JP2017009940A - Thermal fixing apparatus - Google Patents

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亮 八代
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a force to spread a recording material to both end parts without giving a difference to the conveying speed of a nip length direction and thereby to enable the generation of a paper wrinkle to be prevented.SOLUTION: A thermal fixing apparatus includes: a rotation body having a driving source; a pressing member (404) for pressing the rotation body; an endless belt member (402) abutting against the rotation body, forming a nip part, and slidably rotating; an end part holding member (410) for holding the belt member by an end part; and a heat generating member (403) for heating either the rotation body or the belt member or both of them. The thermal fixing apparatus makes the belt member slidably rotate by rotating the rotation body, and sandwiches and transfers the recording material to the nip part, and heats and presses the recording material by the nip part. The rotation axis is expanded and contracted from the surface layer to the elastic member and from the surface layer to the base material of the belt member by providing an inclination to the belt rotation axis on an end part holding groove (411) in the end part holding member (410) corresponding to the rotation of the belt member.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、トナー画像を担持した記録材の加熱加圧処理を行う像加熱装置において紙シワの発生を抑制する像加熱装置に関する。   The present invention relates to an image heating apparatus that suppresses the occurrence of paper wrinkles in an image heating apparatus that performs a heating and pressing process on a recording material carrying a toner image.

従来、画像形成プロセス手段(電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等)で記録材(転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・OHPシート・印刷用紙・フォーマット紙等)に転写方式或は直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着トナー像を加熱・加圧によって該記録材面に永久固着させる定着装置として、熱ローラ方式或はフィルム加熱方式の加熱装置が広く用いられている。フィルム加熱方式の加熱装置は、特許文献1〜4等に提案されている。   Conventionally, transfer to recording materials (transfer material sheet, electrofax sheet, electrostatic recording paper, OHP sheet, printing paper, format paper, etc.) by image forming process means (electrophotographic process, electrostatic recording process, magnetic recording process, etc.) As a fixing device for permanently fixing an unfixed toner image of image information formed and supported by a method or a direct method to the recording material surface by heating and pressing, a heating device of a heat roller method or a film heating method is widely used. It has been. A heating device of a film heating method is proposed in Patent Documents 1 to 4 and the like.

さらに、近年の画像形成装置では、プリント速度の高速化に伴い、良好な定着性を確保するためにニップ部における加圧力を高める傾向にある。   Furthermore, recent image forming apparatuses tend to increase the pressurizing force at the nip portion in order to ensure good fixability as the printing speed increases.

しかしながら、フィルム加熱方式の加熱装置において、加圧力を増加させると、特に吸湿した記録材では、記録材がニップ部で挟持搬送されるときに紙しわが発生し易くなるという問題がある。   However, in the film heating type heating apparatus, when the applied pressure is increased, there is a problem that paper wrinkles are likely to occur when the recording material is nipped and conveyed at the nip portion, particularly in a recording material that has absorbed moisture.

従来、フィルム加熱方式の加熱装置において、加圧ローラを逆クラウン形状にすることにより、ニップ長手方向における両端部での搬送スピードを中央部での搬送スピードよりも速くして、記録材を両端部側に広げる力を生じさせ、これによって紙しわの発生を防ぐ手法が用いられている(特許文献5)。   Conventionally, in a film heating type heating device, by forming the pressure roller in a reverse crown shape, the conveyance speed at both ends in the nip longitudinal direction is made faster than the conveyance speed at the center, and the recording material is arranged at both ends. A technique is used in which a force that spreads to the side is generated, thereby preventing the occurrence of paper wrinkles (Patent Document 5).

特開昭63−313182号公報JP-A-63-313182 特開平2−157878号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-157878 特開平4−044075号公報JP-A-4-044075 特開平4−204980号公報JP-A-4-204980 特開特開2010−107623号公報JP, 2010-107623, A

しかしながら、特許文献5ようにニップ長手方向における両端部での搬送スピードを中央部での搬送スピードよりも速くした加熱装置において、そのスピードの差によってフィルムに捩れが生ずる可能性がある。この現象は、特に、発熱体よりも紙幅の小さな記録紙(以下、小サイズ紙)を連続通紙したときに発生し易い。小サイズ通紙時、加圧ローラ両端の非通紙部は通紙部よりも温度が上昇(非通紙部昇温)して外形が太ることから、ニップ長手方向におけるフィルム搬送スピードの両端部と中央部での格差がさらに大きくなるためである。   However, in a heating device in which the conveyance speed at both ends in the nip longitudinal direction is faster than the conveyance speed at the center as in Patent Document 5, the film may be twisted due to the difference in speed. This phenomenon is particularly likely to occur when recording paper (hereinafter referred to as small size paper) having a paper width smaller than that of the heating element is continuously fed. When passing small size, the non-passing part at both ends of the pressure roller rises in temperature than the passing part (temperature rise of the non-passing part) and becomes thicker, so both ends of the film transport speed in the nip longitudinal direction This is because the disparity at the center becomes even larger.

