JP2019040015A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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英之介 菊地
Hidenosuke Kikuchi
英之介 菊地
中野 邦昭
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中野  邦昭
鐘浩 権
Kanehiro Gon
鐘浩 権
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Abstract

To provide a fixing device that improves fixing performance and sheet separation performance.SOLUTION: A fixing device comprises: a rotatable endless fixing belt 21; a pressure roller 23 that forms a pressurization area N with the fixing belt 21; and a pressing pad 27 that is in contact with an inner peripheral surface of the fixing belt 21 in the pressurization area N and has a slide surface 41 sliding with respect to the rotating fixing belt 21. The slide surface 41 has a plurality of circular surfaces 43, 45, 47 that are provided continuously along a sheet conveyance direction and concave on the opposite side of the pressure roller 23. The plurality of circular surfaces 43, 45, 47 have their radii of curvature gradually reduced toward downstream from the circular surface 43 on the uppermost stream that has a radius of curvature larger than the radius of curvature of the pressure roller 34. The boundary B between the circular surface 43 on the uppermost stream and the circular surface 45 downstream of the circular surface 43 corresponds to the downstream of the center Nc in the conveyance direction of the pressurization area N.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image on a sheet and an image forming apparatus including the fixing device.

定着装置においては、定着ベルトや定着ローラー等の定着部材と、加圧ローラー等の加圧部材との間に加圧領域を形成し、トナー像が転写された用紙が加圧領域を通過することで、トナー像を溶融して用紙に定着させている。トナー像を用紙に確実に定着させるには、用紙の搬送方向に沿った加圧領域の長さは長い方が好ましい。加圧領域の長さを長くする方法として、大径の加圧ローラーを用いる方法や、加圧ローラーの表面の弾性層の厚さを厚くする方法、加圧ローラーの表面の弾性層のゴム硬度を低下させる方法、加圧部材の定着部材への押圧力を高める方法等が知られている。   In the fixing device, a pressure region is formed between a fixing member such as a fixing belt or a fixing roller and a pressure member such as a pressure roller, and the paper on which the toner image is transferred passes through the pressure region. The toner image is melted and fixed on the paper. In order to reliably fix the toner image on the paper, it is preferable that the length of the pressure region along the paper transport direction is long. To increase the length of the pressure area, use a large-diameter pressure roller, increase the thickness of the elastic layer on the surface of the pressure roller, or rubber hardness of the elastic layer on the surface of the pressure roller. There are known a method for reducing the pressure, a method for increasing the pressing force of the pressure member to the fixing member, and the like.

しかしながら、大径の加圧ローラーを用いる場合は、定着装置が大型化するという問題がある。また、加圧ローラーの弾性層の厚さを厚くすると、定着装置のウォームアップ時間が長くなるという問題がある。さらに、加圧ローラーの弾性層のゴム硬度を低下させると、温度に依存して外径が変化しやすくなり、搬送性や耐久性が低下する。加圧部材の押圧力を高めた場合は、加圧ローラーの表面の撓み量が大きくなり、搬送性が低下したり定着フレームの補強が必要になったりするという問題がある。   However, when a large-diameter pressure roller is used, there is a problem that the fixing device is enlarged. Further, when the thickness of the elastic layer of the pressure roller is increased, there is a problem that the warm-up time of the fixing device becomes longer. Furthermore, when the rubber hardness of the elastic layer of the pressure roller is lowered, the outer diameter is likely to change depending on the temperature, and the transportability and durability are lowered. When the pressing force of the pressure member is increased, there is a problem that the amount of deflection of the surface of the pressure roller increases, and the transportability is deteriorated or the fixing frame needs to be reinforced.

このような問題点に対して、可撓性を有する無端状の定着ベルトを用いた摺動ベルト定着方式が考案された。この摺動ベルト定着方式では、定着ベルトを、ベルト支持部材によって内側から支持して加圧ローラーに圧接させ、加圧ローラーとの摩擦力によって回転させる。ベルト支持部材の形状を調整することで、低い押圧力で加圧領域の長さを長くすることが可能となる。   In order to solve such a problem, a sliding belt fixing system using an endless fixing belt having flexibility has been devised. In this sliding belt fixing system, the fixing belt is supported from the inside by a belt support member, brought into pressure contact with the pressure roller, and rotated by frictional force with the pressure roller. By adjusting the shape of the belt support member, it is possible to increase the length of the pressurizing region with a low pressing force.

