部にて、支持ローラから外部加熱ベルトへの熱量の供給が妨げられてしまうことになり、外部加熱ベルトの中央部と端部とで温度差が生じてしまう。よって、外部加熱ベルトから定着ローラへの熱量の供給も、中央部と端部とで差が生じてしまう。   If such a gap occurs, the supply of heat from the support roller to the external heating belt is hindered at the end of the external heating belt, and a temperature difference occurs between the center and the end of the external heating belt. Will occur. Therefore, the amount of heat supplied from the external heating belt to the fixing roller also differs between the central portion and the end portion.

本発明は、外部加熱ベルトを支持するローラをクラウン形状にした場合に、ローラ端部とベルトとの接触性が低下することを低減することができる像加熱装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image heating apparatus capable of reducing a decrease in contact between a roller end and a belt when a roller supporting an external heating belt is crowned.

本発明は、記録材に形成された画像をニップ部にて加熱する像加熱部材と、前記像加熱部材の表面と接触して前記像加熱部材を加熱する外部加熱ベルトと、前記外部加熱ベルトを張架する回転可能な第1張架ローラ及び第2張架ローラと、前記第1張架ローラの回転軸線方向において少なくとも前記第1張架ローラの端部領域を加熱する加熱手段と、を有する像加熱装置において、前記第1張架ローラと前記第2張架ローラの中央部の外径は端部の外径よりも大きく、前記第1張架ローラの中央部の外径と端部の外径との差は、前記第2張架ローラの中央部の外径と端部の外径との差よりも小さいことを特徴とする像加熱装置にある。   The present invention includes an image heating member that heats an image formed on a recording material at a nip portion, an external heating belt that contacts the surface of the image heating member and heats the image heating member, and the external heating belt. A first tension roller and a second tension roller that are rotatable to be stretched; and a heating unit that heats at least an end region of the first tension roller in a rotation axis direction of the first tension roller. In the image heating apparatus, the outer diameter of the center portion of the first stretching roller and the second stretching roller is larger than the outer diameter of the end portion, and the outer diameter and the end portion of the center portion of the first stretching roller are The image heating apparatus is characterized in that the difference from the outer diameter is smaller than the difference between the outer diameter of the center portion and the outer diameter of the end portion of the second stretching roller.

また本発明は、記録材に形成された画像をニップ部にて加熱する像加熱部材と、前記像加熱部材の表面と接触して前記像加熱部材を加熱する外部加熱ベルトと、前記外部加熱ベルトを張架する回転可能な第1張架ローラ及び第2張架ローラと、前記第1張架ローラの回転軸線方向において少なくとも前記第1張架ローラの端部領域を加熱する加熱手段と、を有する像加熱装置において、前記第1張架ローラの外形はストレート形状であり、前記第2張架ローラの中央部の外径は端部の外径よりも大きいことを特徴とする像加熱装置にある。   The present invention also provides an image heating member that heats an image formed on a recording material at a nip portion, an external heating belt that contacts the surface of the image heating member and heats the image heating member, and the external heating belt. A rotatable first stretching roller and a second stretching roller, and heating means for heating at least an end region of the first stretching roller in the rotation axis direction of the first stretching roller; In the image heating apparatus, the outer shape of the first stretching roller is a straight shape, and the outer diameter of the central portion of the second stretching roller is larger than the outer diameter of the end portion. is there.

本発明によれば、外部加熱ベルトを支持するローラをクラウン形状にした場合に、ローラ端部とベルトとの接触性が低下することを低減することができる。   According to the present invention, when the roller that supports the external heating belt has a crown shape, it is possible to reduce a decrease in contact between the roller end portion and the belt.

本発明に係る第1の実施形態における外部加熱ベルト構成を備えた定着装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fixing device having an external heating belt configuration according to a first embodiment of the present invention. 図1の定着装置を搭載可能な画像形成装置を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus in which the fixing device of FIG. 1 can be mounted. (a),(b)は本実施形態との比較例における定着ローラ表面の温度推移を示すグラフ図である。(A), (b) is a graph which shows the temperature transition of the surface of the fixing roller in the comparative example with this embodiment. 支持ローラ形状の違いに起因する定着ローラの中央部と端部での表面温度の最下点温度を示す表である。6 is a table showing the lowest point temperature of the surface temperature at the center and the end of the fixing roller due to the difference in the shape of the support roller. (a),(b)は支持ローラの形状、及びハロゲンヒータの配光と外部加熱ベルトへの熱量供給との関係を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the relationship between the shape of a support roller, and the light distribution of a halogen heater, and the heat supply to an external heating belt. 本発明に係る第2の実施形態における外部加熱ベルト構成を備えた定着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fixing device provided with the external heating belt structure in 2nd Embodiment which concerns on this invention.

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図2は画像形成装置の全体構成を示す断面図である。なお、以下の実施形態では、本発明の像加熱装置を、未定着トナー像を記録材に定着する定着装置に関して説明するが、この像加熱装置は、定着済み画像又は半定着画像を担持した記録材を加熱加圧して画像の表面性状を調整する加熱処理装置としても実施できる。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the image forming apparatus. In the following embodiments, the image heating apparatus of the present invention will be described with reference to a fixing apparatus that fixes an unfixed toner image on a recording material. This image heating apparatus is a recording that carries a fixed image or a semi-fixed image. It can also be implemented as a heat treatment apparatus that adjusts the surface properties of an image by heating and pressing a material.

<第1の実施形態>
まず、画像形成装置100について、図2を参照して説明する。画像形成装置100は、中間転写ベルト130に沿って第1、第2、第3、第4の画像形成部Pa,Pb,Pc,Pdが配置されたタンデム型フルカラーレーザプリンタである。なお、図2では、後述する外部加熱ユニット32はその図示を省略している。
<First Embodiment>
First, the image forming apparatus 100 will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 100 is a tandem type full color laser printer in which first, second, third, and fourth image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd are arranged along an intermediate transfer belt 130. In FIG. 2, the external heating unit 32 described later is not shown.

図2に示すように、画像形成装置100内には、第1、第2、第3、第4の画像形成部Pa,Pb,Pc,Pdが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。これら画像形成部Pa,Pb,Pc,Pdは、それぞれ専用の像担持体(本例では電子写真感光ドラム3a,3b,3c,3d)を具備し、各感光ドラム3a,3b,3c,3d上に各色のトナー像が形成される。   As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 100 is provided with first, second, third, and fourth image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd, and toner images of different colors are latent. Formed through image, development and transfer processes. Each of these image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd includes a dedicated image carrier (in this example, electrophotographic photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d), and on each of the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d. Each color toner image is formed.

各感光ドラム3a,3b,3c,3dに隣接して中間転写ベルト130が設置され、感光ドラム3a,3b,3c,3d上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト130上に1次転写され、2次転写部で記録材P上に転写される。さらに、トナー像が転写された記録材Pは、定着装置9で加熱及び加圧によりトナー像が定着された後、記録画像として装置外に排出される。なお、画像形成部Pa〜Pd及び中間転写ベルト130により、記録材上にトナー像(画像)を形成する画像形成部が構成されている。上記定着装置9は、この画像形成部により記録材上に形成されたトナー像を記録材に定着させる。   An intermediate transfer belt 130 is installed adjacent to the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d, and the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d are primarily transferred onto the intermediate transfer belt 130. Transferred and transferred onto the recording material P at the secondary transfer portion. Further, the recording material P onto which the toner image has been transferred is fixed as a recorded image after the toner image is fixed by heating and pressing in the fixing device 9. The image forming units Pa to Pd and the intermediate transfer belt 130 constitute an image forming unit that forms a toner image (image) on the recording material. The fixing device 9 fixes the toner image formed on the recording material by the image forming unit to the recording material.

感光ドラム3a,3b,3c,3dの各外周には、それぞれドラム帯電器2a,2b,2c,2d、現像器1a,1b,1c,1d、一次転写帯電器24a,24b,24c,24d、及びクリーナ4a,4b,4c,4dが設けられている。また、画像形成装置100の上方部には、レーザスキャナ5a,5b,5c,5dが設置されている。   Drum chargers 2a, 2b, 2c, 2d, developing devices 1a, 1b, 1c, 1d, primary transfer chargers 24a, 24b, 24c, 24d, and the outer periphery of the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, 3d, respectively Cleaners 4a, 4b, 4c, and 4d are provided. Laser scanners 5a, 5b, 5c, and 5d are installed above the image forming apparatus 100.

レーザスキャナ5a,5b,5c,5d内には、不図示の光源装置とポリゴンミラーが配設されている。これらレーザスキャナ5a〜5dは、光源装置から発せられたレーザ光をポリゴンミラーを回転させて走査し、その走査光の光束を反射ミラーで偏向させる。そして、fθレンズ(不図示)によって感光ドラム3a,3b,3c,3dの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム3a,3b,3c,3d上に画像信号に応じた潜像が形成される。   In the laser scanners 5a, 5b, 5c and 5d, a light source device (not shown) and a polygon mirror are arranged. These laser scanners 5a to 5d scan the laser light emitted from the light source device by rotating the polygon mirror, and deflect the light beam of the scanning light by the reflection mirror. A latent image corresponding to an image signal is formed on the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d by condensing and exposing on the buses of the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d by an fθ lens (not shown). It is formed.

現像器1a,1b,1c,1dには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器1a,1b,1c,1dは、それぞれ感光ドラム3a,3b,3c,3d上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。   The developing devices 1a, 1b, 1c, and 1d are filled with a predetermined amount of cyan, magenta, yellow, and black toners as developers, respectively, by a supply device (not shown). The developing devices 1a, 1b, 1c, and 1d develop the latent images on the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d, respectively, and visualize them as cyan toner images, magenta toner images, yellow toner images, and black toner images.

中間転写ベルト130は、図2中の矢印Eで示す方向に、感光ドラム3a,3b,3c,3dと同じ周速度をもって回転駆動されている。感光ドラム3a上に形成担持された第1色のイエロートナー画像は、感光ドラムと中間転写ベルト130とのニップ部を通過する過程で、中間転写ベルトに印加される1次転写バイアスにより形成される電界と圧力で、中間転写ベルト外周面に中間転写されていく。   The intermediate transfer belt 130 is driven to rotate in the direction indicated by the arrow E in FIG. 2 at the same peripheral speed as the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d. The yellow toner image of the first color formed and carried on the photosensitive drum 3a is formed by the primary transfer bias applied to the intermediate transfer belt in the process of passing through the nip portion between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt 130. Intermediate transfer is performed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt by an electric field and pressure.

