JP4329422B2

JP4329422B2 - Fixing device

Info

Publication number: JP4329422B2
Application number: JP2003170358A
Authority: JP
Inventors: 康人岡林
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2023-06-16
Also published as: JP2005004126A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像記録装置において、記録媒体上に形成・担持された未定着トナー画像を記録媒体に定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広く用いられている電子写真方式の画像記録装置においては、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを転移することによってトナー像を形成し、これを記録媒体上に転写した後、定着装置により加圧および加熱して記録画像を得る。
上記定着装置として一般的に知られているものは、熱源を有する定着ロールに加圧ロール又は無端状ベルトを介して加圧部材が圧接されており、定着ロールが高温に加熱された状態で、定着ロールと加圧ロール又は加圧部材との圧接部にトナー像を担持した記録媒体が送り込まれ、トナー像が定着される。
【０００３】
このような定着装置では、定着ロールと加圧ロール又は加圧部材との圧接部において幅方向に圧力分布が生じ、シート状の記録媒体を搬送する力が不均等になることがある。このような状態で中央部におけるシートの搬送力が両端部より大きくなると、シートが圧接部に送り込まれるのにともなってシートの両端部が中央部に引き寄せられ、圧接部でシートに搬送方向のしわが生じるおそれがある。また、定着ロールと加圧部材との間に挟み込まれて周回駆動する無端状ベルトにも、シートと同様にしわが生じるおそれがある。
【０００４】
上記のようにシートやベルトにしわが生じるのを防ぐために、次のような技術が提案されている。
特許文献１に記載の定着装置では、加熱源を有する加熱ロールと、複数のロールによって張架されて周回駆動する無端状ベルトとが圧接されており、加熱ロールの形状が幅方向の中央部から両端部にかけて径が拡大される、いわゆる逆クラウン型となっている。また、特許文献２に記載の定着装置では、加圧ロールと加熱体とが無端状ベルトを介して圧接されており、加圧ロールが逆クラウン型となっている。このため、幅方向の中央部より両端部においてシートの搬送速度及びベルトの周回速度が大きくなり、圧接部の上流側でシート及びベルトが幅方向に引張され、シート及びベルトにしわが生じにくくなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２６６２５３号公報
【特許文献２】
特開平４−４４０７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような定着装置においては次のような問題点がある。
芯金からなる加熱ロールや芯金と弾性層とからなる加圧ロールの形状を逆クラウン型とするものでは、その径の差は微小であり、極めて精度良く加工する必要がある。このため、多くのコストや時間を要してしまう。特に、弾性層を有する加圧ロールにチュービング加工を施して表面離型層を形成する場合、幅方向における中央部の径と両端部の径との比が所定の値となるように、高精度に加工するのが難しい。そして、中央部と両端部とで径の差が小さすぎると、しわを防止する効果が十分に発揮されない。一方、中央部の径に対して両端部の径が大き過ぎると、幅方向の中央部で記録媒体を十分に圧接することができず、定着不良となるおそれがある。
【０００７】
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、常に良好な画像定着を行うとともに、記録媒体にしわが発生するのを防止することができる定着装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、内部に熱源を備え、回転駆動される定着ロールと、一部が前記定着ロールの周面と接触し、周回移動が可能に支持された無端状ベルトと、前記定着ロールの軸線方向に沿って配置され、前記無端状ベルトを該無端状ベルトの内側から前記定着ロールに押圧する加圧パッドと、を有し、前記加圧パッドは、前記定着ロールの周面と対向する押圧面を有し、該押圧面が前記無端状ベルトを介して前記定着ロールに押圧されるものであり、前記加圧パッドが前記定着ロールに押圧される前の状態で、前記押圧面の縁辺のなす形状は、前記無端状ベルトの周方向の寸法が、該無端状ベルトの幅方向の中央部より両端付近で大きくなっていることを特徴とする定着装置を提供する。
【０００９】
定着ロールに押圧する加圧パッドの押圧面は、該無端状ベルトの周方向の寸法が、無端状ベルトの幅方向の中央部より両端付近で大きくなっているので、幅方向の中央部より両端付近で定着ロールと無端状ベルト及び記録媒体との間の摩擦力が大きくなり、両端付近で無端状ベルト及び記録媒体の搬送力が大きいものとなっている。従って、加圧パッドと定着ロールとの圧接部の上流側で、無端状ベルト及び記録媒体に幅方向に引張する力が作用し、無端状ベルト及び記録媒体にしわが生じるのが防止される。