加圧領域でトナー像が定着された用紙は、分離部材によって定着部材から分離される。上記の摺動ベルト定着方式の場合、定着ベルトの表面から用紙を分離しにくいという問題がある。この問題は、例えば、コシの弱い用紙にトナーの付着量の多いカラー画像を形成する場合等において顕著となる。   The sheet on which the toner image is fixed in the pressure area is separated from the fixing member by the separation member. In the case of the above sliding belt fixing method, there is a problem that it is difficult to separate the paper from the surface of the fixing belt. This problem becomes prominent when, for example, a color image having a large amount of toner adhesion is formed on a paper having weak stiffness.

そこで、加圧領域において定着ベルトの内周面に接触する押圧パッドの形状や材質が検討されている。例えば、特許文献1には、加熱体(定着ベルト)と記録材(用紙)とが接触する領域内における加熱体の曲率半径が、記録材の搬送方向の上流側の方が下流側よりも大きくなるように設定された定着装置が記載されている。また、特許文献2には、弾性を有する押圧部材(押圧パッド)を用いた定着装置が記載されている。さらに、特許文献3には、押圧パッドの、定着ベルトの内周面に接触する摺動面が、平坦部と、平坦部よりも用紙の搬送方向の下流側の円弧状部と、を有する定着装置が記載されている。   Therefore, the shape and material of the pressing pad that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt in the pressurizing region are being studied. For example, in Patent Document 1, the radius of curvature of the heating body in the region where the heating body (fixing belt) and the recording material (paper) contact each other is larger on the upstream side in the recording material conveyance direction than on the downstream side. A fixing device set to be described is described. Patent Document 2 describes a fixing device using a pressing member (pressing pad) having elasticity. Further, in Patent Document 3, the sliding surface of the pressing pad that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt has a flat portion, and a fixing portion having a flat portion and an arc-shaped portion on the downstream side in the paper transport direction from the flat portion. An apparatus is described.

特開平4−309984号公報JP-A-4-309984 特開2002−148932号公報JP 2002-148932 A 特開2013−156399号公報JP 2013-156399 A

しかしながら上記特許文献1に記載された定着装置では、加圧領域内で曲率半径が変化するので、加圧領域内の圧力が不均一となる虞がある。また、特許文献2に記載された定着装置では、加圧ローラーの表面への押圧パッドの食い込みが変動しやすく、加圧領域が変動しやすく、用紙の分離性が不安定であるという問題がある。さらに、特許文献3に記載された定着装置では、用紙の分離性は得られるが、特許文献1と同様に、加圧領域内で曲率半径が変化するので、加圧領域の圧力が不均一となる虞がある。   However, in the fixing device described in Patent Document 1, since the radius of curvature changes in the pressure region, the pressure in the pressure region may be non-uniform. In addition, the fixing device described in Patent Document 2 has a problem that the pressure pad bites into the surface of the pressure roller easily fluctuates, the pressure region easily fluctuates, and the paper separation property is unstable. . Further, in the fixing device described in Patent Document 3, paper separation is obtained, but as in Patent Document 1, since the radius of curvature changes in the pressure region, the pressure in the pressure region is not uniform. There is a risk of becoming.

本発明は上記事情を考慮し、定着性能と用紙の分離性能とを向上させた定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a fixing device that improves fixing performance and sheet separation performance, and an image forming apparatus including the fixing device.

上記課題を解決するため、本発明の定着装置は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトとの間に、用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する加圧ローラーと、前記加圧領域において前記定着ベルトの内周面に接触し、回転する該定着ベルトに対して摺動する摺動面を有する押圧パッドと、を備え、前記摺動面は、用紙の搬送方向に沿って連続して設けられた、前記加圧ローラーと反対側に凹んだ複数の円弧状面を有し、前記複数の円弧状面は、前記加圧ローラーの曲率半径よりも大きい曲率半径を有する前記搬送方向の最上流側の円弧状面から、前記搬送方向の下流側に向かって徐々に曲率半径が小さくなるように形成され、前記最上流側の円弧状面と、該最上流側の円弧状面の前記搬送方向の下流側の円弧状面との境界は、前記加圧領域の前記搬送方向における中央よりも下流側に対応するように形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a fixing device of the present invention includes a rotatable endless fixing belt, a pressure roller that forms a pressure region in which a sheet is nipped and conveyed between the fixing belt, And a pressing pad having a sliding surface that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt in the pressurizing region and slides relative to the rotating fixing belt, and the sliding surface is along a sheet conveyance direction. A plurality of arcuate surfaces recessed in the opposite side to the pressure roller, the plurality of arcuate surfaces having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the pressure roller. It is formed so that the radius of curvature gradually decreases from the arcuate surface on the most upstream side in the conveying direction toward the downstream side in the conveying direction, and the arcuate surface on the most upstream side and the arcuate shape on the most upstream side The boundary with the arcuate surface on the downstream side in the transport direction of the surface is the front Characterized in that it is formed so as to correspond to the downstream side than the center in the transport direction of the pressure area.

