JP2015018206A - Heating apparatus, fixing apparatus, and image forming apparatus - Google Patents

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Yukimichi Someya
幸通 染矢
手塚 伸治
Shinji Tezuka
伸治 手塚
片野 泰男
Yasuo Katano
泰男 片野
竹内 弘司
Koji Takeuchi
弘司 竹内
秀和 ▲柳▼沼
秀和 ▲柳▼沼
Hidekazu Yaginuma
史育 金子
Fuminari Kaneko
史育 金子
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating apparatus which improves conversion efficiency for converting vibration energy of a vibration member to thermal energy, a fixing apparatus including the heating apparatus, and an image forming apparatus.SOLUTION: A heating apparatus includes: a vibrator 1 which brings the vibrator 1 as a vibration member into contact with a surface of a transfer sheet S as a material to be vibrated, to heat the transfer sheet S; and a fixation opposite roller 3. In a surface of the vibrator 1, a horn tip surface 102 is formed which is a vibration-member facing surface facing the surface of the transfer sheet S and partially in contact with the transfer sheet S. The horn tip surface has an irregular shape formed by a tip projection 102a and a tip recess 102b.

Description

本発明は、加熱装置、定着装置及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a heating device, a fixing device, and an image forming apparatus.

プリンタ、ファクシミリ及び複写装置のような画像形成装置は、紙、布、及びOHP用シートのような記録媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。特に、電子写真方式の画像形成装置は、普通紙に高精細な画像を高速で形成することができるため、広くオフィスで使用されている。このような電子写真方式の画像形成装置においては、記録媒体上のトナーを120[℃]〜160[℃]で加熱して軟化または溶融させ、軟化または溶融したトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く用いられている。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。   Image forming apparatuses such as printers, facsimile machines, and copying machines are apparatuses that form images including characters and symbols on recording media such as paper, cloth, and OHP sheets based on image information. In particular, electrophotographic image forming apparatuses are widely used in offices because they can form high-definition images on plain paper at high speed. In such an electrophotographic image forming apparatus, the toner on the recording medium is heated at 120 [° C.] to 160 [° C.] to be softened or melted, and the softened or melted toner is pressurized to thereby apply the toner. A thermal fixing method for fixing on a recording medium is widely used. This thermal fixing method is preferably used because it can provide a high fixing speed and high fixed image quality.

一般に熱定着方式の定着装置では、加熱のための赤外線ヒーター等の熱源を内包する加熱部材と、この加熱部材と当接して定着のための定着ニップを形成する加圧部材とを備える。加熱部材と加圧部材とによって形成される定着ニップにトナー像が転写された転写紙等の記録媒体を通過させることで、加熱すると共に加圧することにより、トナー像を記録媒体に定着させるようになっている。また、この加熱部材を定着に必要な温度にするためには時間がかかることから、定着を行わない装置待機時においても加熱部材が一定温度以下にならないように通電し続けるものもある。   In general, a fixing device of a heat fixing system includes a heating member that includes a heat source such as an infrared heater for heating, and a pressure member that contacts the heating member to form a fixing nip for fixing. By passing a recording medium such as transfer paper onto which a toner image has been transferred through a fixing nip formed by a heating member and a pressure member, the toner image is fixed to the recording medium by heating and pressing. It has become. In addition, since it takes time to set the heating member to a temperature necessary for fixing, there is also a case where the heating member is continuously energized so that the heating member does not become a certain temperature or less even when the apparatus is not fixed.

このような熱定着方式の定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置における消費電力の約半分以上は、定着装置においてトナーを加熱することに消費されている。一方、近年における環境問題対策の観点からは、消費電力を抑えて省エネルギー化を図ることが出来る画像形成装置が望まれている。このため、従来の画像形成装置における消費電力の半分以上を消費する定着装置での省エネルギー化が求められている。   About half or more of the power consumption in the electrophotographic image forming apparatus having such a heat fixing type fixing device is consumed in heating the toner in the fixing device. On the other hand, from the viewpoint of countermeasures for environmental problems in recent years, an image forming apparatus that can save energy by suppressing power consumption is desired. For this reason, there is a demand for energy saving in the fixing device that consumes more than half of the power consumption in the conventional image forming apparatus.

加熱定着方式の加熱装置として、ヒーターを用いずに超音波振動を利用する加熱装置が特許文献1乃至5等に開示されている。これらの加熱装置は、振動付与対象材の表面に接触した振動部材を振動させることで、振動付与対象材や振動付与対象材を介して振動するトナーを加熱し、この熱を用いてトナーを記録媒体に定着する。この加熱装置では、振動付与対象材やトナーを必要な温度にするために要する時間が短く、定着を行わない装置待機時の通電が不要になるため、消費エネルギーの削減に繋がる。さらに、この加熱装置は、振動エネルギーが振動付与対象材やトナーで熱エネルギーに変換される。このため、ヒーター等の熱源を用いた加熱部材と比べて熱エネルギーが振動付与対象材及びトナー以外に付与されることを抑制できてエネルギー効率が良いため、エネルギーの削減に繋がる。   Patent Documents 1 to 5 disclose a heating device that uses ultrasonic vibration without using a heater as a heating and fixing heating device. These heating devices vibrate a vibration member in contact with the surface of the vibration application target material, thereby heating the vibration application target material and the toner that vibrates through the vibration application target material, and recording the toner using this heat. Fix to the medium. In this heating device, the time required to bring the material to be imparted with vibration and the toner to the required temperature is short, and it is not necessary to energize the apparatus during standby without fixing, leading to a reduction in energy consumption. Further, in this heating device, vibration energy is converted into heat energy by a vibration application target material or toner. For this reason, compared with a heating member using a heat source such as a heater, it is possible to suppress thermal energy from being applied to materials other than the vibration application target material and the toner, and energy efficiency is good, leading to energy reduction.

振動付与対象材の表面に接触した振動部材を振動させる加熱装置では、振動エネルギーを熱エネルギーに変換する際の変換効率を高めることで、さらなる省エネルギー化が求められている。
このような振動エネルギーを熱エネルギーに変換する変換効率を高める課題は、定着装置が備える加熱装置に限らず、振動部材の振動エネルギーを熱エネルギーに変換して加熱する加熱装置であれば同様の問題が生じる。
In a heating apparatus that vibrates a vibration member that is in contact with the surface of a vibration application target material, further energy saving is required by increasing the conversion efficiency when converting vibration energy into heat energy.
The problem of increasing the conversion efficiency for converting such vibration energy into heat energy is not limited to the heating device provided in the fixing device, but the same problem as long as the heating device converts the vibration energy of the vibration member into heat energy and heats it. Occurs.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、振動部材の振動エネルギーを熱エネルギーに変換する変換効率の向上を図ることが可能となる加熱装置、この加熱装置を備えた定着装置及び画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the problems described above, and an object thereof is to provide a heating device capable of improving the conversion efficiency for converting the vibration energy of the vibration member into heat energy, and the heating device. A fixing device and an image forming apparatus are provided.

上記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、振動付与対象材の表面に振動部材を接触させて振動させることで、該振動付与対象材を加熱する加熱装置において、上記振動部材の振動方向が上記振動付与対象材の表面に直交する成分を有し、該振動部材は該振動付与対象材の表面に対向する振動部材側対向面で該振動付与対象材に接触し、該振動部材側対向面に凹凸形状を有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 of the present application is directed to a heating device that heats a vibration imparting target material by bringing the vibration member into contact with the surface of the vibration imparting target material to vibrate. The vibration member has a component perpendicular to the surface of the vibration application target material, and the vibration member is in contact with the vibration application target material on the vibration member side facing surface facing the surface of the vibration application target material. The side facing surface has an uneven shape.

本発明によれば、振動部材の振動エネルギーを熱エネルギーに変換する変換効率の向上を図ることが可能となるという優れた効果がある。   According to the present invention, there is an excellent effect that it is possible to improve the conversion efficiency for converting the vibration energy of the vibration member into heat energy.

実施形態の定着装置の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of the fixing device according to the embodiment. 実施形態に係る複写機の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a copier according to an embodiment. タンデム型画像形成部の一部を示す部分拡大図。FIG. 3 is a partially enlarged view showing a part of a tandem type image forming unit. 実験例の説明図。Explanatory drawing of an experiment example. 先端凹部の延在方向が転写紙の搬送方向に対して傾斜する方向となるホーン先端面の説明図。Explanatory drawing of the horn front end surface from which the extension direction of a front-end | tip recessed part turns into the direction which inclines with respect to the conveyance direction of a transfer paper. 先端凸部の断面形状を半円状とした振動器の下端近傍の拡大説明図。The expanded explanatory view of the lower end vicinity of the vibrator which made the cross-sectional shape of the front-end | tip convex part the semicircle shape. 先端凸部の断面形状を台形状とした振動器の下端近傍の拡大説明図。The expanded explanatory view of the lower end vicinity of the vibrator which used the cross-sectional shape of the front-end | tip convex part trapezoid. 先端凸部を半球形状とし、その配置を千鳥パターンとした振動器のホーン先端面の拡大説明図、(a)は正面図、(b)は下面図、(c)は側面図。An enlarged explanatory view of a horn tip surface of a vibrator having a tip convex portion in a hemispherical shape and a staggered arrangement, (a) is a front view, (b) is a bottom view, and (c) is a side view. 先端凸部千鳥パターンに配置した凹凸部の下流側に下流側平坦凸部を備える振動器のホーン先端面の拡大説明図、(a)は正面図、(b)は下面図、(c)は側面図。Enlarged explanatory view of the horn tip surface of a vibrator having a downstream flat convex portion on the downstream side of the concave and convex portions arranged in the tip convex zigzag pattern, (a) is a front view, (b) is a bottom view, and (c) is a bottom view. Side view. 図9に示す振動器を取り付けた実施例1の定着装置の定着部の拡大説明図。FIG. 10 is an enlarged explanatory diagram of a fixing unit of the fixing device according to the first exemplary embodiment to which the vibrator illustrated in FIG. 9 is attached. 加圧方向大きさを先端凸部よりも下流側平坦凸部を小さくした構成の説明図。Explanatory drawing of the structure which made the pressure direction magnitude | size small the downstream flat convex part rather than the front-end | tip convex part. 幅方向に延在する溝によって形成された先端凸部の下流側に下流側平坦凸部を備える振動器のホーン先端面の拡大説明図。The expansion explanatory drawing of the horn front end surface of a vibrator provided with a downstream flat convex part in the downstream of the front convex part formed of the groove | channel extended in the width direction. 実施例2の定着装置の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a fixing device according to a second embodiment. 実施例3の定着装置の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a fixing device according to a third embodiment. 実施例4の定着装置の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a fixing device according to a fourth embodiment. 実施例5の定着装置の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a fixing device according to a fifth embodiment. 実施例6の定着装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a fixing device according to a sixth embodiment. 変形例の定着装置の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a fixing device according to a modification. 実施例7の定着装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a fixing device according to a seventh embodiment. 実施例8の定着装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a fixing device according to an eighth embodiment. 実施例9の定着装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a fixing device according to a ninth embodiment. 実施例10の定着装置の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a fixing device according to a tenth embodiment.

以下、本発明を、電子写真方式の複写機(以下、単に複写機500という)に適用した一実施形態について説明する。なお、以下に説明する複写機500は、本発明を適用可能な画像形成装置の一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter simply referred to as a copying machine 500) will be described. The copier 500 described below is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and the present invention is not limited to this.

まず、複写機500の基本的な構成について説明する。
図2は、複写機500を示す概略構成図である。複写機500は、タンデム型カラー画像形成装置であり、画像形成装置本体部であるトナー像形成手段としてのプリンタ部150と、給紙装置200と、スキャナ300と、原稿自動搬送装置(ADF)400とを備えている。
First, the basic configuration of the copying machine 500 will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the copying machine 500. The copier 500 is a tandem type color image forming apparatus, and includes a printer unit 150 as a toner image forming unit that is a main body of the image forming apparatus, a paper feeding device 200, a scanner 300, and an automatic document feeder (ADF) 400. And.

プリンタ部150には、無端ベルト状の中間転写ベルト50が中央部に設けられている。そして、中間転写ベルト50は、ベルト駆動ローラ14、クリーニング対向ローラ15及び二次転写対向ローラ16の三つの支持ローラに張架され、図2中の時計回りに回転可能とされている。クリーニング対向ローラ15の近傍には、中間転写ベルト50上の残留トナーを除去するための中間転写ベルトクリーニング手段である中間転写ベルトクリーニング装置17が配置されている。
また、中間転写ベルト50のベルト駆動ローラ14とクリーニング対向ローラ15との間の外周側の張架面に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの各色のトナーに対応した四つの画像形成ユニット18(Y,C,M,K)が並置されている。そして、四つの画像形成ユニット18(Y,C,M,K)は、中間転写ベルト50の移動方向上流側からイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の順で並置され、タンデム型画像形成部120を構成している。
The printer unit 150 is provided with an endless belt-shaped intermediate transfer belt 50 at the center. The intermediate transfer belt 50 is stretched around three support rollers, that is, a belt driving roller 14, a cleaning counter roller 15, and a secondary transfer counter roller 16, and can rotate clockwise in FIG. In the vicinity of the cleaning counter roller 15, an intermediate transfer belt cleaning device 17 that is an intermediate transfer belt cleaning unit for removing residual toner on the intermediate transfer belt 50 is disposed.
In addition, four image forming units corresponding to toners of yellow, cyan, magenta, and black are provided along the outer stretched surface between the belt driving roller 14 and the cleaning counter roller 15 of the intermediate transfer belt 50. 18 (Y, C, M, K) are juxtaposed. The four image forming units 18 (Y, C, M, K) are arranged in the order of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) from the upstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 50. And tandem type image forming unit 120.

タンデム型画像形成部120の上方には、露光装置21が配置されている。中間転写ベルト50を挟んでタンデム型画像形成部120が配置された側とは反対側(中間転写ベルト50の下方)には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである転写搬送ベルト24が一対の転写搬送支持ローラ23に張架されており、一対の転写搬送支持ローラ23の一方が駆動ローラとして回転駆動することで、転写搬送ベルト24は図2中の反時計回り方向に回転駆動する。また、図2中の右側の転写搬送支持ローラ23と二次転写対向ローラ16とは、中間転写ベルト50及び転写搬送ベルト24を挟んで当接しており、この当接による中間転写ベルト50と転写搬送ベルト24との接触部分が二次転写ニップとなる。   An exposure device 21 is disposed above the tandem type image forming unit 120. The secondary transfer device 22 is disposed on the opposite side (below the intermediate transfer belt 50) to the side where the tandem image forming unit 120 is disposed with the intermediate transfer belt 50 interposed therebetween. In the secondary transfer device 22, a transfer conveyance belt 24 that is an endless belt is stretched around a pair of transfer conveyance support rollers 23, and one of the pair of transfer conveyance support rollers 23 is rotationally driven as a drive roller. The transfer / conveying belt 24 is driven to rotate counterclockwise in FIG. Further, the right side transfer conveyance support roller 23 and the secondary transfer counter roller 16 in FIG. 2 are in contact with each other with the intermediate transfer belt 50 and the transfer conveyance belt 24 interposed therebetween. A contact portion with the conveyance belt 24 becomes a secondary transfer nip.

プリンタ部150における二次転写装置22による記録媒体である転写紙Sの搬送方向下流側(図2中の左側)には、トナー像を転写紙S上に定着する定着装置100が配置されている。定着装置100は、詳細は後述する振動器1と、振動器1との接触部で転写紙Sを狭持する定着対向ローラ3とを有している。
プリンタ部150における二次転写装置22及び定着装置100の下方には、転写紙Sの両面に画像形成を行う際に転写紙Sを反転させる反転装置28が配置されている。
A fixing device 100 for fixing the toner image on the transfer paper S is disposed on the downstream side (left side in FIG. 2) of the transfer paper S that is a recording medium by the secondary transfer device 22 in the printer unit 150. . The fixing device 100 includes a vibrator 1, which will be described in detail later, and a fixing counter roller 3 that holds the transfer sheet S at a contact portion with the vibrator 1.
Below the secondary transfer device 22 and the fixing device 100 in the printer unit 150, a reversing device 28 that reverses the transfer paper S when an image is formed on both sides of the transfer paper S is disposed.

次に、複写機500を用いたフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。先ず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台130上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。   Next, formation of a full color image (color copy) using the copying machine 500 will be described. First, a document is set on the document table 130 of the automatic document feeder (ADF) 400, or the automatic document feeder 400 is opened and a document is set on the contact glass 32 of the scanner 300. close up.

使用者が不図示の操作パネルのスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、スキャナ300が駆動し、第一走行体33及び第二走行体34が走行する。一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300が駆動し、第一走行体33及び第二走行体34が走行する。このとき、第一走行体33により、光源からの光が照射されることでこの光が原稿面で反射し、この反射光が第一走行体33及び第二走行体34におけるミラーで反射し、結像レンズ35を通して読み取りセンサ36で受光される。これにより、カラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像情報とされる。   When the user presses the start switch on the operation panel (not shown), when the document is set on the automatic document feeder 400, the document is transported and moved onto the contact glass 32, and then the scanner 300 is driven. The first traveling body 33 and the second traveling body 34 travel. On the other hand, when a document is set on the contact glass 32, the scanner 300 is immediately driven, and the first traveling body 33 and the second traveling body 34 travel. At this time, the light from the light source is irradiated by the first traveling body 33 so that the light is reflected by the document surface, and the reflected light is reflected by the mirrors in the first traveling body 33 and the second traveling body 34, Light is received by the reading sensor 36 through the imaging lens 35. As a result, a color original (color image) is read and used as black, yellow, magenta, and cyan image information.

ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、露光装置21に伝達され、各画像情報に応じた露光光がタンデム型画像形成部120における各画像形成ユニット18の各感光体10に向けてそれぞれ照射される。これにより、各画像形成ユニット18において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。   Each image information of black, yellow, magenta, and cyan is transmitted to the exposure device 21, and exposure light corresponding to each image information is directed to each photoreceptor 10 of each image forming unit 18 in the tandem type image forming unit 120. Each is irradiated. As a result, black, yellow, magenta, and cyan toner images are formed in each image forming unit 18.

図3は、四つの画像形成ユニット18(Y,C,M,K)からなるタンデム型画像形成部120の一部を示す部分拡大図である。四つの画像形成ユニット18(Y,C,M,K)は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図3においては各符号に付すY,C,M,Kという添字を省略している。図3に示すように、画像形成ユニット18は、ドラム状の感光体10を備え、この感光体10の周りに、帯電手段としての帯電装置160、現像装置61、一次転写手段としての一次転写ローラ62、感光体クリーニング装置63、除電装置64等を備えている。   FIG. 3 is a partially enlarged view showing a part of a tandem type image forming unit 120 including four image forming units 18 (Y, C, M, K). The four image forming units 18 (Y, C, M, and K) have substantially the same configuration except that the colors of the toners to be used are different from each other. Therefore, in FIG. , K are omitted. As shown in FIG. 3, the image forming unit 18 includes a drum-shaped photoconductor 10, and a charging device 160 as a charging unit, a developing device 61, and a primary transfer roller as a primary transfer unit around the photoconductor 10. 62, a photoconductor cleaning device 63, a charge removal device 64, and the like.

感光体10としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。また、感光体10の表面を一様帯電させる帯電装置160としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体10に当接させながら回転させるものを用いている。帯電手段としては、感光体10に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。帯電装置160によって一様帯電された感光体10は、各色に対応した画像情報に基づいて露光装置21によって露光光Lが照射されて、その表面上に各色の画像情報に対応した静電潜像が形成される。   As the photosensitive member 10, a drum-shaped member is used in which a photosensitive organic layer is applied to a base tube made of aluminum or the like to form a photosensitive layer. However, an endless belt may be used. Further, as the charging device 160 that uniformly charges the surface of the photoconductor 10, a device that rotates a charging roller to which a charging bias is applied while contacting the photoconductor 10 is used. As the charging means, a scorotron charger or the like that performs a non-contact charging process on the photoreceptor 10 may be used. The photosensitive member 10 uniformly charged by the charging device 160 is irradiated with the exposure light L by the exposure device 21 based on the image information corresponding to each color, and the electrostatic latent image corresponding to the image information of each color on the surface thereof. Is formed.