符号11は2次転写ローラを示し、この2次転写ローラ11は、中間転写ベルト130に対応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設されている。2次転写ローラ11は、中間転写ベルト130を懸回張設させた3本のローラ13,14,15のうちのローラ14に対して中間転写ベルト130を挟ませて圧接させることで、中間転写ベルト130との間に2次転写ニップ部を形成している。2次転写ローラ11には、2次転写バイアス源によって所望の2次転写バイアスが印加されている。   Reference numeral 11 denotes a secondary transfer roller, and this secondary transfer roller 11 is disposed in parallel with the intermediate transfer belt 130 so as to be in contact with the lower surface portion. The secondary transfer roller 11 sandwiches the intermediate transfer belt 130 against the roller 14 out of the three rollers 13, 14, 15, which are stretched around the intermediate transfer belt 130. A secondary transfer nip portion is formed between the belt 130 and the belt 130. A desired secondary transfer bias is applied to the secondary transfer roller 11 by a secondary transfer bias source.

中間転写ベルト130上に重畳転写された合成カラートナー画像の記録材Pへの転写は、以下のように行われる。つまり、給紙カセット10からレジストローラ12、転写前ガイド(不図示)を通過して、中間転写ベルト130と2次転写ローラ11との当接ニップに、記録材Pが所定のタイミングで給送され、同時に2次転写バイアスがバイアス電源から印加される。この2次転写バイアスにより、中間転写ベルト130から記録材Pへ合成カラートナー画像が転写される。   Transfer of the composite color toner image superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 130 to the recording material P is performed as follows. That is, the recording material P is fed from the sheet feeding cassette 10 to the contact nip between the intermediate transfer belt 130 and the secondary transfer roller 11 at a predetermined timing through the registration roller 12 and the pre-transfer guide (not shown). At the same time, a secondary transfer bias is applied from a bias power source. The composite color toner image is transferred from the intermediate transfer belt 130 to the recording material P by the secondary transfer bias.

以下、同様に第2色のマゼンタトナー像、第3色のシアントナー像、第4色のブラックトナー像が順次中間転写ベルト130上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。合成カラートナー画像は、記録材Pの4辺端部より一定の余白部を残して形成される。   Similarly, the second color magenta toner image, the third color cyan toner image, and the fourth color black toner image are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 130, and a composite color toner image corresponding to the target color image is obtained. Is formed. The composite color toner image is formed from the four side edges of the recording material P leaving a certain margin.

1次転写が終了した感光ドラム3a,3b,3c,3dは、それぞれのクリーナ4a,4b,4c,4dにより転写残トナーをクリーニング、除去されて、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。中間転写ベルト130上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写ベルト130の表面にクリーニングウエブ(不織布)19を当接させることで、拭い取られる。   The photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d that have undergone the primary transfer are cleaned and removed of the transfer residual toner by the respective cleaners 4a, 4b, 4c, and 4d, and are subsequently prepared for the subsequent formation of the next latent image. The toner and other foreign matters remaining on the intermediate transfer belt 130 are wiped off by bringing a cleaning web (nonwoven fabric) 19 into contact with the surface of the intermediate transfer belt 130.

そして、トナー画像の転写を受けた記録材Pは、定着装置9へ順次導入され、熱と圧力を加えられることによってトナー画像を定着される。両面印刷モードの場合には、給紙カセット10から給紙された記録材Pは、レジストローラ12、転写前ガイド、中間転写ベルト130と2次転写ローラ11との当接ニップを通過する。そして、この記録材Pは、定着装置9で片面定着された後、切り替えられた切替え部材(フラッパ)16を介して反転パス17に導かれる。   The recording material P that has received the transfer of the toner image is sequentially introduced into the fixing device 9, and the toner image is fixed by applying heat and pressure. In the duplex printing mode, the recording material P fed from the paper feeding cassette 10 passes through the registration roller 12, the pre-transfer guide, and the contact nip between the intermediate transfer belt 130 and the secondary transfer roller 11. Then, after the recording material P is fixed on one side by the fixing device 9, the recording material P is guided to the reversing path 17 through the switched switching member (flapper) 16.

その後、記録材Pは、反転ローラ18により反転されて両面パス30へと導かれる。そして、再び記録材Pは、レジストローラ12、転写前ガイド31、中間転写ベルト130と2次転写ローラ11との当接ニップを通過し、2面目が転写された後、定着装置9で両面を定着処理される。そして、記録材Pの両面画像形成中に、切替え部材16が切り替わっており、両面定着された記録材Pは、記録画像として画像形成装置100外に排出される。   Thereafter, the recording material P is reversed by the reversing roller 18 and guided to the double-sided path 30. Then, the recording material P again passes through the contact nip between the registration roller 12, the pre-transfer guide 31, the intermediate transfer belt 130 and the secondary transfer roller 11, and after the second side is transferred, the both sides are fixed by the fixing device 9. Fixing process is performed. The switching member 16 is switched during the double-sided image formation of the recording material P, and the recording material P fixed on both sides is discharged out of the image forming apparatus 100 as a recorded image.

次に、本発明に係る像加熱装置である定着装置9の構成について図1を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態における外部加熱ベルト構成を備えた定着装置9の概略構成図である。なお、前述のように画像形成装置100は、記録材上にトナー像を形成する画像形成部Pa〜Pdと、この画像形成部により記録材上に形成されたトナー像を記録材Pに定着させる定着装置9とを備えており、本発明の像加熱装置はこの定着装置9に適用されている。   Next, the configuration of the fixing device 9 which is an image heating device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fixing device 9 having an external heating belt configuration in the present embodiment. As described above, the image forming apparatus 100 fixes the image forming units Pa to Pd that form toner images on the recording material and the toner image formed on the recording material by the image forming unit to the recording material P. The image heating device of the present invention is applied to the fixing device 9.

図1に示すように、定着装置9は、外部加熱ユニット32、定着ローラ101及び加圧ローラ102等を収容する不図示のケーシングを有している。定着装置9は、記録材Pに形成された画像を定着ニップ部(ニップ部)Nにて加熱する像加熱部材としての定着ローラ101、定着ローラ101に圧接して定着ニップ部Nを形成する回転可能な加圧ローラ102、及び外部加熱ユニット32を備えている。   As shown in FIG. 1, the fixing device 9 has a casing (not shown) that houses the external heating unit 32, the fixing roller 101, the pressure roller 102, and the like. The fixing device 9 rotates an image formed on the recording material P at a fixing nip portion (nip portion) N to form a fixing nip portion N by pressing the fixing roller 101 as an image heating member and the fixing roller 101. A possible pressure roller 102 and an external heating unit 32 are provided.

即ち、定着装置9は、記録材P上の未定着トナー(トナー像)Kを定着ニップ部Nに挿通して記録材P上に定着させるように構成されており、未定着トナーKを担持した記録材Pを定着ニップ部Nで狭持して加熱することによって定着する。   That is, the fixing device 9 is configured to pass the unfixed toner (toner image) K on the recording material P through the fixing nip portion N and fix it on the recording material P, and carries the unfixed toner K. The recording material P is fixed by being nipped at the fixing nip portion N and heated.

定着ローラ(像加熱部材)101は、不図示の駆動源によって、矢印A方向に所定の速度、例えば500mm/secの周速度で回転駆動されるように構成されている。具体的には、定着ローラ101は、外径74mm、厚み6mm、軸方向長さ350mmの円筒状金属製(本実施形態では、アルミニウム製)の芯金を備える。芯金上には、耐熱性の弾性層として、シリコーンゴム(本実施形態では、JIS−A硬度20度)が3mmの厚さで被覆されている。弾性層上には、トナーとの離型性向上のために、耐熱性の離型層としてフッ素系樹脂(本実施形態では、PFA(ポリテトラフルオロエチレン)チューブ)が100μmの厚さで被覆されている。   The fixing roller (image heating member) 101 is configured to be rotationally driven at a predetermined speed, for example, a peripheral speed of 500 mm / sec, in the direction of arrow A by a drive source (not shown). Specifically, the fixing roller 101 includes a metal core made of a cylindrical metal (in this embodiment, made of aluminum) having an outer diameter of 74 mm, a thickness of 6 mm, and an axial length of 350 mm. A silicone rubber (in this embodiment, JIS-A hardness 20 degrees) is covered with a thickness of 3 mm as a heat-resistant elastic layer on the mandrel. On the elastic layer, a fluororesin (in this embodiment, PFA (polytetrafluoroethylene) tube) is coated with a thickness of 100 μm as a heat-resistant release layer in order to improve releasability with the toner. ing.

定着ローラ101の芯金の内部には、発熱体として、例えば定格電力1200Wのハロゲンヒータ106が配置されて、定着ローラ101は、その表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。定着ローラ101の表面温度は、定着ローラ101に接触する温度検知手段としてのサーミスタ121によって検出される。そして、この検出された温度に基づいて、温度制御(調整)手段としてのヒータ制御手段140がハロゲンヒータ106をON/OFFすることで、所定の目標温度、例えば200℃となるように制御する。   For example, a halogen heater 106 with a rated power of 1200 W is disposed as a heating element inside the cored bar of the fixing roller 101, and the fixing roller 101 is heated from the inside so that its surface temperature becomes a predetermined temperature. . The surface temperature of the fixing roller 101 is detected by a thermistor 121 as temperature detecting means that contacts the fixing roller 101. Based on the detected temperature, the heater control means 140 as temperature control (adjustment) means turns on / off the halogen heater 106 to control it to a predetermined target temperature, for example, 200 ° C.

加圧ローラ(加圧部材)102は、不図示の加圧手段により定着ローラ101に所定の圧力で加圧されて、定着ローラ101との間に定着ニップ部Nを形成する。そして加圧ローラ102は、矢印B方向に所定の周速度(例えば500mm/sec)で、不図示の駆動部により主動回転させられる定着ローラ101の回転に伴って従動回転させられる。   The pressure roller (pressure member) 102 is pressed against the fixing roller 101 with a predetermined pressure by a pressing unit (not shown), and forms a fixing nip portion N with the fixing roller 101. The pressure roller 102 is driven to rotate at a predetermined peripheral speed (for example, 500 mm / sec) in the direction of arrow B as the fixing roller 101 is driven to rotate by a driving unit (not shown).

