JP4396962B2

JP4396962B2 - Fixing device and image forming apparatus having the fixing device

Info

Publication number: JP4396962B2
Application number: JP2003074517A
Authority: JP
Inventors: 明子宮原; 敏明桧ケ谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP2004279980A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行駆動される無端状の定着ベルトと加圧手段とを有し、加熱された定着ベルトと、加圧手段との間に、定着すべきトナー像を担持した面が前記定着ベルトの表面に接する向きにして記録媒体を通過させる定着装置と、該定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体上にトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体に定着して記録画像を得る複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその複合機などとして構成される画像形成装置に、上記形式の定着装置を用いることは従来より周知である（例えば、特許文献１参照）。この形式の定着装置によれば、定着ローラよりも熱容量の小さな定着ベルトを用いることが可能であるため、その定着ベルトを迅速に加熱させることができ、定着装置の立ち上げ時間を短縮することができる。
【０００３】
ところが、この形式の定着装置においては、定着ベルトと加圧手段との間を搬送される記録媒体が、その加圧手段によって定着ベルトの表面に加圧されているものの、記録媒体が定着ベルト表面に密着することができず、記録媒体と定着ベルトとの間に微小な空隙（空気層）が存在する。このため、定着ベルトの熱が、トナー像の全体に亘って満遍なくゆきわたらず、トナー像の定着むらが発生するおそれがある。特に、記録媒体に波打ちができると、その記録媒体の全面が定着ベルト表面に密着することが困難となり、トナー像の定着むらが発生しやすくなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−７４００４号公報（第４−５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、記録媒体を定着ベルトの表面に従来よりも密着しやすくし、トナー像の定着むらの発生を効果的に抑えることのできる定着装置と、その定着装置を有する画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の定着装置において、前記定着ベルトの表面に記録媒体を静電的に密着させるべく、該定着ベルトを帯電させる帯電手段を設けると共に、記録媒体が定着ベルトと加圧手段との間を通る部分を加圧部、該記録媒体が定着ベルトから離れる部分を分離部、定着ベルトの移動方向に関して前記加圧部よりも下流側であって、前記分離部よりも上流側の定着ベルト部分をベルト中間部としたとき、該ベルト中間部の少なくとも一部を加熱するベルト加熱手段を設け、前記定着ベルトは、少なくとも入口側ローラと出口側ローラとに巻き掛けられて走行駆動され、前記加圧手段は、定着ベルトを介して入口側ローラに圧接し、該入口側ローラを加熱するローラ加熱手段を設け、前記定着ベルトは、その少なくとも一部が磁性体により構成され、前記ベルト加熱手段は、定着ベルトの磁性体に誘導電流を生じさせて該磁性体を発熱させるコイルを有し、前記入口側ローラは、その少なくとも一部が磁性体より成り、前記ローラ加熱手段は、入口側ローラの磁性体に誘導電流を生じさせて該磁性体を発熱させるコイルを有し、前記ベルト加熱手段のコイルと前記ローラ加熱手段のコイルとして、共通のコイルが用いられていることを特徴とする定着装置を提案する（請求項１）。
【００１８】
また、本発明は、上記目的を達成するため、記録媒体上にトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に定着して記録画像を得る画像形成装置において、前記トナー像を記録媒体に定着する定着装置として、請求項１に記載の定着装置が用いられていることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項２）。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明する。
【００２０】
図１は定着装置の一例を示す概略断面図であり、ここに示した定着装置１は、上側に配置された無端状の定着ベルト２と、その下側に位置する無端状の加圧ベルト３とを有している。定着ベルト２は、後述する記録媒体Ｐの搬送方向Ｃに対して上流側に位置する入口側ローラ４と、そのローラ４よりも下流側に位置する出口側ローラ５とに巻き掛けられている。また加圧ベルト３も加圧ローラ６と出口ローラ７とに巻き掛けられている。加圧ローラ６は加圧ベルト３と定着ベルト２とを介して入口側ローラ４に圧接し、出口ローラ７も、加圧ベルト３と定着ベルト２を介して出口側ローラ５に圧接している。
【００２１】
図示した例では、定着ベルト２が入口側と出口側の２つのローラ４，５に巻き掛けられているが、定着ベルト２をこれらのローラ以外のローラにも巻き掛けるように構成してもよい。
【００２２】
出口側ローラ５と出口ローラ７が図示していない駆動装置によりそれぞれ矢印方向に回転駆動されることにより、定着ベルト２と加圧ベルト３が矢印Ａ，Ｂで示した方向に、それぞれ実質的に同一の速度で走行駆動され、このとき入口側ローラ４と加圧ローラ６もそれぞれ矢印で示した方向に従動回転する。また、入口側ローラ４と出口側ローラ５との間の定着ベルト部分はベルト加熱手段８によって加熱され、入口側ローラ４は、その内部に設けられたローラ加熱手段９により加熱され、その入口側ローラ４に接する定着ベルト２が加熱される。このようにして定着ベルト２の全体が加熱される。加熱手段８，９の具体的な構成は後述する。