現像装置61は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて感光体10上に形成された静電潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ65に供給する攪拌部66と、現像スリーブ65に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体10に転移させる現像部67とを有している。   The developing device 61 develops the electrostatic latent image formed on the photoconductor 10 using a two-component developer containing a magnetic carrier and a nonmagnetic toner. An agitating unit 66 that conveys the two-component developer contained therein and supplies the developer sleeve 65 with stirring, and development that transfers toner of the two-component developer attached to the developing sleeve 65 to the photoreceptor 10. Part 67.

攪拌部66は、現像部67よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された二本の搬送スクリュー68、これら搬送スクリュー68間に設けられた仕切り板69、現像ケース70の底面に設けられたトナー濃度センサ71などを有している。   The stirring unit 66 is provided at a position lower than the developing unit 67, and is provided on the bottom surface of the two conveying screws 68 arranged in parallel to each other, the partition plate 69 provided between the conveying screws 68, and the developing case 70. The toner density sensor 71 and the like are provided.

現像部67は、現像ケース70の開口を通して感光体10に対向する現像スリーブ65、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ72、現像スリーブ65に先端を接近させるドクタブレード73などを有している。ドクタブレード73と現像スリーブ65との間の最接近部における間隔は500[μm]程度に設定されている。   The developing unit 67 includes a developing sleeve 65 that faces the photoreceptor 10 through the opening of the developing case 70, a magnet roller 72 that is non-rotatably provided inside the developing sleeve 65, a doctor blade 73 that approaches the developing sleeve 65, and the like. ing. The distance at the closest portion between the doctor blade 73 and the developing sleeve 65 is set to about 500 [μm].

現像スリーブ65は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状になっている。また、現像スリーブ65に連れ回らないマグネットローラ72は、例えば、ドクタブレード73の箇所から現像スリーブ65の回転方向にN1、S1、N2、S2、S3の五磁極を有している。これら五磁極は、それぞれ現像スリーブ65上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部66から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ65表面に引き寄せて担持させるとともに、現像スリーブ65表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。   The developing sleeve 65 has a non-magnetic rotatable sleeve shape. Further, the magnet roller 72 that does not rotate with the developing sleeve 65 has, for example, five magnetic poles N1, S1, N2, S2, and S3 in the rotation direction of the developing sleeve 65 from the position of the doctor blade 73. These five magnetic poles act on the two-component developer on the developing sleeve 65 at a predetermined position in the rotational direction. As a result, the two-component developer sent from the stirring unit 66 is attracted and carried on the surface of the developing sleeve 65, and a magnetic brush is formed on the surface of the developing sleeve 65 along the lines of magnetic force.

この磁気ブラシは、現像スリーブ65の回転に伴ってドクタブレード73との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体10に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ65に印加される現像バイアスと、感光体10の静電潜像との電位差によってトナーが静電潜像上に転移して現像に寄与する。更に、現像スリーブ65の回転に伴って再び現像部67内に戻り、マグネットローラ72の磁極間の反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部66に戻される。攪拌部66内では、トナー濃度センサ71による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、本発明を適用した画像形成装置に用いる現像手段としては、現像装置61のように二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。   The magnetic brush is transported to a developing region facing the photoreceptor 10 after being regulated to an appropriate layer thickness when passing through a position facing the doctor blade 73 as the developing sleeve 65 rotates. The toner is transferred onto the electrostatic latent image due to the potential difference between the developing bias applied to the developing sleeve 65 and the electrostatic latent image on the photoconductor 10 and contributes to development. Further, as the developing sleeve 65 rotates, the developing sleeve 65 returns to the developing portion 67 again. In the stirring unit 66, an appropriate amount of toner is supplied to the two-component developer based on the detection result by the toner density sensor 71. The developing means used in the image forming apparatus to which the present invention is applied may be one that uses a one-component developer that does not contain a magnetic carrier instead of using a two-component developer as in the developing device 61. Good.

現像装置61に現像されて感光体10上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト50を介して感光体10に当接して一次転写ニップを形成する一次転写ローラ62と、感光体10との電位差により形成される一次転写電界で、中間転写ベルト50上に転写される。   The toner image developed by the developing device 61 and formed on the photoconductor 10 is in contact with the photoconductor 10 via the intermediate transfer belt 50 and a primary transfer roller 62 that forms a primary transfer nip. The image is transferred onto the intermediate transfer belt 50 by a primary transfer electric field formed by a potential difference.

感光体クリーニング装置63としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75を感光体10に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。感光体クリーニング装置63は、クリーニング性を高める目的で外周面を感光体10に接触させる接触導電性のファーブラシ76を、図中矢印方向に回転自在に有するクリーニング装置を採用している。そして、ファーブラシ76にバイアスを印加する金属製の電界ローラ77を図中矢示方向に回転自在に設け、その電界ローラ77にスクレーパ78の先端を押し当てている。スクレーパ78によって電界ローラ77から除去されたトナーは、回収スクリュー79上に落下して回収される。   As the photoconductor cleaning device 63, a system that presses the cleaning blade 75 made of polyurethane rubber against the photoconductor 10 is used, but another system may be used. The photoconductor cleaning device 63 employs a cleaning device having a contact conductive fur brush 76 whose outer peripheral surface is brought into contact with the photoconductor 10 to be rotatable in the direction of the arrow in the drawing for the purpose of improving the cleaning property. A metal electric field roller 77 for applying a bias to the fur brush 76 is provided so as to be rotatable in the direction of the arrow in the figure, and the tip of the scraper 78 is pressed against the electric field roller 77. The toner removed from the electric field roller 77 by the scraper 78 falls on the collecting screw 79 and is collected.

かかる構成の感光体クリーニング装置63は、感光体10に対してカウンター方向に回転するファーブラシ76で、感光体10上の残留トナーを除去する。ファーブラシ76に付着したトナーは、ファーブラシ76に対してカウンター方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ77に取り除かれる。電界ローラ77に付着したトナーは、スクレーパ78でクリーニングされる。感光体クリーニング装置63で回収したトナーは、回収スクリュー79で感光体クリーニング装置63の片側に寄せられ、トナーリサイクル装置80で現像装置61へと戻されて再利用される。   The photoconductor cleaning device 63 having such a configuration removes residual toner on the photoconductor 10 with a fur brush 76 that rotates in a counter direction with respect to the photoconductor 10. The toner adhering to the fur brush 76 is removed by the electric field roller 77 to which a bias that rotates in contact with the fur brush 76 in the counter direction is applied. The toner adhering to the electric field roller 77 is cleaned by the scraper 78. The toner recovered by the photoconductor cleaning device 63 is brought to one side of the photoconductor cleaning device 63 by the recovery screw 79 and returned to the developing device 61 by the toner recycling device 80 for reuse.

除電装置64は、除電ランプ等からなり、光を照射して感光体10の表面電位を除去する。このようにして除電された感光体10の表面は、帯電装置160によって一様帯電された後、静電潜像を形成する光書込処理が露光装置21により行われることとなる。   The static eliminator 64 includes a static elimination lamp or the like, and removes the surface potential of the photoconductor 10 by irradiating light. The surface of the photoreceptor 10 that has been neutralized in this way is uniformly charged by the charging device 160, and then an optical writing process for forming an electrostatic latent image is performed by the exposure device 21.

このように、タンデム型画像形成部120の四つの画像形成ユニット18(Y,C,M,K)は、それぞれの対応する色の画像情報に基づいて単色のトナー像を各感光体10の表面上に形成可能となっている。
こうして形成されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像は、表面移動する中間転写ベルト50上に、順次、一次転写される。
そして、中間転写ベルト50上に、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が重ね合わされてカラーのトナー像が形成される。
As described above, the four image forming units 18 (Y, C, M, K) of the tandem type image forming unit 120 generate a single color toner image on the surface of each photoconductor 10 based on the image information of each corresponding color. It can be formed on top.
The yellow, magenta, cyan, and black toner images formed in this manner are sequentially primary-transferred onto the intermediate transfer belt 50 that moves on the surface.
Then, yellow, cyan, magenta, and black toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 50 to form a color toner image.

一方、給紙装置200では、給紙ローラ142の一つを選択的に回転させ、ペーパーバンク143に多段に備える給紙カセット144の一つから転写紙Sを繰り出し、分離ローラ145で一枚ずつ分離して給紙路146に送出する。そして、搬送ローラ147で搬送してプリンタ部150内の本体側給紙路148に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。あるいは、手差し給紙ローラ51を回転して手差しトレイ54上の転写紙Sを繰り出し、手差し分離ローラ52で一枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、上記同様にレジストローラ49に突き当てて止める。
レジストローラ49は、一般には接地されて使用されるが、転写紙Sの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。
On the other hand, in the paper feeding device 200, one of the paper feeding rollers 142 is selectively rotated to feed the transfer paper S from one of the paper feeding cassettes 144 provided in multiple stages in the paper bank 143, and one sheet at a time by the separation roller 145. Separated and sent to the paper feed path 146. Then, the sheet is conveyed by the conveyance roller 147 and guided to the main body side paper feed path 148 in the printer unit 150, and is abutted against the registration roller 49 and stopped. Alternatively, the manual sheet feeding roller 51 is rotated to feed the transfer paper S on the manual tray 54, separated one by one by the manual separation roller 52, put into the manual sheet feeding path 53, and abutted against the registration roller 49 in the same manner as described above. Stop.
The registration roller 49 is generally used while being grounded, but may be used in a state where a bias is applied to remove the paper dust of the transfer paper S.

転写紙Sをレジストローラ49に突き当てて止めた後、中間転写ベルト50上に合成されたカラーのトナー像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させ、上記二次転写ニップに向けて転写紙Sを送出させる。二次転写ニップにおける二次転写装置22側の転写搬送支持ローラ23と二次転写対向ローラ16との間に形成される転写電界により中間転写ベルト50上のカラーのトナー像が転写紙S上に二次転写され、転写紙S上にカラーのトナー像が担持される。二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト50上の転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置17によりクリーニングされる。   After the transfer paper S is abutted against the registration roller 49 and stopped, the registration roller 49 is rotated in time with the color toner image synthesized on the intermediate transfer belt 50, and the transfer paper is directed toward the secondary transfer nip. S is sent out. A color toner image on the intermediate transfer belt 50 is transferred onto the transfer sheet S by a transfer electric field formed between the transfer conveyance support roller 23 on the secondary transfer device 22 side and the secondary transfer counter roller 16 in the secondary transfer nip. Secondary transfer is performed, and a color toner image is carried on the transfer paper S. The transfer residual toner on the intermediate transfer belt 50 after passing through the secondary transfer nip is cleaned by the intermediate transfer belt cleaning device 17.

カラー画像が形成された転写紙Sは、二次転写装置22により搬送されて、定着装置100へと送出される。この定着装置100において、振動器1と定着対向ローラ3との接触部で、熱と圧力とが付与されることにより上述したカラーのトナー像が転写紙S上に定着される。   The transfer sheet S on which the color image is formed is conveyed by the secondary transfer device 22 and sent to the fixing device 100. In the fixing device 100, the color toner image described above is fixed onto the transfer sheet S by applying heat and pressure at the contact portion between the vibrator 1 and the fixing counter roller 3.

定着装置100を通過した転写紙Sは、定着後搬送ローラ対56によって搬送力を付与され、切換爪55の位置に到達する。転写紙Sは、切換爪55で搬送方向を切り換えられることで排出ローラ対156により排出されて排紙トレイ57上にスタックされる。あるいは、切換爪55で搬送方向を切り換えられることで反転装置28に搬送される。そして、反転装置28で反転されて再びレジストローラ49に突き当たる位置まで導かれ、二次転写ニップで裏面にも画像が形成され定着装置100で定着された後、排出ローラ対156により排出されて排紙トレイ57上にスタックされる。   The transfer sheet S that has passed through the fixing device 100 is given a conveying force by the post-fixing conveying roller pair 56 and reaches the position of the switching claw 55. The transfer sheet S is discharged by the discharge roller pair 156 by being switched in the transport direction by the switching claw 55 and stacked on the discharge tray 57. Alternatively, the conveyance direction is switched by the switching claw 55 so that the reversing device 28 is conveyed. Then, the image is reversed by the reversing device 28 and led to a position where it again strikes the registration roller 49, and an image is formed on the back surface at the secondary transfer nip and fixed by the fixing device 100, and then discharged by the discharge roller pair 156. Stacked on the paper tray 57.

〔実施例1〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第一の実施例(以下、実施例1と呼ぶ)について説明する。
図1は、実施例1の定着装置100の説明図であり、図1(a)は、定着装置100の概略構成図、図1(b)は、定着装置100が備える振動器1の下端近傍の拡大説明図、図1(c)は、振動器1の下端面であるホーン先端面102を下方から見た下面図である。
図1(a)に示すように、実施例1の定着装置100は、振動部材である振動器1と、振動器1の先端との接触部となる定着部9で転写紙Sを狭持する振動対向部材である定着対向ローラ3とを備える。
図1中の矢印Aは転写紙Sの搬送方向を示しており、図1中の矢印Bは振動器1の振動子の振動方向を示している。また、転写紙Sの搬送方向において定着部9の上流側及び下流側には、転写紙Sの下面を支持し、転写紙Sの搬送方向をガイドする定着搬送ガイド25を備える。
[Example 1]
Next, a first embodiment (hereinafter referred to as a first embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the first embodiment. FIG. 1A is a schematic configuration diagram of the fixing device 100, and FIG. 1B is a vicinity of the lower end of the vibrator 1 provided in the fixing device 100. FIG. 1C is a bottom view of the horn tip surface 102 which is the lower end surface of the vibrator 1 as viewed from below.
As illustrated in FIG. 1A, the fixing device 100 according to the first exemplary embodiment holds the transfer sheet S between the vibrator 1 that is a vibration member and the fixing unit 9 that is a contact portion between the tip of the vibrator 1. And a fixing counter roller 3 which is a vibration counter member.
An arrow A in FIG. 1 indicates the conveyance direction of the transfer sheet S, and an arrow B in FIG. 1 indicates the vibration direction of the vibrator of the vibrator 1. In addition, a fixing conveyance guide 25 that supports the lower surface of the transfer paper S and guides the conveyance direction of the transfer paper S is provided on the upstream side and the downstream side of the fixing unit 9 in the conveyance direction of the transfer paper S.

振動器1は、超音波振動を発生する超音波振動発生手段であり、超音波振動を発生する超音波振動子の出力端面に、縦波振動をその振幅を拡大して伝達するホーン部101が接続固定されている。ホーン部101の端面であり、定着対向ローラ3表面に対向するホーン先端面102の長手方向(図1(a)及び図1(b)中の手前奥方向、図1(c)中の上下方向)の寸法である振動部材側対向面幅Wは、転写紙Sの幅方向に対応する長さを有している。
定着装置100では、振動器1と定着対向ローラ3とによって超音波振動手段による加熱装置を構成する。
The vibrator 1 is an ultrasonic vibration generating unit that generates ultrasonic vibrations, and a horn unit 101 that transmits longitudinal wave vibrations with an enlarged amplitude is transmitted to an output end face of an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations. Connection is fixed. The longitudinal direction of the horn tip surface 102 which is the end surface of the horn portion 101 and faces the surface of the fixing facing roller 3 (the front and back direction in FIGS. 1A and 1B, the vertical direction in FIG. 1C) ) Is a dimension corresponding to the width direction of the transfer paper S.
In the fixing device 100, the vibrator 1 and the fixing counter roller 3 constitute a heating device using ultrasonic vibration means.

定着装置100では、転写搬送ベルト24によって搬送された転写紙Sが図1中矢印Aで示すように搬送される。これにより、転写紙Sが、振動器1のホーン部101の先端と定着対向ローラ3の表面とが接触する定着部9を通過する。定着部9では、転写紙S上に担持された樹脂微粒子等からなる未定着トナーのトナー像に対して、その画像面に振動器1のホーン先端面102が対向するように、振動器1が配置されている。また、振動器1のホーン先端面102が転写紙Sに接触して振動を付与する振動付与部である定着部9では、転写紙Sを挟んで対向する位置に振動対向部材として定着対向ローラ3を配置している。   In the fixing device 100, the transfer sheet S transported by the transfer transport belt 24 is transported as indicated by an arrow A in FIG. As a result, the transfer sheet S passes through the fixing unit 9 where the tip of the horn unit 101 of the vibrator 1 and the surface of the fixing counter roller 3 are in contact with each other. In the fixing unit 9, the vibrator 1 is arranged so that the horn tip surface 102 of the vibrator 1 faces the toner image of unfixed toner made of resin fine particles or the like carried on the transfer paper S. Has been placed. Further, in the fixing unit 9 which is a vibration applying unit that applies vibration when the horn tip surface 102 of the vibrator 1 comes into contact with the transfer paper S, the fixing counter roller 3 as a vibration counter member at a position facing the transfer paper S. Is arranged.

実施例1の定着装置100では、振動付与対象材である転写紙Sの表面に振動部材である振動器1を接触させて振動させることで、転写紙Sを加熱する。さらに、振動器1の振動方向が上記振動付与対象材の表面に直交する成分を有し、振動器1は転写紙Sの表面に対向する振動部材側対向面であるホーン先端面102で転写紙Sに接触する。さらに、振動器1は、ホーン先端面102に、先端凸部102aと先端凹部102bとからなる凹凸形状を有する。
図1では、先端凸部102aとなる部分を便宜的に斜線部で示している。ここで、実施例1の定着装置100では、先端凸部102aを構成する部材を振動器1のホーン先端面102に取り付けているのではなく、ホーン先端面102に対して先端凹部102bとなる箇所に溝を設けることで凹凸形状を作成している。
In the fixing device 100 according to the first exemplary embodiment, the transfer paper S is heated by bringing the vibrator 1 as a vibration member into contact with the surface of the transfer paper S as a vibration application target material and causing it to vibrate. Further, the vibration direction of the vibrator 1 has a component orthogonal to the surface of the material to be given vibration, and the vibrator 1 is transferred to the transfer paper at the horn tip surface 102 which is the vibration member side facing surface facing the surface of the transfer paper S. Contact S. Furthermore, the vibrator 1 has a concavo-convex shape including a tip convex portion 102a and a tip concave portion 102b on the horn tip surface 102.
In FIG. 1, the part which becomes the front-end | tip convex part 102a is shown with the oblique line part for convenience. Here, in the fixing device 100 according to the first embodiment, a member that forms the tip convex portion 102 a is not attached to the horn tip surface 102 of the vibrator 1, but a portion that becomes the tip recess 102 b with respect to the horn tip surface 102. An uneven shape is created by providing grooves in

定着装置100では、記録媒体である転写紙S上に担持したトナー画像面に接触するよう超音波振動手段である振動器1を配置し、振動器1と対向する位置に転写紙Sを挟んで対向する位置に定着対向ローラ3を配置している。振動器1の振動の制御は不図示の制御手段により行われ、振動器1は所定の周波数で駆動し、転写紙Sと接触するホーン部101は制御信号と同期して振動する。   In the fixing device 100, the vibrator 1 as ultrasonic vibration means is disposed so as to come into contact with the toner image surface carried on the transfer paper S as a recording medium, and the transfer paper S is sandwiched at a position facing the vibrator 1. A fixing counter roller 3 is disposed at the facing position. The vibration of the vibrator 1 is controlled by a control means (not shown). The vibrator 1 is driven at a predetermined frequency, and the horn unit 101 that contacts the transfer paper S vibrates in synchronization with the control signal.