具体的には、加圧ローラ102は、外径54mm、厚み5mm、軸方向長さ350mmの円筒状金属製(本実施形態では、アルミニウム製)の芯金を備える。芯金上には、耐熱性の弾性層として、シリコーンゴム(本実施形態では、JIS−A硬度15度)が3mmの厚さで被覆されている。弾性層上には、トナーとの離型性向上のために、耐熱性の離型層としてのフッ素系樹脂(本実施形態では、PFAチューブ)が100μmの厚さで被覆されている。   Specifically, the pressure roller 102 includes a cored bar made of cylindrical metal (made of aluminum in this embodiment) having an outer diameter of 54 mm, a thickness of 5 mm, and an axial length of 350 mm. A silicone rubber (in this embodiment, JIS-A hardness 15 degrees) is coated with a thickness of 3 mm as a heat-resistant elastic layer on the metal core. On the elastic layer, a fluororesin (in this embodiment, a PFA tube) as a heat-resistant release layer is coated with a thickness of 100 μm in order to improve releasability with the toner.

また、加圧ローラ102の芯金の内部には、発熱体として、例えば定格電力300Wのハロゲンヒータ107が配置されており、加圧ローラ102は、その表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。加圧ローラ102の表面温度は、加圧ローラ102に接触する温度検知手段としてのサーミスタ122により検出される。そして、この検出された温度に基づいて、ヒータ制御手段140がハロゲンヒータ107をON/OFFすることで、所定の目標温度、例えば130℃となるように制御される。   Further, a halogen heater 107 having a rated power of 300 W, for example, is disposed as a heating element in the core of the pressure roller 102, and the pressure roller 102 has an internal surface temperature of a predetermined temperature. Has been heated from. The surface temperature of the pressure roller 102 is detected by a thermistor 122 serving as temperature detection means that contacts the pressure roller 102. Then, based on the detected temperature, the heater control means 140 controls the halogen heater 107 to be turned on / off so that it becomes a predetermined target temperature, for example, 130 ° C.

次に、定着装置9に設けられ、本発明の特徴の1つを成す外部加熱ユニット32について、図1を用いて詳細に説明する。   Next, the external heating unit 32 provided in the fixing device 9 and constituting one of the features of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

即ち、図1に示すように、定着ローラ101の外周面には、定着ローラ101の表面と接触して定着ローラ101を加熱する外部加熱ベルト105が配置されている。外部加熱ベルト105は、第1支持ローラ103と、定着ローラ101の回転方向において第1支持ローラ103よりも上流側の第2支持ローラ104とによって張架(懸架)されている。外部加熱ベルト105は、定着ローラ101に当接して定着ローラ101を加熱する無端状に構成されている。   That is, as shown in FIG. 1, an external heating belt 105 that heats the fixing roller 101 in contact with the surface of the fixing roller 101 is disposed on the outer peripheral surface of the fixing roller 101. The external heating belt 105 is stretched (suspended) by a first support roller 103 and a second support roller 104 upstream of the first support roller 103 in the rotation direction of the fixing roller 101. The external heating belt 105 is configured in an endless shape that contacts the fixing roller 101 and heats the fixing roller 101.

なお、第1支持ローラ103は、外部加熱ベルト105を張架し且つ少なくとも加熱手段を有する回転可能な第1張架ローラを構成し、第2支持ローラ104は、外部加熱ベルト105を張架する回転可能な第2張架ローラを構成している。これら第1、第2支持ローラ(第1、第2張架ローラ)103,104は、外部加熱ベルト105を介して定着ローラ(像加熱部材)101を押圧する。   The first support roller 103 constitutes a rotatable first tension roller that stretches the external heating belt 105 and has at least heating means, and the second support roller 104 stretches the external heating belt 105. The 2nd tension roller which can rotate is comprised. The first and second support rollers (first and second stretching rollers) 103 and 104 press the fixing roller (image heating member) 101 via the external heating belt 105.

外部加熱ベルト105を張架する第1及び第2支持ローラ103,104は、加圧機構(加圧手段)33によって定着ローラ101に所定の圧力で均等に押圧されている。そして、外部加熱ベルト105は、加圧機構33の作動により定着ローラ101に対して当接/退避可能に構成され、定着ローラ101に当接した状態において定着ローラ101との間で外部ニップ部Neを形成する。定着ローラ101に押圧された外部加熱ベルト105は、定着ローラ101の主動回転に伴って従動回転(連れ回り回転)する。   The first and second support rollers 103 and 104 that stretch the external heating belt 105 are evenly pressed against the fixing roller 101 with a predetermined pressure by a pressure mechanism (pressure means) 33. The external heating belt 105 is configured to be able to contact / retreat with respect to the fixing roller 101 by the operation of the pressure mechanism 33, and between the external heating nip 105 and the fixing roller 101 in a state of being in contact with the fixing roller 101. Form. The external heating belt 105 pressed by the fixing roller 101 is driven (rotated) along with the main rotation of the fixing roller 101.

外部加熱ベルト105は、例えば外径60mm、厚み50μm、長さ350mmの金属製の基材(ステンレスやニッケル等)の層を有している。そして外部加熱ベルト105は、トナーとの付着を防止するために、例えば、耐熱性の摺動層としてフッ素系樹脂(本実施形態では、PFAチューブ)が20μmの厚さで被覆されている。このような外部加熱ベルト105は、図1中の矢印C方向に所定の速度、例えば500mm/secの周速度で、定着ローラ101の外面に接触して定着ローラ101の回転に伴って従動回転しながら定着ローラ101を加熱する。   The external heating belt 105 has a layer of a metallic base material (stainless steel, nickel, etc.) having an outer diameter of 60 mm, a thickness of 50 μm, and a length of 350 mm, for example. In order to prevent the external heating belt 105 from adhering to the toner, for example, a fluororesin (in this embodiment, a PFA tube) is coated with a thickness of 20 μm as a heat-resistant sliding layer. Such an external heating belt 105 contacts the outer surface of the fixing roller 101 at a predetermined speed in the direction of arrow C in FIG. 1, for example, a peripheral speed of 500 mm / sec, and is driven to rotate as the fixing roller 101 rotates. Then, the fixing roller 101 is heated.

外部加熱ベルト105の外周面には、第1及び第2支持ローラ103,104の間にクリーニングローラ108が配置されている。このクリーニングローラ108は、芯金の外周表面にスポンジ等の多孔質の材料の層を有する構成を備えており、不図示の加圧手段により所定の圧力で外部加熱ベルト105に押圧された状態で外部加熱ベルト105の表面をクリーニングする。   A cleaning roller 108 is disposed between the first and second support rollers 103 and 104 on the outer peripheral surface of the external heating belt 105. The cleaning roller 108 has a structure having a porous material layer such as sponge on the outer peripheral surface of the core metal, and is pressed against the external heating belt 105 with a predetermined pressure by a pressing means (not shown). The surface of the external heating belt 105 is cleaned.

外部加熱ベルト105を張架している第1支持ローラ103は、定着ローラ101の回転方向における下流側に配置されている。第1支持ローラ103は、例えば外径30mm、厚み3mm、軸方向長さ350mmの円筒状金属製(本実施形態では、アルミニウム製)の芯金を備えている。この芯金上には、外部加熱ベルト105の内面との摩耗を防止するために、耐熱性の摺動層としてのフッ素系樹脂(本実施形態では、PFAチューブ)が、例えば20μmの厚さで被覆されている。   The first support roller 103 that stretches the external heating belt 105 is disposed on the downstream side in the rotation direction of the fixing roller 101. The first support roller 103 includes a cored bar made of cylindrical metal (in this embodiment, made of aluminum) having an outer diameter of 30 mm, a thickness of 3 mm, and an axial length of 350 mm, for example. On this mandrel, in order to prevent abrasion with the inner surface of the external heating belt 105, a fluorine-based resin (in this embodiment, a PFA tube) as a heat-resistant sliding layer has a thickness of, for example, 20 μm. It is covered.

また、第1支持ローラ103の芯金の内部には、例えば定格電力1000Wのハロゲンヒータ114が配置されている。このハロゲンヒータ114は、図5(b)においては、第1支持ローラ103の端部領域を加熱するように配光されており、外部加熱ベルト105の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱する。なお、ハロゲンヒータ114は、第1支持ローラ(第1張架ローラ)103の回転軸線方向において少なくとも第1支持ローラ103の端部領域を加熱する加熱手段を構成している。   In addition, a halogen heater 114 having a rated power of 1000 W, for example, is disposed inside the core of the first support roller 103. In FIG. 5B, the halogen heater 114 is light-distributed so as to heat the end region of the first support roller 103, and the internal temperature is adjusted so that the surface temperature of the external heating belt 105 becomes a predetermined temperature. Heat from. The halogen heater 114 constitutes a heating unit that heats at least the end region of the first support roller 103 in the rotation axis direction of the first support roller (first stretching roller) 103.

外部加熱ベルト105の表面温度は、第1支持ローラ103と外部加熱ベルト105との接触領域D1に接触する温度検知手段としてのサーミスタ123によって検出される。そして、この検出された温度に基づいて、ヒータ制御手段140はハロゲンヒータ114をON/OFFして、所定の目標温度、例えば220℃となるように制御(温度調節)する。   The surface temperature of the external heating belt 105 is detected by a thermistor 123 as temperature detecting means that contacts the contact region D1 between the first support roller 103 and the external heating belt 105. Then, based on the detected temperature, the heater control means 140 turns on / off the halogen heater 114 to control (temperature adjustment) so as to reach a predetermined target temperature, for example, 220 ° C.

一方、外部加熱ベルト105を張架している第2支持ローラ(第2張架ローラ)104は、外部加熱ベルト105の内面に接触して、外部加熱ベルト105を内部から加熱する。本実施形態における第2支持ローラ104は、外部加熱ベルト105の幅方向での寄りを抑制するように幅方向中央部の外径が幅方向両端部の外径より大きいクラウン形状に形成された第2張架ローラを構成する。   On the other hand, the second support roller (second stretching roller) 104 that stretches the external heating belt 105 contacts the inner surface of the external heating belt 105 and heats the external heating belt 105 from the inside. The second support roller 104 in the present embodiment is formed in a crown shape in which the outer diameter of the central portion in the width direction is larger than the outer diameters at both end portions in the width direction so as to suppress the deviation of the external heating belt 105 in the width direction. 2 tension roller is constituted.

