JP3596244B2

JP3596244B2 - Fixing device

Info

Publication number: JP3596244B2
Application number: JP21705497A
Authority: JP
Inventors: 康博上原; 祥雄金澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2017-07-28
Also published as: JPH1145025A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式を利用した画像形成装置において未定着トナー像を加熱定着する定着装置に係り、特にベルトニップ方式の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録シート上に担持された未定着トナー像を加熱・溶融して定着する装置として、回転可能に支持された加熱定着ロールと、無端移動が可能に張架された加圧ベルトとを圧接し、これらの間に記録シートを送り込んで定着するものが知られている。
【０００３】
図７は、本願の出願人が提案し、特開平５−１５０６７９号公報に開示された定着装置を示す。この定着装置で用いられている加熱定着ロール１０１は、アルミニウムなどの熱伝導率の高い金属で形成された円筒状のコア１１２を有し、その表面に弾性体からなる被覆層１２０を形成したものである。被覆層１２０は、コア１１２の表面に直接被覆されたＨＶＴ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＶｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ）シリコーンゴムからなる下地層１１３と、その外側に被覆されたＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＶｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ）シリコーンゴムからなるトップコート層１１４とを積層したものである。
【０００４】
コア１１２の内部には、加熱源としてハロゲンランプ１０７が配置されている。また、加熱定着ロール１０１の表面には温度センサ１１１が配置され、被覆層１２０の表面の温度を計測する。そして、温度センサ１１１の計測信号により、図示しない温度コントローラが作動されてハロゲンランプ１０７の点滅が制御され、加熱定着ロール１０１の表面が所定の温度に調節されるようになっている。また、加熱定着ロール１０１の表面には、オイル供給装置１０９によって離型剤であるシリコーンオイルが供給されており、これによりシート１１５に未定着のトナー１１６の像を定着するときに、トナー１１６の一部が加熱定着ロール１０１にオフセットするのを防止するようになっている。
【０００５】
さらにこの定着装置においては、圧力ロール１０３が、圧縮コイルスプリング１０８によって加熱定着ロール１０１に対して押圧されている。また、加熱定着ロール１０１に向けて圧力補助ロール１０６が押圧されている。そして、圧力ロール１０３および圧力補助ロール１０６の付近にはロール１０４，１０５が配置されており、ロール１０４，１０５、圧力ロール１０３、圧力補助ロール１０６の周囲にはエンドレスベルト１０２が巻回されている。
【０００６】
圧力ロール１０３および圧力補助ロール１０６が加熱定着ロール１０１に対して圧接されていることによって、エンドレスベルト１０２は加熱定着ロール１０１に接触し、加熱定着ロール１０１とエンドレスベルト１０２との間が、シート１１５を通過させるためのニップ（ベルトニップ）となる。そして加熱定着ロール１０１およびエンドレスベルト１０２が、矢印に示すように回転すると共に、シート１１５が回転する加熱定着ロール１０１とエンドレスベルト１０２との間に搬送され、このシート１１５がベルトニップを通過する際に、ベルトニップに作用する圧力とハロゲンランプ１０７から加熱定着ロール１０１を通じて与えられる熱により未定着のトナー１１６がシート１１５上に定着されるようになっている。
【０００７】
このようなベルトニップ方式の構成を採用することにより、シート１１５がベルトニップの巾（図示の例では圧力ロール１０３と圧力補助ロール１０６で押さえられているベルトの長さ）に対応する時間加熱されるようになるので、加熱定着ロールと圧力ロールのみを圧接させてエンドレスベルト１０２を使用しない場合に比べると、シート１１５の搬送速度を大きくしても十分な定着時間を確保することが可能になるという利点がある。また、同じ搬送速度であれば、ベルトニップ方式の方が、エンドレスベルト１０２を使用しない方式よりも加熱時間が長くなり、トナーにより多量の熱を与えることができるため、ベルトニップ方式は特に多層のトナーを所望の色に発色させるカラー複写機の定着に適している。
【０００８】
また、この画像定着装置においては、加熱定着ロール１０１の表面に弾性体であるシリコーンゴムからなる被覆層１２０が形成されており、この被覆層１２０が圧力ロール１０３の圧接力を受けて圧接領域で局所的に歪むようになっている。すなわち、被覆層１２０の表面速度が局所的に大きくなるため、圧力ロール１０３の圧接領域においてシートと被覆層１２０との間に微小なズレが生じる。また、高温状態のトナー１１６は被覆層１２０へ付着しようとする傾向があるが、このときのズレによってトナー１１６と被覆層１２０との界面に微小なスリップが生じ、その付着が防止されていると考えられる。
【０００９】
これによって、シート１１５はトナー１１６と加熱定着ロール１０１との付着力に抗して加熱定着ロール１０１から剥離される。溶融されたトナーと加熱定着ロール１０１との表面の付着力は、両者の界面化学的な材料物性値にも左右されるので、シート１１５が剥離する挙動はトナーの種類や被覆層１２０の材質に応じて異なるが、この定着装置によると、剥離爪などの剥離手段を使用しなくても、シート１１５を加熱定着ロール１０１から剥離することができる（以下、これをセルフストリッピングという）。このため、腰が弱くて剥離しにくい薄紙や、多量のトナーが付着した用紙でも、セルフストリッピングさせることができる。
【００１０】
その他、ベルトニップ方式を採用した画像定着装置としては、特開昭５２−６９３３７号公報、特開昭６０−１５１６７７号公報、特開昭６０−１５１６８１号公報、特開昭６２−１４６７５号公報、特開平２−２２２９８２号公報、特開平２−３０８２８７号公報、特開平４−５０８８５号公報、特開平４−１１５２７９号公報、実開昭６０−１０４８５２号公報、実開平２−３０９６１号公報、実開平３−８６３７４号公報、実開平３−９２６６１号公報および実開平４−５０８６４号公報に記載されたものがある。
【００１１】
しかしながら、前述のベルトニップ方式の定着装置には、次のような問題がある。すなわち、現在主流となっている熱融着式のトナー１１６を利用した場合には、トナー１１６をシート１１５に融着させなければならないが、この加熱の際に暖まったシート１１５の繊維の間隙やトナー粒子の間隙から空気が熱膨張したり、水蒸気が発生してくる。このような空気や水蒸気は、シート１１５がベルトニップ内で加熱されることにより発生し、シート１１５がベルトニップを通過するまでベルトニップ内、具体的にはシート１１５と加熱定着ロール１０１またはエンドレスベルト１０２との間に気泡となって介在し、シート１１５がベルトニップを通過し終えると同時に外部に排出される。
【００１２】
このベルトニップ内では、図８に示すように、圧力ロール１０３による押圧部と圧力補助ロール１０６による押圧部との間に、圧接力の小さい領域が広く存在しており、この領域に気泡が介在すると、加熱定着ロール１０１とエンドレスベルト１０２との間にギャップが生じることがある。このようなギャップが生じると、ベルトニップ内にあるシート１１５上のトナー１１６がまだすべて定着していない状態では、内部の気泡が動き回ることによって未定着のトナー１１６が移動してしまう。このため、画像のニジミやズレ、乱れなどが発生するという問題点がある。したがって、圧力ロールおよび圧力補助ロールは、この空気や水蒸気の熱膨張を押さえてギャップが生じないだけの荷重を加えなければならない。
【００１３】
しかし、圧力ロール１０３と圧力補助ロール１０６との中間の圧接力の小さい部分においては、加熱定着ロール１０１とエンドレスベルト１０２との間にギャップが生じやすく、未定着のトナー１１６が移動するのを防止できる十分な圧力が与えられない。加熱定着ロールおよび加圧定着ロールを使用し、エンドレスベルトを使用しない従来方式では、圧力が大きいために、このような不具合が少ないが、ベルトニップ方式では、圧力を小さくしているだけに、気泡によりトナー１１６の像が乱される可能性も大きく、実際に使用した場合にも、気泡が原因と考えられる画像のニジミやズレ、乱れなどが発生している。
【００１４】
上記問題点を解決する手法として、本発明者らは特開平９−３４２９１号公報において、図９に示すような以下の内容の定着装置を提案している。
この定着装置は、表面付近に弾性体層１４０を有し、回転可能に支持された加熱定着ロール１２１と、外周面が加熱定着ロール１２１に押圧され、トナー像１３６を担持した記録シート１３５が加熱定着ロール１２１との間に挟み込まれるニップを形成するエンドレスベルト１２２と、該エンドレスベルト１２２の内面側に当接され、加熱定着ロール１２１の表面に沿ってエンドレスベルト１２２を押圧する圧接面を備えた圧力付与部材１２６とを有している。さらに、圧力付与部材１２６の下流側にはエンドレスベルト１２２を押圧する圧力ロール１０３を有している。なお、他の部材の構成は図７と同じものである。
【００１５】
また、上記圧力付与部材１２６の圧接面に作用する圧力は、加熱定着ロール１２１とエンドレスベルト１２２との間に取り込まれた気体の温度上昇による体積膨張を抑止する圧力以上に設定されている。この圧力付与部材１２６の圧接面に作用する圧力を、記録シート１３５やトナー粒子間にある空気や水蒸気の熱膨張を抑制することができる値以上にすることにより、ベルトニップ内での気泡の発生および成長を抑制でき、熱膨張した気泡によって未定着のトナー１３６が攪乱されるのを防止することができる。
【００１６】
このようにエンドレスベルト１２２と加熱定着ロール１２１との間の空気によるギャップの発生を防止するためには、圧力付与部材１２６によってベルト１２２を加熱定着ロール１２１に押え付け、ベルトニップ内の圧力を上昇させて、空気又は水蒸気の体積の増大を抑止するものである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように図９に示す圧力付与部材１２６を設けることによって、大部分の画像の乱れを解決することが可能となった。しかし、その後本発明者らの詳細な実験によれば、シート材料としてコート紙等の透気度の低い用紙を用いた場合、上記対策だけでは完全に画像乱れを防止することができない事が判明した。
【００１８】
この原因については現在のところ明確にはなっていないが、本発明者らは以下の様な仮説をたてている。
それは、コート紙等の透気度の低い用紙上の未定着トナー像を定着する場合、未定着トナー層内に存在している空気はニップ内の圧力の低い部分、つまり圧力付与部材と加圧ロールとの境界領域に滞留する。この空気が部分的にシートと定着ロールとに界面に空隙を生じさせるとともに、完全に定着が完了していないトナー像を乱してしまうというものである。