【００１０】
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、前記定着ロールは、周面に弾性体層を有し、前記加圧パッドは、定着ロールに押圧した時に弾性的に変形する第１の圧接部材と、該第１の圧接部材の周回方向下流側に配置され、前記第１の圧接部材より硬度の高い第２の圧接部材とを有し、前記第１の圧接部材の押圧面は、前記無端状ベルトの幅方向の中央部における周方向の寸法ａと、幅方向の両端における周方向の寸法ｂとの比ａ／ｂ（＝α）が、１＞α＞０．３の範囲となっているものとする。
【００１１】
第２の圧接部材は第１の圧接部材より硬度が高く、圧接部の下流側で定着ロールに押圧されており、この圧接力によって定着ロールの弾性体層にひずみが生じる。このひずみが生じた部分で定着ロールの周面の移動速度が、第１の圧接部材が押圧されている領域よりわずかに大きくなる。このため、定着ロールに従動して移動する記録媒体と、定着ロールのひずみが生じた部分との速度に差が生じ、記録媒体が定着ロールから剥離され易くなる。
【００１２】
そして、上記第１の圧接部材の押圧面は、無端状ベルトの幅方向の中央部における周方向の寸法ａと、幅方向の両端における周方向の寸法ｂとの比ａ／ｂが１以下となることによって、記録媒体及び無端状ベルトを定着ロールに押圧する力に差が生じ、両端部で搬送力が大きくなってしわを防止する効果が現れる。一方、押圧部の中央部における周方向の寸法ａと、両端における周方向の寸法ｂとの比ａ／ｂが小さくなると、画像を定着する機能が中央部と両端部とで大きく異なることになり、良好な画像定着が難しくなるが、この比ａ／ｂを０．３以上とすることによって、中央部と両端部とで大きな差を生じることなく、良好な画像定着ができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の定着装置において、第１の圧接部材と第２の圧接部材とは、バネ係数が異なるバネを介して前記定着ロールに押圧されているものとする。
【００１５】
上記定着装置では、第１の圧接部材と第２の圧接部材とを異なる押圧力で定着ロールに押圧することができる。これにより、第１の圧接部材を適切な圧力で定着ロールに押圧して良好な定着を行なうことができるとともに、記録媒体及び無端状ベルトが定着ロールに従動して円滑に移動する。また、第２の圧接部材を適切な力で定着ロールに押圧して定着ロールの弾性体層にひずみを生じさせ、該定着ロールから記録媒体を剥離し易い状態とすることができる。
【００１６】
【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。
図１は、本願に係る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、円筒状の定着ロール１の外周面に無端状ベルト２が圧接されており、該無端状ベルト２の内側には、第１のパッド３ａ及び第２のパッド３ｂからなり、無端状ベルト２を定着ロール１に押圧する加圧パッド３と、無端状ベルト２の内周面に潤滑剤を供給するオイル供給部材４と、無端状ベルト２の周回移動をガイドするガイド部材５ａ、５ｂと、無端状ベルト２と加圧パッド３との間に挟み込まれている摺動用シート６と、第１のパッド３ａを支持するパッド支持部材７ａと、このパッド支持部材７ａを定着ロールに対して付勢するスプリング７ｂと、第２のパッド３ｂ、オイル供給部材４、ガイド部材５ａ、５ｂ及びスプリング７ｂを支持するフレーム８と、フレーム８の幅方向（無端状ベルト２の幅方向）の両端部を支持するベルトエンドガイド９と、ベルトエンドガイド９に取り付けられ、スプリング１０ａによりベルトエンドガイド９を介してフレーム８を定着ロール１側に付勢する加圧レバー１０と、で主要部が構成されている。
なお、図１中の符号１２は、フレーム８上でスプリング７ｂを支持する台座、符号１３は、スプリング７ｂの側面をガイドするとともに、一部が無端状ベルトの内面に接触してガイドする補助部材を示す。
【００１７】
上記定着ロール１は、円筒状芯金１ｂの内部にハロゲンランプ等の加熱源１ａを有しており、芯金１ｂの表面にシリコーンゴムからなる弾性体層１ｃと、最表層にフッ素樹脂からなる離型層１ｄとが設けられている。該定着ロール１は、直径が約２５ｍｍで、図示しない駆動源によって回転駆動される。
【００１８】
上記無端状ベルト２は、ベース層と表面層との２層構造となっており、ベース層には、耐熱性、強度、表面平滑性を考慮してポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂や、アルミニウム、ステンレス等の金属を用い、表面層には、耐熱性およびトナーとの離型性の高いシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素コート等を用いている。
【００１９】
上記加圧パッド３は、図２に示すように、定着ロール１との圧着時に弾性的に変形する第１のパッド３ａと、無端状ベルト２の周回方向における第１のパッド３ａの下流側に配置され、第１のパッド３ａより硬度の高い第２のパッド３ｂとで構成されている。
