JP4332593B2 - Image heating device - Google Patents

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本発明は、加熱部材と加圧部材の圧接ニップ部に記録材を通紙して挟持搬送させて記録材に担持された画像を加熱する像加熱装置に関し、特に、複写機やプリンター等の画像形成装置に画像加熱定着装置として搭載するのに好適な像加熱装置に関する。   The present invention relates to an image heating apparatus that heats an image carried on a recording material by passing the recording material through a pressure nip portion between a heating member and a pressure member, and in particular, for an image of a copying machine, a printer, or the like. The present invention relates to an image heating apparatus suitable for mounting as an image heating fixing apparatus in a forming apparatus.
より詳しくは、可撓性を有するスリーブ状回転体と、該回転体を導くガイド部材と、該回転体を介してニップ内を搬送される記録材を加熱する加熱手段とを有する像加熱装置に関するものである。   More specifically, the present invention relates to an image heating apparatus having a flexible sleeve-like rotator, a guide member that guides the rotator, and a heating unit that heats a recording material conveyed through the nip through the nip. Is.
電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置において、記録材(用紙)に間接(転写)あるいは直接に形成担持させた未定着トナー画像を記録材面に固着画像として加熱定着させる定着装置としては、従来より熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。   In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, as a fixing device that heats and fixes an unfixed toner image that is indirectly formed (transferred) or directly supported on a recording material (paper) as a fixed image on the recording material surface, Conventionally, a heat roller type heat fixing device has been widely used.
近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。また、金属からなるフィルム自身を発熱させる電磁誘導加熱方式の加熱装置も提案されている。   In recent years, a film heating type fixing device has been put into practical use from the viewpoint of quick start and energy saving. There has also been proposed an electromagnetic induction heating type heating device for generating heat from a metal film itself.
a)フィルム式定着装置
フィルム加熱方式の定着装置は例えば特許文献1〜5等に提案されている。すなわち、加熱体としてのセラミックヒーターと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム(以下、定着フィルム)を挟ませて圧接ニップ(以下、定着ニップ部)を形成させる。そして、該定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた転写材を導入して定着フィルムと一緒に挟持搬送させる。これにより、定着フィルムを介してセラミックヒーターの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を転写材面に定着させるものである。
a) Film-type fixing device Film-heating-type fixing devices have been proposed in, for example, Patent Documents 1-5. That is, a heat-resistant film (hereinafter referred to as a fixing film) is sandwiched between a ceramic heater as a heating body and a pressure roller as a pressure member to form a pressure nip (hereinafter referred to as a fixing nip portion). Then, a transfer material on which an unfixed toner image is formed and supported is introduced between the fixing film and the pressure roller in the fixing nip portion, and is nipped and conveyed together with the fixing film. As a result, the unfixed toner image is fixed on the transfer material surface with the pressure of the fixing nip portion while applying heat of the ceramic heater through the fixing film.
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒーター及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができる。そして、画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒーターに通電して所定の定着温度に発熱させれば良く、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、スタンバイ時の消費電力も大幅に削減できる等の利点がある。   This film heating type fixing device can be configured as an on-demand type device using a ceramic heater and a film having a low heat capacity. Then, it is only necessary to energize the ceramic heater of the heat source and generate heat to a predetermined fixing temperature only when image formation is performed. The waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the state where image formation can be performed is short, and power consumption during standby There are also advantages such as significant reduction.
b)金属フィルム(定着ベルト)を用いた定着装置
近年、画像形成装置の高速化、カラー化に伴い、フィルム加熱方式の定着装置において、定着フィルムとして、SUSやニッケル等の金属フィルムを用いた定着装置が提案されている。更に、金属フィルム上に弾性層を設けたベルト状部材(以下、定着ベルト)を用いた定着装置が提案されている。
b) Fixing device using metal film (fixing belt) In recent years, with the increase in speed and color of image forming apparatuses, fixing using a metal film such as SUS or nickel as a fixing film in a film heating type fixing device. A device has been proposed. Further, a fixing device using a belt-like member (hereinafter, a fixing belt) in which an elastic layer is provided on a metal film has been proposed.
従来、定着フィルムの基材としては、耐熱性樹脂等が用いられてきたが、画像形成装置の高速化に伴い、定着フィルムの熱伝導率を高くし、セラミックヒーターの熱をより効率的に転写材に伝える必要が生じた。   Conventionally, heat-resistant resins have been used as the base material for fixing films. However, as the speed of image forming devices increases, the thermal conductivity of the fixing film increases and the heat of the ceramic heater is transferred more efficiently. It was necessary to tell the material.
このため、定着フィルム基材としては、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いることが好ましい。このような金属製定着フィルムを用いた定着装置については例えば特許文献2や3等に開示されている。   For this reason, it is preferable to use a metal having a higher thermal conductivity than the resin as the fixing film substrate. A fixing device using such a metal fixing film is disclosed in Patent Documents 2 and 3, for example.
また、画像形成装置のカラー化に伴い、定着フィルムの基材上に、弾性層を設ける必要が生じた。このような定着フィルム及び画像形成装置の例は例えば特許文献4や5等に開示されている。   Also, with the colorization of image forming apparatuses, it has become necessary to provide an elastic layer on the base material of the fixing film. Examples of such a fixing film and an image forming apparatus are disclosed in Patent Documents 4 and 5, for example.
これは、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、従来のフィルム定着装置では、カラー画像の多重に転写されたトナー像の形状に定着フィルム表面が追随することが出来ず、部分的に定着性のムラが生じるためである。定着性のムラは、画像の光沢ムラとして現れたり、OHT(オーバーヘッドプロジェクタ用透明シート)においては、透過性のムラとなり、投影した際に、透過性のムラがとして現れる、という問題点があった。定着フィルム上に弾性層を設けることにより、弾性層がトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えることにより、均一な定着が達成される。   This is because when the toner image passes through the fixing nip portion, the conventional film fixing device cannot follow the shape of the toner image transferred in multiple layers of the color image, and partially fixes the toner image. This is because unevenness of sex occurs. There is a problem that unevenness in fixing property appears as unevenness in gloss of an image, and in OHT (transparent sheet for overhead projector), it becomes uneven in transparency, and unevenness in transparency appears when projected. . By providing an elastic layer on the fixing film, the elastic layer is deformed along the toner layer, so that the toner that is unevenly placed on the image is encased in the elastic layer and uniformly heated by applying heat uniformly. Fixing is achieved.
しかしながら、弾性層を設ける分、定着フィルムとしての熱伝導性は劣るため、その分の熱量を余計に与える必要がある。とりわけ、定着装置のオンデマンド性を確保するためには、定着装置を速やかに所定温度に立ち上げる必要があるため、通常の定着フィルムより、基材を金属フィルムとすることにより、熱伝導率を向上した定着ベルトの使用が有利である。   However, since the thermal conductivity of the fixing film is inferior due to the provision of the elastic layer, it is necessary to give an extra amount of heat. In particular, in order to ensure the on-demand property of the fixing device, it is necessary to quickly raise the fixing device to a predetermined temperature. Therefore, by making the base material a metal film rather than a normal fixing film, the thermal conductivity can be reduced. The use of an improved fixing belt is advantageous.
フィルム加熱方式でフィルムを用いる場合においては、フィルムのスラスト方向への寄りが発生する場合があり、これを厳しくコントロールすることは難しい。そこで、特許文献6や7等で、フィルムをルーズに懸回し、フィルムの寄り力を低減しフィルム端部をフランジのフィルム端部規制面(以下、「規制面」とも称する)で受け止めて寄り規制を行なうことが提案されている。この装置ではフィルムを介して加熱体とニップを形成する加圧回転体でフィルムを駆動し、フランジの規制面はニップ部を除いて設けられている。しかし、上記のようにフィルム端部をフランジで規制する場合、フィルムの寄り力が大きくなると、フィルムの膜厚、材質によってはフィルムに折れ、シワあるいは亀裂を生じる現象(以下、「フィルム端部破損」「スリーブ裂け」とも称する)がみられる。その結果として画像加熱定着装置における定着画像の劣化、定着フィルムの走行不良、耐久寿命の低下、フィルムの寄り規制音の発生等の可能性があった。   When a film is used in the film heating method, the film may be shifted in the thrust direction, and it is difficult to strictly control this. Therefore, in Patent Documents 6 and 7, etc., the film is loosely suspended, the shifting force of the film is reduced, and the film end is received by the film end regulating surface (hereinafter also referred to as “regulating surface”) of the flange to regulate the shifting. It has been proposed to do. In this apparatus, the film is driven by a pressure rotating body that forms a nip with a heating body through the film, and the restriction surface of the flange is provided except for the nip portion. However, when the edge of the film is regulated by a flange as described above, a phenomenon in which the film is broken and wrinkled or cracked depending on the film thickness and material (hereinafter referred to as “film edge breakage”) "Also referred to as" sleeve tear "). As a result, there is a possibility that the fixed image is deteriorated in the image heating fixing device, the running failure of the fixing film, the durability life is reduced, and the film shift regulation sound is generated.
上記課題を解決するため、特許文献8では、フランジのフィルム規制面形状に関する提案がなされている。この提案では、図19に示すように、可撓性を有するスリーブ状回転体としての、エンドレスベルト状(円筒状)の定着フィルム203はフィルムガイド(不図示)にルーズに懸回されており、少なくとも停止時は定着ニップ部Nを除いて張力が働かない。加圧ローラ204は不図示の駆動源によりギアGを介して駆動され、定着フィルム203は定着ニップ部Nにおける加圧ローラ204との摩擦力のみで回転走行する。定着フィルム203の内面を長手方向全域にわたってガイドするフィルムガイドと当接したセラミックヒーター(不図示)と加圧ローラ204は定着フィルム203を挟んで加圧バネ205により所定の当接圧をもって互いに圧接状態にしている。これにより定着ニップ部Nを形成している。また、定着フィルム203のスラスト方向両端には、定着フィルム203の回転方向軌道およびスラスト方向端部を規制するフランジ(端部ホルダー)202が嵌合されている。フランジ202の外周面である202aと定着フィルム203の内周面とを摺動させることによって定着フィルム203の回転方向軌道を規制する。そして、フィルム端部規制面202bは定着フィルム203がスラスト方向に寄った場合でも上記フィルム端部規制面202bに突き当たることによってフィルム端部を規制している。   In order to solve the above-mentioned problem, Patent Document 8 proposes a film restricting surface shape of the flange. In this proposal, as shown in FIG. 19, an endless belt-like (cylindrical) fixing film 203 as a sleeve-like rotating body having flexibility is loosely suspended around a film guide (not shown). At least when stopped, the tension does not work except for the fixing nip N. The pressure roller 204 is driven via a gear G by a drive source (not shown), and the fixing film 203 rotates and travels only by the frictional force with the pressure roller 204 in the fixing nip N. A ceramic heater (not shown) that abuts a film guide that guides the inner surface of the fixing film 203 in the entire longitudinal direction and a pressure roller 204 are in pressure contact with each other with a predetermined abutting pressure by a pressure spring 205 across the fixing film 203. I have to. Thereby, the fixing nip portion N is formed. In addition, flanges (end holders) 202 that restrict the rotation direction trajectory and the thrust direction end of the fixing film 203 are fitted to both ends of the fixing film 203 in the thrust direction. The trajectory in the rotational direction of the fixing film 203 is regulated by sliding the outer peripheral surface 202 a of the flange 202 and the inner peripheral surface of the fixing film 203. The film end regulating surface 202b regulates the film end by abutting against the film end regulating surface 202b even when the fixing film 203 approaches the thrust direction.
そして、定着ニップ部N後のフィルム移動方向形状に関して、規制面と定着フィルム端部との間隙が徐々に小さくなる箇所を設け、定着ニップ部N後の定着フィルム端部を緩やかに規制させることによって定着フィルム端部破損が発生する可能性があった。   Then, with respect to the film moving direction shape after the fixing nip portion N, a portion where the gap between the regulating surface and the fixing film end portion gradually decreases is provided, and the fixing film end portion after the fixing nip portion N is gently regulated. There was a possibility that the end of the fixing film was damaged.