本発明において、前記搬送方向に連続する2つの前記円弧状面は、緩和曲面で接続されていることを特徴としても良い。   In the present invention, the two arcuate surfaces that are continuous in the transport direction may be connected by a relaxed curved surface.

本発明において、前記摺動面の前記搬送方向の最下流端は、前記最上流側の円弧状面を前記搬送方向の下流側に延長した延長面よりも、前記加圧ローラーの側に位置していることを特徴としても良い。   In the present invention, the most downstream end of the sliding surface in the transport direction is located closer to the pressure roller than an extended surface obtained by extending the arcuate surface on the most upstream side to the downstream side in the transport direction. It is good also as a feature.

本発明の画像形成装置は、用紙にトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像を前記用紙に定着する上記に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする。   An image forming apparatus according to the present invention includes an image forming unit that forms a toner image on a sheet, and the fixing device described above that fixes the toner image on the sheet.

本発明によれば、押圧パッドの摺動面が、搬送方向の上流側から順に、曲率半径が徐々に小さくなる複数の円弧状面で形成されて、加圧領域内での急激な曲率変化が生じないので、安定した定着性能を得ることができる。さらに、摺動面の下流側ほど曲率半径が小さくなっているので、定着ベルトから用紙を曲率分離しやすい。   According to the present invention, the sliding surface of the pressing pad is formed of a plurality of arcuate surfaces whose curvature radii gradually decrease in order from the upstream side in the transport direction, and a sudden curvature change in the pressurizing region occurs. Since it does not occur, stable fixing performance can be obtained. Furthermore, since the radius of curvature is smaller toward the downstream side of the sliding surface, it is easy to separate the curvature of the sheet from the fixing belt.

本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing an internal configuration of a printer according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置の押圧パッドを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a pressing pad of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置の加圧領域を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a pressure region of a fixing device according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置及び定着装置について説明する。   Hereinafter, an image forming apparatus and a fixing device of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1を用いて、画像形成装置としてのプリンターの全体の構成について説明する。図1はプリンター1の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図1における紙面手前側をプリンター1の正面側(前側)とし、左右の向きはプリンター1を正面から見た方向を基準として説明する。各図のL及びRは、それぞれ左方向及び右方向を示す。   First, the overall configuration of a printer as an image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a front view schematically showing the internal configuration of the printer 1. Hereinafter, the front side of the paper in FIG. 1 is the front side (front side) of the printer 1, and the left and right directions will be described with reference to the direction when the printer 1 is viewed from the front. L and R of each figure show the left direction and the right direction, respectively.

プリンター1の装置本体2には、用紙Sが収容される給紙カセット3と、給紙カセット3から用紙Sを送り出す給紙装置5と、用紙Sにトナー像を形成する画像形成部7と、トナー像を用紙Sに定着する定着装置9と、用紙Sを排紙する排紙装置11と、排紙された用紙Sが受け止められる排紙トレイ13と、が備えられている。さらに、装置本体2には、給紙装置5から、画像形成部7と定着装置9とを通って排紙装置11に向かう用紙Sの搬送経路15が形成されている。   The apparatus main body 2 of the printer 1 includes a paper feed cassette 3 that accommodates the paper S, a paper feed device 5 that feeds the paper S from the paper feed cassette 3, an image forming unit 7 that forms a toner image on the paper S, A fixing device 9 that fixes the toner image onto the paper S, a paper discharge device 11 that discharges the paper S, and a paper discharge tray 13 that receives the discharged paper S are provided. Further, a conveyance path 15 for the sheet S from the sheet feeding device 5 to the sheet discharge device 11 through the image forming unit 7 and the fixing device 9 is formed in the apparatus main body 2.

給紙装置5によって給紙カセット3から給紙された用紙Sは、搬送経路15に沿って画像形成部7に搬送され、用紙Sにトナー像が形成される。用紙Sは搬送経路15に沿って定着装置9に送られ、トナー像が用紙Sに定着される。トナー像が定着された用紙Sは排紙装置11から排紙トレイ13に排出される。   The paper S fed from the paper feed cassette 3 by the paper feeding device 5 is transported to the image forming unit 7 along the transport path 15, and a toner image is formed on the paper S. The sheet S is sent to the fixing device 9 along the conveyance path 15 and the toner image is fixed on the sheet S. The paper S on which the toner image is fixed is discharged from the paper discharge device 11 to the paper discharge tray 13.