【００１９】
普通紙の場合は透気度が大きいため、トナー層内に存在している空気は容積の大きい多孔質体である普通紙内部に保持されるか、または通過して逃げてしまうので、画像乱れの発生は少ないと考えられる。普通紙とコート紙の画像乱れの発生状況を、圧力付与部材の荷重および過熱定着ロールの温度をほぼ一定として比較すると、コート紙の方が画像乱れが起きやすく、またコート紙の中でも透気度の小さい方が画像乱れが発生しやすいことが判明した。
【００２０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベルトニップ内の空気の膨張や水蒸気の発生による画質劣化を防止し、記録シートの種類に左右されることなく安定してトナー像を定着することができる定着装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る定着装置は、表面付近に弾性体層を有し、回転可能に支持された加熱定着ロールと、外周面が前記加熱定着ロールに押圧され、トナー像を担持した記録シートが前記加熱定着ロールとの間に挟み込まれるニップを形成するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面側に当接され、前記加熱定着ロールの表面に沿って前記エンドレスベルトを押圧する圧接面を備えた圧力付与部材と、前記圧力付与部材の下流側で前記エンドレスベルトを押圧する加圧ロールと有し、前記圧力付与部材は、ベースプレートと、その上に積層された弾性層とを含み、該弾性層は、前記エンドレスベルトの走行方向における下流側で走行方向の幅が前記ベースプレートより拡大され、該弾性層の後端部は、前記加圧ロールが前記エンドレスベルトに押圧される領域の近傍で該エンドレスベルトに押圧され、前記圧力付与部材の圧接面に作用する圧力が、ニップ入口から下流側に行くにしたがって増大し、前記圧力付与部材の後端部近傍で最大圧力となるように設定されているものとする。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記圧力付与部材の圧接面に作用する最大圧力領域では、前記加熱定着ロールによりトナーの粘性がガラス状からゴム状流動を生じる状態へ転移する温度に加熱されているものとする。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、
前記圧力付与部材は、前記弾性体層の上に低摩擦層を備えているものとする。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の定着装置において、前記圧力付与部材の圧接面の形状は、前記エンドレスベルトに圧接されない状態で、上流側から徐々に曲率半径が減少するように設定されているものとする。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の定着装置において、前記圧力付与部材の圧接面付近の弾性体硬度が上流側で低く、下流後端側で高く設定されているものとする。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項３から請求項５までのいずれかに記載の定着装置において、前記圧力付与部材の弾性体層の後端表面近傍に、前記エンドレスベルトを押圧する突出部を有しているものとする。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記突出部は、前記圧力付与部材の弾性体層に支持された棒状硬質部材であるものとする。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項３から請求項７までのいずれかに記載の定着装置において、前記圧力付与部材の後端側面に、該圧力付与部材の圧接面からの圧力によって生じる弾性体の変形を抑制するための補強板を有しているものとする。
【００２９】
以上のように、本発明者らは、流体は圧力の高い方から低い方へ移動するという基本的考えに基づき、圧力付与部材の圧力分布をニップ入口側では低く、そして下流側に行くに従って圧力が上昇し、圧力付与部材の下流側で最大圧力となるように設定することによって、コート紙の画像乱れを防止しようとするものである。
さらに最大圧力領域では、トナーの粘性がガラス状からゴム状流動を生ずる状態へ転移する温度に加熱されていれば、トナー粒子相互間の付着力が発生し、トナー粒子の移動が容易には起こらなくなる。
【００３０】
このように圧力付与部材の最大圧力領域をニップ入口より極力遠ざけ、かつニップ入口側から下流側に行くに従って圧力が増大することによって、トナー層内部から脱気された空気は圧力の低い方、つまりニップ入口側に向かって流れ、大気中に逃げていくことになる。従来例のように圧力付与部材の圧力分布の一部に周囲より圧力の低い部分が存在する場合、すなわち、ニップの下流側に行くに従って圧力が増加していない構成では、大きな圧力に挟まれた低圧部分に空気が流れ込み、滞留した空気が動き回ることによって画像が乱れてしまうのである。
【００３１】
一般に、普通紙の様な透気性のあるシートに定着する場合は、圧力付与部材の圧力が全域で所定値（略０．３ｋｇ／ｃｍ^２）以上であれば、空気がシートを通過して逃げたり、シート内に閉じ込められたりして、２つの最大圧力に挟まれた領域に空気が滞留することがないので、画像乱れは生じにくい。しかし、コート紙の様に透気度が低いシートの場合は、トナー層中で膨張した空気が逃げられないので、圧力付与部材の圧力を高くしても空気の滞留をなくすことが困難となる。特にカラー定着の場合は、発色させるためにトナー層内の空気を逃しながらトナー粒子を溶融合体させなくてはならず、画像乱れが生じやすい。
【００３２】
本願発明に係る定着装置では、圧力付与部材との圧接領域で加熱され、膨張したトナー層内およびシート内の空気の大部分は圧力の低い方向、つまりニップ入口側に向かって流れ出し、圧力ロールと圧力付与部材に挟まれた低圧部に流入する空気量は少なくなる。このため、たとえコート紙であっても画像のニジミやズレ、乱れを防止することが可能となる。
【００３３】
またトナーの温度を調整するため、圧力付与部材の幅は、エンドレスベルトが加熱定着ロールと当接されたニップ入口の位置から、トナーの粘性がガラス状からゴム状流動を生ずる状態へ転移する温度に加熱される位置まで設定されていることが望ましい。トナーの温度がゴム状流動が生ずるまで上昇すると、トナー粒子相互間の付着力が発生して、容易にトナー粒子の移動が起こらなくなる。したがって、圧力付与部材との接触域と圧力ロールとの接触域に挟まれた低圧部が存在しても、そこをトナーが通過するときは、すでにトナーはゴム状流動が生ずるまでになっているため、画像のニジミやズレ、乱れの発生はなくなる。
【００３４】
なお、圧力付与部材との接触圧力が下流側に行くに従って増大するような圧力分布を得るには、上述の請求項４乃至請求項８に記載した発明のように、圧力付与部材の構造上の工夫、または圧力付与部材の支持構造によって達成される。
以上のような構成により、透気度の低い記録シートであっても画像乱れの発生を防止することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３６】
〈第１の実施形態〉
図１は、請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の発明の一実施形態である定着装置を示す概略構成図である。
この定着装置は、図１（ａ）に示すように、加熱源を内蔵した加熱定着ロール１と、圧力ロール１２及び２つの支持ロール１３、１４に張架され、上記加熱定着ロール１に圧接されるエンドレスベルト１５と、このエンドレスベルトの内面側に当接され、加熱定着ロール１の表面に沿ってエンドレスベルト１５を押圧する圧力付与部材１１とで主要部が構成されている。
【００３７】
上記加熱定着ロール１は、内部に円筒状のコア２を有しており、モータ６によって周方向に回転駆動されるものである。このコア２は、外径４７ｍｍ、内径４２ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニウムで形成されている。コア２の表面には、下地層３ａとして硬度４５°（ＪＩＳ−Ａ）のＨＴＶシリコーンゴムが厚さ１．０ｍｍで直接被覆され、さらにその上にトップコート層３ｂとしてＲＴＶシリコーンゴムが厚さ５０μｍでディップコートされている。これにより被覆層３が形成されており、被覆層３は鏡面状態に近い表面に仕上げられている。下地層３ａのゴムの硬度は、Ｔｅｃｌｏｃｋ社製のスプリングタイプのＡ型硬度計により、ＪＩＳＫ６３０１に準拠して、荷重１，０００ｇｆを付加して計測した結果である。なお、コア２としてはアルミニウムでなくても熱伝導率の高い金属製のものを使用することができ、被覆層３としては耐熱性の高い弾性体であれば他の材料を使用することができる。
【００３８】
コア２の内部には、加熱源として出力８５０ｗのハロゲンランプ５が配置されている。また、加熱定着ロール１の表面と対向する位置には温度センサ１０が配置され、この表面の温度を計測する。そして、温度センサ１０の計測信号により、図示しない温度コントローラによってハロゲンランプ５がフィードバック制御されて、加熱定着ロール１の表面が１５０℃に調節されるようになっている。
【００３９】
また、加熱定着ロール１の近傍にはオイル供給装置９が配設されている。オイル供給装置９は、離型剤を貯蔵するタンク９ａからスポンジ状の吸上げ部材９ｂ、ロール９ｃ，９ｄを通じて加熱定着ロール１の表面に離型剤を常に一定量供給する。これによりシート７に未定着のトナー８の像を定着するときに、トナー８の一部が加熱定着ロール１にオフセットするのが防止されている。オイル供給装置９によって供給される離型剤としては、粘度１０００ｃｓのジメチルシリコンオイル（商品名「ＫＦ−９６」：信越化学株式会社製）が使用される。
【００４０】
上記圧力付与部材１１は、図１（ｂ）に示すように、ベースプレート１１ａの表面に弾性層１１ｂと低摩擦層１１ｃとを積層して形成したものであり、ベースプレート１１ａ側に配置された圧縮コイルスプリング１６によって加熱定着ロール１に向けて押圧されている。ベースプレート１１ａは、幅（ベルトの走行方向）１２ｍｍ、長さ（紙面の垂直方向）３２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス鋼製の部材である。
【００４１】
弾性層１１ｂは、ゴム硬度２３°のシリコーンスポンジ（シリコーンゴムの発泡体）からなり、幅（ベルトの走行方向）がベースプレート１１ａよりも徐々に拡大するように構成されている。なお、ここでゴム硬度は、高分子科学社製のアスカーＣタイプのスポンジ用ゴム硬度計により、荷重３００ｇｆを付加して計測した結果である。この弾性層１１ｂは、ベルトニップ域を圧力ロール１２のニップ域の近傍に近づけるために、圧力付与部材１１の圧力ロール１２側の部分が三角形状になっている。このような形状をとすることによって、圧力付与部材１１はなるべく広くエンドレスベルト１５と接触し、また圧力付与部材１１と圧力ロール１２との間の低圧部領域をできる限り狭くすることができる。
【００４２】
低摩擦層１１ｃとしては、ポリテトラフルオロエチレンを含浸させたガラス繊維シートである中興化成製の「ＦＧＦ−４００−４」（商品名）を用いている。ベルトニップにおける低摩擦層１１ｃの接触面の幅（ベルトの走行方向）は約１５ｍｍとなっている。
【００４３】