図20は、定着フィルム203の回転方向軌道およびスラスト方向端部を規制するフランジ202の組み付け公差等によりフランジ202全体がスラスト方向外側に若干傾いた状態にある。そして、この状態で、定着フィルム寄り力が生じて規制面に定着フィルム端部が突き当たったときの概念図を示す。図20によると、フランジ202全体が外側に傾くと同時に規制面202bも外側に傾いてしまう。そのため、定着フィルム端部が寄り力により突き当たる規制面上の箇所は、より定着ニップ部Nに近い側の局部的な箇所となっている(点線で囲まれた部分)。この状態において強い定着フィルム寄り力が作用すると、定着フィルム端部破損が生じることが出願人の検討によりわかった。更なる検討により、フランジ202が外側に傾いた場合は定着ニップ部Nの上下流近傍のどちらかでも定着フィルム端部が突き当たってしまうと寄り力によって破損が生じてしまうことがわかった。

In FIG. 20, the entire flange 202 is slightly inclined outward in the thrust direction due to the assembly tolerance of the flange 202 that regulates the rotation direction trajectory of the fixing film 203 and the end in the thrust direction. Then, in this state, a conceptual diagram when the fixing film offset force is generated and the fixing film end portion abuts against the regulation surface is shown. According to FIG. 20, the entire flange 202 is inclined outward, and at the same time, the regulating surface 202 b is also inclined outward. Therefore, the location on the regulation surface where the end of the fixing film abuts due to the offset force is a local location closer to the fixing nip portion N (the portion surrounded by the dotted line). It has been found by the applicant's examination that when a strong fixing film shifting force acts in this state, the fixing film end portion is damaged. Further studies have revealed that when the flange 202 is inclined outwardly, the fixing film end is abutted against either the upstream or downstream of the fixing nip portion N, and damage is caused by the offset force.
これは、定着フィルムを挟みこんでいる定着ニップ部N近傍では定着フィルム自身の柔軟性が失われやすい。そのような部分でフランジ202の規制面に局部的に突き当たって定着フィルム端部に強いストレスが加わってしまうことが主要因であり、そのストレスが定着フィルムの破断強度を超えることでフィルム破損が生じる。   This is because the flexibility of the fixing film itself is likely to be lost in the vicinity of the fixing nip N where the fixing film is sandwiched. The main factor is that a strong stress is applied to the end of the fixing film by locally abutting against the restriction surface of the flange 202 at such a portion, and film breakage occurs when the stress exceeds the breaking strength of the fixing film. .
また、別の例として、金属フィルムを用いた定着ベルトでは、定着ベルト自体の剛性は高いものの、定着ベルト製造工程において、定着ベルトを定着装置に適切な長さに切断するに際し、バリや微小なクラックが生じる。そして、繰り返し回転による摺擦で、こうしたバリや微小なクラック等を起点とした亀裂が生じていた。   As another example, in a fixing belt using a metal film, although the rigidity of the fixing belt itself is high, in the fixing belt manufacturing process, when the fixing belt is cut into an appropriate length for the fixing device, burrs and minute Cracks occur. And the crack which originated in such a burr | flash, a micro crack, etc. has arisen by the rubbing by repetitive rotation.
こうした定着ベルト端部の亀裂を防止するために、特許文献9において、定着ベルト端部を支持するフランジを、定着ベルト外周面から支持する構造とし、定着ベルトと共に回転する構成とする。この構成とすることで、定着ベルト端部と定着装置の摺擦を防止する構成が開示されている。   In order to prevent such a crack at the end of the fixing belt, in Patent Document 9, a flange that supports the end of the fixing belt is supported from the outer peripheral surface of the fixing belt, and is configured to rotate together with the fixing belt. By adopting this configuration, a configuration for preventing the rubbing between the fixing belt end and the fixing device is disclosed.
図21と図22に、定着フランジ300を定着ベルト外周面から支持し、定着ベルト301と共に回転させる構成の一例の斜視図及び長手方向から見た断面図を示す。   FIGS. 21 and 22 are a perspective view and a longitudinal sectional view of an example of a configuration in which the fixing flange 300 is supported from the outer peripheral surface of the fixing belt and rotated together with the fixing belt 301.
定着フランジ300の内径は、定着ベルト301の外径より大きく設定されており、定着ベルト301は加圧ローラ302によって押さえられ変形することで、定着フランジ300の内面受け部300aに表面が接触し、摩擦力を生じる。この摩擦力により定着フランジ300は、定着ベルト301の回転に伴って回転する。   The inner diameter of the fixing flange 300 is set to be larger than the outer diameter of the fixing belt 301. The fixing belt 301 is pressed and deformed by the pressure roller 302, so that the surface contacts the inner surface receiving portion 300a of the fixing flange 300, Generates frictional force. Due to this frictional force, the fixing flange 300 rotates as the fixing belt 301 rotates.
定着フランジ300は、内面受け部300aによって支持され、定着ベルト301が長手方向の寄りを生じた場合においても定着フランジ300から脱落することを防止している。   The fixing flange 300 is supported by the inner surface receiving portion 300a and prevents the fixing belt 301 from falling off the fixing flange 300 even when the fixing belt 301 is shifted in the longitudinal direction.
特開昭63−313182号公報JP-A-63-313182 特開2003−045615号公報JP 2003-045615 A 特開2003−156954号公報JP 2003-156554 A 特開平10−10893号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-10893 特開平11−15303号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-15303 特開平4−44075号公報JP-A-4-44075 特開平4−204980号公報JP-A-4-204980 特開平5−208750号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-208750 特開平2002−231419号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-231419
しかしながら、上記の特許文献9のものも、定着ベルト301は、回転に伴い、定着ニップ部N近傍では加圧ローラ302による変形を受け、定着フランジ300に対して、半径方向(図23の斜線部矢印a・b方向)の運動を繰り返す。従って、定着フランジ300が、定着ベルト301と共に回転していても、定着ベルト301の端面と定着フランジ300との、ある程度の摺擦は避けられない。   However, also in the above-mentioned Patent Document 9, the fixing belt 301 is deformed by the pressure roller 302 in the vicinity of the fixing nip portion N as it rotates, so that the fixing belt 300 is in the radial direction (the hatched portion in FIG. 23). Repeat the movement in the direction of arrows a and b). Therefore, even if the fixing flange 300 rotates together with the fixing belt 301, a certain amount of friction between the end surface of the fixing belt 301 and the fixing flange 300 is unavoidable.
図24に示すように、長手方向に対し直角方向より見た断面図のごとく、定着フランジ303端部に向かってテーパ形状を取り、定着ベルト301の長手延長線と定着フランジ303が定着ベルト301端面に接する面とのなす角度θを90°以上にする。これにより、定着ベルト301が回転に伴い、加圧ローラ302による変形を受けて、定着フランジ303端面で摺擦することをある程度防止する構成も提案されている。しかし、定着ニップ部N近傍での変形し始めと元に戻る最後の位置では、定着ベルト301端面と定着フランジ303が半径方向に摺擦する場所が必ず存在する。   As shown in FIG. 24, as shown in a cross-sectional view viewed from the direction perpendicular to the longitudinal direction, the taper shape is formed toward the end of the fixing flange 303, and the longitudinal extension line of the fixing belt 301 and the fixing flange 303 are the end faces of the fixing belt 301. The angle θ formed with the surface in contact with is set to 90 ° or more. Accordingly, a configuration has been proposed in which the fixing belt 301 is prevented from being rubbed to the fixing flange 303 end face to some extent by being deformed by the pressure roller 302 as it rotates. However, there is always a place where the end face of the fixing belt 301 and the fixing flange 303 rub in the radial direction at the beginning of the deformation near the fixing nip portion N and the final position of returning to the original position.
また、定着ベルト301の寄り力が大きい場合においては、定着フランジ303の受け部において摩擦力が生じ、定着フランジ303が定着ベルト301の回転と同期して回転しない場合がある。そのような場合においては、定着フランジ303と定着ベルト301の回転速度が異なるため、定着フランジ303と定着ベルト301の摺動性がよくない場合には比較的大きな力が定着ベルトに働いてしまう。この時定着フランジ或いは定着ベルトが傾き、ニップ近傍で定着ベルトと定着フランジが接触すると非常に大きな座屈押力が働き、定着ベルトに亀裂が発生してしまう場合があった。   Further, when the biasing force of the fixing belt 301 is large, a frictional force is generated at the receiving portion of the fixing flange 303, and the fixing flange 303 may not rotate in synchronization with the rotation of the fixing belt 301. In such a case, since the rotation speeds of the fixing flange 303 and the fixing belt 301 are different from each other, a relatively large force acts on the fixing belt when the slidability between the fixing flange 303 and the fixing belt 301 is not good. At this time, the fixing flange or the fixing belt is tilted, and if the fixing belt and the fixing flange come into contact with each other in the vicinity of the nip, a very large buckling pressing force works, and the fixing belt may be cracked.
さらに、θを大きく取った場合は、定着ベルト301の長手方向の寄り力により、定着フランジ303が図24の矢印方向に引き込まれ、定着ベルト301に長手方向の歪みが生じ、定着ベルト301にかかるストレスが大きくなる。そのため、かえって定着ベルト301が疲労破壊を起こしてしまう、という問題があった。   Further, when θ is increased, the fixing flange 303 is pulled in the direction of the arrow in FIG. 24 due to the longitudinal force of the fixing belt 301, and the fixing belt 301 is distorted in the longitudinal direction. Stress increases. For this reason, there is a problem that the fixing belt 301 causes fatigue failure.
特に、基層を、しごき加工等、塑性加工により形成した定着ベルト301においては、金属層の残留応力が大きい。こうした定着ベルト端面の摺擦や、長手方向の歪みにより、定着ベルト端面の微小なクラックを起点とした亀裂が生じたり、疲労破壊を起こしやすい。   In particular, in the fixing belt 301 in which the base layer is formed by plastic working such as ironing, the residual stress of the metal layer is large. Due to such rubbing of the fixing belt end face and distortion in the longitudinal direction, a crack starting from a minute crack on the fixing belt end face is likely to occur or fatigue failure is likely to occur.
また、特にカラー画像形成装置においては、白黒画像形成装置と比較して、定着ニップ部Nの圧力を大きくする必要がある。これは、複数色のトナーを重ねることによりカラー画像を形成するため、白黒画像形成装置よりもトナー像高さが高くなり、定着部において、均一に平滑な画像を得るためには、より高い圧力が必要となるためである。   In particular, in the color image forming apparatus, it is necessary to increase the pressure in the fixing nip portion N as compared with the monochrome image forming apparatus. This is because a color image is formed by superimposing a plurality of colors of toner, so that the toner image height is higher than that of a black and white image forming apparatus, and a higher pressure is required in order to obtain a uniformly smooth image in the fixing unit. Is necessary.
定着ニップ部Nの圧力を大きくした場合、定着ベルトが長手方向に寄る力も大きくなるため、定着ベルトの座屈による亀裂が生じやすくなってしまう。   When the pressure at the fixing nip portion N is increased, the force that the fixing belt approaches in the longitudinal direction also increases, so that cracking due to buckling of the fixing belt is likely to occur.
これらの理由から、更なる耐久性の向上が求められていた。そこで本発明はこの種の像加熱装置(定着装置)について、定着フィルム或いは定着ベルトとしての、可撓性を有するスリーブ状回転体の端部をより柔軟性の高い箇所で規制する。これによって、回転体端部破損に対するマージンを確保し、長寿命な像加熱装置を提供することを目的とする。   For these reasons, further improvement in durability has been demanded. Therefore, the present invention regulates the end portion of the flexible sleeve-like rotating body as a fixing film or a fixing belt in such a kind of image heating device (fixing device) at a location with higher flexibility. Accordingly, an object of the present invention is to provide a long-life image heating apparatus that secures a margin for damage to the rotating body end portion.