そこで、本発明の目的は、フィルム加熱方式の加熱装置を用いた画像形成装置を高速化する場合においても、紙しわの発生を防止し、且つ、フィルムの捩れの発生を防止することが可能な加熱装置及び画像形成装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to prevent the generation of paper wrinkles and the generation of film twist even when the speed of an image forming apparatus using a film heating type heating apparatus is increased. It is to provide a heating device and an image forming apparatus.

本発明に係る画像形成装置は、駆動源を有する回転体と、回転体を加圧する加圧部材と、該回転体に当接しニップ部を形成し摺動回転する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を端部で保持する端部保持部材と、該回転体または該ベルト部材の何れか乃至両方を加熱する発熱部材を有し、該回転体を回転させることで該ベルト部材を従動回転させるとともに記録材をニップ部に挟持搬送し、記録材をニップ部で加熱加圧する加熱定着装置において、
前記端部保持部材に、前記ベルト回転軸に対して傾斜を設けることで、前記ベルト部材が回転するに従い、ベルト部材の表層乃至弾性部材乃至基材が、長手方向に伸縮することを特徴とする。
前記端部保持部材の傾斜は、ベルト長手長さLの2〜3%の範囲であることを特徴とする。
前記ベルト部材は、ベルト端部における表層部材乃至弾性部材乃至基材にリブを設けることを特徴とする。
前記端部保持部材は、周方向位相に従って、長手方向の奥行きが異なることを特徴とする。
An image forming apparatus according to the present invention includes a rotating body having a driving source, a pressurizing member that pressurizes the rotating body, an endless belt member that is in contact with the rotating body to form a nip portion and is slidably rotated, An end holding member that holds the belt member at the end, and a heating member that heats the rotating body and / or the belt member, and the belt member is driven to rotate by rotating the rotating body. At the same time, the recording material is sandwiched and conveyed in the nip part, and the recording material is heated and pressurized in the nip part.
By providing the end holding member with an inclination with respect to the belt rotation axis, the surface layer, the elastic member, or the base material of the belt member expands and contracts in the longitudinal direction as the belt member rotates. .
The inclination of the end holding member is in the range of 2 to 3% of the longitudinal length L of the belt.
The belt member is characterized in that a rib is provided on a surface layer member, an elastic member, or a base material at an end portion of the belt.
The end holding member has a different longitudinal depth according to a circumferential phase.

本発明に係る画像形成装置によれば、ニップ長手搬送スピードに差をつけることなく記録材を両端部側に広げる力を生じさせ、これによって紙しわの発生を防ぐことが可能となる。   According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to generate a force for spreading the recording material to both ends without making a difference in the nip longitudinal conveyance speed, thereby preventing the occurrence of paper wrinkles.

本発明の実施例における画像形成装置の模式図である。1 is a schematic diagram of an image forming apparatus in an embodiment of the present invention. 本発明の実施例における加熱定着装置の模式図である。1 is a schematic diagram of a heat fixing apparatus in an embodiment of the present invention. 定着装置の加圧機構の説明図である。It is explanatory drawing of the pressurization mechanism of a fixing device. 本発明の実施例における定着フィルム部材の模式図である。It is a schematic diagram of the fixing film member in the Example of this invention. 本発明の実施例における定着フィルム構成の模式図である。It is a schematic diagram of the fixing film structure in the Example of this invention. 本発明の実施例における定着フィルム端部保持部材の模式図である。It is a schematic diagram of the fixing film edge part holding member in the Example of this invention. 本発明の実施例における引っ張り応力の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship of the tensile stress in the Example of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、加熱ニップの加圧を解除してフィルム部材を回転させて潤滑剤を移動させる限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention provides another embodiment in which part or all of the configuration of the embodiment is replaced with the alternative configuration as long as the pressure of the heating nip is released and the film member is rotated to move the lubricant. But it can be done.

本実施形態では、トナー像の形成/転写に係る主要部のみを説明するが、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施できる。なお、特許文献1〜4に示される像加熱装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。   In the present embodiment, only main parts related to toner image formation / transfer will be described. However, in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure, various printers, various printing machines, copiers, fax machines, multifunction machines, etc. Can be implemented in In addition, about the general matter of the image heating apparatus shown by patent documents 1-4, illustration is abbreviate | omitted and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[画像形成装置例]
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置10は、中間転写ベルト31に沿って画像形成部10Y、10M、10C、10Kを配置したタンデム型フルカラープリンタである。
[Example of image forming apparatus]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 10 is a tandem type full-color printer in which image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are arranged along an intermediate transfer belt 31.

画像形成部10Yでは、感光ドラム11Yにイエロートナー像が形成されて、中間転写ベルト31に一次転写される。画像形成部10Mでは、感光ドラム11Mにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト31のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部10C、10Kでは、感光ドラム11C、11Kにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に中間転写ベルト31のトナー像に重ねて順次一次転写される。   In the image forming unit 10 </ b> Y, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 11 </ b> Y and is primarily transferred to the intermediate transfer belt 31. In the image forming unit 10M, a magenta toner image is formed on the photosensitive drum 11M, and is primarily transferred onto the yellow toner image on the intermediate transfer belt 31. In the image forming units 10C and 10K, a cyan toner image and a black toner image are formed on the photosensitive drums 11C and 11K, respectively, and similarly, the toner images on the intermediate transfer belt 31 are sequentially superimposed and sequentially transferred.