次に、図2を参照して、定着装置9について説明する。図2は定着装置の断面図である。   Next, the fixing device 9 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixing device.

図2に示されるように、定着装置9は、定着ベルト21と、定着ベルト21との間に加圧領域Nを形成する加圧ローラー23と、定着ベルト21を加熱するIHヒーター25と、定着ベルト21の中空部に設けられる押圧パッド27と、を備えている。さらに、定着装置9は、これらが支持される定着ハウジング(図示省略)を備えている。   As shown in FIG. 2, the fixing device 9 includes a fixing belt 21, a pressure roller 23 that forms a pressure region N between the fixing belt 21, an IH heater 25 that heats the fixing belt 21, and fixing. And a pressing pad 27 provided in the hollow portion of the belt 21. Further, the fixing device 9 includes a fixing housing (not shown) in which these are supported.

定着ベルト21は、所定の内径を有し、用紙の幅よりも長い幅を有する無端状ベルトである。定着ベルト21は、可撓性を有する材料で形成され、基材層と、基材層の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。基材層は、Ni等の磁性金属や、CuやAg、Al等の金属を付与したポリイミド樹脂で形成されている。弾性層は、シリコンゴム等で形成されている。離型層は、PFAチューブ等で形成されている。また、基材層の内周面に摺動層が形成される場合もある。摺動層は、ポリイミドアミドやPTFE等で形成されている。   The fixing belt 21 is an endless belt having a predetermined inner diameter and a width longer than the width of the paper. The fixing belt 21 is formed of a flexible material, and includes a base material layer, an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the base material layer, and a release layer provided on the outer peripheral surface of the elastic layer. Yes. The base material layer is formed of a polyimide resin provided with a magnetic metal such as Ni or a metal such as Cu, Ag, or Al. The elastic layer is made of silicon rubber or the like. The release layer is formed of a PFA tube or the like. Moreover, a sliding layer may be formed on the inner peripheral surface of the base material layer. The sliding layer is made of polyimide amide or PTFE.

定着ベルト21は、ベルトガイド31によって定着ハウジングに回転可能に支持されている。ベルトガイド31は、定着ベルト21の中空部に設けられる支持部材33に支持されている。支持部材33は、四角筒状の部材であり、定着ベルト21の中空部を貫通して、両端が定着ハウジングに固定されている。   The fixing belt 21 is rotatably supported by a fixing housing by a belt guide 31. The belt guide 31 is supported by a support member 33 provided in the hollow portion of the fixing belt 21. The support member 33 is a square cylindrical member, and penetrates the hollow portion of the fixing belt 21 and is fixed to the fixing housing at both ends.

ベルトガイド31は、定着ベルト21の内周面に沿った円弧状の断面形状を有し、バネ性を有する材料で形成されている。ベルトガイド31は、支持部材33の上部に固定されて、定着ベルト21に張力を与えて、IHヒーター25と所定の間隔を隔てて対向させている。なお、ベルトガイド31の換わりに、定着ベルト21の両端に内設する円弧状のフランジ部を定着ハウジングに設けても良い。   The belt guide 31 has an arcuate cross-sectional shape along the inner peripheral surface of the fixing belt 21 and is formed of a material having a spring property. The belt guide 31 is fixed to the upper portion of the support member 33, applies tension to the fixing belt 21, and opposes the IH heater 25 with a predetermined interval. Instead of the belt guide 31, an arcuate flange portion provided at both ends of the fixing belt 21 may be provided in the fixing housing.

加圧ローラー23は、芯金と、芯金の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。弾性層は、シリコンゴム等で形成されている。離型層は、PFAチューブ等で形成されている。   The pressure roller 23 includes a metal core, an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the metal core, and a release layer provided on the outer peripheral surface of the elastic layer. The elastic layer is made of silicon rubber or the like. The release layer is formed of a PFA tube or the like.