上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、可撓性を有するスリーブ状の回転体と、前記回転体の内面に接触するヒーターと、前記回転体を介して前記ヒーターと共に圧接ニップ部を形成する加圧ローラと、前記圧接ニップ部の長手方向に関して前記回転体の端部に対向して設けられており前記回転体の前記長手方向への寄りを規制する規制部材と、を有し、前記圧接ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、前記規制部材の前記回転体の端部が突き当たる規制面は前記圧接ニップ部の面と平行な仮想面で前記回転体を二等分した際の前記圧接ニップ部から遠いほうの領域に対向する領域のみに設けられており、前記規制面は前記圧接ニップ部に近くなるに連れて前記回転体の端部から離れるようにR形状となっていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a typical configuration of an image heating apparatus according to the present invention includes a sleeve-like rotating body having flexibility, a heater that contacts the inner surface of the rotating body, and the rotating body. A pressure roller that forms a pressure nip portion together with the heater, and a restriction that is provided to face an end portion of the rotating body with respect to the longitudinal direction of the pressure nip portion, and restricts the rotating body from moving in the longitudinal direction. An image heating apparatus that heats the recording material that carries an image at the pressure nip portion while sandwiching and conveying the recording material, and a restriction surface against which an end of the rotating member of the restriction member abuts is a portion of the pressure nip portion. It is provided only in a region facing the region farther from the pressure nip when the rotating body is divided into two equal parts by a virtual plane parallel to the surface, and the regulation surface becomes closer to the pressure nip. The rotating body Characterized in that it is an R-shaped away from the end.
以上説明したように、本発明によれば、回転体のスラスト方向をより柔軟性の高い回転体端部で規制し、組み付け公差等で規制部材等が傾いた場合においても、圧接ニップ近傍で回転体端部が規制面に局部的に突き当たることがなくなる。又加圧ローラにより変形を受ける圧接ニップ近傍で、環状部材に当接することがないので、回転体は半径方向の摺擦を受けることがない。従って、回転体端部破損に対するマージンを確保できる像加熱装置を提供できる。   As described above, according to the present invention, the thrust direction of the rotating body is regulated by the more flexible rotating body end, and even when the regulating member or the like is inclined due to assembly tolerances, the rotating body is rotated in the vicinity of the pressure nip. The end of the body does not hit the regulation surface locally. In addition, the rotating body does not receive radial rubbing because it does not contact the annular member in the vicinity of the pressure nip that is deformed by the pressure roller. Therefore, it is possible to provide an image heating apparatus that can ensure a margin for damage to the rotating body end portion.
参考例1における画像形成装置例の概略構成図Schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus in Reference Example 1 定着装置の斜視図Perspective view of fixing device 定着装置の途中部分省略の正面図Front view of part of the fixing device omitted 定着装置の一端部側の拡大縦断面図Enlarged longitudinal sectional view of one end of the fixing device 図3の(5)−(5)線に沿う横断面図Cross-sectional view along line (5)-(5) in FIG. ヒーターに対する給電系のブロック図Block diagram of power supply system for heater 定着ベルトの層構成を示す断面模型図Cross-sectional model diagram showing layer structure of fixing belt 定着ベルトを取り外した加熱アセンブリと加圧ローラとの外観斜視図External perspective view of heating assembly and pressure roller with fixing belt removed 定着ベルトを取り外した加熱アセンブリの一端部側の分解斜視図Exploded perspective view of one end side of heating assembly with fixing belt removed 一端部側の定着フランジと端部ホルダーの斜視図Perspective view of fixing flange and end holder on one end side 定着フランジと端部ホルダーの内面側の図Illustration of inner surface of fixing flange and end holder 定着ベルトの規制状態を説明する図Diagram explaining the regulation state of the fixing belt 定着ベルトと定着フランジの接触位置を説明する図The figure explaining the contact position of a fixing belt and a fixing flange 実施例1における画像形成装置例の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus according to a first embodiment. 定着装置の構成を説明する図The figure explaining the structure of the fixing device フランジが外側に傾いた場合のフィルム寄り概念図Conceptual drawing of the film when the flange is tilted outward 参考例2における定着フランジ構成の概略図Schematic diagram of fixing flange configuration in Reference Example 2 定着フランジの断面図Cross section of fixing flange 従来例における定着装置の構成を説明する図The figure explaining the structure of the fixing device in a prior art example フランジが外側に傾いた場合のフィルム寄り概念図Conceptual drawing of the film when the flange is tilted outward 従来例における定着フランジの構成を説明する斜視図The perspective view explaining the structure of the fixing flange in a prior art example 従来例における定着フランジの構成を説明する断面図Sectional drawing explaining the structure of the fixing flange in a prior art example 従来例における定着ベルトと定着フランジの摺擦状態を説明する図The figure explaining the rubbing state of the fixing belt and the fixing flange in the conventional example 従来例における定着ベルトの規制状態を説明する図The figure explaining the regulation state of the fixing belt in the conventional example
[参考例1]
(1)画像形成装置例
図1は本参考例1の像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置例の概略構成図である。即ち、記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録材上に形成担持させた未定着画像を固着画像として定着させる定着手段を有する画像形成装置において、定着手段として本参考例1の像加熱装置を備える画像形成装置である。より具体的には、本例の画像形成装置は電子写真プロセスを用いた、4色フルカラーのレーザービームプリンターである。
[Reference Example 1]
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus in which the image heating apparatus of Reference Example 1 is mounted as a fixing device. That is, in the image forming apparatus having an image forming unit for forming and supporting an unfixed image on a recording material and a fixing unit for fixing an unfixed image formed and supported on the recording material as a fixed image, the reference example 1 is used as the fixing unit. An image forming apparatus including the image heating apparatus. More specifically, the image forming apparatus of this example is a four-color full-color laser beam printer using an electrophotographic process.
a)画像形成装置の全体的構成概略
この画像形成装置Aは、画像形成部として、像担持体としての感光体ドラム1、感光体ドラム1に帯電を行なう帯電装置2、感光体ドラム1上に露光して静電潜像を形成する露光手段(レーザースキャナー)3を有する。また、前記静電潜像をトナー像として現像する4つの現像器、即ちイエロー現像器4Y、マゼンダ現像器4M、シアン現像器4C、ブラック現像器4Bkを保持したロータリー式の現像器ホルダー4を有する。また、中間転写体ユニット5、感光体ドラム1の面を清掃するドラムクリーニングユニット(クリーニングブレード)6、等を有する。
a) Outline of Overall Configuration of Image Forming Apparatus This image forming apparatus A includes, as an image forming unit, a photosensitive drum 1 as an image carrier, a charging device 2 for charging the photosensitive drum 1, and a photosensitive drum 1. It has exposure means (laser scanner) 3 that forms an electrostatic latent image by exposure. The image forming apparatus further includes a rotary type developer holder 4 that holds four developing units that develop the electrostatic latent image as a toner image, that is, a yellow developing unit 4Y, a magenta developing unit 4M, a cyan developing unit 4C, and a black developing unit 4Bk. . Further, it includes an intermediate transfer unit 5, a drum cleaning unit (cleaning blade) 6 for cleaning the surface of the photosensitive drum 1, and the like.
中間転写体ユニット5は、中間転写ベルト5a、この中間転写ベルト5aを懸回張設させた駆動ローラ40及びテンションローラ41、中間転写ベルト5aを感光体ドラム1に押圧して一次転写部を形成させた1次転写ローラ5jを有する。また、駆動ローラ40の中間転写ベルト巻き掛け部において、それぞれ中間転写ベルト5aの外面に接離移動制御される2次転写ローラ11およびベルトクリーニングユニットとしての帯電ローラ5f、等を有する。   The intermediate transfer body unit 5 presses the intermediate transfer belt 5a, a driving roller 40 and a tension roller 41 that are suspended from the intermediate transfer belt 5a, and the intermediate transfer belt 5a against the photosensitive drum 1 to form a primary transfer portion. The primary transfer roller 5j is provided. The intermediate transfer belt winding portion of the drive roller 40 includes a secondary transfer roller 11 that is controlled to move toward and away from the outer surface of the intermediate transfer belt 5a, a charging roller 5f as a belt cleaning unit, and the like.
また、転写材給送部として、最終記録媒体としての転写材(不図示)を積載収納させた給紙カセット19、給送ローラ18、レジストセンサ14等を有する。また、転写材に対する画像形成後の定着排出部として、オンデマンド方式の定着装置8、排送ローラ対13、排出ガイド15、排出ローラ対9、排出トレー10、等を有する。   The transfer material feeding unit includes a paper feed cassette 19 in which a transfer material (not shown) as a final recording medium is stacked and stored, a feed roller 18, a registration sensor 14, and the like. Further, the fixing discharge unit after image formation on the transfer material includes an on-demand fixing device 8, a discharge roller pair 13, a discharge guide 15, a discharge roller pair 9, a discharge tray 10, and the like.
中間転写ベルト5aは矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この中間転写ベルト5aの回転と同期して感光体ドラム1を矢印の反時計回りに回転させる。この感光体ドラム1表面を帯電装置2によって均一に帯電するとともに、露光手段3によってイエロー(Y)画像の光照射を行い、感光体ドラム1上にイエロー画像に対応した静電潜像を形成する。   The intermediate transfer belt 5a is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed. In synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 5a, the photosensitive drum 1 is rotated counterclockwise as indicated by an arrow. The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging device 2, and the yellow (Y) image is irradiated by the exposure unit 3 to form an electrostatic latent image corresponding to the yellow image on the photosensitive drum 1. .
この静電潜像形成と同時に現像器ホルダー4を駆動してイエロー現像器4Yを感光体ドラム1に対する現像位置に配置する。そして、感光体ドラム1上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム1の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、1次転写ローラ5jにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム1上のイエロートナー像を中間転写ベルト5a上に1次転写する。   Simultaneously with the formation of the electrostatic latent image, the developing device holder 4 is driven to place the yellow developing device 4Y at the developing position with respect to the photosensitive drum 1. Then, the yellow toner is attached to the electrostatic latent image by applying a voltage having the same polarity as the charged polarity of the photosensitive drum 1 so that the yellow toner is attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. And develop. Thereafter, a voltage having a reverse polarity to the toner is applied to the primary transfer roller 5j to primarily transfer the yellow toner image on the photosensitive drum 1 onto the intermediate transfer belt 5a.
上述のようにしてイエロートナー像の1次転写が終了すると、次の色の現像器が回転移動し、感光体ドラム1に対向する現像位置に位置決めされる。そして、イエローの場合と同様にしてマゼンダ(M)、シアン(C)、そしてブラック(Bk)の各色について、静電潜像の形成、現像、中間転写ベルト5aに対する1次転写を順次行い、中間転写ベルト5a上に4色のトナー像を重ね合わせる。   When the primary transfer of the yellow toner image is completed as described above, the developing device for the next color rotates and is positioned at the developing position facing the photosensitive drum 1. Similarly to the case of yellow, for each color of magenta (M), cyan (C), and black (Bk), electrostatic latent image formation, development, and primary transfer to the intermediate transfer belt 5a are sequentially performed. Four color toner images are superimposed on the transfer belt 5a.
この間、2次転写ローラ11は中間転写ベルト5aとは非接触状態にある。またクリーニングユニットとしての帯電ローラ5fも中間転写ベルト5aとは非接触状態に位置する。   During this time, the secondary transfer roller 11 is not in contact with the intermediate transfer belt 5a. The charging roller 5f as a cleaning unit is also in a non-contact state with the intermediate transfer belt 5a.