未定着トナー7によって未定着トナー像が形成された転写紙Sが振動付与部である定着部9に進入すると、ホーン部101の振動する周波数に応じて画像を形成するトナーと転写紙Sとを加圧することでトナーを転写紙S上に定着させる。これにより、転写紙S上のトナーが定着トナー8となり、定着画像が得られる。
超音波振動手段による振動エネルギーは、衝撃エネルギーや摩擦エネルギーとなって、最終的にその一部は熱エネルギーに変換されることが知られている。超音波発生手段によって定着部に超音波振動を付与する定着装置では、振動による加圧力および摩擦による加熱により定着されると考えられている。
When the transfer sheet S on which the unfixed toner image is formed by the unfixed toner 7 enters the fixing unit 9 that is a vibration applying unit, the transfer sheet S and the toner that forms an image according to the frequency of vibration of the horn unit 101 are combined. The toner is fixed on the transfer paper S by applying pressure. As a result, the toner on the transfer paper S becomes the fixing toner 8 and a fixed image is obtained.
It is known that the vibration energy by the ultrasonic vibration means becomes impact energy or friction energy, and finally a part thereof is converted into heat energy. In a fixing device that applies ultrasonic vibration to a fixing unit by ultrasonic generation means, it is considered that fixing is performed by pressure applied by vibration and heating by friction.

〔実験例〕
本発明者らは、振動部材を振動付与対象材に接触させ振動させたときの、振動部材の振動部材側対向面と振動付与対象材の表面とが対向する対向領域のうち、実際に接触する部分の形状と振動付与対象材における発熱状態との関係を確認する実験を行った。
図4は、本実験例の説明図であり、図4(a)は、実験装置の概略説明図、図4(b)〜(d)は、条件を異ならせたとき、それぞれの発熱状態を確認した結果を示すものである。図4(b)〜(d)では、温度の高低を模式的に色の濃さで示し、濃い色が高温であることを示している。
[Experimental example]
When the vibrating member is brought into contact with the vibration application target material and vibrated, the present invention actually makes contact in the opposed region where the vibration member-side facing surface of the vibration member and the surface of the vibration application target material face each other. An experiment was conducted to confirm the relationship between the shape of the part and the heat generation state of the vibration imparted material.
FIG. 4 is an explanatory diagram of this experimental example, FIG. 4 (a) is a schematic explanatory diagram of the experimental apparatus, and FIGS. 4 (b) to 4 (d) show the respective heat generation states when the conditions are different. The confirmed result is shown. In FIGS. 4B to 4D, the temperature level is schematically indicated by the color intensity, and the dark color indicates that the temperature is high.

図4(a)に示す実験装置は、鉄鋼等の硬質材料からなる台座201の上に、シリコン樹脂またはポリプロピレン樹脂からなる振動対向部材202を配置し、さらにその上に振動付与対象材としてのサーモスケール203を配置している。サーモスケール203は、熱を加えることによって表面の色が変化するシートであり、付与された熱量に応じて色が異なるため、熱量分布を視覚的に確認することが出来るものである。
振動器1のホーン先端面102には、鉄鋼等の硬質材料からなるワイヤー204を配置し、凹凸形状の先端凸部102aを再現している。
In the experimental apparatus shown in FIG. 4A, a vibration facing member 202 made of silicon resin or polypropylene resin is disposed on a base 201 made of a hard material such as steel, and a thermostat as a vibration application target material is further provided thereon. A scale 203 is arranged. The thermoscale 203 is a sheet whose surface color changes when heat is applied. Since the color varies depending on the amount of heat applied, the heat amount distribution can be visually confirmed.
A wire 204 made of a hard material such as steel is disposed on the horn tip surface 102 of the vibrator 1 to reproduce the concavo-convex tip convex portion 102a.

図4(b)〜(d)では、条件を異ならせて振動器1を駆動したときのワイヤー204の位置とサーモスケール203の熱量分布との関係を示している。図4(b)は、振動対向部材202としてシリコン樹脂を用い、ワイヤー204が一本のときの実験結果を示し、図4(c)は、振動対向部材202としてシリコン樹脂を用い、ワイヤー204が四本のときの実験結果を示す。また、図4(d)は、振動対向部材202としてポリプロピレン樹脂を用い、ワイヤー204が一本のときの実験結果を示す。   FIGS. 4B to 4D show the relationship between the position of the wire 204 and the heat distribution of the thermoscale 203 when the vibrator 1 is driven under different conditions. FIG. 4B shows the experimental results when silicon resin is used as the vibration facing member 202 and the number of the wires 204 is one, and FIG. 4C shows silicon resin used as the vibration facing member 202. The experimental results for four are shown. FIG. 4D shows an experimental result when polypropylene resin is used as the vibration facing member 202 and the number of the wires 204 is one.

図4(b)と図4(d)との比較より、振動対向部材202の材料として、ポリプロピレン樹脂よりも変形し易い(ある圧力で加圧されて弾性変形したときの変形量が大きい)シリコン樹脂を用いた方が発熱量が大きいことが分かった。また、図4(b)〜(d)に示すように、ワイヤー204が、サーモスケール203に実際に接触する部分よりもその近傍が高温となっていることが分かった。このことから、振動部材が接触して振動することで加圧される振動付与対象材の表面において、実際に加圧される領域と、加圧されない領域との境界の近傍が最も高温となることを見出した。これは以下の理由によるものと考えられる。   From comparison between FIG. 4B and FIG. 4D, the material of the vibration facing member 202 is more easily deformable than polypropylene resin (a large amount of deformation when elastically deformed by being pressurized with a certain pressure). It was found that the amount of heat generated was larger when the resin was used. Further, as shown in FIGS. 4B to 4D, it has been found that the vicinity of the wire 204 is at a higher temperature than the part that actually contacts the thermoscale 203. From this, the vicinity of the boundary between the area where pressure is actually applied and the area where pressure is not applied is at the highest temperature on the surface of the object to be subjected to vibration that is pressurized when the vibrating member comes into contact and vibrates. I found. This is thought to be due to the following reasons.

すなわち、振動部材が振動付与対象材の表面に直交する成分を有する振動方向に振動すると、振動付与対象材に接触する振動部材側対向面が振動付与対象材に対して加圧する力が繰り返し変動し、振動付与対象材が繰り返し変形する。この繰り返しの変形によって、振動部材側対向面と振動付与対象材の表面との接触位置が繰り返し微小に変位し、接触位置が微小に変位するときに接触位置に動摩擦が作用して摩擦熱が生じる。
変動する力が振動によって大きくなったときは、振動付与対象材の表面上における振動部材が実際に接触して加圧される領域は加圧方向に窪み、加圧されない領域はあまり変位しない。このとき、加圧される領域と加圧されない領域との境界の近傍では、加圧されていない領域から加圧されている領域の窪みに合わせて傾斜を形成するように、引っ張り変形が生じる。そして、振動部材側対向面における振動付与対象材の表面に実際に接触して加圧する領域の端部と、振動付与対象材の表面の上記傾斜を形成する部分とは、振動時の接触位置の変位量が他の部分よりも大きくなる。
That is, when the vibration member vibrates in a vibration direction having a component orthogonal to the surface of the vibration application target material, the force applied to the vibration application target material by the vibration member side facing surface contacting the vibration application target material repeatedly fluctuates. The vibration application target material is repeatedly deformed. Due to this repeated deformation, the contact position between the vibration member side facing surface and the surface of the object to be imparted with vibration is repeatedly minutely displaced, and when the contact position is minutely displaced, dynamic friction acts on the contact position to generate frictional heat. .
When the fluctuating force is increased by the vibration, the area where the vibration member is actually contacted and pressed on the surface of the vibration application target material is depressed in the pressurizing direction, and the non-pressurized area is not displaced much. At this time, in the vicinity of the boundary between the pressurized area and the non-pressurized area, tensile deformation occurs so as to form an inclination in accordance with the depression of the pressurized area from the non-pressurized area. And the end of the region that actually contacts and pressurizes the surface of the vibration application target material on the vibration member side facing surface, and the portion that forms the inclination of the surface of the vibration application target material are the contact position at the time of vibration. The amount of displacement becomes larger than other parts.

接触位置の変位量が大きいと、接触位置が変位するときの振動部材側対向面と振動付与対象材の表面との相体速度が速くなって、より大きな摩擦エネルギーが生じる。よって、振動付与対象材の表面上における上記傾斜を形成する加圧される領域と加圧されない領域との境界の近傍が、振動付与対象材の表面上の他の部分よりも高温となると考える。
さらに、振動付与対象材の表面上における上記傾斜を形成する加圧される領域と加圧されない領域との境界の近傍は、上記傾斜を形成するように引っ張り変形が生じており、他の部分よりも変形量が大きい。振動付与対象材は微小な変形を繰り返すことで内部摩擦による摩擦熱が発生しており、変形量が大きくなることで内部摩擦による発熱量も大きくなり、他の部分よりも高温となる要因と考える。
When the displacement amount of the contact position is large, the relative velocity between the vibration member side facing surface and the surface of the vibration application target material when the contact position is displaced is increased, and a larger frictional energy is generated. Therefore, it is considered that the vicinity of the boundary between the pressurized area and the non-pressurized area that forms the above-described inclination on the surface of the vibration application target material is higher than the other parts on the surface of the vibration application target material.
Furthermore, in the vicinity of the boundary between the pressurized area forming the slope and the non-pressurized area on the surface of the vibration application target material, tensile deformation occurs so as to form the slope. The amount of deformation is large. The material to which vibration is applied generates frictional heat due to internal friction by repeating minute deformation, and the amount of heat generation due to internal friction increases as the amount of deformation increases, which is considered to be a factor that causes higher temperatures than other parts. .

また、振動部材側対向面と振動付与対象材の表面とが実際に接触する領域では、振動付与対象材で生じた熱が振動部材に吸熱されることが考えられる。振動部材に吸熱される部分の振動付与対象材は、昇温し難く、上記境界近傍の方がより高温となり易いということが考えられる。   Moreover, in the area | region where the vibration member side opposing surface and the surface of a vibration provision object material actually contact, it is possible that the heat which generate | occur | produced in the vibration provision object material is absorbed into a vibration member. It is conceivable that the vibration application target material that is absorbed by the vibration member is less likely to increase in temperature, and that the temperature near the boundary is likely to be higher.

また、振動対向部材202にポリプロレン樹脂を用いた場合に比べて、シリコン樹脂を用いた方が発熱量が大きいのは、シリコン樹脂で作成した振動対向部材202の方が振動時の変形量が大きかったからと考えられる。振動対向部材202として変形し易い材料を用いた方が発熱量が大きいのは、以下の理由によるものと考えられる。   In addition, compared to the case where polyprolene resin is used for the vibration facing member 202, the amount of heat generated is larger when silicon resin is used. The vibration facing member 202 made of silicon resin has a larger amount of deformation during vibration. It is thought to be because. The reason why the amount of heat generation is larger when a material that easily deforms is used as the vibration facing member 202 is considered to be as follows.

すなわち、振動部材側対向面が振動付与対象材を加圧したときに、振動付与対象材は圧縮変形するとともに、部分的な曲げ変形が生じる。このとき、振動対向部材が弾性材料のように変形し易い材料であると振動付与対象材を介して振動部材によって加圧される振動対向部材の変形量が大きくなり、振動付与対象材の部分的な曲げ変形の変形量が大きくなる。これにより、振動付与対象材の表面上における上記境界の近傍の引っ張り変形による変形量が大きくなり、接触位置の変位量も大きくなって、接触位置の変位による摩擦熱の熱エネルギーが増加すると考えられる。
さらに、上記境界近傍の引っ張り変形による変形量が大きくなることで、振動付与対象材の内部摩擦による摩擦熱の熱エネルギーも増加すると考えられる。
That is, when the vibration member side facing surface pressurizes the vibration application target material, the vibration application target material undergoes compressive deformation and partial bending deformation occurs. At this time, if the vibration facing member is an easily deformable material such as an elastic material, the amount of deformation of the vibration facing member pressed by the vibration member via the vibration application target material increases, and the vibration application target material partially The amount of bending deformation becomes large. As a result, the amount of deformation due to tensile deformation near the boundary on the surface of the vibration imparted material increases, the amount of displacement at the contact position also increases, and the thermal energy of frictional heat due to the displacement of the contact position increases. .
Furthermore, it is considered that the thermal energy of frictional heat due to internal friction of the material to which vibration is applied increases as the amount of deformation due to tensile deformation near the boundary increases.

また、振動により振動対向部材が変形すると、振動対向部材に接触する側の振動付与対象材の表面と、振動対向部材の表面との間でも接触位置の変位による動摩擦の摩擦熱が生じる。さらに、振動対向部材が変形することでの振動対向部材の内部摩擦による摩擦熱が生じる。そして、これらの摩擦熱の熱エネルギーも振動対向部材が変形し易い材料である方が増加すると考えられる。
このように、振動対向部材が変形し易い材料である方が、振動部材と振動付与対象材との動摩擦、振動付与対象材の内部摩擦、振動付与対象材と振動対向部材との動摩擦及び振動対向部材の内部摩擦、の何れの摩擦熱の熱エネルギーも増加すると考えられる。
上述した理由により、振動対向部材として変形し易い材料を用いた方が発熱量が大きくなったと考えられる。
In addition, when the vibration facing member is deformed by vibration, frictional heat of dynamic friction due to displacement of the contact position is generated between the surface of the vibration application target material on the side in contact with the vibration facing member and the surface of the vibration facing member. Furthermore, frictional heat is generated due to internal friction of the vibration facing member due to deformation of the vibration facing member. And it is thought that the thermal energy of these frictional heats increases when the vibration facing member is a material that is easily deformed.
As described above, the vibration-facing member is more easily deformable material, the dynamic friction between the vibration member and the vibration application target material, the internal friction of the vibration application target material, the dynamic friction between the vibration application target material and the vibration counter member, and the vibration opposition. It is considered that the thermal energy of any frictional heat of internal friction of the member increases.
For the reasons described above, it is considered that the amount of heat generated is larger when a material that is easily deformed is used as the vibration facing member.

上述したように、実施例1の定着装置100は、振動器1の表面において、転写紙Sの表面に対向し、その一部が転写紙Sに接触する振動部材側対向面であるホーン先端面102に、先端凸部102aと先端凹部102bとからなる凹凸形状を有する。このような凹凸形状を有することで、ホーン先端面102における転写紙Sに実際に接触して加圧する領域は、先端凸部102aの凸部頂面102tとなる。これにより、凹凸形状を備えない構成に比べて、振動付与対象材である転写紙Sの表面上のホーン先端面102と対向する部分における振動器1に加圧される領域と加圧されない領域との境界の近傍となる部分の割合を、多くすることができる。   As described above, the fixing device 100 according to the first exemplary embodiment has the horn tip surface that is the surface facing the transfer sheet S on the surface of the vibrator 1 and a part of the surface facing the transfer sheet S that is in contact with the transfer sheet S. 102 has a concavo-convex shape including a tip convex portion 102a and a tip concave portion 102b. By having such a concavo-convex shape, a region where the horn tip surface 102 is actually brought into contact with the transfer sheet S and pressed is the top surface 102t of the tip convex portion 102a. Thereby, compared with the structure which does not have uneven | corrugated shape, the area | region pressurized to the vibrator 1 in the part facing the horn front end surface 102 on the surface of the transfer paper S which is a vibration provision object, and the area | region which is not pressurized It is possible to increase the ratio of the portion that is in the vicinity of the boundary.

上述したように、振動付与対象材の表面において、実際に加圧される領域と、加圧されない領域との境界の近傍が最も高温となるため、この境界の近傍となる部分の割合を多くすることで、発生する熱エネルギーが増加する。よって、ホーン先端面102の表面に凹凸形状を設け、境界の近傍となる部分の割合を多くした実施例1では、振動エネルギーから熱エネルギーに変換する変換効率の向上を図ることがでる。このような加熱装置を備えた定着装置100は従来の定着装置よりも、さらなる消費電力の低減を図り、省エネルギー化を図ることができる。また、実施例1の定着装置100を備える画像形成装置としての複写機500は、従来の画像形成装置での消費電力の多くの割合を占める定着装置の消費電力の低減を図ることで、画像形成装置全体としての消費電力の低減を図ることができる。   As described above, since the vicinity of the boundary between the region where pressure is actually applied and the region where pressure is not applied becomes the highest temperature on the surface of the vibration application target material, the ratio of the portion that is in the vicinity of this boundary is increased. As a result, the generated thermal energy increases. Therefore, in the first embodiment in which an uneven shape is provided on the surface of the horn tip surface 102 and the ratio of the portion near the boundary is increased, it is possible to improve the conversion efficiency for converting vibration energy into heat energy. The fixing device 100 including such a heating device can further reduce power consumption and save energy as compared with a conventional fixing device. In addition, the copying machine 500 as an image forming apparatus including the fixing device 100 according to the first exemplary embodiment reduces the power consumption of the fixing device that accounts for a large proportion of the power consumption of the conventional image forming apparatus, thereby forming an image. The power consumption of the entire apparatus can be reduced.

また、ホーン先端面102に凹凸形状を設けることでホーン先端面102のうち凸部頂面102tのみが転写紙Sの表面に接触するため、ホーン先端面102全体が接触する構成よりも接触面積が小さくなる。振動器1の加圧する力が同じ場合は、接触面積が小さいほど、加圧する部分の圧力が大きくなり、振動付与対象材である転写紙Sの表面上における凸部頂面102tが実際に接触して加圧される領域の加圧方向への窪みは深くなる。窪みが深くなることで、転写紙Sの表面における加圧される領域と加圧されない領域との境界近傍の変形量が大きくなる。
この境界近傍の変形量が大きくなることで、振動部材側対向面における振動付与対象材の表面に実際に接触し加圧する領域である凸部頂面102tの端部と、振動付与対象材の表面の上記傾斜を形成する部分との振動時の接触位置の変位量も大きくなる。このため、接触位置の変位によって振動時に発生する摩擦熱の熱エネルギーが増加すると考えられる。
さらに、境界近傍の変形量が大きくなることで、転写紙Sの内部摩擦によって振動時に発生する摩擦熱の熱エネルギーが増加すると考えられる。
Further, since the horn tip surface 102 is provided with a concavo-convex shape, only the convex top surface 102t of the horn tip surface 102 comes into contact with the surface of the transfer sheet S. Get smaller. When the pressing force of the vibrator 1 is the same, the smaller the contact area, the higher the pressure of the portion to be pressed, and the convex top surface 102t on the surface of the transfer paper S, which is a vibration application target material, actually comes into contact. The depression in the pressurizing direction of the region to be pressed becomes deep. By deepening the dent, the amount of deformation in the vicinity of the boundary between the pressurized area and the non-pressurized area on the surface of the transfer paper S increases.
By increasing the amount of deformation in the vicinity of the boundary, the end of the convex top surface 102t, which is a region that actually contacts and pressurizes the surface of the vibration application target material on the vibration member side facing surface, and the surface of the vibration application target material The displacement amount of the contact position at the time of vibration with the portion forming the inclination is also increased. For this reason, it is considered that the thermal energy of frictional heat generated during vibration increases due to the displacement of the contact position.
Furthermore, it is considered that the thermal energy of the frictional heat generated during vibration due to the internal friction of the transfer paper S increases as the amount of deformation near the boundary increases.

また、振動対向部材としての機能を有し、表面に弾性層を備える定着対向ローラ3の表面は、振動器1が加圧する部分の圧力が大きくなることでその変形量が大きくなる。これにより、転写紙Sと定着対向ローラ3との動摩擦や定着対向ローラ3の弾性層の内部摩擦によって振動時に発生する摩擦熱の熱エネルギーも増加すると考えられる。
このように、ホーン先端面102に凹凸形状を設けることで、加圧する力が同じであっても加圧する部分の圧力が大きくなり、振動時に発生する摩擦熱の熱エネルギーも増加すると考えられる。この点からも振動エネルギーから熱エネルギーに変換する変換効率の向上を図ることができると考えられる。
In addition, the surface of the fixing counter roller 3 having a function as a vibration counter member and having an elastic layer on the surface increases the amount of deformation by increasing the pressure of the portion pressed by the vibrator 1. Accordingly, it is considered that the thermal energy of frictional heat generated during vibration due to the dynamic friction between the transfer sheet S and the fixing counter roller 3 and the internal friction of the elastic layer of the fixing counter roller 3 is also increased.
As described above, it is considered that by providing an uneven shape on the horn tip surface 102, the pressure of the portion to be pressurized increases even if the pressure to be applied is the same, and the thermal energy of frictional heat generated during vibration is also increased. From this point, it is considered that the conversion efficiency for converting vibration energy into heat energy can be improved.