加圧ローラー23は、定着ベルト21の下方から定着ベルト21に接触するように配置されて、定着ハウジングに回転可能に支持されている。これにより、加圧ローラー23と定着ベルト21との間に加圧領域Nが形成される。また、加圧ローラー23は、駆動源(図示省略)に接続して回転駆動される。駆動源によって加圧ローラー23が図2の反時計回り方向に回転すると、定着ベルト21は、加圧ローラー23に従動して、加圧ローラー23の回転方向とは反対の時計回り方向に回転する。この結果、搬送された用紙Sが加圧領域Nを通過する。   The pressure roller 23 is disposed so as to come into contact with the fixing belt 21 from below the fixing belt 21 and is rotatably supported by the fixing housing. As a result, a pressure region N is formed between the pressure roller 23 and the fixing belt 21. The pressure roller 23 is connected to a drive source (not shown) and is driven to rotate. When the pressure roller 23 is rotated in the counterclockwise direction of FIG. 2 by the driving source, the fixing belt 21 is driven by the pressure roller 23 to rotate in the clockwise direction opposite to the rotation direction of the pressure roller 23. . As a result, the conveyed paper S passes through the pressure area N.

IHヒーター25は、コイル部25aと、コイル部25aを巻線状に保持するコイルボビン25bと、アーチコア25cと、を有している。IHヒーター25は、定着ベルト21の外周面の上半分を覆うように配置されて、定着ハウジングに支持されている。コイル部25aに高周波の交流電圧を印加することにより磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト21の基材層に渦電流が発生して基材層が発熱し、定着ベルト21が加熱される。   The IH heater 25 includes a coil portion 25a, a coil bobbin 25b that holds the coil portion 25a in a winding shape, and an arch core 25c. The IH heater 25 is disposed so as to cover the upper half of the outer peripheral surface of the fixing belt 21 and is supported by the fixing housing. A magnetic field is generated by applying a high-frequency AC voltage to the coil portion 25a. Due to the action of this magnetic field, an eddy current is generated in the base material layer of the fixing belt 21, the base material layer generates heat, and the fixing belt 21 is heated. The

押圧パッド27は、定着ベルト21の幅方向に長い、扁平な略直方体状の部材であり、液晶ポリマー等の樹脂で形成されている。押圧パッド27は、支持部材33の下面に固定されている。押圧パッド27の、加圧領域Nに対向する面41は、摺動シート35を介して定着ベルト21の内周面に接触している。定着ベルト21が前述のように回転すると、加圧領域Nに対向する面41は、定着ベルト21に対して摺動する。この加圧領域Nに対向して定着ベルトに対して摺動する面41を摺動面41とする。   The pressing pad 27 is a flat, substantially rectangular parallelepiped member that is long in the width direction of the fixing belt 21 and is formed of a resin such as a liquid crystal polymer. The pressing pad 27 is fixed to the lower surface of the support member 33. A surface 41 of the pressing pad 27 facing the pressure region N is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 21 via the sliding sheet 35. When the fixing belt 21 rotates as described above, the surface 41 facing the pressure region N slides with respect to the fixing belt 21. A surface 41 that slides against the fixing belt so as to face the pressure region N is referred to as a sliding surface 41.

さらに、定着装置9は、加圧領域Nよりも用紙搬送方向の上流側に設けられる用紙進入ガイド37と、加圧領域Nよりも用紙搬送方向の下流側に設けられる分離部材39と、を備えている。用紙進入ガイド37は、加圧領域Nに向かって上方に傾斜するように搬送経路に沿って配置されている。分離部材39は、定着ベルト21の回転方向に対してカウンター方向から定着ベルト21の表面に向かうように支持されている。   Further, the fixing device 9 includes a paper entry guide 37 provided on the upstream side in the paper conveyance direction from the pressure area N, and a separation member 39 provided on the downstream side in the paper conveyance direction from the pressure area N. ing. The paper entry guide 37 is disposed along the conveyance path so as to incline upward toward the pressure region N. The separation member 39 is supported from the counter direction toward the surface of the fixing belt 21 with respect to the rotation direction of the fixing belt 21.

次に、押圧パッド27について、図3及び図4を参照して詳細に説明する。図3は押圧パッドの断面図、図4は加圧領域の断面図である。   Next, the pressing pad 27 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a cross-sectional view of the pressing pad, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the pressure region.