中間転写ベルト31に担持された四色のトナー像は、二次転写部T2で記録材Pへ一括二次転写される。記録材カセット20からピックアップローラ21により引き出されて分離ローラで1枚ずつに分離された記録材Pは、レジストローラ23で待機し、中間転写ベルト31のトナー像にタイミングを合わせて、二次転写部T2へ送り出される。   The four color toner images carried on the intermediate transfer belt 31 are collectively secondary transferred onto the recording material P by the secondary transfer portion T2. The recording material P drawn from the recording material cassette 20 by the pickup roller 21 and separated one by one by the separation roller waits at the registration roller 23, and performs secondary transfer in synchronization with the toner image on the intermediate transfer belt 31. Sent to the part T2.

二次転写部T2でトナー像を二次転写された記録材Pは、定着装置40で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ63を通じて排出トレイ64へ排出される。   The recording material P onto which the toner image has been secondarily transferred at the secondary transfer portion T2 is heated and pressurized by the fixing device 40 and fixed on the surface, and then discharged onto the discharge tray 64 through the discharge roller 63. The

画像形成部10Y、10M、10C、10Kは、それぞれに付設された現像装置で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部10Yについて説明し、他の画像形成部10M、10C、10Kについては、説明中の符号末尾のYを、M、C、Kに読み替えて説明されるものとする。   The image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are configured substantially the same except that the color of the toner used in the developing device attached thereto is different from yellow, magenta, cyan, and black. Hereinafter, the image forming unit 10Y will be described, and the other image forming units 10M, 10C, and 10K will be described by replacing “Y” at the end of the reference code with “M”, “C”, and “K”.

画像形成部10Yは、感光ドラム11Yの周囲に、コロナ帯電器12Y、露光装置13Y、現像装置14Y、転写ブレード17Y、クリーニング装置15Yを配置している。感光ドラム11Yは、帯電極性が負極性の感光層を形成した金属円筒で構成され、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する。コロナ帯電器12Yは、感光ドラム11Yの表面を一様な負極性の電位に帯電させる。露光装置13Yは、帯電した感光ドラム11Yの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置14Yは、二成分現像剤を攪拌して帯電させ、負極性に帯電したトナーで感光ドラム11Yの静電像を反転現像する。   In the image forming unit 10Y, a corona charger 12Y, an exposure device 13Y, a developing device 14Y, a transfer blade 17Y, and a cleaning device 15Y are arranged around the photosensitive drum 11Y. The photosensitive drum 11Y is composed of a metal cylinder on which a negatively charged photosensitive layer is formed, and rotates in a direction indicated by an arrow at a predetermined process speed. The corona charger 12Y charges the surface of the photosensitive drum 11Y to a uniform negative potential. The exposure device 13Y writes an electrostatic image of the image on the surface of the charged photosensitive drum 11Y. The developing device 14Y stirs and charges the two-component developer, and reversely develops the electrostatic image on the photosensitive drum 11Y with the negatively charged toner.

転写ブレード17Yは、中間転写ベルト31の内側面を押圧して感光ドラム11Yと中間転写ベルト31との間に一次転写部を形成する。転写ブレード17Yに正極性の直流電圧を印加することにより、感光ドラム11Yに担持されたトナー像が中間転写ベルト31に一次転写される。   The transfer blade 17Y presses the inner surface of the intermediate transfer belt 31 to form a primary transfer portion between the photosensitive drum 11Y and the intermediate transfer belt 31. By applying a positive DC voltage to the transfer blade 17Y, the toner image carried on the photosensitive drum 11Y is primarily transferred to the intermediate transfer belt 31.

二次転写ローラ35は、対向ローラ34との間に中間転写ベルト31を挟み込んで、中間転写ベルト31と二次転写ローラ35との間に二次転写部T2を形成する。二次転写部T2は、トナー像を担持した中間転写ベルト31に重ね合わせて記録材Pを挟持搬送し、二次転写ローラ35に正極性の直流電圧を印加することで、中間転写ベルト31から記録材Pへトナー像が二次転写される。   The secondary transfer roller 35 sandwiches the intermediate transfer belt 31 between the counter roller 34 and forms a secondary transfer portion T <b> 2 between the intermediate transfer belt 31 and the secondary transfer roller 35. The secondary transfer unit T2 overlaps and conveys the recording material P on the intermediate transfer belt 31 carrying the toner image, and applies a positive direct current voltage to the secondary transfer roller 35, so that the intermediate transfer belt 31 The toner image is secondarily transferred to the recording material P.