一方、給送部の給送ローラ18が駆動されて給紙カセット19内に積載収納させてある転写材が1枚分離給送されてレジストローラ対7dに向かって搬送される。レジストローラ対7dの直後には転写材の先端を検知してレジストローラ対7dの回転駆動力を遮断し、転写材を所定の位置で待機させるレジストセンサ14が設けられている。これにより転写材はレジストローラ対7d近辺の所定の位置で一時待機状態にされる。   On the other hand, the feeding roller 18 of the feeding unit is driven, and the transfer material loaded and stored in the paper feeding cassette 19 is separated and fed one by one and conveyed toward the registration roller pair 7d. Immediately after the registration roller pair 7d, there is provided a registration sensor 14 that detects the leading edge of the transfer material, interrupts the rotational driving force of the registration roller pair 7d, and waits the transfer material at a predetermined position. As a result, the transfer material is temporarily put into a standby state at a predetermined position near the registration roller pair 7d.
そして、中間転写ベルト5a上への4色のトナー像形成完了後、2次転写ローラ11が中間転写ベルト5aに圧接される(図1の状態)。更に中間転写ベルト5aの回転と同期して、レジストローラ対7d近辺の所定の位置で待機していた転写材がレジストローラ対7dの再駆動により中間転写ベルト5aと2次転写ローラ11とのニップ部である二次転写部に送り出される。レジストローラ対7dによる転写材の再給送は、中間転写ベルト5a上に形成された4色のトナー像の画像先端部が二次転写部に到達したとき転写材の先端部も丁度二次転写部に到達するタイミングでなされる。更に、2次転写ローラ11にはトナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト5a上の4色のトナー像は二次転写部において一括して転写材の表面に2次転写していく。   Then, after the formation of the four color toner images on the intermediate transfer belt 5a is completed, the secondary transfer roller 11 is pressed against the intermediate transfer belt 5a (the state shown in FIG. 1). Further, in synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 5a, the transfer material waiting at a predetermined position near the registration roller pair 7d is driven again by the nip between the intermediate transfer belt 5a and the secondary transfer roller 11 by re-driving the registration roller pair 7d. To the secondary transfer portion. The re-feeding of the transfer material by the registration roller pair 7d is such that when the front end portion of the four color toner image formed on the intermediate transfer belt 5a reaches the secondary transfer portion, the front end portion of the transfer material is also subjected to the secondary transfer. This is done at the timing of reaching the part. Further, a voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer roller 11, and the four color toner images on the intermediate transfer belt 5 a are secondarily transferred onto the surface of the transfer material at once in the secondary transfer portion. .
このようにして、2次転写された転写材は搬送ベルトユニット12を経由して定着装置8に至り、ここで複数色のトナー像の定着(溶融混色)を受ける。そして、排送ローラ対13によって排出ガイド15に沿って搬送され、排出ローラ対9によって画像形成装置A上部のフェースダウン排出トレー10に排出され、画像形成を完了する。   In this way, the transfer material that has been secondarily transferred reaches the fixing device 8 via the conveying belt unit 12 and receives fixing (melting and mixing) of a plurality of color toner images. Then, the paper is conveyed along the discharge guide 15 by the discharge roller pair 13 and discharged to the face-down discharge tray 10 above the image forming apparatus A by the discharge roller pair 9 to complete the image formation.
一方、二次転写部における、中間転写ベルト5aから転写材へのトナー像の2次転写後に、ベルトクリーニングユニットとしての帯電ローラ5fが中間転写ベルト5aに圧接され、中間転写ベルト5a上に残った残留トナーに転写時と逆の電荷を与える。逆の電荷を付与された残留トナーは、感光体ドラム1に静電気的に付着され、その後感光体ドラム1用のドラムクリーニングユニット6により回収される。回収された残留トナーは、廃トナーとして廃トナーボックス16に回収され蓄積される。   On the other hand, after the secondary transfer of the toner image from the intermediate transfer belt 5a to the transfer material in the secondary transfer portion, the charging roller 5f as a belt cleaning unit is pressed against the intermediate transfer belt 5a and remains on the intermediate transfer belt 5a. The residual toner is given a charge opposite to that at the time of transfer. The residual toner to which the reverse charge is applied is electrostatically attached to the photosensitive drum 1 and then collected by the drum cleaning unit 6 for the photosensitive drum 1. The collected residual toner is collected and accumulated in the waste toner box 16 as waste toner.
(2)定着装置8
図2は定着装置8の斜視図、図3は途中部分省略の正面図、図4は図3の定着装置8の一端部側の拡大縦断面図、図5は図3の(5)−(5)線に沿う横断面図である。
(2) Fixing device 8
2 is a perspective view of the fixing device 8, FIG. 3 is a front view with a part omitted, FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view of one end side of the fixing device 8 of FIG. 3, and FIG. 5) It is a cross-sectional view along the line.
100と104は互いに圧接して記録材を挟持搬送して記録材上の画像を加熱するニップ部(定着ニップ部)Nを形成している加熱部材としての加熱アセンブリと、加圧部材としての加圧ローラである。   Reference numerals 100 and 104 denote a heating assembly as a heating member forming a nip portion (fixing nip portion) N for nipping and transporting the recording material and heating the image on the recording material, and an additional pressure member as a pressure member. It is a pressure roller.
加熱アセンブリ100は下記a〜e等の部材の組立て体である。   The heating assembly 100 is an assembly of members such as the following a to e.
a:耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成したヒーターホルダー(ガイド部材)101
b:このヒーターホルダー101の下面にホルダー長手に沿って配設した加熱手段としての薄肉・細長のセラミックヒーターH。
a: Heater holder (guide member) 101 formed of a liquid crystal polymer resin having high heat resistance
b: A thin and long ceramic heater H as a heating means disposed on the lower surface of the heater holder 101 along the length of the holder.
c:ヒーターホルダー101の内側に配設した横断面下向きU字型の定着ステー110
d:上記ヒーターホルダー101・ヒーターH・定着ステー110のアセンブリにルーズに外嵌させた、可撓性を有するスリーブ状回転体としての定着ベルト103
e:定着ベルト103の両端部側にそれぞれ配設した、定着ベルト103の端部のラジアル方向を外周面側から、スラスト方向を側面(端面)から回転支持する定着ベルト支持部材(回転体支持部材)としての定着フランジ108と、定着フランジ108の内周面を回転支持するボス部109bと、定着フランジ108を介して定着ベルト103のスラスト方向端部を規制する定着ベルト端部規制面(回転体端部規制面)109cを備えた規制部材としての端部ホルダー109
f:基部をヒーターホルダー101に固定したステンレス製の弾性アーム102(図5)の先端部に保持され、該弾性アーム102により定着ベルト103の内面に弾性的に接触させて配設した検温素子としてのサーミスタTH
加圧ローラ104は、ステンレス製の芯金104aに、射出成形により厚み約3.5mmのシリコーンゴム層104bを形成し、その上に厚み約40μmのPFA樹脂チューブ(離形層)104cを被覆してなる。この加圧ローラ104は、図3のように、芯金104aの両端部側をそれぞれ装置フレーム107の手前側と奥側の側板107a間に軸受部材107bを介して回転自由に軸受させて配設してある。Gは芯金104aの一方側の端部に固定して配設したドライブギアである。このドライブギアGに駆動系Mから回転力が伝達されることで加圧ローラ104が図5において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
c: A U-shaped fixing stay 110 having a downward cross section disposed inside the heater holder 101.
d: a fixing belt 103 as a flexible sleeve-like rotating body, which is loosely fitted to the assembly of the heater holder 101, the heater H, and the fixing stay 110.
e: a fixing belt support member (rotating body support member) which is disposed on both ends of the fixing belt 103 and supports the radial direction of the end portion of the fixing belt 103 from the outer peripheral surface side and the thrust direction from the side surface (end surface). ) As a fixing flange 108, a boss 109 b for rotating and supporting the inner peripheral surface of the fixing flange 108, and a fixing belt end regulating surface (rotating body) for regulating the thrust direction end of the fixing belt 103 via the fixing flange 108. End holder 109 as a regulating member provided with (end regulating surface) 109c
f: As a temperature measuring element which is held at the tip of a stainless steel elastic arm 102 (FIG. 5) whose base is fixed to the heater holder 101 and elastically contacts the inner surface of the fixing belt 103 by the elastic arm 102 Thermistor TH
The pressure roller 104 is formed by forming a silicone rubber layer 104b with a thickness of about 3.5 mm on a stainless steel core metal 104a by injection molding, and covering a PFA resin tube (release layer) 104c with a thickness of about 40 μm thereon. It becomes. As shown in FIG. 3, the pressure roller 104 is arranged such that both end portions of the cored bar 104a are rotatably supported via bearing members 107b between the front and back side plates 107a of the apparatus frame 107, respectively. It is. G is a drive gear fixedly disposed at one end of the cored bar 104a. When the rotational force is transmitted from the drive system M to the drive gear G, the pressure roller 104 is rotationally driven at a predetermined speed in the counterclockwise direction of the arrow in FIG.
加熱アセンブリ100は、上記加圧ローラ104の上側に、ヒーターH側を下向にして加圧ローラ104に並行に配設される。両端部側の端部ホルダー109はそれぞれ装置フレーム107の手前側と奥側の側板107aに形成した縦スリット孔部107cから外方に突出させ、かつその縦スリット孔部107cの縦縁に縦ガイド溝部109dを係合させてある。そして、縦スリット孔部孔部107cの縦縁に沿って上下方向にスライド移動自由である。またこの両端部側の端部ホルダー109はそれぞれ定着ステー110の両端部側にそれぞれ図4・図8のように外方に突出させて設けた延長アーム部110aに嵌着させてある。   The heating assembly 100 is arranged above the pressure roller 104 and in parallel with the pressure roller 104 with the heater H side facing downward. The end holders 109 on both ends protrude outwardly from the vertical slit holes 107c formed in the front and back side plates 107a of the apparatus frame 107, and the vertical guides are formed at the vertical edges of the vertical slit holes 107c. The groove 109d is engaged. And it is freely slidable in the vertical direction along the vertical edge of the vertical slit hole 107c. Further, the end holders 109 on both ends are fitted on extension arm portions 110a provided on both ends of the fixing stay 110 so as to protrude outwardly as shown in FIGS.
各端部ホルダー109の上面の押圧部109aがそれぞれ加圧板(加圧レバー)112により下向の押圧力Fを受ける。この押圧力Fで、定着ステー110により加熱アセンブリ100が加圧ローラ104の方向に加圧ローラ104のシリコーンゴム層104b弾性に抗して押し下げられる。これによりヒーターHが定着ベルト103を挟んで加圧ローラ104に対して圧接して、加熱アセンブリ100と加圧ローラ104との間に所定幅の定着ニップ部(圧接ニップ部)Nが形成される。   The pressing portions 109 a on the upper surface of each end holder 109 receive a downward pressing force F by a pressure plate (pressure lever) 112. With this pressing force F, the fixing assembly 110 presses the heating assembly 100 in the direction of the pressure roller 104 against the elasticity of the silicone rubber layer 104 b of the pressure roller 104. As a result, the heater H is pressed against the pressure roller 104 with the fixing belt 103 interposed therebetween, and a fixing nip portion (pressure nip portion) N having a predetermined width is formed between the heating assembly 100 and the pressure roller 104. .
定着ベルト103の全長は加圧ローラ104の当接面長さ(定着ニップ部Nの長手長さ)よりも大きく設定してある。   The total length of the fixing belt 103 is set to be larger than the contact surface length of the pressure roller 104 (longitudinal length of the fixing nip portion N).
