JP4655848B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関し、より詳しくは回動可能なベルト部材を備えた定着装置等に関する。   The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus using, for example, an electrophotographic method, and more particularly to a fixing device including a rotatable belt member.

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、次のように画像形成が行われる。まず、例えばドラム状に形成された感光体(感光体ドラム)の表面が帯電装置によって一様に帯電される。帯電された感光体ドラムは、画像情報に基づいて制御された光により走査露光され、その表面に静電潜像が形成される。続いて、感光体ドラム上に形成された静電潜像は現像装置により可視像(トナー像)化され、その後、トナー像は感光体ドラムの回転に伴って転写部まで搬送されて、記録紙上に静電転写される。そして、記録紙上に担持されたトナー像は定着装置によって定着処理が施されて、トナー画像が完成する。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, image formation is performed as follows. First, for example, the surface of a photosensitive member (photosensitive drum) formed in a drum shape is uniformly charged by a charging device. The charged photosensitive drum is scanned and exposed with light controlled based on the image information, and an electrostatic latent image is formed on the surface thereof. Subsequently, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum is made a visible image (toner image) by the developing device, and then the toner image is conveyed to the transfer unit along with the rotation of the photosensitive drum to be recorded. Electrostatic transfer on paper. The toner image carried on the recording paper is subjected to a fixing process by a fixing device to complete the toner image.

かかる画像形成装置に用いられる定着装置としては、2ロール方式と呼ばれる構成が従来より広く一般に利用されている。この2ロール方式の定着装置は、内部に発熱源(ヒータ)が配設された円筒状の芯金の表面に、耐熱性弾性層と離型層とが積層されて形成された定着ロールと、芯金に耐熱性弾性層と耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層とが積層されて形成された加圧ロールとが互いに圧接されて構成されている。そして、定着ロールと加圧ロールとの圧接領域(ニップ部)に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させ、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことにより、トナー像を定着している。   As a fixing device used in such an image forming apparatus, a configuration called a two-roll system has been widely used in general. The two-roll fixing device includes a fixing roll formed by laminating a heat-resistant elastic layer and a release layer on the surface of a cylindrical metal core having a heat source (heater) disposed therein, A pressure roll formed by laminating a heat-resistant elastic layer and a release layer made of a heat-resistant resin film or a heat-resistant rubber film on a metal core is configured to be in pressure contact with each other. Then, the recording paper carrying the unfixed toner image is passed through the pressure contact area (nip portion) between the fixing roll and the pressure roll, and the toner image is heated and pressed against the unfixed toner image. Is firmly established.

ところで、近年、画像形成装置では、高生産性化やカラー化が急速に進展するとともに、両面印刷機構を備えたものも多く普及するに至っている。そのため、画像形成装置に搭載される定着装置においても、高速化への対応を一段と進める必要が生じている。
ところが、従来の2ロール方式の定着装置は、高速で連続して送られてくる多数枚の記録紙に対しては、充分な定着処理を行うことが困難であるという問題を有している。すなわち、2ロール方式の定着装置においては、定着ロールを構成する芯金や芯金に被覆されたシリコーンゴム等からなる弾性層等が熱的抵抗体として作用する。そのため、2ロール方式の定着装置では、記録紙が定着ロールの表面から奪う熱量に対応した熱量を、定着ロールの内部に配置したヒータから即応的に、かつ充分に供給することが構造的に難しい。
その結果、2ロール方式の定着装置に高速で連続して記録紙が送られると、定着ロールの表面温度が漸次低下し、次第に定着性能が低下するという不都合が生じる。また、画像形成装置の立ち上がり時において、定着ロールの表面温度が一時的に落ち込む所謂「温度ドループ現象」が発生し易くなる。特に、記録紙として熱容量の大きい厚紙等が使用される場合には、定着ロールの表面から奪われる熱量が大きくなるので、定着性能の低下や温度ドループが大きくなり、定着不良に基づく画像品質の劣化を生じさせることとなる。
By the way, in recent years, high productivity and colorization have rapidly progressed in image forming apparatuses, and many apparatuses having a double-sided printing mechanism have become widespread. Therefore, it is necessary to further cope with the high speed in the fixing device mounted on the image forming apparatus.
However, the conventional two-roll type fixing device has a problem that it is difficult to perform a sufficient fixing process on a large number of recording sheets continuously fed at a high speed. That is, in the two-roll type fixing device, a core metal constituting the fixing roll, an elastic layer made of silicone rubber coated on the core metal, or the like acts as a thermal resistor. Therefore, in the two-roll type fixing device, it is structurally difficult to supply the heat corresponding to the amount of heat taken by the recording paper from the surface of the fixing roll promptly and sufficiently from the heater arranged inside the fixing roll. .
As a result, when the recording paper is continuously fed to the two-roll type fixing device at a high speed, the surface temperature of the fixing roll gradually decreases and the fixing performance gradually decreases. In addition, when the image forming apparatus starts up, a so-called “temperature droop phenomenon” in which the surface temperature of the fixing roll temporarily drops tends to occur. In particular, when thick paper with a large heat capacity is used as recording paper, the amount of heat taken away from the surface of the fixing roll increases, so that the fixing performance decreases and the temperature droop increases, resulting in image quality deterioration due to poor fixing. Will be generated.

かかる状況から、2ロール方式の定着装置を用いた場合に生じる上記した問題点を解消し、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現する技術が開発されている。例えば、記録紙を加熱する加熱部材が、複数の張架ロールによって張架されたフィルム状のベルト部材(定着ベルト)で構成された定着装置に関する技術が存在する(例えば、特許文献1参照)。
このような定着ベルトを用いた定着装置では、ニップ部に進入する前に予め張架ロール内に配設されたヒータによって定着ベルトを充分に加熱しておき、ニップ部においては加熱された定着ベルトから記録紙およびトナー像に熱を加えることでトナー像を定着している。そのため、定着ベルトが定着処理の間に記録紙によって熱を奪われても、定着ベルト自体の熱容量が小さいことから、定着ベルトは張架ロール内のヒータにより短時間で所定の定着可能温度まで回復させることが可能である。それにより、加熱部材として定着ベルトを用いた定着装置では、ニップ部内に進入する際の定着ベルトの温度を所定値に維持することが容易となり、画像形成装置が高速化されても、ニップ部に充分な熱量を供給することが可能である。
Under such circumstances, a technique has been developed that solves the above-described problems that occur when a two-roll type fixing device is used, and realizes a fixing device that can cope with higher speed of the image forming apparatus. For example, there is a technique related to a fixing device in which a heating member that heats recording paper is configured by a film-like belt member (fixing belt) stretched by a plurality of stretching rolls (see, for example, Patent Document 1).
In such a fixing device using a fixing belt, the fixing belt is sufficiently heated by a heater provided in advance in the stretching roll before entering the nip portion, and the fixing belt heated in the nip portion is heated. The toner image is fixed by applying heat to the recording paper and the toner image. Therefore, even if the fixing belt is deprived of heat by the recording paper during the fixing process, since the heat capacity of the fixing belt itself is small, the fixing belt is recovered to a predetermined fixing temperature in a short time by the heater in the stretching roll. It is possible to make it. Accordingly, in the fixing device using the fixing belt as the heating member, it becomes easy to maintain the temperature of the fixing belt when entering the nip portion at a predetermined value, and even if the image forming apparatus is speeded up, It is possible to supply a sufficient amount of heat.

しかし、定着ベルトを用いた定着装置においても、記録紙の表面にはトナー像が担持されているため、定着ベルトの熱によってトナー像が溶融した際に、トナー像が接着剤となって記録紙と定着ベルトとの間に付着力が作用する。そのため、従来の2ロール方式の定着装置と同様に、定着ベルト表面から記録紙を剥離する機構を設ける必要がある。特に、画像形成装置の高速化が図られた場合には、定着装置において一旦剥離不良が生じて紙詰まり(ジャム)が生じると、その影響を受けて損傷する後続の記録紙の枚数も多くなることから、ニップ部を高速で通過した記録紙を定着ベルト側から安定的かつ確実に剥離する必要がある。   However, even in a fixing device using a fixing belt, since a toner image is carried on the surface of the recording paper, when the toner image is melted by the heat of the fixing belt, the toner image becomes an adhesive and becomes a recording paper. Adhesive force acts between the toner and the fixing belt. Therefore, it is necessary to provide a mechanism for peeling the recording paper from the surface of the fixing belt as in the conventional two-roll type fixing device. In particular, when the speed of the image forming apparatus is increased, if a separation failure occurs once in the fixing device and a paper jam occurs, the number of subsequent recording papers damaged by the influence increases. For this reason, it is necessary to stably and reliably peel the recording paper that has passed through the nip portion at a high speed from the fixing belt side.

記録紙を定着ベルト表面から剥離する機構としては、上記した特許文献1に記載されたように、従来よりニップ部の下流側に定着ベルトに当接して分離爪を配設する構成が用いられている。また、定着ロールと加熱ロールとに張架された定着ベルトに対して加圧ロールが圧接して配設された構成の定着装置においては、ニップ部の出口部(最下流部)に対応した位置の定着ベルトの内側に、かかる出口部における定着ベルトの曲率を大きく設定するための固定部材を設け、定着ベルトの曲率の変化により記録紙を剥離する構成も用いられる(例えば、特許文献2参照)。   As a mechanism for separating the recording paper from the surface of the fixing belt, as described in Patent Document 1 described above, a structure in which a separation claw is disposed in contact with the fixing belt on the downstream side of the nip portion is conventionally used. Yes. In a fixing device having a configuration in which a pressure roll is disposed in pressure contact with a fixing belt stretched between a fixing roll and a heating roll, a position corresponding to an outlet portion (the most downstream portion) of the nip portion A fixing member for setting a large curvature of the fixing belt at the outlet is provided inside the fixing belt, and the recording paper is peeled off by changing the curvature of the fixing belt (see, for example, Patent Document 2). .

ところが、定着ベルトを用いた定着装置において、記録紙を定着ベルト表面から剥離する機構として分離爪を用いる場合には、記録紙を定着ベルト側から安定的に剥離するために、分離爪を定着ベルトに当接させて配設する必要がある。そのために、分離爪を用いた場合には、定着ベルト表面は分離爪によって磨耗され易くなる。そして、定着ベルト表面に分離爪による磨耗が生じると、定着画像上に定着ベルト表面の磨耗痕に対応した定着ムラが発生して画像品質を低下させる場合がある。また、磨耗痕上にオフセットしたトナーが次第に付着堆積して、定着画像上に汚れを生じさせることもある。さらには、定着ベルト表面の磨耗が進んだ場合には、薄層の定着ベルトは最終的に破断にまで至り、定着装置の機能が損なわれるおそれもある。そのため、定着ベルトを用いた定着装置では、分離爪のような当接部材を必要としない、曲率分離による剥離機構が最適である。   However, in a fixing device using a fixing belt, when a separation claw is used as a mechanism for separating the recording paper from the surface of the fixing belt, the separation claw is attached to the fixing belt in order to stably peel the recording paper from the fixing belt side. It is necessary to be disposed in contact with the. Therefore, when the separation claw is used, the surface of the fixing belt is easily worn by the separation claw. If wear due to the separation claw occurs on the surface of the fixing belt, fixing unevenness corresponding to the wear mark on the surface of the fixing belt may occur on the fixed image, which may deteriorate the image quality. Further, the offset toner may gradually adhere to and accumulate on the wear scar, causing stain on the fixed image. Furthermore, when the surface of the fixing belt progresses, the thin-layer fixing belt eventually breaks, and the function of the fixing device may be impaired. Therefore, in a fixing device using a fixing belt, a separation mechanism based on curvature separation that does not require a contact member such as a separation claw is optimal.

特開平3−133871号公報(第4頁、図3)JP-A-3-133871 (page 4, FIG. 3) 特開2003−5566号公報(第6−8頁、図4)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-5566 (page 6-8, FIG. 4)

しかしながら、記録紙を定着ベルト表面から剥離する機構として曲率分離を用いる場合には、上述したように、定着ベルトの曲率を大きく屈曲させるための剥離部材をニップ部の出口部側に設けることが必要となる。それにより、定着ベルトが加圧ロールをラップする領域が広く形成されることとなり、記録紙への熱の供給を充分に行うことが可能となる反面、定着ベルトから加圧ロールに伝わる熱量も多くなる。そのために、加圧ロールの温度は上昇し易いという問題が生じる。
定着ベルトからの熱により加圧ロールの表面温度が必要以上に高くなると、ニップ部を通過する記録紙には定着ベルト側と加圧ロール側との両面による過剰な加熱が行われることとなる。そのため、記録紙中の水分が水蒸気に気化したり、空気が熱膨張する現象が生じて、記録紙に火膨れ(ペーパーブリスタ)が発生する場合がある。かかるペーパーブリスタが発生した場合には、画像ズレ等の著しい画像不良の発生をもたらすこととなる。
加えて、特に小サイズ紙を通紙した場合には、加圧ロールの幅方向端部側は、常に定着ベルトと直接接触することとなる。そのために、加圧ロールの軸方向において、中央部と端部とで熱膨張量に相違が生じ、加圧ロールには軸方向に大きな外径差が発生する。その結果、長期に亘る使用によって画像形成動作毎のかかる外径差の発生が繰り返され、加圧ロール表面にはシワやヒビ、さらには破損が生じ易くなる。そのために、画像不良の発生を招き、場合によっては、定着機能が著しく損なわれる可能性もある。
However, when using the curvature separation as a mechanism for peeling the recording paper from the surface of the fixing belt, as described above, it is necessary to provide a peeling member on the outlet side of the nip portion for largely bending the curvature of the fixing belt. It becomes. As a result, a wide area is formed where the fixing belt wraps the pressure roll, so that heat can be sufficiently supplied to the recording paper, but a large amount of heat is transmitted from the fixing belt to the pressure roll. Become. Therefore, there arises a problem that the temperature of the pressure roll is likely to rise.
When the surface temperature of the pressure roll becomes higher than necessary due to the heat from the fixing belt, the recording paper passing through the nip portion is excessively heated by both the fixing belt side and the pressure roll side. Therefore, there is a case where moisture in the recording paper is vaporized into water vapor or a phenomenon in which the air is thermally expanded to cause blistering (paper blister) on the recording paper. When such a paper blister occurs, a significant image defect such as an image shift occurs.
In addition, particularly when small-size paper is passed, the width direction end portion side of the pressure roll is always in direct contact with the fixing belt. Therefore, in the axial direction of the pressure roll, there is a difference in the amount of thermal expansion between the center portion and the end portion, and a large outer diameter difference occurs in the pressure roll in the axial direction. As a result, such an outer diameter difference is repeatedly generated for each image forming operation due to long-term use, and the surface of the pressure roll is likely to be wrinkled, cracked or even damaged. For this reason, an image defect occurs, and in some cases, the fixing function may be significantly impaired.

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ベルト部材を用いた定着装置において、記録紙をベルト部材から安定的に分離することにある。
また、他の目的は、長期に亘り高品質の定着画像を得ることができる定着装置を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made to solve the technical problems as described above, and an object of the present invention is to stably separate the recording paper from the belt member in the fixing device using the belt member. There is.
Another object is to provide a fixing device capable of obtaining a high-quality fixed image over a long period of time.

かかる目的のもと、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、定着ロールと、定着ロールに張架されるベルト部材と、ベルト部材を加熱するとともに、ベルト部材を張架する張架ロールと、定着ロールを押圧するように配置され、定着ロールに張架されたベルト部材との間で記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、定着ロールと加圧部材との圧接部の下流側近傍にて、ベルト部材の外表面を加圧部材に押圧するように配置された剥離部材と、加圧部材を冷却する冷却部材とを備えたことを特徴としている。   For this purpose, the fixing device of the present invention is a fixing device for fixing a toner image carried on a recording material, and heats the fixing roll, a belt member stretched around the fixing roll, and the belt member. In addition, a tension roll that stretches the belt member, and a pressure member that is disposed so as to press the fixing roll and that forms a nip portion through which the recording material passes between the belt member that is stretched on the fixing roll. A peeling member arranged to press the outer surface of the belt member against the pressure member in the vicinity of the downstream side of the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member, and a cooling member for cooling the pressure member. It is characterized by that.

ここで、冷却部材は、ニップ部の下流側に配設されたことを特徴とすることができる。また、冷却部材は、加圧部材表面に軸方向に沿って当接する高熱伝導性の吸熱ロール部材を有することを特徴とすることもできる。特に、冷却部材は、吸熱ロール部材がペルチェ素子であることを特徴とすることができる。
さらに、冷却部材は、ロール部材に張架された冷却ベルト部材が加圧部材に当接するように配置されたことを特徴とすることもできる。また、冷却部材は、加圧部材の内部を冷却するように構成されたことを特徴とすることもできる。加えて、冷却部材は、加圧部材の表面をラップするように張架された冷却ベルト部材を有することを特徴とすることもできる。
また、加圧部材は、定着ロールと加圧部材との圧接部にて、凹み量が定着ロールの凹み量よりも大きいことを特徴とすることができる。
Here, the cooling member may be arranged on the downstream side of the nip portion. In addition, the cooling member may include a heat-absorbing roll member having high thermal conductivity that is in contact with the surface of the pressure member along the axial direction. In particular, the cooling member can be characterized in that the endothermic roll member is a Peltier element.
Further, the cooling member may be characterized in that the cooling belt member stretched around the roll member is disposed so as to contact the pressure member. Further, the cooling member may be configured to cool the inside of the pressure member. In addition, the cooling member may include a cooling belt member stretched so as to wrap the surface of the pressure member.
Further, the pressing member may be characterized in that the dent amount is larger than the dent amount of the fixing roll at the press contact portion between the fixing roll and the pressing member.

また、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、発熱源が配設されるとともに、剛体で形成された定着ロールと、定着ロールに張架されるベルト部材と、ベルト部材を加熱するとともに、ベルト部材を張架する張架ロールと、定着ロールを押圧するように配置されるとともに、弾性層が被覆された加圧部材と、定着ロールと加圧部材との圧接部の下流側近傍にて、ベルト部材の外表面を加圧部材に押圧するように配置された剥離部材とを備え、加圧部材は、温度が定着ロールの温度よりも低い所定範囲内に制御されることを特徴としている。   The fixing device of the present invention is a fixing device that fixes a toner image carried on a recording material, and includes a heat source, a fixing roller formed of a rigid body, and stretched between the fixing roller. A belt member, a belt member that heats the belt member, a tension roll that stretches the belt member, a pressure member that is arranged to press the fixing roll, and that is covered with an elastic layer, and a fixing roll A peeling member disposed so as to press the outer surface of the belt member against the pressure member near the downstream side of the pressure contact portion with the pressure member, and the pressure member has a temperature lower than the temperature of the fixing roll It is characterized by being controlled within a predetermined range.