[本実施例1の定着装置]
以下に、本発明における第一の実施例の定着装置について述べる。図2は定着装置の構成の説明図である。図3は定着装置の加圧機構の説明図である。図4は本実施例における定着フィルムの説明図である。
[Fixing Device of First Embodiment]
The fixing device according to the first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the fixing device. FIG. 3 is an explanatory diagram of a pressure mechanism of the fixing device. FIG. 4 is an explanatory diagram of the fixing film in this embodiment.

図2に示すように、定着装置40は、摺擦部材(404、403)によって内側面を支持されたフィルム部材(405)に、下方から駆動部材(402)を圧接して、記録材Pの加熱ニップ(N)を形成する。記録材Pが加熱ニップ(N)を通過する過程で、フィルム部材(405)を介して、抵抗加熱素子(403b)から記録材Pに熱が供給されることにより、未定着トナー像tが軟化して記録材Pの表面に定着される。このような加圧ローラ駆動方式、テンションレスフィルム加熱方式の像加熱装置は、特開平4−44075〜44083号公報、特開平4−204980〜204984号公報等に開示されている。   As shown in FIG. 2, the fixing device 40 presses the driving member (402) from below to the film member (405) supported on the inner surface by the rubbing members (404, 403), thereby A heating nip (N) is formed. In the process in which the recording material P passes through the heating nip (N), heat is supplied from the resistance heating element (403b) to the recording material P through the film member (405), so that the unfixed toner image t is softened. Then, it is fixed on the surface of the recording material P. Such a pressure roller driving type and tensionless film heating type image heating apparatus are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-44075 to 44083, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-204800 to 204984, and the like.

フィルムガイド404、ヒータ403、ステイ406、定着フィルム405は、長手方向の両端に配置されたエンドキャップ(428:図3)によって相互の位置関係を定められて、定着フィルムユニット401を構成している。   The film guide 404, the heater 403, the stay 406, and the fixing film 405 are determined in mutual positional relationship by end caps (428: FIG. 3) arranged at both ends in the longitudinal direction, thereby constituting the fixing film unit 401. .

摺擦部材の一例であるフィルムガイド404は、後述する弾性ヒータ403の支持部材と定着フィルム405の内側面のガイド部材とを兼ねており、断熱性、高耐熱性、剛性を有する高耐熱性樹脂等で構成される。フィルムガイド404は、図面に垂直方向を長手方向とする横長部材であり、その下面の長手方向に沿って設けた溝部にヒータ弾性403を嵌入させて、断熱・固定的に保持させてある。   A film guide 404, which is an example of a rubbing member, serves as a support member for an elastic heater 403, which will be described later, and a guide member for an inner surface of the fixing film 405, and has a high heat resistance, heat resistance, and rigidity. Etc. The film guide 404 is a horizontally long member whose longitudinal direction is perpendicular to the drawing, and a heater elasticity 403 is fitted into a groove provided along the longitudinal direction of the lower surface of the film guide 404 so as to be insulated and fixedly held.

加圧部材の一例であるステイ406は、フィルムガイド404を補強する金属製の断面コ字型の梁部材であって、定着フィルム405を長手方向に貫通して配置される。   A stay 406, which is an example of a pressure member, is a metal U-shaped beam member that reinforces the film guide 404, and is disposed so as to penetrate the fixing film 405 in the longitudinal direction.

ベルト部材の一例である定着フィルム405は、図4aに示すように、可撓性部材としての、耐熱性に優れた円筒状の樹脂フィルム材料で外径30mmに形成されている。定着フィルム405は、厚み30μm〜100μm程度の金属基層412の薄膜筒で、基層の上にプライマー層(接着層)を介して、シリコンゴムからなる弾性層408が配置され、軟化したトナーに対する離型性を付与するためのPFA、PTFE等のコート411が施されている。また、図4bに示すように、定着フィルム両端部には、フィルム周方向にポリイミド樹脂からなるリブ409が施されており、リブは弾性層408上に接着剤を介して配置される。   As shown in FIG. 4A, the fixing film 405 as an example of a belt member is formed of a cylindrical resin film material having excellent heat resistance as a flexible member and having an outer diameter of 30 mm. The fixing film 405 is a thin film cylinder of a metal base layer 412 having a thickness of about 30 μm to 100 μm. An elastic layer 408 made of silicon rubber is disposed on the base layer with a primer layer (adhesive layer) interposed therebetween, so that release from softened toner is performed. A coat 411 such as PFA or PTFE for imparting properties is applied. Further, as shown in FIG. 4b, ribs 409 made of polyimide resin are applied to both ends of the fixing film in the circumferential direction of the film, and the ribs are disposed on the elastic layer 408 via an adhesive.

定着フィルム405の内周長は、フィルムガイド404、ヒータ403、ステイ406を含む集合体の外周長よりも大きくしてある。従って、定着フィルム405は、フィルムガイド404、ヒータ403、及びステイ406のアセンブリに対して周長が余裕を持つように、ルーズに外嵌している。   The inner peripheral length of the fixing film 405 is larger than the outer peripheral length of the assembly including the film guide 404, the heater 403, and the stay 406. Accordingly, the fixing film 405 is loosely fitted around the film guide 404, the heater 403, and the stay 406 so that the circumferential length has a margin.