また上記圧力付与部材１１は、接触幅５ｍｍごとの曲率半径を上流側から２４ｍｍ、２２ｍｍ、２０ｍｍと徐々に小さくなるように形成したものである。このときの接触荷重は３４Ｋｇであり、最大圧力はニップ入口側から１０ｍｍのところで約１．０Ｋｇ／ｃｍ^２となっている。
【００４４】
また、この圧力付与部材１１の最大圧力領域では、加熱定着ロール１の熱によりトナーの粘性がガラス状からゴム状流動を生じる状態へ転移する温度まで加熱されるように、最大圧力領域のニップ入口側からの距離や記録シートの搬送速度が設定されている。これにより、圧力付与部材１１の最大圧力領域では、トナー粒子相互間に付着力が発生し、トナー粒子の移動が起こりにくくなる。
【００４５】
上記圧力付与部材１１は、弾性層１１ｂが設けられていることにより、低摩擦層１１ｃのエンドレスベルト１５と接触する接触面が加熱定着ロール１の外周面と整合可能になっている。すなわち、一定以上の荷重によって圧力付与部材１１を加熱定着ロール１に向けて押圧すれば、弾性層１１ｂが変形し、低摩擦層１１ｃの接触面が加熱定着ロール１の外周面に沿った形状に変形するようになっている。したがって、圧力付与部材１１が圧縮コイルスプリング１６によってエンドレスベルト１５を介して加熱定着ロール１に押圧されると、エンドレスベルト１５は加熱定着ロール１に隙間なく圧接される。ここでエンドレスベルト１５と加熱定着ロール１との接触面の幅は約１５ｍｍであり、接触面の軸方向の長さは３００ｍｍである。
【００４６】
上記エンドレスベルト１５は、ポリイミドフィルムにより厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍ、周長１８８ｍｍに形成されている。このエンドレスベルト１５は、加熱定着ロール１と離れた位置に配置された圧力ロール１２及び支持ロール１３，１４の周囲に巻回されている。圧力ロール１２及び支持ロール１３，１４はステンレスによって形成されており、その直径は、それぞれ２３ｍｍ，１８ｍｍ，１８ｍｍである。
【００４７】
上記圧力ロール１２は、スプリング１７によってエンドレスベルト１５を介して加熱定着ロール１に押圧されている。圧力ロール１２で押圧されることによっって、加熱定着ロール１の被覆層３が局所的に弾性変形するようになっている。
【００４８】
次に、上記定着装置の動作について説明する。
上記定着装置では、図１中の右側において、図示しない転写装置によりシート７の上にトナー８の像が転写され、ベルトニップに向けてこのシート７が搬送されてくる。シート７は、ベルトニップの圧力付与部材１１の配置されている位置に侵入する。そして、ベルトニップに作用する圧力と、ハロゲンランプ５によって加熱定着ロール１を通じて与えられる熱により、トナー８の像がシート７上に定着される。
【００４９】
ここで、普通シートの場合には、ベルトニップを通過中にシート７が加熱されることにより、シート７の繊維間およびトナー８の粒子間に含まれていた空気や水分が膨張又は蒸発して、シート７と加熱定着ロール１との間に侵出し、この空気や水蒸気がベルトニップ内で気泡となって未定着のトナー８を攪乱することが懸念される。
【００５０】
しかし、本実施形態では、エンドレスベルト１５を圧力付与部材１１の接触面によって加熱定着ロール１に向けて押し付けており、この接触面が加熱定着ロール１の外周面とほぼ整合可能になっている。したがって、図１（ａ）に示すように、エンドレスベルト１５を加熱定着ロール１に対して隙間なく圧接することができ、これによってシート７やトナー８から空気や水蒸気が膨張してくるのを抑制することができる。このため、ベルトニップ内での気泡の発生および成長を抑制でき、成長した気泡によって未定着のトナー８が攪乱されるのを防止することができる。
【００５１】
これと同時に、圧力付与部材１１の接触面で大きな面積にわたって、エンドレスベルト１５と加熱定着ロール１との間に作用する圧接力を与えることができるので、ベルトニップ間を通過するシート７上のトナー８をエンドレスベルト１５と加熱定着ロール１とで確実に押さえて定着させることが可能である。このようにして、トナー像の乱れを防止しながら、トナー像を定着させることができる。すなわち、定着された画像にニジミやズレなどの乱れが生じるのを防止することが可能である。
【００５２】
ところで、コート紙などの透気性が低いシートを通過させる場合には、トナー層中の空気をベルトニップ内の圧力によって抑制することは難しい。シートの透気性が低いと、圧力を上げても空気をシート内部に保持することができず、空気の体積は若干減少するものの、その分圧力が増大し、周囲より圧力が低い部分に空気のよどみが生じることになる。この状態では画像乱れが生じてしまう。これを防止するため、本実施形態では、圧力付与部材の圧力分布をニップ入口側では低くして、後端に行くに従って増大し、圧力付与部材の下流側で最大圧力となるような圧力分布に設定している。すなわち、圧力付与部材の圧力分布を徐々に増加させて下流側で最大圧力とすることにより、空気は圧力の低いニップ入口側にスムーズに流れ、空気のよどみの発生が防止される。また、後方の圧力ロール１２との境に圧力の低い部分が生じても、空気は最大圧力に打ち勝ってその低圧部分に流れ込むことが少なくなる。このため、滞留した空気がトナー像を乱すことが防止され、良好な画質が得られる。
【００５３】
〈第２の実施形態〉
図２は、請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項５に記載の発明の一実施形態である定着装置で用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。
この定着装置は、図１に示す定着装置とほぼ同じ構成であるが、圧力付与部材３１の構成が異なる。この圧力付与部材３１は、図１（ｂ）と同様に、ベースプレート３１ａの表面に弾性層３１ｂと低摩擦層３１ｃとを積層したものであり、ベースプレート１１ａ側に配置された圧縮コイルスプリングによって加熱定着ロールに向けて押圧されている。上記弾性層３１ｂとしては、複数の硬度を有した材料を用い、ベルトニップの上流側から低い硬度順に設定されている。固い弾性体で押圧された部分の圧力は相対的に柔らかい弾性体より高い圧力が得られるようになる。
【００５４】
本実施形態の弾性層３１ｂは、ベルトニップの上流側１０ｍｍまでの部分のゴム硬度は２３°で、下流側５ｍｍの部分のゴム硬度は４８°に設定されている。このときの接触荷重は３４Ｋｇであり、最大圧力はニップ入口から１０ｍｍのところで１．０Ｋｇ／ｃｍ^２となっている。なお、上記圧力付与部材３１の構成は図１に示す圧力付与部材１１と同じである。
【００５５】
このような定着装置では、圧力付与部材３１のゴム硬度を変えることによって、圧力付与部材３１の圧接面に作用する圧力が、ニップ入口から下流側に行くにしたがって増大し、圧力付与部材の後端部に近いところで最大値となる。圧力付与部材３１のエンドレスベルトと接触する面は、加熱定着ロールの外周面と容易に整合し、その下流側に圧力ロールが圧接されているので、トナー層内及びコート紙内の熱膨張した大部分の空気は圧力の低いニップ入口側にスムースに流れ、空気の滞留が防止される。また、圧力付与部材３１の最大圧力が大きいと、熱膨張した空気が圧力付与部材と圧力ロールとの境に流れ込むことが少なくなり、画質劣化の発生が防止される。
【００５６】
〈第３の実施形態〉
図３は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項６又は請求項７に記載の発明の一実施形態である定着装置で用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。
この定着装置で用いられる圧力付与部材４１は、ベースプレート４１ａの表面に弾性層４１ｂおよび低摩擦層４１ｃを積層したものであるが、ベルトニップの下流側から１．２ｍｍの位置に、直径１．４ｍｍの銅製中実棒を幅３２０ｍｍに亘ってモールドした突出部４２を有している。突出部４２の表面は弾性体ゴム表面から約１ｍｍ突き出している。この圧力付与部材４１を接触荷重３７Ｋｇで押圧した場合、ニップ巾は１５ｍｍであり、最大圧力はニップ入口から１３ｍｍのところで１．２Ｋｇ／ｃｍ^２となっている。なお、上記圧力付与部材４１の他の構成は図１に示す圧力付与部材１１と同じである。
【００５７】
このような定着装置では、突出部４２がエンドレスベルトに押圧されることによって、ベルトニップに作用する圧力が、ニップ入口から下流側に行くにしたがって増大し、圧力付与部材４１の後端部に近いところで最大値となる。このため、トナー層内及びコート紙内の熱膨張した大部分の空気は圧力の低いニップ入口側にスムースに流れ、圧力付与部材と圧力ロールの境に空気が流れ込むことがなくなり、画質劣化の発生が防止される。
【００５８】
〈第４の実施形態〉
図４は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項８に記載の発明の一実施形態である定着装置で用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。
この定着装置で用いられる圧力付与部材５１は、ベースプレート５１ａの表面に弾性層５１ｂおよび低摩擦層５１ｃを積層したものであるが、これらの下流側に弾性層５１ｂの変形を抑制する規制板（補強板）５１ｄを設けたものである。弾性層５１ｂは、下流側が三角形状の弾性部材からなり、加熱定着ロールに圧接された時にたわみ易いため、規制板５１ｄによって弾性部材の変形を防止するものである。規制板５１ｄは、ステンレス製で厚さ０．２ｍｍ、幅３２０ｍｍであり、その下端を圧力付与部材のベースプレート５１ａにネジ止めされている。
【００５９】
荷重をかけない状態では、規制板５１ｄと三角形状の弾性層５１ｂとの間には０．５ｍｍの隙間が形成されている。これを接触荷重３７Ｋｇで押圧した場合、三角形状の弾性層５１ｂがたわんで規制板５１ｄに接触してそれ以上のたわみは規制される。その時のエンドレスベルトとのニップ巾は１５ｍｍであり、最大圧力はベルトニップ入口から１３ｍｍのところで１．２Ｋｇ／ｃｍ^２となっている。
【００６０】
このような定着装置では、規制板５１ｄによってベルトニップでの圧力付与部材５１の変形が抑制されるので、ベルトニップで圧力分布が変動するのを防止することができる。このため、熱膨張した空気や水蒸気が圧力ロールとの間の低圧部分に流れ込むのを防止することができ、空気の滞留による画質劣化の発生を回避できる。
【００６１】
なお、上記第１の実施形態から第４の実施形態の構成は単独であっても良いが、それぞれを組み合わせても良い。組み合わせた場合には、相乗効果として、より確実に画質劣化の発生を防止できる。
【００６２】
次に、上記定着装置の効果を確認するために、ベルトニップの圧力分布と画像乱れの有無をシートの種類を変えて測定した実験の結果を説明する。
上記第１の実施形態から第４の実施形態までの圧力付与部材の接触幅、荷重、最大圧力、及び最大圧力位置をまとめて表１に示す。さらに、第５の実施形態として、第３の実施形態で用いられた突出部と、第４の実施形態で用いられた規制板とを組み合わせた場合についても同様に実験を行った。このとき、押圧荷重は４０ｋｇで、ニップ幅は１５ｍｍ、最大圧力はニップ入口側から１３ｍｍのところで１．５Ｋｇ／ｃｍ^２とした。また、比較のため、従来の図９に示す圧力付与部材についても同様に実験を行った。このとき、弾性層はゴム硬度２３°で、厚さ５ｍｍ、圧力付与部材の表面の曲率半径は２４ｍｍとなるように設定した。
【００６３】
【表１】