ここで、定着ロールは、発熱源によりベルト部材の温度よりも低い温度に加熱されることを特徴とすることができる。
また、剥離部材は、断面が略円弧状に形成されたブロック部材で構成されたことを特徴とすることができる。また、剥離部材は、定着ロール側とは反対側に位置する側面が定着ベルトの進行方向を屈曲するように変化させる形状に形成されたことを特徴とすることができる。加えて、剥離部材は、ベルト部材を介して加圧部材を押圧する面の上流側端部が定着ロールと加圧部材とで画成されるくさび状領域内に配置されることを特徴とすることもできる。
Here, the fixing roll can be characterized by being heated to a temperature lower than the temperature of the belt member by a heat source.
Further, the peeling member can be characterized in that it is composed of a block member having a substantially arc-shaped cross section. Further, the peeling member can be characterized in that the side surface located on the side opposite to the fixing roll side is formed in a shape that changes the bending direction of the fixing belt. In addition, the peeling member is disposed in a wedge-shaped region defined by the fixing roll and the pressure member at the upstream end of the surface that presses the pressure member via the belt member. You can also.

さらに、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、剛体で形成された定着ロールと、定着ロールに張架されるベルト部材と、ベルト部材を加熱するとともに、ベルト部材を張架する張架ロールと、定着ロールを押圧するように配置されるとともに、弾性層が被覆された加圧部材と、定着ロールと加圧部材との圧接部の下流側近傍にて、ベルト部材の外表面を加圧部材に押圧するように配置された剥離部材と、加圧部材を冷却する冷却部材とを備え、加圧部材は、温度が冷却部材により定着ロールの温度よりも低い所定範囲内に制御されることを特徴としている。
ここで、定着手段は、定着ロールと加圧部材との圧接部の最下流部から加圧部材と剥離部材との圧接部の最下流部に至る領域のニップ圧が、ベルト部材の進行方向に向けて単調減少するように設定されたことを特徴とすることができる。
Further, the present invention is regarded as an image forming apparatus. The image forming apparatus of the present invention includes a toner image forming unit that forms a toner image, and a transfer unit that transfers the toner image formed by the toner image forming unit onto a recording material. A fixing unit that fixes the toner image transferred onto the recording material to the recording material. The fixing unit heats the belt member, a fixing roll formed of a rigid body, a belt member stretched around the fixing roll, And a downstream side of the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member, the tension roll that stretches the belt member, the pressure member that is arranged to press the fixing roller, and is covered with the elastic layer In the vicinity, a peeling member disposed so as to press the outer surface of the belt member against the pressure member and a cooling member for cooling the pressure member are provided. Lower than temperature It is being controlled in a constant range.
Here, the fixing means has a nip pressure in a region extending from the most downstream portion of the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member to the most downstream portion of the pressure contact portion between the pressure member and the peeling member in the traveling direction of the belt member. It can be characterized by being set so as to monotonously decrease.

本発明によれば、画像形成装置の高速化を図った場合においても、記録紙をベルト部材から安定的に剥離することが可能となる。また、高い定着性能を安定して維持することができ、高品質な画像を長期に亘って提供することが可能となる。   According to the present invention, the recording paper can be stably peeled from the belt member even when the speed of the image forming apparatus is increased. Further, high fixing performance can be stably maintained, and high quality images can be provided over a long period of time.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態1]
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1K、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置60を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an intermediate transfer type image forming apparatus generally called a tandem type, and a plurality of image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K on which toner images of respective color components are formed by electrophotography. The primary transfer unit 10 that sequentially transfers (primary transfer) the color component toner images formed by the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K to the intermediate transfer belt 15, and the superimposed toner image transferred onto the intermediate transfer belt 15. Are provided with a secondary transfer unit 20 that collectively transfers (secondary transfer) to a paper P that is a recording material (recording paper), and a fixing device 60 that fixes the secondary transferred image onto the paper P. Moreover, it has the control part 40 which controls operation | movement of each apparatus (each part).

本実施の形態において、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、これらの感光体ドラム11を帯電する帯電器12、感光体ドラム11上に静電潜像を書込むレーザ露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16、感光体ドラム11上の残留トナーを除去するドラムクリーナ17、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の順に、略直線状に配置されている。   In the present embodiment, each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K has a charger 12 that charges the photosensitive drum 11 around the photosensitive drum 11 that rotates in the direction of arrow A, and the photosensitive drum 11. A laser exposure device 13 for writing an electrostatic latent image thereon (exposure beam is indicated by a symbol Bm in the figure), each color component toner is accommodated, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 is visualized with toner. A developing unit 14, a primary transfer roll 16 that transfers each color component toner image formed on the photosensitive drum 11 to the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10, and a drum cleaner 17 that removes residual toner on the photosensitive drum 11. , Etc. are sequentially arranged. These image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged in a substantially straight line from the upstream side of the intermediate transfer belt 15 in the order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Has been.

中間転写体である中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は106〜1014Ωcmとなるように形成されており、その厚みは例えば0.1mm程度に構成されている。中間転写ベルト15は、各種ロールによって図1に示す矢印B方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとしては、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を回動させる駆動ロール31、各感光体ドラム11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33、二次転写部20に設けられるバックアップロール25、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール34が配設されている。 The intermediate transfer belt 15 as an intermediate transfer member is constituted by a film-like endless belt in which an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black is contained in a resin such as polyimide or polyamide. And the volume resistivity is formed so that it may become 10 < 6 > -10 < 14 > (omega | ohm) cm, The thickness is comprised by about 0.1 mm, for example. The intermediate transfer belt 15 is circulated and driven (rotated) at a predetermined speed in the direction of arrow B shown in FIG. 1 by various rolls. As these various rolls, a drive roll 31 that is driven by a motor (not shown) having excellent constant speed and rotates the intermediate transfer belt 15, and extends substantially linearly along the arrangement direction of the photosensitive drums 11. A support roll 32 that supports the intermediate transfer belt 15, a tension roll 33 that functions as a correction roll that applies a constant tension to the intermediate transfer belt 15 and prevents meandering of the intermediate transfer belt 15, and a secondary transfer unit 20. The backup roll 25 and a cleaning backup roll 34 provided in a cleaning unit that scrapes residual toner on the intermediate transfer belt 15 are disposed.

一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に対向して配置される一次転写ロール16で構成されている。一次転写ロール16は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性体層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が10〜10Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール16は中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に圧接配置され、さらに一次転写ロール16にはトナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。 The primary transfer unit 10 includes a primary transfer roll 16 that is disposed to face the photosensitive drum 11 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. The primary transfer roll 16 includes a shaft and a sponge layer as an elastic body layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR, and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7 to 10 9 Ωcm. The primary transfer roll 16 is placed in pressure contact with the photosensitive drum 11 with the intermediate transfer belt 15 in between, and the primary transfer roll 16 has a voltage (with negative polarity; the same applies hereinafter) having a polarity opposite to that of the toner. (Primary transfer bias) is applied. As a result, the toner images on the respective photosensitive drums 11 are sequentially electrostatically attracted to the intermediate transfer belt 15 so that the toner images superimposed on the intermediate transfer belt 15 are formed.

二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール22と、バックアップロール25とによって構成される。バックアップロール25は、表面がカーボンを分散したEPDMとNBRとのブレンドゴムのチューブ、内部がEPDMゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が10〜1010Ω/□となるように形成され、硬度は例えば70°(アスカーC)に設定される。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール26が当接配置されている。 The secondary transfer unit 20 includes a secondary transfer roll 22 disposed on the toner image carrying surface side of the intermediate transfer belt 15 and a backup roll 25. The backup roll 25 is composed of a tube of EPDM and NBR blend rubber with carbon dispersed on the surface, and EPDM rubber on the inside. And it forms so that the surface resistivity may be 10 < 7 > -10 < 10 > (omega | ohm) / square, and hardness is set to 70 degrees (Asker C), for example. The backup roll 25 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 15 to form a counter electrode of the secondary transfer roll 22, and a metal power supply roll 26 to which a secondary transfer bias is stably applied is disposed in contact with the backup roll 25. ing.

一方、二次転写ロール22は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性体層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が10〜10Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール22は中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接配置され、さらに二次転写ロール22は接地されてバックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙P上にトナー像を二次転写する。 On the other hand, the secondary transfer roll 22 includes a shaft and a sponge layer as an elastic body layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR, and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7 to 10 9 Ωcm. The secondary transfer roll 22 is disposed in pressure contact with the backup roll 25 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. Further, the secondary transfer roll 22 is grounded, and a secondary transfer bias is formed between the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. The toner image is secondarily transferred onto the paper P conveyed to the transfer unit 20.

また、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側には、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。   Further, on the downstream side of the secondary transfer portion 20 of the intermediate transfer belt 15, an intermediate transfer belt that removes residual toner and paper dust on the intermediate transfer belt 15 after the secondary transfer and cleans the surface of the intermediate transfer belt 15. A cleaner 35 is provided so as to be able to contact and separate. On the other hand, on the upstream side of the yellow image forming unit 1Y, a reference sensor (home position sensor) 42 that generates a reference signal serving as a reference for taking image forming timings in the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. It is arranged. Further, an image density sensor 43 for adjusting image quality is disposed on the downstream side of the black image forming unit 1K. The reference sensor 42 recognizes a predetermined mark provided on the back side of the intermediate transfer belt 15 and generates a reference signal. Each image forming unit is instructed by an instruction from the control unit 40 based on the recognition of the reference signal. 1Y, 1M, 1C, and 1K are configured to start image formation.

さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ50、この用紙トレイ50に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール51、ピックアップロール51により繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される用紙Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55、用紙Pを定着装置60に導く定着入口ガイド56を備えている。   Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as a paper transport system, a paper tray 50 that stores paper P, a pickup roll 51 that picks up and transports the paper P accumulated in the paper tray 50 at a predetermined timing, and a pickup A transport roll 52 that transports the paper P fed by the roll 51, a transport chute 53 that feeds the paper P transported by the transport roll 52 to the secondary transfer unit 20, and transported after being secondarily transferred by the secondary transfer roll 22. A conveyance belt 55 that conveys the paper P to be fixed to the fixing device 60 and a fixing inlet guide 56 that guides the paper P to the fixing device 60 are provided.

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図1に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置(IIT)や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置(IPS)により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。IPSでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。   Next, a basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described. In the image forming apparatus as shown in FIG. 1, image data output from an image reading device (IIT) not shown or a personal computer (PC) not shown is subjected to predetermined image processing by an image processing device (IPS) not shown. After being applied, the image forming operation is executed by the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. In IPS, the input reflectance data is subjected to predetermined image processing such as shading correction, position shift correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame deletion, color editing, moving editing, and other various image editing. Is done. The image data that has undergone image processing is converted into color material gradation data of four colors, Y, M, C, and K, and is output to the laser exposure unit 13.

レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体ドラム11に照射している。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの現像器14によって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。   The laser exposure unit 13 irradiates the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, for example, with an exposure beam Bm emitted from a semiconductor laser in accordance with the input color material gradation data. Yes. In each of the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the surface is charged by the charger 12, and then the surface is scanned and exposed by the laser exposure unit 13 to form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent images are developed as toner images of Y, M, C, and K colors by the developing devices 14 of the respective image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K.

画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが当接する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により中間転写ベルト15の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性(プラス極性)の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。   The toner images formed on the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are transferred onto the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10 where the photosensitive drums 11 and the intermediate transfer belt 15 come into contact with each other. Transcribed. More specifically, in the primary transfer unit 10, a voltage (primary transfer bias) having a reverse polarity (plus polarity) to the charging polarity of the toner is applied to the base material of the intermediate transfer belt 15 by the primary transfer roll 16, and the toner image. Are sequentially superimposed on the surface of the intermediate transfer belt 15 to perform primary transfer.

トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの用紙Pが供給される。ピックアップロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Pは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。   After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 15, the intermediate transfer belt 15 moves and the toner image is conveyed to the secondary transfer unit 20. When the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, in the paper transport system, the pick-up roll 51 rotates in accordance with the timing at which the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, and the paper of a predetermined size is transferred from the paper tray 50. P is supplied. The paper P supplied by the pickup roll 51 is transported by the transport roll 52 and reaches the secondary transfer unit 20 via the transport chute 53. Before reaching the secondary transfer unit 20, the paper P is temporarily stopped, and a registration roll (not shown) rotates in accordance with the movement timing of the intermediate transfer belt 15 on which the toner image is carried. And the position of the toner image are aligned.

二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22がバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性と同極性(マイナス極性)の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22とバックアップロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール22とバックアップロール25とによって押圧される二次転写部20において、用紙P上に一括して静電転写される。   In the secondary transfer unit 20, the secondary transfer roll 22 is pressed against the backup roll 25 via the intermediate transfer belt 15. At this time, the sheet P conveyed at the same timing is sandwiched between the intermediate transfer belt 15 and the secondary transfer roll 22. At this time, if a voltage (secondary transfer bias) having the same polarity (negative polarity) as the charging polarity of the toner is applied from the power supply roll 26, a transfer electric field is formed between the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. Is done. The unfixed toner image carried on the intermediate transfer belt 15 is collectively electrostatically transferred onto the paper P in the secondary transfer unit 20 pressed by the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. .

その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55では、定着装置60における搬送速度に合わせて、用紙Pを最適な搬送速度で定着装置60まで搬送する。定着装置60に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部(不図示)に搬送される。
一方、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回動に伴って搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
Thereafter, the sheet P on which the toner image has been electrostatically transferred is transported as it is while being peeled off from the intermediate transfer belt 15 by the secondary transfer roll 22, and transported downstream of the secondary transfer roll 22 in the sheet transport direction. It is conveyed to the belt 55. The transport belt 55 transports the paper P to the fixing device 60 at an optimal transport speed in accordance with the transport speed of the fixing device 60. The unfixed toner image on the paper P conveyed to the fixing device 60 is fixed on the paper P by being subjected to fixing processing by heat and pressure by the fixing device 60. Then, the paper P on which the fixed image is formed is conveyed to a paper discharge mounting portion (not shown) provided in the discharge portion of the image forming apparatus.
On the other hand, after the transfer to the paper P is completed, the residual toner remaining on the intermediate transfer belt 15 is conveyed along with the rotation of the intermediate transfer belt 15 and is intermediately transferred by the cleaning backup roll 34 and the intermediate transfer belt cleaner 35. It is removed from the belt 15.

次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置60について説明する。
図2は本実施の形態の定着装置60の概略構成を示す側断面図である。この定着装置60は、加熱部材の一例としての定着ベルトモジュール61と、定着ベルトモジュール61に対して圧接して配置された加圧部材の一例としての加圧ロール62とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール61は、ベルト部材の一例としての定着ベルト610、定着ベルト610を張架しながら回転駆動する定着ロール611、内側から定着ベルト610を張架する張架ロール612、外側から定着ベルト610を張架する張架ロール613、定着ロール611と張架ロール612との間で定着ベルト610の姿勢を矯正する姿勢矯正ロール614、定着ベルトモジュール61と加圧ロール62とが圧接する領域であるニップ部N内の下流側領域であって定着ロール611の近傍位置に配置された剥離部材の一例としての剥離パッド64、ニップ部Nの下流側において定着ベルト610を張架する張架ロール615により主要部が構成されている。
Next, the fixing device 60 used in the image forming apparatus of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a side sectional view showing a schematic configuration of the fixing device 60 of the present embodiment. The fixing device 60 includes a fixing belt module 61 as an example of a heating member and a pressure roll 62 as an example of a pressure member disposed in pressure contact with the fixing belt module 61. Yes.
The fixing belt module 61 includes a fixing belt 610 as an example of a belt member, a fixing roll 611 that rotates while the fixing belt 610 is stretched, a tension roll 612 that stretches the fixing belt 610 from the inside, and a fixing belt 610 from the outside. A tension roll 613 that stretches the belt, a posture correction roll 614 that corrects the posture of the fixing belt 610 between the fixing roll 611 and the tension roll 612, and a region where the fixing belt module 61 and the pressure roll 62 are in pressure contact with each other. A peeling pad 64 as an example of a peeling member disposed in the vicinity of the fixing roll 611 in a downstream area in the nip portion N, and a tension roll 615 that stretches the fixing belt 610 on the downstream side of the nip portion N. The main part is composed.

定着ベルト610は、周長314mm、幅340mmのフレキシブルなエンドレスベルトである。そして、厚さ80μmのポリイミド樹脂で形成されたベース層と、ベース層の表面側(外周面側)に積層された厚さ200μmのシリコーンゴムからなる弾性体層と、さらに弾性体層上に被覆された厚さ30μmのテトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)チューブからなる離型層とで構成されている。ここでは、弾性体層は、特にカラー画像に対する画質向上のために設けられたものである。なお、定着ベルト610の構成は、使用目的や使用条件等の装置設計条件に応じて、材質・厚さ・硬度等を適宜選択することができる。   The fixing belt 610 is a flexible endless belt having a circumferential length of 314 mm and a width of 340 mm. Then, a base layer made of polyimide resin having a thickness of 80 μm, an elastic layer made of 200 μm thick silicone rubber laminated on the surface side (outer peripheral surface side) of the base layer, and further covering the elastic layer And a release layer comprising a 30 μm thick tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA) tube. Here, the elastic layer is provided in order to improve the image quality especially for color images. The configuration of the fixing belt 610 can be appropriately selected in terms of material, thickness, hardness, and the like according to device design conditions such as the purpose of use and use conditions.

定着ロール611は、外径65mm、長さ360mm、厚さ10mmのアルミニウムからなる円筒状ロールで形成されたハードロールである。定着ロール611は、後段で説明する「加圧ロール62の凹み量>定着ロール611の凹み量」の関係を満たすように、高い剛性を持って形成されている。そして定着ロール611は、図示しない駆動モータからの駆動力を受けて、440mm/sの表面速度で矢印C方向に回転する。
また、定着ロール611の内部には、発熱源として定格900Wのハロゲンヒータ616aが配設され、定着ロール611の表面に接触するように配置された温度センサ617aの計測値に基づき、画像形成装置の制御部40(図1参照)が定着ロール611の表面温度を180℃に制御している。
The fixing roll 611 is a hard roll formed of a cylindrical roll made of aluminum having an outer diameter of 65 mm, a length of 360 mm, and a thickness of 10 mm. The fixing roll 611 is formed with high rigidity so as to satisfy the relationship of “the depression amount of the pressure roll 62> the depression amount of the fixing roll 611” described later. The fixing roll 611 rotates in the arrow C direction at a surface speed of 440 mm / s in response to a driving force from a driving motor (not shown).
In addition, a halogen heater 616 a rated at 900 W is provided as a heat source inside the fixing roll 611, and based on the measured value of the temperature sensor 617 a arranged so as to contact the surface of the fixing roll 611, The controller 40 (see FIG. 1) controls the surface temperature of the fixing roll 611 to 180 ° C.