第2支持ローラ104は、軸方向両端部夫々の外径が例えば30mmに設定され、軸方向中央部の外径が両端部の外径より例えば300μm大きく設定され、全体的に軸方向中央部の外径(第1外径)が両端部の外径(第2外径)より大きいクラウン形状を呈する。第2支持ローラ104は、例えば厚み3mm、軸方向長さ350mmの円筒状金属製(本実施形態では、アルミニウム製)の芯金を備える。この芯金上には、外部加熱ベルト105の内面との摩耗を防止するために、耐熱性の摺動層としてのフッ素系樹脂(本実施形態では、PFAチューブ)が、例えば20μmの厚さで被覆されている。   In the second support roller 104, the outer diameter of each axial end portion is set to, for example, 30 mm, the outer diameter of the axial center portion is set to be, for example, 300 μm larger than the outer diameter of both end portions, The outer shape (first outer diameter) has a crown shape that is larger than the outer diameter (second outer diameter) at both ends. The second support roller 104 includes a cored bar made of cylindrical metal (made of aluminum in this embodiment) having a thickness of 3 mm and an axial length of 350 mm, for example. On this mandrel, in order to prevent abrasion with the inner surface of the external heating belt 105, a fluorine-based resin (in this embodiment, a PFA tube) as a heat-resistant sliding layer has a thickness of, for example, 20 μm. It is covered.

また、第2支持ローラ104の芯金の内部には、例えば定格電力1000Wのハロゲンヒータ115が配置されている。ハロゲンヒータ115は、第2支持ローラ104の中央領域を加熱するように配光されており(図5(b)参照)、外部加熱ベルト105の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱する。   Further, for example, a halogen heater 115 with a rated power of 1000 W is disposed inside the core of the second support roller 104. The halogen heater 115 is distributed so as to heat the central region of the second support roller 104 (see FIG. 5B), and is heated from the inside so that the surface temperature of the external heating belt 105 becomes a predetermined temperature. To do.

なお、ハロゲンヒータ115は、第2支持ローラ(第2張架ローラ)104を加熱、つまり外部加熱ベルト105の回転方向(矢印C方向)と交差する幅方向の中央部を加熱する第2加熱手段を構成する。そして、ハロゲンヒータ(加熱手段)114は第1支持ローラ103の端部を中央部よりも加熱し、ハロゲンヒータ(第2加熱手段)115は第2支持ローラ104の中央部を端部よりも加熱するように、加熱分布が設定されている。   The halogen heater 115 heats the second support roller (second stretching roller) 104, that is, a second heating unit that heats the central portion in the width direction that intersects the rotation direction (arrow C direction) of the external heating belt 105. Configure. The halogen heater (heating means) 114 heats the end portion of the first support roller 103 from the center portion, and the halogen heater (second heating means) 115 heats the center portion of the second support roller 104 from the end portion. The heating distribution is set so as to.

外部加熱ベルト105の表面温度は、第2支持ローラ104と外部加熱ベルト105との接触領域D2に接触する温度検知手段としてのサーミスタ124によって検出される。そして、この検出された温度に基づいて、ヒータ制御手段140はハロゲンヒータ115をON/OFFして、所定の目標温度、例えば220℃となるように制御(温度調節)する。   The surface temperature of the external heating belt 105 is detected by a thermistor 124 serving as a temperature detection unit that comes into contact with the contact region D2 between the second support roller 104 and the external heating belt 105. Then, based on the detected temperature, the heater control unit 140 turns on / off the halogen heater 115 to control (temperature adjustment) so as to reach a predetermined target temperature, for example, 220 ° C.

ここで、外部加熱ベルト105の目標温度を定着ローラ101の目標温度よりも高く設定しているのは、次の理由からである。つまり、外部加熱ベルト105の温度が定着ローラ101の温度より高温に保たれていた方が、定着ローラ101の表面温度の、記録材による温度降下に対してレスポンス(熱の感応精度)良く外部加熱ベルト105から定着ローラ101に熱供給できるからである。   Here, the reason why the target temperature of the external heating belt 105 is set higher than the target temperature of the fixing roller 101 is as follows. That is, when the temperature of the external heating belt 105 is kept higher than the temperature of the fixing roller 101, the external heating is performed with good response (heat sensitivity accuracy) to the temperature drop due to the recording material of the surface temperature of the fixing roller 101. This is because heat can be supplied from the belt 105 to the fixing roller 101.

本実施形態では、図5(b)に示すように、第1支持ローラ103は、その端部領域を加熱するように配光されたハロゲンヒータ114を内蔵するストレート形状に構成されている。そして第2支持ローラ104は、上述したように、その中央領域を加熱するように配光されたハロゲンヒータ115を内蔵するクラウン形状に構成されている。第1支持ローラ103は、外部加熱ベルト105の回転方向と交差(直交)する幅方向中央部と幅方向両端部との外径の差が、第2支持ローラ104における幅方向中央部の外径から幅方向両端部の外径を減算したクラウン量を超えない寸法の形状に構成される。(本実施形態ではストレート形状)   In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the first support roller 103 is configured in a straight shape including a halogen heater 114 that is distributed so as to heat its end region. As described above, the second support roller 104 is configured in a crown shape that incorporates a halogen heater 115 that is distributed so as to heat its central region. In the first support roller 103, the difference in outer diameter between the width direction center portion intersecting (orthogonal) with the rotation direction of the external heating belt 105 and both width direction end portions is the outer diameter of the width direction center portion of the second support roller 104. It is comprised in the shape of the dimension which does not exceed the crown amount which subtracted the outer diameter of the width direction both ends. (Straight shape in this embodiment)

外部加熱ベルト105が定着ローラ101との外部ニップ部Neに進入する直前に、軸方向端部と比較して通紙領域の広い中央部を加熱できる、上述した本実施形態の配置構成が好適であると考えられる。しかし、この配置構成に限らず、下流側の第1支持ローラ103を上流側に、上流側の第2支持ローラ104を下流側に配置するように位置関係を逆にしても良く、その場合もほぼ同様の作用効果を得ることができる。   The arrangement configuration of the present embodiment described above that can heat the central portion of the sheet passing area wider than the end portion in the axial direction immediately before the external heating belt 105 enters the external nip portion Ne with the fixing roller 101 is suitable. It is believed that there is. However, the arrangement is not limited to this, and the positional relationship may be reversed such that the downstream first support roller 103 is disposed upstream and the upstream second support roller 104 is disposed downstream. Almost the same effect can be obtained.

次に、厚紙連続通紙における定着ローラ101の温度推移に対する第1支持ローラ103、第2支持ローラ104の形状による影響について、以下の比較構成例を用いた実験を通して説明する。   Next, the influence of the shape of the first support roller 103 and the second support roller 104 on the temperature transition of the fixing roller 101 during continuous paper feeding will be described through an experiment using the following comparative configuration example.

この実験では、支持ローラの形状による効果が理解し易いように、以下の構成例(i)と構成例(ii)のように構成した。
(i)本実施形態の第1及び第2支持ローラ103,104の双方とも、軸方向中央部の外径を両端部の外径より300μmだけ大きくしたクラウン形状に構成した例。
(ii)本実施形態の第1及び第2支持ローラ103,104の双方とも、外径を軸方向での中央部と両端部を同じにしたストレート形状に構成した例。
In this experiment, the following configuration example (i) and configuration example (ii) are configured so that the effect of the shape of the support roller can be easily understood.
(i) An example in which both the first and second support rollers 103 and 104 of the present embodiment are configured in a crown shape in which the outer diameter of the central portion in the axial direction is larger by 300 μm than the outer diameters of both end portions.
(ii) An example in which both the first and second support rollers 103 and 104 of the present embodiment are configured to have a straight shape in which the central part and both end parts in the axial direction are the same.

以下、これら構成例(i)、(ii)について、図3及び図4を参照して比較しながら説明する。図3(a),(b)は、各構成例(i)、(ii)における定着ローラ101の表面温度を比較する実験を行った結果を示し、定着ローラ表面の温度推移を示すグラフ図である。図4は、支持ローラ形状の違いに起因する定着ローラの中央部と端部での表面温度の最下点温度を示す表である。   Hereinafter, these configuration examples (i) and (ii) will be described with reference to FIGS. 3 and 4 for comparison. 3A and 3B are graphs showing the results of an experiment comparing the surface temperature of the fixing roller 101 in each of the configuration examples (i) and (ii), and showing the temperature transition of the surface of the fixing roller. is there. FIG. 4 is a table showing the lowest point temperature of the surface temperature at the center and the end of the fixing roller due to the difference in the shape of the support roller.

第1及び第2支持ローラ103,104の形状による効果を比較するために、第1及び第2支持ローラ103,104に内蔵されたハロゲンヒータ114,115の加熱領域が支持ローラ全面となるようにヒータを変更している。   In order to compare the effects of the shapes of the first and second support rollers 103 and 104, the heating regions of the halogen heaters 114 and 115 built in the first and second support rollers 103 and 104 are made to be the entire support roller. The heater has been changed.

図3(a),(b)では、横軸に時間(秒)をとり、縦軸に、定着ローラ表面温度(通紙領域内の定着ローラ101の中央部と端部の表面温度(℃))をとっている。図3(a),(b)では、1枚目の記録材が定着ニップ部N(図1参照)に突入したポイントをAで示し、最後の記録材が定着ニップ部Nを通過したポイントをBで示している。   3A and 3B, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents the fixing roller surface temperature (the surface temperatures (° C.) of the center portion and the end portion of the fixing roller 101 in the sheet passing area). ). 3A and 3B, the point at which the first recording material has entered the fixing nip N (see FIG. 1) is indicated by A, and the point at which the last recording material has passed through the fixing nip N is shown. This is indicated by B.

この実験は、坪量209g/mのA3サイズの普通紙を記録材として用い、この記録材を連続的に通紙し、その搬送速度を660mm/secとし、印刷速度を70ppmとした状態で行った。 In this experiment, A3 size plain paper having a basis weight of 209 g / m 2 was used as a recording material, the recording material was continuously fed, the conveyance speed was 660 mm / sec, and the printing speed was 70 ppm. went.

図3(a)は、第1及び第2支持ローラ103,104を両方とも、軸方向の中央部において両端よりも300μm大きく設定したクラウン形状に構成した場合である。この場合、1枚目の記録材が定着ニップ部Nに突入すると(ポイントA)、記録材により定着ローラ101から熱を奪われるため、定着ローラ表面温度は端部、中央部ともに降下する。しかし、定着ローラ内部のハロゲンヒータ106の熱応答及び外部加熱ベルト105からの熱量供給により、定着ローラ101の表面温度は、ポイントBを経過する付近から、中央部より端部の方が低い形で温度上昇することがわかる。   FIG. 3A shows a case where both the first and second support rollers 103 and 104 are configured in a crown shape that is set to be 300 μm larger than both ends in the central portion in the axial direction. In this case, when the first recording material enters the fixing nip portion N (point A), heat is removed from the fixing roller 101 by the recording material, so that the fixing roller surface temperature decreases at both the end portion and the central portion. However, due to the thermal response of the halogen heater 106 inside the fixing roller and the supply of heat from the external heating belt 105, the surface temperature of the fixing roller 101 is such that the end portion is lower than the central portion from the point B passes. It can be seen that the temperature rises.