また、振動部材側対向面と振動付与対象材の表面とが実際に接触する領域では、振動付与対象材や振動対向部材が加圧されることで圧縮変形し、この圧縮変形の内部摩擦で発熱していると考えられる。そして、接触面の表面に凹凸形状を設けなくても、振動部材の加圧する力を大きくすることで、この圧縮変形の変形量が増加し、内部摩擦で生じる摩擦熱の熱エネルギーは増加すると考えられる。しかし、上述したように、振動部材の接触面と振動付与対象材の表面とが実際に接触する領域では、振動部材に吸熱されることが考えられるため、熱エネルギーの損失が大きくなると考えられる。
さらに、振動部材の加圧する力を大きくするためには、装置構成として加圧する力に応じた構成とする必要があり、構成部品の高強度化や大型化等、部品の製造費用が増加する可能性がある。
Further, in the region where the vibration member side facing surface and the surface of the vibration application target material are actually in contact with each other, the vibration application target material and the vibration counter member are compressed and deformed, and heat is generated by the internal friction of the compression deformation. it seems to do. Even if the surface of the contact surface is not provided with an uneven shape, increasing the pressure applied by the vibrating member increases the amount of compression deformation and increases the thermal energy of frictional heat generated by internal friction. It is done. However, as described above, in the region where the contact surface of the vibration member and the surface of the object to be imparted with vibration are actually in contact with each other, it is considered that heat is absorbed by the vibration member.
Furthermore, in order to increase the pressure applied by the vibration member, it is necessary to configure the device according to the pressure applied, which may increase the manufacturing cost of the component, such as increasing the strength and size of the component. There is sex.

これに対して、実施例1の定着装置100が備える加熱装置は、振動部材側対向面であるホーン先端面102に凹凸形状を形成し、凸部頂面102tのみが転写紙Sに接触する。これにより、振動部材である振動器1に吸熱されることに起因する熱エネルギーの損失を抑制することが出来、振動エネルギーを定着に用いる熱エネルギーに変換する変換効率の向上を図ることができると考えられる。
また、凹凸形状を設けることで、振動部材の加圧する力が同じであっても発熱する熱の熱エネルギーを増加させることができるので、装置構成として加圧する力に応じた構成としなくても発熱する熱エネルギーを大きくすることが出来る。これにより、振動により発生させる熱エネルギーを大きくするために、装置の構成部品の高強度化や大型化等をすることを抑制でき、部品の製造費用の増加を抑制できる。
On the other hand, the heating device provided in the fixing device 100 according to the first embodiment forms a concavo-convex shape on the horn tip surface 102 that is the vibration member side facing surface, and only the convex top surface 102t is in contact with the transfer paper S. Thereby, it is possible to suppress the loss of heat energy caused by the absorption of heat by the vibrator 1 that is a vibration member, and to improve the conversion efficiency for converting vibration energy into heat energy used for fixing. Conceivable.
Also, by providing the uneven shape, the thermal energy of the heat generated can be increased even if the pressing force of the vibrating member is the same, so heat generation is possible even if the device configuration is not adapted to the pressing force. Heat energy to be increased. Thereby, in order to increase the thermal energy generated by vibration, it is possible to suppress an increase in the strength and size of the component parts of the apparatus, and it is possible to suppress an increase in manufacturing costs of the parts.

ここで、従来の超音波振動を用いた定着装置について説明する。
特許文献8には、超音波振動の振動エネルギーによってトナーを塑性変形させることを特徴とする画像形成装置が開示されている。この方式によれば、加熱ローラを常に暖めておく必要がないので、ウォーミングアップ時間を短縮化するとともに、省エネルギー化を図ることができる。特許文献8に記載の画像形成装置は、転写工程と定着工程を同時に行い、感光体ドラムと紙とにトナーを挾んだ状態で超音波エネルギー(振動)を与える構成となっている。超音波振動の振動エネルギーによってトナーに応力を与えることでトナーに塑性変形を起こさせ、転写紙の繊維束及びそれらの間隙に食い込ませることで定着している。
Here, a conventional fixing device using ultrasonic vibration will be described.
Patent Document 8 discloses an image forming apparatus in which toner is plastically deformed by vibration energy of ultrasonic vibration. According to this method, since it is not necessary to always warm the heating roller, it is possible to shorten the warm-up time and to save energy. The image forming apparatus described in Patent Document 8 has a configuration in which a transfer process and a fixing process are performed simultaneously, and ultrasonic energy (vibration) is applied in a state where toner is squeezed between a photosensitive drum and paper. The toner is plastically deformed by applying stress to the toner by vibration energy of ultrasonic vibration, and is fixed by biting into the fiber bundle of the transfer paper and the gap between them.

特許文献8には、超音波振動による発熱に関して記載していないが、超音波エネルギーは振動エネルギーであり、この振動エネルギーは、衝撃エネルギーや摩擦エネルギーとなって、最終的にその一部は熱エネルギーに変換されることが知られている。
また、特許文献6及び特許文献7には、定着ニップを形成する一対のローラの少なくとも一方に超音波振動を印加し、超音波振動の振動エネルギーを最終的に熱エネルギーへと変換させることでトナーを転写紙上に定着させる装置が記載されている。さらに、特許文献3及び特許文献4には、ハンマーピンに超音波振動を印加し、ドット単位毎にトナーを定着させる装置が開示されている。
Patent Document 8 does not describe heat generation due to ultrasonic vibration, but ultrasonic energy is vibration energy, and this vibration energy becomes impact energy or friction energy, and finally a part of it is thermal energy. Is known to be converted to
Further, in Patent Document 6 and Patent Document 7, ultrasonic vibration is applied to at least one of a pair of rollers forming a fixing nip, and the vibration energy of the ultrasonic vibration is finally converted into thermal energy, whereby toner is used. Describes a device for fixing the toner image onto the transfer paper. Further, Patent Documents 3 and 4 disclose an apparatus that applies ultrasonic vibration to a hammer pin and fixes toner for each dot unit.

上述したように、超音波エネルギー(振動エネルギー)を用いてトナーを転写紙に定着させる装置が提案されている。このように超音波エネルギー(振動エネルギー)を用いてトナーを転写紙に定着させる場合に、超音波振動の振動エネルギーを熱エネルギーに変換し、この発生した熱により樹脂を溶融させ記録材へ定着させている。
発生する熱は、振動部材から振動付与対象材に振動が伝達するときに接触する表面間の動摩擦の摩擦熱や、振動することで振動付与対象材やそれを支持する振動対向部材が変形し、その変形による内部摩擦の摩擦熱により発生している。
As described above, an apparatus for fixing toner onto transfer paper using ultrasonic energy (vibration energy) has been proposed. When fixing toner onto transfer paper using ultrasonic energy (vibration energy) in this way, the vibration energy of ultrasonic vibration is converted into thermal energy, and the generated heat melts the resin and fixes it to the recording material. ing.
The generated heat is the frictional heat of the dynamic friction between the surfaces that contact when vibration is transmitted from the vibration member to the vibration application target material, and the vibration application target material and the vibration facing member that supports it are deformed by vibration, It is generated by the frictional heat of internal friction due to the deformation.

定着を行うために必要な熱量を得るために、摩擦熱を大きくするには振動付与対象材に対する振動部材の加圧する力を大きくすることが考えられる。しかし、振動部材の加圧する力を大きくするためにはその構造体を堅牢にする必要があるため装置の大型化や部品の製造費用の増加等の問題が発生する。
また、振動部材を用いて振動付与対象材を加熱する加熱装置の消費電力をさらに低減させることが望まれる。
よって、振動部材の振動エネルギーを摩擦熱による熱エネルギーに変換する変換効率を向上することが課題になる。
In order to increase the heat of friction in order to obtain the amount of heat necessary for fixing, it is conceivable to increase the pressure applied by the vibration member to the vibration application target material. However, in order to increase the pressing force of the vibration member, it is necessary to make the structure strong, and thus problems such as an increase in the size of the device and an increase in the manufacturing cost of the components occur.
Moreover, it is desired to further reduce the power consumption of the heating device that heats the vibration application target material using the vibration member.
Therefore, it becomes a subject to improve the conversion efficiency for converting the vibration energy of the vibration member into heat energy by frictional heat.

実施例1の定着装置100は、振動部材である振動器1の振動部材側対向面であるホーン先端面102に凹凸形状を設けることで、上述したように、振動部材の振動エネルギーを摩擦熱による熱エネルギーに変換する変換効率の向上を図ることが出来る。
これにより、必要な熱量を得るために、装置の大型化や部品の製造費用の増加等となることを抑制でき、さらに、必要な熱量を得るための消費電力をさらに低減させることが可能となる。
In the fixing device 100 according to the first exemplary embodiment, as described above, the vibration energy of the vibration member is generated by frictional heat by providing a concavo-convex shape on the horn tip surface 102 that is the vibration member side facing surface of the vibrator 1 that is a vibration member. It is possible to improve the conversion efficiency for conversion into thermal energy.
Thereby, in order to obtain a required amount of heat, it is possible to suppress an increase in the size of the apparatus, an increase in manufacturing costs of parts, and the like, and it is possible to further reduce power consumption for obtaining a necessary amount of heat. .

図1(c)に示すように、実施例1の定着装置100は、図1中の矢印Aで示す転写紙Sの搬送方向に対して直交する方向に延在するように、先端凹部102bとなる溝を形成している。これにより、幅方向(振動部材側対向面幅Wの方向)における何れの位置であっても、搬送方向について先端凸部102aまたは先端凹部102bのみとなる部分がない。
先端凹部102bとなる溝を搬送方向に対して平行に形成した場合、すなわち搬送方向に先端凸部102aまたは先端凹部102bのみが連続する凹凸の形状とした場合には、次のような問題が生じ得る。すなわち、加熱時間が少ないと先端凸部102aのみと対向する接触部と先端凹部102bのみと対向する非接触部とで加熱ムラが発生する恐れがある。また、振動付与対象材が転写紙S等の記録媒体の場合、樹脂を含有するトナーを軟化させ加圧して記録媒体に定着させるため、定着ムラが発生する可能性もある。
As shown in FIG. 1C, the fixing device 100 according to the first embodiment includes a leading end recess 102b and a leading end recess 102b so as to extend in a direction orthogonal to the transfer direction of the transfer sheet S indicated by an arrow A in FIG. Forming a groove. Thereby, there is no portion which becomes only the front-end | tip convex part 102a or the front-end | tip recessed part 102b about a conveyance direction in any position in the width direction (direction of the vibration member side opposing surface width W).
The following problems occur when the groove to be the tip recess 102b is formed in parallel to the transport direction, that is, when the tip protrusion 102a or the tip recess 102b is continuous in the transport direction. obtain. That is, if the heating time is short, there is a risk that uneven heating will occur between the contact portion facing only the tip protrusion 102a and the non-contact portion facing only the tip recess 102b. Further, when the vibration application target material is a recording medium such as the transfer paper S, the toner containing the resin is softened and pressed to be fixed on the recording medium, so that fixing unevenness may occur.

一方、実施例1の定着装置100では、搬送方向について先端凸部102aまたは先端凹部102bのみとなる部分がない形状にしている。これにより、定着部9を通過した転写紙Sの表面は、先端凸部102aと対向する部分と先端凹部102bと対向する部分とを通過し、加圧される領域と加圧されない領域との境界となる部分を必ず通過することになる。転写紙Sが上記境界となる部分を必ず通過することで、加熱ムラを防止でき、定着ムラのない定着を行うことが出来る。   On the other hand, in the fixing device 100 according to the first exemplary embodiment, the fixing device 100 has a shape that does not include only the tip convex portion 102a or the tip concave portion 102b in the transport direction. As a result, the surface of the transfer sheet S that has passed through the fixing unit 9 passes through the portion facing the leading end convex portion 102a and the portion facing the leading end concave portion 102b, and the boundary between the pressurized region and the non-pressed region. Will always pass the part. By allowing the transfer paper S to pass through the boundary portion, heating unevenness can be prevented, and fixing without fixing unevenness can be performed.

実施例1では、ホーン先端面102が転写紙Sに接触し、転写紙S及び未定着トナー7を直接振動させて、直接加熱することができるため、熱エネルギーの損失を抑制でき、省エネルギー化を図ることが出来る。さらに、転写紙Sとは別に振動付与対象材を設ける構成に比べて、部品数を少なくすることができ、製造費用の低減を図ることが出来る。   In the first embodiment, the horn tip surface 102 comes into contact with the transfer sheet S, and the transfer sheet S and the unfixed toner 7 can be directly vibrated and heated, so that loss of heat energy can be suppressed and energy saving can be achieved. I can plan. Further, the number of components can be reduced and the manufacturing cost can be reduced as compared with the configuration in which the vibration application target material is provided separately from the transfer paper S.

凹凸形状としては、先端凹部102bの延在方向が転写紙Sの搬送方向に対して直交する方向となる形状に限らない。図5(a)や図5(b)に示すように、先端凹部102bの延在方向が転写紙Sの搬送方向に対して傾斜する方向となる形状であっても同様に加熱ムラを防止できる。   The concavo-convex shape is not limited to a shape in which the extending direction of the leading end concave portion 102 b is a direction orthogonal to the conveyance direction of the transfer paper S. As shown in FIGS. 5A and 5B, even if the extending direction of the leading end recess 102b is inclined with respect to the transfer direction of the transfer sheet S, uneven heating can be similarly prevented. .

図6は、先端凸部102aの断面形状を半円状とした定着装置100が備える振動器1の下端近傍の拡大説明図である。
図6に示すホーン部101のホーン先端面102における先端凸部102aは半円状の断面形状である。すなわち、先端に角が無いR形状となっている。
先端凸部102aに角があり、その角が振動付与対象材に接触して加圧すると、応力集中によって振動付与対象材が損傷するおそれがある。これに対して、先端凸部102aを角がない形状とすることで、急激な応力集中を防止でき、振動付与に起因する振動付与対象材の損傷を防止することができる。
FIG. 6 is an enlarged explanatory view of the vicinity of the lower end of the vibrator 1 provided in the fixing device 100 in which the cross-sectional shape of the tip convex portion 102a is semicircular.
The tip convex portion 102a on the horn tip surface 102 of the horn portion 101 shown in FIG. 6 has a semicircular cross-sectional shape. That is, it has an R shape with no corners at the tip.
If the tip convex portion 102a has a corner and the corner contacts and pressurizes the vibration application target material, the vibration application target material may be damaged by stress concentration. On the other hand, when the tip convex portion 102a has a shape with no corners, rapid stress concentration can be prevented, and damage to the vibration application target material due to vibration application can be prevented.

図6に示す先端凸部102aのように、先端凸部102aの断面形状は角部を排除した構成が望ましい。角部があると、振動付与対象材を振動加熱する際に、振動付与対象材の表面上の角部が接触する部分が極端に加圧されるため、振動付与対象材が劣化する可能性があるが、角部を排除することで、これを防止することができる。
例えば、図1(b)に示す先端凸部102aに対して面取り加工を施すことで先端凸部102aに角がない形状とすることができる。
Like the tip convex portion 102a shown in FIG. 6, the cross-sectional shape of the tip convex portion 102a desirably has a configuration in which corner portions are excluded. If there is a corner, when the vibration imparting target material is vibrated and heated, the portion on the surface of the vibration imparting target material that comes into contact with the corner is extremely pressurized, which may cause the vibration imparting target material to deteriorate. However, this can be prevented by eliminating the corners.
For example, the tip convex portion 102a can be shaped without a corner by chamfering the tip convex portion 102a shown in FIG.

振動付与対象材の表面において、凸部頂面102tが接触する部分は発熱が遅い。また、上述したように接触する部分における圧力が高いほど発熱し易くなる。図6に示すように、先端凸部102aを半円状等の先端がR形状となる断面形状とすることで、先端凸部102aの先端によって振動付与対象材の表面を加圧する圧力が高くなり、発熱しやすくなる。これにより、発熱速度を速くすることができ、振動エネルギーの熱エネルギーへの変換効率を向上させ、消費電力を低減することができる。   On the surface of the vibration imparting target material, the portion where the convex top surface 102t comes into contact generates heat slowly. Further, as described above, the higher the pressure in the contacting portion, the easier it is to generate heat. As shown in FIG. 6, by making the tip convex portion 102a into a cross-sectional shape having a rounded tip, such as a semicircular shape, the pressure to pressurize the surface of the vibration application target material by the tip of the tip convex portion 102a increases. It becomes easy to generate heat. As a result, the heat generation rate can be increased, the conversion efficiency of vibration energy into heat energy can be improved, and the power consumption can be reduced.

図7は、先端凸部102aの断面形状を台形状とした定着装置100が備える振動器1の下端近傍の拡大説明図である。先端凸部102aを台形状とすることで、凸部頂面102tの面積が狭くなり、先端凸部102aの先端によって振動付与対象材の表面を加圧する圧力が高くなり、発熱しやすくなる。これにより、発熱速度を速くすることができ、振動エネルギーの熱エネルギーへの変換効率を向上させ、消費電力を低減することができる。   FIG. 7 is an enlarged explanatory view of the vicinity of the lower end of the vibrator 1 provided in the fixing device 100 in which the cross-sectional shape of the tip convex portion 102a is trapezoidal. By making the tip convex portion 102a trapezoidal, the area of the top surface 102t of the convex portion is narrowed, and the pressure to pressurize the surface of the material to which vibration is applied by the tip of the tip convex portion 102a is increased, and heat is easily generated. As a result, the heat generation rate can be increased, the conversion efficiency of vibration energy into heat energy can be improved, and the power consumption can be reduced.

図8は、先端凸部102aを半球形状とし、その配置を千鳥パターンとした定着装置100が備える振動器1のホーン先端面102の拡大説明図であり、図8(a)は正面図、図8(b)は下面図、図8(c)は側面図である。
先端凸部102aを図8に示す配置とすることで、振動付与対象材の搬送方向の温度ムラを防止するとともに、振動付与対象材に対する先端凸部102aの接触面積を低減でき、先端凸部102aが接触する領域の圧力を大きくすることが出来る。
FIG. 8 is an enlarged explanatory view of the horn tip surface 102 of the vibrator 1 provided in the fixing device 100 in which the tip convex portion 102a has a hemispherical shape and the arrangement thereof is a staggered pattern, and FIG. 8 (a) is a front view, FIG. 8 (b) is a bottom view and FIG. 8 (c) is a side view.
By arranging the tip convex portion 102a as shown in FIG. 8, temperature unevenness in the conveyance direction of the vibration application target material can be prevented, and the contact area of the tip convex portion 102a with respect to the vibration application target material can be reduced. It is possible to increase the pressure in the area where the contacts.

また、先端凸部102aを千鳥パターンとすることで、図1(c)に示すような帯状の先端凸部102aを形成した構成に比べて、振動付与対象材の表面において、加圧される領域と加圧されない領域との境界となる部分の範囲を広く設定することができる。これにより、より効率的な加熱が可能となる。   Further, by forming the tip convex portion 102a in a staggered pattern, a region to be pressed on the surface of the vibration application target material as compared with the configuration in which the belt-like tip convex portion 102a as shown in FIG. 1C is formed. And a range of a portion serving as a boundary between the non-pressurized region can be set wide. Thereby, more efficient heating becomes possible.

振動器1の振動部材側対向面に形成する凹凸形状としては、上述した形状に限らず、振動器1の振動部材側対向面に凹凸形状を形成することで、振動部材側対向面に凹凸形状が無い構成に比べて、振動付与対象材を発熱し易くする効果がある。   The uneven shape formed on the vibration member side facing surface of the vibrator 1 is not limited to the above-described shape, and the uneven shape is formed on the vibration member side facing surface of the vibrator 1 by forming the uneven shape on the vibration member side facing surface. There is an effect that the vibration application target material easily generates heat as compared with the configuration without the above.