張架ロール612は、外径30mm、肉厚2mm、長さ360mmのアルミニウムで形成された円筒状ロールである。そして、張架ロール612の内部には発熱源として定格1000Wのハロゲンヒータ616bが配設されており、温度センサ617bと制御部40(図1参照)とによって、表面温度が210℃に制御されている。したがって、張架ロール612は、定着ベルト610を張架する機能とともに、定着ベルト610を内周面側から加熱する機能をも併せ持っている。
また、張架ロール612の両端部には定着ベルト610を外側に押圧するバネ部材(不図示)が配設され、定着ベルト610全体の張力を15kgfに設定している。その際に、定着ベルト610の張力を幅方向に亘って均一にするとともに、定着ベルト610の軸方向の変位をできる限り小さく抑えるため、張架ロール612は、外径が端部よりも中央部のほうを100μmだけ大きくした所謂クラウン形状で形成されている。
The tension roll 612 is a cylindrical roll formed of aluminum having an outer diameter of 30 mm, a wall thickness of 2 mm, and a length of 360 mm. A halogen heater 616b rated at 1000 W is disposed as a heat source inside the tension roll 612, and the surface temperature is controlled to 210 ° C. by the temperature sensor 617b and the control unit 40 (see FIG. 1). Yes. Therefore, the tension roll 612 has a function of stretching the fixing belt 610 and a function of heating the fixing belt 610 from the inner peripheral surface side.
In addition, spring members (not shown) that press the fixing belt 610 outward are disposed at both ends of the tension roll 612, and the tension of the entire fixing belt 610 is set to 15 kgf. At that time, in order to make the tension of the fixing belt 610 uniform in the width direction and to suppress the displacement of the fixing belt 610 in the axial direction as much as possible, the tension roll 612 has an outer diameter at the center portion rather than the end portion. It is formed in a so-called crown shape that is larger by 100 μm.

張架ロール613は、外径25mm、肉厚2mm、長さ360mmのアルミニウムで形成された円筒状ロールである。また、張架ロール613の表面には厚さ20μmのPFAからなる離型層が形成されている。この離型層は、定着ベルト610の外周面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が張架ロール613に堆積するのを防止するために形成されるものである。また、張架ロール613も張架ロール612と同様に、外径が端部よりも中央部の方を100μmだけ大きくしたクラウン形状で形成されている。なお、張架ロール612と張架ロール613の双方をクラウン形状で形成する場合のみならず、張架ロール612または張架ロール613のいずれか一方のみをクラウン形状で形成してもよい。
張架ロール613の内部には、発熱源としての定格1000Wのハロゲンヒータ616cが配設されており、温度センサ617cと制御部40(図1参照)とによって、表面温度が210℃に制御されている。したがって、張架ロール613は、定着ベルト610を張架する機能とともに、定着ベルト610を外周面側から加熱する機能をも併せ持っている。したがって、本実施の形態では、定着ロール611と張架ロール612および張架ロール613とによって定着ベルト610が加熱される構成を採用している。
The tension roll 613 is a cylindrical roll formed of aluminum having an outer diameter of 25 mm, a thickness of 2 mm, and a length of 360 mm. Further, a release layer made of PFA having a thickness of 20 μm is formed on the surface of the tension roll 613. This release layer is formed to prevent slight offset toner and paper powder from the outer peripheral surface of the fixing belt 610 from accumulating on the stretching roll 613. Similarly to the tension roll 612, the tension roll 613 has a crown shape in which the outer diameter is larger by 100 μm at the center than at the end. Note that not only the tension roll 612 and the tension roll 613 are both formed in a crown shape, but only one of the tension roll 612 and the tension roll 613 may be formed in a crown shape.
Inside the tension roll 613, a halogen heater 616c rated at 1000 W as a heat source is disposed, and the surface temperature is controlled to 210 ° C. by the temperature sensor 617c and the control unit 40 (see FIG. 1). Yes. Accordingly, the tension roll 613 has a function of stretching the fixing belt 610 and a function of heating the fixing belt 610 from the outer peripheral surface side. Therefore, in this embodiment, a configuration in which the fixing belt 610 is heated by the fixing roll 611, the stretching roll 612, and the stretching roll 613 is employed.

姿勢矯正ロール614は、外径15mm、長さ360mmのアルミニウムで形成された円柱状ロールである。姿勢矯正ロール614の近傍には、定着ベルト610のエッジ位置を検知するベルトエッジ位置検知機構(不図示)が配置されている。そして、姿勢矯正ロール614は、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて定着ベルト610の軸方向における当接位置を変位させる軸変位機構が配設され、定着ベルト610の蛇行(ベルトウォーク)を制御するように構成されている。   The posture correction roll 614 is a cylindrical roll formed of aluminum having an outer diameter of 15 mm and a length of 360 mm. A belt edge position detection mechanism (not shown) that detects the edge position of the fixing belt 610 is disposed in the vicinity of the posture correction roll 614. The posture correction roll 614 is provided with an axis displacement mechanism that displaces the contact position in the axial direction of the fixing belt 610 according to the detection result of the belt edge position detection mechanism, and performs meandering (belt walk) of the fixing belt 610. Configured to control.

剥離パッド64は、例えばSUSの金属や樹脂等の剛体で形成された断面が略円弧形状のブロック部材である。そして、加圧ロール62が定着ベルト610を介して定着ロール611に圧接される領域(「ロールニップ部N1」:後段の図3参照)の下流側近傍位置において、定着ロール611の軸方向全域に亘って固定配置されている。また剥離パッド64は、定着ベルト610を介して加圧ロール62を所定の幅領域(例えば、定着ベルト610の進行方向に沿って5mmの幅)に亘って所定の荷重(例えば、10kgf)で均一に押圧するように設置されており、後段で述べる「剥離パッドニップ部N2」(後段の図3参照)を形成している。
また、張架ロール615は、外径12mm、長さ360mmのアルミニウムで形成された円柱状ロールである。そして、剥離パッド64を通過した定着ベルト610が定着ロール611に向けて円滑に回動するように、剥離パッド64の定着ベルト610進行方向下流側近傍に配置されている。
The peeling pad 64 is a block member having a substantially arc shape in cross section formed of a rigid body such as SUS metal or resin. Then, the entire area in the axial direction of the fixing roll 611 is located in the vicinity of the downstream side of the area where the pressure roll 62 is pressed against the fixing roll 611 via the fixing belt 610 (see “roll nip portion N1”: FIG. 3 in the subsequent stage). Are fixedly arranged. Further, the peeling pad 64 allows the pressure roll 62 to be uniformly applied with a predetermined load (for example, 10 kgf) over a predetermined width region (for example, a width of 5 mm along the traveling direction of the fixing belt 610) via the fixing belt 610. The “peeling pad nip portion N2” (see FIG. 3 in the subsequent stage) described later is formed.
The tension roll 615 is a cylindrical roll formed of aluminum having an outer diameter of 12 mm and a length of 360 mm. The fixing belt 610 that has passed through the peeling pad 64 is disposed in the vicinity of the downstream side of the fixing pad 610 in the traveling direction of the fixing belt 610 so that the fixing belt 610 smoothly rotates toward the fixing roll 611.

次に、加圧ロール62は、外径45mm、長さ360mm、厚さ10mmのアルミニウムからなる円筒状ロール621を基体として、基体側から順に、ゴム硬度30°(JIS−A)のシリコーンゴムからなる厚さ10mmの弾性層622と、膜厚100μmのPFAチューブからなる離型層623とが積層されて構成されたソフトロールである。そして、加圧ロール62は、定着ベルトモジュール61に押圧されるように設置され、定着ベルトモジュール61の定着ロール611が矢印C方向へ回転するのに伴い、定着ロール611に従動して矢印E方向に回動する。その進行速度は、定着ロール611の表面速度と同じ440mm/sである。   Next, the pressure roll 62 is made of silicone rubber having a rubber hardness of 30 ° (JIS-A) in order from the base side, with a cylindrical roll 621 made of aluminum having an outer diameter of 45 mm, a length of 360 mm, and a thickness of 10 mm as a base. A soft roll formed by laminating a 10 mm thick elastic layer 622 and a release layer 623 made of a 100 μm thick PFA tube. The pressure roll 62 is installed so as to be pressed against the fixing belt module 61. As the fixing roll 611 of the fixing belt module 61 rotates in the direction of arrow C, the pressure roll 62 follows the fixing roll 611 and moves in the direction of arrow E. To turn. The traveling speed is 440 mm / s, which is the same as the surface speed of the fixing roll 611.

また、加圧ロール62には、加圧ロール62を冷却する冷却部材として、加圧ロール62のニップ部Nの下流側の外部に配設され、外側から加圧ロール62を冷却する第1冷却部材90と、加圧ロール62のニップ部Nの下流側の内部に配設され、内側から加圧ロール62を冷却する第2冷却部材100とが配設されている。
第1冷却部材90は、加圧ロール62から熱を吸収するとともに、加圧ロール62の軸方向の温度差を均一化するための吸熱手段の一例としての吸熱ロール91、92、吸熱ロール91、92および加圧ロール62表面を冷却する冷却ファン93、冷却ファン93からの送風を吸熱ロール91、92および加圧ロール62表面に導くダクト94により構成されている。ここで、吸熱ロール91、92は、熱伝導率の高い銅やアルミニウム等の金属等で形成された円柱状ロールである。そして、加圧ロール62の軸方向全域に亘って当接するように配設され、加圧ロール62の回転に伴って従動するように構成されている。
また、第2冷却部材100は、加圧ロール62のニップ部N下流側領域の内周面に沿って、一方の加圧ロール62端部開口から他方の端部開口に向けて空気を導くダクト101、一方の加圧ロール62端部開口からダクト101に空気を送る冷却ファン102により構成されている。
Further, the pressure roll 62 is disposed outside the nip portion N of the pressure roll 62 as a cooling member for cooling the pressure roll 62, and first cooling for cooling the pressure roll 62 from the outside. A member 90 and a second cooling member 100 that is disposed inside the nip portion N of the pressure roll 62 and that cools the pressure roll 62 from the inside are disposed.
The first cooling member 90 absorbs heat from the pressure roll 62 and also has endothermic rolls 91 and 92, an endothermic roll 91 as an example of heat absorption means for making the temperature difference in the axial direction of the pressure roll 62 uniform. The cooling fan 93 cools the surfaces of the 92 and the pressure rolls 62, and the duct 94 guides the air blown from the cooling fan 93 to the heat absorbing rolls 91 and 92 and the surfaces of the pressure rolls 62. Here, the endothermic rolls 91 and 92 are cylindrical rolls formed of a metal having a high thermal conductivity such as copper or aluminum. And it arrange | positions so that it may contact | abut over the axial direction whole region of the pressure roll 62, and it is comprised so that it may follow with rotation of the pressure roll 62. FIG.
In addition, the second cooling member 100 is a duct that guides air from one pressure roll 62 end opening toward the other end opening along the inner peripheral surface of the nip N downstream side region of the pressure roll 62. 101, a cooling fan 102 that sends air from one end opening of the pressure roll 62 to the duct 101.

続いて、定着ベルトモジュール61と加圧ロール62とが圧接されたニップ部Nについて説明する。
図3は、ニップ部Nの近傍領域を表す概略断面図である。図3に示したように、定着ベルトモジュール61と加圧ロール62とが圧接されたニップ部Nには、定着ベルト610が定着ロール611に巻き付けられた(ラップされた)領域(ラップ領域)内において、加圧ロール62が定着ベルト610の外周面に圧接するように配置されることにより、ロールニップ部(第1ニップ部)N1が形成されている。
Next, the nip portion N where the fixing belt module 61 and the pressure roll 62 are pressed against each other will be described.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the nip N. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the nip portion N where the fixing belt module 61 and the pressure roll 62 are pressed against each other, the fixing belt 610 is wound (wrapped) in the region (wrapped region) around the fixing roll 611. , The pressure roll 62 is arranged so as to be in pressure contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 610, whereby a roll nip portion (first nip portion) N1 is formed.

ここで、本実施の形態の定着装置60では、上述したように、ロールニップ部N1を形成する一方のロールである定着ロール611は、アルミニウムからなるコアロールの表面にフッ素樹脂からなる断熱層を被覆して構成されたハードロールであって、定着ロール611には弾性層は被覆されていない。また、ロールニップ部N1を形成する他方のロールである加圧ロール62は、弾性層622が被覆されたソフトロールである。
このような定着ロール611と加圧ロール62との構成により、本実施の形態のロールニップ部N1では、加圧ロール62の弾性層622が変形することでロールニップ部N1が形成されており、加圧ロール62側がニップを形成するロール(NIP Forming Pressure Roll)として機能している。すなわち、ロールニップ部N1では、定着ロール611には凹みが殆ど生じず、加圧ロール62表面のみが大きく凹んだ状態(加圧ロール62の凹み量>定着ロール611の凹み量)が形成されることで、定着ベルト610の進行方向に所定の幅を持ったニップ領域を作り出している。
このように、本実施の形態の定着装置60では、ロールニップ部N1において定着ベルト610がラップされている側の定着ロール611は殆ど変形せず、円筒形状が維持されている。そのため、定着ベルト610は定着ロール611表面の円周面に沿って回動し、その回動半径に変動が生じることがないので、進行速度を一定に維持しながらロールニップ部N1を通過することができる。それにより、定着ベルト610がロールニップ部N1を通過する際にも、定着ベルト610にはシワや歪み(所謂「波うち」)が極めて発生し難い。その結果、定着画像に画像乱れが生じることが抑制され、良質の定着画像を安定的に提供することができる。なお、本実施の形態の定着装置60では、ロールニップ部N1は定着ベルト610の進行方向に沿って15mmの幅に設定されている。
Here, in the fixing device 60 of the present embodiment, as described above, the fixing roll 611, which is one of the rolls forming the roll nip portion N1, covers the surface of the core roll made of aluminum with a heat insulating layer made of a fluororesin. The fixing roll 611 is not covered with an elastic layer. The pressure roll 62, which is the other roll forming the roll nip portion N1, is a soft roll coated with an elastic layer 622.
With such a configuration of the fixing roll 611 and the pressure roll 62, the roll nip portion N1 is formed by the deformation of the elastic layer 622 of the pressure roll 62 in the roll nip portion N1 of the present embodiment. The roll 62 side functions as a roll (NIP Forming Pressure Roll) that forms a nip. That is, in the roll nip portion N1, the fixing roll 611 is hardly dented, and only the surface of the pressure roll 62 is largely dented (the amount of depression of the pressure roll 62> the amount of depression of the fixing roll 611). Thus, a nip region having a predetermined width in the traveling direction of the fixing belt 610 is created.
As described above, in the fixing device 60 of the present embodiment, the fixing roll 611 on the side where the fixing belt 610 is wrapped in the roll nip portion N1 is hardly deformed, and the cylindrical shape is maintained. Therefore, the fixing belt 610 rotates along the circumferential surface of the surface of the fixing roll 611, and the rotation radius does not change. Therefore, the fixing belt 610 can pass through the roll nip portion N1 while maintaining a constant traveling speed. it can. Accordingly, even when the fixing belt 610 passes through the roll nip portion N1, wrinkles and distortions (so-called “waves”) hardly occur in the fixing belt 610. As a result, the occurrence of image disturbance in the fixed image is suppressed, and a high-quality fixed image can be stably provided. In the fixing device 60 of the present embodiment, the roll nip portion N1 is set to a width of 15 mm along the traveling direction of the fixing belt 610.

さらに、ロールニップ部N1の下流側近傍には剥離パッド64が配設されており、剥離パッド64は定着ベルト610を加圧ロール62表面に押圧している。それにより、ロールニップ部N1の下流側には、ロールニップ部N1に連続して、定着ベルト610が加圧ロール62表面にラップされた剥離パッドニップ部(第2ニップ部)N2が形成されている。
図3に示したように、剥離パッドニップ部N2を形成する剥離パッド64は、断面が略円弧形状に形成され、ロールニップ部N1の下流側近傍にて定着ロール611の軸方向に沿って配置されている。そして、剥離パッドニップ部N2を通過した後の定着ベルト610は、剥離パッド64の側面に倣って回動する。それにより、定着ベルト610の進行方向は剥離パッド64によって張架ロール615方向に屈曲するように急激に変化する。そのため、ロールニップ部N1および剥離パッドニップ部N2を通過した用紙Pは、剥離パッドニップ部N2を出た時点で定着ベルト610の進行方向の変化に追随できなくなり、用紙Pは自身の所謂「コシ」によって定着ベルト610から剥離される。このようにして、剥離パッドニップ部N2の出口部において、用紙Pに対する曲率分離が安定的に行なわれる。なお、本実施の形態の定着装置60では、剥離パッドニップ部N2は定着ベルト610の進行方向に沿って5mmの幅に設定されている。
Further, a peeling pad 64 is disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1, and the peeling pad 64 presses the fixing belt 610 against the surface of the pressure roll 62. Accordingly, a peeling pad nip portion (second nip portion) N2 in which the fixing belt 610 is wrapped on the surface of the pressure roll 62 is formed downstream of the roll nip portion N1.
As shown in FIG. 3, the peeling pad 64 that forms the peeling pad nip portion N2 has a substantially arc-shaped cross section, and is disposed along the axial direction of the fixing roll 611 in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1. Yes. Then, the fixing belt 610 after passing through the peeling pad nip portion N <b> 2 rotates following the side surface of the peeling pad 64. Accordingly, the advancing direction of the fixing belt 610 is rapidly changed so as to be bent in the direction of the tension roll 615 by the peeling pad 64. Therefore, the paper P that has passed through the roll nip portion N1 and the peeling pad nip portion N2 cannot follow the change in the advancing direction of the fixing belt 610 at the time of exiting the peeling pad nip portion N2, and the paper P is fixed by its so-called “koshi”. The belt 610 is peeled off. In this way, the curvature separation with respect to the paper P is stably performed at the exit portion of the peeling pad nip portion N2. In the fixing device 60 of the present embodiment, the peeling pad nip portion N2 is set to a width of 5 mm along the traveling direction of the fixing belt 610.