【００６４】
図５は、表１に示す６つの場合について、ベルトニップの圧力分布を調べた結果を示したものである。
この図に示すように、従来タイプではベルトニップの圧力分布は圧力ロールの側で徐々に低下してしまい、圧力付与部材の最大圧力作用域と圧力ロールの最大圧力作用域に挟まれた領域が大きいことがわかる。このため、トナー層内に存在した空気が両方の最大圧力に阻まれて、この低圧領域に滞留してしまうことがわかる。
【００６５】
一方、第１の実施形態から第５の実施形態に示す構成では、圧力付与部材の圧接面に作用する圧力が、ニップ入口から下流側に行くにしたがって増大し、圧力付与部材の後端部近傍で最大圧力となっている。このため、ベルトニップのトナー層内及びコート紙内の熱膨張した大部分の空気は圧力の低いニップ入口側にスムーズに流れ、圧力付与部材と圧力ロールの境の低圧部分に空気が流れ込むのを防止できる。また、第３の実施形態から第５の実施形態のように、圧力付与部材の後端部近傍の最大圧力が大きいほど、熱膨張した空気がその最大圧力に打ち勝って、圧力付与部材と圧力ロールとの低圧部分に流れ込むことが少なくなる。特に、第５の実施形態では、二つの実施形態の構成を組み合わせることによって、その相乗効果により圧力付与部材の後端部近傍の最大圧力が大きくなる。このため、圧力付与部材と圧力ロールとの境の低圧部分に空気が流れ込むのをより確実に防止できる。
【００６６】
次に、上記６つの場合について、画像乱れの発生状況をシートの種類を変えて測定した結果を表２に示す。さらに、比較例として、上記実施形態のようなニップ入り口から後方に向かって圧力が徐々に増大する構成ではなく、図６に示すように、圧力付与部材に突起部を２個所設けて、その部分の圧力分布に凹凸を作成した場合についても同様に実験を行った。
【００６７】
【表２】