図3に示されるように、押圧パッド27の摺動面41は、用紙の搬送方向Yに沿って上流側から連続して設けられた、第1の円弧状面43と、第2の円弧状面45と、第3の円弧状面47と、を有している。これらの円弧状面43、45、47は、加圧ローラー23と反対側に凹状に湾曲している。また、各円弧状面の曲率半径は、上流側から順に小さくなっている。すなわち、第1の円弧状面43の曲率半径は、加圧ローラー23の曲率半径よりも大きい。第2の円弧状面45の曲率半径は、第1の円弧状面43の曲率半径よりも小さく、第3の円弧状面47の曲率半径は、第2の円弧状面45の曲率半径よりも小さい。一例として、第1の円弧状面43の曲率半径は、加圧ローラー23の曲率半径の2倍以上が好ましく、4倍以上が特に好ましい。ただし、第1の円弧状面43の曲率半径を大きくすると、搬送方向Yに沿った加圧領域Nの長さが短くなるため、加圧領域Nの長さに応じて設定される。また、第2の円弧状面45の曲率半径は、第1の円弧状面43の曲率半径の約1.1倍以内が好ましく、第3の円弧状面47の曲率半径は、第2の円弧状面45の曲率半径の約1.1倍以上が好ましい。なお、各円弧状面の曲率中心は異なっていても良い。搬送方向Yに沿って隣接する2つの円弧状面は、緩和曲面によって滑らかに接続されている。また、摺動面41(第3の円弧状面47)の下流端は、第1の円弧状面43を搬送方向の下流側に延長した延長面43aよりも加圧ローラー23に近接する方向に傾斜している。   As shown in FIG. 3, the sliding surface 41 of the pressing pad 27 includes a first arcuate surface 43 and a second arcuate surface that are continuously provided from the upstream side along the sheet conveyance direction Y. A surface 45 and a third arcuate surface 47 are provided. These arc-shaped surfaces 43, 45, 47 are concavely curved on the side opposite to the pressure roller 23. Further, the radius of curvature of each arcuate surface decreases in order from the upstream side. That is, the radius of curvature of the first arcuate surface 43 is larger than the radius of curvature of the pressure roller 23. The radius of curvature of the second arcuate surface 45 is smaller than the radius of curvature of the first arcuate surface 43, and the radius of curvature of the third arcuate surface 47 is greater than the radius of curvature of the second arcuate surface 45. small. As an example, the radius of curvature of the first arcuate surface 43 is preferably at least twice the radius of curvature of the pressure roller 23, and particularly preferably at least four times. However, when the radius of curvature of the first arcuate surface 43 is increased, the length of the pressurizing region N along the transport direction Y is shortened, and therefore, the length is set according to the length of the pressurizing region N. The radius of curvature of the second arcuate surface 45 is preferably within about 1.1 times the radius of curvature of the first arcuate surface 43, and the radius of curvature of the third arcuate surface 47 is the second circle. About 1.1 times or more of the radius of curvature of the arcuate surface 45 is preferable. In addition, the center of curvature of each arcuate surface may be different. Two arcuate surfaces adjacent along the transport direction Y are smoothly connected by a relaxed curved surface. The downstream end of the sliding surface 41 (third arcuate surface 47) is closer to the pressure roller 23 than the extended surface 43a that extends the first arcuate surface 43 downstream in the transport direction. Inclined.

図4に示されるように、定着ベルト21は、押圧パッド27の摺動面41によって加圧ローラー23に押圧されて、定着ベルト21と加圧ローラー23との間に加圧領域Nを形成している。加圧領域Nは、摺動面41の全面に対応する部分に形成されているわけではなく、搬送方向Yの上流側及び下流側の端部では、定着ベルト21と加圧ローラー23とは接触していない。第1の円弧状面43と第2の円弧状面45との境界Bは、搬送方向における加圧領域Nの中央Ncよりも下流側に対応するように設けられている。   As shown in FIG. 4, the fixing belt 21 is pressed against the pressure roller 23 by the sliding surface 41 of the pressing pad 27 to form a pressure region N between the fixing belt 21 and the pressure roller 23. ing. The pressure region N is not formed in a portion corresponding to the entire surface of the sliding surface 41, and the fixing belt 21 and the pressure roller 23 are in contact at the upstream and downstream ends in the transport direction Y. Not done. The boundary B between the first arcuate surface 43 and the second arcuate surface 45 is provided so as to correspond to the downstream side of the center Nc of the pressurizing region N in the transport direction.