続いて、剥離パッド64および剥離パッド64により形成される剥離パッドニップ部N2について詳述する。
剥離パッド64は、上述したようにロールニップ部N1の下流側近傍に配設されている。それにより、ロールニップ部N1および剥離パッドニップ部N2からなるニップ部N内においては、ロールニップ部N1内でニップ圧がピークとなる位置(後段の図4および図5参照)から剥離パッドニップ部N2の最下流位置に至るまでの領域で、ニップ圧が所定値以下に落ち込んだ谷間の領域が発生することが抑制され、ニップ圧が連続的に単調減少するように設定することが可能となる。そのため、本実施の形態の定着装置60では、安定的な用紙分離を実現できると同時に、画像ムラ等といった画像不良のない高品質の定着画像を提供することが可能となる。ここでは、ロールニップ部N1の下流側近傍に配設された剥離パッド64により、ニップ圧が所定値以下に落ち込む谷間の領域が発生することが抑制され、ニップ部N内でニップ圧が連続的に単調減少するように設定される点について説明する。
Next, the peeling pad 64 and the peeling pad nip portion N2 formed by the peeling pad 64 will be described in detail.
As described above, the peeling pad 64 is disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1. Accordingly, in the nip portion N including the roll nip portion N1 and the peeling pad nip portion N2, the most downstream side of the peeling pad nip portion N2 from the position where the nip pressure peaks in the roll nip portion N1 (see FIGS. 4 and 5 in the subsequent stage). In the region up to the position, the generation of a valley region where the nip pressure drops below a predetermined value is suppressed, and the nip pressure can be set to continuously and monotonously decrease. Therefore, the fixing device 60 according to the present embodiment can realize stable sheet separation and provide a high-quality fixed image without image defects such as image unevenness. Here, the peeling pad 64 disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1 suppresses the generation of a valley region where the nip pressure drops below a predetermined value, and the nip pressure is continuously increased in the nip portion N. The point set so as to monotonously decrease will be described.

本実施の形態の定着装置60では、加熱部材として定着ベルト610が定着ロール611を含む複数のロールで張架されて構成された定着ベルトモジュール61を用いている。このような定着ベルトモジュール61を用いた構成は、後段で述べるように、画像形成装置の高速化が図られた場合にも、定着装置60において所定の定着温度を常に維持することができ、また、高速定着動作の開始時に定着温度が落ち込む所謂「温度ドループ現象」の発生を抑制することができるという優れた特長を有している。
しかし、かかる定着ベルトモジュール61を用いた定着装置60においても、用紙Pの表面にはトナー像が担持されているため、定着ベルト610の熱によってトナー像が溶融した際に、トナー像が接着剤となって用紙Pと定着ベルト610との間に付着力が働く。そのため、従来の定着装置と同様に、定着ベルト610表面から用紙Pを剥離する機構を設ける必要がある。特に画像形成装置の高速化を図った場合には、定着装置60において一旦剥離不良が生じて紙詰まり(ジャム)が生じると、その影響を受けて損傷する後続の用紙Pの枚数も多くなることから、ニップ部Nを高速で通過した用紙Pを定着ベルト610側から安定的に、かつ確実に剥離する必要がある。
In the fixing device 60 of the present embodiment, a fixing belt module 61 is used in which a fixing belt 610 is stretched by a plurality of rolls including a fixing roll 611 as a heating member. Such a configuration using the fixing belt module 61 can always maintain a predetermined fixing temperature in the fixing device 60 even when the speed of the image forming apparatus is increased, as will be described later. Further, it has an excellent feature that it is possible to suppress the occurrence of a so-called “temperature droop phenomenon” in which the fixing temperature drops at the start of the high-speed fixing operation.
However, also in the fixing device 60 using the fixing belt module 61, since the toner image is carried on the surface of the paper P, when the toner image is melted by the heat of the fixing belt 610, the toner image is bonded to the adhesive. Thus, an adhesive force acts between the paper P and the fixing belt 610. For this reason, it is necessary to provide a mechanism for peeling the paper P from the surface of the fixing belt 610 as in the conventional fixing device. In particular, when the speed of the image forming apparatus is increased, if a separation failure occurs once in the fixing device 60 and a paper jam occurs, the number of subsequent sheets P that are damaged by the influence increases. Therefore, the sheet P that has passed through the nip portion N at a high speed needs to be stably and reliably peeled from the fixing belt 610 side.

その際に、用紙Pを定着ベルト610表面から剥離する機構として従来からの分離爪を用いるとすると、用紙Pを定着ベルト610側から安定的に剥離するために、分離爪を定着ベルト610に当接させて配設する必要がある。そのために、分離爪を用いた場合には定着ベルト610表面が分離爪によって磨耗され易くなり、次のような問題が発生する可能性が高い。すなわち、定着ベルト610表面に分離爪による磨耗痕が生じ、定着画像上に定着ベルト610表面の磨耗痕に対応した定着ムラが発生して画像品質を低下させる場合がある。また、磨耗痕上にオフセットしたトナーが次第に付着堆積して、定着画像上に汚れを生じさせることもある。さらには、定着ベルト610表面の磨耗が進むと、薄層の定着ベルト610は最終的に破断するに至り、定着装置60の機能が損なわれるおそれもある。そのため、定着ベルト610を用いる定着ベルトモジュール61において用紙分離を行うには、上述したように、分離爪のような当接部材を必要としない、曲率分離による剥離機構が最適である。
そこで、本実施の形態の定着ベルトモジュール61では、ニップ部Nの下流部に定着ベルト610の進行方向を急激に変化させる部材、すなわち剥離パッド64を配設している。
At this time, if a conventional separation claw is used as a mechanism for separating the paper P from the surface of the fixing belt 610, the separation claw is applied to the fixing belt 610 in order to stably peel the paper P from the fixing belt 610 side. It is necessary to arrange it in contact. Therefore, when the separation claw is used, the surface of the fixing belt 610 is easily worn by the separation claw, and the following problems are likely to occur. In other words, wear marks due to the separation claws are generated on the surface of the fixing belt 610, and fixing unevenness corresponding to the wear marks on the surface of the fixing belt 610 may occur on the fixed image, thereby reducing the image quality. Further, the offset toner may gradually adhere to and accumulate on the wear scar, causing stain on the fixed image. Furthermore, when the surface of the fixing belt 610 is worn, the thin-layer fixing belt 610 eventually breaks, and the function of the fixing device 60 may be impaired. For this reason, as described above, the separation mechanism based on the curvature separation that does not require the contact member such as the separation claw is optimal for performing the sheet separation in the fixing belt module 61 using the fixing belt 610.
Therefore, in the fixing belt module 61 of the present embodiment, a member that changes the traveling direction of the fixing belt 610 abruptly, that is, a peeling pad 64 is disposed in the downstream portion of the nip portion N.

ところが、剥離パッド64を配設することにより、ロールニップ部N1に連続して剥離パッドニップ部N2を形成すると、剥離パッドニップ部N2内の剥離パッド64が配設された領域(剥離パッド64と加圧ロール62との圧接部)N2Tよりもロールニップ部N1側に位置する境界領域N2S(図3参照)では、定着ベルト610を定着ロール611および加圧ロール62のいずれにも直接押圧する部材が存在しない。そのため、この境界領域N2Sでは定着ベルト610の張力のみによって加圧ロール62に圧接されることとなり、この境界領域N2Sでのニップ圧(以下、境界領域N2Sでのニップ圧をPnとする。)は定着ベルト610の張力のみで形成されることとなる。そのため、剥離パッド64をロールニップ部N1の下流側端部N1E(図3参照)から所定の距離以上に離隔して配設すると、境界領域N2Sのニップ圧Pnは、ロールニップ部N1のニップ圧と剥離パッド64が配設された領域N2Tでのニップ圧との狭間となって、ニップ圧Pnが所定値(これをPn1とする。)よりも低く落ち込んだ谷間の領域として形成される。そして、境界領域N2Sのニップ圧Pnは、ロールニップ部N1のニップ圧および剥離パッド64が配設された領域N2Tのニップ圧よりも相対的に低くなる。
ここで図4は、剥離パッド64をロールニップ部N1の下流側端部N1Eから所定の距離以上に離隔して配設した場合のニップ部N(ロールニップ部N1および剥離パッドニップ部N2)のニップ圧分布の概略を示した図である。図4に示したように、この場合には、剥離パッドニップ部N2において、ロールニップ部N1との境界領域N2Sにニップ圧Pnが所定値Pn1以下に落ち込んだ谷間の領域が形成されている。
However, when the peeling pad 64 is provided to form the peeling pad nip portion N2 continuously to the roll nip portion N1, the region in the peeling pad nip portion N2 where the peeling pad 64 is provided (the peeling pad 64 and the pressure roll). In the boundary region N2S (see FIG. 3) located on the side of the roll nip N1 from N2T, there is no member that directly presses the fixing belt 610 to either the fixing roll 611 or the pressure roll 62. Therefore, the boundary region N2S is pressed against the pressure roll 62 only by the tension of the fixing belt 610, and the nip pressure in the boundary region N2S (hereinafter, the nip pressure in the boundary region N2S is referred to as Pn). It is formed only by the tension of the fixing belt 610. For this reason, when the peeling pad 64 is arranged at a predetermined distance or more away from the downstream end N1E (see FIG. 3) of the roll nip portion N1, the nip pressure Pn in the boundary region N2S is separated from the nip pressure of the roll nip portion N1. A region between the nip pressure in the region N2T in which the pad 64 is disposed is formed as a region of a valley where the nip pressure Pn falls below a predetermined value (hereinafter referred to as Pn1). The nip pressure Pn in the boundary region N2S is relatively lower than the nip pressure in the roll nip portion N1 and the nip pressure in the region N2T in which the peeling pad 64 is disposed.
Here, FIG. 4 shows the nip pressure distribution of the nip portion N (the roll nip portion N1 and the peeling pad nip portion N2) when the peeling pad 64 is spaced apart from the downstream end N1E of the roll nip portion N1 by a predetermined distance or more. FIG. As shown in FIG. 4, in this case, in the peeling pad nip portion N2, a valley region where the nip pressure Pn falls below a predetermined value Pn1 is formed in the boundary region N2S with the roll nip portion N1.

ところで、本実施の形態の定着装置60による定着プロセスでは、トナー像を担持した用紙Pは、ロールニップ部N1において加熱および加圧されてトナーが溶融圧着される。その際に、ロールニップ部N1内において熱を受けた用紙Pやトナーからは、用紙P中の水分が気化して水蒸気を発生させたり、トナー中の空気が熱膨張しようとする。ところが、ロールニップ部N1では高いニップ圧が印加されているため、定着ベルト610と加圧ロール62との間に水蒸気や膨張した空気によるエアーギャップ(気泡)が生じることはない。
しかし、剥離パッドニップ部N2内のロールニップ部N1との境界領域N2Sにおけるニップ圧Pnが所定値Pn1以下の低い状態に形成されていると、ロールニップ部N1で抑え込まれていた気泡が境界領域N2Sにおいては抑止できずに発生することとなる。そして、気泡が発生した状態で、用紙Pが剥離パッド64の配設されたニップ圧の高い領域N2Tに進入すると、境界領域N2Sにおいて発生した気泡がその高いニップ圧によって用紙Pの表面上を動き回る。そうすると、用紙P上のトナー像は、ロールニップ部N1を通過した直後であって、溶融したトナーが未だ完全に固化されていない状態にあるため、気泡が動き回ることによってトナー像が乱される現象が生じる。その結果、定着画像にムラ等の画像不良が発生するという事態を招来することとなる。
By the way, in the fixing process by the fixing device 60 of the present embodiment, the paper P carrying the toner image is heated and pressed in the roll nip portion N1, and the toner is melt-pressed. At that time, the water in the paper P vaporizes from the paper P and the toner that have received heat in the roll nip portion N1 to generate water vapor, or the air in the toner tends to thermally expand. However, since a high nip pressure is applied at the roll nip portion N1, an air gap (bubbles) due to water vapor or expanded air does not occur between the fixing belt 610 and the pressure roll 62.
However, when the nip pressure Pn in the boundary region N2S with the roll nip portion N1 in the peeling pad nip portion N2 is formed in a low state below a predetermined value Pn1, bubbles that have been suppressed in the roll nip portion N1 are generated in the boundary region N2S. Will occur without being suppressed. Then, when the paper P enters the high nip pressure region N2T where the peeling pad 64 is disposed in a state where bubbles are generated, the bubbles generated in the boundary region N2S move around on the surface of the paper P due to the high nip pressure. . As a result, the toner image on the paper P is immediately after passing through the roll nip portion N1, and the melted toner is not yet completely solidified. Arise. As a result, a situation in which an image defect such as unevenness occurs in the fixed image is caused.

そこで、本実施の形態の定着装置60では、剥離パッド64は、ロールニップ部N1の下流側近傍に配設している。このように剥離パッド64を設置することで、剥離パッドニップ部N2内におけるロールニップ部N1と剥離パッド64が配設された領域N2Tとの間の境界領域N2Sの幅を極力狭く設定することが可能となる。それにより、定着ベルト610の張力のみによって加圧ロール62に圧接される領域が狭くなる。そのため、図5(剥離パッド64をロールニップ部N1の下流側近傍に配設した場合のニップ圧分布の概略を示した図)に示したように、境界領域N2Sにおいてニップ圧Pnが所定値Pn1よりも落ち込む谷間の領域が発生することを抑制することができる。そして、ニップ部N内におけるロールニップ部N1内でニップ圧がピークとなる位置から剥離パッドニップ部N2の最下流位置に至る領域において、ニップ圧が連続的に単調減少するように設定することが可能となる。
このように、境界領域N2Sのニップ圧Pnを所定のPn1よりも高く設定できるので、境界領域N2Sにおいて気泡の発生を抑止することができる。さらには、ロールニップ部N1内でニップ圧がピークとなる位置から剥離パッドニップ部N2の最下流位置に至るまで、ニップ圧を連続的に単調減少するように設定することにより、ロールニップ部N1において高いニップ圧により抑え込まれていた水蒸気や熱膨張しようとする空気は、剥離パッドニップ部N2を通過するまでの経路で徐々に開放されることとなり、上記したような気泡が動き回る現象の発生を抑制することが可能となる。そのため、未だ完全に固化されていない状態のトナー像が乱されることが殆ど無くなり、定着画像に画像ムラ等の画像不良が発生するのを抑制することができる。
Therefore, in the fixing device 60 of the present embodiment, the peeling pad 64 is disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1. By installing the peeling pad 64 in this way, the width of the boundary region N2S between the roll nip portion N1 and the region N2T in which the peeling pad 64 is disposed in the peeling pad nip portion N2 can be set as narrow as possible. Become. As a result, the area pressed against the pressure roll 62 only by the tension of the fixing belt 610 is narrowed. Therefore, as shown in FIG. 5 (a diagram showing an outline of the nip pressure distribution when the peeling pad 64 is disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1), the nip pressure Pn is larger than the predetermined value Pn1 in the boundary region N2S. It is also possible to suppress the generation of a valley region that falls. The nip pressure can be set so as to continuously and monotonously decrease in a region from the position where the nip pressure reaches a peak in the roll nip portion N1 in the nip portion N to the most downstream position of the peeling pad nip portion N2. Become.
Thus, since the nip pressure Pn in the boundary region N2S can be set higher than the predetermined Pn1, the generation of bubbles in the boundary region N2S can be suppressed. Further, by setting the nip pressure continuously and monotonically from the position where the nip pressure reaches a peak in the roll nip portion N1 to the most downstream position of the peeling pad nip portion N2, a high nip is obtained in the roll nip portion N1. The water vapor or air that is about to expand due to the pressure is gradually released along the path until it passes through the peeling pad nip portion N2, thereby suppressing the phenomenon of bubbles moving around as described above. Is possible. Therefore, the toner image that has not been completely solidified is hardly disturbed, and it is possible to suppress the occurrence of image defects such as image unevenness in the fixed image.

ここで、境界領域N2Sにおいて気泡が発生するのを抑止するためには、境界領域N2S内の圧力(ニップ圧)Pnが次の(1)式を満たすことが必要である。
Pn≧Po×(Tn/To−1) ……(1)
すなわち、上記した境界領域N2Sでのニップ圧Pnの所定値Pn1は、
Pn1=Po×(Tn/To−1)
となる。
なお、Tnは定着ベルト610の絶対温度、Toは定着ロール611から充分に離れた位置における空気の絶対温度(環境温度)、Poは大気圧である。
Here, in order to suppress the generation of bubbles in the boundary region N2S, the pressure (nip pressure) Pn in the boundary region N2S needs to satisfy the following expression (1).
Pn ≧ Po × (Tn / To−1) (1)
That is, the predetermined value Pn1 of the nip pressure Pn in the boundary region N2S described above is
Pn1 = Po × (Tn / To−1)
It becomes.
Tn is the absolute temperature of the fixing belt 610, To is the absolute temperature of air (environment temperature) at a position sufficiently away from the fixing roll 611, and Po is atmospheric pressure.

(1)式は、次のように導かれる。まず、理想気体の状態方程式は次の(2)式で表される。
PV = nRT ……(2)
なお、Pは圧力、Vは体積、nはモル数、Rは気体定数、Tは絶対温度である。
したがって、次の(3)式および(4)式が導かれる。
(Po+Pn)×Vn = nRTn ……(3)
PoVo = nRTo ……(4)
なお、Vnは境界領域N2S内の気泡の体積、Voは大気圧下での気泡の体積である。 境界領域N2S内で気泡の発生を抑制するには、Vn≦Voなる条件を満たせばよい。そこで、(3)式および(4)式より、次の(5)式が導かれる。
Tn/(Po+Pn)≦To/Po ……(5)
さらに(5)式を変形すると、上記した式(1)が導かれる。
そして、剥離パッド64は、式(1)を満たすニップ圧Pnとなるような充分に狭い境界領域N2Sが形成されるように、ロールニップ部N1の下流側近傍位置に配設されることとなる。
Equation (1) is derived as follows. First, the equation of state of the ideal gas is expressed by the following equation (2).
PV = nRT (2)
In addition, P is a pressure, V is a volume, n is the number of moles, R is a gas constant, and T is an absolute temperature.
Therefore, the following equations (3) and (4) are derived.
(Po + Pn) × Vn = nRTn (3)
PoVo = nRTo (4)
Vn is the volume of bubbles in the boundary region N2S, and Vo is the volume of bubbles under atmospheric pressure. In order to suppress the generation of bubbles in the boundary region N2S, the condition Vn ≦ Vo may be satisfied. Therefore, the following equation (5) is derived from the equations (3) and (4).
Tn / (Po + Pn) ≦ To / Po (5)
Further, when the equation (5) is modified, the above equation (1) is derived.
The peeling pad 64 is disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1 so that a sufficiently narrow boundary region N2S that satisfies the nip pressure Pn satisfying the expression (1) is formed.