駆動部材の一例である加圧ローラ402は、定着フィルムユニット401のヒータ403及びステイ406の下面との間に定着フィルム405を挟み込む。加圧ローラ402は、金属軸402aの外周面にシリコンゴムからなる弾性層402bを配置して直径30mmに形成されている。弾性層402bの表面には、プライマー層(接着層)を介して10〜100μm程度の厚みを有するPFA等の離型層402cが設けられている。   A pressure roller 402, which is an example of a drive member, sandwiches the fixing film 405 between the heater 403 of the fixing film unit 401 and the lower surface of the stay 406. The pressure roller 402 is formed to have a diameter of 30 mm by disposing an elastic layer 402b made of silicon rubber on the outer peripheral surface of the metal shaft 402a. A release layer 402c such as PFA having a thickness of about 10 to 100 μm is provided on the surface of the elastic layer 402b via a primer layer (adhesive layer).

加圧ローラ402は、定着フィルム405に当接して、記録材Pの搬送方向である矢印C方向に、所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ402の回転に伴い、加熱ニップNにおける加圧ローラ402と定着フィルム405の摩擦力で定着フィルム405に矢印D方向の回転力が作用する。これにより、定着フィルム405は、加熱ニップNにおいて内側面がヒータ403の下向き面に密着して摺動させて、フィルムガイド404の回りを回転する。   The pressure roller 402 is in contact with the fixing film 405 and is driven to rotate at a predetermined peripheral speed in the direction of arrow C, which is the conveyance direction of the recording material P. As the pressure roller 402 rotates, a rotational force in the direction of arrow D acts on the fixing film 405 by the frictional force between the pressure roller 402 and the fixing film 405 in the heating nip N. As a result, the fixing film 405 rotates around the film guide 404 by causing the inner surface of the fixing film 405 to slide in close contact with the downward surface of the heater 403 in the heating nip N.

定着フィルム405の周方向形状は、図5に示すように、定着フィルム長手両端部がフィルム形状保持部材(以下、フランジ410)によって保持されることによって規制される。   As shown in FIG. 5, the circumferential shape of the fixing film 405 is regulated by holding the longitudinal end portions of the fixing film by a film shape holding member (hereinafter referred to as a flange 410).

フランジ410には図5に示すように、定着フィルム端部に配置されたリブ409を保持する溝411が施されており、定着フィルム405が当接する加圧ローラ402の回転に従動回転して、ヒータ403が配置されたフィルムガイド404の加熱面に密着して摺擦しながら記録紙の搬送速度とほぼ同一の周速度で回転するのを保持する。   As shown in FIG. 5, the flange 410 is provided with a groove 411 for holding a rib 409 disposed at the end of the fixing film. The groove 410 is rotated by the rotation of the pressure roller 402 with which the fixing film 405 abuts. It keeps rotating at substantially the same peripheral speed as the recording paper conveyance speed while closely contacting and rubbing against the heating surface of the film guide 404 on which the heater 403 is disposed.

加圧ローラ402に回転駆動されて定着フィルム405の回転がなされ、通電によりヒータ403が昇温して所定の目標温度に温調された状態において、加熱ニップNに記録材Pが導入される。定着フィルム405と加圧ローラ402との間に未定着トナー画像tを担持した記録材Pが導入され、記録材Pのトナー像担持面が定着フィルム405の外側面に密着して定着フィルム405と一緒に加熱ニップNを通過する。このとき、ヒータ403の熱が定着フィルム405を介して記録材Pに付与され、未定着トナー像tが記録材Pの面に加熱定着される。加熱ニップNを通った記録材Pは、定着フィルム405の面から曲率分離されて排出搬送される。   The recording material P is introduced into the heating nip N in a state in which the fixing film 405 is rotated by being driven to rotate by the pressure roller 402, and the heater 403 is heated to a predetermined target temperature by energization. A recording material P carrying an unfixed toner image t is introduced between the fixing film 405 and the pressure roller 402, and the toner image carrying surface of the recording material P is in close contact with the outer surface of the fixing film 405. Pass through the heating nip N together. At this time, the heat of the heater 403 is applied to the recording material P through the fixing film 405, and the unfixed toner image t is heated and fixed on the surface of the recording material P. The recording material P that has passed through the heating nip N is separated from the surface of the fixing film 405 and is discharged and conveyed.

図3に示すように、ステイ406の長手方向の両端部に配置された加圧機構420は、像加熱時、可変の押圧力でステイ406を加圧ローラ402に向かって付勢する。これにより、加圧ローラ402の弾性層402bがフィルムガイド404とヒータ403の輪郭線に沿って弾性変形して定着装置40に必要な加熱ニップNを形成させる。加圧ローラ402に向かって加圧されたとき、ステイ406は、フィルムガイド404及びヒータ403の撓み変形を防止している。   As shown in FIG. 3, the pressure mechanisms 420 arranged at both ends of the stay 406 in the longitudinal direction urge the stay 406 toward the pressure roller 402 with a variable pressing force during image heating. As a result, the elastic layer 402 b of the pressure roller 402 is elastically deformed along the contour lines of the film guide 404 and the heater 403 to form a heating nip N necessary for the fixing device 40. When pressed toward the pressure roller 402, the stay 406 prevents the film guide 404 and the heater 403 from being bent and deformed.