【００２３】
定着装置１は図示していない画像形成装置本体内に配置され、同じく画像形成装置本体内に配置された図示していない感光体上にトナー像が形成され、このトナー像が、例えば記録紙などから成る記録媒体Ｐに転写される。このようにして図１に示す如くトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐは、定着すべきトナー像Ｔを担持した面が定着ベルト２に接する向きにして、矢印Ａ，Ｂ方向に走行駆動された定着ベルト２と加圧ベルト３の間に矢印Ｃで示すように送り込まれる。次いで、その記録媒体Ｐは、これらベルト２，３に挟まれて搬送され、次いで一点鎖線で示し、かつ矢印Ｄを付して示すように両ベルトの間から排出される。このとき定着ベルト２は加熱手段８，９によって加熱されているので、記録媒体Ｐ上のトナー像が熱を受け、しかも記録媒体Ｐが両ベルト２，３の間に挟まれてトナー像が加圧される。このように、熱と圧力の作用によってトナー像が記録媒体上に定着される。両ベルト２，３の間を搬送された記録媒体Ｐは、所謂、曲率分離によって定着ベルト２の表面から分離され、両ベルト２，３を離れた記録媒体Ｐは図示していない排紙部に排出される。
【００２４】
上述の如く、加圧ローラ６は、加圧ベルト３と定着ベルト２を介して入口側ローラ４に圧接していて、加圧手段の一例を構成している。加圧手段が、回転する加圧ローラ６により構成されているのである。このように、本例の定着装置１は、走行駆動される無端状の定着ベルト２と加圧手段とを有していて、加熱された定着ベルト２と、加圧ローラ６より成る加圧手段との間に、定着すべきトナー像Ｔを担持した面が定着ベルト２の表面に直に接する向きにして記録媒体Ｐを通過させるように構成されている。加圧手段として加圧ローラ６を用いると、記録媒体Ｐを円滑かつ確実に搬送することができる。
【００２５】
ここで、従来のこの種の定着装置においては、前述のように記録媒体が加圧ローラによって定着ベルトの表面に対して加圧されてはいるが、その記録媒体と定着ベルトの表面との間に微小な空隙が存在し、これによってトナー像の定着むらが発生するおそれがあった。そこで、本例の定着装置１においては、定着ベルト２の表面に記録媒体Ｐを静電的に密着させるべく、その定着ベルト２を帯電させる帯電手段１０が設けられている。図に一例として示した帯電手段１０は、電源１１によって、プラス又はマイナス（図の例ではプラス）の電圧を印加される帯電ローラ１２を有しており、この帯電ローラ１２は、定着ベルト２の表面に当接し、又は近接して位置し、図示していない駆動装置により矢印方向に回転駆動され、又は定着ベルト２の表面の移動に従動して矢印方向に回転する。
【００２６】
かかる帯電ローラ１２により定着ベルト２の表面が帯電されるので、その定着ベルト２と加圧ベルト３の間に送り込まれた記録媒体Ｐは、そのトナー像Ｔが形成された側の面が定着ベルト２の表面に静電的に吸引されて密着する。このため、定着ベルト２の表面と記録媒体Ｐの表面との間の微小な空隙（空気層）を効果的に少なくすることができる。これにより、定着ベルト２の熱がトナー像の全体に亘って満遍なくゆきわたり、該トナー像が全体に亘って均一に記録媒体上に定着され、トナー像の定着むらの発生を阻止し、ないしは効果的に抑制することができ、定着後のトナー像の品質を高めることができる。
【００２７】
ここで、記録媒体Ｐが定着ベルト２と加圧手段（図１の例では加圧ローラ６）との間を通る部分を加圧部１３とし、記録媒体Ｐが定着ベルト２から離れる部分を分離部１４とすると共に、定着ベルト２の移動方向に関して、加圧部１３よりも下流側であって、分離部１４よりも上流側の定着ベルト部分をベルト中間部としたとき、記録媒体Ｐは、このベルト中間部を通過し、しかも先にも説明したように、このベルト中間部の少なくとも一部を加熱するベルト加熱手段８が設けられている。このベルト加熱手段としては各種形式の装置を用いることができるが、ここでは誘導加熱方式の加熱手段が採用されている。すなわち、このベルト加熱手段８は、少なくとも一部が、ＳＵＳ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの磁性体より成る加熱体１５と、その加熱体１５の磁性体に誘導電流を生じさせてその磁性体を発熱させるコイル１６とを有している。このコイル１６には高周波電流が流され、これによってコイル１６が発生する磁束の変化に伴い、加熱体１５の磁性体に誘導電流が生じ、ジュール熱が発生して加熱体１５が加熱される。この加熱体１５は定着ベルト２の内側面に接触しており、加熱体１５の発熱によって定着ベルト２が加熱される。またこの例では、定着ベルト２と加圧ベルト３は非磁性体より成り、例えばポリイミド（ＰＩ）やポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）などの耐熱性の樹脂によって、これらのベルト２，３が構成されている。また、定着ベルト２に弾性層（トナー像を均一に定着させるためのもの）や離型層（トナーが固着することを防止するもの）を設けてもよい。出口側ローラ５、出口ローラ７及び加圧ローラ６は非磁性体、例えばＡｌなどの非磁性の金属により構成することが好ましい。
【００２８】