続いて、ロールニップ部N1の下流側近傍に配設可能となるような剥離パッド64の形状について述べる。
図6は、剥離パッド64が配置された領域周辺を表す概略断面図である。図6に示したように、剥離パッド64には、主として、定着ロール611側に面する内側面64a、剥離パッドニップ部N2を通過した定着ベルト610の進行方向を急激に変化させる外側面64b、定着ベルト610を加圧ロール62に押圧する押圧面64cが形成されている。
剥離パッド64の内側面64aは、剥離パッド64を定着ロール611側に極力近接させて(例えば、剥離パッド64と定着ロール611とのギャップを0.5mm)配置するために、定着ロール611の周面に倣った湾曲面で形成されている。すなわち、図6に示した境界領域N2Sを極力狭く設定するためには、ロールニップ部N1(図3も参照)の下流側近傍であって、定着ロール611と加圧ロール62とで画成されたくさび状領域Qにおいて、剥離パッド64が加圧ロール62表面を押圧するように配置する必要がある。そのため、内側面64aの上流側端部(押圧面64cの上流側端部)64pをロールニップ部N1の下流側端部N1Eの近傍、すなわち上記したくさび状領域Q内の定着ロール611に近接した位置に設置できるように、内側面64aは定着ロール611の周面に倣った湾曲面に形成している。本実施の形態の剥離パッド64では、内側面64aは曲率半径33mmの略円周面で形成している。なお、内側面64aは、定着ロール611の周面に倣う湾曲面であれば、略円周面等の曲面に限らず、複数の平面を段階的に屈曲させて形成することも可能である。
また、内側面64aの上流側端部64pをくさび状領域Q内の定着ロール611に近接した位置に設置できるようにするとともに、上流側端部64p部分の強度および剛性を確保するために、内側面64aと押圧面64cとのなす角度θ1は、20〜50°に設定するのが好適である。
Next, the shape of the peeling pad 64 that can be disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1 will be described.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the periphery of a region where the peeling pad 64 is disposed. As shown in FIG. 6, the peeling pad 64 mainly includes an inner surface 64a facing the fixing roll 611 side, an outer surface 64b that rapidly changes the advancing direction of the fixing belt 610 that has passed through the peeling pad nip portion N2, and fixing. A pressing surface 64 c that presses the belt 610 against the pressing roll 62 is formed.
The inner surface 64a of the peeling pad 64 is arranged around the fixing roll 611 in order to place the peeling pad 64 as close as possible to the fixing roll 611 side (for example, the gap between the peeling pad 64 and the fixing roll 611 is 0.5 mm). It is formed with a curved surface following the surface. That is, in order to set the boundary region N2S shown in FIG. 6 as narrow as possible, it is defined by the fixing roll 611 and the pressure roll 62 in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1 (see also FIG. 3). In the wedge-shaped region Q, it is necessary to arrange the peeling pad 64 so as to press the surface of the pressure roll 62. Therefore, the upstream end portion (upstream end portion of the pressing surface 64c) 64p of the inner surface 64a is located near the downstream end portion N1E of the roll nip portion N1, that is, the position close to the fixing roll 611 in the wedge-shaped region Q described above. The inner side surface 64 a is formed in a curved surface that follows the peripheral surface of the fixing roll 611. In the peeling pad 64 of the present embodiment, the inner side surface 64a is formed by a substantially circumferential surface having a curvature radius of 33 mm. The inner side surface 64a is not limited to a curved surface such as a substantially circumferential surface as long as it is a curved surface that follows the circumferential surface of the fixing roll 611, and can be formed by bending a plurality of planes stepwise.
In addition, in order to allow the upstream end 64p of the inner surface 64a to be installed at a position close to the fixing roll 611 in the wedge-shaped region Q, and to ensure the strength and rigidity of the upstream end 64p portion, The angle θ1 formed by the side surface 64a and the pressing surface 64c is preferably set to 20 to 50 °.

剥離パッド64の押圧面64cは、定着ベルト610を加圧ロール62に押圧し、加圧ロール62表面に圧接させる面である。そのため、定着ベルト610が加圧ロール62に対して均一に押圧されるように、押圧面64cは平面で形成している。さらに、押圧面64cは、加圧ロール62の円周面に倣った凹状曲面で形成することもでき、それにより押圧力のさらなる均一化を図ることができる。
また、上述したように、押圧面64cの上流側端部64pは、境界領域N2Sの幅を極力狭くするために、定着ロール611に近接した位置に配置されるが、その際に、上流側端部64pを定着ロール611と当接するように配置することも可能である。このように設定すれば、境界領域N2Sを殆ど無くし、剥離パッドニップ部N2の殆ど全域を剥離パッド64と加圧ロール62との圧接部N2Tで形成することができる。加えて、押圧面64cは、上流側端部64pが定着ロール611からの押圧力も同時に受けることができるので、剥離パッドニップ部N2全域において充分なニップ圧を形成することが可能となる。
The pressing surface 64 c of the peeling pad 64 is a surface that presses the fixing belt 610 against the pressure roll 62 and presses against the surface of the pressure roll 62. Therefore, the pressing surface 64 c is formed as a flat surface so that the fixing belt 610 is uniformly pressed against the pressure roll 62. Furthermore, the pressing surface 64c can also be formed as a concave curved surface that follows the circumferential surface of the pressure roll 62, whereby the pressing force can be made more uniform.
Further, as described above, the upstream end 64p of the pressing surface 64c is disposed at a position close to the fixing roll 611 in order to reduce the width of the boundary region N2S as much as possible. It is also possible to arrange the portion 64p so as to contact the fixing roll 611. By setting in this way, the boundary region N2S can be almost eliminated, and almost the entire area of the peeling pad nip portion N2 can be formed by the pressure contact portion N2T between the peeling pad 64 and the pressure roll 62. In addition, since the upstream end portion 64p of the pressing surface 64c can simultaneously receive the pressing force from the fixing roll 611, a sufficient nip pressure can be formed in the entire area of the peeling pad nip portion N2.

図7は、押圧面64cの上流側端部64pを定着ロール611に接触するように設定して、定着ロール611からの押圧力も同時に受ける構成を示した図である。図7に示したように、この場合には、押圧面64cの上流側端部64pは、くさび状領域Qの最深部を埋めるように、くさび形状で形成される。このように、押圧面64cの上流側端部64pをくさび形状に形成することで、定着ロール611からの押圧力を安定して受けることができると同時に、定着ロール611と摺擦しても、上流側端部64pの定着ロール611との接触面および定着ロール611表面に磨耗が生じ難くなる。そのため、長期に亘って剥離パッド64の機能を維持することが可能である。
なお、押圧面64cは、定着ベルト610や定着ロール611と摺擦するので、定着ベルト610の進行をスムーズに行ない、また、定着ロール611との磨耗を低減するため、その表面に、摩擦係数が小さく、かつ耐摩耗性に優れた例えばテフロン(登録商標)等を被覆した構成とすることが好ましい。
FIG. 7 is a view showing a configuration in which the upstream end portion 64p of the pressing surface 64c is set in contact with the fixing roll 611 and receives the pressing force from the fixing roll 611 at the same time. As shown in FIG. 7, in this case, the upstream end portion 64p of the pressing surface 64c is formed in a wedge shape so as to fill the deepest portion of the wedge-shaped region Q. Thus, by forming the upstream end portion 64p of the pressing surface 64c in a wedge shape, it is possible to stably receive the pressing force from the fixing roll 611, and at the same time, even if it rubs against the fixing roll 611, Wear is unlikely to occur on the contact surface of the upstream end portion 64p with the fixing roll 611 and the surface of the fixing roll 611. Therefore, it is possible to maintain the function of the peeling pad 64 over a long period of time.
The pressing surface 64c rubs against the fixing belt 610 and the fixing roll 611, so that the fixing belt 610 advances smoothly, and the friction coefficient is applied to the surface of the pressing surface 64c in order to reduce wear on the fixing roll 611. For example, it is preferable to have a structure that is small and excellent in wear resistance, such as Teflon (registered trademark).

外側面64bは、張架ロール615および定着ロール611と協働して定着ベルト610を導き、その進行方向を急激に変化させることで、定着ベルト610から用紙Pを剥離する面である。そのため、用紙Pを定着ベルト610から安定的に剥離できるように、外側面64bの上流側端部領域(定着ベルト610が加圧ロール62から離隔する領域)Rにおいて、加圧ロール62の接線と外側面64bの接線とのなす角θ2(図6および図7参照)が40°以上となるように設定されている。また、急激に屈曲している上流側端部領域Rにおいて定着ベルト610を円滑に移動することができるように、上流側端部領域Rでは外側面64bは曲面で形成されている。
さらに、外側面64bは、定着ベルト610が加圧ロール62から離隔した後、円滑に張架ロール615および定着ロール611の方向に進行するように、張架ロール615に向けて傾斜した平面で形成されている。この場合に、外側面64bは外側(定着ベルト610側)に向けて湾曲した曲面で形成することもできる。なお、外側面64bも押圧面64cと同様に、定着ベルト610と摺擦するので、定着ベルト610の進行をスムーズに行なうため、その表面に、摩擦係数が小さく、かつ耐摩耗性に優れた例えばテフロン(登録商標)等を被覆した構成とすることが好ましい。
The outer side surface 64b is a surface from which the sheet P is peeled off from the fixing belt 610 by guiding the fixing belt 610 in cooperation with the stretching roll 615 and the fixing roll 611 and rapidly changing the traveling direction thereof. Therefore, in order to stably peel the sheet P from the fixing belt 610, in the upstream end region (region where the fixing belt 610 is separated from the pressure roll 62) R of the outer surface 64b, The angle θ2 (see FIGS. 6 and 7) formed by the tangent to the outer side surface 64b is set to be 40 ° or more. Further, in the upstream end region R, the outer side surface 64b is formed as a curved surface so that the fixing belt 610 can be smoothly moved in the upstream end region R that is bent sharply.
Further, the outer surface 64b is formed by a plane inclined toward the stretching roll 615 so that the fixing belt 610 moves smoothly in the direction of the stretching roll 615 and the fixing roll 611 after being separated from the pressure roll 62. Has been. In this case, the outer side surface 64b can be formed as a curved surface that curves toward the outer side (the fixing belt 610 side). Since the outer surface 64b also rubs against the fixing belt 610 in the same manner as the pressing surface 64c, the surface of the fixing belt 610 has a small friction coefficient and excellent wear resistance. It is preferable that the structure is coated with Teflon (registered trademark) or the like.

このように、本実施の形態の定着装置60では、定着ベルトモジュール61と加圧ロール62とが圧接される領域には、ロールニップ部N1と剥離パッドニップ部N2とからなるニップ部Nが形成される。そして、剥離パッドニップ部N2を形成する剥離パッド64をロールニップ部N1の下流側近傍に配設するとともに、剥離パッド64が加圧ロール62を押圧するように設定している。そのため、ニップ部N内において、ニップ圧が落ち込む谷間の領域が発生することを抑制し、境界領域N2Sにおいても、上記した(1)式を満たすニップ圧Pnを形成することが可能となる。また、それにより、ニップ部N内におけるロールニップ部N1内でニップ圧がピークとなる位置から剥離パッドニップ部N2の最下流位置に至る領域において、ニップ圧が連続的に単調減少するように設定することが可能となる。
そのため、境界領域N2Sにおいて所定のニップ圧Pnを設定することで、境界領域N2Sでの気泡の発生を抑止することができる。さらに、ニップ圧を連続的に単調減少するように設定することにより、ロールニップ部N1において高いニップ圧により抑え込まれていた水蒸気や熱膨張しようとする空気を、剥離パッドニップ部N2を通過するまでの経路で徐々に開放することが可能となる。それにより、水蒸気や熱膨張した空気が気泡となってニップ内で動き回る現象の発生を抑制することができるため、未だ完全に固化されていない状態のトナー像が乱されることが殆ど無くなり、定着画像に画像ムラ等の画像ディフェクトの発生を抑制することが可能となる。
As described above, in the fixing device 60 according to the present embodiment, the nip portion N including the roll nip portion N1 and the peeling pad nip portion N2 is formed in the region where the fixing belt module 61 and the pressure roll 62 are pressed. . The release pad 64 that forms the release pad nip portion N2 is disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1, and the release pad 64 is set to press the pressure roll 62. Therefore, it is possible to suppress the generation of a valley region where the nip pressure falls in the nip portion N, and it is possible to form the nip pressure Pn that satisfies the above-described expression (1) also in the boundary region N2S. Accordingly, the nip pressure is set to continuously and monotonously decrease in a region from the position where the nip pressure reaches a peak in the roll nip portion N1 in the nip portion N to the most downstream position of the peeling pad nip portion N2. Is possible.
Therefore, by setting a predetermined nip pressure Pn in the boundary region N2S, the generation of bubbles in the boundary region N2S can be suppressed. Furthermore, by setting the nip pressure so as to continuously decrease monotonously, the water vapor or air to be thermally expanded that has been suppressed by the high nip pressure in the roll nip portion N1 is allowed to pass through the peeling pad nip portion N2. It becomes possible to gradually open the route. As a result, it is possible to suppress the phenomenon that water vapor or thermally expanded air becomes bubbles and move around in the nip, so that the toner image that has not yet been completely solidified is hardly disturbed and fixed. It is possible to suppress the occurrence of image defects such as image unevenness in the image.

さらに、剥離パッドニップ部N2を形成する剥離パッド64は断面が略円弧形状に形成されているために、剥離パッドニップ部N2を通過した定着ベルト610は、その進行方向が屈曲するように急激に変化させられる。そのため、ロールニップ部N1および剥離パッドニップ部N2を通過した用紙Pは、剥離パッドニップ部N2を出た時点で定着ベルト610から剥離され、用紙Pに対する曲率分離を行うことが可能となる。   Further, since the cross section of the peeling pad 64 forming the peeling pad nip portion N2 is formed in a substantially arc shape, the fixing belt 610 that has passed through the peeling pad nip portion N2 is rapidly changed so that the traveling direction thereof is bent. It is done. Therefore, the paper P that has passed through the roll nip portion N1 and the peeling pad nip portion N2 is peeled from the fixing belt 610 at the time of exiting the peeling pad nip portion N2, and the curvature separation from the paper P can be performed.

次に、本実施の形態の定着装置60における定着動作について説明する。
画像形成装置の二次転写部20(図1参照)において未定着トナー像が静電転写された用紙Pは、搬送ベルト55および定着入口ガイド56により、定着装置60のニップ部Nに向けて(図2参照:矢印F方向)搬送されてくる。そして、ニップ部Nを通過する用紙P表面の未定着トナー像は、主としてロールニップ部N1に作用する圧力と熱とにより用紙Pに定着される。
Next, a fixing operation in the fixing device 60 of the present embodiment will be described.
The sheet P on which the unfixed toner image is electrostatically transferred in the secondary transfer unit 20 (see FIG. 1) of the image forming apparatus is directed toward the nip N of the fixing device 60 by the conveyance belt 55 and the fixing inlet guide 56 ( See FIG. 2: arrow F direction). The unfixed toner image on the surface of the paper P passing through the nip portion N is fixed on the paper P mainly by pressure and heat acting on the roll nip portion N1.

このとき、本実施の形態の定着装置60では、ニップ部Nに作用する熱は、定着ベルト610によって供給される。定着ベルト610は、主として、張架ロール612の内部に配置されたハロゲンヒータ616bから張架ロール612を通じて供給される熱と、張架ロール613の内部に配置されたハロゲンヒータ616cから張架ロール613を通じて供給される熱とによって加熱されるように構成されている。そして、定着ベルト610がニップ部Nに搬送される際には、既に張架ロール612および張架ロール613から充分かつ速やかに熱エネルギーが補給されているため、ニップ部Nにおいては、プロセススピードが440mm/sという高速であっても充分な熱量を用紙Pに対して作用させることが可能である。   At this time, in the fixing device 60 of the present embodiment, heat acting on the nip portion N is supplied by the fixing belt 610. The fixing belt 610 mainly includes heat supplied from the halogen heater 616b disposed inside the tension roll 612 through the tension roll 612, and from the halogen heater 616c disposed inside the tension roll 613 to the tension roll 613. It is comprised so that it may be heated with the heat supplied through. When the fixing belt 610 is conveyed to the nip portion N, heat energy has already been supplied from the stretching roll 612 and the stretching roll 613 sufficiently and quickly. Even at a high speed of 440 mm / s, a sufficient amount of heat can be applied to the paper P.

すなわち、直接的な加熱部材として機能する定着ベルト610は、薄層のベルト部材であって熱容量が極めて小さく形成されている。加えて、定着ベルト610は、主な熱供給部材である張架ロール612および張架ロール613に広いラップ面積(大きなラップ角度)で接触するように構成されている。それにより、定着ベルト610が1回転する短かい期間に、張架ロール612および張架ロール613から充分な熱量が供給されるので、ニップ部Nを通過して定着処理を終えた後の定着ベルト610を必要な定着温度に短時間で復帰させることが可能となる。   That is, the fixing belt 610 functioning as a direct heating member is a thin layer belt member and has a very small heat capacity. In addition, the fixing belt 610 is configured to contact the tension roll 612 and the tension roll 613 that are main heat supply members with a wide lap area (large wrap angle). Accordingly, since a sufficient amount of heat is supplied from the stretching roll 612 and the stretching roll 613 during a short period in which the fixing belt 610 rotates once, the fixing belt after finishing the fixing process after passing through the nip portion N. It becomes possible to return 610 to a necessary fixing temperature in a short time.

そのため、本実施の形態の定着装置60においては、連続高速通紙時においても定着温度を略一定に維持することが可能となる。また、高速定着動作の開始時に定着温度が落ち込む温度ドループ現象の発生を抑制することが可能となる。特に、熱容量の大きな厚紙等に対する定着においても、定着温度の維持および温度ドループの発生を抑制することができる。また、定着ベルト610が張架ロール612および張架ロール613に広いラップ面積で接触するように構成されているので、熱の利用効率を高めることができるとともに、ウォームアップの短縮化を図ることも可能となる。
さらには、紙種に対応させて定着温度を途中で切り替える(定着温度のアップおよびダウンの双方を含む。)必要がある場合にも、定着ベルト610は熱容量が小さいので、ハロゲンヒータ616bおよび/またはハロゲンヒータ616cの出力調整により、所望の温度への切り替えを容易、かつ速やかに行うことも可能となる。
Therefore, in the fixing device 60 of the present embodiment, the fixing temperature can be maintained substantially constant even during continuous high-speed paper feeding. In addition, it is possible to suppress the occurrence of a temperature droop phenomenon in which the fixing temperature drops at the start of the high-speed fixing operation. In particular, even when fixing on thick paper having a large heat capacity, it is possible to maintain the fixing temperature and suppress the occurrence of temperature droop. In addition, since the fixing belt 610 is configured to come into contact with the stretching roll 612 and the stretching roll 613 with a wide lap area, heat utilization efficiency can be improved and warm-up can be shortened. It becomes possible.
Further, when it is necessary to switch the fixing temperature in the middle (including both fixing temperature up and down) corresponding to the paper type, the fixing belt 610 has a small heat capacity, so the halogen heater 616b and / or By adjusting the output of the halogen heater 616c, it is possible to easily and quickly switch to a desired temperature.

