JP5376329B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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JP5376329B2 JP2010014352A JP2010014352A JP5376329B2 JP 5376329 B2 JP5376329 B2 JP 5376329B2 JP 2010014352 A JP2010014352 A JP 2010014352A JP 2010014352 A JP2010014352 A JP 2010014352A JP 5376329 B2 JP5376329 B2 JP 5376329B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of improving separating property of recording medium by improving bending rigidity of the recording medium. <P>SOLUTION: Respective crown sections C1 and D1 and reverse crown sections C2 and D2, in a fixing roller 21 and a press roller 22, are formed by varying the thickness of respective elastic layers 21b and 22b along the axial direction. Ends, on the same side in the respective axial directions of the fixing roller 21 and the press roller 22, are positioned in the axial direction, and also the respective positioned ends and ends on the opposite side are configured to be variable in displacement in the axial direction. Inflection-points passage lines L21 and L22, in at least one of the fixing roller 21 and the press roller 22 in the separated state in which the fixing roller 21 and the press roller 22 are separated from each other, are configured to be in a projected state in the central section in the axial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、記録媒体を加熱及び加圧して画像を記録媒体に定着させる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device that heats and pressurizes a recording medium to fix an image on the recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置には、記録媒体としての記録用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力によって定着させる定着装置が多く用いられている。定着装置としては、例えば、内部にヒータ等の加熱源を有する定着ローラに加圧ローラを圧接したタイプや、前記定着ローラに無端状の加圧ベルトを押圧部材によって押圧したタイプなどがある。これらの定着装置は、定着ローラと加圧ローラの圧接部、又は定着ローラと加圧ベルトとの圧接部に形成された定着ニップに、トナー画像が転写された記録用紙を通過させることによって、その記録用紙を加熱及び加圧し、トナー画像を記録用紙に定着するようにしている。   2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and multi-function machines thereof often use a fixing device that fixes a toner image transferred onto a recording sheet as a recording medium by heat and pressure. Examples of the fixing device include a type in which a pressure roller is pressed against a fixing roller having a heating source such as a heater therein, and a type in which an endless pressure belt is pressed against the fixing roller by a pressing member. These fixing devices pass the recording paper on which the toner image is transferred through a fixing nip formed at a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller or a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure belt. The recording paper is heated and pressurized to fix the toner image on the recording paper.

図22は、定着ローラ100と加圧ローラ200を有する定着装置の簡略図である。図22に示すように、トナー画像Tが転写された記録用紙Pは、定着ローラ100と加圧ローラ200との間の定着ニップNを通過後、図の一点鎖線aの方向に搬出されるようになっている。しかし、上記のような熱定着タイプの定着装置は、定着時に記録用紙P上のトナーTを熱で溶融させるため、溶融したトナーTの定着ローラ100に対する付着力によって、記録用紙Pの搬送方向が一点鎖線aの方向から定着ローラ100側へ変化させられることがある。そして、溶融したトナーTの付着力によって、記録用紙Pが一点鎖線bで示す境界線を越えて定着ローラ100側に搬出された場合、記録用紙Pの定着ローラ100への巻き付きが発生する。   FIG. 22 is a simplified diagram of a fixing device having the fixing roller 100 and the pressure roller 200. As shown in FIG. 22, the recording paper P onto which the toner image T has been transferred passes through the fixing nip N between the fixing roller 100 and the pressure roller 200, and then is carried out in the direction of the dashed line a in the figure. It has become. However, since the heat fixing type fixing device as described above melts the toner T on the recording paper P by heat at the time of fixing, the conveyance direction of the recording paper P is caused by the adhesion of the melted toner T to the fixing roller 100. The direction may be changed from the direction of the alternate long and short dash line a toward the fixing roller 100. When the recording paper P is transported to the fixing roller 100 side beyond the boundary indicated by the alternate long and short dash line b due to the adhesive force of the melted toner T, the recording paper P is wound around the fixing roller 100.