第１のパッド３ａは、ゴム硬度１５°〜４０°のシリコーンゴムからなり、合成樹脂製のパッド支持部材７ａに嵌め合わせて支持されている。そして、スプリング７ｂ及び加圧レバー１０を付勢するスプリング１０ａにより、無端状ベルト２及び摺動シート６を介して定着ロール１に押圧されている。スプリング７ｂは加圧レバー１０を付勢するスプリング１０ａよりバネ係数が小さくなっており、このスプリング７ｂを介してパッド支持部材７ａを付勢することによって、第２のパッド３ｂとは独立して、第１のパッド３ａの定着ロール１に対する押圧力を適切に設定することができる。この面圧Ｐは、７．３５Ｎ／ｃｍ²（０．７５ｋｇ／ｃｍ²）＞Ｐ＞１９．６Ｎ／ｃｍ²（２．０ｋｇ／ｃｍ²）とするのが望ましい。
【００２０】
また、第１のパッド３ａの押圧面は、無端状ベルト２の周方向の寸法が幅方向の中央部より両端付近で大きいものとなっている。そして、無端状ベルト２の幅方向の中央部における周方向の寸法ａと、幅方向の両端における周方向の寸法ｂとの比ａ／ｂ（＝α）は０．６となっている。この比αは、１＞α＞０．３の範囲とすることができ、特に、０．７５＞α＞０．５の範囲とするのが望ましい。これにより、第１のパッド３ａと定着ロール１とのニップ部における幅方向の中央部より両端付近で、定着ロール１と無端状ベルト２及び記録紙Ｐとの摩擦力が大きくなり、搬送力が大きくなる。このため、ニップ部の上流側で無端状ベルト２及び記録紙Ｐに幅方向に引張する力が作用し、しわが生じるのが防止される。
【００２１】
第２のパッド３ｂは、第１のパッド３ａより硬度の高い合成樹脂又は金属からなり、フレーム８及び加圧レバー１０を介してスプリング１０ａによって、第１のパッド３ｂより大きな力で定着ロール１に押圧されている。この押圧力によって定着ロール１の弾性体層１ｃにひずみが生じ、この部分で定着ロール１の周面の移動速度が大きくなる。そして、定着ロール１の周面の速度と記録紙が搬送される速度との間にずれが生じ、記録紙Ｐが定着ロール１から剥離され易くなる。
【００２２】
上記オイル供給部材４は、無端状ベルト２の内側に支持され、該オイル供給部材４の表面が無端状ベルト２の内周面に接触している。このオイル供給部材４は、フェルト等の不織布からなり、このフェルトにシリコーンオイル等の離型剤が含浸されている。
【００２３】
上記摺動用シート６は、上流側の縁部がガイド部材５ａもしくは補助部材１３を介してフレーム８に固定され、無端状ベルト２の内周面に沿って接するように加圧パッド３に掛け回され、他方の縁部は拘束されずに自由端となっている。この摺動用シート６は、ポリイミド等の平滑な面を有するシート状部材が用いられ、無端状ベルト２の内周面との摩擦が小さいため、該無端状ベルト２は、定着ロール１の回転に従動して円滑に回転するものとなっている。
【００２４】
このような定着装置では、図示しない転写装置によりトナー像が転写された記録紙Ｐが、上記定着ロール１と無端状ベルト２との間に送り込まれる。そして、定着ロール１と第１のパッド３ａとのニップ部に記録紙Ｐを挟み込んで、定着ロール１の熱によってトナー像を加熱溶融する。これと同時に第１のパッド３ａ及び第２のパッド３ｂによって加圧され、溶融したトナー像は記録紙Ｐに圧着される。このとき、第１のパッド３ａの押圧面Ｓの形状により、記録紙の幅方向における両端部では中央部よりわずかに搬送力が大きくなっているため、記録紙の上流側で幅方向の引張力が作用し、搬送方向のしわが防止される。そして、トナー像が圧着された記録紙Ｐは、定着ロール１と第２のパッド３ｂとのニップ部では、定着ロール１の周面速度と記録紙Ｐの搬送速度とに微小な差が生じて定着ロール１から剥離され、搬送路１１に送り出される。
【００２５】
次に、上記定着装置を用いて実験を行なった結果を、表１、表２および図３に基づいて説明する。
表１（ａ）は、第１のパッド３ａの押圧面Ｓの形状を変えて、記録紙の幅方向の中央部に対する両端部の搬送速度を比較したものであり、無端状ベルト２の幅方向の中央部における周方向の押圧面Ｓの寸法ａと、幅方向の両端における周方向の寸法ｂとの比ａ／ｂ（＝α）を変えて実験を行なったものである。この表によれば、０．７５＞α≧０．３のとき、無端状ベルト２と定着ロール１との間に送り込まれた記録紙の幅方向の両端部における搬送速度が中央部より大きくなっており、記録紙が幅方向に引張され、記録紙にしわが生じにくくなる。
【００２６】
また、表１（ｂ）は、ａ／ｂ（＝α）を変えて記録紙の幅方向の中央部における定着性を比較したものであり、１＞α＞０．５のとき中央部でも定着性が良好となっている。すなわち、第１のパッド３ａが幅方向の中央部においても定着ロール１に適切に押圧されており、幅方向にほぼ均一な画質の定着画像を形成することができる。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表２（ａ）は、第１のパッド３ａと定着ロール１との面圧Ｐによる記録紙の搬送性を比較したものであり、表２（ｂ）は、面圧Ｐによる無端状ベルト２の摺動性を比較したものである。これらの結果から、７．３５Ｎ／ｃｍ²（０．７５ｋｇ／ｃｍ²）＞Ｐ＞１９．６Ｎ／ｃｍ²（２．０ｋｇ／ｃｍ²）のとき、記録紙の搬送力が適切で記録紙が良好に搬送されるとともに、無端状ベルト２が定着ロールに従動して円滑に周回駆動されることがわかる。
【００２９】
【表２】