これは、構成例(i)では外部加熱ベルト105を張架する上記支持ローラ103,104の双方がクラウン形状であるために、外部加熱ベルト105と両支持ローラ103,104との端部で隙間を生じることに起因している。これにより、両支持ローラ103,104から外部加熱ベルト105の端部への熱量供給が低下することで、定着ローラ101の端部での表面温度が中央部に比べて低くなる。このため、記録材の端部で定着不良が発生する虞がある。   In the configuration example (i), since both of the support rollers 103 and 104 that stretch the external heating belt 105 have a crown shape, there is a gap between the end portions of the external heating belt 105 and the support rollers 103 and 104. Is caused by As a result, the amount of heat supplied from both the support rollers 103 and 104 to the end of the external heating belt 105 is reduced, so that the surface temperature at the end of the fixing roller 101 is lower than that at the center. For this reason, there is a possibility that fixing failure occurs at the end of the recording material.

図3(b)は、第1及び第2支持ローラ103,104を両方とも、軸方向で全体的に外径が同じストレート形状に構成した場合である。この場合、1枚目の記録材が定着ニップ部Nに突入すると(ポイントA)、定着ローラ101の表面温度が端部、中央部ともに降下する。しかし、定着ローラ内部のハロゲンヒータ106の熱応答及び外部加熱ベルト105からの熱量供給により、定着ローラ101の表面温度は、ポイントBを経過する付近から、端部及び中央部ともに同程度の温度で上昇することがわかる。   FIG. 3B shows a case where both the first and second support rollers 103 and 104 are formed in a straight shape having the same outer diameter in the axial direction as a whole. In this case, when the first recording material enters the fixing nip portion N (point A), the surface temperature of the fixing roller 101 decreases at both the end portion and the central portion. However, due to the thermal response of the halogen heater 106 inside the fixing roller and the supply of heat from the external heating belt 105, the surface temperature of the fixing roller 101 is the same at both the end and the center from the point B passes. You can see that it rises.

これは、構成例(ii)では外部加熱ベルト105を張架する支持ローラ103,104の双方がストレート形状であるために、外部加熱ベルト105と両支持ローラ103,104が良好に密着し、端部においても充分に熱量を供給することができたからである。   In the configuration example (ii), since both the support rollers 103 and 104 for stretching the external heating belt 105 have a straight shape, the external heating belt 105 and the both support rollers 103 and 104 are in good contact with each other. This is because a sufficient amount of heat could be supplied even in the section.

図4は、構成例(i),(ii)での両支持ローラ103,104の形状の違いよる、定着ローラ101の中央部及び端部の各表面温度の最下点温度を示す表である。   FIG. 4 is a table showing the lowest point temperatures of the surface temperatures of the center portion and the end portion of the fixing roller 101 depending on the shapes of the support rollers 103 and 104 in the configuration examples (i) and (ii). .

図4において、第1及び第2支持ローラ103,104を双方ともクラウン形状にした構成例(i)では、中央部の表面温度の最下点温度が197℃、端部の表面温度の最下点温度が185℃であった。また、第1及び第2支持ローラ103,104を双方ともストレート形状にした構成例(ii)では、中央部の表面温度の最下点温度が197℃、端部の表面温度の最下点温度が194℃であった。   In FIG. 4, in the configuration example (i) in which both the first and second support rollers 103 and 104 are crown-shaped, the lowest point temperature of the center surface temperature is 197 ° C., and the lowest surface temperature of the end portion. The point temperature was 185 ° C. In the configuration example (ii) in which the first and second support rollers 103 and 104 are both straight, the lowest point temperature of the center surface temperature is 197 ° C., and the lowest point temperature of the end surface temperature. Was 194 ° C.

以上のことは、本発明を適用した本実施形態の外部加熱ベルト構成においても同様である。なお、図5(a)、図5(b)は本発明を適用した外部加熱ベルト構成をそれぞれ示す概略断面図である。   The above also applies to the external heating belt configuration of the present embodiment to which the present invention is applied. 5 (a) and 5 (b) are schematic cross-sectional views showing the configuration of the external heating belt to which the present invention is applied.

図5(a)では、第1及び第2ハロゲンヒータ114,115に配光をもたせずに各支持ローラ103,104の全面を加熱するように、軸方向全体に各ハロゲンヒータ114,115を設けている。そして、図5(b)では、クラウン形状である第2支持ローラ104の内部に配置したハロゲンヒータ115を中央部配光とし、ストレート形状である第1支持ローラ103の内部に配置したハロゲンヒータ114を両端部配光としている。図5(a),(b)の両構成例において、第2支持ローラ104は、外部加熱ベルト105の寄りを制御するために、上記のようにクラウン形状を呈している。本実施形態では、ストレート形状のローラの少なくとも端部を加熱するヒータを用いている。そして、本実施形態では、クラウン形状のローラにもヒータを用いる構成である。   In FIG. 5A, the halogen heaters 114 and 115 are provided in the entire axial direction so that the entire surfaces of the support rollers 103 and 104 are heated without causing the first and second halogen heaters 114 and 115 to have light distribution. ing. In FIG. 5B, the halogen heater 115 disposed inside the second support roller 104 having a crown shape is used as a light distribution at the center, and the halogen heater 114 disposed inside the first support roller 103 having a straight shape. Is the light distribution at both ends. In both configuration examples of FIGS. 5A and 5B, the second support roller 104 has a crown shape as described above in order to control the displacement of the external heating belt 105. In the present embodiment, a heater that heats at least the end of the straight roller is used. In this embodiment, the heater is also used for the crown-shaped roller.

図5(a)では、ハロゲンヒータ114,115に配光をもたせずに各支持ローラ103,104の各表面の全域を加熱している。このように、ヒータにより加熱されたストレート形状のローラの端部と外部加熱ベルト105との密着性が高められることで、一方のローラの形状がクラウン形状であっても、外部加熱ベルト105の端部の温度低下を小さくすることができる。   In FIG. 5A, the entire area of each surface of each of the support rollers 103 and 104 is heated without causing the halogen heaters 114 and 115 to have light distribution. As described above, the adhesion between the end of the straight roller heated by the heater and the external heating belt 105 is enhanced, so that the end of the external heating belt 105 can be obtained even if the shape of one of the rollers is a crown. The temperature drop of the part can be reduced.

第2支持ローラ104は、外部加熱ベルト105の寄りの制御のためにクラウン形状を呈しているため、第2支持ローラ104と外部加熱ベルト105は中央部では良好に密着しているが、両端部では相互間に隙間が生じている。その結果、第2支持ローラ104から外部加熱ベルト105の端部への熱量の供給が小さくなり、外部加熱ベルト105から定着ローラ101への熱量の供給が端部と中央部で差が大きくなる場合がある。そのため、両方のローラを全域加熱する場合には、クラウン形状のローラの加熱量を調整することで、端部と中央部との温度差を小さくすることができる。   Since the second support roller 104 has a crown shape for controlling the shift of the external heating belt 105, the second support roller 104 and the external heating belt 105 are in good contact with each other at the center, but both end portions Then there is a gap between them. As a result, the amount of heat supplied from the second support roller 104 to the end of the external heating belt 105 becomes small, and the difference in the amount of heat supplied from the external heating belt 105 to the fixing roller 101 becomes large between the end and the center. There is. Therefore, when both the rollers are heated over the entire area, the temperature difference between the end portion and the center portion can be reduced by adjusting the heating amount of the crown-shaped roller.

このように、クラウン形状の第2支持ローラ104からは外部加熱ベルト105の端部に熱量の供給が少なくなるが、ストレート形状の第1支持ローラ103によって外部加熱ベルト105の端部に熱量が供給される。そのため、外部加熱ベルト105の端部の温度低下を小さくすることができる。   Thus, the amount of heat supplied from the crown-shaped second support roller 104 to the end of the external heating belt 105 is reduced, but the amount of heat supplied to the end of the external heating belt 105 is supplied by the straight first support roller 103. Is done. Therefore, the temperature drop at the end of the external heating belt 105 can be reduced.

図5(b)では、クラウン形状である第2支持ローラ104の内部に配置したハロゲンヒータ115を中央部配光とし、且つ、ストレート形状である第1支持ローラ103内のハロゲンヒータ114を両端部配光としている。この場合、第1支持ローラ103は外部加熱ベルト105の両端部を、第2支持ローラ104は外部加熱ベルト105の中央部を積極的に加熱する。これにより、外部加熱ベルト105の中央部及び両端部に均等に熱量を供給し、外部加熱ベルト105の表面温度を均一にすることができる。   In FIG. 5B, the halogen heater 115 disposed inside the crown-shaped second support roller 104 has a central light distribution, and the halogen heater 114 in the straight-shaped first support roller 103 has both end portions. Light distribution. In this case, the first support roller 103 positively heats both ends of the external heating belt 105, and the second support roller 104 positively heats the central portion of the external heating belt 105. As a result, the amount of heat can be evenly supplied to the central portion and both ends of the external heating belt 105, and the surface temperature of the external heating belt 105 can be made uniform.

従って、図5(b)の上記構成によれば、外部加熱ベルト105を張架する第2支持ローラ104をクラウン形状にすることで、外部加熱ベルト105の駆動時の寄りを制御できる。これと同時に、支持ローラをクラウン形状にすることによる外部加熱ベルト105両端部での温度低下を、第1支持ローラ103をストレート形状にしたことで防止することができる。また、各支持ローラ103,104の形状に応じて内部に配置する加熱源(ハロゲンヒータ114,115)の配光を決定することで、外部加熱ベルト105の表面温度を均一にすることができる。   Therefore, according to the configuration shown in FIG. 5B, the second support roller 104 that stretches the external heating belt 105 is crowned, so that the shift of the external heating belt 105 during driving can be controlled. At the same time, the temperature drop at both ends of the external heating belt 105 due to the support roller having a crown shape can be prevented by making the first support roller 103 straight. Moreover, the surface temperature of the external heating belt 105 can be made uniform by determining the light distribution of the heating sources (halogen heaters 114 and 115) arranged inside according to the shapes of the support rollers 103 and 104.

本実施形態では、外部加熱ベルト105を張架する第1及び第2支持ローラ103,104のクラウン量を、支持ローラ内におけるハロゲンヒータ114,115の配光状態に応じて変えている。つまり、第2支持ローラ104を、軸方向中央部の外径が両端部の外径より大きいクラウン形状とし、第1支持ローラ103を、第2支持ローラ104のクラウン量以下の形状であるストレート形状として構成している。   In this embodiment, the crown amounts of the first and second support rollers 103 and 104 that stretch the external heating belt 105 are changed according to the light distribution state of the halogen heaters 114 and 115 in the support rollers. That is, the second support roller 104 has a crown shape in which the outer diameter of the central portion in the axial direction is larger than the outer diameters of both ends, and the first support roller 103 has a straight shape that is less than the crown amount of the second support roller 104. It is configured as.