図9は、振動付与対象材の表面移動方向上流側は、図8に示す構成と同様に半球形状の先端凸部102aを千鳥パターンに配置し、その表面移動方向下流側に下流側平坦凸部102cを備える振動器1のホーン先端面102の拡大説明図である。図9(a)は正面図、図9(b)は下面図、図9(c)は側面図である。
図9に示す振動器1のホーン先端面102では、先端凸部102aと先端凹部102bとによって凹凸を構成する表面に加え、振動付与対象材の表面移動方向下流側に下流側平坦凸部102cによって平坦面102dを構成している。
FIG. 9 shows that, on the upstream side in the surface movement direction of the vibration imparting target material, the hemispherical tip convex portions 102a are arranged in a staggered pattern in the same manner as in the configuration shown in FIG. It is expansion explanatory drawing of the horn front end surface 102 of the vibrator 1 provided with 102c. 9A is a front view, FIG. 9B is a bottom view, and FIG. 9C is a side view.
In the horn tip surface 102 of the vibrator 1 shown in FIG. 9, in addition to the surface constituting the projections and depressions by the tip projections 102a and the tip recesses 102b, the downstream flat projections 102c are provided downstream in the surface movement direction of the vibration application target material. A flat surface 102d is formed.

図10は、図9に示す振動器1を取り付けた実施例1の定着装置100の定着部9の拡大説明図である。
上述したように、振動付与対象材である転写紙Sにおける振動器1に加圧される領域と加圧されない領域との境界の近傍で発熱した部分は、その搬送方向下流側に移動していく。発熱による熱と凹凸を形成する先端凸部102aの加圧とによって転写紙Sへのトナーの定着が可能である。しかし、転写紙Sの搬送方向上流側の凹凸部分で加熱された状態のトナーを平坦面102dで確実に加圧することで転写紙Sへのトナーの定着をより強固にする効果がある。
平坦面102dは、振動付与対象材の表面上で表面移動方向に直交する幅方向の全域で一様であり、振動付与対象材の表面移動方向の長さが先端凸部102aの凸部頂面102tよりも十分に長い長方形の平面である。なお、図10に示す構成では、先端凸部102aが半球形状であるため、凸部頂面102tの上記表面移動方向の長さは非常に短くなる。この場合、平坦面102dの上記表面移動方向の長さが、振動付与対象材に対する先端凸部102aの接触部の上記表面移動方向の長さよりも十分に長い形状とする。
FIG. 10 is an enlarged explanatory diagram of the fixing unit 9 of the fixing device 100 according to the first embodiment to which the vibrator 1 illustrated in FIG. 9 is attached.
As described above, the portion of the transfer paper S, which is the vibration application target material, that generates heat near the boundary between the area that is pressed by the vibrator 1 and the area that is not pressed moves to the downstream side in the transport direction. . The toner can be fixed onto the transfer paper S by heat generated by heat generation and pressurization of the convex portion 102a that forms the unevenness. However, there is an effect that the toner on the transfer sheet S is more firmly fixed by pressurizing the toner heated in the uneven portion on the upstream side in the conveyance direction of the transfer sheet S with the flat surface 102d.
The flat surface 102d is uniform over the entire surface in the width direction orthogonal to the surface movement direction on the surface of the vibration application target material, and the length in the surface movement direction of the vibration application target material is the top surface of the convex portion of the tip convex portion 102a. It is a rectangular plane that is sufficiently longer than 102t. In the configuration shown in FIG. 10, since the tip convex portion 102a has a hemispherical shape, the length of the convex top surface 102t in the surface movement direction is very short. In this case, the length in the surface movement direction of the flat surface 102d is set to be sufficiently longer than the length in the surface movement direction of the contact portion of the tip protrusion 102a with respect to the vibration application target material.

図11は、ホーン先端面102における上流側に配置した先端凸部102aと下流側に配置した下流側平坦凸部102cとの加圧方向の大きさ(高さ)を下流側平坦凸部102cの方が小さくした構成の説明図である。
下流側平坦凸部102cの加圧方向の大きさが大きい場合、すなわち、先端凸部102aの加圧方向の先端よりも平坦面102dの方が転写紙S等の振動付与対象材に近い構成であると、次のような不具合が生じる。
FIG. 11 shows the size (height) in the pressurization direction between the tip convex portion 102a arranged on the upstream side of the horn tip surface 102 and the downstream flat convex portion 102c arranged on the downstream side of the downstream flat convex portion 102c. It is explanatory drawing of the structure made smaller.
When the downstream flat convex portion 102c is large in the pressing direction, that is, the flat surface 102d is closer to the vibration application target material such as the transfer paper S than the leading end of the leading convex portion 102a in the pressing direction. If so, the following problems occur.

下流側平坦凸部102cの加圧方向の大きさが大きい場合、振動器1が振動付与対象材への加圧力としては、下流側平坦凸部102cによる加圧力が大きくなり、上流側に配置した先端凸部102aによる加圧力が小さくなる。先端凸部102aを設けた凹凸部分は、ホーン先端面102と対向する部分に対して振動器1に加圧する領域と加圧しない領域との境界の近傍となる部分の割合が多く、下流側平坦凸部102cよりも振動エネルギーを熱エネルギーに変換する変換効率が高い。よって、先端凸部102aによる加圧力が小さくなると、先端凸部102aの振動付与対象材に対する接触が不安定になり、発熱量が低下する恐れがある。   When the size of the downstream flat convex portion 102c in the pressurizing direction is large, the pressure applied by the vibrator 1 to the vibration application target material is increased by the downstream flat convex portion 102c, and is disposed on the upstream side. The pressure applied by the tip convex portion 102a is reduced. The uneven portion provided with the tip convex portion 102a has a large proportion of the portion that is near the boundary between the region that pressurizes the vibrator 1 and the region that does not pressurize the portion facing the horn tip surface 102, and is flat on the downstream side. The conversion efficiency for converting vibration energy into heat energy is higher than that of the convex portion 102c. Therefore, when the applied pressure by the tip convex portion 102a is small, the contact of the tip convex portion 102a with the vibration application target material becomes unstable, and the amount of heat generation may be reduced.

これに対して、図11に示す構成では、下流側平坦凸部102cの加圧方向の大きさを小さくする、すなわち、先端凸部102aの加圧方向の先端よりも平坦面102dの方が振動付与対象材から離れた位置となるように配置している。このような構成とすることで、先端凸部102aの振動付与対象材に対する接触が安定し、上流側の先端凸部102aを設けた凹凸部分での発熱を阻害することを防止する効果がある。下流側平坦凸部102cの加圧方向の大きさは、振動付与対象材の表面に対して、確実に接触・加圧できる大きさであればよい。   On the other hand, in the configuration shown in FIG. 11, the size of the downstream flat convex portion 102c in the pressing direction is reduced, that is, the flat surface 102d vibrates more than the tip of the tip convex portion 102a in the pressing direction. It arrange | positions so that it may become a position away from the provision object material. By adopting such a configuration, the contact of the tip convex portion 102a with the vibration application target material is stabilized, and there is an effect of preventing the heat generation at the uneven portion provided with the upstream tip convex portion 102a from being inhibited. The size of the downstream flat convex portion 102c in the pressurizing direction may be a size that can reliably contact and pressurize the surface of the vibration application target material.

図12は、図1を用いて説明した先端凹部102bとなる溝を幅方向に延在するように形成することで先端凸部102aを形成した凹凸部の下流側に、下流側平坦凸部102cを設けたホーン先端面102の拡大説明図である。
図12に示す構成では、振動付与対象材の表面移動方向幅方向に直交する幅方向について一様な形状である点は、下流側平坦凸部102cと先端凸部102aとが共通する。しかし、振動付与対象材の表面移動方向幅方向の長さが、先端凸部102aの凸部頂面102tに対して下流側平坦凸部102cの平坦面102dが十分に長い点で異なる。これにより、振動付与対象材が転写紙Sである場合に、転写紙Sの搬送方向上流側の凹凸部分で加熱された状態のトナーを平坦面102dで確実に加圧することができ、転写紙Sへのトナーの定着をより強固にする効果がある。
FIG. 12 shows a downstream flat convex portion 102c on the downstream side of the concavo-convex portion where the tip convex portion 102a is formed by forming the groove to be the tip concave portion 102b described with reference to FIG. 1 so as to extend in the width direction. It is expansion explanatory drawing of the horn front end surface 102 provided with.
In the configuration shown in FIG. 12, the downstream flat convex portion 102c and the tip convex portion 102a are common in that the shape is uniform in the width direction perpendicular to the width direction of the surface movement direction of the vibration application target material. However, the length in the width direction of the surface movement direction of the vibration imparting target material is different in that the flat surface 102d of the downstream flat convex portion 102c is sufficiently longer than the convex top surface 102t of the tip convex portion 102a. Accordingly, when the vibration application target material is the transfer paper S, the toner heated in the uneven portion on the upstream side in the conveyance direction of the transfer paper S can be reliably pressed by the flat surface 102d. This has the effect of further strengthening the toner fixing to the toner.

振動器1に用いる超音波振動手段としては、磁歪振動子、電歪振動子などの各種の振動子を利用することができる。超音波振動として加えられる振動周波数は特に制限はなく20[kHz]〜1.0[MHz]の範囲であることが望ましい。20[kHz]以下の周波数では人間の可聴音域であり定着装置100を動作させることにより周囲への騒音になる。さらに、振動による発熱間隔が長くなり周囲への熱の散逸が無視できなくなり、定着に必要となる温度が得られなくなる。また、1[MHz]以上の周波数では振動工具の振幅が小さくなることから発熱量が少なくなり、やはり定着に必要な温度が得られなくなる。   As the ultrasonic vibration means used for the vibrator 1, various vibrators such as a magnetostrictive vibrator and an electrostrictive vibrator can be used. The vibration frequency applied as the ultrasonic vibration is not particularly limited and is preferably in the range of 20 [kHz] to 1.0 [MHz]. When the frequency is 20 [kHz] or lower, it is a human audible sound range, and when the fixing device 100 is operated, noise is generated to the surroundings. Further, the heat generation interval due to vibration becomes long, and heat dissipation to the surroundings cannot be ignored, and the temperature required for fixing cannot be obtained. Further, at a frequency of 1 [MHz] or more, the amplitude of the vibration tool is reduced, so that the amount of heat generation is reduced, and the temperature necessary for fixing cannot be obtained.

振動付与対象材に対する振動器1の接触する部分を備えるホーン部101の振幅は、0.5[μm]以上、15[μm]以下の範囲であることが好ましい。振幅が0.5[μm]未満であると、振動付与対象材の変形量が小さく、動摩擦による摩擦熱と内部摩擦による摩擦熱とがともに発生する熱エネルギーが小さくなり、必要な熱エネルギーを得ることが出来なくなるおそれがある。一方、振幅が15[μm]を超えると、振動付与対象材の劣化が許容できなくなるおそれがある。振動付与対象材の劣化として、振動付与対象材が転写紙S等の記録媒体である場合は、出力したものの品質の低下に繋がるおそれがあり、後述するように振動付与対象材が熱伝達ベルトである場合は、劣化による寿命の低下に繋がるおそれがある。
振動による発熱は、周波数及び振幅に依存するため適宜設定することが好ましい。
It is preferable that the amplitude of the horn part 101 provided with the part which the vibrator 1 contacts with respect to the vibration application target material is in a range of 0.5 [μm] or more and 15 [μm] or less. When the amplitude is less than 0.5 [μm], the deformation amount of the material to which vibration is applied is small, the thermal energy generated by both frictional heat due to dynamic friction and frictional heat due to internal friction is reduced, and the necessary thermal energy is obtained. There is a risk that it will not be possible. On the other hand, when the amplitude exceeds 15 [μm], there is a risk that the deterioration of the material to which vibration is applied cannot be allowed. When the vibration imparting target material is a recording medium such as the transfer paper S as the vibration imparting target material deterioration, there is a possibility that the quality of the output material may be reduced. As will be described later, the vibration imparting target material is a heat transfer belt. In some cases, there is a risk of shortening the service life due to deterioration.
Since heat generation due to vibration depends on the frequency and amplitude, it is preferable to set appropriately.

振動付与対象材に対する振動器1の接触する部分を備えるホーン部101の材質としては、アルミニウムやジュラルミン等の金属材料を用いる。さらに、接触する部分となるホーン先端面102には、セラミック部材であるジルコニアをコーティングしている。
少なくとも振動付与対象材と接触する部分をジルコニア等の断熱材で構成することで接触振動による摩擦で発生した熱がホーン部101に伝達されることを抑制できるため、振動付与対象材に対する発熱のロスを防止する効果が得られる。
また、硬質材料であるセラミックとしたことでホーン部101の強度が維持でき、振動伝達のロスも低減できるため発熱効率の低下を抑制する効果がある。なお、ホーン部101全体を断熱効果の高い材質として構成してもよい。
A metal material such as aluminum or duralumin is used as the material of the horn unit 101 that includes a portion of the vibrator 1 that contacts the vibration application target material. Furthermore, the horn front end surface 102 which becomes a contact portion is coated with zirconia which is a ceramic member.
Since at least the portion that comes into contact with the vibration application target material is made of a heat insulating material such as zirconia, heat generated by friction due to contact vibration can be suppressed from being transmitted to the horn unit 101, and thus heat loss to the vibration application target material can be suppressed. The effect which prevents is obtained.
Moreover, since the strength of the horn part 101 can be maintained and the loss of vibration transmission can be reduced by using ceramic which is a hard material, there is an effect of suppressing a decrease in heat generation efficiency. In addition, you may comprise the horn part 101 whole as a material with a high heat insulation effect.

図1に示す定着装置100では、ホーン先端面102の長手方向の寸法である振動部材側対向面幅Wを転写紙Sの幅方向に対応する長さとしている。しかし、複数個の振動器1を幅方向に並べて配置することも可能であり、定着対向ローラ3等の振動対向部材に対して転写紙S等の振動付与対象材を介して対向する位置に配置すれば同様の効果を得ることが出来る。   In the fixing device 100 shown in FIG. 1, the vibration member side facing surface width W, which is a dimension in the longitudinal direction of the horn tip surface 102, is set to a length corresponding to the width direction of the transfer sheet S. However, it is also possible to arrange a plurality of vibrators 1 side by side in the width direction, and to be arranged at a position facing a vibration facing member such as the fixing facing roller 3 via a vibration application target material such as a transfer sheet S. If it does, the same effect can be acquired.

実施例1の定着装置100では、振動部材に対向する振動対向部材をローラ状の定着対向ローラ3を用いている。定着対向ローラ3は、不図示の駆動源によって図1中の矢印D方向に回転駆動する。また、定着対向ローラ3の表面には弾性層を備えている。弾性層はある程度の変形量を確保するために300[μm]〜4[mm]の範囲であることが好ましい。弾性材料の硬度や厚みにより変形量が異なり発熱量や部材寿命等が異なるため、弾性材料の硬度や厚みは適宜選択することが望ましい。
実施例1の定着装置100では、定着対向ローラ3の弾性層を形成する弾性材料として、シリコン樹脂を使用しているがこれに限定するものではない。弾性を持つ材料であれば振動部材の振動によって変形し、発熱する。
In the fixing device 100 according to the first exemplary embodiment, the roller-facing fixing roller 3 is used as the vibration facing member that faces the vibration member. The fixing counter roller 3 is rotationally driven in the direction of arrow D in FIG. 1 by a driving source (not shown). Further, the surface of the fixing counter roller 3 is provided with an elastic layer. The elastic layer is preferably in the range of 300 [μm] to 4 [mm] in order to ensure a certain amount of deformation. Since the amount of deformation differs depending on the hardness and thickness of the elastic material, and the amount of heat generation, member life, and the like differ, it is desirable to select the hardness and thickness of the elastic material as appropriate.
In the fixing device 100 of the first embodiment, silicon resin is used as the elastic material for forming the elastic layer of the fixing counter roller 3, but the invention is not limited to this. If the material has elasticity, it is deformed by the vibration of the vibration member and generates heat.

〔実施例2〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第二の実施例(以下、実施例2と呼ぶ)について説明する。
図13は、実施例2の定着装置100の説明図である。実施例2の定着装置100は、振動部材である振動器1と、無端状の定着ベルト2と、振動器1の先端との間で定着ベルト2を介して転写紙Sを狭持する振動対向部材である定着対向ローラ3とを備える。定着ベルト2は、張架ローラの一つが駆動ローラとして回転駆動することで、図13中の矢印E方向に無端移動する。
実施例2の定着装置100は、定着ベルト2を備える点で実施例1の定着装置100と異なり、他の点は共通するため、共通する点については説明を省略する。
[Example 2]
Next, a second embodiment (hereinafter referred to as a second embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 13 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the second embodiment. The fixing device 100 according to the second exemplary embodiment is configured so that the transfer sheet S is held between the vibrator 1 that is a vibration member, the endless fixing belt 2, and the tip of the vibrator 1 via the fixing belt 2. And a fixing counter roller 3 as a member. The fixing belt 2 moves endlessly in the direction of arrow E in FIG. 13 when one of the stretching rollers is rotationally driven as a driving roller.
The fixing device 100 according to the second embodiment is different from the fixing device 100 according to the first embodiment in that the fixing device 100 includes the fixing belt 2, and the other points are the same. Therefore, the description of the common points is omitted.

実施例2の定着装置100が備える振動器1は、無端状の定着ベルト2の内側に配置されており、定着ベルト2を介して転写紙Sと定着対向ローラ3に振動を付与する構成となっている。実施例2の定着装置100では、振動器1と定着対向ローラ3とが加熱装置を構成し、振動が付与されることで昇温する振動付与対象材は定着ベルト2及び転写紙Sである。定着装置100が備える振動器1は、定着部9で定着ベルト2の内周面に接触し、この振動側対向面であるホーン先端面102には実施例1と同様に凹凸形状が形成されている。
また、定着ベルト2の転写紙Sと接触する側の表面には弾性層を備え、弾性層を介して転写紙Sを加圧振動させている。弾性層が転写紙S上の未定着トナー7と密着するため、弾性層で発熱した熱がトナーへ移動しやすくなる利点がある。
The vibrator 1 included in the fixing device 100 according to the second embodiment is disposed inside the endless fixing belt 2 and applies vibration to the transfer sheet S and the fixing counter roller 3 via the fixing belt 2. ing. In the fixing device 100 according to the second exemplary embodiment, the vibrator 1 and the fixing counter roller 3 constitute a heating device, and the vibration application target materials that increase in temperature when the vibration is applied are the fixing belt 2 and the transfer paper S. The vibrator 1 provided in the fixing device 100 comes into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 2 at the fixing unit 9, and the horn tip surface 102, which is the vibration-side facing surface, has a concavo-convex shape as in the first embodiment. Yes.
Further, an elastic layer is provided on the surface of the fixing belt 2 on the side in contact with the transfer paper S, and the transfer paper S is pressure-vibrated through the elastic layer. Since the elastic layer is in close contact with the unfixed toner 7 on the transfer paper S, there is an advantage that the heat generated by the elastic layer is easily transferred to the toner.

〔実施例3〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第三の実施例(以下、実施例3と呼ぶ)について説明する。
図14は、実施例3の定着装置100の説明図である。実施例3の定着装置100は、振動部材である振動器1と、定着ベルト2とを備え、振動器1の先端との間で定着ベルト2を介して転写紙Sを狭持する振動対向部材として、回転しない固定型定着対向部材301を備える。実施例3は、振動対向部材が回転しない固定型定着対向部材301である点で実施例2と異なり、他の点は共通するため、共通する点については説明を省略する。
Example 3
Next, a third embodiment (hereinafter referred to as a third embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 14 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the third embodiment. A fixing device 100 according to the third exemplary embodiment includes a vibrator 1 that is a vibration member and a fixing belt 2, and a vibration facing member that holds the transfer paper S between the front end of the vibrator 1 and the fixing belt 2. As shown, a fixed fixing counter member 301 that does not rotate is provided. The third embodiment is different from the second embodiment in that the vibration facing member is a fixed fixing facing member 301 that does not rotate, and the other points are the same. Therefore, the description of the common points is omitted.