定着フィルム405の長手方向の長さ340mmに対して、フィルムガイド404は、長手方向の長さ360mm、加圧ローラ402は、ゴム(弾性層)長さ330mmである。加圧ローラ402は、定着装置40のフレームに固定されたベアリング426によって、金属軸402aの両端が両持ち式かつ回転自在に支持されている。   The film guide 404 has a length of 360 mm in the longitudinal direction and the pressure roller 402 has a rubber (elastic layer) length of 330 mm, whereas the length of the fixing film 405 in the longitudinal direction is 340 mm. In the pressure roller 402, both ends of the metal shaft 402a are supported by a bearing 426 fixed to the frame of the fixing device 40 so as to be both supported and rotatable.

加圧機構420は、駆動モータ421を作動させてカム軸423を回転させ、一対の加圧カム422を回転させて、加圧バネ427の一端を昇降させる。これにより、加圧バネ427がステイ406の両端を押圧する力が変化して、定着フィルム405に対する加圧力が変更可能である。   The pressurizing mechanism 420 operates the drive motor 421 to rotate the cam shaft 423 and rotate the pair of pressurizing cams 422 to raise and lower one end of the pressurizing spring 427. As a result, the force with which the pressure spring 427 presses both ends of the stay 406 changes, and the pressure applied to the fixing film 405 can be changed.

ここで、本発明における第一の実施例において、フランジ410の周方向に施された溝411は、図6aに示すように、定着フィルム405の回転軸に対して所定の傾斜を持って配置される。   Here, in the first embodiment of the present invention, the groove 411 formed in the circumferential direction of the flange 410 is disposed with a predetermined inclination with respect to the rotation axis of the fixing film 405 as shown in FIG. The

具体的には、図6bに示すように、周位置の上部410aから下部410bに向けて、定着フィルム405の長手長さLの1〜1.5%の範囲で、溝411は定着フィルム長手中央方向から遠ざかるように傾斜が施されており、それによって、定着ベルト405は、周位置上部410aの長手長さが最も短く、周位置下部410bの長手長さが最も長くなる構成となる。この時の、定着フィルム405における弾性層408の歪み(伸び)量をYとすると、定着フィルムの回転角度に従って、周位置下部410bの領域において、定着フィルム405は最も長手方向外側に引っ張られることとなり、上述したようにYの最大量は定着フィルム405の長手長さLの1〜1.5%の範囲で構成されている。   Specifically, as shown in FIG. 6b, from the upper portion 410a of the circumferential position to the lower portion 410b, the groove 411 is in the range of 1 to 1.5% of the longitudinal length L of the fixing film 405, and the groove 411 The fixing belt 405 is configured such that the longitudinal length of the upper circumferential position 410a is the shortest and the longitudinal length of the circumferential lower section 410b is the longest. If the amount of strain (elongation) of the elastic layer 408 in the fixing film 405 at this time is Y, the fixing film 405 is pulled most outward in the longitudinal direction in the region of the lower circumferential position 410b according to the rotation angle of the fixing film. As described above, the maximum amount of Y is in the range of 1 to 1.5% of the longitudinal length L of the fixing film 405.

上記フランジ410の傾斜は長手両端部のフランジに施されていることから、定着フィルム405の弾性層408は全体として、長手長さLの2〜3%長手方向外側に引っ張られることとなる。本実施例で用いる定着フィルム405は長手長さLが340mmであるため、本実施例におけるフランジ405の周位置下部410bは周位置上部410aに比べて約3〜4mmだけ長手中央方向から遠ざかるように傾斜が施される。   Since the flange 410 is inclined on the flanges at both ends of the longitudinal direction, the elastic layer 408 of the fixing film 405 is pulled outward in the longitudinal direction by 2 to 3% of the longitudinal length L as a whole. Since the fixing film 405 used in this embodiment has a longitudinal length L of 340 mm, the circumferential position lower portion 410b of the flange 405 in this embodiment is separated from the longitudinal central direction by about 3 to 4 mm as compared with the circumferential position upper portion 410a. An inclination is applied.