【００６８】
表２の結果より、第３の実施形態と第４の実施形態、及びこれらを組み合わせた第５の実施形態の場合では、いずれの透気度のコート紙においても画像ずれを防止できることが判明した。また、第１の実施形態と第２の実施形態の場合でも、従来タイプと比較すると、透気性が比較的高いコート紙において画像ずれを防止できることが判明した。これらの結果を圧力分布との相関で見ると、最大圧力がニップ入口より下流側へ遠く、またその値が大きいほど画像乱れが発生しにくいことがわかる。
【００６９】
最大圧力がニップ入り口より下流側へ遠い場合は、トナー層内およびコート紙内の熱膨張した大部分の空気は圧力の低いニップ入り口側にスムーズに流れるので、圧力附与部材と圧力ロールの境の低圧部分に空気のよどみが発生するのを防止できる。これは、圧力付与部材の最大圧力が大きいほど、熱膨張した空気がその最大圧力に打ち勝って、圧力附与部材と圧力ロールとの低圧部分に流れ込むことが少なくなるからであると考えられる。
【００７０】
また、比較例として、圧力付与部材に突起部を２個所設けた場合は、すべてのコート紙において圧力分布の小さい部分で空気のよどみを生じてしまい、画像乱れが発生することが判明した。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る定着装置では、圧力付与部材の圧接面に作用する圧力が、ニップ入口から後方に行くにしたがって増大し、その後端部で最大圧力となる様な圧力分布に設定されているので、ニップ内の圧力付与部材と圧力ロールとの境の部分に空気が流れ込むことがなく、画像乱れの最も発生しやすいコート紙においても画像乱れを防止することが可能となる。このため、定着装置の記録シートの適用範囲が拡大し、その工業的価値はさらに拡大するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の発明の一実施形態である定着装置およびこれに用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。
【図２】請求項１、請求項２、請求項３または請求項５に記載の発明の一実施形態である定着装置で用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。
【図３】請求項１、請求項２、請求項３、請求項６または請求項７に記載の発明の一実施形態である定着装置で用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。
【図４】請求項１、請求項２、請求項３または請求項８に記載の発明の一実施形態である定着装置で用いられる圧力付与部材を示す概略構成図である。
【図５】上記実施形態の定着装置におけるベルトニップの圧力分布を示す図である。
【図６】上記実施形態の比較例の定着装置におけるベルトニップの圧力分布を示す図である。
【図７】従来の定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図８】図７に示す定着装置におけるベルトニップの圧力分布を示す図である。
【図９】従来の定着装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１加熱定着ロール
２コア
３被覆層
５ハロゲンランプ
６モータ
７シート
８トナー像
９オイル供給装置
１０温度センサ
１１、３１、４１、５１圧力付与部材
１２圧力ロール
１３、１４支持ロール
１５エンドレスベルト
１６、１７圧縮コイルスプリング
４２突起部
５１ｄ規制板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device that heats and fixes an unfixed toner image in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and particularly relates to a belt nip type fixing device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for heating and melting an unfixed toner image carried on a recording sheet to fix it, a heating fixing roll rotatably supported and a pressure belt stretched movably endlessly. It is known that the recording sheet is pressed into contact and fed between them to fix the recording sheet.
[0003]
FIG. 7 shows a fixing device proposed by the present applicant and disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-150679. The heat fixing roll 101 used in this fixing device has a cylindrical core 112 formed of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum, and a coating layer 120 made of an elastic material is formed on the surface thereof. It is. The coating layer 120 includes a base layer 113 made of HVT (High Temperature Vulcanization) silicone rubber directly coated on the surface of the core 112 and a top coat layer 114 made of RTV (Room Temperature Vulcanization) silicone rubber coated outside. Are laminated.
[0004]
Inside the core 112, a halogen lamp 107 is arranged as a heating source. Further, a temperature sensor 111 is disposed on the surface of the heat fixing roll 101, and measures the temperature of the surface of the coating layer 120. In response to a measurement signal from the temperature sensor 111, a temperature controller (not shown) is operated to control blinking of the halogen lamp 107, and the surface of the heat fixing roll 101 is adjusted to a predetermined temperature. The surface of the heat-fixing roll 101 is supplied with a silicone oil as a release agent by an oil supply device 109, so that when the image of the toner 116 that has not been fixed on the sheet 115 is fixed, A part is prevented from offsetting to the heat fixing roll 101.
[0005]
Further, in this fixing device, the pressure roll 103 is pressed against the heat fixing roll 101 by the compression coil spring 108. Further, the pressure auxiliary roll 106 is pressed toward the heat fixing roll 101.