また、本例の定着装置１においては、定着ベルト２が、少なくとも入口側ローラ４と出口側ローラ５とに巻き掛けられて走行駆動され、加圧ローラより成る加圧手段は、定着ベルト２を介して入口側ローラ４に圧接し、さらに入口側ローラ４を加熱するローラ加熱手段９が設けられている。また、入口側ローラ４は、その少なくとも一部が、例えばＳＵＳ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの磁性体より成り、ローラ加熱手段９は、入口側ローラ４の磁性体に誘導電流を生じさせて該磁性体を発熱させるコイル１７を有している。このように、本例の定着装置１においては、ローラ加熱手段９も誘導加熱方式の加熱手段として構成され、入口側ローラ４の内部に設けられたコイル１７へ高周波電流が流されると、そのコイル１７が発生する磁束の変化に伴って、入口側ローラ４の磁性体に誘導電流が生じ、ジュール熱が発生して入口側ローラ４が加熱され、これによって定着ベルト２が加熱される。
【００２９】
上述のように、本例の定着装置１においては、記録媒体Ｐが加圧部１３を通るとき、その記録媒体Ｐに担持されたトナー像が、ローラ加熱手段９により加熱された定着ベルト２により加熱され、次にその記録媒体Ｐが加圧部１３と分離部１４との間のベルト中間部を通るとき、該記録媒体上のトナー像が、ベルト加熱手段８により加熱された定着ベルト２により加熱される。このように記録媒体Ｐが定着装置１を通過するとき、トナー像に対し、２つの加熱手段９，８からの熱を順次付与し、そのトナー像に対して長い時間に亘って熱を与えるので、トナー像がその個々の加熱手段９，８から受ける熱量については、これを小さなものにすることができ、比較的低い温度でトナー像を確実に定着させることができ、定着装置の消費電力を低減させることができる。より具体的に示すと、例えば、記録媒体Ｐが加圧部１３を通るとき、これに担持されたトナーは、定着ベルト２から比較的低い温度の熱を与えられ、かつ加圧されて当該トナーが潰れた状態となる。次いで、その記録媒体Ｐが加熱体１５の部位を通過するときその記録媒体Ｐに担持されたトナーにさらに熱が加えられ、ここでそのトナーが溶融する。このように、記録媒体上のトナーに対し、長い時間をかけて熱を与えるので、比較的低い温度でトナー像を記録媒体上に定着することができる。しかも、この長い時間に亘ってトナーに熱を与える間、記録媒体Ｐは帯電手段１０によって帯電された定着ベルト２の表面に静電的に密着しているので、その定着効率を高めることができる。加熱体１５を、記録媒体の搬送方向にさらに長く形成して、トナーに対して熱を与える時間をさらに長くすれば、多数枚の記録媒体を連続して高速で通紙したときも、トナー像の定着不良の発生をより一層確実に防止することができる。
【００３０】
また、図１に示した定着装置１においては、加圧部１３と分離部１４との間の定着ベルト部分であるベルト中間部に接して搬送される記録媒体を、そのベルト中間部に対して加圧する加圧部材１８が設けられているので、記録媒体Ｐを定着ベルト２の表面により一層確実に密着させることができる。この加圧部材１８は、加圧ベルト３の内側面に接しており、例えばゴム又は樹脂などの非金属より成ると有利である。
【００３１】
さらに、図１に示した定着装置１においては、ベルト加熱手段８のコイル１６が、定着ベルト２の外部に配置されているので、定着ベルト２を交換する際、コイル１６を取り外す必要がなく、定着ベルト２の交換作業の簡素化と、その交換時間の短縮を達成できる。しかも加熱体１５を定着ベルト２の内側に配置すると、その加熱体１５の定着ベルト２を向いた側を効率よく加熱でき、その熱を定着ベルト２に効率よく伝えることができ、定着ベルト２の加熱効率を高めることができる。
【００３２】
ここで、図１に示した定着装置１のより具体的な例を説明すると、定着ベルト２をローラ４，５に巻き掛けてないフリー状態での定着ベルト２の直径は５７ｍｍであり、その定着ベルト２はＮｉ、シリコンゴム、ＰＦＡの３層から成る。この定着ベルト２の表面抵抗値は、１×１０^１２Ω以上であり、厚さは２４０μｍ（Ｎｉ：４０μｍ、シリコンゴム：１７０μｍ、ＰＦＡ：３０μｍ）である。入口側ローラ４、出口側ローラ５、加圧ローラ６の内径はそれぞれ３０ｍｍ、２３ｍｍ、４０ｍｍである。また帯電ローラ１２で定着ベルト２の表面に−１．５ＫＶ〜１．５ＫＶだけ印加して表面に電位を与えたところ、記録媒体を定着ベルト２の表面に密着して搬送することができた。線速は、１２５ｍｍ／ｓであった。搬送中に、コイル１６、コイル１７に高周波電流を流し、それぞれ３００Ｗ、７００Ｗで加熱したところ、記録媒体Ｐにトナー像を確実に定着させることができた。ここに示した数値は一例であり、ベルトやローラの寸法や材質を限定するものではない。
【００３３】
図２に示した定着装置１においては、図１に示した加圧ベルト３と加圧部材１８が設けられておらず、また加圧ローら６の代りに、回転することのない加圧パッド１９より成る加圧手段が設けられている。他の構成は図１に示した定着装置１と変わりはなく、図１と同じ構成の部分には、図１に付した符号と同じ符号を付してある。
【００３４】
加圧パッド１９は加圧ローラ６と異なり回転しないため、加圧ローラ６を用いた場合に必要であったギアなどの伝動手段が不要となり、その分、定着装置のコストを低減できる。加圧手段として加圧パッド１９を用いても、記録媒体Ｐは、帯電手段１０により帯電された定着ベルト２の表面に密着するので、記録媒体Ｐを確実に搬送することができる。
【００３５】
また、図１に示した加圧ベルト３が設けられていないので、これによっても定着装置１のコストを低減できる。しかも、加圧ベルトに熱が奪われることがないので、熱をより一層効率よく利用できる。さらに図１に示したように加圧ベルト３を設けると、その加圧ベルト３と定着ベルト２が走行しているとき、これらにわずかなずれ動きがあると、トナー像が乱されて異常画像となるおそれがあるが、図２に示した定着装置１においては、このような不具合が発生するおそれはない。
【００３６】
さらに、図２に示した定着装置には、図１に示した加圧部材１８が設けられておらず、従って加圧部１３と分離部１４との間のベルト中間部は、該ベルト中間部に対して記録媒体が加圧されることのない非加圧領域となっている。これにより、定着装置のコストを低減できる。しかも帯電手段１０により定着ベルト２を帯電して、記録媒体Ｐを定着ベルト２の表面に静電的に密着させるので、加圧部材１８が設けられていなくとも、トナー像を記録媒体上に効率よく定着することができる。