【００３０】
図３は、記録紙の後方部に搬送方向のスリットを３ヶ所に形成し、該記録紙を搬送したときのスリットの開き量を表したグラフである。スリットは、図４に示すように、記録紙の幅方向における中央及び両側縁から幅の１／４の位置に設ける。
実験には、定着ロールへの押圧面の形状が、中央部における周方向の寸法ａ＝３ｍｍ、両端における周方向の寸法ｂ＝６ｍｍ、α＝０．５のフレアー型のパッドと、比較対象として、ａ＝６ｍｍ、ｂ＝６ｍｍ、α＝１の矩形のパッドとを用い、パッドと定着ロールとの面圧を１．０ｋｇ／ｃｍ²としている。なお、図３において、記録紙の画像形成装置本体の前面側をフロントとし、背面側をリアとしている。
【００３１】
このグラフより、α＝０．５のフレアー型のパッドでは、記録紙のフロント及びリアに該記録紙を幅方向に引張する力が作用してスリットが開いており、記録紙にしわが生じにくいことがわかる。一方、α＝１の矩形のパッドでは、記録紙に幅方向の引張力があまり作用せず、記録紙にしわが生じ易い。
【００３２】
図５は、請求項１に記載の発明に係る定着装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
この定着装置は、加圧パッド２３によって定着ロール２１の外周面に無端状ベルト２２が圧接されており、定着ロール２１と無端状ベルト２２との間にトナー像が転写された記録紙Ｐを挟み込んでトナー像を加熱溶融し、該トナー像を記録紙に圧着するものである。
【００３３】
上記加圧パッド２３は、図１に示す定着装置で用いられている第１のパッド３ａと同様に、ゴム硬度１５°〜４０°のシリコーンゴム等の合成樹脂からなり、無端状ベルト２２の幅方向の中央部における周方向の寸法ａと、幅方向の両端における周方向の寸法ｂとの比ａ／ｂ（＝α）が、１＞α＞０．３の範囲となっている。従って、加圧パッド２３と定着ロール２１とのニップ部において、幅方向の中央部より両端付近で無端状ベルト２２及び記録紙Ｐの搬送力が大きくなり、無端状ベルト２２及び記録紙Ｐにしわが生じるのを防止することができる。
なお、定着ロール２１、無端状ベルト２２、オイル供給部材２４、ガイド部材２５、摺動用シート２６、パッド支持部材２７、フレーム２８、ベルトエンドガイド２９、加圧レバー３０は、図１に示す定着装置と同様のものが用いられている。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明の定着装置では、無端状ベルトの内側から定着ロールに押圧される加圧パッドの押圧面は、無端状ベルトの周方向の寸法が、該無端状ベルトの幅方向の中央部より両端付近で大きくなっている。このため、幅方向の中央部より両端付近で定着ロールと無端状ベルト及び記録紙との摩擦力が大きく、無端状ベルト及び記録紙の搬送力が大きいものとなっている。これにより、無端状ベルト及び記録紙に幅方向の引張力が作用し、しわが生じるのが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願に係る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。
【図２】図１に示す定着装置が有する加圧パッドを示す斜視図である。
【図３】本願発明に係る定着装置の効果を検証するために行なった実験の結果を示すグラフである。
【図４】図３に結果を示す実験で用いた記録紙を示す概略図である。
【図５】請求項１に記載の発明に係る定着装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、２１定着ロール
２、２２無端状ベルト
３、２３加圧パッド
４、２４オイル供給部材
５、２５ガイド部材
６、２６摺動用シート
７ａ、２７ａパッド支持部材
７ｂ、２７ｂスプリング
８、２８フレーム
９、２９ベルトエンドガイド
１０、３０加圧レバー
１１搬送路
１２台座
１３補助部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device for fixing an unfixed toner image formed and carried on a recording medium to a recording medium in an image recording apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile machine.
[0002]
[Prior art]
In a widely used electrophotographic image recording apparatus, a toner image is formed by transferring toner to an electrostatic latent image formed on an image carrier, and this is transferred onto a recording medium. Pressed and heated by a fixing device to obtain a recorded image.
What is generally known as the above-described fixing device is a state in which a pressure member is pressed against a fixing roll having a heat source via a pressure roll or an endless belt, and the fixing roll is heated to a high temperature. A recording medium carrying a toner image is sent to the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure roll or pressure member, and the toner image is fixed.
[0003]
In such a fixing device, pressure distribution is generated in the width direction at the press contact portion between the fixing roll and the pressure roll or the pressure member, and the force for conveying the sheet-like recording medium may become uneven. In such a state, when the sheet conveying force in the central portion becomes larger than both end portions, the both end portions of the sheet are attracted to the central portion as the sheet is fed to the pressing portion, and the pressing portion moves the sheet in the conveying direction. May cause wrinkles. In addition, wrinkles may occur in the endless belt that is sandwiched between the fixing roll and the pressure member and driven to rotate, as in the case of the sheet.
[0004]
In order to prevent the sheet and belt from wrinkling as described above, the following techniques have been proposed.
In the fixing device described in Patent Document 1, a heating roll having a heating source and an endless belt that is stretched and driven by a plurality of rolls are in pressure contact with each other, and the shape of the heating roll starts from the center in the width direction. It is a so-called inverted crown type in which the diameter is enlarged toward both ends. Further, in the fixing device described in Patent Document 2, the pressure roll and the heating body are pressed against each other via an endless belt, and the pressure roll is an inverted crown type. For this reason, the sheet conveyance speed and the belt rotation speed are increased at both ends from the center in the width direction, and the sheet and belt are pulled in the width direction on the upstream side of the press contact portion, so that the sheet and the belt are less likely to be wrinkled.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-266253 [Patent Document 2]
JP-A-4-44076 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a fixing device has the following problems.
In the case where the shape of the heating roll made of the cored bar or the pressure roll made of the cored bar and the elastic layer is an inverted crown type, the difference in diameter is very small, and it is necessary to process it with extremely high accuracy. For this reason, much cost and time are required. In particular, when a surface release layer is formed by performing a tubing process on a pressure roll having an elastic layer, high accuracy is obtained so that the ratio between the diameter of the central portion and the diameter of both end portions in the width direction becomes a predetermined value. Difficult to process. And if the difference in diameter between the central portion and both end portions is too small, the effect of preventing wrinkles is not sufficiently exhibited. On the other hand, if the diameters at both ends are too large relative to the diameter of the central portion, the recording medium cannot be sufficiently pressed at the central portion in the width direction, which may result in poor fixing.