ところで、本実施の形態の定着ロール611は、定着ベルト610に対して積極的に熱エネルギーを供給して定着ベルト610の温度を引き上げる機能は有していない。すなわち、定着ロール611の内部に配置されたハロゲンヒータ616aは、ロールニップ部N1において定着ロール611が定着ベルト610から熱を奪わない程度の温度を維持するように設定されている。具体的には、定着ロール611の温度は、ニップ部Nでの定着ベルト610の温度(例えば、210℃)よりも低い所定値(例えば、180℃)を維持するように設定されている。   By the way, the fixing roll 611 of the present embodiment does not have a function of actively supplying thermal energy to the fixing belt 610 to raise the temperature of the fixing belt 610. That is, the halogen heater 616a disposed inside the fixing roll 611 is set to maintain a temperature at which the fixing roll 611 does not take heat from the fixing belt 610 at the roll nip portion N1. Specifically, the temperature of the fixing roll 611 is set to maintain a predetermined value (for example, 180 ° C.) lower than the temperature (for example, 210 ° C.) of the fixing belt 610 at the nip portion N.

定着ロール611の温度を定着ベルト610の温度よりも低く設定するのは、以下の理由に基づくものである。
上述したように、本実施の形態の定着装置60では、ニップ部Nは、ロールニップ部N1と剥離パッドニップ部N2とにより広く形成されている。そのため、ニップ部Nを通過する用紙Pに対して定着ベルト610から充分な熱量を供給することが可能となり、高速で連続通紙される用紙Pにも安定した定着性能を発揮することができる。
ところが、定着ベルト610は、通紙と通紙との間のインターバルで加圧ロール62と直接的に接触する。また、例えば小サイズ紙を連続して通紙した場合には、加圧ロール62の両端部領域、または一方の端部領域が長期に亘って加圧ロール62と直接的に接触することとなる。そのため、加圧ロール62の温度は次第に上昇する傾向を示す。
加えて、加圧ロール62はロールニップ部N1において定着ベルト610を介して定着ロール611と押圧されている。そのため、アルミニウムからなる熱容量の大きな定着ロール611の温度が、定着ベルト610と同等またはそれよりも高く設定されている場合には、加圧ロール62の温度は定着ロール611と略同様の温度まで上昇することとなる。そうすると、ニップ部Nでは、用紙Pは定着ベルト610側と加圧ロール62側との両面から過剰に加熱されることとなる。それにより、用紙P中において、水分が気化して水蒸気が発生したり、空気が熱膨張するという現象が起こり、一方の面からのみ加熱された際には生じることがない用紙Pの火膨れ(ペーパーブリスタ)が発生し易くなる。
The reason why the temperature of the fixing roll 611 is set lower than the temperature of the fixing belt 610 is based on the following reason.
As described above, in the fixing device 60 of the present embodiment, the nip portion N is widely formed by the roll nip portion N1 and the peeling pad nip portion N2. Therefore, a sufficient amount of heat can be supplied from the fixing belt 610 to the paper P that passes through the nip portion N, and stable fixing performance can be exhibited even on the paper P that is continuously passed at high speed.
However, the fixing belt 610 is in direct contact with the pressure roll 62 at an interval between sheets. For example, when small-size paper is continuously passed, both end regions of the pressure roll 62 or one end region are in direct contact with the pressure roll 62 over a long period of time. . Therefore, the temperature of the pressure roll 62 tends to gradually increase.
In addition, the pressure roll 62 is pressed against the fixing roll 611 via the fixing belt 610 at the roll nip portion N1. Therefore, when the temperature of the fixing roll 611 made of aluminum and having a large heat capacity is set to be equal to or higher than that of the fixing belt 610, the temperature of the pressure roll 62 rises to substantially the same temperature as the fixing roll 611. Will be. Then, at the nip portion N, the paper P is excessively heated from both the fixing belt 610 side and the pressure roll 62 side. As a result, a phenomenon occurs in which water vaporizes and water vapor is generated in the paper P, or the air thermally expands, and the paper P does not occur when heated only from one side ( Paper blisters) are likely to occur.

さらには、特に小サイズ紙を通紙した場合の幅方向端部側では、常に定着ベルト610と加圧ロール62とが直接接触することとなる。それによって、加圧ロール62の軸方向で熱膨張量に相違が生じ、加圧ロール62には画像形成動作サイクル毎に軸方向における大きな外径差が発生する。その結果、加圧ロール62では、長期の使用により画像形成動作毎の外径差の発生が繰り返されることから、加圧ロール62表面にはシワやヒビ、さらには破損が生じ易くなる。そのために、画像不良の発生を招き、場合によっては、定着機能が著しく損なわれる可能性もある。   Further, the fixing belt 610 and the pressure roll 62 are always in direct contact with each other, particularly on the side in the width direction when small-size paper is passed. As a result, a difference in thermal expansion occurs in the axial direction of the pressure roll 62, and a large outer diameter difference in the axial direction occurs in the pressure roll 62 every image forming operation cycle. As a result, in the pressure roll 62, the occurrence of a difference in outer diameter for each image forming operation is repeated due to long-term use, so that the surface of the pressure roll 62 is likely to be wrinkled, cracked, or even damaged. For this reason, an image defect occurs, and in some cases, the fixing function may be significantly impaired.

そこで、本実施の形態の定着ロール611は、表面温度がニップ部Nでの定着ベルト610の温度よりも低い所定温度に設定されている。それにより、ロールニップ部N1において定着ベルト610を介して定着ロール611から加圧ロール62に必要以上に熱が伝わることを抑えることで、加圧ロール62に過度な温度上昇が生じるのを極力抑制するように構成されている。   Accordingly, the surface temperature of the fixing roll 611 of the present embodiment is set to a predetermined temperature lower than the temperature of the fixing belt 610 at the nip portion N. Accordingly, it is possible to suppress an excessive temperature rise in the pressure roll 62 as much as possible by suppressing heat from being transmitted from the fixing roll 611 to the pressure roll 62 more than necessary via the fixing belt 610 in the roll nip portion N1. It is configured as follows.

本実施の形態の定着装置60では、このような定着ロール611の温度設定に加えて、加圧ロール62に過度な温度上昇が生じるのを抑制するためのさらなる手段として、加圧ロール62を積極的に冷却する冷却部材の一例としての第1冷却部材90と第2冷却部材100とを配設している。高速の画像形成装置では、装置の性格上、一度に大量のプリントが行われることが多く、稼動時間が長期に亘ることも多々ある。また、画像形成装置が気温の高い環境下で使用される場合もある。そのために、定着ロール611の温度を定着ベルト610の温度よりも低く設定するだけでは、加圧ロール62の過度な温度上昇を抑えるには不充分な場合も想定される。そこで、加圧ロール62に第1冷却部材90と第2冷却部材100とを設け、加圧ロール62の温度を所定の範囲内に制御している。   In the fixing device 60 according to the present embodiment, in addition to the temperature setting of the fixing roll 611, the pressure roll 62 is actively used as a further means for suppressing an excessive temperature rise in the pressure roll 62. The 1st cooling member 90 and the 2nd cooling member 100 as an example of the cooling member cooled automatically are arrange | positioned. In a high-speed image forming apparatus, due to the nature of the apparatus, a large amount of printing is often performed at one time, and the operation time is often long. In addition, the image forming apparatus may be used in an environment where the temperature is high. Therefore, it may be assumed that setting the temperature of the fixing roll 611 lower than the temperature of the fixing belt 610 is insufficient to suppress an excessive temperature rise of the pressure roll 62. Therefore, the pressure roller 62 is provided with the first cooling member 90 and the second cooling member 100, and the temperature of the pressure roller 62 is controlled within a predetermined range.

第1冷却部材90は、加圧ロール62の外部に設けられ、加圧ロール62の外表面から加圧ロール62を冷却する。第1冷却部材90の吸熱ロール91、92は、熱伝導率の高い銅やアルミニウム等の金属等で形成された円柱状または円筒状のロール部材である。そのため、加圧ロール62の軸方向全域に亘って当接するように配設され、加圧ロール62の回転に伴って従動することで、加圧ロール62から効果的に熱を吸収する。さらには、例えば小サイズ紙を連続して通紙した場合に生じる加圧ロール62の端部領域と中央部領域との間の温度差を緩和する機能も果たしている。
そして、冷却ファン93からの送風は、ダクト94により吸熱ロール91、92および吸熱ロール91、92が配設された周辺領域の加圧ロール62表面に導かれる。それにより、冷却ファン93は、吸熱ロール91、92を介して間接的に加圧ロール62を冷却するとともに、加圧ロール62表面も直接的に冷却する。
The first cooling member 90 is provided outside the pressure roll 62 and cools the pressure roll 62 from the outer surface of the pressure roll 62. The endothermic rolls 91 and 92 of the first cooling member 90 are columnar or cylindrical roll members formed of a metal having a high thermal conductivity such as copper or aluminum. Therefore, the pressure roll 62 is disposed so as to be in contact with the entire area in the axial direction, and is driven by the rotation of the pressure roll 62, thereby effectively absorbing heat from the pressure roll 62. Furthermore, for example, it also functions to relieve the temperature difference between the end region and the center region of the pressure roll 62 that occurs when small-size paper is continuously fed.
The air blown from the cooling fan 93 is guided by the duct 94 to the surface of the pressure roll 62 in the peripheral region where the heat absorption rolls 91 and 92 and the heat absorption rolls 91 and 92 are disposed. Thereby, the cooling fan 93 cools the pressure roll 62 indirectly through the heat absorbing rolls 91 and 92 and also directly cools the surface of the pressure roll 62.

一方、第2冷却部材100は、加圧ロール62の内部に設けられ、加圧ロール62の円筒状ロール621側から加圧ロール62を冷却する。円筒状ロール621の内部には、空気がニップ部N下流側の円筒状ロール621内周面に沿って移動するように導くためのダクト101が配設されている。そして、ダクト101の一方の端部開口(加圧ロール62の端部)近傍に配置された冷却ファン102から送風される空気を、他方の端部開口から排気されるように導いている。そのため、ダクト101を通過する空気により、加圧ロール62は円筒状ロール621側から冷却(空冷)される。   On the other hand, the second cooling member 100 is provided inside the pressure roll 62 and cools the pressure roll 62 from the cylindrical roll 621 side of the pressure roll 62. Inside the cylindrical roll 621, a duct 101 for guiding air to move along the inner peripheral surface of the cylindrical roll 621 on the downstream side of the nip portion N is disposed. And it guide | induces so that the air sent from the cooling fan 102 arrange | positioned in the one edge part opening (end part of the pressure roll 62) vicinity of the duct 101 may be exhausted from the other edge part opening. Therefore, the pressure roll 62 is cooled (air cooled) from the cylindrical roll 621 side by the air passing through the duct 101.

ここで、第1冷却部材90と第2冷却部材100とは、ニップ部Nの下流側(ニップ部Nと加圧ロール62の回転軸とを結ぶ線mよりも加圧ロール62の回転方向下流領域)、すなわちニップ部Nを通過した直後の加圧ロール62を冷却するように設定されている。このように構成することで、冷却ファン93からの送風がニップ部Nに進入する前の定着ベルト610を冷やすことを防ぐことができる。また、ニップ部Nを通過した直後に冷却することで、熱の加圧ロール62内部への拡散を抑制できるので、効果的な冷却を行うことができる。   Here, the first cooling member 90 and the second cooling member 100 are located downstream of the nip portion N (downstream in the rotation direction of the pressure roll 62 from the line m connecting the nip portion N and the rotation axis of the pressure roll 62. Area), that is, the pressure roll 62 immediately after passing through the nip portion N is set to be cooled. With such a configuration, it is possible to prevent the fixing belt 610 from being cooled before the air blown from the cooling fan 93 enters the nip portion N. Further, by cooling immediately after passing through the nip portion N, diffusion of heat into the pressure roll 62 can be suppressed, so that effective cooling can be performed.

また、冷却ファン93および冷却ファン102の両方、またはいずれか一方のON/OFF制御は、加圧ロール62の表面温度を検知するセンサ(不図示)からの出力に基づいて行うことができる。具体的には、センサからの出力が所定温度値以上を示した場合に、冷却ファン93および/または冷却ファン102をONすることができる。また、センサを加圧ロール62の軸方向中央部と両端部とに配設し、軸方向中央部と両端部との温度差が所定値以上を示した場合に、冷却ファン93および/または冷却ファン102をONすることもできる。
さらに、ユーザによる画像形成装置の操作パネル(不図示)からの用紙種選択指示信号に基づいて、ON/OFF制御することもできる。例えば、ユーザが所定の用紙P(例えば、厚紙)を選択した場合に、冷却ファン93および/または冷却ファン102をONするように設定こともできる。加えて、プリント枚数や装置の駆動時間等の装置の使用状況や、装置の使用環境温度等の外的要因等に基づいて、ON/OFF制御することもできる。
Moreover, ON / OFF control of both or either of the cooling fan 93 and the cooling fan 102 can be performed based on an output from a sensor (not shown) that detects the surface temperature of the pressure roll 62. Specifically, when the output from the sensor indicates a predetermined temperature value or more, the cooling fan 93 and / or the cooling fan 102 can be turned on. In addition, when the sensor is disposed at the axial center and both ends of the pressure roll 62 and the temperature difference between the axial center and both ends exceeds a predetermined value, the cooling fan 93 and / or cooling The fan 102 can also be turned on.
Further, ON / OFF control can be performed based on a paper type selection instruction signal from the operation panel (not shown) of the image forming apparatus by the user. For example, when the user selects a predetermined paper P (for example, thick paper), the cooling fan 93 and / or the cooling fan 102 can be set to be turned on. In addition, the ON / OFF control can be performed based on the use status of the apparatus such as the number of prints and the drive time of the apparatus, and external factors such as the use environment temperature of the apparatus.

また、第1冷却部材90および/または第2冷却部材100において、加圧ロール62の軸方向両端部またはいずれか一方の端部への冷却性能を高める設定とすることもできる。具体的には、冷却ファン93および冷却ファン102の両方、またはいずれか一方は、加圧ロール62の軸方向両端部またはいずれか一方の端部への送風量が中央部への送風量よりも多くなるように構成することもできる。それにより、小サイズ紙を連続して通紙した場合の加圧ロール62の軸方向両端部またはいずれか一方の端部の冷却効果を高めることで、加圧ロール62軸方向での熱膨張量差の発生を緩和して、加圧ロール62表面へのダメージをさらに小さく抑えることができる。
さらには、本実施の形態の定着装置60では、第1冷却部材90と第2冷却部材100とを配設したが、第1冷却部材90と第2冷却部材100とのいずれか一方だけを配設してもよい。
また、第1冷却部材90において、吸熱ロール91、92としてペルチェ素子を用いることもできる。その場合には、冷却ファン93およびダクト94は、ペルチェ素子の放熱部を冷却するように構成される。
さらに、吸熱ロール91、92は、吸熱ロール91または吸熱ロール92のいずれか一方のみで構成することできる。また、3本以上の吸熱ロールを配設することもできる。
Moreover, in the 1st cooling member 90 and / or the 2nd cooling member 100, it can also be set as the setting which raises the cooling performance to the axial direction both ends of the pressure roll 62, or any one edge part. Specifically, both of the cooling fan 93 and the cooling fan 102, or any one of them, has an air flow rate to both ends in the axial direction of the pressure roll 62 or one of the end portions, which is higher than the air flow rate to the center portion. It can also be configured to increase. As a result, the amount of thermal expansion in the axial direction of the pressure roll 62 is enhanced by enhancing the cooling effect at both ends of the pressure roll 62 in the axial direction when one of the small-size papers is continuously passed. Generation | occurrence | production of a difference can be relieve | moderated and the damage to the pressurization roll 62 surface can be suppressed further smaller.
Furthermore, in the fixing device 60 of the present embodiment, the first cooling member 90 and the second cooling member 100 are disposed, but only one of the first cooling member 90 and the second cooling member 100 is disposed. You may set up.
In the first cooling member 90, Peltier elements can be used as the heat absorbing rolls 91 and 92. In that case, the cooling fan 93 and the duct 94 are configured to cool the heat dissipation portion of the Peltier element.
Furthermore, the endothermic rolls 91 and 92 can be configured by only one of the endothermic roll 91 and the endothermic roll 92. Also, three or more endothermic rolls can be provided.

ところで、第1冷却部材90および/または第2冷却部材100により冷却される加圧ロール62の温度は、定着ベルト610が210℃に設定された場合において、70〜160℃、より好ましくは90〜140℃を維持するように制御されるのが好適である。これは、加圧ロール62の温度が70℃よりも低くとなると、ニップ部Nにおける定着ベルト610の温度低下が著しくなるため、定着性能が低下するとともに、温度ドループが発生し易くなるからである。一方、加圧ロール62の温度が160℃よりも高くなると、ペーパーブリスタの発生率が高くなり、好ましくないからである。   By the way, the temperature of the pressure roll 62 cooled by the first cooling member 90 and / or the second cooling member 100 is 70 to 160 ° C., more preferably 90 to 160 ° C. when the fixing belt 610 is set to 210 ° C. It is preferred that the temperature be controlled to maintain 140 ° C. This is because when the temperature of the pressure roll 62 becomes lower than 70 ° C., the temperature of the fixing belt 610 at the nip portion N is significantly reduced, so that the fixing performance is lowered and temperature droop is likely to occur. . On the other hand, when the temperature of the pressure roll 62 is higher than 160 ° C., the generation rate of paper blisters is increased, which is not preferable.

ここで、本実施の形態の定着装置60を用いて、定着不良の発生およびペーパーブリスタの発生の有無について評価した。用紙Pとして、所謂厚紙、具体的には王子製紙(株)製のミラーコートプラチナ紙の坪量256(g/cm)のものを用い、SEF(Short Edge Feed)送りによる連続10000枚の通紙を行った。その結果、定着不良およびペーパーブリスタのいずれも発生のないことが確認された。
また、この評価試験の際に加圧ロール62の温度をモニターした結果、加圧ロール62の温度を100〜160℃に制御できることが確認できた。また、加圧ロール62の軸方向の温度差も、50℃以下に抑えられることも確認できた。
Here, using the fixing device 60 of the present embodiment, the occurrence of fixing failure and the presence or absence of paper blisters were evaluated. As the paper P, so-called thick paper, specifically, mirror coated platinum paper manufactured by Oji Paper Co., Ltd. with a basis weight of 256 (g / cm) is used, and continuous 10,000 sheets are fed by SEF (Short Edge Feed) feeding. Went. As a result, it was confirmed that neither fixing failure nor paper blister occurred.
Moreover, as a result of monitoring the temperature of the pressure roll 62 during the evaluation test, it was confirmed that the temperature of the pressure roll 62 could be controlled to 100 to 160 ° C. It was also confirmed that the temperature difference in the axial direction of the pressure roll 62 was suppressed to 50 ° C. or less.