定着部9で振動器1と対向する定着対向部材としては、実施例1や実施例2のように、回転するローラ状に限るものではない。実施例1では、搬送されてきた転写紙Sをローラ状の定着対向ローラ3が回転駆動することで搬送する構成としたが、実施例3のように、定着ベルト2を備える構成としたため、定着ベルト2を無端移動させることで、転写紙Sの搬送が可能となる。固定型定着対向部材301は、弾性層を備えているので加熱効果は同様である。
実施例3の定着装置100では、振動器1と固定型定着対向部材301とが加熱装置を構成し、振動が付与されることで昇温する振動付与対象材は定着ベルト2及び転写紙Sである。
The fixing facing member facing the vibrator 1 in the fixing unit 9 is not limited to the rotating roller shape as in the first and second embodiments. In the first embodiment, the transfer sheet S that has been transported is transported by the roller-shaped fixing counter roller 3 being rotationally driven. However, as in the third embodiment, since the fixing belt 2 is provided, fixing is performed. The transfer sheet S can be conveyed by moving the belt 2 endlessly. Since the fixed-type fixing facing member 301 includes an elastic layer, the heating effect is the same.
In the fixing device 100 according to the third exemplary embodiment, the vibrator 1 and the fixed-type fixing facing member 301 constitute a heating device, and the vibration application target material that is heated by application of vibration is the fixing belt 2 and the transfer sheet S. is there.

〔実施例4〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第四の実施例(以下、実施例4と呼ぶ)について説明する。
図14は、実施例4の定着装置100の説明図である。実施例4の定着装置100は、振動部材である振動器1と、定着ベルト2と、固定型定着対向部材301と、無端状の定着対向ベルト302とを備える。定着対向ベルト302は、張架ローラの一つが駆動ローラとして回転駆動することで、図15中の矢印F方向に無端移動する。実施例4は、固定型定着対向部材301と定着ベルト2との間で狭持される定着対向ベルト302を備える点で実施例3と異なり、他の点は共通するため、共通する点については説明を省略する。
Example 4
Next, a fourth embodiment (hereinafter referred to as a fourth embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 14 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the fourth embodiment. The fixing device 100 according to the fourth exemplary embodiment includes a vibrator 1 that is a vibration member, a fixing belt 2, a fixed-type fixing facing member 301, and an endless fixing facing belt 302. The fixing facing belt 302 moves endlessly in the direction of arrow F in FIG. 15 when one of the stretching rollers is rotationally driven as a driving roller. The fourth embodiment is different from the third embodiment in that a fixing counter belt 302 is sandwiched between the fixed fixing counter member 301 and the fixing belt 2, and the other points are common. Description is omitted.

回転しない固定型定着対向部材301と定着ベルト2との間に、無端移動する定着対向ベルト302を備える構成としたことで、実施例3の定着装置100に比べて転写紙Sの搬送を安定させることができる。また、定着対向ベルト302の転写紙Sと接触する側の表面に弾性層を備えているので、振動による加熱効果は同様に得られる。
実施例4の定着装置100では、振動器1と固定型定着対向部材301とが加熱装置を構成し、振動が付与されることで昇温する振動付与対象材は定着ベルト2、転写紙S及び定着対向ベルト302である。
Since the fixing facing belt 302 that moves endlessly is provided between the fixed fixing facing member 301 that does not rotate and the fixing belt 2, the conveyance of the transfer sheet S is stabilized as compared with the fixing device 100 of the third embodiment. be able to. In addition, since the elastic layer is provided on the surface of the fixing facing belt 302 that is in contact with the transfer sheet S, the heating effect by vibration can be obtained in the same manner.
In the fixing device 100 according to the fourth exemplary embodiment, the vibrator 1 and the fixed-type fixing facing member 301 constitute a heating device, and the vibration application target material that is heated by application of vibration is the fixing belt 2, the transfer paper S, and the like. This is a fixing facing belt 302.

〔実施例5〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第五の実施例(以下、実施例5と呼ぶ)について説明する。
図16は、実施例5の定着装置100の説明図である。実施例5の定着装置100は、振動部材である振動器1と、振動器1のホーン先端面102との接触部となる定着部9で転写紙Sを狭持する振動対向部材である定着ローラ210とを備える。定着ローラ210は、不図示の駆動源によって回転駆動が伝達されることで、図16中の矢印G方向に回転駆動する。
Example 5
Next, a fifth embodiment (hereinafter referred to as embodiment 5) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 16 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the fifth embodiment. The fixing device 100 according to the fifth exemplary embodiment includes a fixing roller that is a vibration facing member that holds the transfer sheet S at a fixing portion 9 that is a contact portion between the vibrator 1 that is a vibrating member and the horn tip surface 102 of the vibrator 1. 210. The fixing roller 210 is rotationally driven in the direction of arrow G in FIG. 16 when rotational driving is transmitted by a driving source (not shown).

実施例5の定着装置100は、図1に示した実施例1と同様の構成部材を備える。すなわち、定着ローラ210は、実施例1の定着対向ローラ3と同様の構成である。実施例1の定着装置100は、未定着トナー像が担持された側の転写紙Sの表面に振動器1のホーン先端面102が接触する構成である。一方、実施例5の定着装置100は、転写紙Sの未定着トナー像が担持された表面の反対側の表面に振動器1のホーン先端面102が接触する点で異なる。   The fixing device 100 according to the fifth exemplary embodiment includes the same components as those according to the first exemplary embodiment illustrated in FIG. That is, the fixing roller 210 has the same configuration as the fixing counter roller 3 of the first embodiment. The fixing device 100 according to the first exemplary embodiment has a configuration in which the horn tip surface 102 of the vibrator 1 is in contact with the surface of the transfer sheet S on the side where an unfixed toner image is carried. On the other hand, the fixing device 100 of the fifth embodiment is different in that the horn tip surface 102 of the vibrator 1 is in contact with the surface of the transfer paper S opposite to the surface on which the unfixed toner image is carried.

振動対向部材である定着ローラ210には、搬送されてくる転写紙Sの未定着トナー像が担持された表面に接触する表面に弾性層を設けている。転写紙Sに振動が付与されると、振動器1に加圧される側の転写紙Sの表面で発熱するとともに、定着ローラ210に接触する側の転写紙Sの表面や定着ローラ210の弾性層でも発熱する。
発熱する弾性層の表面に未定着トナー7が接触し、加熱されるため、未定着トナーへの熱が伝達し易くなる。このため、より効率よく転写紙Sにトナー像を定着させることが可能となる。
また、弾性層は断熱性を有するため、発熱した表面の熱がその内側に伝わりにくく、表面の熱が内側に伝わることに起因する熱エネルギーの損失が生じ難い。そして、転写紙Sは発熱した表面と接触して加熱されるため、効率的な加熱を行うことが出来る。
実施例5の定着装置100では、振動器1と定着ローラ210とが加熱装置を構成し、振動が付与されることで昇温する振動付与対象材は転写紙Sである。
The fixing roller 210, which is a vibration facing member, is provided with an elastic layer on the surface that contacts the surface of the transfer sheet S that is conveyed on which the unfixed toner image is carried. When vibration is applied to the transfer sheet S, heat is generated on the surface of the transfer sheet S on the side pressed by the vibrator 1, and the elasticity of the surface of the transfer sheet S on the side in contact with the fixing roller 210 and the elasticity of the fixing roller 210. The layer also generates heat.
Since the unfixed toner 7 comes into contact with the surface of the elastic layer that generates heat and is heated, the heat to the unfixed toner is easily transmitted. For this reason, it becomes possible to fix the toner image on the transfer paper S more efficiently.
Further, since the elastic layer has a heat insulating property, the heat generated on the surface is difficult to be transmitted to the inside, and the loss of heat energy due to the surface heat transmitted to the inside hardly occurs. Since the transfer paper S is heated in contact with the heat-generated surface, efficient heating can be performed.
In the fixing device 100 according to the fifth exemplary embodiment, the vibrator 1 and the fixing roller 210 constitute a heating device, and the vibration application target material that is heated by the application of vibration is the transfer paper S.

〔実施例6〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第六の実施例(以下、実施例6と呼ぶ)について説明する。
図17は、実施例6の定着装置100の説明図である。実施例6の定着装置100は、振動部材である振動器1と、振動器1の先端との接触部となる定着部9で転写紙Sを狭持する振動対向部材である定着ローラ210と、定着ベルト2とを備える。定着ベルト2は、張架ローラの一つを構成する定着ローラ210が図17中の矢印G方向に回転することで、図17中の矢印E方向に無端移動する。
実施例6の定着装置100は、転写紙Sの未定着トナー像を担持した表面と接触する側に無端状のベルトである定着ベルト2を配置した点で実施例5と異なり、他の点は共通するため、共通する点については説明を省略する。
Example 6
Next, a sixth embodiment (hereinafter referred to as a sixth embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 17 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the sixth embodiment. The fixing device 100 according to the sixth exemplary embodiment includes a vibrator 1 that is a vibration member and a fixing roller 210 that is a vibration facing member that holds the transfer sheet S at a fixing unit 9 that is a contact portion between the vibration member 1 and the tip. A fixing belt 2. The fixing belt 2 moves endlessly in the direction of arrow E in FIG. 17 when the fixing roller 210 constituting one of the stretching rollers rotates in the direction of arrow G in FIG.
The fixing device 100 of the sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that the fixing belt 2 that is an endless belt is disposed on the side of the transfer paper S that contacts the surface carrying the unfixed toner image. Since they are common, description of common points is omitted.

実施例6では、定着ベルト2の外周面に弾性層を形成しているため、この弾性層に振動が付与されることで発熱する。弾性層が形成された表面に未定着トナー像を担持した転写紙Sの表面と接触するため弾性層で発熱した熱がトナーへ移動しやすくなる利点がある。
実施例6の定着装置100では、振動器1と定着ローラ210とが加熱装置を構成し、振動が付与されることで昇温する振動付与対象材は定着ベルト2及び転写紙Sである。
In Example 6, since the elastic layer is formed on the outer peripheral surface of the fixing belt 2, heat is generated by applying vibration to the elastic layer. Since the surface on which the elastic layer is formed is in contact with the surface of the transfer paper S carrying the unfixed toner image, there is an advantage that heat generated by the elastic layer is easily transferred to the toner.
In the fixing device 100 according to the sixth exemplary embodiment, the vibrator 1 and the fixing roller 210 constitute a heating device, and the vibration application target materials that increase in temperature when the vibration is applied are the fixing belt 2 and the transfer sheet S.

図18は、実施例6の変形例の定着装置100の説明図である。
図18に示す定着装置100は、振動付与対象材である定着ベルト2を介して振動器1と対向する振動対向部材が回転しない固定型定着部材211である点で実施例6と異なる。振動対向部材として固定型定着部材211を用いる構成であっても、定着ローラ210を備える構成と同様に定着を行うことが可能である。
図18に示す変形例の定着装置100では、振動器1と固定型定着部材211とが加熱装置を構成し、振動が付与されることで昇温する振動付与対象材は定着ベルト2及び転写紙Sである。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a fixing device 100 according to a modification of the sixth embodiment.
The fixing device 100 shown in FIG. 18 is different from the sixth embodiment in that the vibration facing member that faces the vibrator 1 via the fixing belt 2 that is a vibration application target material is a fixed fixing member 211 that does not rotate. Even in the configuration using the fixed fixing member 211 as the vibration facing member, fixing can be performed in the same manner as the configuration including the fixing roller 210.
In the fixing device 100 of the modified example shown in FIG. 18, the vibrator 1 and the fixed fixing member 211 constitute a heating device, and the vibration application target material that rises in temperature when vibration is applied is the fixing belt 2 and the transfer paper. S.

定着ベルト2を備える構成では、図17に示す定着装置100のように定着部9で振動器1と定着ベルト2を挟んで対向する振動対向部材が定着ローラ210の場合は、振動対向部材である定着ローラ210を駆動ローラとすることが出来る。
一方、図18に示す定着装置100のように定着部9で振動器1と定着ベルト2を挟んで対向する振動対向部材が固定型定着部材211の場合は、固定型定着部材211以外の張架部材である張架ローラを駆動ローラとする。なお、図17に示す定着ローラ210を備える構成であっても、定着ローラ210以外の張架ローラを駆動ローラとしてもよい。
In the configuration including the fixing belt 2, when the vibration facing member facing the vibration unit 1 and the fixing belt 2 with the fixing unit 9 sandwiching the fixing belt 2 as in the fixing device 100 shown in FIG. 17 is the fixing roller 210, the vibration facing member is used. The fixing roller 210 can be a driving roller.
On the other hand, in the case where the vibration opposing member that faces the vibration unit 1 and the fixing belt 2 in the fixing unit 9 is the fixed fixing member 211 as in the fixing device 100 shown in FIG. A tension roller as a member is a drive roller. In addition, even if it is the structure provided with the fixing roller 210 shown in FIG. 17, it is good also considering the stretching roller other than the fixing roller 210 as a drive roller.

〔実施例7〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第七の実施例(以下、実施例7と呼ぶ)について説明する。
図19は、実施例7の定着装置100の説明図である。実施例7の定着装置100は、振動部材である振動器1と、定着ベルト2と、定着ローラ210と、加圧ローラ303とを備える。
実施例7は、振動器1は、定着部9以外の位置で定着ベルト2の外周面に接触して振動する。また、振動器1が定着ベルト2の外周面に接触する振動付与部109の内側には振動対向部材としての固定型振動対向部材212を備える。
実施例7は、振動器1を配置する位置が異なる点以外は、実施例4と共通するため、共通する点については説明を省略する。
Example 7
Next, a seventh embodiment (hereinafter referred to as a seventh embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 19 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the seventh embodiment. The fixing device 100 according to the seventh exemplary embodiment includes a vibrator 1 that is a vibration member, a fixing belt 2, a fixing roller 210, and a pressure roller 303.
In the seventh embodiment, the vibrator 1 vibrates in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 2 at a position other than the fixing unit 9. In addition, a fixed vibration opposing member 212 as a vibration opposing member is provided inside the vibration applying unit 109 where the vibrator 1 contacts the outer peripheral surface of the fixing belt 2.
Since Example 7 is common to Example 4 except that the position where the vibrator 1 is arranged is different, description of common points is omitted.

実施例7の定着装置100では、振動器1と固定型振動対向部材212とが加熱装置を構成し、振動が付与されることで昇温する振動付与対象材は定着ベルト2である。
実施例7は、振動器1と固定型振動対向部材212とで定着ベルト2を加熱し、加熱した定着ベルト2の表面を、定着部9に搬送されてきた転写紙Sの未定着トナーが担持された表面に密着させ、加圧する構成としている。
In the fixing device 100 according to the seventh embodiment, the vibrator 1 and the fixed vibration facing member 212 constitute a heating device, and the vibration application target material that is heated by application of vibration is the fixing belt 2.
In the seventh embodiment, the fixing belt 2 is heated by the vibrator 1 and the fixed vibration facing member 212, and the surface of the heated fixing belt 2 is supported by unfixed toner on the transfer sheet S conveyed to the fixing unit 9. It is set as the structure which adheres to the made surface and pressurizes.

定着ベルト2は三つの張架ローラで張架され、張架ローラの一つである定着ローラ210に対して定着ベルト2を介して加圧接触するように、加圧ローラ303を備える。加圧ローラ303と定着ベルト2とは、定着部9で接触し、定着ニップを形成しており、この定着ニップを通過する転写紙Sを加圧する構成である。
振動器1は、定着部9(定着ニップ)に対して、定着ベルト2の無端移動方向において、上流側の外側の張架面に対向するように配置されている。また、定着ベルト2を挟んで振動器1に対向する位置には、固定型振動対向部材212が配置され、固定型振動対向部材212は定着ベルト2の内周面に加圧接触している。
The fixing belt 2 is stretched by three stretching rollers, and includes a pressure roller 303 so as to come into pressure contact with the fixing roller 210 which is one of the stretching rollers via the fixing belt 2. The pressure roller 303 and the fixing belt 2 are in contact with each other at the fixing unit 9 to form a fixing nip, and the transfer paper S that passes through the fixing nip is pressed.
The vibrator 1 is disposed so as to face an upstream stretched surface on the upstream side in the endless movement direction of the fixing belt 2 with respect to the fixing unit 9 (fixing nip). A fixed vibration facing member 212 is disposed at a position facing the vibrator 1 with the fixing belt 2 interposed therebetween, and the fixed vibration facing member 212 is in pressure contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 2.

また、定着ベルト2はその外周面、すなわち、振動器1が接触する側の表面に弾性層を備えている。振動器1が振動することで定着ベルト2の弾性層の表面が発熱し、定着ベルト2が加熱される。加熱された定着ベルト2は、無端移動によって定着部9に到達し、搬送されてきた転写紙S上の未定着トナー7に接触する。加熱された定着ベルト2が接触することで、転写紙S上のトナーは加熱によって軟化するともに定着ニップが形成された定着部9で加圧されることで、転写紙Sに定着される。   The fixing belt 2 includes an elastic layer on the outer peripheral surface thereof, that is, the surface on the side where the vibrator 1 contacts. When the vibrator 1 vibrates, the surface of the elastic layer of the fixing belt 2 generates heat, and the fixing belt 2 is heated. The heated fixing belt 2 reaches the fixing unit 9 by endless movement and comes into contact with the unfixed toner 7 on the transfer sheet S that has been conveyed. When the heated fixing belt 2 comes into contact, the toner on the transfer paper S is softened by heating and is pressed by the fixing unit 9 in which a fixing nip is formed, thereby being fixed to the transfer paper S.

実施例7のように定着部9の上流側で定着ベルト2を加熱する構成とすることで、振動器1で定着ベルト2を加熱して、加熱した定着ベルト2が転写紙Sに接触するまで、加熱によって付与された熱が定着ベルト2内で拡散する時間が得られる。上述したように、振動器1が振動付与対象材に実際に接触するのは先端凸部102aの先端であり、この先端が実際に接触する領域は振動時にはあまり昇温しない。このため、振動付与対象材である定着ベルト2内で熱が拡散する時間が得られることで、定着ベルト2の表面上で先端凸部102aの先端が実際に接触し加圧される領域にも熱が拡散する。これにより、定着ベルト2の表面上で先端凸部102aの先端が実際に接触して加圧される領域と加圧されない領域とが定着部9に到達したときに温度ムラが生じていることを抑制し、定着ムラの発生を抑制できる。
また、振動付与対象材が定着ベルト2であり、定着ベルト2が振動によって変形して加熱されるため、転写紙Sが劣化し、画像を出力したものの品質が低下することを、確実に防止できる。
Since the fixing belt 2 is heated on the upstream side of the fixing unit 9 as in the seventh embodiment, the fixing belt 2 is heated by the vibrator 1 until the heated fixing belt 2 contacts the transfer sheet S. A time for the heat applied by heating to diffuse in the fixing belt 2 is obtained. As described above, the vibrator 1 actually comes into contact with the vibration application target material at the tip of the tip convex portion 102a, and the region where the tip actually comes into contact does not rise so much during vibration. For this reason, by obtaining a time for heat to diffuse in the fixing belt 2 that is a vibration application target material, the tip of the tip convex portion 102a on the surface of the fixing belt 2 is actually contacted and pressed. Heat diffuses. As a result, the temperature unevenness occurs when the area where the tip of the tip convex portion 102a actually contacts and pressurizes on the surface of the fixing belt 2 reaches the fixing section 9. It is possible to suppress the occurrence of uneven fixing.
Further, since the material to which vibration is applied is the fixing belt 2 and the fixing belt 2 is deformed and heated by vibration, it is possible to reliably prevent the transfer paper S from being deteriorated and the quality of the output image from being deteriorated. .

〔実施例8〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第八の実施例(以下、実施例8と呼ぶ)について説明する。
図20は、実施例8の定着装置100の説明図である。実施例9の定着装置100は、振動部材である振動器1と、定着ベルト2と、定着ローラ210と、加圧ローラ303とを備える。実施例8は、実施例7と同様に、振動器1は、定着部9以外の位置で定着ベルト2の外周面に接触して振動する。また、定着ベルト2を張架する張架ローラの一つが、振動対向部材としての振動対向ローラ213である点で実施例7と異なる。その他の点は、実施例7と共通するため、共通する点については説明を省略する。
Example 8
Next, an eighth embodiment (hereinafter referred to as an eighth embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 20 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the eighth embodiment. The fixing device 100 according to the ninth embodiment includes a vibrator 1 that is a vibration member, a fixing belt 2, a fixing roller 210, and a pressure roller 303. In the eighth embodiment, similarly to the seventh embodiment, the vibrator 1 vibrates in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 2 at a position other than the fixing unit 9. Further, this embodiment is different from the seventh embodiment in that one of the stretching rollers that stretch the fixing belt 2 is a vibration facing roller 213 as a vibration facing member. Since other points are common to the seventh embodiment, description of common points is omitted.