Rolls

104 and 105 are arranged near the pressure roll 103 and the pressure auxiliary roll 106, and an endless belt 102 is wound around the

rolls

104 and 105, the pressure roll 103 and the pressure auxiliary roll 106. .
[0006]
Since the pressure roll 103 and the pressure auxiliary roll 106 are pressed against the heat fixing roll 101, the endless belt 102 comes into contact with the heat fixing roll 101, and the gap between the heat fixing roll 101 and the endless belt 102 is a sheet 115. Nip (belt nip) for passing through. When the heat fixing roll 101 and the endless belt 102 rotate as shown by the arrow, and the sheet 115 is conveyed between the heat fixing roll 101 and the endless belt 102 in which the sheet 115 rotates, and the sheet 115 passes through the belt nip. The unfixed toner 116 is fixed on the sheet 115 by the pressure acting on the belt nip and the heat applied from the halogen lamp 107 through the heat fixing roll 101.
[0007]
By employing such a belt nip type configuration, the sheet 115 is heated for a time corresponding to the width of the belt nip (in the illustrated example, the length of the belt pressed by the pressure roll 103 and the pressure auxiliary roll 106). Therefore, compared to a case where only the heat fixing roll and the pressure roll are pressed against each other and the endless belt 102 is not used, it is possible to secure a sufficient fixing time even when the conveying speed of the sheet 115 is increased. There is an advantage. Further, if the conveying speed is the same, the belt nip method requires a longer heating time than the method without using the endless belt 102 and can apply a large amount of heat to the toner. It is suitable for fixing in a color copying machine that produces a desired color of toner.
[0008]
Further, in this image fixing device, a coating layer 120 made of silicone rubber, which is an elastic body, is formed on the surface of the heat fixing roll 101, and the coating layer 120 receives a pressure contact force of the pressure roll 103, and is formed in a pressure contact area. It is locally distorted. That is, since the surface speed of the coating layer 120 is locally increased, a small deviation occurs between the sheet and the coating layer 120 in the pressure contact region of the pressure roll 103. Further, the toner 116 in a high temperature state tends to adhere to the coating layer 120. However, if the deviation at this time causes a small slip at the interface between the toner 116 and the coating layer 120, the adhesion is prevented. Conceivable.
[0009]
As a result, the sheet 115 is separated from the heat fixing roll 101 against the adhesive force between the toner 116 and the heat fixing roll 101. Since the adhesion between the fused toner and the surface of the heat fixing roll 101 also depends on the surface chemical properties of the two, the behavior of the sheet 115 peeling depends on the type of toner and the material of the coating layer 120. According to the fixing device, the sheet 115 can be peeled from the heat fixing roll 101 without using a peeling unit such as a peeling claw (hereinafter, this is referred to as self-stripping). For this reason, self-stripping can be performed even on thin paper having a weak stiffness and hard to be peeled off, or on paper to which a large amount of toner has adhered.
[0010]
In addition, as an image fixing device employing a belt nip method, JP-A-52-69337, JP-A-60-151677, JP-A-60-151681, JP-A-62-14675, JP-A-2-222982, JP-A-2-308287, JP-A-4-50885, JP-A-4-115279, JP-A-60-104852, JP-A-2-30961, Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-86374, Japanese Unexamined Utility Model Application No. 3-92661, and Japanese Unexamined Utility Model Application Publication No. 4-50864 are disclosed.
[0011]
However, the above-described belt nip type fixing device has the following problem. That is, when the heat-fusing toner 116, which is currently the mainstream, is used, the toner 116 has to be fused to the sheet 115. Air thermally expands or water vapor is generated from the gap between the toner particles. Such air and water vapor are generated when the sheet 115 is heated in the belt nip, and the sheet 115 and the heat fixing roll 101 or the endless belt are heated until the sheet 115 passes through the belt nip. The sheet 115 intervenes as a bubble, and is discharged to the outside at the same time when the sheet 115 has finished passing through the belt nip.
[0012]
In the belt nip, as shown in FIG. 8, there is a wide area where the pressing force is small between the pressing part by the pressure roll 103 and the pressing part by the pressure auxiliary roll 106, and air bubbles are interposed in this area. Then, a gap may be generated between the heat fixing roll 101 and the endless belt 102. When such a gap occurs, in a state where all the toner 116 on the sheet 115 in the belt nip is not yet fixed, unfixed toner 116 moves due to the movement of bubbles inside. For this reason, there is a problem in that bleeding, misalignment, distortion, and the like of an image occur. Therefore, the pressure roll and the pressure auxiliary roll must apply a load that suppresses the thermal expansion of the air or water vapor and does not cause a gap.
[0013]
However, a gap between the heat-fixing roll 101 and the endless belt 102 is likely to occur in a portion where the pressure contact force is small between the pressure roll 103 and the pressure auxiliary roll 106, and prevents the unfixed toner 116 from moving. Not enough pressure is given. In the conventional method that uses a heat fixing roll and a pressure fixing roll and does not use an endless belt, such problems are small because the pressure is large.However, in the belt nip method, air bubbles are generated only because the pressure is reduced. Accordingly, the image of the toner 116 is highly likely to be disturbed, and even when the image is actually used, bleeding, displacement, or disturbance of the image, which is considered to be caused by bubbles, occurs.
[0014]
As a method for solving the above problem, the present inventors have proposed a fixing device having the following content as shown in FIG. 9 in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-34291.
This fixing device has a heat fixing roll 121 rotatably supported, having an elastic layer 140 near the surface, and a recording sheet 135 carrying a toner image 136 pressed against the outer peripheral surface by the heat fixing roll 121. An endless belt 122 that forms a nip sandwiched between the fixing roll 121 and a pressure contact surface that is in contact with the inner surface of the endless belt 122 and presses the endless belt 122 along the surface of the heating fixing roll 121. And a pressure applying member 126. Further, a pressure roll 103 for pressing the endless belt 122 is provided downstream of the pressure applying member 126. The configuration of the other members is the same as that of FIG.
[0015]
Further, the pressure acting on the pressure contact surface of the pressure applying member 126 is set to be equal to or higher than the pressure for suppressing the volume expansion due to the temperature rise of the gas taken in between the heat fixing roll 121 and the endless belt 122. By setting the pressure acting on the pressure contact surface of the pressure applying member 126 to a value at which the thermal expansion of air or water vapor between the recording sheet 135 and the toner particles can be suppressed, the generation of bubbles in the belt nip In addition, growth can be suppressed, and unfixed toner 136 can be prevented from being disturbed by thermally expanded bubbles.
[0016]
In order to prevent the gap between the endless belt 122 and the heating / fixing roll 121 from being generated by air, the belt 122 is pressed against the heating / fixing roll 121 by the pressure applying member 126 to increase the pressure in the belt nip. Thus, an increase in the volume of air or water vapor is suppressed.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
By providing the pressure applying member 126 shown in FIG. 9 as described above, it is possible to solve most of the image disturbance. However, a detailed experiment conducted by the present inventors has revealed that when low-permeability paper such as coated paper is used as the sheet material, the above measures alone cannot completely prevent image disturbance. did.
[0018]
Although the cause is not clear at present, the present inventors have made the following hypothesis.
When fixing an unfixed toner image on a low-permeability sheet such as coated paper, the air present in the unfixed toner layer has a low pressure in the nip, that is, the pressure applying member and the pressure applying member. Stay in the boundary area with the roll. This air partially creates a gap at the interface between the sheet and the fixing roll and disturbs the toner image that has not been completely fixed.
[0019]
In the case of plain paper, since the air permeability is large, the air present in the toner layer is retained inside the plain paper, which is a porous material having a large volume, or escapes by passing through the paper. It is considered that the occurrence of the occurrence is small. Comparing the occurrence of image disturbance between plain paper and coated paper with the load of the pressure applying member and the temperature of the overheating fixing roller being almost constant, image disturbance is more likely to occur in coated paper, and air permeability among coated paper is also higher. It was found that the smaller the value of, the more likely the image disturbance was to occur.
[0020]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent image quality deterioration due to expansion of air in a belt nip and generation of water vapor, and to stably operate without being affected by the type of recording sheet. To provide a fixing device capable of fixing a toner image by using the fixing device.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a fixing device according to the invention according to claim 1, comprising: a heat fixing roll that has an elastic layer near the surface and is rotatably supported; An endless belt that forms a nip between which the recording sheet carrying the toner image is pressed and which is sandwiched between the heating and fixing roll; and an abutting inner surface of the endless belt; A pressure applying member having a pressure contact surface for pressing the endless belt, and a pressure roll for pressing the endless belt downstream of the pressure applying member, The pressure applying member includes a base plate and an elastic layer laminated thereon, wherein the elastic layer has a width in the traveling direction downstream of the endless belt in the traveling direction larger than the base plate, and the elastic layer The rear end portion is pressed by the endless belt in the vicinity of a region where the pressure roll is pressed by the endless belt, The pressure acting on the pressure contact surface of the pressure applying member increases from the nip inlet to the downstream side, and is set to be the maximum pressure near the rear end of the pressure applying member.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, in a maximum pressure region acting on a pressure contact surface of the pressure applying member, the viscosity of the toner is changed from a glassy state to a rubbery state by the heat fixing roll. It is assumed that it has been heated to a temperature at which it transitions to the state in which it occurs.
[0023]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect,
The pressure applying member, Low above the elastic layer It is assumed that a friction layer is provided.
[0024]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, a shape of a pressure contact surface of the pressure applying member is from an upstream side in a state of not being pressed against the endless belt. It is assumed that the curvature radius is set so as to gradually decrease.
[0025]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to the third or fourth aspect, the elastic body hardness near the pressure contact surface of the pressure applying member is set low on the upstream side and high on the downstream rear end side. Shall be
[0026]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the third to fifth aspects, a protruding portion that presses the endless belt near a rear end surface of the elastic layer of the pressure applying member. It is assumed that
[0027]
According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to the sixth aspect, the projecting portion is provided on the pressure applying member. Supported by elastic layer It is assumed to be a rod-shaped hard member.
[0028]
According to an eighth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the third to seventh aspects, an elasticity generated by a pressure from a pressure contact surface of the pressure applying member is provided on a rear end side surface of the pressure applying member. It is assumed that it has a reinforcing plate for suppressing body deformation.
[0029]
As described above, based on the basic idea that the fluid moves from the higher pressure to the lower pressure, the present inventors have found that the pressure distribution of the pressure applying member is low at the nip inlet side, and the pressure distribution increases toward the downstream side. Is set so that the pressure rises and reaches a maximum pressure on the downstream side of the pressure applying member, thereby preventing image disturbance of the coated paper.
Further, in the maximum pressure region, if the toner is heated to a temperature at which the viscosity of the toner changes from a glassy state to a rubbery state, an adhesive force is generated between the toner particles, and the toner particles easily move. Gone.
[0030]
In this way, the air degassed from the inside of the toner layer has a lower pressure, that is, the maximum pressure region of the pressure applying member is kept as far as possible from the nip inlet, and the pressure increases from the nip inlet side to the downstream side. It flows toward the nip entrance and escapes into the atmosphere. When there is a portion where the pressure is lower than the surroundings in a part of the pressure distribution of the pressure applying member as in the conventional example, that is, in a configuration in which the pressure does not increase toward the downstream side of the nip, the portion is sandwiched by a large pressure. The air flows into the low-pressure portion, and the retained air moves around, thereby disturbing the image.
[0031]
Generally, when fixing is performed on a permeable sheet such as plain paper, the pressure of the pressure applying member is a predetermined value (approximately 0.3 kg / cm) over the entire area. ² If the above conditions are satisfied, the air does not escape through the sheet or is trapped in the sheet, and the air does not stay in the region between the two maximum pressures. However, in the case of a sheet having low air permeability such as coated paper, the air expanded in the toner layer cannot escape, so that it is difficult to eliminate the air stagnation even if the pressure of the pressure applying member is increased. . In particular, in the case of color fixing, the toner particles must be melted and coalesced while evacuating the air in the toner layer in order to form a color, and image disorder is likely to occur.
[0032]
In the fixing device according to the present invention, most of the air in the expanded toner layer and the sheet heated in the pressure contact region with the pressure applying member flows out in the direction of lower pressure, that is, flows toward the nip entrance side, and the pressure roll and The amount of air flowing into the low-pressure section sandwiched between the pressure applying members is reduced. For this reason, even if it is a coated paper, it becomes possible to prevent the image from being blurred, shifted, or disturbed.
[0033]
Further, in order to adjust the temperature of the toner, the width of the pressure applying member is set at a temperature at which the viscosity of the toner changes from a glassy state to a rubbery flow state from the position of the nip entrance where the endless belt is in contact with the heat fixing roll. It is desirable that the temperature is set to a position where heating is performed. When the temperature of the toner rises until a rubber-like flow occurs, an adhesive force is generated between the toner particles, and the toner particles do not easily move. Therefore, even if there is a low-pressure portion sandwiched between the contact area with the pressure applying member and the contact area with the pressure roll, when the toner passes through the low-pressure section, the toner already has a rubber-like flow. Therefore, the occurrence of blurring, displacement, and disturbance of the image is eliminated.
[0034]
In order to obtain a pressure distribution in which the contact pressure with the pressure applying member increases toward the downstream side, the structure of the pressure applying member is required as in the invention described in the above-described claims 4 to 8. This is achieved by a device or a support structure of the pressure applying member.
With the above configuration, it is possible to prevent the occurrence of image disorder even on a recording sheet having low air permeability.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0036]
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fixing device according to an embodiment of the present invention described in claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4.
As shown in FIG. 1A, this fixing device is stretched around a heating fixing roll 1 having a built-in heating source, a pressure roll 12 and two support rolls 13 and 14, and is pressed against the heating fixing roll 1. The main part is composed of an endless belt 15 and a pressure applying member 11 which is in contact with the inner side of the endless belt and presses the endless belt 15 along the surface of the heat fixing roll 1.
[0037]
The heat fixing roll 1 has a cylindrical core 2 inside, and is driven to rotate in the circumferential direction by a motor 6. The core 2 is formed of aluminum having an outer diameter of 47 mm, an inner diameter of 42 mm, and a length of 350 mm. The surface of the core 2 is directly coated with an HTV silicone rubber having a hardness of 45 ° (JIS-A) with a thickness of 1.0 mm as a base layer 3a, and further, with an RTV silicone rubber having a thickness of 50 μm as a top coat layer 3b. Dip coated. Thus, the coating layer 3 is formed, and the coating layer 3 is finished to a surface close to a mirror state. The hardness of the rubber of the underlayer 3a is a result obtained by applying a load of 1,000 gf according to JIS K6301 using a spring type A hardness meter manufactured by Teclock. The core 2 may be made of a metal having high thermal conductivity even if it is not aluminum, and the cover layer 3 may be made of another material as long as it is an elastic body having high heat resistance. .
[0038]
Inside the core 2, a halogen lamp 5 having an output of 850 w is arranged as a heating source. Further, a temperature sensor 10 is disposed at a position facing the surface of the heat fixing roll 1, and measures the temperature of this surface. Then, the halogen lamp 5 is feedback-controlled by a temperature controller (not shown) based on the measurement signal of the temperature sensor 10, and the surface of the heat fixing roll 1 is adjusted to 150 ° C.
[0039]
In addition, an oil supply device 9 is provided near the heat fixing roll 1. The oil supply device 9 always supplies a fixed amount of the release agent from the tank 9a storing the release agent to the surface of the heat fixing roll 1 through the sponge-shaped suction member 9b and the