【００３７】
図３に示した定着装置１は、図２に示した定着装置における加圧パッド１９の代りに、加圧ローラ６より成る加圧手段が用いられ、しかも図２に示した加熱体１５が設けられていない。その代わりに、定着ベルト２の少なくとも一部が、磁性体により構成され、ベルト加熱手段８が、定着ベルト２の磁性体に誘導電流を生じさせて該磁性体を発熱させるコイル１６を有している。コイル１６に高周波電流が流され、これによりコイル１６が発生する磁束の変化に伴い、定着ベルト２の磁性体に誘導電流が生じ、ジュール熱が発生して定着ベルト自体が加熱される。これにより、定着ベルト２を所定の温度に加熱するまでの時間を短縮でき、定着ベルト２の立ち上げ時間を短くすることができる。図３に示した定着装置の他の構成は図２に示した定着装置と変りはなく、同じ部分には同一の符号を付してある。
【００３８】
図４に示した定着装置においては、コイル１６が定着ベルト２の内側に配置され、ローラ加熱手段９が、通電により発熱するヒータ２０、例えばハロゲンヒータにより構成され、このヒータ２０が入口側ローラ４の内側に配置されている。入口側ローラ４は磁性体であっても非磁性体であってもよい。他の構成は図３に示した定着装置と変りはなく、同一部分には同じ符号を付してある。
【００３９】
ローラ加熱手段としてヒータ２０を用いることにより、そのコストを低減できる。
【００４０】
図５に示した定着装置においては、ベルト加熱手段８のコイルとローラ加熱手段９のコイルとして、共通のコイル２１が用いられている。コイル２１が定着ベルト２と入口側ローラ４を共に加熱する用をなすのである。このコイル２１は定着ベルト２の内側に配置されている。他の構成は、図３に示した定着装置と変りはなく、同一の部分には同一の符号を付してある。図５に示した定着装置においては、コイルを共通化することにより、コイルの数を減らして、定着装置のコスト低減を達成できる。
【００４１】
以上説明した各構成の定着装置１は、いずれもトナー像を記録媒体に定着するものであり、かかる定着装置は、記録媒体上にトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に定着して記録画像を得る画像形成装置であれば、いずれの形式の画像形成装置にも採用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、従来よりも確実に記録媒体を定着ベルトの表面に密着させることができ、トナー像の定着むらの発生を効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定着装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】定着装置の他の例を示す概略断面図である。
【図３】定着装置のさらに他の例を示す概略断面図である。
【図４】定着装置のさらに別の例を示す概略断面図である。
【図５】定着装置のさらに他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１定着装置
２定着ベルト
４入口側ローラ
５出口側ローラ
６加圧ローラ
８ベルト加熱手段
９ローラ加熱手段
１０帯電手段
１３加圧部
１４分離部
１５加熱体
１６，１７，２１コイル
１８加圧部材
２０ヒータ
Ｐ記録媒体
Ｔトナー像[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes an endless fixing belt that is driven to travel and a pressure unit, and a surface carrying a toner image to be fixed is disposed between the heated fixing belt and the pressure unit. The present invention relates to a fixing device that allows a recording medium to pass in a direction in contact with the surface of the image forming apparatus, and an image forming apparatus having the fixing device.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus configured as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, which forms a toner image on a recording medium and fixes the toner image to the recording medium to obtain a recorded image. The use is well known (see, for example, Patent Document 1). According to this type of fixing device, since it is possible to use a fixing belt having a smaller heat capacity than the fixing roller, the fixing belt can be heated quickly and the start-up time of the fixing device can be shortened. it can.