実施例8の定着装置100では、振動器1と振動対向ローラ213とが加熱装置を構成し、振動が付与されることで昇温する振動付与対象材は定着ベルト2である。
図20に示すように、実施例8の定着装置100は、定着ベルト2を張架する張架ローラのうち、定着部9で定着ニップを形成する定着ローラ210に対して定着ベルト2の移動方向上流側の張架ローラが振動対向ローラ213である。実施例8の定着装置100では、振動対向ローラ213を定着ベルト2の張架ローラの一つ及び振動器1に対して定着ベルト2を挟んで対向する振動対向部材、との両方として兼用している。
振動対向部材を構成部材で兼用することで、部品の製造費用の低減を図ることが出来る。
In the fixing device 100 according to the eighth exemplary embodiment, the vibrator 1 and the vibration opposing roller 213 constitute a heating device, and the vibration application target material that is heated by application of vibration is the fixing belt 2.
As shown in FIG. 20, in the fixing device 100 according to the eighth embodiment, among the stretching rollers that stretch the fixing belt 2, the moving direction of the fixing belt 2 with respect to the fixing roller 210 that forms a fixing nip at the fixing unit 9. The tension roller on the upstream side is the vibration facing roller 213. In the fixing device 100 according to the eighth exemplary embodiment, the vibration facing roller 213 is used as both a tension roller of the fixing belt 2 and a vibration facing member that faces the vibrator 1 with the fixing belt 2 interposed therebetween. Yes.
By using the vibration facing member also as a constituent member, it is possible to reduce the manufacturing cost of the parts.

〔実施例9〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第九の実施例(以下、実施例9と呼ぶ)について説明する。
図21は、実施例9の定着装置100の説明図である。実施例9の定着装置100は、振動部材である振動器1と、定着ベルト2と、定着ローラ210と、加圧ローラ303とを備える。実施例9は、実施例7と同様に、振動器1が定着部9以外の位置で定着ベルト2に接触して振動する。振動器1の配置が定着ベルト2の内周面側である点で実施例7と異なり、その他の点は共通するため、共通する点については説明を省略する。
Example 9
Next, a ninth embodiment (hereinafter, referred to as a ninth embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 21 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the ninth embodiment. The fixing device 100 according to the ninth embodiment includes a vibrator 1 that is a vibration member, a fixing belt 2, a fixing roller 210, and a pressure roller 303. In the ninth embodiment, as in the seventh embodiment, the vibrator 1 vibrates by contacting the fixing belt 2 at a position other than the fixing portion 9. Unlike the seventh embodiment in that the arrangement of the vibrator 1 is on the inner peripheral surface side of the fixing belt 2, the other points are the same and the description of the common points is omitted.

実施例9の定着装置100では、定着部9(定着ニップ)に対して定着ベルト2の移動方向上流側の内側の張架面に対向するように配置されている。また、定着ベルト2を挟んで振動器1に対向する位置には、固定型振動対向部材212が配置され、固定型振動対向部材212は定着ベルト2の外周面に加圧接触している。
実施例9の定着装置100では、固定型振動対向部材212の定着ベルト2と接触する表面に弾性層を備えている。これにより、弾性層の変形で弾性層表面を加熱しやすくなるため、定着ベルト2を加熱し易いという効果が得られる。
In the fixing device 100 of Example 9, the fixing unit 9 (fixing nip) is disposed so as to face the inner tension surface on the upstream side in the moving direction of the fixing belt 2. A fixed vibration facing member 212 is disposed at a position facing the vibrator 1 across the fixing belt 2, and the fixed vibration facing member 212 is in pressure contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 2.
In the fixing device 100 according to the ninth embodiment, an elastic layer is provided on the surface of the fixed vibration facing member 212 that contacts the fixing belt 2. As a result, the elastic layer surface is easily heated by deformation of the elastic layer, so that the effect that the fixing belt 2 is easily heated can be obtained.

〔実施例10〕
次に、本発明を適用した定着装置100の第十の実施例(以下、実施例10と呼ぶ)について説明する。
図22は、実施例10の定着装置100の説明図である。実施例10の定着装置100は、振動部材である振動器1と、加熱対象ローラ214と、加圧ローラ303とを備える。実施例10は、実施例7と同様に、振動器1が、定着部9以外の位置で定着部材の表面に接触して振動する。振動器1が接触して振動を付与することで加熱する振動付与対象材が加熱対象ローラ214である点で実施例7と異なり、その他の点は共通するため、共通する点については説明を省略する。
Example 10
Next, a tenth embodiment (hereinafter referred to as a tenth embodiment) of the fixing device 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 22 is an explanatory diagram of the fixing device 100 according to the tenth embodiment. The fixing device 100 according to the tenth embodiment includes a vibrator 1 that is a vibration member, a heating target roller 214, and a pressure roller 303. In the tenth embodiment, as in the seventh embodiment, the vibrator 1 vibrates in contact with the surface of the fixing member at a position other than the fixing portion 9. Unlike the seventh embodiment in that the vibration application target material that is heated when the vibrator 1 comes into contact with the application of vibration is the heating target roller 214, the other points are the same, and the description of the common points is omitted. To do.

実施例10の定着装置100が備える加熱対象ローラ214は不図示の駆動源によって図22中の矢印H方向に回転駆動する。加圧ローラ303は加熱対象ローラ214に対して加圧接触しており、その接触部である定着部9で定着ニップを形成する。
実施例10の定着装置100では、振動器1と加熱対象ローラ214とが加熱装置を構成し、加熱対象ローラ214は振動が付与されることで昇温する振動付与対象材としての機能も備える。
The heating target roller 214 included in the fixing device 100 according to the tenth embodiment is rotationally driven in a direction indicated by an arrow H in FIG. The pressure roller 303 is in pressure contact with the roller to be heated 214, and a fixing nip is formed by the fixing unit 9 that is the contact portion.
In the fixing device 100 according to the tenth embodiment, the vibrator 1 and the heating target roller 214 constitute a heating device, and the heating target roller 214 also has a function as a vibration application target material that increases in temperature when vibration is applied.

実施例10の定着装置100では、定着部9(定着ニップ)に対して加熱対象ローラ214の表面移動方向上流側の表面に対向するように配置されている。また、加熱対象ローラ214は、表面が弾性層となっている。これにより、弾性層の変形で弾性層の表面発熱し、加熱対象ローラ214の表面が加熱される。加熱された加熱対象ローラ214の表面部分は、回転によって定着部9に到達し、搬送されてきた転写紙S上の未定着トナー7に接触する。加熱された加熱対象ローラ214の表面が接触することで、転写紙S上のトナーは加熱によって軟化するともに定着ニップが形成された定着部9で加圧されることで、転写紙Sに定着される。   In the fixing device 100 of Example 10, the fixing unit 9 (fixing nip) is disposed so as to face the upstream surface of the heating target roller 214 in the surface movement direction. Moreover, the surface of the roller to be heated 214 is an elastic layer. Accordingly, the elastic layer is deformed to generate heat on the surface of the elastic layer, and the surface of the roller to be heated 214 is heated. The heated surface portion of the heating target roller 214 reaches the fixing unit 9 by rotation, and comes into contact with the unfixed toner 7 on the transferred transfer paper S. When the surface of the heated heating roller 214 comes into contact, the toner on the transfer paper S is softened by heating and is pressed by the fixing unit 9 in which the fixing nip is formed, thereby being fixed on the transfer paper S. The

上述した各実施例に用いるローラ部材としては、アルミニウム、鉄等の金属ローラを用いることができる。
また、弾性層等を形成する弾性材料はシリコーンゴム、クロロプレーンゴムなどを用いることができる。
上述した各実施例で、無端ベルトを備える構成で使用するベルト部材としては、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属、あるいはポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱性樹脂を用いることが好ましい。
As the roller member used in each of the above-described embodiments, a metal roller such as aluminum or iron can be used.
As the elastic material forming the elastic layer, silicone rubber, chloroprene rubber, or the like can be used.
In each of the above-described embodiments, it is preferable to use a metal such as nickel, aluminum, or copper, or a heat resistant resin such as polyimide or polyetheretherketone, as a belt member used in a configuration including an endless belt.

また、少なくともトナーと接する側のローラ部材およびベルト部材の最表面層は、トナーのオフセットを防止する目的で、離型層とすることが好ましい。離型層としては、ポリビニリデンフロライド(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフロライド共重合体(THV)等などのフッ素系樹脂で構成してもよいがより薄層が好ましい。   Further, at least the outermost surface layer of the roller member and the belt member on the side in contact with the toner is preferably a release layer for the purpose of preventing toner offset. As the release layer, polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene Although it may be composed of a fluorine-based resin such as a copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymer (THV), etc., a thinner layer is preferred.

上述した各実施例では、トナーを加熱して記録媒体に定着する構成について説明したが、記録媒体に定着する樹脂微粒子としてはトナーに限るものではない。   In each of the embodiments described above, the configuration in which the toner is heated and fixed on the recording medium has been described. However, the resin fine particles fixed on the recording medium are not limited to the toner.

なお、電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナーは、従来公知のように主として樹脂成分、着色剤、極性制御剤などから構成されている。本発明を適用した定着装置が定着する樹脂微粒子(トナー)は少なくとも結着樹脂を含有する。通常の画像を出力する場合はトナーが着色剤を含有するが、オーバーコート等の目的で透明となる樹脂微粒子を定着する場合であっても、本発明を適用した定着装置を用いることが出来る。   The toner used in the electrophotographic image forming apparatus is mainly composed of a resin component, a colorant, a polarity control agent, and the like as conventionally known. The resin fine particles (toner) fixed by the fixing device to which the present invention is applied contain at least a binder resin. In the case of outputting a normal image, the toner contains a colorant, but the fixing device to which the present invention is applied can be used even when fixing resin fine particles that are transparent for purposes such as overcoat.

樹脂微粒子を構成する樹脂成分としては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、スチレン−ブタジエン系共重合体、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂などの熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、あるいはこれらの樹脂の2種類以上の混合体などが挙げられる。
また、本発明を適用した定着装置で定着する樹脂画像は樹脂微粒子に限定するものではなく、シート状に形成された樹脂画像などを定着する場合も本発明を適用した定着装置を用いることができる。
Examples of the resin component constituting the resin fine particle include heat such as styrene resin, acrylic resin, methacrylic resin, styrene-acrylic copolymer, styrene-butadiene copolymer, polyester resin, and epoxy resin. Examples thereof include a plastic resin, a thermosetting resin, and a mixture of two or more of these resins.
The resin image fixed by the fixing device to which the present invention is applied is not limited to resin fine particles, and the fixing device to which the present invention is applied can also be used when fixing a resin image or the like formed in a sheet shape. .