rolls

9c and 9d. This prevents a part of the toner 8 from being offset to the heat-fixing roll 1 when the image of the unfixed toner 8 is fixed on the sheet 7. As the release agent supplied by the oil supply device 9, dimethyl silicone oil having a viscosity of 1000 cs (trade name “KF-96” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used.
[0040]
As shown in FIG. 1B, the pressure applying member 11 is formed by laminating an elastic layer 11b and a low friction layer 11c on the surface of a base plate 11a, and a compression coil disposed on the base plate 11a side. The heat fixing roll 1 is pressed by the spring 16. The base plate 11a is a stainless steel member having a width (the running direction of the belt) of 12 mm, a length (a direction perpendicular to the paper surface) of 320 mm, and a thickness of 5 mm.
[0041]
The elastic layer 11b is formed of a silicone sponge (silicone rubber foam) having a rubber hardness of 23 °, and is configured such that the width (the running direction of the belt) gradually increases compared to the base plate 11a. Here, the rubber hardness is a result measured by adding a load of 300 gf using a rubber hardness meter for sponge of Asker C type manufactured by Kobunshi Kagaku. The elastic layer 11b has a triangular shape at the pressure roll 12 side of the pressure applying member 11 in order to bring the belt nip area closer to the vicinity of the nip area of the pressure roll 12. By adopting such a shape, the pressure applying member 11 can contact the endless belt 15 as widely as possible, and the low pressure region between the pressure applying member 11 and the pressure roll 12 can be made as narrow as possible.
[0042]
As the low friction layer 11c, "FGF-400-4" (trade name) manufactured by Chuko Kasei, which is a glass fiber sheet impregnated with polytetrafluoroethylene, is used. The width of the contact surface of the low friction layer 11c at the belt nip (the running direction of the belt) is about 15 mm.
[0043]
The pressure applying member 11 is formed such that the radius of curvature for each contact width of 5 mm is gradually reduced from the upstream side to 24 mm, 22 mm, and 20 mm. The contact load at this time was 34 kg, and the maximum pressure was about 1.0 kg / cm at 10 mm from the nip inlet side. ² It has become.
[0044]
Further, in the maximum pressure region of the pressure applying member 11, the nip inlet of the maximum pressure region is heated so that the viscosity of the toner is changed from a glassy state to a rubbery state by heat of the heat fixing roll 1. The distance from the side and the conveyance speed of the recording sheet are set. As a result, in the maximum pressure region of the pressure applying member 11, an adhesive force is generated between the toner particles, and the movement of the toner particles hardly occurs.
[0045]
Since the pressure applying member 11 is provided with the elastic layer 11b, the contact surface of the low friction layer 11c that contacts the endless belt 15 can be aligned with the outer peripheral surface of the heat fixing roll 1. That is, if the pressure applying member 11 is pressed toward the heating and fixing roll 1 by a load equal to or more than a certain value, the elastic layer 11b is deformed, and the contact surface of the low friction layer 11c is formed into a shape along the outer peripheral surface of the heating and fixing roll 1. It is designed to be deformed. Therefore, when the pressure applying member 11 is pressed by the compression coil spring 16 against the heat fixing roll 1 via the endless belt 15, the endless belt 15 is pressed against the heat fixing roll 1 without any gap. Here, the width of the contact surface between the endless belt 15 and the heat fixing roll 1 is about 15 mm, and the length of the contact surface in the axial direction is 300 mm.
[0046]
The endless belt 15 is formed of a polyimide film to have a thickness of 75 μm, a width of 300 mm, and a circumference of 188 mm. The endless belt 15 is wound around a pressure roll 12 and support rolls 13 and 14 arranged at a position distant from the heat fixing roll 1. The pressure roll 12 and the support rolls 13 and 14 are formed of stainless steel, and their diameters are 23 mm, 18 mm and 18 mm, respectively.
[0047]
The pressure roll 12 is pressed against the heat fixing roll 1 via an endless belt 15 by a spring 17. By being pressed by the pressure roll 12, the coating layer 3 of the heat fixing roll 1 is locally elastically deformed.
[0048]
Next, the operation of the fixing device will be described.
In the fixing device, an image of the toner 8 is transferred onto the sheet 7 by a transfer device (not shown) on the right side in FIG. 1, and the sheet 7 is conveyed toward the belt nip. The sheet 7 enters the position of the belt nip where the pressure applying member 11 is arranged. Then, the image of the toner 8 is fixed on the sheet 7 by the pressure acting on the belt nip and the heat given by the halogen lamp 5 through the heat fixing roll 1.
[0049]
Here, in the case of a normal sheet, when the sheet 7 is heated while passing through the belt nip, air or moisture contained between the fibers of the sheet 7 and between the particles of the toner 8 expands or evaporates. There is a concern that the air or water vapor leaks out between the sheet 7 and the heat fixing roll 1 and becomes air bubbles in the belt nip to disturb the unfixed toner 8.
[0050]
However, in the present embodiment, the endless belt 15 is pressed against the heat fixing roll 1 by the contact surface of the pressure applying member 11, and this contact surface can be substantially aligned with the outer peripheral surface of the heat fixing roll 1. Therefore, as shown in FIG. 1A, the endless belt 15 can be pressed against the heat fixing roll 1 without any gap, thereby suppressing expansion of air or water vapor from the sheet 7 or the toner 8. can do. Therefore, generation and growth of bubbles in the belt nip can be suppressed, and the unfixed toner 8 can be prevented from being disturbed by the grown bubbles.
[0051]
At the same time, a pressing force acting between the endless belt 15 and the heat fixing roll 1 can be applied over a large area at the contact surface of the pressure applying member 11, so that the toner on the sheet 7 passing between the belt nips can be applied. 8 can be reliably pressed and fixed by the endless belt 15 and the heat fixing roll 1. In this manner, the toner image can be fixed while preventing the toner image from being disturbed. That is, it is possible to prevent the fixed image from being disturbed such as blurring or displacement.
[0052]
By the way, when passing a sheet having low air permeability such as coated paper, it is difficult to suppress the air in the toner layer by the pressure in the belt nip. If the air permeability of the sheet is low, the air cannot be held inside the sheet even if the pressure is increased, and although the volume of the air slightly decreases, the pressure increases by that much, and the air with a lower pressure than the surroundings Stagnation will occur. In this state, image disturbance occurs. In order to prevent this, in the present embodiment, the pressure distribution of the pressure applying member is lowered on the nip inlet side, increases toward the rear end, and reaches a maximum pressure downstream of the pressure applying member. You have set. That is, by gradually increasing the pressure distribution of the pressure applying member to the maximum pressure on the downstream side, the air flows smoothly to the nip inlet side where the pressure is low, and the occurrence of air stagnation is prevented. Also, even if a low pressure portion is formed at the boundary with the rear pressure roll 12, the air overcomes the maximum pressure and flows less into the low pressure portion. For this reason, the staying air is prevented from disturbing the toner image, and good image quality can be obtained.
[0053]
<Second embodiment>
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a pressure applying member used in a fixing device according to an embodiment of the invention described in claim 1, claim 2, claim 3, or claim 5.
This fixing device has substantially the same configuration as the fixing device shown in FIG. 1, but differs in the configuration of the pressure applying member 31. This pressure applying member 31 is formed by laminating an elastic layer 31b and a low friction layer 31c on the surface of a base plate 31a as in FIG. 1B, and is heated and fixed by a compression coil spring arranged on the base plate 11a side. It is pressed against the roll. The elastic layer 31b is made of a material having a plurality of hardnesses, and is set in order of hardness from an upstream side of the belt nip. The pressure of the portion pressed by the hard elastic body is higher than that of the relatively soft elastic body.
[0054]
In the elastic layer 31b of the present embodiment, the rubber hardness of the portion up to 10 mm on the upstream side of the belt nip is set to 23 °, and the rubber hardness of the portion 5 mm on the downstream side is set to 48 °. The contact load at this time was 34 kg, and the maximum pressure was 1.0 kg / cm at 10 mm from the nip entrance. ² It has become. The structure of the pressure applying member 31 is the same as that of the pressure applying member 11 shown in FIG.
[0055]
In such a fixing device, by changing the rubber hardness of the pressure applying member 31, the pressure acting on the pressure contact surface of the pressure applying member 31 increases from the nip inlet to the downstream side, and the rear end of the pressure applying member 31 The maximum value is obtained near the part. The surface of the pressure applying member 31 that comes into contact with the endless belt is easily aligned with the outer peripheral surface of the heat fixing roll, and the pressure roll is pressed downstream of the heat fixing roll. Part of the air flows smoothly to the nip inlet side where the pressure is low, so that air stagnation is prevented. Further, when the maximum pressure of the pressure applying member 31 is large, the air that has thermally expanded is less likely to flow into the boundary between the pressure applying member and the pressure roll, thereby preventing image quality deterioration.
[0056]
<Third embodiment>
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a pressure applying member used in a fixing device according to an embodiment of the invention described in claim 1, claim 2, claim 3, claim 6 or claim 7.
The pressure applying member 41 used in this fixing device has a structure in which an elastic layer 41b and a low friction layer 41c are laminated on the surface of a base plate 41a, and is 1.4 mm in diameter at a position 1.2 mm from the downstream side of the belt nip. Has a protruding portion 42 formed by molding a solid copper bar having a width of 320 mm. The surface of the protrusion 42 protrudes from the surface of the elastic rubber by about 1 mm. When the pressure applying member 41 is pressed with a contact load of 37 kg, the nip width is 15 mm and the maximum pressure is 1.2 kg / cm at 13 mm from the nip entrance. ² It has become. The other configuration of the pressure applying member 41 is the same as that of the pressure applying member 11 shown in FIG.
[0057]
In such a fixing device, when the protruding portion 42 is pressed against the endless belt, the pressure acting on the belt nip increases from the nip entrance toward the downstream side, and is close to the rear end of the pressure applying member 41. By the way, it becomes the maximum value. For this reason, most of the thermally expanded air in the toner layer and the coated paper smoothly flows to the nip inlet side where the pressure is low, so that the air does not flow into the boundary between the pressure applying member and the pressure roll, and image quality is deteriorated. Is prevented.
[0058]
<Fourth embodiment>
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a pressure applying member used in a fixing device according to an embodiment of the present invention described in claim 1, claim 2, claim 3, or claim 8.
The pressure applying member 51 used in this fixing device has a structure in which an elastic layer 51b and a low friction layer 51c are laminated on the surface of a base plate 51a. Plate) 51d. The elastic layer 51b is formed of a triangular elastic member on the downstream side, and easily bends when pressed against the heat fixing roll. Therefore, the elastic plate 51b prevents the elastic member from being deformed by the regulating plate 51d. The restricting plate 51d is made of stainless steel and has a thickness of 0.2 mm and a width of 320 mm, and its lower end is screwed to the base plate 51a of the pressure applying member.
[0059]
When no load is applied, a gap of 0.5 mm is formed between the regulating plate 51d and the triangular elastic layer 51b. When this is pressed with a contact load of 37 Kg, the triangular elastic layer 51b bends and comes into contact with the regulating plate 51d, whereby further flexing is regulated. The nip width with the endless belt at that time was 15 mm, and the maximum pressure was 1.2 kg / cm at 13 mm from the belt nip entrance. ² It has become.
[0060]
In such a fixing device, since the deformation of the pressure applying member 51 at the belt nip is suppressed by the regulating plate 51d, it is possible to prevent the pressure distribution from fluctuating at the belt nip. For this reason, it is possible to prevent the thermally expanded air or steam from flowing into the low-pressure portion between the pressure roll and the pressure roll, and it is possible to avoid the occurrence of image quality deterioration due to stagnation of air.
[0061]
The configurations of the first to fourth embodiments may be independent, or may be combined. When combined, it is possible to more reliably prevent image quality degradation as a synergistic effect.
[0062]
Next, in order to confirm the effect of the fixing device, a description will be given of the result of an experiment in which the pressure distribution of the belt nip and the presence or absence of image disorder were measured by changing the type of sheet.
Table 1 collectively shows the contact width, load, maximum pressure, and maximum pressure position of the pressure applying member from the first embodiment to the fourth embodiment. Further, as a fifth embodiment, an experiment was similarly performed in a case where the protruding portion used in the third embodiment was combined with the regulating plate used in the fourth embodiment. At this time, the pressing load was 40 kg, the nip width was 15 mm, and the maximum pressure was 1.5 kg / cm at 13 mm from the nip entrance side. ² And For comparison, an experiment was similarly performed on the conventional pressure applying member shown in FIG. At this time, the elastic layer was set to have a rubber hardness of 23 °, a thickness of 5 mm, and a radius of curvature of the surface of the pressure applying member of 24 mm.
[0063]
[Table 1]