引き続いて、ロールニップ部N1を通過した後の定着動作を述べる。
ロールニップ部N1を通過した後には、用紙Pは剥離パッドニップ部N2に搬送される。剥離パッドニップ部N2は、加圧ロール62に剥離パッド64が押圧されて、定着ベルト610が加圧ロール62に圧接するように形成されている。したがって、図3に示したように、ロールニップ部N1は定着ロール611の曲率によって下に凸である湾曲した形状を有するのに対し、剥離パッドニップ部N2は加圧ロール62の曲率によって上に凸である湾曲した形状を有している。
そのため、ロールニップ部N1において定着ロール611の曲率のもとで加熱加圧された用紙Pは、剥離パッドニップ部N2において加圧ロール62による相反する方向に向いた曲率に進行方向が変化させられる。その際に、用紙P上のトナー像と定着ベルト610表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト610との付着力が弱められ、用紙Pは定着ベルト610から剥離され易い状態が形成される。このように、剥離パッドニップ部N2は、最終の剥離工程で確実に剥離が行なわれるための準備工程にも位置付けられる。
Subsequently, the fixing operation after passing through the roll nip portion N1 will be described.
After passing through the roll nip portion N1, the paper P is conveyed to the peeling pad nip portion N2. The peeling pad nip portion N <b> 2 is formed such that the peeling pad 64 is pressed against the pressure roll 62 and the fixing belt 610 comes into pressure contact with the pressure roll 62. Therefore, as shown in FIG. 3, the roll nip portion N1 has a curved shape that is convex downward due to the curvature of the fixing roll 611, whereas the peeling pad nip portion N2 is convex upward due to the curvature of the pressure roll 62. It has a certain curved shape.
Therefore, the traveling direction of the paper P heated and pressed under the curvature of the fixing roll 611 in the roll nip portion N1 is changed to the curvature directed in the opposite direction by the pressure roll 62 in the peeling pad nip portion N2. At that time, a minute micro slip occurs between the toner image on the paper P and the surface of the fixing belt 610. As a result, the adhesion between the toner image and the fixing belt 610 is weakened, and a state is formed in which the paper P is easily peeled off from the fixing belt 610. As described above, the peeling pad nip portion N2 is also positioned in a preparation process for surely peeling in the final peeling process.

そして、剥離パッドニップ部N2の出口では、定着ベルト610は剥離パッド64に巻き付くように搬送されるので、定着ベルト610の搬送方向はそこで急激に変化する。すなわち、定着ベルト610は剥離パッド64の外側面64bに沿って移動するため、定着ベルト610の屈曲は大きなものとなる。そのため、剥離パッドニップ部N2内において定着ベルト610との付着力が予め弱められた用紙Pは、用紙P自身が有している紙のコシによって定着ベルト610からセルフストリップする。
そして、定着ベルト610から分離された用紙Pは、剥離パッドニップ部N2の下流側に配設された剥離補助部材の一例としての剥離案内板83により、その進行方向が導かれる。剥離案内板83により案内された用紙Pは、その後、排紙ガイド65および排紙ロール66によって機外に排出されて(図2参照)、定着処理が完了する。
Since the fixing belt 610 is conveyed so as to be wound around the peeling pad 64 at the exit of the peeling pad nip portion N2, the conveyance direction of the fixing belt 610 changes abruptly there. That is, since the fixing belt 610 moves along the outer surface 64b of the peeling pad 64, the bending of the fixing belt 610 becomes large. For this reason, the paper P whose adhesion to the fixing belt 610 has been weakened in advance in the peeling pad nip portion N2 is self-striped from the fixing belt 610 by the stiffness of the paper that the paper P itself has.
Then, the paper P separated from the fixing belt 610 is guided in its traveling direction by a peeling guide plate 83 as an example of a peeling auxiliary member disposed on the downstream side of the peeling pad nip portion N2. The paper P guided by the peeling guide plate 83 is then discharged out of the apparatus by the paper discharge guide 65 and the paper discharge roll 66 (see FIG. 2), and the fixing process is completed.

以上説明したように、本実施の形態の定着装置60は、加熱部材として定着ベルト610が定着ロール611を含む複数のロールで張架されて構成された定着ベルトモジュール61を用いているので、画像形成装置が高速化されても、定着装置60において所定の定着温度を常に維持することができる。さらには、高速定着動作の開始時に定着温度が落ち込む温度ドループ現象の発生を抑制することが可能となる。そのため、高品質な定着画像を短時間で大量に提供することが可能となる。   As described above, the fixing device 60 of the present embodiment uses the fixing belt module 61 in which the fixing belt 610 is stretched by a plurality of rolls including the fixing roll 611 as a heating member. Even if the speed of the forming apparatus is increased, a predetermined fixing temperature can always be maintained in the fixing device 60. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of a temperature droop phenomenon in which the fixing temperature drops at the start of the high-speed fixing operation. For this reason, it is possible to provide a large amount of high-quality fixed images in a short time.

それとともに、ニップ部Nは、ロールニップ部N1と、ロールニップ部N1の下流側に、ロールニップ部N1に連続して形成された剥離パッドニップ部N2とで構成されている。そして、剥離パッドニップ部N2を形成する剥離パッド64をロールニップ部N1の下流側近傍に配設し、剥離パッド64が加圧ロール62を押圧するように設定している。それにより、境界領域N2Sにおいて、上記した(1)式を満たすニップ圧Pnを設定することで、ニップ圧が落ち込む谷間の領域が発生することを抑制し、境界領域N2Sでの気泡の発生を抑止することができる。さらに、ロールニップ部N1内でニップ圧がピークとなる位置から剥離パッドニップ部N2の最下流位置に至る領域で、ニップ圧が連続的に単調減少するように設定することが可能となる。
このように、本実施の形態の定着装置60では、境界領域N2Sでの気泡の発生を抑止するとともに、ニップ圧を連続的に単調減少するように設定することにより、ロールニップ部N1において高いニップ圧により押さえ込まれていた水蒸気や熱膨張しようとする空気を、剥離パッドニップ部N2を通過するまでの経路において徐々に開放することが可能となり、水蒸気や熱膨張した空気が気泡となってニップ内で動き回る現象の発生を抑制することができる。そのため、未だ完全に固化されていない状態のトナー像が乱されることが殆ど無くなり、定着画像に画像ムラ等の画像ディフェクトの発生を抑制することが可能となる。
At the same time, the nip portion N includes a roll nip portion N1 and a peeling pad nip portion N2 formed downstream of the roll nip portion N1 and continuously to the roll nip portion N1. The peeling pad 64 that forms the peeling pad nip portion N2 is disposed in the vicinity of the downstream side of the roll nip portion N1, and the peeling pad 64 is set to press the pressure roll 62. Accordingly, by setting the nip pressure Pn satisfying the above-described expression (1) in the boundary region N2S, the generation of a valley region where the nip pressure falls is suppressed, and the generation of bubbles in the boundary region N2S is suppressed. can do. Furthermore, it is possible to set the nip pressure to continuously and monotonously decrease in a region from the position where the nip pressure reaches a peak in the roll nip portion N1 to the most downstream position of the peeling pad nip portion N2.
As described above, in the fixing device 60 according to the present embodiment, the generation of bubbles in the boundary region N2S is suppressed, and the nip pressure is set so as to continuously and monotonously decrease, whereby a high nip pressure is obtained in the roll nip portion N1. It is possible to gradually release the water vapor or the air that is about to be thermally expanded that has been held in by the path until it passes through the peeling pad nip portion N2, and the water vapor or the thermally expanded air becomes bubbles and moves around in the nip. Occurrence of the phenomenon can be suppressed. Therefore, the toner image that has not been completely solidified is hardly disturbed, and it is possible to suppress the occurrence of image defects such as image unevenness in the fixed image.

また、本実施の形態の定着装置60では、加圧ロール62を積極的に冷却するための第1冷却部材90と第2冷却部材100とを配設している。それにより、高速の画像形成装置において稼動時間が長期に亘る場合にも、加圧ロール62の過度な温度上昇を抑えることが可能となる。それにより、ペーパーブリスタの発生を抑えることが可能となる。また、加圧ロール62表面にシワやヒビ、さらには破損が生じることを抑制することも可能となる。   In the fixing device 60 of the present embodiment, the first cooling member 90 and the second cooling member 100 for actively cooling the pressure roll 62 are provided. Thereby, even when the operation time is long for a high-speed image forming apparatus, it is possible to suppress an excessive temperature rise of the pressure roll 62. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of paper blisters. It is also possible to suppress the occurrence of wrinkles, cracks, and damage on the surface of the pressure roll 62.

さらに、剥離パッドニップ部N2を形成する剥離パッド64は断面が略円弧形状に形成されているために、剥離パッドニップN2を通過した定着ベルト610は、その進行方向が屈曲するように急激に変化させられる。そのため、ロールニップ部N1および剥離パッドニップ部N2を通過した用紙Pは、剥離パッドニップ部N2を出た時点で定着ベルト610から剥離され、用紙Pに対する曲率分離を行うことが可能となる。   Further, since the cross section of the peeling pad 64 forming the peeling pad nip portion N2 is formed in a substantially arc shape, the fixing belt 610 that has passed through the peeling pad nip N2 is rapidly changed so that the traveling direction thereof is bent. . Therefore, the paper P that has passed through the roll nip portion N1 and the peeling pad nip portion N2 is peeled from the fixing belt 610 when it leaves the peeling pad nip portion N2, and it becomes possible to perform curvature separation with respect to the paper P.

[実施の形態2]
実施の形態1では、画像形成装置に搭載される定着装置60において、加圧ロール62を積極的に冷却する加圧部材冷却手段の一例として、吸熱ロール91、92が加圧ロール62の外表面に当接して配置された第1冷却部材90と、加圧ロール62の内部に配設された第2冷却部材100とを備えた構成について説明した。実施の形態2では、加圧ロール62の外表面に当接するように配置されたベルト部材により加圧ロール62を冷却する構成について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, in the fixing device 60 mounted on the image forming apparatus, the heat absorbing rolls 91 and 92 are the outer surfaces of the pressure roll 62 as an example of a pressure member cooling unit that actively cools the pressure roll 62. The structure provided with the 1st cooling member 90 arrange | positioned in contact with 2nd and the 2nd cooling member 100 arrange | positioned inside the pressure roll 62 was demonstrated. In the second embodiment, a configuration in which the pressure roll 62 is cooled by a belt member disposed so as to come into contact with the outer surface of the pressure roll 62 will be described. In addition, the same code | symbol is used about the structure similar to Embodiment 1, and the detailed description is abbreviate | omitted here.

図8は、本実施の形態に係る定着装置200の構成を示す側断面図である。本実施の形態の定着装置200では、加圧ロール62を積極的に冷却する冷却部材の一例として、第3冷却部材110を配設した点が異なることを除いては、実施の形態1の定着装置60と同様である。
第3冷却部材110は、加圧ロール62の外表面に当接するように配置された冷却ベルト111、冷却ベルト111を張架する2本の張架ロール112、113、冷却ベルト111に対して外部から送風する冷却ファン114、冷却ファン114から送風される空気を冷却ベルト111外表面に導くダクト115、冷却ベルト111に対して内部から送風する冷却ファン116で構成されている。
FIG. 8 is a side sectional view showing the configuration of the fixing device 200 according to the present embodiment. In the fixing device 200 of the present embodiment, the fixing of the first embodiment is different except that the third cooling member 110 is provided as an example of a cooling member that actively cools the pressure roll 62. Similar to the device 60.
The third cooling member 110 is external to the cooling belt 111 disposed so as to be in contact with the outer surface of the pressure roll 62, the two stretching rolls 112 and 113 that stretch the cooling belt 111, and the cooling belt 111. The cooling fan 114 that blows air from the inside, the duct 115 that guides the air blown from the cooling fan 114 to the outer surface of the cooling belt 111, and the cooling fan 116 that blows air from the inside to the cooling belt 111.

冷却ベルト111は、原形が円筒形状に形成された無端状のベルト部材であり、熱伝導率の高いSUS等の金属フィルムや、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等の耐熱性樹脂等で構成されている。また、冷却ベルト111は、熱伝導率の高いSUSやアルミニウム等の金属からなる円筒状ロール部材である張架ロール112、113によって回動自在に張架されている。
そして、張架ロール112、113が冷却ベルト111を張架した状態で加圧ロール62に圧接されることで、冷却ベルト111、および張架ロール112、113が加圧ロール62に圧接される。それにより、冷却ベルト111は、加圧ロール62に当接しながら、加圧ロール62に従動して回動する。
The cooling belt 111 is an endless belt member whose original shape is formed in a cylindrical shape, and is a metal film such as SUS having a high thermal conductivity, a thermosetting polyimide resin, a thermoplastic polyimide resin, a polyamideimide resin, a polybenzo It is composed of a heat resistant resin such as an imidazole resin. Further, the cooling belt 111 is rotatably stretched by stretch rolls 112 and 113 which are cylindrical roll members made of metal such as SUS or aluminum having high thermal conductivity.
The tension rolls 112 and 113 are pressed against the pressure roll 62 while the cooling belt 111 is stretched, so that the cooling belt 111 and the tension rolls 112 and 113 are pressed against the pressure roll 62. Thereby, the cooling belt 111 is rotated by following the pressure roll 62 while being in contact with the pressure roll 62.

このような構成により、加圧ロール62の熱は、冷却ベルト111と、張架ロール112、113により吸熱されて、加圧ロール62は冷却される。そして、加温された冷却ベルト111は、ダクト115による冷却ファン114からの送風により、外表面側から冷却される。さらに、冷却ファン116からの送風により、内表面側から冷却される。
一方、張架ロール112、113は円筒状ロールで形成され、その端部外側にはそれぞれファン117、118が配設されている。そのため、加温された張架ロール112、113は、ファン117、118によってその内部を一方の端部から他方に向けて送風されることで、内部から冷却される。
なお、第3冷却部材110の配置位置、ファン114、116、117、118の制御等は、実施の形態1と同様に設定することができる。
With such a configuration, the heat of the pressure roll 62 is absorbed by the cooling belt 111 and the stretching rolls 112 and 113, and the pressure roll 62 is cooled. The heated cooling belt 111 is cooled from the outer surface side by air blown from the cooling fan 114 by the duct 115. Further, the air is cooled from the inner surface side by the air blow from the cooling fan 116.
On the other hand, the stretching rolls 112 and 113 are formed of cylindrical rolls, and fans 117 and 118 are disposed outside the end portions thereof. Therefore, the heated tension rolls 112 and 113 are cooled from the inside by being blown by the fans 117 and 118 from one end portion toward the other.
The arrangement position of the third cooling member 110, the control of the fans 114, 116, 117, and 118 can be set in the same manner as in the first embodiment.

このように、本実施の形態の定着装置200でも、加圧ロール62の熱は、第3冷却部材110を構成する冷却ベルト111、および張架ロール112、113により冷却される。それにより、実施の形態1と同様に、加圧ロール62の温度は、定着ベルト610が210℃に設定された場合において、70〜160℃、より好ましくは90〜140℃の温度範囲を維持するように制御することができる。
特に、本実施の形態の定着装置200では、冷却ベルト111は加圧ロール62と広い領域で当接することができるので、加圧ロール62の熱をより効率的に吸収することができ、高い冷却性能を発揮することが可能である。
そのため、高速の画像形成装置において稼動時間が長期に亘る場合にも、加圧ロール62の過度な温度上昇を抑えることが可能となる。それにより、ペーパーブリスタの発生を抑えることが可能となる。また、加圧ロール62表面にシワやヒビ、さらには破損が生じることを抑制することもできる。
As described above, also in the fixing device 200 of the present embodiment, the heat of the pressure roll 62 is cooled by the cooling belt 111 and the stretching rolls 112 and 113 constituting the third cooling member 110. Accordingly, as in the first embodiment, the temperature of the pressure roll 62 is maintained in the temperature range of 70 to 160 ° C., more preferably 90 to 140 ° C. when the fixing belt 610 is set to 210 ° C. Can be controlled.
In particular, in the fixing device 200 of the present embodiment, the cooling belt 111 can contact the pressure roll 62 in a wide area, so that the heat of the pressure roll 62 can be absorbed more efficiently and high cooling can be achieved. It is possible to demonstrate performance.
Therefore, even when the operation time is long for a high-speed image forming apparatus, an excessive temperature rise of the pressure roll 62 can be suppressed. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of paper blisters. In addition, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles, cracks, and damage on the surface of the pressure roll 62.

[実施の形態3]
実施の形態1では、画像形成装置に搭載される定着装置60において、加圧ロール62を積極的に冷却する冷却部材の一例として、吸熱ロール91、92が加圧ロール62の外表面に当接して配置された第1冷却部材90と、加圧ロール62の内部に配設された第2冷却部材100とを備えた構成について説明した。実施の形態3では、加圧ロール62の外表面をラップするように張架されたベルト部材により加圧ロール62を冷却する構成について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 3]
In the first embodiment, as an example of a cooling member that actively cools the pressure roll 62 in the fixing device 60 mounted on the image forming apparatus, the heat absorbing rolls 91 and 92 abut on the outer surface of the pressure roll 62. The structure provided with the 1st cooling member 90 arrange | positioned and the 2nd cooling member 100 arrange | positioned inside the pressurization roll 62 was demonstrated. In the third embodiment, a configuration in which the pressure roll 62 is cooled by a belt member stretched so as to wrap the outer surface of the pressure roll 62 will be described. In addition, the same code | symbol is used about the structure similar to Embodiment 1, and the detailed description is abbreviate | omitted here.

図9は、本実施の形態に係る定着装置300の構成を示す側断面図である。本実施の形態の定着装置300では、加圧ロール62を積極的に冷却する冷却部材の一例として、第4冷却部材120を配設した点が異なることを除いては、実施の形態1の定着装置60と同様である。
第4冷却部材120は、加圧ロール62の外表面をラップするようにして張架された冷却ベルト121、冷却ベルト121の他方を張架する張架ロール122、冷却ベルト121の内側に配置され、空気を送風するファン123、ファン123からの送風を冷却ベルト121の内周面に導くダクト124、張架ロール122の一方の端部に配置され、張架ロール122の内部に空気を送風するファン125で構成されている。
FIG. 9 is a side cross-sectional view showing the configuration of the fixing device 300 according to the present embodiment. In the fixing device 300 of the present embodiment, the fixing of the first embodiment is different except that the fourth cooling member 120 is provided as an example of a cooling member that actively cools the pressure roll 62. Similar to the device 60.
The fourth cooling member 120 is disposed inside the cooling belt 121 that is stretched so as to wrap the outer surface of the pressure roll 62, the stretching roll 122 that stretches the other of the cooling belt 121, and the inside of the cooling belt 121. The fan 123 that blows air, the duct 124 that guides the blown air from the fan 123 to the inner peripheral surface of the cooling belt 121, and one end of the tension roll 122, and blows air into the tension roll 122. The fan 125 is configured.