なお、第1支持ローラ103をストレート形状のローラのかわりにクラウン形状とし、第1支持ローラ103の中央部と端部との差分が第2支持ローラ104の中央部と端部との差分よりも小さい構成にしても良い。このように、第1支持ローラ103と第2支持ローラ104の中央部の外径は端部の外径よりも大きく、第1支持ローラ103の中央部の外径と端部の外径との差は、第2支持ローラ104の中央部の外径と端部の外径との差よりも小さい構成とすることができる。   The first support roller 103 has a crown shape instead of a straight roller, and the difference between the center portion and the end portion of the first support roller 103 is larger than the difference between the center portion and the end portion of the second support roller 104. A small configuration may be used. Thus, the outer diameter of the center part of the first support roller 103 and the second support roller 104 is larger than the outer diameter of the end part, and the outer diameter of the center part of the first support roller 103 and the outer diameter of the end part are The difference can be configured to be smaller than the difference between the outer diameter of the center portion and the outer diameter of the end portion of the second support roller 104.

以上により、クラウン形状の第2支持ローラ104によって外部加熱ベルト105の寄りを効果的に抑制しながら、第2支持ローラ104の軸方向中央部のハロゲンヒータ115で外部加熱ベルト105の中央部を効果的に加熱することができる。同時に、第1支持ローラ103の軸方向両端部により外部加熱ベルト105の両端部への熱量供給を適正に行うことで、外部加熱ベルト105の表面全体を均一に加熱して、外部加熱ベルト105から定着ローラ101への熱伝導効率を向上させることができる。   As described above, the central portion of the external heating belt 105 is effectively affected by the halogen heater 115 in the axially central portion of the second support roller 104 while the crown-shaped second support roller 104 effectively suppresses the deviation of the external heating belt 105. Can be heated. At the same time, the entire surface of the external heating belt 105 is uniformly heated by appropriately supplying the amount of heat to the both ends of the external heating belt 105 by both axial ends of the first support roller 103, and from the external heating belt 105. The efficiency of heat conduction to the fixing roller 101 can be improved.

なお、本実施形態では、例えば、第1支持ローラ103を図5(a)のように軸方向全域に第1ハロゲンヒータ114を配光しながら、第2支持ローラ104からハロゲンヒータ115を除去するように構成することも可能である。その場合は、クラウン形状の第2支持ローラ104では外部加熱ベルト105の寄りを抑制しながらも加熱を行わない状態で、第1支持ローラ103のハロゲンヒータ114で外部加熱ベルト105の幅方向全域を加熱する。この場合も、上記と同様の作用効果を得ることができる。   In this embodiment, for example, the halogen heater 115 is removed from the second support roller 104 while the first support roller 103 distributes the first halogen heater 114 in the entire axial direction as shown in FIG. It is also possible to configure as described above. In this case, the crown-shaped second support roller 104 does not heat while suppressing the deviation of the external heating belt 105, and the halogen heater 114 of the first support roller 103 covers the entire width direction of the external heating belt 105. Heat. Also in this case, the same effect as described above can be obtained.

以上の本実施形態によれば、第1、第2支持ローラ103,104の各中央部の外径が各端部の外径よりも大きく、第1支持ローラ103の中央部の外径と端部の外径との差が第2支持ローラ104の中央部の外径と端部の外径との差よりも小さい構成にできる。また本実施形態によれば、第1支持ローラ103の外形がストレート形状であり、第2支持ローラ104の中央部の外径が端部の外径よりも大きい構成にすることができる。これらにより、外部加熱ベルト105を支持するローラをクラウン形状にした場合に、ローラ端部と外部加熱ベルト105との接触性が低下することを低減できるという顕著な効果を得ることができる。   According to the embodiment described above, the outer diameter of each central portion of the first and second support rollers 103 and 104 is larger than the outer diameter of each end portion, and the outer diameter and end of the central portion of the first support roller 103 are The difference from the outer diameter of the part can be made smaller than the difference between the outer diameter of the center part of the second support roller 104 and the outer diameter of the end part. Further, according to the present embodiment, the outer shape of the first support roller 103 is a straight shape, and the outer diameter of the central portion of the second support roller 104 can be larger than the outer diameter of the end portion. Accordingly, when the roller that supports the external heating belt 105 has a crown shape, it is possible to obtain a remarkable effect that the contact between the roller end portion and the external heating belt 105 can be reduced.

<第2の実施形態>
次に、本発明に係る第2の実施形態について図6を参照して説明する。本実施形態において、先の第1の実施形態で説明した構成と共通の部分には同じ符号を付してその説明を省略する。なお、図6は、本実施形態における外部加熱ベルト構成を備えた定着装置9の概略構成図である。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same reference numerals are given to the parts common to the configuration described in the first embodiment, and the description thereof is omitted. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fixing device 9 having an external heating belt configuration in the present embodiment.

定着ローラ101の表面温度をより高い温度で維持させようとすると、外部加熱ベルト105から定着ローラ101への熱量の供給をより多くできる構成が切望される。そのためには、外部加熱ベルト105と定着ローラ101とで形成する外部ニップ部Neを、図1の構成に比して拡大させることが必要になる。   In order to maintain the surface temperature of the fixing roller 101 at a higher temperature, a configuration that can supply more heat from the external heating belt 105 to the fixing roller 101 is desired. For this purpose, it is necessary to enlarge the external nip portion Ne formed by the external heating belt 105 and the fixing roller 101 as compared with the configuration of FIG.

ここで、本出願人は、外部ニップ部Neを拡大させる方法として、外部加熱ベルト105の周長を大きくし、支持ローラの個数を増やした状態で、これら支持ローラに外部加熱ベルト105を張架することによって実現できる点に着目した。   Here, as a method of enlarging the external nip portion Ne, the present applicant stretches the external heating belt 105 around these support rollers in a state where the peripheral length of the external heating belt 105 is increased and the number of support rollers is increased. We focused on the points that can be realized by doing this.

その実現は、図6に示す構成とすればよい。即ち、本実施形態の外部加熱ユニット34では、定着ローラ101の外周面に、外部加熱部材としての外部加熱ベルト105が配置されている。外部加熱ベルト105は、定着ローラ101の回転方向において上流側の第5支持ローラ118と、中間の第4支持ローラ117と、下流側の第3支持ローラ116とにより張架(懸架)されている。外部加熱ベルト105は、定着ローラ101に当接して定着ローラ101を加熱する無端状に構成される。   This can be realized by the configuration shown in FIG. That is, in the external heating unit 34 of this embodiment, the external heating belt 105 as an external heating member is disposed on the outer peripheral surface of the fixing roller 101. The external heating belt 105 is stretched (suspended) by an upstream fifth support roller 118, an intermediate fourth support roller 117, and a downstream third support roller 116 in the rotation direction of the fixing roller 101. . The external heating belt 105 is configured in an endless shape that contacts the fixing roller 101 and heats the fixing roller 101.

外部加熱ベルト105を張架する第3、第4及び第5支持ローラ116,117,118は、加圧機構(加圧手段)35によって定着ローラ101に所定の圧力で均等に押圧されている。そして、外部加熱ベルト105は、加圧機構35の作動により定着ローラ101に対して当接/退避可能に構成され、定着ローラ101に当接した状態において定着ローラ101との間で外部ニップ部Neを形成する。定着ローラ101に押圧された外部加熱ベルト105は、定着ローラ101の主動回転に伴って従動回転(連れ回り回転)する。   The third, fourth, and fifth support rollers 116, 117, and 118 that stretch the external heating belt 105 are evenly pressed against the fixing roller 101 with a predetermined pressure by a pressure mechanism (pressure means) 35. The external heating belt 105 is configured to be able to contact / retreat with respect to the fixing roller 101 by the operation of the pressurizing mechanism 35, and the external nip portion Ne between the external heating belt 105 and the fixing roller 101 in a state of being in contact with the fixing roller 101. Form. The external heating belt 105 pressed by the fixing roller 101 is driven (rotated) along with the main rotation of the fixing roller 101.

外部加熱ベルト105の外周面には、外部加熱ベルト105の表面をクリーニングするクリーニングローラ108が第3支持ローラ116と第4支持ローラ117との間に配置されている。クリーニングローラ108は、不図示の加圧手段により、所定の圧力で外部加熱ベルト105に押圧されている。クリーニングローラ108は、芯金の外周表面にスポンジ等の多孔質の材料の層を有している。   On the outer peripheral surface of the external heating belt 105, a cleaning roller 108 for cleaning the surface of the external heating belt 105 is disposed between the third support roller 116 and the fourth support roller 117. The cleaning roller 108 is pressed against the external heating belt 105 with a predetermined pressure by a pressing unit (not shown). The cleaning roller 108 has a porous material layer such as sponge on the outer peripheral surface of the cored bar.

外部加熱ベルト105は、例えば外径70mm、厚み50μm、長さ350mmの金属製の基材(ステンレスやニッケル等)の層を有している。そして、トナーとの付着を防止するために、耐熱性の摺動層としてフッ素系樹脂(本実施形態では、PFAチューブ)が20μmの厚さで被覆されている。この外部加熱ベルト105は、図6中の矢印C方向に所定の速度、例えば500mm/secの周速で、定着ローラ101の主動回転に伴って従動回転(連れ回り回転)する。外部加熱ベルト105は、定着ローラ101の外周面に接触しながら定着ローラ101を加熱する。   The external heating belt 105 has a layer of a metal base material (stainless steel, nickel, etc.) having an outer diameter of 70 mm, a thickness of 50 μm, and a length of 350 mm, for example. In order to prevent adhesion with the toner, a fluorine resin (in this embodiment, a PFA tube) is coated with a thickness of 20 μm as a heat-resistant sliding layer. The external heating belt 105 is driven (rotated) in accordance with the main rotation of the fixing roller 101 at a predetermined speed, for example, a peripheral speed of 500 mm / sec, in the direction of arrow C in FIG. The external heating belt 105 heats the fixing roller 101 while being in contact with the outer peripheral surface of the fixing roller 101.