[0003]
However, in this type of fixing device, although the recording medium conveyed between the fixing belt and the pressurizing means is pressed against the surface of the fixing belt by the pressurizing means, the recording medium is the surface of the fixing belt. And a minute gap (air layer) exists between the recording medium and the fixing belt. For this reason, the heat of the fixing belt is not uniformly distributed over the entire toner image, and there is a possibility that uneven fixing of the toner image occurs. In particular, if the recording medium can be wavy, it becomes difficult for the entire surface of the recording medium to be in close contact with the surface of the fixing belt, and uneven fixing of the toner image is likely to occur.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-74004 (page 4-5, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing device capable of making a recording medium more easily adhered to the surface of a fixing belt than in the past and effectively suppressing the occurrence of uneven fixing of a toner image, and an image forming apparatus having the fixing device. It is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a charging device for charging the fixing belt in order to electrostatically adhere the recording medium to the surface of the fixing belt in the fixing device of the type described at the beginning. A portion where the recording medium passes between the fixing belt and the pressing means is a pressing portion, a portion where the recording medium is separated from the fixing belt is a separation portion, and a downstream side of the pressing portion with respect to the moving direction of the fixing belt. And a belt heating means for heating at least a part of the belt intermediate portion when the fixing belt portion upstream of the separation portion is a belt intermediate portion, and the fixing belt includes at least an inlet side roller and an outlet side roller The pressure means is provided with roller heating means that presses the inlet side roller through the fixing belt and heats the inlet side roller, and the fixing belt. And at least a part thereof is made of a magnetic material, and the belt heating means has a coil for generating an induced current in the magnetic material of the fixing belt to generate heat, and the inlet side roller has at least one of the coils. The roller heating means has a coil for generating an induced current in the magnetic body of the entrance side roller to generate heat of the magnetic body, the coil of the belt heating means and the coil of the roller heating means The fixing device is characterized in that a common coil is used (claim 1).
[0018]
In order to achieve the above object, according to the present invention, an image forming apparatus for forming a toner image on a recording medium and fixing the toner image to the recording medium to obtain a recorded image fixes the toner image to the recording medium. An image forming apparatus is proposed in which the fixing device according to claim 1 is used as the fixing device.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a fixing device. The fixing device 1 shown here includes an endless fixing belt 2 disposed on the upper side and an endless pressure belt 3 positioned on the lower side. And have. The fixing belt 2 is wound around an inlet side roller 4 positioned on the upstream side with respect to the conveyance direction C of the recording medium P, which will be described later, and an outlet side roller 5 positioned on the downstream side of the roller 4. The pressure belt 3 is also wound around the pressure roller 6 and the outlet roller 7. The pressure roller 6 is in pressure contact with the inlet side roller 4 through the pressure belt 3 and the fixing belt 2, and the outlet roller 7 is also in pressure contact with the outlet side roller 5 through the pressure belt 3 and the fixing belt 2. .
[0021]
In the illustrated example, the fixing belt 2 is wound around the two rollers 4 and 5 on the inlet side and the outlet side, but the fixing belt 2 may be wound around rollers other than these rollers. .
[0022]
The exit side roller 5 and the exit roller 7 are driven to rotate in the direction of the arrow by a driving device (not shown), so that the fixing belt 2 and the pressure belt 3 are substantially in the directions indicated by the arrows A and B, respectively. Driven and driven at the same speed, the inlet side roller 4 and the pressure roller 6 are also rotated in the directions indicated by the arrows. Further, the fixing belt portion between the entrance side roller 4 and the exit side roller 5 is heated by the belt heating means 8, and the entrance side roller 4 is heated by the roller heating means 9 provided therein, and the entrance side roller 4 is heated. The fixing belt 2 in contact with the roller 4 is heated. In this way, the entire fixing belt 2 is heated. The specific configuration of the heating means 8 and 9 will be described later.
[0023]
The fixing device 1 is arranged in an image forming apparatus main body (not shown), and a toner image is formed on a photoconductor (not shown) that is also arranged in the image forming apparatus main body. Is transferred to a recording medium P. As shown in FIG. 1, the recording medium P carrying the toner image T is driven to run in the directions of arrows A and B with the surface carrying the toner image T to be fixed in contact with the fixing belt 2. It is fed between the fixing belt 2 and the pressure belt 3 as indicated by an arrow C. Next, the recording medium P is conveyed while being sandwiched between the belts 2 and 3, and is then discharged from between both belts as indicated by a one-dot chain line and indicated by an arrow D. At this time, since the fixing belt 2 is heated by the heating means 8 and 9, the toner image on the recording medium P receives heat, and the recording medium P is sandwiched between the belts 2 and 3 to add the toner image. Pressed. Thus, the toner image is fixed on the recording medium by the action of heat and pressure. The recording medium P conveyed between the belts 2 and 3 is separated from the surface of the fixing belt 2 by so-called curvature separation, and the recording medium P separated from the belts 2 and 3 is placed on a paper discharge unit (not shown). Discharged.