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fixing device capable of always performing good image fixing and preventing wrinkles from occurring on a recording medium. It is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 of the present application includes a fixing roll that is provided with a heat source and is driven to rotate, and a part of the fixing roll is in contact with the circumferential surface of the fixing roll to move around. An endless belt supported in a movable manner, and a pressure pad that is arranged along the axial direction of the fixing roll and presses the endless belt against the fixing roll from the inside of the endless belt, The pressure pad has a pressing surface facing the peripheral surface of the fixing roll, the pressing surface is pressed against the fixing roll via the endless belt, and the pressure pad is fixed to the fixing roll. The shape formed by the edge of the pressing surface before being pressed by the roll is such that the circumferential dimension of the endless belt is larger in the vicinity of both ends than the center in the width direction of the endless belt. A fixing device is provided.
[0009]
Since the circumferential dimension of the endless belt is larger in the vicinity of both ends than the center in the width direction of the endless belt, the pressing surface of the pressure pad that presses the fixing roll has both ends from the center in the width direction. In the vicinity, the frictional force between the fixing roll and the endless belt and the recording medium becomes large, and in the vicinity of both ends, the conveying force of the endless belt and the recording medium becomes large. Accordingly, a force pulling in the width direction acts on the endless belt and the recording medium on the upstream side of the pressure contact portion between the pressure pad and the fixing roll, and wrinkles are prevented from occurring on the endless belt and the recording medium.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the fixing roll has an elastic layer on a peripheral surface, and the pressure pad is elastically deformed when pressed against the fixing roll. A first pressure contact member, and a second pressure contact member disposed downstream of the first pressure contact member in a circumferential direction and having a hardness higher than that of the first pressure contact member. The pressing surface has a ratio a / b (= α) between the circumferential dimension a at the center in the width direction of the endless belt and the circumferential dimension b at both ends in the width direction, where 1>α> 0. It is assumed that the range is 3 .
[0011]
The second pressure contact member is harder than the first pressure contact member, and is pressed against the fixing roll on the downstream side of the pressure contact portion. This pressure contact force causes distortion in the elastic layer of the fixing roll. The moving speed of the peripheral surface of the fixing roll is slightly higher than the area where the first pressure contact member is pressed in the portion where the distortion occurs. For this reason, there is a difference in speed between the recording medium that moves following the fixing roll and the portion of the fixing roll where the distortion occurs, and the recording medium is easily peeled off from the fixing roll.
[0012]
The pressing surface of the first pressing member has a circumferential dimension a in the central portion in the width direction of the endless belt, and the ratio a / b of the circumferential dimension b at both ends in the width direction 1 or less As a result, a difference is generated in the force for pressing the recording medium and the endless belt against the fixing roll, and an effect of preventing wrinkles due to an increase in conveying force at both ends. On the other hand, when the ratio a / b between the circumferential dimension a at the central portion of the pressing portion and the circumferential dimension b at both ends is reduced, the function of fixing the image is greatly different between the central portion and the both end portions. Although good image fixing becomes difficult, by setting the ratio a / b to 0.3 or more, good image fixing can be performed without causing a large difference between the central portion and both end portions.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the first pressure contact member and the second pressure contact member are pressed against the fixing roll via springs having different spring coefficients. And
[0015]
In the fixing device, the first pressing member and the second pressing member can be pressed against the fixing roll with different pressing forces. As a result, the first pressure contact member can be pressed against the fixing roll with an appropriate pressure to perform good fixing, and the recording medium and the endless belt move smoothly following the fixing roll. Further, the second pressure contact member is pressed against the fixing roll with an appropriate force to cause strain in the elastic layer of the fixing roll, so that the recording medium can be easily peeled off from the fixing roll.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to an embodiment of the present invention.
In this fixing device, an endless belt 2 is pressed against an outer peripheral surface of a cylindrical fixing roll 1, and an inner end of the endless belt 2 includes a first pad 3a and a second pad 3b. A pressure pad 3 that presses the belt 2 against the fixing roll 1, an oil supply member 4 that supplies a lubricant to the inner peripheral surface of the endless belt 2, a guide member 5a that guides the circumferential movement of the