外部加熱ベルト105を張架する第3支持ローラ116は、定着ローラ回転方向の下流側に配置されている。第3支持ローラ116は、両端部の外径を例えば30mmに設定され、軸方向中央部分が両端部よりも例えば300μmだけ大きく設定され、全体的にクラウン形状を呈している。第3支持ローラ116は、例えば厚み3mm、軸方向長さ350mmの円筒状金属製(本実施形態では、アルミニウム製)の芯金を備える。芯金上には、外部加熱ベルト105の内面との摩耗を防止するために、耐熱性の摺動層としてのフッ素系樹脂(本実施形態では、PFAチューブ)が例えば20μmの厚さで被覆されている。   The third support roller 116 that stretches the external heating belt 105 is disposed on the downstream side in the fixing roller rotation direction. The third support roller 116 has an outer diameter set at, for example, 30 mm, an axially central portion set at, for example, 300 μm larger than both ends, and has an overall crown shape. The third support roller 116 includes a cored bar made of cylindrical metal (in this embodiment, made of aluminum) having a thickness of 3 mm and an axial length of 350 mm, for example. On the mandrel, in order to prevent abrasion with the inner surface of the external heating belt 105, a fluorine-based resin (in this embodiment, a PFA tube) as a heat-resistant sliding layer is coated with a thickness of 20 μm, for example. ing.

外部加熱ベルト105を張架する第4支持ローラ117は、第3支持ローラ116のクラウン量以下であるストレート形状を呈しており、第3支持ローラ116よりも定着ローラ回転方向の上流側に配置されている。この第4支持ローラ117も、外部加熱ベルト105の内面に接触して外部加熱ベルト105を加熱する。   The fourth support roller 117 that stretches the external heating belt 105 has a straight shape that is equal to or less than the crown amount of the third support roller 116, and is disposed upstream of the third support roller 116 in the fixing roller rotation direction. ing. The fourth support roller 117 also contacts the inner surface of the external heating belt 105 and heats the external heating belt 105.

第4支持ローラ117は、例えば外径30mm、厚み3mm、軸方向長さ350mmの円筒状金属製(本実施形態では、アルミニウム製)の芯金を備える。この芯金上には、外部加熱ベルト105の内面との摩耗を防止するために、耐熱性の摺動層としてのフッ素系樹脂(本実施形態では、PFAチューブ)が例えば20μmの厚さで被覆されている。   The fourth support roller 117 includes a metal core made of cylindrical metal (in this embodiment, made of aluminum) having an outer diameter of 30 mm, a thickness of 3 mm, and an axial length of 350 mm, for example. On this mandrel, in order to prevent abrasion with the inner surface of the external heating belt 105, a fluorine-based resin (in this embodiment, a PFA tube) as a heat-resistant sliding layer is coated with a thickness of 20 μm, for example. Has been.

第4支持ローラ117の芯金の内部には、発熱体としての例えば定格電力1000Wの、第4支持ローラ117を加熱するハロゲンヒータ119が配置されている。外部加熱ベルト105は、表面温度が所定の温度となるように第4支持ローラ117により内面から加熱されている。   A halogen heater 119 for heating the fourth support roller 117 having a rated power of 1000 W, for example, as a heating element is disposed inside the core of the fourth support roller 117. The external heating belt 105 is heated from the inner surface by the fourth support roller 117 so that the surface temperature becomes a predetermined temperature.

外部加熱ベルト105の表面温度は、第4支持ローラ117と外部加熱ベルト105の接触領域D3に接触する温度検知手段としてのサーミスタ125によって検出される。ヒータ制御手段140は、この検出された温度に基づいてハロゲンヒータ119をON/OFFし、所定の目標温度、例えば220℃となるように制御(温度調節)する。   The surface temperature of the external heating belt 105 is detected by a thermistor 125 as temperature detecting means that comes into contact with the contact region D3 of the fourth support roller 117 and the external heating belt 105. The heater control unit 140 turns on / off the halogen heater 119 based on the detected temperature, and controls (temperature adjustment) so as to reach a predetermined target temperature, for example, 220 ° C.

また、第5支持ローラ118は、第3支持ローラ116のクラウン量以下の形状のストレート形状を呈しており、例えば外径30mm、厚み3mm、軸方向長さ350mmの円筒状金属製(本実施形態では、アルミニウム製)の芯金を備える。この芯金上には、外部加熱ベルト105の内面との摩耗を防止するために、耐熱性の摺動層としてのフッ素系樹脂(本実施形態では、PFAチューブ)が例えば20μmの厚さで被覆されている。   The fifth support roller 118 has a straight shape equal to or less than the crown amount of the third support roller 116, and is made of, for example, a cylindrical metal having an outer diameter of 30 mm, a thickness of 3 mm, and an axial length of 350 mm (this embodiment). Then, an aluminum cored bar is provided. On this mandrel, in order to prevent abrasion with the inner surface of the external heating belt 105, a fluorine-based resin (in this embodiment, a PFA tube) as a heat-resistant sliding layer is coated with a thickness of 20 μm, for example. Has been.

第5支持ローラ118の芯金の内部には、発熱体としての例えば定格電力1000Wの、第5支持ローラ118を加熱するハロゲンヒータ120が配置されている。外部加熱ベルト105は、表面温度が所定の温度となるように第5支持ローラ118により内部から加熱されている。   A halogen heater 120 that heats the fifth support roller 118 with a rated power of 1000 W, for example, as a heating element is disposed inside the core of the fifth support roller 118. The external heating belt 105 is heated from the inside by the fifth support roller 118 so that the surface temperature becomes a predetermined temperature.

外部加熱ベルト105の表面温度は、第5支持ローラ118と外部加熱ベルト105の接触領域D4に接触する温度検知手段としてのサーミスタ126によって検出される。ヒータ制御手段140は、この検出された温度に基づいてハロゲンヒータ120をON/OFFし、所定の目標温度、例えば220℃となるように制御(温度調節)する。   The surface temperature of the external heating belt 105 is detected by a thermistor 126 as temperature detecting means that contacts the contact region D4 of the fifth support roller 118 and the external heating belt 105. The heater control unit 140 turns on / off the halogen heater 120 based on the detected temperature, and controls (temperature adjustment) to a predetermined target temperature, for example, 220 ° C.

ここで、外部加熱ベルト105の目標温度を定着ローラ101の目標温度よりも高く設定しているのは、次の理由による。つまり、外部加熱ベルト105の温度が定着ローラ101の温度よりも高温に保たれていた方が、定着ローラ101の表面温度の記録材による降下に対してレスポンス(熱の感応精度)良く外部加熱ベルト105から定着ローラ101に熱を供給できるためである。   Here, the reason why the target temperature of the external heating belt 105 is set higher than the target temperature of the fixing roller 101 is as follows. That is, when the temperature of the external heating belt 105 is kept higher than the temperature of the fixing roller 101, the external heating belt has a good response (heat sensitivity accuracy) to the drop of the surface temperature of the fixing roller 101 due to the recording material. This is because heat can be supplied from 105 to the fixing roller 101.

本実施形態では、第3支持ローラ116をクラウン形状のローラとし、第4及び第5支持ローラ117,118を、ハロゲンヒータ119,120を内蔵するストレート形状のローラとした。そして、外部加熱ベルト105が定着ローラ101との外部ニップ部Neに進入する直前に所定温度に加熱するために、第5支持ローラ118をハロゲンヒータ120内蔵のストレート形状のローラとしている。更に、外部加熱ベルト105の寄りを防止するために、外部加熱ベルト105の巻きつき量が第4支持ローラ117よりも大きくなる第3支持ローラ116をクラウン形状としている。   In the present embodiment, the third support roller 116 is a crown-shaped roller, and the fourth and fifth support rollers 117 and 118 are straight-shaped rollers incorporating halogen heaters 119 and 120. The fifth support roller 118 is a straight roller with a built-in halogen heater 120 in order to heat it to a predetermined temperature immediately before the external heating belt 105 enters the external nip Ne with the fixing roller 101. Further, in order to prevent the external heating belt 105 from being shifted, the third support roller 116 in which the winding amount of the external heating belt 105 is larger than that of the fourth support roller 117 has a crown shape.

以上の本実施形態では、クラウン形状の第3支持ローラ116はハロゲンヒータ(第2加熱手段)を有さず、ストレート形状の第4及び第5支持ローラ117,118はハロゲンヒータ119,120を内蔵している。本実施形態では、第3支持ローラ116を、外部加熱ベルト105の回転方向と交差する幅方向での寄りを抑制するように幅方向中央部の外径が幅方向両端部の外径より大きいクラウン形状にした第2張架ローラとして構成している。   In the above embodiment, the crown-shaped third support roller 116 does not have a halogen heater (second heating means), and the straight-shaped fourth and fifth support rollers 117, 118 have halogen heaters 119, 120 built-in. doing. In the present embodiment, the third support roller 116 is a crown in which the outer diameter of the central portion in the width direction is larger than the outer diameters at both ends in the width direction so as to suppress the shift in the width direction intersecting the rotation direction of the external heating belt 105. It is comprised as a 2nd tension roller made into the shape.

ハロゲンヒータ119,120の配光状態は、例えば、第4支持ローラ117を図5(b)の第1支持ローラ103のように両端配置とし、第5支持ローラ118を図5(b)の第2支持ローラ104のように中央配置としても良い。或いはこれに代えて、第5支持ローラ118を図5(b)の第1支持ローラ103のように両端配置とし、第4支持ローラ117を図5(b)の第2支持ローラ104のように中央配置としても良い。   The light distribution state of the halogen heaters 119 and 120 is, for example, that the fourth support roller 117 is disposed at both ends like the first support roller 103 in FIG. 5B, and the fifth support roller 118 is the second support roller in FIG. It is good also as a center arrangement like 2 support rollers 104. Alternatively, the fifth support roller 118 is arranged at both ends like the first support roller 103 in FIG. 5B, and the fourth support roller 117 is like the second support roller 104 in FIG. 5B. A central arrangement is also possible.

以上のように本実施形態では、第3支持ローラ116を第2張架ローラとして構成し、第4及び第5支持ローラ117,118を、加熱手段(ハロゲンヒータ119又は120)を有する第1張架ローラとして構成している。   As described above, in the present embodiment, the third support roller 116 is configured as the second stretching roller, and the fourth and fifth support rollers 117 and 118 are the first tension rollers having heating means (halogen heater 119 or 120). It is configured as a rack roller.

このように構成した本実施形態は、本発明を適用した定着装置9として好適であるが、この配置構成に限定されることはなく、他の組み合わせの配置構成とすることも可能であることは勿論である。   The embodiment configured as described above is suitable as the fixing device 9 to which the present invention is applied. However, the present invention is not limited to this arrangement configuration, and other arrangement arrangements may be possible. Of course.