[0024]
As described above, the pressure roller 6 is in pressure contact with the inlet side roller 4 via the pressure belt 3 and the fixing belt 2 and constitutes an example of a pressure unit. The pressure means is constituted by a rotating pressure roller 6. As described above, the fixing device 1 of the present example includes the endless fixing belt 2 that is driven and the pressure unit, and the pressure unit that includes the heated fixing belt 2 and the pressure roller 6. In between, the surface carrying the toner image T to be fixed is configured to pass the recording medium P in a direction in which the surface directly contacts the surface of the fixing belt 2. When the pressure roller 6 is used as the pressure means, the recording medium P can be smoothly and reliably conveyed.
[0025]
Here, in this type of conventional fixing device, the recording medium is pressed against the surface of the fixing belt by the pressure roller as described above, but between the recording medium and the surface of the fixing belt. There is a possibility that unevenness of the toner image may occur due to the presence of minute voids. Therefore, in the fixing device 1 of this example, a charging unit 10 for charging the fixing belt 2 is provided so that the recording medium P is electrostatically adhered to the surface of the fixing belt 2. The charging means 10 shown as an example in the figure has a charging roller 12 to which a positive or negative (positive in the example in the figure) voltage is applied by a power source 11. It is in contact with or close to the surface and is driven to rotate in the direction of the arrow by a driving device (not shown) or rotated in the direction of the arrow following the movement of the surface of the fixing belt 2.
[0026]
Since the surface of the fixing belt 2 is charged by the charging roller 12, the recording medium P sent between the fixing belt 2 and the pressure belt 3 has the surface on the side where the toner image T is formed on the fixing belt. 2 is electrostatically attracted and adhered to the surface. For this reason, a minute gap (air layer) between the surface of the fixing belt 2 and the surface of the recording medium P can be effectively reduced. As a result, the heat of the fixing belt 2 is uniformly distributed over the entire toner image, and the toner image is uniformly fixed on the recording medium throughout the entire image, thereby preventing the occurrence of uneven fixing of the toner image or the effect. Therefore, the quality of the toner image after fixing can be improved.
[0027]
Here, the portion where the recording medium P passes between the fixing belt 2 and the pressure means (the pressure roller 6 in the example of FIG. 1) is a pressing portion 13, and the portion where the recording medium P is separated from the fixing belt 2 is separated. When the fixing belt portion on the downstream side of the pressurizing unit 13 and upstream of the separating unit 14 is used as the belt intermediate portion with respect to the moving direction of the fixing belt 2, the recording medium P is A belt heating means 8 is provided that passes through the belt intermediate portion and heats at least a part of the belt intermediate portion as described above. As this belt heating means, various types of apparatuses can be used, but here, an induction heating type heating means is employed. That is, the belt heating means 8 includes at least a part of a heating body 15 made of a magnetic material such as SUS, Fe, Ni, Co, and the like, and an induced current is generated in the magnetic body of the heating body 15 so that the magnetic body is And a coil 16 for generating heat. A high-frequency current is passed through the coil 16, whereby an induction current is generated in the magnetic body of the heating body 15 in accordance with a change in magnetic flux generated by the coil 16, and Joule heat is generated to heat the heating body 15. The heating body 15 is in contact with the inner surface of the fixing belt 2, and the fixing belt 2 is heated by the heat generated by the heating body 15. In this example, the fixing belt 2 and the pressure belt 3 are made of a non-magnetic material. For example, these belts 2 and 3 are made of a heat-resistant resin such as polyimide (PI) or polybenzimidazole (PBI). Yes. The fixing belt 2 may be provided with an elastic layer (for fixing the toner image uniformly) and a release layer (for preventing the toner from sticking). The exit side roller 5, the exit roller 7 and the pressure roller 6 are preferably made of a nonmagnetic material, for example, a nonmagnetic metal such as Al.
[0028]
Further, in the fixing device 1 of the present example, the fixing belt 2 is wound and driven around at least the entrance-side roller 4 and the exit-side roller 5, and the pressurizing means including the pressurizing roller causes the fixing belt 2 to move. A roller heating means 9 is provided in pressure contact with the inlet side roller 4 and heating the inlet side roller 4. Further, at least a part of the entrance side roller 4 is made of a magnetic material such as SUS, Fe, Ni, or Co, and the roller heating means 9 generates an induced current in the magnetic material of the entrance side roller 4 to A coil 17 for generating heat from the magnetic material is provided. As described above, in the fixing device 1 of this example, the roller heating unit 9 is also configured as an induction heating type heating unit, and when a high frequency current flows through the coil 17 provided inside the entrance side roller 4, the coil is heated. Along with the change in the magnetic flux generated by 17, the induced current is generated in the magnetic material of the entrance side roller 4, Joule heat is generated, the entrance side roller 4 is heated, and the fixing belt 2 is thereby heated.