上記構成を有する定着装置9の定着動作を説明する。まず、加圧ローラー23が駆動されて回転し、定着ベルト21は、加圧ローラー23の回転方向とは反対の方向に従動回転する。同時に、IHヒーター25が駆動されて定着ベルト21を加熱する。定着ベルト21は、所定の制御温度(例えば、160℃)となるまで加熱される。このように定着ベルト21が加熱された後、トナー像が転写された用紙Sが、用紙進入ガイド37に案内されて加圧領域Nに搬送される。加圧領域Nにおいて、用紙Sは定着ベルト21と加圧ローラー23とに挟持されて搬送される。この際、定着ベルト21によって用紙Sが加熱されると共に加圧ローラー23と定着ベルト21とによって加圧されて、トナー像が用紙Sに定着される。トナー像が定着された用紙Sは、先端が分離部材39によって定着ベルト21から分離されて、搬送経路15に沿って搬送される。   The fixing operation of the fixing device 9 having the above configuration will be described. First, the pressure roller 23 is driven to rotate, and the fixing belt 21 is driven to rotate in a direction opposite to the rotation direction of the pressure roller 23. At the same time, the IH heater 25 is driven to heat the fixing belt 21. The fixing belt 21 is heated to a predetermined control temperature (for example, 160 ° C.). After the fixing belt 21 is heated in this way, the sheet S on which the toner image is transferred is guided to the sheet entry guide 37 and conveyed to the pressure area N. In the pressure region N, the paper S is nipped between the fixing belt 21 and the pressure roller 23 and conveyed. At this time, the sheet S is heated by the fixing belt 21 and is pressed by the pressure roller 23 and the fixing belt 21 to fix the toner image on the sheet S. The sheet S on which the toner image is fixed is separated from the fixing belt 21 by the separating member 39 and conveyed along the conveying path 15.

上記説明したように、本発明の定着装置9の押圧パッド27の摺動面41は、搬送方向Yの上流側から順に、曲率半径が徐々に小さくなる3つの円弧状面43、45、47で形成されている。これにより、定着後の用紙Sを加圧ローラー23の側に排出することができるので、定着ベルト21から用紙Sを分離しやすくなる。また、搬送方向Yに沿って隣接する円弧状面間は緩和曲面で接続されているので、加圧領域Nは、搬送方向Yの下流側に向かって圧力が徐々に高くなっている。このような構成により、用紙Sは、加圧領域Nの形状に沿った湾曲した姿勢で加圧領域Nを通過しやすくなる。つまり、用紙Sは、定着ベルト21から離れる方向に搬送されやすくなるので、定着ベルト21から用紙Sが分離しやすくなる。さらに、加圧領域Nの搬送方向Yの下流側端部(加圧領域Nの出口)では、定着ベルト21の曲率も変化するので、曲率分離性によっても用紙Sを定着ベルト21から分離しやすくなる。   As described above, the sliding surface 41 of the pressing pad 27 of the fixing device 9 according to the present invention is the three arc-shaped surfaces 43, 45, and 47 whose curvature radius gradually decreases in order from the upstream side in the transport direction Y. Is formed. As a result, the sheet S after fixing can be discharged to the pressure roller 23 side, so that the sheet S can be easily separated from the fixing belt 21. Further, since the arcuate surfaces adjacent along the transport direction Y are connected by a relaxed curved surface, the pressure in the pressurizing region N gradually increases toward the downstream side in the transport direction Y. With such a configuration, the sheet S can easily pass through the pressure region N in a curved posture along the shape of the pressure region N. That is, the sheet S is easily transported in the direction away from the fixing belt 21, so that the sheet S is easily separated from the fixing belt 21. Further, since the curvature of the fixing belt 21 also changes at the downstream end in the conveyance direction Y of the pressurizing area N (exit of the pressurizing area N), the paper S can be easily separated from the fixing belt 21 due to the curvature separation. Become.

3つの円弧状面43、45、47は加圧領域N内で接続しているが、搬送方向Yに沿って隣接する円弧状面間が緩和曲面で接続されているので、加圧領域N内で急激な曲率変化が生じないようになっている。したがって、加圧領域N内で圧力の抜けや加圧領域Nの長さの変動等が発生し難く、安定な定着性能を得ることができる。さらに、曲率変化点を加圧領域Nの中央Ncよりも下流側に設けている。これにより、トナーがほとんど溶融して用紙Sに定着した後で曲率変化するので、曲率変化による圧力変動が多少生じてもトナー像はずれにくい。   The three arcuate surfaces 43, 45, 47 are connected in the pressurizing region N, but the adjacent arcuate surfaces along the transport direction Y are connected by a relaxed curved surface. This prevents sudden changes in curvature. Therefore, it is difficult for pressure loss or fluctuation of the length of the pressure region N to occur in the pressure region N, and stable fixing performance can be obtained. Furthermore, the curvature change point is provided on the downstream side of the center Nc of the pressurization region N. As a result, the curvature changes after the toner is almost melted and fixed on the paper S, so that the toner image is not easily displaced even if some pressure fluctuation occurs due to the curvature change.