冷却ベルト121は、原形が円筒形状に形成された無端状のベルト部材であり、熱伝導率の高いSUS等の金属フィルムや、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等の耐熱性樹脂で構成されている。
また、張架ロール122は、熱伝導率の高いSUSやアルミニウム等の金属からなる円筒状ロールであり、冷却ベルト121に所定のテンションを付加しながら、加圧ロール62に従動して回転する。
The cooling belt 121 is an endless belt member whose original shape is formed in a cylindrical shape, and is a metal film such as SUS having a high thermal conductivity, a thermosetting polyimide resin, a thermoplastic polyimide resin, a polyamideimide resin, a polybenzo It is composed of a heat resistant resin such as an imidazole resin.
The tension roll 122 is a cylindrical roll made of metal such as SUS or aluminum having a high thermal conductivity, and rotates following the pressure roll 62 while applying a predetermined tension to the cooling belt 121.

そして、冷却ベルト121は、加圧ロール62に従動回転しながら、加圧ロール62とのラップ領域で加圧ロール62からの熱を吸熱することにより、加圧ロール62を冷却する。そして、加温された冷却ベルト121は、ダクト124による冷却ファン123からの送風により、内表面側から冷却される。一方、張架ロール122は、その端部に配設されたファン125によってその内部を一方の端部から他方に向けて送風されることで、内部から冷却される。それにより、冷却ベルト121は張架ロール122によっても冷却される。
なお、第4冷却部材120(張架ロール122)の配置位置、ファン123、125の制御等は、実施の形態1と同様に設定することができる。
The cooling belt 121 cools the pressure roll 62 by absorbing heat from the pressure roll 62 in a lap region with the pressure roll 62 while being rotated by the pressure roll 62. The heated cooling belt 121 is cooled from the inner surface side by air blown from the cooling fan 123 by the duct 124. On the other hand, the tension roll 122 is cooled from the inside by being blown from one end to the other by the fan 125 disposed at the end. As a result, the cooling belt 121 is also cooled by the tension roll 122.
The arrangement position of the fourth cooling member 120 (the stretching roll 122), the control of the fans 123 and 125, and the like can be set in the same manner as in the first embodiment.

ここで、冷却ベルト121の熱容量を定着ベルト610の熱容量と同程度に構成すれば、冷却ベルト121と定着ベルト610との熱的な平衡を形成することができ、加圧ロール62の過剰な温度上昇を抑制するには効果的である。
すなわち、張架ロール612および張架ロール613によって加熱された定着ベルト610の熱は、ニップ部Nにおいて定着処理のために使用されるが、その定着処理に供されなかった熱が定着ベルト610に残る。これが加圧ロール62を加熱することとなる。ところが、冷却ベルト121の熱容量と定着ベルト610の熱容量とが同程度であれば、定着ベルト610の残熱は冷却ベルト121に移り易くなる特性を有している。したがって、冷却ベルト121と定着ベルト610とを同程度の熱容量に構成することで、トナーに対する定着処理が行われるのと同時に、ニップ部Nにおいて定着ベルト610の残熱を冷却ベルト121に容易に移すことができる。そして、それを第4冷却部材120内(具体的には、ファン123および張架ロール122)で冷却するように構成することができる。そのため、定着ベルト610の残熱が加圧ロール62に移る前に、冷却ベルト121で吸熱することができるので、加圧ロール62の過剰な温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。
Here, if the heat capacity of the cooling belt 121 is configured to be about the same as the heat capacity of the fixing belt 610, a thermal equilibrium between the cooling belt 121 and the fixing belt 610 can be formed, and the excessive temperature of the pressure roll 62 is increased. It is effective in suppressing the rise.
That is, the heat of the fixing belt 610 heated by the tension roll 612 and the tension roll 613 is used for the fixing process in the nip portion N, but the heat not used for the fixing process is applied to the fixing belt 610. Remain. This heats the pressure roll 62. However, if the heat capacity of the cooling belt 121 and the heat capacity of the fixing belt 610 are approximately the same, the residual heat of the fixing belt 610 has a characteristic that it easily moves to the cooling belt 121. Therefore, by configuring the cooling belt 121 and the fixing belt 610 to have similar heat capacities, the fixing process for the toner is performed, and at the same time, the residual heat of the fixing belt 610 is easily transferred to the cooling belt 121 at the nip portion N. be able to. And it can comprise so that it may be cooled in the 4th cooling member 120 (specifically, the fan 123 and the tension roll 122). For this reason, since the residual heat of the fixing belt 610 can be absorbed by the cooling belt 121 before it is transferred to the pressure roll 62, an excessive temperature rise of the pressure roll 62 can be effectively suppressed.

このように、本実施の形態でも、加圧ロール62の熱は、第4冷却部材120を構成する冷却ベルト121、および張架ロール122により冷却される。それにより、実施の形態1と同様に、加圧ロール62の温度は、定着ベルト610が210℃に設定された場合において、70〜160℃、より好ましくは90〜140℃の温度範囲を維持するように制御することができる。
特に、本実施の形態の定着装置300では、冷却ベルト121は、加圧ロール62とのラップ領域において、定着ベルト610の定着処理に供されなかった残熱が加圧ロール62に移る前に冷却ベルト121で吸熱することができるので、より高い冷却性能を発揮することが可能である。
そのため、高速の画像形成装置において稼動時間が長期に亘る場合にも、加圧ロール62の過度な温度上昇を抑えることが可能となる。それにより、ペーパーブリスタの発生を抑えることが可能となる。また、加圧ロール62表面にシワやヒビ、さらには破損が生じことを抑制することもできる。
Thus, also in the present embodiment, the heat of the pressure roll 62 is cooled by the cooling belt 121 and the stretching roll 122 that constitute the fourth cooling member 120. Accordingly, as in the first embodiment, the temperature of the pressure roll 62 is maintained in the temperature range of 70 to 160 ° C., more preferably 90 to 140 ° C. when the fixing belt 610 is set to 210 ° C. Can be controlled.
In particular, in the fixing device 300 of the present embodiment, the cooling belt 121 is cooled before the residual heat that has not been subjected to the fixing process of the fixing belt 610 is transferred to the pressure roll 62 in the lap region with the pressure roll 62. Since heat can be absorbed by the belt 121, higher cooling performance can be exhibited.
Therefore, even when the operation time is long for a high-speed image forming apparatus, an excessive temperature rise of the pressure roll 62 can be suppressed. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of paper blisters. Further, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles, cracks, and damage on the surface of the pressure roll 62.

本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus of the present invention. 実施の形態1に係る定着装置の概略構成を示す側断面図である。2 is a side cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device according to Embodiment 1. FIG. ニップ部の近傍領域を表す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing showing the vicinity area | region of a nip part. 剥離パッドをロールニップ部から所定の距離以上に離隔して配設した場合のニップ部のニップ圧分布の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the nip pressure distribution of a nip part when a peeling pad is spaced apart and arrange | positioned more than predetermined distance from a roll nip part. 剥離パッドをロールニップ部の下流側近傍に配設した場合のニップ圧分布の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of nip pressure distribution at the time of arrange | positioning a peeling pad in the downstream vicinity of a roll nip part. 剥離パッドが配置された領域周辺を表す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing showing the periphery of the area | region where the peeling pad is arrange | positioned. 剥離パッドが配置された領域周辺を表す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing showing the periphery of the area | region where the peeling pad is arrange | positioned. 実施の形態2に係る定着装置の概略構成を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view showing a schematic configuration of a fixing device according to a second embodiment. 実施の形態3に係る定着装置の概略構成を示す側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view showing a schematic configuration of a fixing device according to a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1Y,1M,1C,1K…画像形成ユニット、11…感光体ドラム、12…帯電器、13…レーザ露光器、14…現像器、15…中間転写ベルト、16…一次転写ロール、17…ドラムクリーナ、20…二次転写部、60,200,300…定着装置、61…定着ベルトモジュール、62…加圧ロール、64…剥離パッド、610…定着ベルト、611…定着ロール、616a,616b,616c…ハロゲンヒータ、112,113,122,612,613,615…張架ロール、90…第1冷却部材、91,92…吸熱ロール、93,102,114,116,117,118,123,125…ファン、94,101,115,124…ダクト、100…第2冷却部材、110…第3冷却部材、111,121…冷却ベルト、120…第4冷却部材 1Y, 1M, 1C, 1K ... image forming unit, 11 ... photosensitive drum, 12 ... charger, 13 ... laser exposure device, 14 ... developing device, 15 ... intermediate transfer belt, 16 ... primary transfer roll, 17 ... drum cleaner , 20 ... secondary transfer part, 60, 200, 300 ... fixing device, 61 ... fixing belt module, 62 ... pressure roll, 64 ... peeling pad, 610 ... fixing belt, 611 ... fixing roll, 616a, 616b, 616c ... Halogen heater, 112, 113, 122, 612, 613, 615 ... tension roll, 90 ... first cooling member, 91, 92 ... endothermic roll, 93, 102, 114, 116, 117, 118, 123, 125 ... fan 94, 101, 115, 124 ... duct, 100 ... second cooling member, 110 ... third cooling member, 111, 121 ... cooling belt, 120 ... fourth cooling member

Claims (14)

記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
定着ロールと、
前記定着ロールに張架されるベルト部材と、
前記ベルト部材を加熱するとともに、当該ベルト部材を張架する張架ロールと、
前記定着ロールを押圧するように配置され、当該定着ロールに張架された前記ベルト部材との間で記録材が通過するニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着ロールと前記加圧部材との圧接部の下流側近傍にて、前記ベルト部材の外表面を当該加圧部材に押圧するように配置され、当該定着ロールと当該加圧部材との圧接部の最下流部から当該加圧部材と自らとの圧接部の最下流部に至る領域のニップ圧を、当該ベルト部材の進行方向に向けて単調減少するように設定する剥離部材と、
前記加圧部材を冷却する冷却部材と
を備えたことを特徴とする定着装置。
A fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A fixing roll;
A belt member stretched around the fixing roll;
A heating roll that heats the belt member and stretches the belt member;
A pressure member that is arranged to press the fixing roll and forms a nip portion through which the recording material passes between the belt member and the belt member stretched around the fixing roll;
The pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member is disposed near the downstream side of the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member so as to press the outer surface of the belt member against the pressure member. A peeling member that sets the nip pressure in the region from the most downstream part to the most downstream part of the pressure contact part between the pressure member and itself so as to monotonously decrease toward the traveling direction of the belt member ;
A fixing device comprising: a cooling member that cools the pressure member.
前記冷却部材は、前記ニップ部の下流側に配設されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the cooling member is disposed downstream of the nip portion. 前記冷却部材は、前記加圧部材表面に軸方向に沿って当接する高熱伝導性の吸熱ロール部材を有することを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the cooling member includes a heat-absorbing roll member having high thermal conductivity that abuts the surface of the pressure member along the axial direction. 前記冷却部材は、前記吸熱ロール部材がペルチェ素子であることを特徴とする請求項3記載の定着装置。   The fixing device according to claim 3, wherein the heat absorbing roll member of the cooling member is a Peltier element. 前記冷却部材は、ロール部材に張架された冷却ベルト部材が前記加圧部材に当接するように配置されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the cooling member is disposed such that a cooling belt member stretched around a roll member contacts the pressure member. 前記冷却部材は、前記加圧部材の内部を冷却するように構成されたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the cooling member is configured to cool an inside of the pressure member. 前記冷却部材は、前記加圧部材の表面をラップするように張架された冷却ベルト部材を有することを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the cooling member includes a cooling belt member stretched so as to wrap the surface of the pressure member. 前記加圧部材は、前記定着ロールと当該加圧部材との圧接部にて、凹み量が当該定着ロールの凹み量よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the pressing member has a dent amount larger than a dent amount of the fixing roll at a pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member. 記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
発熱源が配設されるとともに、剛体で形成された定着ロールと、
前記定着ロールに張架されるベルト部材と、
前記ベルト部材を加熱するとともに、当該ベルト部材を張架する張架ロールと、
前記定着ロールを押圧するように配置されるとともに、弾性層が被覆された加圧部材と、
前記定着ロールと前記加圧部材との圧接部の下流側近傍にて、前記ベルト部材の外表面を当該加圧部材に押圧するように配置された剥離部材と
前記加圧部材を冷却する冷却部材とを備え、
前記加圧部材は、温度が前記冷却部材により前記定着ロールの温度よりも低い所定範囲内に制御され、当該定着ロールと当該加圧部材との圧接部の最下流部から当該加圧部材と前記剥離部材との圧接部の最下流部に至る領域のニップ圧が、前記ベルト部材の進行方向に向けて単調減少するように設定されたことを特徴とする定着装置。
A fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A fixing roll formed of a rigid body with a heat source;
A belt member stretched around the fixing roll;
A heating roll that heats the belt member and stretches the belt member;
A pressure member arranged to press the fixing roll and covered with an elastic layer;
A peeling member arranged to press the outer surface of the belt member against the pressure member in the vicinity of the downstream side of the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member ;
A cooling member for cooling the pressure member ,
The pressure member is controlled within a predetermined range in which the temperature is lower than the temperature of the fixing roll by the cooling member, and the pressure member and the pressure member from the most downstream portion of the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member. A fixing device , wherein a nip pressure in a region reaching a most downstream portion of a pressure contact portion with a peeling member is set so as to monotonously decrease toward a traveling direction of the belt member .
前記定着ロールは、前記発熱源により前記ベルト部材の温度よりも低い温度に加熱されることを特徴とする請求項9記載の定着装置。   The fixing device according to claim 9, wherein the fixing roll is heated to a temperature lower than a temperature of the belt member by the heat generation source. 前記剥離部材は、断面が略円弧状に形成されたブロック部材で構成されたことを特徴とする請求項9記載の定着装置。   The fixing device according to claim 9, wherein the peeling member is formed of a block member having a substantially arc-shaped cross section. 前記剥離部材は、前記定着ロール側とは反対側に位置する側面が前記ベルト部材の進行方向を屈曲するように変化させる形状に形成されたことを特徴とする請求項9記載の定着装置。   The fixing device according to claim 9, wherein the peeling member is formed in a shape in which a side surface located on the side opposite to the fixing roll side is changed so as to bend the traveling direction of the belt member. 前記剥離部材は、前記ベルト部材を介して前記加圧部材を押圧する面の上流側端部が前記定着ロールと当該加圧部材とで画成されるくさび状領域内に配置されることを特徴とする請求項9記載の定着装置。   The peeling member is disposed in a wedge-shaped region defined by the fixing roll and the pressure member at an upstream end of a surface that presses the pressure member via the belt member. The fixing device according to claim 9. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
剛体で形成された定着ロールと、
前記定着ロールに張架されるベルト部材と、
前記ベルト部材を加熱するとともに、当該ベルト部材を張架する張架ロールと、
前記定着ロールを押圧するように配置されるとともに、弾性層が被覆された加圧部材と、
前記定着ロールと前記加圧部材との圧接部の下流側近傍にて、前記ベルト部材の外表面を当該加圧部材に押圧するように配置された剥離部材と、
前記加圧部材を冷却する冷却部材とを備え、
前記加圧部材は、温度が前記冷却部材により前記定着ロールの温度よりも低い所定範囲内に制御され、当該定着ロールと当該加圧部材との圧接部の最下流部から当該加圧部材と前記剥離部材との圧接部の最下流部に至る領域のニップ圧が、前記ベルト部材の進行方向に向けて単調減少するように設定されたことを特徴とする画像形成装置。
Toner image forming means for forming a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed by the toner image forming means onto a recording material;
Fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material,
The fixing means is
A fixing roll formed of a rigid body;
A belt member stretched around the fixing roll;
A heating roll that heats the belt member and stretches the belt member;
A pressure member arranged to press the fixing roll and covered with an elastic layer;
A peeling member arranged to press the outer surface of the belt member against the pressure member in the vicinity of the downstream side of the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member;
A cooling member for cooling the pressure member,
The pressure member is controlled within a predetermined range in which the temperature is lower than the temperature of the fixing roll by the cooling member, and the pressure member and the pressure member from the most downstream portion of the pressure contact portion between the fixing roll and the pressure member. An image forming apparatus , wherein a nip pressure in a region reaching a most downstream portion of a pressure contact portion with a peeling member is set so as to monotonously decrease toward a traveling direction of the belt member .
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4586867B2 (en) * 2008-03-04 2010-11-24 富士ゼロックス株式会社 Fixing apparatus and image forming apparatus
US20100322684A1 (en) 2009-06-19 2010-12-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuser for image forming apparatus
JP5440138B2 (en) * 2009-12-10 2014-03-12 富士ゼロックス株式会社 Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5532891B2 (en) * 2009-12-11 2014-06-25 富士ゼロックス株式会社 Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5743052B2 (en) * 2010-09-16 2015-07-01 富士ゼロックス株式会社 Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5716516B2 (en) 2011-04-22 2015-05-13 株式会社リコー Fixing apparatus and image forming apparatus
JP6332100B2 (en) * 2015-03-26 2018-05-30 株式会社豊田自動織機 Press machine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003005566A (en) * 2001-06-21 2003-01-08 Ricoh Co Ltd Belt fixing device
JP2003122156A (en) * 2001-10-19 2003-04-25 Ricoh Co Ltd Induction heat fixing device and image forming device
JP2003195666A (en) * 2001-12-21 2003-07-09 Ricoh Co Ltd Belt and fixing belt or fixing device furnished with fixing belt consisting of this belt and image forming device furnished with this fixing device
JP2003302858A (en) * 2002-04-10 2003-10-24 Ricoh Co Ltd Thermal fixing device
JP2004053847A (en) * 2002-07-18 2004-02-19 Fuji Xerox Co Ltd Image fixing method
JP2004170443A (en) * 2002-11-15 2004-06-17 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
JP2005202441A (en) * 1996-10-04 2005-07-28 Ricoh Co Ltd Belt fixing device
JP2005234103A (en) * 2004-02-18 2005-09-02 Oki Data Corp Fixing device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02105188A (en) * 1988-10-14 1990-04-17 Canon Inc Fixing device
JPH09127812A (en) * 1995-10-30 1997-05-16 Ricoh Co Ltd Fixing device
JP3566466B2 (en) * 1996-07-31 2004-09-15 株式会社リコー Fixing device
JPH11119587A (en) * 1997-10-15 1999-04-30 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005202441A (en) * 1996-10-04 2005-07-28 Ricoh Co Ltd Belt fixing device
JP2003005566A (en) * 2001-06-21 2003-01-08 Ricoh Co Ltd Belt fixing device
JP2003122156A (en) * 2001-10-19 2003-04-25 Ricoh Co Ltd Induction heat fixing device and image forming device
JP2003195666A (en) * 2001-12-21 2003-07-09 Ricoh Co Ltd Belt and fixing belt or fixing device furnished with fixing belt consisting of this belt and image forming device furnished with this fixing device
JP2003302858A (en) * 2002-04-10 2003-10-24 Ricoh Co Ltd Thermal fixing device
JP2004053847A (en) * 2002-07-18 2004-02-19 Fuji Xerox Co Ltd Image fixing method
JP2004170443A (en) * 2002-11-15 2004-06-17 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
JP2005234103A (en) * 2004-02-18 2005-09-02 Oki Data Corp Fixing device

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