endless belt

2, 5b, a sliding sheet 6 sandwiched between the endless belt 2 and the pressure pad 3, a pad support member 7a for supporting the first pad 3a, and the pad support member 7a to the fixing roll. The spring 7b for biasing, the frame 8 for supporting the second pad 3b, the oil supply member 4, the

guide members

5a, 5b and the spring 7b, and both ends in the width direction of the frame 8 (width direction of the endless belt 2). Support The belt end guide 9 and the pressure lever 10 attached to the belt end guide 9 and biasing the frame 8 toward the fixing roll 1 by the spring 10a via the belt end guide 9 constitute a main part. .
In FIG. 1, reference numeral 12 denotes a pedestal for supporting the spring 7b on the frame 8, and reference numeral 13 denotes an auxiliary member that guides the side surface of the spring 7b and partly contacts and guides the inner surface of the endless belt. Indicates.
[0017]
The fixing roll 1 has a heating source 1a such as a halogen lamp inside a cylindrical cored bar 1b, an elastic body layer 1c made of silicone rubber on the surface of the cored bar 1b, and a fluororesin on the outermost layer. A release layer 1d is provided. The fixing roll 1 has a diameter of about 25 mm and is rotationally driven by a driving source (not shown).
[0018]
The endless belt 2 has a two-layer structure of a base layer and a surface layer. The base layer has a heat-resistant resin such as polyimide, polyamide, and polyamide-imide in consideration of heat resistance, strength, and surface smoothness. Alternatively, a metal such as aluminum or stainless steel is used, and the surface layer is made of silicone rubber, fluorine rubber, fluorine coat, or the like that has high heat resistance and high releasability from the toner.
[0019]
As shown in FIG. 2, the pressure pad 3 is provided on the downstream side of the first pad 3 a that is elastically deformed when pressed against the fixing roll 1 and the first pad 3 a in the circumferential direction of the endless belt 2. The second pad 3b is disposed and has a higher hardness than the first pad 3a.
The first pad 3a is made of silicone rubber having a rubber hardness of 15 ° to 40 °, and is fitted to and supported by a pad support member 7a made of synthetic resin. Then, it is pressed against the fixing roll 1 via the endless belt 2 and the sliding sheet 6 by the spring 7 b and the spring 10 a that biases the pressure lever 10. The spring 7b has a smaller spring coefficient than the spring 10a for urging the pressure lever 10, and by urging the pad support member 7a via this spring 7b, independently of the second pad 3b, The pressing force of the first pad 3a against the fixing roll 1 can be set appropriately. The surface pressure P is preferably 7.35 N / cm ² (0.75 kg / cm ² )>P> 19.6 N / cm ² (2.0 kg / cm ² ).
[0020]
Further, the pressing surface of the first pad 3a is such that the dimension in the circumferential direction of the endless belt 2 is larger in the vicinity of both ends than the central part in the width direction. The ratio a / b (= α) between the circumferential dimension “a” at the center in the width direction of the endless belt 2 and the circumferential dimension “b” at both ends in the width direction is 0.6. The ratio α can be in the range of 1>α> 0.3, and particularly preferably in the range of 0.75>α> 0.5. As a result, the frictional force between the fixing roll 1, the endless belt 2 and the recording paper P increases near the both ends from the center in the width direction at the nip portion between the first pad 3 a and the fixing roll 1, and the conveying force is increased. growing. For this reason, a force pulling in the width direction acts on the endless belt 2 and the recording paper P on the upstream side of the nip portion, thereby preventing wrinkles.
[0021]
The second pad 3b is made of a synthetic resin or metal having a hardness higher than that of the first pad 3a, and is applied to the fixing roll 1 by a spring 10a through the frame 8 and the pressure lever 10 with a larger force than the first pad 3b. It is pressed. Due to this pressing force, distortion occurs in the elastic layer 1c of the fixing roll 1, and the moving speed of the peripheral surface of the fixing roll 1 increases at this portion. A deviation occurs between the speed of the peripheral surface of the fixing roll 1 and the speed at which the recording paper is conveyed, and the recording paper P is easily peeled off from the fixing roll 1.