加圧板112はそれぞれ装置フレーム107の手前側と奥側の側板107aの外側に一端側を軸支させて回動自由に設けられる。そして、加圧板途中部の下面を端部ホルダー109の上面押圧部109aに当接させ、加圧板自由端側の上面と側板107aの固定の折り曲げ部107dとの間に加圧バネ111を縮設して各端部ホルダー109の上面押圧部109aに加圧力Fを加えている。本実施例では総圧20kgf(片側10kgf)の力で加熱アセンブリ100を加圧ローラ104方向に加圧している。   The pressure plate 112 is rotatably provided with one end pivotally supported on the front side and the outer side plate 107a of the apparatus frame 107, respectively. The lower surface of the middle portion of the pressure plate is brought into contact with the upper surface pressing portion 109a of the end holder 109, and the pressure spring 111 is contracted between the upper surface of the pressure plate free end side and the fixed bent portion 107d of the side plate 107a. Thus, the pressing force F is applied to the upper surface pressing portion 109 a of each end holder 109. In this embodiment, the heating assembly 100 is pressed toward the pressure roller 104 with a total pressure of 20 kgf (10 kgf on one side).
なお、上記の加圧機構111・112は、不図示の圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、転写材の除去が容易な構成となっている。   The pressure mechanisms 111 and 112 have a pressure release mechanism (not shown), and are configured so that the pressure can be released and the transfer material can be easily removed at the time of jam processing or the like.
ヒーターホルダー101は、その両端部にそれぞれ装置フレーム107の手前側と奥側の側板107aに形成した縦スリット孔部107cから外方に突出する延長アーム部101aを有する。ヒーターHはその両端部がこの延長アーム部101aまで延長されていて、図6のように、一方側の端部には給電用電気接点aが設けられており、他方側の端部には温調用電気接点bが設けられている。そして、ヒーターホルダー101の一方側の延長アーム部101aには給電用コネクタ121が嵌着される。これにより、給電用コネクタ121側の電気接点とヒーターH側の給電用電気接点aとが導通して、ヒーターHと画像形成装置本体側の給電回路120とが電気的に連絡状態になる。またヒーターホルダー101の他方側の延長アーム部101aには温調用コネクタ122が嵌着される。これにより、温調用コネクタ122側の電気接点とヒーターH側の温調用電気接点bが導通してサーミスタTH(図5)の電気的検温情報が温調用電気接点b・温調用コネクタ122を介して画像形成装置本体側の制御回路(CPU)106に入力可能状態になる。   The heater holder 101 has extension arm portions 101a projecting outward from vertical slit holes 107c formed in the front and back side plates 107a of the device frame 107 at both ends thereof. Both ends of the heater H are extended to the extension arm portion 101a. As shown in FIG. 6, a power supply electrical contact a is provided at one end, and a temperature is provided at the other end. A regulating electrical contact b is provided. A power feeding connector 121 is fitted to the extension arm portion 101 a on one side of the heater holder 101. As a result, the electric contact on the power feeding connector 121 side and the electric power feeding contact a on the heater H side are conducted, and the heater H and the power feeding circuit 120 on the image forming apparatus main body side are brought into electrical communication. A temperature adjustment connector 122 is fitted to the extension arm portion 101 a on the other side of the heater holder 101. As a result, the electrical contact on the temperature adjustment connector 122 side and the electrical contact b for temperature adjustment on the heater H side are conducted, and the electrical temperature measurement information of the thermistor TH (FIG. 5) is transmitted via the electrical contact b for temperature adjustment and the temperature adjustment connector 122. The control circuit (CPU) 106 on the image forming apparatus main body side is ready for input.
本参考例1の定着装置8においては、加圧ローラ104が回転駆動されることによって、定着ベルト103が定着ニップ部Nにおける圧接摩擦力でヒーターホルダー101・定着ステー110の外回りを図5の矢印の時計方向に従動回転する。その際、定着ベルト103内面とヒーター100及びヒーターホルダー101は摺動する構成となっている。ヒーター100の摺動面にはグリスが塗布され、定着ベルト103が回転することにより、定着ベルト内面全域にグリスが行き渡り、ヒーター100及びヒーターホルダー101と定着ベルト103内面との摺動性を確保している。   In the fixing device 8 of the first reference example, when the pressure roller 104 is driven to rotate, the fixing belt 103 moves outwardly around the heater holder 101 and the fixing stay 110 by the pressure frictional force at the fixing nip portion N as shown by arrows in FIG. Rotate following clockwise rotation. At this time, the inner surface of the fixing belt 103, the heater 100, and the heater holder 101 are configured to slide. Grease is applied to the sliding surface of the heater 100, and the fixing belt 103 rotates, so that the grease spreads over the entire inner surface of the fixing belt and ensures the slidability between the heater 100 and the heater holder 101 and the inner surface of the fixing belt 103. ing.
通常使用においては、定着装置の回転開始(加圧ローラ104の回転駆動、これに伴う定着ベルト103の従動回転)とともに、給電回路120からヒーターHへの給電が開始される。ヒーターHは迅速に昇温し、その発熱により、回転している定着ベルト103が加熱される。定着ベルト103の上昇が定着ベルト103の内面に接触させているサーミスタTHにより検知され、その電気的検温情報が制御回路106に入力する。制御回路106はサーミスタTHから入力する定着ベルト103の検温情報が所定の定着温度に維持されるように給電回路120からヒーターHへの給電電力を制御してヒーターH、即ち定着ベルト103の温度を所定に温調する。サーミスタTHは、ステンレス製のアーム102の先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アーム102が揺動することにより、定着ベルト103内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着ベルト103内面に常に接する状態に保たれる。   In normal use, power supply from the power supply circuit 120 to the heater H is started simultaneously with the start of rotation of the fixing device (rotation driving of the pressure roller 104 and accompanying rotation of the fixing belt 103). The heater H quickly rises in temperature, and the rotating fixing belt 103 is heated by the generated heat. The rise of the fixing belt 103 is detected by the thermistor TH in contact with the inner surface of the fixing belt 103, and the electrical temperature measurement information is input to the control circuit 106. The control circuit 106 controls the electric power supplied from the power supply circuit 120 to the heater H so that the temperature detection information of the fixing belt 103 input from the thermistor TH is maintained at a predetermined fixing temperature, thereby controlling the temperature of the heater H, that is, the fixing belt 103. Adjust the temperature to a predetermined level. The thermistor TH has a thermistor element attached to the tip of a stainless steel arm 102, and even if the movement of the inner surface of the fixing belt 103 becomes unstable due to the swinging of the arm 102, the thermistor element has an inner surface of the fixing belt 103. It is always kept in contact.
そして、定着装置の回転が開始され、ヒーターHへの給電が開始され、定着ベルト103が所定の定着温度に温調された状態において、図5のように、画像定着すべき転写材Sが入り口ガイド105に案内されて定着ニップ部Nに導入される。入り口ガイド105は装置フレーム107に組みつけられ、二次転写ニップを抜けた転写材Sが定着ニップ部Nに正確にガイドされるよう転写材を導く役割を果たす。   Then, rotation of the fixing device is started, power supply to the heater H is started, and the fixing belt 103 is adjusted to a predetermined fixing temperature, and the transfer material S to be image-fixed enters the entrance as shown in FIG. Guided by the guide 105 and introduced into the fixing nip N. The entrance guide 105 is assembled to the apparatus frame 107 and serves to guide the transfer material so that the transfer material S that has passed through the secondary transfer nip is accurately guided to the fixing nip N.
定着ニップ部Nに導入された転写材Sは定着ニップ部Nを挟持搬送される。その挟持搬送過程で定着ベルト103の熱で加熱され、また定着ニップ部Nの加圧力で加圧されることで転写材S上の4色のトナー像が転写材S上に固着画像として定着(溶融混色)される。定着ニップ部Nを出た転写材Sは定着ベルト103の面から曲率分離し、排送ローラ対13によって排出ガイド15に沿って搬送され、排出ローラ対9によって画像形成装置A上部のフェースダウン排出トレー10に排出され、画像形成を完了する。   The transfer material S introduced into the fixing nip N is nipped and conveyed through the fixing nip N. The toner image of four colors on the transfer material S is fixed on the transfer material S as a fixed image by being heated by the heat of the fixing belt 103 in the nipping and conveying process and being pressurized by the pressure of the fixing nip portion N ( Melting and mixing). The transfer material S exiting the fixing nip N is separated from the surface of the fixing belt 103 by the curvature, conveyed along the discharge guide 15 by the discharge roller pair 13, and discharged face-down on the upper part of the image forming apparatus A by the discharge roller pair 9. It is discharged to the tray 10 to complete image formation.
(3)定着ベルト103
可撓性を有するスリーブ状の回転体である定着ベルト103は、少なくとも一層の金属層を含む。本例における定着ベルト103は、金属製の基層上に弾性層、離型性層を形成してなる。図7に、本参考例1で使用した定着ベルト103の層構成を示す断面模型図を示す。
(3) Fixing belt 103
The fixing belt 103 which is a sleeve-like rotating body having flexibility includes at least one metal layer. The fixing belt 103 in this example is formed by forming an elastic layer and a release layer on a metal base layer. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the layer structure of the fixing belt 103 used in Reference Example 1.
定着ベルト103は、SUSの素管を引き抜き加工により、厚さ34μmの厚みのシームレスベルト状に形成したSUSベルト(基層)103a上に、シリコーンゴム層(弾性層)103bを、リングコート法により形成した。その上に、離型性層103cとして、厚み30μmのPFA樹脂チューブを被覆してなる。シリコーンゴム層103bには、極力熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト103の熱容量を小さくすることが、温度立上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約1.0×10−3cal/sec・cm・Kと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。 For the fixing belt 103, a silicone rubber layer (elastic layer) 103b is formed by a ring coating method on a SUS belt (base layer) 103a formed into a seamless belt shape having a thickness of 34 μm by drawing a SUS base tube. did. On top of that, a PFA resin tube having a thickness of 30 μm is coated as the release layer 103c. For the silicone rubber layer 103b, it is desirable from the viewpoint of temperature rise to use a material having as high a thermal conductivity as possible and to reduce the heat capacity of the fixing belt 103. In this embodiment, the material having a thermal conductivity of about 1.0 × 10 −3 cal / sec · cm · K and a silicone rubber having a high thermal conductivity were used.
一方、OHT透過性や、画像上の「す」(微小なグロスムラ)といった、画質の観点からは、定着ベルト103のシリコーンゴム層103bを極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、200μm以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。   On the other hand, it is desirable that the silicone rubber layer 103b of the fixing belt 103 is made as thick as possible from the viewpoint of image quality such as OHT permeability and “s” (small gloss unevenness) on the image. According to the study by the present inventors, it has been found that a rubber thickness of 200 μm or more is necessary to obtain a satisfactory level of image quality.
本参考例1におけるシリコーンゴム層103bは、厚み275μmとした。また、本実施例における定着ベルト103の内径はφ24mmとした。   The silicone rubber layer 103b in Reference Example 1 was 275 μm thick. Further, the inner diameter of the fixing belt 103 in this embodiment is set to 24 mm.
さらに、定着ベルト103表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着ベルト103表面にトナーが一旦付着し、再度転写材Sに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。   Furthermore, by providing a fluororesin layer on the surface of the fixing belt 103, the surface releasability is improved, and the offset phenomenon that occurs when the toner once adheres to the surface of the fixing belt 103 and moves to the transfer material S again is prevented. can do.
また、定着ベルト103表面の離型性層103cを、PFAチューブとすることで、より簡便に、均一な離型性層を形成することが可能となる。   Further, by using a PFA tube as the releasable layer 103c on the surface of the fixing belt 103, a uniform releasable layer can be formed more easily.
(4)定着フランジ108、端部ホルダー109
図8は、定着ベルト103を取り外した加熱アセンブリと加圧ローラとの外観斜視図、図9は定着ベルト103を取り外した加熱アセンブリの一端部側の分解斜視図である。図10は一端部側の定着フランジ108と端部ホルダー109の斜視図、図11は定着フランジ108と端部ホルダー109の内面側の図である。
(4) Fixing flange 108, end holder 109
8 is an external perspective view of the heating assembly and the pressure roller from which the fixing belt 103 is removed, and FIG. 9 is an exploded perspective view of one end side of the heating assembly from which the fixing belt 103 is removed. 10 is a perspective view of the fixing flange 108 and the end holder 109 on one end side, and FIG. 11 is a view of the inner surface side of the fixing flange 108 and the end holder 109.