それによって、記録紙として薄紙や小サイズ紙が通紙された場合においても、記録紙は定着ニップに入る直前の周位置下部410bの領域において、長手方向外側に引っ張られる応力Fを受ける。図7に、本実施例を施した最に、定着フィルム405が回転角度における引っ張り応力Fの関係を示す。引っ張り応力Fは定着フィルムのシリコンゴム弾性層408のヤング率および、両端部フランジ410に施された傾斜による歪み(伸び)量から算出される。   As a result, even when thin paper or small-size paper is passed as the recording paper, the recording paper receives a stress F that is pulled outward in the longitudinal direction in the region of the lower circumferential position 410b immediately before entering the fixing nip. FIG. 7 shows the relationship between the tensile stress F and the rotation angle of the fixing film 405 when the present embodiment is applied. The tensile stress F is calculated from the Young's modulus of the silicon rubber elastic layer 408 of the fixing film and the amount of strain (elongation) due to the inclination applied to the flanges 410 at both ends.

図7に示すように、引っ張り応力Fは、周位置下部410bに向けて増加し、周位置下部410bにおいて最大の値Fmaxとなった後、周位置上部410aに向けて減少し、周位置上部410aにおいて最小の値0をとる。このとき引っ張り応力Fは長手位置に対して等しく加わるため、定着装置に搬送される記録紙の定着フィルム405との接触面は、定着フィルム405と同様に長手方向外側に引っ張る応力Fを受けることとなる。また、上記周位置下部410bは、記録紙が定着ニップに突入する直前の領域であり、記録紙が定着ニップ内にある位相においては、傾斜に変化をつけないものとする。   As shown in FIG. 7, the tensile stress F increases toward the circumferential position lower portion 410b, reaches the maximum value Fmax at the circumferential position lower portion 410b, decreases, and then decreases toward the circumferential position upper portion 410a. The minimum value 0 is taken at. At this time, since the tensile stress F is equally applied to the longitudinal position, the contact surface of the recording paper conveyed to the fixing device with the fixing film 405 receives the stress F that is pulled outward in the longitudinal direction, like the fixing film 405. Become. Further, the lower circumferential position 410b is an area immediately before the recording paper enters the fixing nip, and the inclination does not change in the phase where the recording paper is in the fixing nip.

次に、上記フランジ410の傾斜について、以下に示す検証実験を行い、有効な範囲を決定した。(表1)
表1に、上記フランジ傾斜を長手長さLに対して0.5〜3%の範囲に変化させ、検証に用いた定着フィルム長さを、100mm、200mm、340mm、420mmのものを用いた検証結果を示す。本実験で用いた記録紙は坪量が64g、ヤング率が3000MPaのものを使用した。
Next, the verification experiment shown below was performed about the inclination of the said flange 410, and the effective range was determined. (Table 1)
In Table 1, the flange inclination is changed to a range of 0.5 to 3% with respect to the longitudinal length L, and the fixing film length used for the verification is verified using 100 mm, 200 mm, 340 mm, and 420 mm. Results are shown. The recording paper used in this experiment had a basis weight of 64 g and a Young's modulus of 3000 MPa.

表1に示すように、上記フランジ410の傾斜が長手長さに対して1%以下の場合は、定着フィルムの長手長さに依らず、紙しわが発生する結果となった。また、定着フィルム長手長さが200mm以下の場合では、上記フランジ傾斜が2%を超えると、定着フィルムの歪み(伸び)量が原因で、定着ニップを通過するトナー画像面にずれが発生した。   As shown in Table 1, when the inclination of the flange 410 was 1% or less with respect to the longitudinal length, paper wrinkles were generated regardless of the longitudinal length of the fixing film. Further, when the longitudinal length of the fixing film was 200 mm or less, when the flange inclination exceeded 2%, the toner image surface passing through the fixing nip was displaced due to the distortion (elongation) amount of the fixing film.

この現象は、定着フィルム長手長さが340mm以上では上記フランジ傾斜が2%の場合においても発生する結果となった。これは、紙しわを防止するために必要な引っ張り応力Fが、定着フィルムの弾性層ヤング率とフランジ傾斜による歪み(伸び)量Y(%)によって決定される為であり、定着フィルムの長手長さに依存しないことを示している。   This phenomenon was caused even when the fixing film longitudinal length was 340 mm or more and the flange inclination was 2%. This is because the tensile stress F necessary for preventing paper wrinkles is determined by the elastic layer Young's modulus of the fixing film and the strain (elongation) amount Y (%) due to the flange inclination. It shows that it does not depend on the size.

しかしながら、引っ張り応力Fが同じ状態、つまり歪み(伸び)量Y(%)が同じ状態であっても、定着フィルム長さが異なる場合、実際に定着フィルムが伸縮する長さ(mm)は、定着フィルムの長手が長いほど大きくなる。それ故、定着フィルム長手長さが200mm以下では、フランジ傾斜が2%の条件においては画像ずれが発生しなかったのに対し、同条件においても、定着フィルム長手長さが340mmの場合では画像ずれが発生してしまう結果となった。   However, even when the tensile stress F is the same, that is, when the strain (elongation) amount Y (%) is the same, if the fixing film length is different, the length (mm) that the fixing film actually expands and contracts is fixed. The longer the length of the film, the larger it becomes. Therefore, when the longitudinal length of the fixing film was 200 mm or less, no image displacement occurred when the flange inclination was 2%. However, even when the longitudinal length of the fixing film was 340 mm, the image displacement occurred. As a result, it occurred.