[0064]
FIG. 5 shows the results of examining the belt nip pressure distribution for the six cases shown in Table 1.
As shown in this figure, in the conventional type, the pressure distribution of the belt nip gradually decreases on the side of the pressure roll, and the area between the maximum pressure action area of the pressure applying member and the maximum pressure action area of the pressure roll is reduced. It turns out that it is big. For this reason, it can be seen that the air existing in the toner layer is blocked by both the maximum pressures and stays in this low pressure region.
[0065]
On the other hand, in the configurations shown in the first to fifth embodiments, the pressure acting on the pressure contact surface of the pressure applying member increases from the nip inlet to the downstream side, and the vicinity of the rear end of the pressure applying member At the maximum pressure. For this reason, most of the thermally expanded air in the toner layer of the belt nip and in the coated paper smoothly flows to the nip entrance side where the pressure is low, and the air flows into the low pressure part at the boundary between the pressure applying member and the pressure roll. Can be prevented. Further, as in the third to fifth embodiments, as the maximum pressure near the rear end of the pressure applying member is larger, the thermally expanded air overcomes the maximum pressure, and the pressure applying member and the pressure roll Flow into the low-pressure portion of In particular, in the fifth embodiment, by combining the configurations of the two embodiments, the maximum pressure near the rear end of the pressure applying member increases due to the synergistic effect. For this reason, it is possible to more reliably prevent air from flowing into the low-pressure portion at the boundary between the pressure applying member and the pressure roll.
[0066]
Next, Table 2 shows the results of measurements of the occurrence of image disturbances for different types of sheets in the above six cases. Further, as a comparative example, instead of the configuration in which the pressure gradually increases rearward from the nip entrance as in the above-described embodiment, as shown in FIG. An experiment was also performed in the same manner when irregularities were created in the pressure distribution.
[0067]
[Table 2]

[0068]
From the results in Table 2, it was found that in the case of the third embodiment, the fourth embodiment, and the fifth embodiment in which these are combined, it is possible to prevent the image shift in the coated paper of any air permeability. . Also, in the first embodiment and the second embodiment, it has been found that an image shift can be prevented in coated paper having relatively high air permeability as compared with the conventional type. Looking at these results in correlation with the pressure distribution, it can be seen that image disturbance is less likely to occur as the maximum pressure is further downstream from the nip inlet and the value is greater.
[0069]
When the maximum pressure is farther downstream than the nip entrance, most of the thermally expanded air in the toner layer and the coated paper flows smoothly to the nip entrance side where the pressure is low, so that the boundary between the pressure applying member and the pressure roll. Stagnation of the air can be prevented from occurring in the low-pressure portion. This is considered to be because the larger the maximum pressure of the pressure applying member is, the less the thermally expanded air overcomes the maximum pressure and flows into the low pressure portion between the pressure applying member and the pressure roll.
[0070]
Further, as a comparative example, it was found that when two projections were provided on the pressure applying member, air stagnation occurred in portions where the pressure distribution was small in all coated papers, and image disturbance occurred.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, in the fixing device according to the present invention, the pressure acting on the pressure contact surface of the pressure applying member increases toward the rear from the nip entrance, and has a pressure distribution such that the rear end has the maximum pressure. Since it is set, air does not flow into the boundary between the pressure applying member and the pressure roll in the nip, and it is possible to prevent image disturbance even on coated paper where image disturbance is most likely to occur. For this reason, the application range of the recording sheet of the fixing device is expanded, and the industrial value is further expanded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fixing device according to an embodiment of the present invention described in

claim

1, 2, 3, or 4, and a pressure applying member used in the fixing device.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a pressure applying member used in a fixing device according to an embodiment of the invention described in

claim

1, 2, 3, or 5;
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a pressure applying member used in a fixing device according to an embodiment of the present invention described in claim 1, claim 2, claim 3, claim 6, or claim 7;
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a pressure applying member used in a fixing device according to an embodiment of the invention described in

claim

1, 2, 3, or 8;
FIG. 5 is a diagram showing a pressure distribution of a belt nip in the fixing device of the embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a pressure distribution of a belt nip in a fixing device according to a comparative example of the embodiment.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional fixing device.
8 is a diagram showing a pressure distribution of a belt nip in the fixing device shown in FIG.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating another example of a conventional fixing device.
[Explanation of symbols]
1 Heating fixing roll
2 core
3 Coating layer
5 Halogen lamp
6 motor
7 sheets
8 Toner image
9 Oil supply device
10 Temperature sensor
11, 31, 41, 51 Pressure applying member
12 Pressure roll
13, 14 Support roll
15 Endless belt
16, 17 Compression coil spring
42 Projection
51d regulation plate

Claims

A heat fixing roll having an elastic layer near the surface and rotatably supported,
An endless belt whose outer peripheral surface is pressed by the heat-fixing roll, forming a nip in which a recording sheet carrying a toner image is sandwiched between the heat-fixing roll;
A pressure applying member that is in contact with the inner surface side of the endless belt, and that has a pressure contact surface that presses the endless belt along the surface of the heat fixing roll;
With a pressure roll that presses the endless belt on the downstream side of the pressure applying member,
The pressure applying member includes a base plate and an elastic layer laminated thereon, wherein the elastic layer has a width in the traveling direction downstream of the endless belt in the traveling direction larger than the base plate, and the elastic layer The rear end portion is pressed by the endless belt in the vicinity of a region where the pressure roll is pressed by the endless belt,
The pressure applied to the pressure contact surface of the pressure applying member increases from the nip inlet to the downstream side, and is set to be a maximum pressure near the rear end of the pressure applying member. Fixing device.

The fixing device according to claim 1,
The fixing device according to claim 1, wherein in the maximum pressure region acting on the pressure contact surface of the pressure applying member, the toner is heated by the heating fixing roll to a temperature at which the viscosity of the toner changes from a glassy state to a rubbery state.

The fixing device according to claim 1 or 2,
The fixing device according to claim 1, wherein the pressure applying member includes a low friction layer on the elastic layer .

The fixing device according to any one of claims 1 to 3,
The fixing device according to claim 1, wherein a shape of a pressure contact surface of the pressure applying member is formed such that a radius of curvature gradually decreases from an upstream side in a state where the pressure applying member is not pressed against the endless belt.

The fixing device according to claim 3, wherein
A fixing device, wherein the hardness of the elastic body near the pressure contact surface of the pressure applying member is set low on the upstream side and high on the downstream rear end side.

The fixing device according to any one of claims 3 to 5,
A fixing device, comprising: a protruding portion for pressing the endless belt near a rear end surface of the elastic layer of the pressure applying member.

The fixing device according to claim 6,
The fixing device according to claim 1 , wherein the protrusion is a rod-shaped hard member supported by an elastic layer of the pressure applying member.

The fixing device according to any one of claims 3 to 7,
The fixing device according to claim 1, further comprising a reinforcing plate on a rear end side surface of the pressure applying member for suppressing deformation of the elastic body caused by pressure from a pressure contact surface of the pressure applying member.