[0029]
As described above, in the fixing device 1 of this example, when the recording medium P passes through the pressure unit 13, the toner image carried on the recording medium P is heated by the fixing belt 2 heated by the roller heating unit 9. When the recording medium P is heated and then passes through the intermediate portion of the belt between the pressure unit 13 and the separation unit 14, the toner image on the recording medium is transferred by the fixing belt 2 heated by the belt heating means 8. Heated. As described above, when the recording medium P passes through the fixing device 1, heat from the two heating units 9 and 8 is sequentially applied to the toner image, and heat is applied to the toner image for a long time. The amount of heat that the toner image receives from the individual heating means 9 and 8 can be made small, and the toner image can be reliably fixed at a relatively low temperature, and the power consumption of the fixing device can be reduced. Can be reduced. More specifically, for example, when the recording medium P passes through the pressurizing unit 13, the toner carried on the recording medium P is given heat of a relatively low temperature from the fixing belt 2 and is pressurized to be applied to the toner. Will be crushed. Next, when the recording medium P passes through the portion of the heating body 15, heat is further applied to the toner carried on the recording medium P, where the toner melts. Thus, since heat is applied to the toner on the recording medium over a long time, the toner image can be fixed on the recording medium at a relatively low temperature. Moreover, since the recording medium P is electrostatically in close contact with the surface of the fixing belt 2 charged by the charging means 10 while the toner is heated for such a long time, the fixing efficiency can be increased. . If the heating member 15 is formed longer in the conveyance direction of the recording medium and the time for applying heat to the toner is further increased, the toner image can be obtained even when a large number of recording media are continuously fed at high speed. It is possible to more reliably prevent the occurrence of fixing failure.
[0030]
Further, in the fixing device 1 shown in FIG. 1, a recording medium conveyed in contact with a belt intermediate portion that is a fixing belt portion between the pressure unit 13 and the separation unit 14 is transferred to the belt intermediate portion. Since the pressurizing member 18 for pressurization is provided, the recording medium P can be more closely attached to the surface of the fixing belt 2. The pressure member 18 is in contact with the inner surface of the pressure belt 3 and is preferably made of a nonmetal such as rubber or resin.
[0031]
Further, in the fixing device 1 shown in FIG. 1, the coil 16 of the belt heating unit 8 is disposed outside the fixing belt 2, so that it is not necessary to remove the coil 16 when replacing the fixing belt 2. The replacement work of the fixing belt 2 can be simplified and the replacement time can be shortened. In addition, when the heating body 15 is disposed inside the fixing belt 2, the side of the heating body 15 facing the fixing belt 2 can be efficiently heated, and the heat can be efficiently transmitted to the fixing belt 2. Heating efficiency can be increased.
[0032]
Here, a more specific example of the fixing device 1 shown in FIG. 1 will be described. The diameter of the fixing belt 2 in a free state in which the fixing belt 2 is not wound around the rollers 4 and 5 is 57 mm. The belt 2 is composed of three layers of Ni, silicon rubber, and PFA. The surface resistance of the fixing belt 2 is 1 × 10 ¹² Ω or more, and the thickness is 240 μm (Ni: 40 μm, silicon rubber: 170 μm, PFA: 30 μm). The inner diameters of the inlet side roller 4, the outlet side roller 5, and the pressure roller 6 are 30 mm, 23 mm, and 40 mm, respectively. When the charging roller 12 applied a voltage of −1.5 KV to 1.5 KV to the surface of the fixing belt 2 to apply a potential to the surface, the recording medium could be conveyed in close contact with the surface of the fixing belt 2. The linear velocity was 125 mm / s. During conveyance, a high-frequency current was passed through the coil 16 and the coil 17 and heated at 300 W and 700 W, respectively. As a result, the toner image could be reliably fixed on the recording medium P. The numerical values shown here are merely examples, and the dimensions and materials of the belts and rollers are not limited.
[0033]
In the fixing device 1 shown in FIG. 2, the pressure belt 3 and the pressure member 18 shown in FIG. 1 are not provided, and a pressure pad that does not rotate is used instead of the pressure roller 6. A pressurizing means 19 is provided. The other configurations are the same as those of the fixing device 1 shown in FIG. 1, and the same reference numerals as those in FIG.
[0034]
Since the pressure pad 19 does not rotate unlike the pressure roller 6, transmission means such as a gear that is necessary when the pressure roller 6 is used becomes unnecessary, and the cost of the fixing device can be reduced correspondingly. Even when the pressure pad 19 is used as the pressure unit, the recording medium P is in close contact with the surface of the fixing belt 2 charged by the charging unit 10, so that the recording medium P can be reliably conveyed.