[0022]
The oil supply member 4 is supported inside the endless belt 2, and the surface of the oil supply member 4 is in contact with the inner peripheral surface of the endless belt 2. The oil supply member 4 is made of a nonwoven fabric such as felt, and the felt is impregnated with a release agent such as silicone oil.
[0023]
The sliding sheet 6 is wrapped around the pressure pad 3 so that the upstream edge is fixed to the frame 8 via the guide member 5a or the auxiliary member 13 and is in contact with the inner peripheral surface of the endless belt 2. The other edge is not constrained and is a free end. Since the sliding sheet 6 is made of a sheet-like member having a smooth surface such as polyimide, and the friction with the inner peripheral surface of the endless belt 2 is small, the endless belt 2 is used to rotate the fixing roll 1. It follows and rotates smoothly.
[0024]
In such a fixing device, the recording paper P on which the toner image is transferred by a transfer device (not shown) is sent between the fixing roll 1 and the endless belt 2. Then, the recording paper P is sandwiched in the nip portion between the fixing roll 1 and the first pad 3 a, and the toner image is heated and melted by the heat of the fixing roll 1. At the same time, the toner image that is pressurized and melted by the first pad 3a and the second pad 3b is pressed against the recording paper P. At this time, due to the shape of the pressing surface S of the first pad 3a, the conveying force is slightly larger at the both ends in the width direction of the recording paper than at the central portion, and therefore the tensile force in the width direction on the upstream side of the recording paper. Acts to prevent wrinkling in the transport direction. The recording paper P to which the toner image is pressed has a slight difference between the peripheral surface speed of the fixing roll 1 and the conveyance speed of the recording paper P at the nip portion between the fixing roll 1 and the second pad 3b. It is peeled from the fixing roll 1 and sent out to the conveyance path 11.
[0025]
Next, the results of experiments using the fixing device will be described with reference to Tables 1, 2 and 3.
Table 1 (a) shows the comparison of the conveying speeds at both ends with respect to the central portion in the width direction of the recording paper by changing the shape of the pressing surface S of the first pad 3a. The experiment was carried out by changing the ratio a / b (= α) between the dimension a of the circumferential pressing surface S in the central part and the dimension b in the circumferential direction at both ends in the width direction. According to this table, when 0.75> α ≧ 0.3, the conveyance speed at both ends in the width direction of the recording paper fed between the endless belt 2 and the fixing roll 1 is higher than that at the center. Therefore, the recording paper is pulled in the width direction and the recording paper is less likely to be wrinkled.
[0026]
Table 1 (b) compares the fixing properties at the central portion in the width direction of the recording paper by changing a / b (= α). When 1>α> 0.5, the fixing is also performed at the central portion. The property is good. That is, the first pad 3a is appropriately pressed by the fixing roll 1 even in the center portion in the width direction, and a fixed image having a substantially uniform image quality can be formed in the width direction.
[0027]
[Table 1]

[0028]
Table 2 (a) compares the transportability of the recording paper by the surface pressure P between the first pad 3a and the fixing roll 1, and Table 2 (b) shows the endless belt 2 by the surface pressure P. This is a comparison of slidability. From these results, when 7.35 N / cm ² (0.75 kg / cm ² )>P> 19.6 N / cm ² (2.0 kg / cm ² ), the recording paper conveyance force is appropriate and the recording paper is It can be seen that the endless belt 2 is smoothly conveyed and driven by the fixing roll while being transported well.
[0029]
[Table 2]