以上の検証結果および、今後定着装置が対応可能な最大用紙サイズ(A3ヨコ:420mm)を鑑みて、定着フィルムの長手長さに依らず、安定的に紙シワが防止できる構成として、フランジ410における溝411は、周位置の上部410aから下部410bに向けて、定着フィルム405の長手長さLの1〜1.5%の範囲で、定着フィルム長手中央方向から遠ざかるように傾斜が施されるものとする。   In view of the above verification results and the maximum sheet size (A3 width: 420 mm) that can be supported by the fixing device in the future, a configuration that can prevent paper wrinkles stably regardless of the longitudinal length of the fixing film is used. The groove 411 is inclined so as to be away from the longitudinal center direction of the fixing film in the range of 1 to 1.5% of the longitudinal length L of the fixing film 405 from the upper portion 410a to the lower portion 410b of the circumferential position. And

以上、本実施例を施すことによる鋭意検討の結果、定着ニップに突入する直前の領域において、記録紙は長手方向外側に引っ張る力を受けることで、紙シワの発生を防止することが確認されている。   As described above, as a result of earnest examination by applying this embodiment, it has been confirmed that the recording paper receives a pulling force outward in the longitudinal direction in the region immediately before entering the fixing nip, thereby preventing the occurrence of paper wrinkles. Yes.

なお、本実施例はフィルム定着方式の異なる構成においても、用いることが可能である。   This embodiment can also be used in different configurations of the film fixing system.

N ニップ、P シート、T トナー、1 加熱定着装置、10 画像形成部、
11 感光ドラム、12 帯電器、13 レーザスキャナ、14 現像器、
15 クリーナ、17 一次転写ブレード、20 給紙カセット、
25 マルチ給紙トレイ、23 レジストローラ、30 転写装置、
31 中間転写フィルム、35 二次転写ローラ、40 定着装置、
55 定着搬送部材、401 定着フィルムユニット、405 定着フィルム部材、
406 支持ステー、420 加圧機構、402 加圧ローラ
N nip, P sheet, T toner, 1 heat fixing device, 10 image forming unit,
11 Photosensitive drum, 12 charger, 13 laser scanner, 14 developer,
15 cleaner, 17 primary transfer blade, 20 paper cassette,
25 Multi-feed tray, 23 Registration roller, 30 Transfer device,
31 Intermediate transfer film, 35 Secondary transfer roller, 40 Fixing device,
55 fixing conveyance member, 401 fixing film unit, 405 fixing film member,
406 Support stay, 420 Pressure mechanism, 402 Pressure roller

Claims (4)

駆動源を有する回転体と、回転体を加圧する加圧部材(404)と、該回転体に当接しニップ部を形成し摺動回転する無端状のベルト部材(402)と、前記ベルト部材を端部で保持する端部保持部材(410)と、該回転体または該ベルト部材の何れか乃至両方を加熱する発熱部材(403)を有し、該回転体を回転させることで該ベルト部材を従動回転させるとともに記録材をニップ部に挟持搬送し、記録材をニップ部で加熱加圧する加熱定着装置において、
前記端部保持部材(410)における端部保持溝(411)に、前記ベルト回転軸に対して傾斜を設けることで、前記ベルト部材が回転するに従い、ベルト部材の表層乃至弾性部材乃至基材が、長手方向に伸縮することを特徴とする加熱定着装置。
A rotating body having a driving source, a pressure member (404) for pressurizing the rotating body, an endless belt member (402) which contacts the rotating body to form a nip portion and slides and rotates, and the belt member An end holding member (410) held at the end, and a heat generating member (403) for heating either or both of the rotating body and the belt member, and rotating the rotating body In the heating and fixing device that rotates the driven material while nipping and conveying the recording material in the nip portion, and heating and pressurizing the recording material in the nip portion,
By providing the end holding groove (411) in the end holding member (410) with an inclination with respect to the belt rotation axis, the surface layer, the elastic member, or the base material of the belt member is rotated as the belt member rotates. A heat fixing device that expands and contracts in the longitudinal direction.
前記端部保持部材(410)における端部保持溝(411)の傾斜は、ベルト部材(402)長手長さの3%以下であることを特徴とする請求項1に記載の加熱定着装置。 2. The heat fixing apparatus according to claim 1, wherein an inclination of the end holding groove (411) in the end holding member (410) is 3% or less of a longitudinal length of the belt member (402). 前記ベルト部材は、ベルト端部における表層部材乃至弾性部材乃至基材にリブを設けることを特徴とする請求項1に記載の加熱定着装置。 The heat fixing apparatus according to claim 1, wherein the belt member is provided with a rib on a surface layer member, an elastic member, or a base material at an end portion of the belt. 前記端部保持部材は、周方向位相に従って、長手方向の奥行きが異なることを特徴とする請求項1に記載の加熱定着装置。 The heat fixing device according to claim 1, wherein the end holding member has a different depth in a longitudinal direction according to a circumferential phase.
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