[0035]
Further, since the pressure belt 3 shown in FIG. 1 is not provided, the cost of the fixing device 1 can also be reduced. In addition, since heat is not taken away by the pressure belt, heat can be used more efficiently. Further, when the pressure belt 3 is provided as shown in FIG. 1, when the pressure belt 3 and the fixing belt 2 are running, if there is a slight shift between them, the toner image is disturbed and an abnormal image is displayed. However, in the fixing device 1 shown in FIG. 2, there is no possibility that such a problem occurs.
[0036]
Further, the fixing device shown in FIG. 2 is not provided with the pressing member 18 shown in FIG. 1, so that the belt intermediate portion between the pressing portion 13 and the separating portion 14 is the belt intermediate portion. In contrast, this is a non-pressurized area where the recording medium is not pressurized. Thereby, the cost of the fixing device can be reduced. In addition, since the fixing belt 2 is charged by the charging unit 10 and the recording medium P is electrostatically adhered to the surface of the fixing belt 2, the toner image can be efficiently transferred onto the recording medium even if the pressing member 18 is not provided. Can be well fixed.
[0037]
In the fixing device 1 shown in FIG. 3, a pressure unit comprising a pressure roller 6 is used in place of the pressure pad 19 in the fixing device shown in FIG. 2, and the heating body 15 shown in FIG. 2 is provided. It is not done. Instead, at least a part of the fixing belt 2 is made of a magnetic material, and the belt heating unit 8 includes a coil 16 that generates an induced current in the magnetic material of the fixing belt 2 to generate heat. Yes. A high-frequency current is passed through the coil 16, whereby an induction current is generated in the magnetic body of the fixing belt 2 with a change in magnetic flux generated by the coil 16, Joule heat is generated, and the fixing belt itself is heated. As a result, the time required to heat the fixing belt 2 to a predetermined temperature can be shortened, and the start-up time of the fixing belt 2 can be shortened. The other configuration of the fixing device shown in FIG. 3 is the same as that of the fixing device shown in FIG. 2, and the same portions are denoted by the same reference numerals.
[0038]
In the fixing device shown in FIG. 4, the coil 16 is disposed inside the fixing belt 2, and the roller heating means 9 is composed of a heater 20 that generates heat when energized, for example, a halogen heater. It is arranged inside. The entrance side roller 4 may be a magnetic material or a non-magnetic material. Other configurations are the same as those of the fixing device shown in FIG. 3, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0039]
By using the heater 20 as the roller heating means, the cost can be reduced.
[0040]
In the fixing device shown in FIG. 5, a common coil 21 is used as the coil of the belt heating unit 8 and the roller heating unit 9. The coil 21 serves to heat both the fixing belt 2 and the entrance side roller 4. The coil 21 is disposed inside the fixing belt 2. Other configurations are the same as those of the fixing device shown in FIG. 3, and the same portions are denoted by the same reference numerals. In the fixing device shown in FIG. 5, by using a common coil, the number of coils can be reduced and the cost of the fixing device can be reduced.
[0041]
Each of the fixing devices 1 having each configuration described above fixes a toner image on a recording medium. The fixing device forms a toner image on the recording medium and fixes the toner image on the recording medium. Any image forming apparatus that obtains a recorded image can be employed in any type of image forming apparatus.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, the recording medium can be brought into close contact with the surface of the fixing belt more reliably than before, and the occurrence of uneven fixing of the toner image can be effectively suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a fixing device.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of a fixing device.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing still another example of the fixing device.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another example of the fixing device.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing still another example of the fixing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing device 2 Fixing belt 4 Inlet side roller 5 Outlet side roller 6 Pressure roller 8 Belt heating means 9 Roller heating means 10 Charging means 13 Pressurizing part 14 Separating part 15 Heating body 16, 17, 21 Coil 18 Pressing member 20 Heater P Recording medium T Toner image

Claims

A surface having a toner image to be fixed is in contact with the surface of the fixing belt between the heated fixing belt and the pressure unit. In the fixing device for passing the recording medium in a direction, a charging means for charging the fixing belt is provided in order to electrostatically adhere the recording medium to the surface of the fixing belt. A portion passing through the pressure belt, a portion where the recording medium separates from the fixing belt, a separation portion, and a downstream side of the pressure portion with respect to the moving direction of the fixing belt, and an upstream side of the separation portion. When the fixing belt portion is a belt intermediate portion, belt heating means for heating at least a part of the belt intermediate portion is provided, and the fixing belt is wound around at least an inlet side roller and an outlet side roller. The pressurizing means is provided with roller heating means that presses the inlet side roller via the fixing belt and heats the inlet side roller, and at least a part of the fixing belt is made of a magnetic material. The belt heating means has a coil for generating an induced current in the magnetic material of the fixing belt to generate heat, and the entrance side roller is at least partially made of a magnetic material. Has a coil that generates an induced current in the magnetic material of the entrance side roller to generate heat, and a common coil is used as the coil of the belt heating unit and the coil of the roller heating unit. A fixing device characterized by the above.

The fixing device according to claim 1, wherein the toner image is formed on a recording medium, and the toner image is fixed on the recording medium to obtain a recorded image. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device fixes the toner image on the recording medium. An image forming apparatus characterized in that is used.