[0030]
FIG. 3 is a graph showing the opening amount of the slit when the recording paper is conveyed at three positions in the rear portion of the recording paper in the conveying direction. As shown in FIG. 4, the slit is provided at a position 1/4 of the width from the center and both side edges in the width direction of the recording paper.
In the experiment, the shape of the pressing surface to the fixing roll is a flare-type pad having a circumferential dimension a = 3 mm at the center, a circumferential dimension b = 6 mm at both ends, and α = 0.5. , A = 6 mm, b = 6 mm, α = 1 rectangular pad, and the surface pressure between the pad and the fixing roll is 1.0 kg / cm ² . In FIG. 3, the front side of the recording paper image forming apparatus main body is the front, and the rear side is the rear.
[0031]
From this graph, the flare type pad with α = 0.5 has the slits opened by the force that pulls the recording paper in the width direction on the front and rear of the recording paper, and the recording paper is less likely to wrinkle. I understand. On the other hand, in the rectangular pad of α = 1, the tensile force in the width direction does not act much on the recording paper, and the recording paper tends to wrinkle.
[0032]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the fixing device according to the first aspect of the present invention.
In this fixing device, an endless belt 22 is pressed against the outer peripheral surface of the fixing roll 21 by a pressure pad 23, and the recording paper P onto which a toner image is transferred is sandwiched between the fixing roll 21 and the endless belt 22. The toner image is heated and melted and the toner image is pressure-bonded to the recording paper.
[0033]
The pressure pad 23 is made of a synthetic resin such as a silicone rubber having a rubber hardness of 15 ° to 40 °, like the first pad 3a used in the fixing device shown in FIG. The ratio a / b (= α) between the circumferential dimension a at the center of the direction and the circumferential dimension b at both ends in the width direction is in the range of 1>α> 0.3. Accordingly, in the nip portion between the pressure pad 23 and the fixing roll 21, the conveying force of the endless belt 22 and the recording paper P becomes larger near the both ends than the central portion in the width direction, and the endless belt 22 and the recording paper P are wrinkled. It can be prevented from occurring.
The fixing roll 21, the endless belt 22, the oil supply member 24, the guide member 25, the sliding sheet 26, the pad support member 27, the frame 28, the belt end guide 29, and the pressure lever 30 are the fixing device shown in FIG. The same thing is used.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, in the fixing device of the present invention, the pressure surface of the pressure pad pressed against the fixing roll from the inside of the endless belt has a circumferential dimension of the endless belt, and the width direction of the endless belt. It is larger near both ends than the central part. For this reason, the frictional force between the fixing roll, the endless belt, and the recording paper is large near both ends from the center in the width direction, and the conveying force of the endless belt and the recording paper is large. As a result, the tensile force in the width direction acts on the endless belt and the recording paper, thereby preventing wrinkles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a pressure pad included in the fixing device shown in FIG.
FIG. 3 is a graph showing the results of an experiment conducted to verify the effect of the fixing device according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a recording paper used in an experiment whose result is shown in FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the fixing device according to the first aspect of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 21 Fixing rolls 2, 22

Endless belt

3, 23

Pressure pad

4, 24 Oil supply member 5, 25 Guide member 6, 26 Sliding

sheet

7a, 27a

Pad support member

7b,

27b Spring

8, 28

Frame

9, 29 Belt end guides 10 and 30 Pressure lever 11 Transport path 12 Base 13 Auxiliary member

Claims

A fixing roll having a heat source therein and driven to rotate;
An endless belt that is partly in contact with the peripheral surface of the fixing roll and supported so as to be capable of circular movement;
A pressure pad that is disposed along the axial direction of the fixing roll and presses the endless belt against the fixing roll from the inside of the endless belt;
The pressure pad has a pressing surface facing the peripheral surface of the fixing roll, and the pressing surface is pressed against the fixing roll via the endless belt,
Before the pressure pad is pressed against the fixing roll, the shape formed by the edge of the pressing surface is such that the circumferential dimension of the endless belt is wider than the widthwise center of the endless belt. A fixing device characterized by being enlarged in the vicinity.

The fixing roll has an elastic layer on a peripheral surface,
The pressure pad is disposed on the downstream side in the circumferential direction of the first pressure contact member that is elastically deformed when pressed against the fixing roll, and has a higher hardness than the first pressure contact member. 2 pressure contact members ,
The pressing surface of the first pressure contact member has a ratio a / b (= α) between a circumferential dimension a at the center in the width direction of the endless belt and a circumferential dimension b at both ends in the width direction. The fixing device according to claim 1 , wherein 1>α> 0.3 .

The fixing device according to claim 2, wherein the first press contact member and the second press contact member are pressed against the fixing roll via springs having different spring coefficients.