前述したように、外部加熱ベルト105の支持ローラが内部に加熱源を有するクラウン形状である状況で支持ローラ全面を加熱した際には、外部加熱ベルトと支持ローラ端部間で隙間を生じ、支持ローラから外部加熱ベルト両端部への熱量供給が妨げられてしまう。   As described above, when the entire surface of the support roller is heated in a state where the support roller of the external heating belt 105 has a crown shape having a heating source therein, a gap is generated between the external heating belt and the end of the support roller, thereby supporting the support roller. Heat supply from the roller to both ends of the external heating belt is hindered.

そこで本実施形態では、外部加熱ベルト105を張架する支持ローラを、外部加熱ベルト105の回転駆動時の寄りを制御するための第3支持ローラ116と、外部加熱ベルト105を加熱するための第4、第5支持ローラ117,118とに役割分担している。このように、各機能ごとに支持ローラの形状を変えることで、外部加熱ベルト105の駆動時の寄りを制御しつつ外部加熱ベルト105の表面を均一に加熱することができる。   Therefore, in the present embodiment, the support roller for stretching the external heating belt 105 includes a third support roller 116 for controlling the shift of the external heating belt 105 during rotation driving, and a third support roller for heating the external heating belt 105. 4 and the fifth support rollers 117 and 118. Thus, by changing the shape of the support roller for each function, the surface of the external heating belt 105 can be uniformly heated while controlling the shift of the external heating belt 105 during driving.

本実施形態の構成によれば、外部加熱ベルト105を張架する第3支持ローラ116をクラウン形状することで、外部加熱ベルト105の駆動時の寄りを制御することができる。そして、第4及び第5支持ローラ117,118をストレート形状とし、内部に加熱源としてハロゲンヒータ119,120を配置したことで、外部加熱ベルト105の表面温度を均一にすることができる。   According to the configuration of the present embodiment, the third support roller 116 that stretches the external heating belt 105 is crowned, so that the shift of the external heating belt 105 during driving can be controlled. Further, the fourth and fifth support rollers 117 and 118 are formed in a straight shape, and the halogen heaters 119 and 120 are disposed as heating sources inside, whereby the surface temperature of the external heating belt 105 can be made uniform.

以上のように、外部加熱ベルト105を張架する第3、第4及び第5支持ローラ116,117,118のクラウン量を、支持ローラ内部における加熱手段の有無や配光状態に応じて変えている。つまり、第3支持ローラ116を、軸方向中央部の外径が両端部の外径より大きいクラウン形状とし、第4及び第5支持ローラ117,118を、第2支持ローラ104のクラウン量以下であるストレート形状としている。これにより、クラウン形状の第3支持ローラ116によって外部加熱ベルト105の寄りを有効に制御しながら、第4及び第5支持ローラ117,118のハロゲンヒータ119,120で外部加熱ベルト105の両端部及び中央部を効果的に加熱できる。このため、外部加熱ベルト105の表面全体を均一に加熱することができる。   As described above, the crown amounts of the third, fourth, and fifth support rollers 116, 117, and 118 that stretch the external heating belt 105 are changed in accordance with the presence or absence of heating means and the light distribution state inside the support roller. Yes. That is, the third support roller 116 has a crown shape in which the outer diameter of the central portion in the axial direction is larger than the outer diameters of both end portions, and the fourth and fifth support rollers 117 and 118 are less than the crown amount of the second support roller 104. It has a certain straight shape. Thereby, while effectively controlling the shift of the external heating belt 105 by the crown-shaped third support roller 116, both end portions of the external heating belt 105 and the halogen heaters 119 and 120 of the fourth and fifth support rollers 117 and 118 and The center part can be heated effectively. For this reason, the entire surface of the external heating belt 105 can be heated uniformly.

本実施形態によれば、第4、第5支持ローラ117,118の各中央部の外径が各端部の外径よりも大きく、第4支持ローラ117の中央部の外径と端部の外径との差が第5支持ローラ118の中央部の外径と端部の外径との差よりも小さい構成にできる。また本実施形態によれば、第4支持ローラ117の外形がストレート形状であり、第5支持ローラ118の中央部の外径が端部の外径よりも大きい構成にすることができる。これらにより、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to this embodiment, the outer diameter of each central part of the fourth and fifth support rollers 117 and 118 is larger than the outer diameter of each end part, and the outer diameter and the end part of the central part of the fourth support roller 117 are the same. The difference from the outer diameter can be made smaller than the difference between the outer diameter of the center portion of the fifth support roller 118 and the outer diameter of the end portion. Further, according to the present embodiment, the fourth support roller 117 has a straight outer shape, and the outer diameter of the center portion of the fifth support roller 118 can be larger than the outer diameter of the end portion. As a result, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

同時に、外部加熱ベルト105を3つの支持ローラ116,117,118で張架することで、外部加熱ベルト105と定着ローラ101との接触面をより大きくできるという効果も得ることができる。これにより、定着ローラ101への熱量供給をより有効に行うことができる。   At the same time, by stretching the external heating belt 105 with the three support rollers 116, 117, and 118, the effect that the contact surface between the external heating belt 105 and the fixing roller 101 can be further increased can be obtained. Thereby, the amount of heat supplied to the fixing roller 101 can be more effectively performed.

なお、第4支持ローラ117(又はローラ118)をストレート形状のローラのかわりにクラウン形状とし、第4支持ローラ117(又はローラ118)の中央部と端部との差分が第3支持ローラ116の中央部と端部との差分よりも小さい構成にしても良い。このように、第4支持ローラ117(又は第5支持ローラ118)と第3支持ローラ116の中央部の外径は端部の外径よりも大きく構成する。そして、第4支持ローラ117(又は第5支持ローラ118)の中央部の外径と端部の外径との差は、第3支持ローラ116の中央部の外径と端部の外径との差よりも小さい構成とすることもできる。   The fourth support roller 117 (or roller 118) has a crown shape instead of a straight roller, and the difference between the center portion and the end portion of the fourth support roller 117 (or roller 118) is the same as that of the third support roller 116. You may make it a structure smaller than the difference of a center part and an edge part. As described above, the outer diameter of the center portion of the fourth support roller 117 (or the fifth support roller 118) and the third support roller 116 is configured to be larger than the outer diameter of the end portion. The difference between the outer diameter of the center portion and the outer diameter of the end portion of the fourth support roller 117 (or the fifth support roller 118) is the difference between the outer diameter of the center portion and the outer diameter of the end portion of the third support roller 116. It is also possible to adopt a configuration that is smaller than the difference.

9…像加熱装置(定着装置)、101…像加熱部材(定着ローラ)、103,117,118…第1張架ローラ(第1支持ローラ,第4支持ローラ,第5支持ローラ)、104,116…第2張架ローラ(第2支持ローラ,第3支持ローラ)、105…外部加熱ベルト、114,119,120…加熱手段(ハロゲンヒータ)、115…第2加熱手段(ハロゲンヒータ)、N…ニップ部(定着ニップ部)、P…記録材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Image heating apparatus (fixing apparatus), 101 ... Image heating member (fixing roller), 103, 117, 118 ... 1st stretching roller (1st support roller, 4th support roller, 5th support roller), 104, 116: second stretching roller (second support roller, third support roller), 105: external heating belt, 114, 119, 120: heating means (halogen heater), 115: second heating means (halogen heater), N ... Nip part (fixing nip part), P ... Recording material

Claims (4)

記録材に形成された画像をニップ部にて加熱する像加熱部材と、前記像加熱部材の表面と接触して前記像加熱部材を加熱する外部加熱ベルトと、前記外部加熱ベルトを張架する回転可能な第1張架ローラ及び第2張架ローラと、前記第1張架ローラの回転軸線方向において少なくとも前記第1張架ローラの端部領域を加熱する加熱手段と、を有する像加熱装置において、
前記第1張架ローラと前記第2張架ローラの中央部の外径は端部の外径よりも大きく、前記第1張架ローラの中央部の外径と端部の外径との差は、前記第2張架ローラの中央部の外径と端部の外径との差よりも小さいことを特徴とする像加熱装置。
An image heating member that heats an image formed on a recording material at a nip portion, an external heating belt that contacts the surface of the image heating member to heat the image heating member, and a rotation that stretches the external heating belt In an image heating apparatus comprising: a first tension roller and a second tension roller that are possible; and a heating unit that heats at least an end region of the first tension roller in a rotation axis direction of the first tension roller. ,
The outer diameter of the central portion of the first stretching roller and the second stretching roller is larger than the outer diameter of the end portion, and the difference between the outer diameter of the central portion of the first stretching roller and the outer diameter of the end portion. Is smaller than the difference between the outer diameter of the center portion and the outer diameter of the end portion of the second stretching roller.
記録材に形成された画像をニップ部にて加熱する像加熱部材と、前記像加熱部材の表面と接触して前記像加熱部材を加熱する外部加熱ベルトと、前記外部加熱ベルトを張架する回転可能な第1張架ローラ及び第2張架ローラと、前記第1張架ローラの回転軸線方向において少なくとも前記第1張架ローラの端部領域を加熱する加熱手段と、を有する像加熱装置において、
前記第1張架ローラの外形はストレート形状であり、前記第2張架ローラの中央部の外径は端部の外径よりも大きいことを特徴とする像加熱装置。
An image heating member that heats an image formed on a recording material at a nip portion, an external heating belt that contacts the surface of the image heating member to heat the image heating member, and a rotation that stretches the external heating belt In an image heating apparatus comprising: a first tension roller and a second tension roller that are possible; and a heating unit that heats at least an end region of the first tension roller in a rotation axis direction of the first tension roller. ,
2. The image heating apparatus according to claim 1, wherein an outer shape of the first tension roller is a straight shape, and an outer diameter of a central portion of the second tension roller is larger than an outer diameter of an end portion.
前記第1張架ローラと前記第2張架ローラは、前記外部加熱ベルトを介して前記像加熱部材を押圧することを特徴とする請求項1又は2に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the first stretching roller and the second stretching roller press the image heating member via the external heating belt. 前記第2張架ローラを加熱する第2加熱手段を有し、前記加熱手段は前記第1張架ローラの端部を中央部よりも加熱し、前記第2加熱手段は前記第2張架ローラの中央部を端部よりも加熱するように加熱分布が設定されていることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の像加熱装置。   And a second heating unit for heating the second stretching roller, wherein the heating unit heats an end portion of the first stretching roller from a central portion, and the second heating unit is configured to be the second stretching roller. The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a heating distribution is set so as to heat a central portion of the first portion more than an end portion thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016139101A (en) * 2015-01-29 2016-08-04 富士ゼロックス株式会社 Fixing device and image forming apparatus

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