定着フランジ108は、定着ベルト103の端部のラジアル方向を外周面側から、スラスト方向を側面(端面)から回転支持する定着ベルト支持部材としての環状短筒状部材である。   The fixing flange 108 is an annular short cylindrical member as a fixing belt supporting member that rotatably supports the radial direction of the end portion of the fixing belt 103 from the outer peripheral surface side and the thrust direction from the side surface (end surface).
端部ホルダー109はボス部109bにおいて上記の定着フランジ108の内周面を回転自由に支持するともに、定着フランジ108のスラスト方向の動きを規制している。すなわち、端部ホルダー109は定着フランジ108の内周面を回転支持するボス部109bと、定着フランジ108を介して定着ベルト103のスラスト方向端部を規制する定着ベルト端部規制面109cを設けた規制部材として機能している。   The end holder 109 rotatably supports the inner peripheral surface of the fixing flange 108 at the boss portion 109b and restricts the movement of the fixing flange 108 in the thrust direction. That is, the end holder 109 is provided with a boss portion 109b that rotatably supports the inner peripheral surface of the fixing flange 108, and a fixing belt end portion regulating surface 109c that regulates the thrust direction end portion of the fixing belt 103 via the fixing flange 108. It functions as a regulating member.
図11に示すように、定着フランジ108は、定着ベルト103の外径より大きな内径φ26を持ち、加圧ローラ104により変形を受けた定着ベルト103が定着フランジ108に内接することで摩擦力を生じる。そして、定着ベルト103と定着フランジ108が共に回転することにより、定着ベルト103の端面の摺擦を防止する構成をとっている。   As shown in FIG. 11, the fixing flange 108 has an inner diameter φ 26 larger than the outer diameter of the fixing belt 103, and the fixing belt 103 deformed by the pressure roller 104 is inscribed in the fixing flange 108 to generate a frictional force. . The fixing belt 103 and the fixing flange 108 rotate together to prevent the end surface of the fixing belt 103 from sliding.
また本参考例1においては、端部ホルダー109の定着フランジ108との摺擦面(定着ベルト端部規制面)109cは、下記のようにテーパαが設けられている。即ち、図4と図12に示すように、定着ニップ部Nから遠い部分は定着ベルト103に近づく方向に、定着ニップ部Nに近い部分は定着ベルト103から遠ざかる方向にテーパαが設けられている。   In the first reference example, the sliding surface (fixing belt end regulating surface) 109c with the fixing flange 108 of the end holder 109 is provided with a taper α as follows. That is, as shown in FIGS. 4 and 12, a taper α is provided in a direction in which the part far from the fixing nip N approaches the fixing belt 103, and in a part in the vicinity of the fixing nip N away from the fixing belt 103. .
更に端部ホルダー109の摺擦面109cと定着フランジ108は、定着ベルト103外周より外側で接触するように構成されている。そのため、定着ベルト103が長手方向に寄ったときには、定着フランジ108は定着ベルト103に押され、図12に示すように端部ホルダー109の摺擦面109cに沿う。   Further, the rubbing surface 109 c of the end holder 109 and the fixing flange 108 are configured to contact outside the outer periphery of the fixing belt 103. Therefore, when the fixing belt 103 is moved in the longitudinal direction, the fixing flange 108 is pushed by the fixing belt 103 and along the friction surface 109c of the end holder 109 as shown in FIG.
即ち、端部ホルダー109の定着ベルト端部規制面109cと定着フランジ108は、定着ベルト端部(回転体端部)において、定着ニップ部Nのニップラインに平行な直線で定着ベルト周長(回転体周長)を略2等分した際、定着ニップ部N側では当接しない。定着ニップ部Nに対向する領域の一部で、かつ定着ベルト103の外周(回転体外周)より外側でのみ当接する。定着ベルト103がスラスト方向に寄ったときに、定着ベルト103により定着フランジ108が2点鎖線示から実線示のように傾斜し、定着ベルト103端部は定着ニップ部Nに対向する側でのみスラスト方向を規制される。   In other words, the fixing belt end regulating surface 109c and the fixing flange 108 of the end holder 109 are a straight line parallel to the nip line of the fixing nip portion N at the fixing belt end portion (rotating body end portion). When the body circumference) is divided into approximately two equal parts, no contact is made on the fixing nip N side. The contact is made only in a part of a region facing the fixing nip N and outside the outer periphery (rotor outer periphery) of the fixing belt 103. When the fixing belt 103 approaches the thrust direction, the fixing flange 103 tilts the fixing flange 108 from the two-dot chain line to the solid line, and the end of the fixing belt 103 is thrust only on the side facing the fixing nip N. The direction is regulated.
その結果、定着ベルト103と定着フランジ108は、定着ニップ部Nから遠く柔軟性がある部分(接触点113)でのみ接触している。そのため、寄り力によって規制面108aに定着ベルト端部が突き当たった場合においても定着ベルト端部には大きなストレスが加えられることはない。またニップ形成により変形する領域(図13の斜線領域β)においても定着ベルト103に摺擦力が働かないので、定着ベルト端部に存在する微小クラックを拡大することなく、寿命を向上させることができる。   As a result, the fixing belt 103 and the fixing flange 108 are in contact only at a portion (contact point 113) that is far from the fixing nip portion N and has flexibility. For this reason, even when the fixing belt end abuts against the regulating surface 108a due to the offset force, no great stress is applied to the fixing belt end. In addition, since the rubbing force does not act on the fixing belt 103 even in the region deformed by the nip formation (the hatched region β in FIG. 13), the life can be improved without expanding the micro cracks existing at the end of the fixing belt. it can.
また、定着ベルト端部において、定着ニップ部Nのニップラインに平行な直線で定着ベルト周長を略2等分した際、定着ニップ部Nに対向する側の定着ベルト端部規制面は、少なくとも定着ベルト外周より外側にも配設する。また、端部ホルダー109の定着ベルト端部規制面109cと、定着ベルト103のスラスト方向端部との間隙に関して、定着ニップ部Nに対向する領域内からニップ方向に向かって間隙を徐々に大きくする。これによって、定着ベルト端部と定着フランジ108の当接部を定着ニップ部Nに対して遠い側のみに設けることができる。そして、定着ベルト103のスラスト方向をより柔軟性の高い定着ベルト端部で規制し、組み付け公差等で規制部材が傾いた場合においても、定着ニップ部N近傍で定着ベルト端部が規制面に局部的に突き当たることがなくなる。又加圧ローラ104により変形を受けるニップ近傍で、定着フランジ108に当接することがないので、定着ベルト103は半径方向の摺擦を受けることがない。従って、定着ベルト端部破損に対するマージンを確保できる。   Further, when the fixing belt circumferential length is substantially divided into two at a fixing belt end portion by a straight line parallel to the nip line of the fixing nip portion N, the fixing belt end portion regulating surface on the side facing the fixing nip portion N is at least Also disposed outside the outer periphery of the fixing belt. Further, regarding the gap between the fixing belt end regulating surface 109c of the end holder 109 and the thrust direction end of the fixing belt 103, the gap is gradually increased from the region facing the fixing nip portion N toward the nip direction. . Accordingly, the contact portion between the fixing belt end portion and the fixing flange 108 can be provided only on the side far from the fixing nip portion N. Even when the thrust direction of the fixing belt 103 is regulated by the fixing belt end portion having higher flexibility and the regulating member is inclined due to assembly tolerance or the like, the fixing belt end portion is localized on the regulating surface in the vicinity of the fixing nip portion N. You wo n’t be hit. Further, the fixing belt 103 does not receive radial rubbing because it does not contact the fixing flange 108 in the vicinity of the nip that is deformed by the pressure roller 104. Accordingly, a margin for damage to the fixing belt end portion can be secured.
なお、加熱アセンブリ100の他端側の定着フランジ108、端部ホルダー109も上記と同様の構成・作用のものとしてある。定着ベルト103を常に長手一方端側に寄り移動するようにした場合には上記の定着フランジ108は定着ベルト103の寄り側のみに配設して、他方端側には設けない装置構成にすることもできる。   Note that the fixing flange 108 and the end holder 109 on the other end side of the heating assembly 100 are also configured and operated in the same manner as described above. When the fixing belt 103 is always moved toward one end in the longitudinal direction, the fixing flange 108 is disposed only on the side closer to the fixing belt 103 and is not provided on the other end. You can also.
[実施例1]
(1)画像形成装置例
図14は本発明の実施例の像加熱装置を定着装置として用いた画像形成装置例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセスを用いた、モノクロのレーザービームプリンターである。
[Example 1]
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus using the image heating apparatus according to the embodiment of the present invention as a fixing device. The image forming apparatus of this example is a monochrome laser beam printer using an electrophotographic process.
1は所定の周速度で回転される電子写真感光体(以下ドラムと記す)である。ドラム1は回転過程で一次帯電器2により正または負の所定電位に均一帯電を受け、次いでレーザースキャナ3によるレーザー走査露光Lで目的画像情報の走査書き込みを受ける。これによりドラム1上に静電潜像が形成される。潜像の形成されたドラム1面は、現像装置4によりトナーTの供給をうけてトナー画像として顕像化される。   Reference numeral 1 denotes an electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a drum) that is rotated at a predetermined peripheral speed. The drum 1 is uniformly charged to a predetermined positive or negative potential by the primary charger 2 during the rotation process, and then subjected to scanning writing of target image information by laser scanning exposure L by the laser scanner 3. Thereby, an electrostatic latent image is formed on the drum 1. The surface of the drum 1 on which the latent image is formed is visualized as a toner image by being supplied with the toner T by the developing device 4.
給紙カセット20に積載された記録材たる転写紙Pは給紙ローラ21と分離パッド22により1枚ずつ分離されてレジストローラ対23にむけて給送される。次いでトナー画像は転写ローラ24の位置を通過する過程で、この転写ローラ24とドラム1との間にレジストローラ対23でタイミングをとって送られた転写紙P面に順次転写されていく。   The transfer paper P, which is a recording material loaded in the paper feed cassette 20, is separated one by one by the paper feed roller 21 and the separation pad 22 and fed toward the registration roller pair 23. Next, in the process of passing through the position of the transfer roller 24, the toner image is sequentially transferred onto the transfer paper P surface that is sent between the transfer roller 24 and the drum 1 by the registration roller pair 23 at the timing.
ドラム1から転写紙P面への転写は、転写ローラ24により転写紙P面の裏側にトナー画像の荷電極性と逆極性の帯電がなされることにより行なわれる。次いで転写紙Pは、転写ローラ24と逆極性の電圧を印加した除電針25で除電され、ドラム1から分離し、定着装置8へ搬送される。   The transfer from the drum 1 to the transfer paper P surface is performed by the transfer roller 24 being charged on the back side of the transfer paper P surface with a polarity opposite to the charge polarity of the toner image. Next, the transfer paper P is neutralized by a static elimination needle 25 to which a voltage having a polarity opposite to that of the transfer roller 24 is applied, separated from the drum 1, and conveyed to the fixing device 8.
定着装置8では転写紙P面上のトナーTが加熱溶融され、固着像として転写紙P面に定着される。   In the fixing device 8, the toner T on the surface of the transfer paper P is heated and melted and fixed as a fixed image on the surface of the transfer paper P.