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
転写紙S、定着ベルト2、定着対向ベルト302及び加熱対象ローラ214等の振動付与対象材の表面に振動器1等の振動部材を接触させて振動させることで、振動付与対象材を加熱する加熱装置において、振動部材の表面において振動付与対象材の表面に対向し、その一部が振動付与対象材に接触するホーン先端面102等の振動部材側対向面に先端凸部102a及び先端凹部102b等からなる凹凸形状を有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、振動部材が振動付与対象材の表面に直交する成分を有する振動方向に振動することで、振動付与対象材に接触する振動部材側対向面が振動付与対象材に対して加圧する力が繰り返し変動する。また、振動付与対象材に接触する振動部材側対向面に凹凸形状を有することで、振動付与対象材の表面上における振動部材側対向面と対向する部分での、振動部材に加圧される領域と加圧されない領域との境界となる部分の割合を多くすることが出来る。本発明者ら上記実験例で、振動部材が接触して振動することで加圧される振動付与対象材の表面において、実際に加圧される領域と、加圧されない領域との境界の近傍が最も高温となることを見出した。このため、本態様のように、上記境界となる部分の割合を多くすることで、同じ振動を与えた場合であっても、振動によって高温となる部分の範囲を広くすることができるため、振動エネルギーを熱エネルギーに変換する変換効率の向上を図ることが可能となる。
(態様B)
態様Aにおいて、転写紙S、定着ベルト2、定着対向ベルト302及び加熱対象ローラ214等の振動付与対象材がホーン先端面102等の振動部材側対向面が接触する位置に対して表面移動することで、振動付与対象材の表面における振動部材側対向面が接触する位置が変位する構成であり、振動部材側対向面の先端凸部102a及び先端凹部102b等の凹凸形状は、振動付与対象材の表面移動方向において凹部または凸部が連続しない。
これによれば、上記実施形態について説明したように、加熱ムラを防止できる。このため、本態様の加熱装置を定着装置に用いることで、定着ムラのない定着を行うことが出来るため、加熱ムラに起因する不良画像の発生を防止できる。
(態様C)
態様AまたはBにおいて、凹凸形状を形成する先端凸部102a等の凸部は半円状の断面形状である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、凸部が振動付与対象材の表面を加圧する圧力が高くなって発熱しやすくなるとともに、角がない形状とすることで、急激な応力集中を防止でき、振動付与対象材の損傷を防止することができる。
(態様D)
態様A乃至Cの何れかの態様において、凹凸形状を形成する先端凸部102a等の凸部に、ジルコニア等の硬質断熱層を設ける。
これによれば、上記実施形態について説明したように、凸部に硬質断熱層のような硬質層を設けることで振動の減衰を抑制することができ、振動部材を振動させる振動エネルギーを熱エネルギーに変換する変換効率が向上する。さらに、凸部に硬質断熱層のような断熱層を設けることで、振動エネルギーから変換された熱エネルギーが振動部材に伝達することを抑制することができ、発熱効率が向上する。
(態様E)
態様A乃至Dの何れかの態様において、転写紙S、定着ベルト2、定着対向ベルト302及び加熱対象ローラ214等の振動付与対象材がホーン先端面102等の振動部材側対向面が接触する位置に対して表面移動することで、振動付与対象材の表面における振動部材側対向面が接触する位置が変位する構成であり、振動部材側対向面における先端凸部102a及び先端凹部102b等の凹凸形状を設けた部分に対して振動付与対象材の表面動方向下流側に、先端凹部102b等の凹部が無く振動部材側対向面の全域が振動付与対象材に接触する平坦面102dを有する下流側平坦凸部102c等の平坦部を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、凹凸形状を設けた部分で加熱された振動付与対象材の表面を平坦部で確実に加圧することができ、加圧ムラに起因する不具合の発生を防げる。特に、実施例1乃至6及び変形例のように、振動付与対象材に転写紙S等の記録媒体が含まれる構成であれば、記録媒体上のトナー等の樹脂微粒子が凹凸形状を設けた部分での加熱によって軟化した状態で、平坦部で確実に加圧することができる。これにより、軟化した樹脂微粒子の加圧ムラに起因する定着ムラを防ぎ、樹脂微粒子を記録媒体に確実に定着することが可能になる。
(態様F)
態様Eの態様において、平坦面102dを有する下流側平坦凸部102c等の平坦部は、上記凹凸形状の先端凸部102a等の凸部よりも転写紙S、定着ベルト2、定着対向ベルト302及び加熱対象ローラ214等の振動付与対象材から離れた位置となるように配置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、平坦部が上流側の凸部よりも振動付与対象材から離れているため、凹凸形状を形成する凸部が振動付与対象材に確実に接触でき、平坦部を設けることに起因して加熱効率が低下することを防止できる。
(態様G)
態様A乃至Fの何れかの態様において、振動付与対象材は、未定着トナー7等の樹脂微粒子を担持した転写紙S等の記録媒体である。
これによれば、上記実施例1について説明したように、樹脂微粒子と記録媒体とを直接振動させ、直接加熱することができるため、熱エネルギーの損失を抑制でき、省エネルギー化を図ることが出来る。また、部品数を少なくすることができ、製造費用の低減を図ることが出来る。
(態様H)
態様A乃至Gの何れかの態様において、ホーン先端面102等の振動部材側対向面と対向する位置に、定着対向ローラ3、固定型定着対向部材301、定着ローラ210、固定型定着部材211、固定型振動対向部材212及び振動対向ローラ213等の振動対向部材を備え、振動部材側対向面と振動対向部材の表面との間で、転写紙S、定着ベルト2、及び定着対向ベルト302等の振動付与対象材を狭持し、振動対向部材に弾性層を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、弾性層は振動によって変形し、発熱するため、弾性層を備えた振動対向部材の表面と振動部材側対向面とに狭持される振動付与対象材を弾性層で発生した熱で加熱することができる。さらに、弾性層は断熱性を備え、表面で発生した熱が内部に向かって伝達し難いため、熱が振動対向部材に伝達することに起因する熱エネルギーの損失を抑制でき、表面で発生した熱を効率的に振動付与対象材に伝達することが出来る。また、この態様の加熱装置を備えた定着装置であれば、振動対向部材全体が高温とならない状態であっても振動付与対象材を加熱し、定着することができるので、省エネルギー化を図ることが出来る。
(態様I)
態様Gにおいて、ホーン先端面102等の振動部材側対向面と対向する位置に定着ローラ210等の振動対向部材を備え、振動部材側対向面と振動対向部材の表面との間で転写紙S等の記録媒体を狭持し、振動対向部材に弾性層を備え、振動対向部材は、記録媒体の未定着トナー7等の樹脂微粒子を担持した面に接触する。
これによれば、上記実施例5について説明したように、発熱する振動対向部材の表面に樹脂微粒子が接触し、加熱されるため、樹脂微粒子に熱が伝達し易くなる。本態様の加熱装置を用いた定着装置であれば、より効率よく記録媒体に樹脂微粒子を定着させることが可能となる。
(態様J)
態様A乃至Fの何れかの態様において、振動付与対象材は、定着ベルト2や定着対向ベルト302等の無端状ベルトであり、無端状ベルトを挟んでホーン先端面102等の振動部材側対向面と対向する位置に、定着対向ローラ3、固定型定着対向部材301、定着ローラ210、固定型定着部材211、固定型振動対向部材212及び振動対向ローラ213等の振動対向部材を備え、振動部材側対向面と振動対向部材の表面との間で無端状ベルトを狭持し、振動対向部材と無端状ベルトとの少なくとも一方に弾性層を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、弾性層は振動によって変形し、発熱するため、振動対向部材と無端状ベルトとの少なくとも一方が備える弾性層で発生した熱によって振動付与対象材である無端状ベルトを加熱することが出来る。
(態様K)
加熱手段によって発生させた熱を用いて未定着トナー7等のトナーを軟化もしくは溶融させて転写紙S等の記録媒体に定着する定着装置100等の定着装置において、加熱手段として、態様A乃至Jの何れかの態様の加熱装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、加熱装置での振動エネルギーから熱エネルギーへの変換効率を向上可能であるため、定着装置の消費電力の低減を図ることが可能となり、省エネルギー化を図ることができる。
(態様L)
トナーを用いて転写紙S等の記録媒体上にトナー像を形成するプリンタ部150等のトナー像形成手段と、記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面を加熱し、トナー像を形成するとトナーを軟化もしくは溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着せしめる定着手段とを備える複写機500等の画像形成装置であって、定着手段として、態様Kに記載の定着装置100等の定着装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、定着装置の消費電力の低減を図ることで、画像形成装置全体の消費電力の低減を図ることが可能となり、省エネルギー化を図ることができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
Heating that heats the vibration application target material by bringing a vibration member such as the vibrator 1 into contact with the surface of the vibration application target material such as the transfer paper S, the fixing belt 2, the fixing counter belt 302, and the heating target roller 214. In the apparatus, a tip convex portion 102a and a tip concave portion 102b are formed on a vibration member side facing surface such as a horn tip surface 102 that is opposed to the surface of the vibration imparting target material on the surface of the vibration member and a part of which is in contact with the vibration imparting target material. It has an uneven shape consisting of
According to this, as described in the above embodiment, the vibration member side facing surface that comes into contact with the vibration application target material is obtained by the vibration member vibrating in a vibration direction having a component orthogonal to the surface of the vibration application target material. The force to pressurize the material to be given vibration repeatedly fluctuates. Moreover, the area | region pressurized by the vibration member in the part facing the vibration member side opposing surface on the surface of a vibration provision object material by having uneven | corrugated shape in the vibration member side opposing surface which contacts a vibration provision object material It is possible to increase the ratio of the portion that becomes the boundary between the region and the non-pressurized region. In the above experimental example, the vicinity of the boundary between the region that is actually pressurized and the region that is not pressurized is present on the surface of the vibration application target material that is pressurized when the vibrating member contacts and vibrates. We found that the temperature was the highest. For this reason, as in this aspect, by increasing the proportion of the portion that becomes the boundary, even if the same vibration is applied, the range of the portion that becomes high temperature due to vibration can be widened. It is possible to improve the conversion efficiency for converting energy into heat energy.
(Aspect B)
In the aspect A, the material to be subjected to vibration such as the transfer sheet S, the fixing belt 2, the fixing counter belt 302, and the heating target roller 214 is surface-moved with respect to the position where the vibration member side facing surface such as the horn tip surface 102 contacts. Thus, the position where the vibration member side facing surface contacts on the surface of the vibration imparting target material is displaced, and the concave and convex shapes such as the tip convex portion 102a and the tip concave portion 102b of the vibration member side facing surface are of the vibration imparting target material. Concave portions or convex portions are not continuous in the surface movement direction.
According to this, as described in the above embodiment, heating unevenness can be prevented. Therefore, by using the heating device of this aspect for a fixing device, it is possible to perform fixing without fixing unevenness, and thus it is possible to prevent the occurrence of defective images due to heating unevenness.
(Aspect C)
In the aspect A or B, the protrusions such as the tip protrusion 102a forming the uneven shape have a semicircular cross-sectional shape.
According to this, as described in the above embodiment, the pressure at which the convex portion pressurizes the surface of the object to be imparted with vibration is increased and heat is easily generated. Can be prevented, and damage to the material to which vibration is applied can be prevented.
(Aspect D)
In any one of the aspects A to C, a hard heat insulating layer such as zirconia is provided on the convex part such as the tip convex part 102a forming the concavo-convex shape.
According to this, as described in the above embodiment, by providing a hard layer such as a hard heat insulating layer on the convex portion, vibration attenuation can be suppressed, and vibration energy for vibrating the vibration member is converted into thermal energy. The conversion efficiency for conversion is improved. Furthermore, by providing a heat insulating layer such as a hard heat insulating layer on the convex portion, it is possible to suppress the transmission of thermal energy converted from vibration energy to the vibration member, and heat generation efficiency is improved.
(Aspect E)
In any one of the aspects A to D, the position to which the vibration imparting target material such as the transfer sheet S, the fixing belt 2, the fixing facing belt 302, and the heating target roller 214 contacts the vibration member side facing surface such as the horn tip surface 102 is in contact. The position of the vibration member side facing surface on the surface of the vibration imparting target material is displaced by moving the surface relative to the surface of the vibration applying target material, and the concave and convex shapes such as the tip convex portion 102a and the tip concave portion 102b on the vibration member side facing surface are configured. The downstream flat surface 102d has a flat surface 102d on the downstream side in the surface movement direction of the vibration imparting target material with respect to the portion provided with a flat surface 102d that does not have a concave portion such as the tip concave portion 102b and the entire surface facing the vibration member. A flat part such as the convex part 102c is provided.
According to this, as described in the above embodiment, the surface of the vibration imparting target material heated at the portion provided with the uneven shape can be reliably pressed with the flat portion, and there is a problem caused by press unevenness. Occurrence can be prevented. In particular, as in Examples 1 to 6 and the modified example, if the recording medium such as the transfer sheet S is included in the vibration application target material, the resin fine particles such as toner on the recording medium are provided with uneven shapes. It is possible to reliably pressurize the flat portion while being softened by heating. As a result, fixing unevenness due to pressurization unevenness of the softened resin fine particles can be prevented, and the resin fine particles can be reliably fixed to the recording medium.
(Aspect F)
In the aspect of aspect E, the flat portions such as the downstream flat convex portion 102c having the flat surface 102d are located on the transfer paper S, the fixing belt 2, the fixing counter belt 302, and the convex portion such as the convex portion such as the convex portion 102a. It arrange | positions so that it may become a position away from vibration provision object materials, such as the heating object roller 214. FIG.
According to this, as described in the above embodiment, since the flat portion is further away from the vibration application target material than the upstream convex portion, the convex portion forming the concavo-convex shape reliably contacts the vibration application target material. It is possible to prevent the heating efficiency from being lowered due to the provision of the flat portion.
(Aspect G)
In any of the aspects A to F, the vibration imparting target material is a recording medium such as the transfer sheet S carrying resin fine particles such as the unfixed toner 7.
According to this, as described in the first embodiment, the resin fine particles and the recording medium can be directly vibrated and directly heated, so that loss of heat energy can be suppressed and energy saving can be achieved. Further, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
(Aspect H)
In any of the aspects A to G, the fixing facing roller 3, the fixed fixing facing member 301, the fixing roller 210, the fixed fixing member 211, the position facing the vibrating member side facing surface such as the horn tip surface 102, and the like. A vibration facing member such as a fixed vibration facing member 212 and a vibration facing roller 213 is provided, and between the vibration member side facing surface and the surface of the vibration facing member, the transfer sheet S, the fixing belt 2, the fixing facing belt 302, etc. The vibration imparting target material is sandwiched, and the vibration facing member is provided with an elastic layer.
According to this, as described in the above embodiment, since the elastic layer is deformed by vibration and generates heat, the vibration application is held between the surface of the vibration facing member including the elastic layer and the vibration member side facing surface. The target material can be heated with the heat generated in the elastic layer. Furthermore, since the elastic layer has heat insulation properties, it is difficult for heat generated on the surface to be transferred toward the inside, so that loss of heat energy caused by heat transferred to the vibration facing member can be suppressed, and heat generated on the surface can be suppressed. Can be efficiently transmitted to the material to which vibration is applied. Further, if the fixing device includes the heating device of this aspect, the vibration application target material can be heated and fixed even when the entire vibration facing member is not at a high temperature, so that energy saving can be achieved. I can do it.
(Aspect I)
In the aspect G, a vibration facing member such as the fixing roller 210 is provided at a position facing the vibration member side facing surface such as the horn tip surface 102, and the transfer paper S or the like is provided between the vibration member side facing surface and the surface of the vibration facing member. The vibration facing member is provided with an elastic layer, and the vibration facing member is in contact with the surface of the recording medium carrying resin fine particles such as unfixed toner 7.
According to this, as described in the fifth embodiment, since the resin fine particles are in contact with the surface of the vibration facing member that generates heat and heated, the heat is easily transferred to the resin fine particles. If the fixing device uses the heating device of this aspect, the resin fine particles can be more efficiently fixed to the recording medium.
(Aspect J)
In any of the aspects A to F, the vibration imparting target material is an endless belt such as the fixing belt 2 or the fixing facing belt 302, and the vibration member side facing surface such as the horn tip surface 102 with the endless belt interposed therebetween. Are provided with vibration facing members such as a fixing facing roller 3, a fixed fixing facing member 301, a fixing roller 210, a fixed fixing member 211, a fixed vibration facing member 212, and a vibration facing roller 213. An endless belt is sandwiched between the facing surface and the surface of the vibration facing member, and an elastic layer is provided on at least one of the vibration facing member and the endless belt.
According to this, since the elastic layer is deformed by vibration and generates heat as described in the above embodiment, the vibration application target material is generated by the heat generated in the elastic layer included in at least one of the vibration facing member and the endless belt. The endless belt can be heated.
(Aspect K)
In the fixing device such as the fixing device 100 that softens or melts the toner such as the unfixed toner 7 by using the heat generated by the heating unit and fixes the toner on the recording medium such as the transfer paper S, the heating unit includes modes A to J. The heating device of any of the aspects is used.
According to this, as described in the above embodiment, since the conversion efficiency from vibration energy to heat energy in the heating device can be improved, it is possible to reduce the power consumption of the fixing device and to save energy. Can be achieved.
(Aspect L)
Toner image forming means such as a printer unit 150 that forms a toner image on a recording medium such as transfer paper S using toner, and the surface of the toner image carrier that carries the toner image transferred to the recording medium, or the toner image An image forming apparatus such as a copier 500 provided with a fixing unit that heats the surface of a recording medium carrying the toner and forms a toner image by softening or melting the toner and fixing the toner image on the recording medium, As the fixing unit, a fixing device such as the fixing device 100 described in the aspect K is used.
According to this, as described in the above embodiment, by reducing the power consumption of the fixing device, it is possible to reduce the power consumption of the entire image forming apparatus and to save energy.

1 振動器
2 定着ベルト
3 定着対向ローラ
7 未定着トナー
8 定着トナー
9 定着部
10 感光体
14 ベルト駆動ローラ
15 クリーニング対向ローラ
16 二次転写対向ローラ
17 中間転写ベルトクリーニング装置
18 画像形成ユニット
21 露光装置
22 二次転写装置
23 転写搬送支持ローラ
24 転写搬送ベルト
25 定着搬送ガイド
28 反転装置
32 コンタクトガラス
33 第一走行体
34 第二走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
49 レジストローラ
50 中間転写ベルト
51 手差し給紙ローラ
52 手差し分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 定着後搬送ローラ対
57 排紙トレイ
61 現像装置
62 一次転写ローラ
63 感光体クリーニング装置
64 除電装置
65 現像スリーブ
66 攪拌部
67 現像部
68 搬送スクリュー
70 現像ケース
71 トナー濃度センサ
72 マグネットローラ
73 ドクタブレード
75 クリーニングブレード
76 ファーブラシ
77 電界ローラ
78 スクレーパ
79 回収スクリュー
80 トナーリサイクル装置
100 定着装置
101 ホーン部
102 ホーン先端面
102a 先端凸部
102b 先端凹部
102c 下流側平坦凸部
102d 平坦面
102t 凸部頂面
109 振動付与部
120 タンデム型画像形成部
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 本体側給紙路
150 プリンタ部
156 排出ローラ対
160 帯電装置
200 給紙装置
201 台座
202 振動対向部材
203 サーモスケール
204 ワイヤー
210 定着ローラ
211 固定型定着部材
212 固定型振動対向部材
213 振動対向ローラ
214 加熱対象ローラ
300 スキャナ
301 固定型定着対向部材
302 定着対向ベルト
303 加圧ローラ
400 原稿自動搬送装置
500 複写機
L 露光光
S 転写紙
W 振動部材側対向面幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrator 2 Fixing belt 3 Fixing opposing roller 7 Unfixed toner 8 Fixing toner 9 Fixing part 10 Photoconductor 14 Belt drive roller 15 Cleaning opposing roller 16 Secondary transfer opposing roller 17 Intermediate transfer belt cleaning device 18 Image forming unit 21 Exposure device 22 Secondary transfer device 23 Transfer conveyance support roller 24 Transfer conveyance belt 25 Fixing conveyance guide 28 Inversion device 32 Contact glass 33 First traveling body 34 Second traveling body 35 Imaging lens 36 Reading sensor 49 Registration roller 50 Intermediate transfer belt 51 Manual feed Paper feed roller 52 Manual separation roller 53 Manual paper feed path 54 Manual feed tray 55 Switching claw 56 Post-fixing transport roller pair 57 Paper discharge tray 61 Development device 62 Primary transfer roller 63 Photoconductor cleaning device 64 Static elimination device 65 Development sleeve 66 Stirrer 67 Development unit 6 Conveying screw 70 Developing case 71 Toner concentration sensor 72 Magnet roller 73 Doctor blade 75 Cleaning blade 76 Fur brush 77 Electric field roller 78 Scraper 79 Recovery screw 80 Toner recycling device 100 Fixing device 101 Horn portion 102 Horn tip surface 102a Tip convex portion 102b Tip recess 102c Downstream flat convex portion 102d Flat surface 102t Protrusive top surface 109 Vibration imparting portion 120 Tandem type image forming portion 130 Document table 142 Paper feed roller 143 Paper bank 144 Paper feed cassette 145 Separating roller 146 Paper feed path 147 Conveying roller 148 Main body Side feeding path 150 Printer unit 156 Discharge roller pair 160 Charging device 200 Paper feeding device 201 Base 202 Vibration facing member 203 Thermoscale 204 Wire 210 Fixing roller 21 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed type fixing member 212 Fixed type vibration facing member 213 Vibration facing roller 214 Heating target roller 300 Scanner 301 Fixed type fixing facing member 302 Fixing facing belt 303 Pressure roller 400 Automatic document feeder 500 Copying machine L Exposure light S Transfer paper W Vibration member side facing surface width

特開2002−229358号公報JP 2002-229358 A 特開2012−022016号公報JP 2012-022016 JP 特開平5−150687号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-150687 特許2798555号公報Japanese Patent No. 2798555 特開平11−316518号公報JP-A-11-316518 特開平4−195179号公報JP-A-4-195179 特開平5−224561号公報JP-A-5-224561 特開平4−29175号公報JP-A-4-29175

Claims (12)

振動付与対象材の表面に振動部材を接触させて振動させることで、該振動付与対象材を加熱する加熱装置において、
上記振動部材の振動方向が上記振動付与対象材の表面に直交する成分を有し、
該振動部材は該振動付与対象材の表面に対向する振動部材側対向面で該振動付与対象材に接触し、該振動部材側対向面に凹凸形状を有することを特徴とする加熱装置。
In a heating apparatus that heats the vibration application target material by bringing the vibration member into contact with the surface of the vibration application target material and causing the vibration member to vibrate,
The vibration direction of the vibration member has a component orthogonal to the surface of the vibration application target material,
The vibration member is in contact with the vibration imparting target material on a vibration member side facing surface facing the surface of the vibration imparting target material, and has an uneven shape on the vibration member side facing surface.
請求項1の加熱装置において、
上記振動付与対象材が上記振動部材側対向面が接触する位置に対して表面移動することで、該振動付与対象材の表面における該振動部材側対向面が接触する位置が変位する構成であり、
該振動部材側対向面の上記凹凸形状は、該振動付与対象材の表面移動方向において凹部または凸部が連続しないことを特徴とする加熱装置。
The heating device of claim 1,
The vibration imparting target material is configured to displace the position where the vibration member side facing surface contacts on the surface of the vibration imparting target material by moving the surface relative to the position where the vibration member side facing surface contacts.
The heating device, wherein the concave-convex shape of the surface facing the vibration member is such that a concave portion or a convex portion is not continuous in the surface movement direction of the vibration application target material.
請求項1または2の加熱装置において、
上記凹凸形状を形成する凸部は半円状の断面形状であることを特徴とする加熱装置。
The heating device according to claim 1 or 2,
The convex part which forms the said uneven | corrugated shape is a semicircular cross-sectional shape, The heating apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1乃至3の何れかに記載の加熱装置において、
上記凹凸形状を形成する凸部に、硬質断熱層を設けることを特徴とする加熱装置。
In the heating apparatus in any one of Claims 1 thru | or 3,
A heating apparatus, wherein a hard heat insulating layer is provided on a convex portion forming the uneven shape.
請求項1乃至4の何れかに記載の加熱装置において、
上記振動付与対象材が上記振動部材側対向面が接触する位置に対して表面移動することで、該振動付与対象材の表面における該振動部材側対向面が接触する位置が変位する構成であり、
該振動部材側対向面における上記凹凸形状を設けた部分に対して該振動付与対象材の表面動方向下流側に、凹部が無く該振動部材側対向面の全域が該振動付与対象材に接触する平坦部を備えることを特徴とする加熱装置。
In the heating apparatus in any one of Claims 1 thru | or 4,
The vibration imparting target material is configured to displace the position where the vibration member side facing surface contacts on the surface of the vibration imparting target material by moving the surface relative to the position where the vibration member side facing surface contacts.
There is no concave portion on the downstream side in the surface movement direction of the vibration application target material with respect to the portion provided with the uneven shape on the vibration member side facing surface, and the entire area of the vibration member side facing surface is in contact with the vibration application target material. A heating device comprising a flat portion.
請求項5に記載の加熱装置において、
上記平坦部は、上記凹凸形状の凸部よりも上記振動付与対象材から離れた位置となるように配置することを特徴とする加熱装置。
The heating device according to claim 5, wherein
The said flat part arrange | positions so that it may become a position away from the said vibration provision object material rather than the said uneven | corrugated shaped convex part.
請求項1乃至6の何れかに記載の加熱装置において、
上記振動付与対象材は、樹脂微粒子を担持した記録媒体であることを特徴とする加熱装置。
The heating device according to any one of claims 1 to 6,
The heating apparatus, wherein the vibration imparting target material is a recording medium carrying resin fine particles.
請求項1乃至7の何れかに記載の加熱装置において、
上記振動部材側対向面と対向する位置に振動対向部材を備え、該振動部材側対向面と該振動対向部材の表面との間で上記振動付与対象材を狭持し、
該振動対向部材に弾性層を備えることを特徴とする加熱装置。
The heating device according to any one of claims 1 to 7,
A vibration facing member is provided at a position facing the vibration member side facing surface, and the vibration application target material is sandwiched between the vibration member side facing surface and the surface of the vibration facing member.
A heating apparatus comprising an elastic layer on the vibration facing member.
請求項7の加熱装置において、
上記振動部材側対向面と対向する位置に振動対向部材を備え、該振動部材側対向面と該振動対向部材の表面との間で上記記録媒体を狭持し、該振動対向部材に弾性層を備え、
該振動対向部材は、該記録媒体の上記樹脂微粒子を担持した面に接触することを特徴とする加熱装置。
The heating device of claim 7,
A vibration facing member is provided at a position facing the vibration member side facing surface, the recording medium is sandwiched between the vibration member side facing surface and the surface of the vibration facing member, and an elastic layer is provided on the vibration facing member. Prepared,
The heating device, wherein the vibration facing member is in contact with a surface of the recording medium carrying the resin fine particles.
請求項1乃至6の何れかに記載の加熱装置において、
上記振動付与対象材は、無端状ベルトであり、
該無端状ベルトを挟んで上記振動部材側対向面と対向する位置に振動対向部材を備え、該振動部材側対向面と該振動対向部材の表面との間で該無端状ベルトを狭持し、
該振動対向部材と該無端状ベルトとの少なくとも一方に弾性層を備えることを特徴とする加熱装置。
The heating device according to any one of claims 1 to 6,
The vibration imparting target material is an endless belt,
A vibration facing member is provided at a position facing the vibration member side facing surface across the endless belt, and the endless belt is sandwiched between the vibration member side facing surface and the surface of the vibration facing member.
A heating apparatus comprising an elastic layer on at least one of the vibration facing member and the endless belt.
加熱手段によって発生させた熱を用いてトナーを軟化もしくは溶融させて記録媒体に定着する定着装置において、
上記加熱手段として、請求項1乃至10の何れかに記載の加熱装置を用いることを特徴とする定着装置。
In a fixing device that softens or melts toner using heat generated by a heating unit and fixes the toner on a recording medium,
A fixing device using the heating device according to claim 1 as the heating means.
トナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
記録媒体に転写するトナー像を担持するトナー像担持体の表面、または、トナー像を担持する記録媒体の表面を加熱し、トナー像を形成するとトナーを軟化もしくは溶融させて、該記録媒体上にトナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
該定着手段として、請求項11に記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
Toner image forming means for forming a toner image on a recording medium using toner;
When the surface of the toner image carrier that carries the toner image to be transferred to the recording medium or the surface of the recording medium that carries the toner image is heated and the toner image is formed, the toner is softened or melted, An image forming apparatus including a fixing unit that fixes a toner image,
An image forming apparatus using the fixing device according to claim 11 as the fixing unit.
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