さらに、摺動面41の最下流端は、第1の円弧状面43を搬送方向の下流側に延長した延長面43aよりも、加圧ローラー23の側に位置している.したがって、加圧領域Nを通過した用紙Sは、第3の円弧状面47に沿う方向(図4の矢印Aで示す)に搬送される。すなわち、用紙Sは、定着ベルト21から離れる方向に搬送されるので、用紙Sを定着ベルト21からより分離させやすくなる。   Furthermore, the most downstream end of the sliding surface 41 is positioned closer to the pressure roller 23 than an extended surface 43a obtained by extending the first arcuate surface 43 to the downstream side in the transport direction. Accordingly, the sheet S that has passed through the pressurizing region N is conveyed in a direction along the third arcuate surface 47 (indicated by an arrow A in FIG. 4). That is, since the sheet S is conveyed in a direction away from the fixing belt 21, the sheet S is more easily separated from the fixing belt 21.

本実施形態では、摺動面41を3つの円弧状面43、45、47で形成したが、円弧状面の数は3つに限らない。円弧状面の数が多い場合、曲率変化を緩やかにできる。   In the present embodiment, the sliding surface 41 is formed by the three arcuate surfaces 43, 45, 47, but the number of arcuate surfaces is not limited to three. When the number of arcuate surfaces is large, the change in curvature can be moderated.

上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る定着装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。   The above description of the embodiments of the present invention describes preferred embodiments of the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention, and thus may have various technically preferable limitations. The technical scope of the present invention is not limited to these embodiments unless specifically described to limit the present invention. That is, the above-described components in the embodiment of the present invention can be appropriately replaced with existing components and the like, and various variations including combinations with other existing components are possible. The description of the embodiment of the present invention described above does not limit the contents of the invention described in the claims.

1 プリンター(画像形成装置)
7 画像形成部
9 定着装置
21 定着ベルト
23 加圧ローラー
27 押圧パッド
41 摺動面
43、45、47 円弧状面
1 Printer (image forming device)
7 Image forming unit 9 Fixing device 21 Fixing belt 23 Pressure roller 27 Press pad 41 Sliding surfaces 43, 45, 47 Arc-shaped surface

Claims (4)

回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトとの間に、用紙が挟持搬送される加圧領域を形成する加圧ローラーと、
前記加圧領域において前記定着ベルトの内周面に接触し、回転する該定着ベルトに対して摺動する摺動面を有する押圧パッドと、を備え、
前記摺動面は、
用紙の搬送方向に沿って連続して設けられた、前記加圧ローラーと反対側に凹んだ複数の円弧状面を有し、
前記複数の円弧状面は、前記加圧ローラーの曲率半径よりも大きい曲率半径を有する前記搬送方向の最上流側の円弧状面から、前記搬送方向の下流側に向かって徐々に曲率半径が小さくなるように形成され、
前記最上流側の円弧状面と、該最上流側の円弧状面の前記搬送方向の下流側の円弧状面との境界は、前記加圧領域の前記搬送方向における中央よりも下流側に対応するように形成されていることを特徴とする定着装置。
A rotatable endless fixing belt;
A pressure roller that forms a pressure region where the paper is nipped and conveyed between the fixing belt and the fixing belt;
A pressure pad having a sliding surface that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt in the pressure region and slides relative to the rotating fixing belt, and
The sliding surface is
A plurality of arcuate surfaces recessed continuously on the opposite side of the pressure roller, provided continuously along the paper conveyance direction;
The plurality of arcuate surfaces have a radius of curvature that gradually decreases from an arcuate surface on the most upstream side in the transport direction having a radius of curvature larger than the curvature radius of the pressure roller toward the downstream side in the transport direction. Formed to be
The boundary between the arcuate surface on the most upstream side and the arcuate surface on the downstream side in the transport direction of the arcuate surface on the most upstream side corresponds to the downstream side of the center in the transport direction of the pressurizing region. A fixing device characterized in that the fixing device is formed.
前記搬送方向に連続する2つの前記円弧状面は、緩和曲面で接続されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the two arcuate surfaces that are continuous in the transport direction are connected by a relaxed curved surface. 前記摺動面の前記搬送方向の最下流端は、前記最上流側の円弧状面を前記搬送方向の下流側に延長した延長面よりも、前記加圧ローラーの側に位置していることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。   The most downstream end of the sliding surface in the transport direction is positioned closer to the pressure roller than an extended surface obtained by extending the arcuate surface on the most upstream side to the downstream side in the transport direction. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is a fixing device. 用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像を前記用紙に定着する請求項1〜3のいずれか1項に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
An image forming unit that forms a toner image on paper;
An image forming apparatus comprising: the fixing device according to claim 1, wherein the toner image is fixed on the sheet.
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