(2)定着装置8
図15に本実施例における定着装置の正面図の一部を示す。可撓性を有するスリーブ状回転体としての、エンドレスベルト状(円筒状)の定着フィルム203は耐熱性、トナー離形性、強靭性を有する単層定着フィルムあるいは所望の表面処理やラミネート処理をした複合層フィルムである。例えば耐熱処理をした約50μmのポリエステル(PET)やポリイミド(PI)、あるいはSUS等を薄膜処理した金属製スリーブを基層とし、その表面にPTFEやPFA等で離形層付与処理した複合層フィルムなどである。
(2) Fixing device 8
FIG. 15 shows a part of a front view of the fixing device in this embodiment. The endless belt-shaped (cylindrical) fixing film 203 as a flexible sleeve-shaped rotating body is a single-layer fixing film having heat resistance, toner releasability, and toughness, or a desired surface treatment or lamination treatment. It is a composite layer film. For example, a heat-treated polyester (PET), polyimide (PI), or metal sleeve with a thin film treated with SUS or the like as a base layer, and a composite layer film with a release layer applied with PTFE or PFA on the surface. It is.
この定着フィルム203はフィルムガイド201(図14)にルーズに懸回されており、少なくとも停止時は定着ニップ部Nを除いて張力が働かない。   The fixing film 203 is loosely suspended around the film guide 201 (FIG. 14), and tension is not applied except at the fixing nip portion N at least when stopped.
加圧ローラ204は不図示の駆動源によりギアGを介して駆動され、定着フィルム203は定着ニップ部Nにおける加圧ローラ204との摩擦力のみで回転走行する。   The pressure roller 204 is driven via a gear G by a drive source (not shown), and the fixing film 203 rotates and travels only by the frictional force with the pressure roller 204 in the fixing nip N.
定着フィルム203の内面を長手方向全域にわたってガイドするフィルムガイド部材201と当接したヒーター(セラミックヒーター)200と加圧ローラ204は定着フィルム203を挟んで定着ニップ部Nを形成している。即ち、加圧バネ205により所定の当接圧(例えばA4幅で総圧10〜15kgf)をもって互いに圧接状態にして定着ニップ部Nを形成している。ヒーター200の表面には蒸着、スパッタリング、CVD、スクリーン印刷等で形成されたTaSiO、銀パラジウム、TaN、RuO、ニクロム等の線上または細帯状の薄膜発熱抵抗部がある。 A heater (ceramic heater) 200 and a pressure roller 204 that are in contact with a film guide member 201 that guides the inner surface of the fixing film 203 in the entire longitudinal direction form a fixing nip portion N with the fixing film 203 interposed therebetween. That is, the fixing nip portion N is formed in a pressure contact state with a predetermined contact pressure (for example, A4 width and total pressure 10 to 15 kgf) by the pressure spring 205. On the surface of the heater 200, there is a thin-film heating resistor portion on a line or in a strip shape made of TaSiO 2 , silver palladium, Ta 2 N, RuO 2 , nichrome or the like formed by vapor deposition, sputtering, CVD, screen printing or the like.
また、定着フィルム203のスラスト方向両端には、定着フィルム203の回転方向軌道およびスラスト方向端部を規制する端部ホルダー202が嵌合されている。端部ホルダー202の外周面である202aと定着フィルム203の内周面とを摺動させることによって定着フィルム203の回転方向軌道を規制している。フィルム端部規制面202bは定着フィルム203がスラスト方向(圧接ニップ部の長手方向)に寄った場合でも上記フィルム端部規制面202bに突き当たることによってフィルム端部を規制している。   Further, end holders 202 for restricting the rotation direction trajectory and the thrust direction end of the fixing film 203 are fitted to both ends of the fixing film 203 in the thrust direction. The rotation direction trajectory of the fixing film 203 is regulated by sliding the outer peripheral surface 202 a of the end holder 202 and the inner peripheral surface of the fixing film 203. The film end regulating surface 202b regulates the film end by abutting against the film end regulating surface 202b even when the fixing film 203 approaches the thrust direction (longitudinal direction of the pressure nip portion).
ここで本実施例においては、端部ホルダー202上の定着フィルム端部規制面202bを、定着フィルム203の定着ニップ部N側203a(図15における定着フィルム203の下側)の範囲には設けない。そして、その反対側203bに相当する範囲にのみ設けていることを特徴とする。また図15に示すように、定着フィルム端部規制面202bの定着フィルム回転方向形状について、定着フィルム203のスラスト方向端部と前記端部規制面202bとの間隙は、定着ニップ部Nの反対面側で最も小さい。その位置から上下流方向に向けて徐々に大きくさせるようなR形状を形成している。即ち、端部ホルダー202の定着フィルム203の端部が突き当たる規制面202bは定着ニップ部Nの面と平行な仮想面で定着フィルム203を二等分した際の定着ニップ部Nから遠いほうの領域に対向する領域のみに設けられている。規制面202bは定着ニップ部Nに近くなるに連れて定着フィルム203の端部から離れるようにR形状となっている。   Here, in this embodiment, the fixing film end regulating surface 202b on the end holder 202 is not provided in the range of the fixing nip N side 203a of the fixing film 203 (below the fixing film 203 in FIG. 15). . And it is provided only in the range corresponding to the opposite side 203b. Further, as shown in FIG. 15, with respect to the shape of the fixing film end regulating surface 202b in the fixing film rotation direction, the gap between the thrust direction end of the fixing film 203 and the end regulating surface 202b is the opposite surface of the fixing nip N. Smallest on the side. An R shape that gradually increases from the position toward the upstream and downstream directions is formed. That is, the regulating surface 202b with which the end of the fixing film 203 of the end holder 202 abuts is an area farther from the fixing nip N when the fixing film 203 is divided into two equal parts by a virtual plane parallel to the surface of the fixing nip N. It is provided only in the region facing the. The restricting surface 202b has an R shape so as to move away from the end of the fixing film 203 as it approaches the fixing nip N.
本実施例の構成によると、称呼の組付け状態のとき、定着フィルム203がスラスト方向に寄った場合に定着フィルム203端部が突き当たる箇所は、寄り規制面202bの頂点部A、即ちニップNから最も離れた位置でフィルム203の寄りを規制する。   According to the configuration of the present embodiment, when the fixing film 203 is moved in the thrust direction in the nominal assembly state, the position where the end of the fixing film 203 abuts is from the apex A of the shift regulating surface 202b, that is, the nip N. The position of the film 203 is regulated at the farthest position.
図16に、組付け公差によって端部ホルダー202が外側に傾いた状態において、定着フィルム203の寄りが発生した場合の状態を示す。   FIG. 16 shows a state where the fixing film 203 is shifted in a state where the end holder 202 is inclined outward due to the assembly tolerance.
定着フィルムの寄りは諸部材(特にヒーター200、加圧ローラ204)の位置・寸法精度がでていなかった場合に起こる。また、ヒーター幅方向で温度分布が生じたりして定着フィルム203の搬送力が幅方向で均一でない場合および定着フィルムの単品精度(膜厚、円筒度等)がでていない場合に起こる。   The shift of the fixing film occurs when the position and dimensional accuracy of various members (particularly the heater 200 and the pressure roller 204) are not achieved. Further, this occurs when the temperature distribution occurs in the heater width direction and the conveying force of the fixing film 203 is not uniform in the width direction and when the accuracy (single film thickness, cylindricity, etc.) of the fixing film is not achieved.
ここで発生する寄り力によって、定着フィルム203はスラスト方向に徐々に移動し、端部ホルダー202の規制面202bに突き当たる。   Due to the offset force generated here, the fixing film 203 gradually moves in the thrust direction and abuts against the regulating surface 202b of the end holder 202.
従来の端部ホルダーにおいては、フィルム端部規制面202bが外側へ傾いている場合に定着ニップ部N側(203a側)で突き当たっていた。しかし、本実施例では前記端部規制面202bを定着ニップ部Nの反対側(203b側)のみに設けている。そのため、たとえ規制面202bが外側へ傾いている場合においても定着フィルム203の端部が203a側で突き当たることがなくなる。更には規制面202bの回転方向形状をR形状にしていることにより、従来のような局所的な突き当て力を分散することができる。   In the conventional end holder, when the film end regulating surface 202b is inclined outward, it abuts on the fixing nip N side (203a side). However, in this embodiment, the end regulating surface 202b is provided only on the opposite side (203b side) of the fixing nip portion N. Therefore, even when the regulation surface 202b is inclined outward, the end portion of the fixing film 203 does not hit the 203a side. Furthermore, by making the shape of the restricting surface 202b in the rotational direction R-shaped, it is possible to disperse the conventional abutting force as in the prior art.
先に述べたようにフィルム端部破損の主要因は、フィルムを挟みこんでいるニップ部近傍ではフィルム自身の柔軟性が失われやすく、そのような部分で端部ホルダーの規制面に局部的に突き当たってフィルム端部に強いストレスが加わってしまうことである。   As mentioned earlier, the main cause of film edge breakage is that the film itself tends to lose its flexibility in the vicinity of the nip where the film is sandwiched. When it hits, a strong stress is applied to the edge of the film.
本実施例の構成によれば、フィルムの柔軟性があるニップ最遠部付近でフィルム端部を規制している。そのため、寄り力によって規制面にフィルム端部が突き当たった場合においてもフィルム端部には大きなストレスが加えられることなく、フィルム端部破損に対して大きなマージンを確保することが可能となる。   According to the configuration of the present embodiment, the film end is regulated in the vicinity of the farthest nip where the film is flexible. For this reason, even when the end of the film abuts against the regulating surface due to the offset force, a large margin can be secured against damage to the end of the film without applying a large stress to the end of the film.
[参考例2]
この参考例2は、定着フィルムのスラスト方向規制手段である端部ホルダーを、定着フィルムの外周面規制タイプとしたものである。記述以外の構成は、前述の参考例1・実施例1と同じ構成として、再度の説明を省略する。
[Reference Example 2]
In Reference Example 2, the end holder, which is the thrust direction regulating means of the fixing film, is a fixing film outer peripheral surface regulating type. The configurations other than those described are the same as those in Reference Example 1 and Example 1 described above, and the description thereof is omitted.
図17に、本参考例2における定着装置の端部ホルダー402と定着フィルム403の概観図を示す。(a)において端部ホルダー402の正面図を示す。(b)にその断面図と定着フィルム403の端部を示す。(b)に示すように、定着フィルム403の端部外周面には端部ホルダーの内周面402aと接触する部位(幅D)を有する。   FIG. 17 is a schematic view of the end holder 402 and the fixing film 403 of the fixing device according to the second reference example. The front view of the edge part holder 402 is shown in (a). (B) shows the cross-sectional view and the end of the fixing film 403. As shown in (b), the outer peripheral surface of the end portion of the fixing film 403 has a portion (width D) that comes into contact with the inner peripheral surface 402a of the end holder.
端部ホルダー402はPPS、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂より形成されており、定着フィルム403の端部外周面Dが挿入可能な、内径Lcを有する挿入部402aを有する。すなわち、定着フィルム403のD部は端部ホルダー402の内径Lcを有する挿入部402aに挿入され、定着フィルム403の端面は端部ホルダー402のスラスト規制面402bに突き当たる。   The end holder 402 is made of a heat-resistant resin such as PPS, liquid crystal polymer, or phenol resin, and has an insertion portion 402a having an inner diameter Lc into which the outer peripheral surface D of the fixing film 403 can be inserted. That is, the D portion of the fixing film 403 is inserted into the insertion portion 402 a having the inner diameter Lc of the end holder 402, and the end surface of the fixing film 403 hits the thrust regulating surface 402 b of the end holder 402.
挿入部402aは、3〜7°程度のテーパ402Tを有している。このテーパ402Tによって定着フィルム403の最端部が、突き当て部402bによってスラスト方向の規制がなされる。即ち、常に挿入部402aをつたって、定着フィルム403の中心方向に向かう力を受けながら、ラッパ状になる事による、定着フィルム403端部の引き裂き力を受けないように、突き当て部402bによってスラスト方向の規制がなされる。   The insertion portion 402a has a taper 402T of about 3 to 7 °. The taper 402T restricts the end of the fixing film 403 in the thrust direction by the abutting portion 402b. That is, the thrusting portion 402b thrusts so as not to receive the tearing force at the end of the fixing film 403 due to the trumpet shape while always receiving the force toward the center of the fixing film 403 through the insertion portion 402a. Direction restrictions are made.
このように、端部ホルダー402の挿入部402aに、テーパ402Tを設ける事によって、定着フィルム403の端部破壊を防止できる。   In this manner, by providing the insertion portion 402a of the end holder 402 with the taper 402T, the end portion of the fixing film 403 can be prevented from being broken.
また、端部ホルダー402の内側には、Lsを径に持つ規制部位402cが設けられている。この規制部位402cは、ヒーターホルダー(不図示)の外径Lgよりも大きい径Lsに設定されている。規制部位402cの径Lsは、回転駆動中、定着フィルム403の内周側が接触しない。また、定着フィルム403が何らかの外力によってこの定着フィルム変形規制部位402cに当接しても、定着フィルム403が破損、または永久変形をおこさない径に設定してある。なお、上記径の関係については、Lc>Ls>Lgとなっている。   Further, a regulation portion 402c having Ls as a diameter is provided inside the end holder 402. The restriction portion 402c is set to a diameter Ls larger than the outer diameter Lg of the heater holder (not shown). The diameter Ls of the restriction portion 402c is not in contact with the inner peripheral side of the fixing film 403 during rotational driving. Further, the diameter is set so that the fixing film 403 is not damaged or permanently deformed even if the fixing film 403 contacts the fixing film deformation restricting portion 402c by some external force. In addition, about the relationship of the said diameter, it is Lc> Ls> Lg.
ここで本参考例2においては、端部ホルダー402上のフィルム端部スラスト規制面402bを、定着フィルム403の定着ニップ部(N)側の範囲には設けず、その反対側に相当する範囲にのみ設けていることを特徴とする。図18に示すように、端部ホルダー402は0〜5°程度の角度δを有して配設されており、この角度を持つことによりスラスト規制面402bを定着ニップ部(N)に対向する側にのみ設ける事が出来る。なお、この角度δはスラスト規制面402bのみを傾けても実現可能である。   Here, in Reference Example 2, the film end thrust regulating surface 402b on the end holder 402 is not provided in the range on the fixing nip (N) side of the fixing film 403, but in the range corresponding to the opposite side. It is characterized by providing only. As shown in FIG. 18, the end holder 402 is disposed with an angle δ of about 0 to 5 °, and the thrust regulating surface 402b faces the fixing nip portion (N) by having this angle. Can be provided only on the side. This angle δ can also be realized by tilting only the thrust regulating surface 402b.
本参考例2の構成によると、称呼の組付け状態のとき、定着フィルム403がスラスト方向に寄った場合に定着フィルム403端部が突き当たる箇所は、定着ニップ部(N)から最も離れた位置となる。この位置で定着フィルム403の寄りを規制することになる。   According to the configuration of this reference example 2, when the fixing film 403 is in the thrust direction in the nominal assembly state, the location where the end of the fixing film 403 abuts is the position farthest from the fixing nip (N). Become. At this position, the deviation of the fixing film 403 is regulated.
先に述べたように定着フィルム端部破損の主要因は、定着フィルムを挟みこんでいる定着ニップ部(N)近傍では定着フィルム自身の柔軟性が失われやすい。そのような部分で端部ホルダーの規制面に局部的に突き当たって定着フィルム端部に強いストレスが加わってしまうことである。   As described above, the main cause of damage to the fixing film end is that the flexibility of the fixing film itself is easily lost in the vicinity of the fixing nip (N) where the fixing film is sandwiched. In such a portion, the end face of the end holder is locally abutted and a strong stress is applied to the end of the fixing film.
本参考例2の構成によれば、定着フィルムの柔軟性がある定着ニップ部(N)最遠部付近で定着フィルム端部を規制している。そのため、寄り力によって規制面に定着フィルム端部が突き当たった場合においても定着フィルム端部には大きなストレスが加えられることなく、定着フィルム端部破損に対して大きなマージンを確保することが可能となる。   According to the configuration of this reference example 2, the fixing film end portion is regulated in the vicinity of the fixing nip portion (N) farthest portion where the fixing film has flexibility. Therefore, even when the fixing film end hits the regulation surface due to the offset force, a large margin can be secured against damage to the fixing film end without applying a large stress to the fixing film end. .
なお、本参考例2のような定着フィルムのスラスト方向規制手段である端部ホルダーを、定着フィルムの外周面規制タイプとしたものは、参考例1の図15において、定着フィルムを内周規制から外周規制にしたものにしても、適用可能である。   Note that the end holder, which is the fixing film thrust direction restricting means as in Reference Example 2, is a fixing film outer peripheral surface restricting type. In FIG. Even if the outer periphery is restricted, it is applicable.
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は実施例にとらわれるものではなく技術思想内でのあらゆる変形が可能である。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not restricted to an Example, All the deformation | transformation within a technical idea are possible.
1)本発明の像加熱装置は、実施例の画像加熱定着装置としての使用に限られず、未定着画像を記録材に仮定させる仮定着装置、定着画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等としても使用できる。   1) The image heating apparatus of the present invention is not limited to use as the image heating and fixing apparatus of the embodiment, but is assumed to be a hypothetical fixing apparatus that makes a recording material assume an unfixed image, and a recording material that carries a fixed image is reheated to gloss. It can also be used as a surface modification device for modifying the image surface property of the image.
2)加熱手段は実施例のセラミックヒーターに限られない。たとえば、ニクロム線等を用いた接触加熱体等や、鉄板片等の電磁誘導発熱性部材等であってもよい。   2) The heating means is not limited to the ceramic heater of the embodiment. For example, a contact heating body using a nichrome wire or the like, or an electromagnetic induction exothermic member such as an iron plate piece may be used.
1‥‥感光体ドラム
2‥‥感光体ドラム帯電ローラ
3‥‥露光手段
4‥‥現像装置(現像ロータリー)
5‥‥中間転写体ユニット
5a‥‥参考例1に係る中間転写ベルト
5f‥‥参考例1に係るクリーニング帯電ローラ
5j‥‥参考例1に係る1次転写ローラ
6‥‥参考例1に係るクリーニングブレード
7d‥‥参考例1に係るレジストローラ対
8‥‥定着装置
9‥‥参考例1に係る排出ローラ
10‥‥参考例1に係る排紙トレー
11‥‥参考例1に係る二次転写ローラ
13‥‥参考例1に係る排紙ローラ対
14‥‥参考例1に係るレジセンサ
15‥‥参考例1に係る排紙ガイド
16‥‥参考例1に係る廃トナーボックス
19‥‥参考例1に係る給紙カセット
20‥‥実施例1に係る給紙カセット
21‥‥実施例1に係る給紙ローラ
22‥‥実施例1に係る分離パッド
23‥‥実施例1に係るレジストローラ対
24‥‥実施例1に係る転写ローラ
25‥‥実施例1に係る除電針
26‥‥実施例1に係る加熱装置
40‥‥参考例1に係るベルト駆動ローラ
41‥‥参考例1に係るベルト従動ローラ
H‥‥参考例1に係るヒーター
101‥‥参考例1に係るヒーターホルダー
TH‥‥参考例1に係るサーミスタ
103‥‥参考例1に係る定着ベルト
104‥‥参考例1に係る加圧ローラ
105‥‥参考例1に係る入り口ガイド
106‥‥参考例1に係るCPU
107‥‥参考例1に係るフレーム
108‥‥参考例1に係る定着フランジ
109‥‥参考例1に係る端部ホルダー
110‥‥参考例1に係る定着ステー
111‥‥参考例1に係る加圧バネ
112‥‥参考例1に係る加圧板
113‥‥参考例1に係る定着ベルトと定着フランジの接触点

202‥‥実施例1に係る端部ホルダー
203‥‥実施例1に係る定着フィルム
204‥‥実施例1に係る加圧ローラ
205‥‥実施例1に係る加圧バネ
300‥‥従来例に係る定着フランジ
301‥‥従来例に係る定着ベルト
302‥‥従来例に係る加圧ローラ
303‥‥従来例に係る定着フランジ
402‥‥参考例2に係る端部ホルダー
403‥‥参考例2に係る定着フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photoconductor drum 2 ... Photoconductor drum charging roller 3 ... Exposure means 4 ... Development apparatus (development rotary)
5. Intermediate transfer unit 5a Intermediate transfer belt 5f according to Reference Example 1 Cleaning charging roller 5j according to Reference Example 1 Primary transfer roller 6 according to Reference Example 1 Cleaning according to Reference Example 1 Blade 7d... Registration roller pair 8 according to Reference Example 1... Fixing device 9... Discharge roller 10 according to Reference Example 1... Discharge tray 11 according to Reference Example 1. 13 ... Paper discharge roller pair 14 according to Reference Example 1 ... Register sensor 15 according to Reference Example 1 ... Paper discharge guide 16 according to Reference Example 1 ... Waste toner box 19 according to Reference Example 1 ... The sheet feeding cassette 20 ... The sheet feeding cassette 21 according to the first embodiment ... The sheet feeding roller 22 according to the first embodiment ... The separation pad 23 according to the first embodiment ... The registration roller pair 24 according to the first embodiment ... Example 1 Transfer Law 25 ... Static elimination needle 26 according to the first embodiment ... Heating device 40 according to the first embodiment ... Belt drive roller 41 according to the reference example 1 ... Belt driven roller H according to the reference example 1 ... According to the reference example 1 Heater 101 ... Heater holder TH according to Reference Example 1 ... Thermistor 103 according to Reference Example 1 ... Fixing belt 104 according to Reference Example 1 ... Pressure roller 105 according to Reference Example 1 ... Entrance according to Reference Example 1 Guide 106 CPU according to Reference Example 1
107 ... Frame 108 according to Reference Example 1 ... Fixing flange 109 according to Reference Example 1 ... End holder 110 according to Reference Example 1 ... Fixing stay 111 according to Reference Example 1 ... Pressure according to Reference Example 1 Spring 112 ··· Pressure plate 113 according to Reference Example 1 ··· Contact point between fixing belt and fixing flange according to Reference Example 1

202 End holder 203 according to Example 1 Fixing film 204 according to Example 1 Pressure roller 205 according to Example 1 Pressure spring 300 according to Example 1 Conventional example Fixing flange 301... Conventional fixing belt 302. Conventional pressure roller 303. Conventional fixing flange 402. Conventional end holder 403. Reference example 2 fixing the film

Claims (1)

  1. 可撓性を有するスリーブ状の回転体と、前記回転体の内面に接触するヒーターと、前記回転体を介して前記ヒーターと共に圧接ニップ部を形成する加圧ローラと、前記圧接ニップ部の長手方向に関して前記回転体の端部に対向して設けられており前記回転体の前記長手方向への寄りを規制する規制部材と、を有し、前記圧接ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
    前記規制部材の前記回転体の端部が突き当たる規制面は前記圧接ニップ部の面と平行な仮想面で前記回転体を二等分した際の前記圧接ニップ部から遠いほうの領域に対向する領域のみに設けられており、前記規制面は前記圧接ニップ部に近くなるに連れて前記回転体の端部から離れるようにR形状となっていることを特徴とする像加熱装置。
    A sleeve-like rotating body having flexibility, a heater that contacts the inner surface of the rotating body, a pressure roller that forms a pressure nip with the heater via the rotating body, and a longitudinal direction of the pressure nip And a restricting member that is provided opposite to an end of the rotating body and restricts the longitudinal direction of the rotating body, and sandwiches and conveys a recording material that carries an image at the press-contact nip portion. In an image heating apparatus that heats while
    The restricting surface against which the end of the rotating member of the restricting member abuts is a region facing a region farther from the pressure nip when the rotating member is equally divided by a virtual plane parallel to the surface of the pressure nip. The image heating apparatus is characterized in that the restriction surface is formed in an R shape so as to move away from the end portion of the rotating body as the pressure contact nip portion approaches the pressure nip portion.
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