ここで、溶融したトナーの定着ローラへの付着力をF1、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力(記録用紙を一点鎖線aから一点鎖線bへ角度θだけ曲げるのに要する力)をF2とすると、F1<F2の関係を満たす場合に、記録用紙を定着ローラから分離して搬出させることができる。   Here, the adhesion force of the melted toner to the fixing roller is F1, and the bending force required to wind the recording paper (the force required to bend the recording paper from the one-dot chain line a to the one-dot chain line b by an angle θ) is F2. Then, when the relationship of F1 <F2 is satisfied, the recording paper can be separated from the fixing roller and carried out.

従来では、記録用紙を定着ローラから分離しやすくするために、トナーにワックス等の離型剤を含有させることにより、上記トナーの付着力F1を低下させることが行われている(下記特許文献1参照)。また、記録用紙を定着ローラから分離しやすくするために、図22の二点鎖線に示すように、定着ローラの径を小さくすることによって、巻き付きが発生する境界線を一点鎖線bから一点鎖線b´の位置に変更して、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力F2を大きくする方法もある。   Conventionally, in order to easily separate the recording paper from the fixing roller, the toner adhesion force F1 is reduced by adding a release agent such as wax to the toner (Patent Document 1 below). reference). Further, in order to facilitate separation of the recording paper from the fixing roller, as shown by a two-dot chain line in FIG. 22, by reducing the diameter of the fixing roller, the boundary line where the winding occurs is changed from the one-dot chain line b to the one-dot chain line b. There is also a method of increasing the bending force F2 required for winding the recording paper by changing to the position '.

しかしながら、上記のようにトナーの付着力を低下させたり、定着ローラの径を小さくしたりしても、薄紙などの曲げ剛性(コシ)の小さい記録用紙を使用すると、記録用紙を巻き付かせるのに要する曲げ力F2が小さくなるため、定着ローラへの巻き付きが発生することがある。   However, even if the adhesion force of the toner is reduced or the diameter of the fixing roller is reduced as described above, if the recording paper having a small bending rigidity (stiffness) such as a thin paper is used, the recording paper is wound. Since the bending force F2 required for this is reduced, winding around the fixing roller may occur.

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、記録媒体の曲げ剛性を向上させることにより、記録媒体の分離性を向上させることが可能な定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。   Accordingly, in view of such circumstances, the present invention provides a fixing device capable of improving the separation property of the recording medium by improving the bending rigidity of the recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device. It is something to try.

請求項1の発明は、加熱源によって加熱される定着ローラと、当該定着ローラに圧接して配設された加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラが互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、前記定着ローラは、外周面がクラウン状に形成されたクラウン部と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部を、それぞれ少なくとも1つずつ有し、前記加圧ローラは、外周面がクラウン状に形成されたクラウン部と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部を、それぞれ少なくとも1つずつ有し、前記定着ローラの前記クラウン部と前記加圧ローラの前記逆クラウン部を対応させると共に、前記定着ローラの前記逆クラウン部と前記加圧ローラの前記クラウン部を対応させて、前記定着ローラと前記加圧ローラを互いに圧接させ、前記定着ローラ及び前記加圧ローラのそれぞれの前記クラウン部と前記逆クラウン部を、前記定着ローラと前記加圧ローラのそれぞれの弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させて形成し、前記定着ローラと前記加圧ローラのそれぞれの軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めすると共に、前記定着ローラと前記加圧ローラのそれぞれの前記位置決めされた端部と反対側の端部を軸方向に変位可能に構成した定着装置であって、前記定着ローラと前記加圧ローラの軸方向に沿って切断した断面におけるそれぞれの前記クラウン部と前記逆クラウン部との変曲点を軸方向に渡って通過する仮想線を変曲点通過線と呼称すると、前記定着ローラと前記加圧ローラとを互いに離間させた離間状態において、前記定着ローラと前記加圧ローラの少なくとも一方の前記変曲点通過線を、軸方向の中央部において凸状となるように構成したものである。   The invention of claim 1 includes a fixing roller heated by a heating source and a pressure roller disposed in pressure contact with the fixing roller, and the fixing roller and the pressure roller are formed in pressure contact with each other. In the fixing device for fixing an unfixed image on the recording medium to the recording medium by passing the recording medium through the fixing nip, the fixing roller has a crown portion whose outer peripheral surface is formed in a crown shape, and an outer peripheral surface of the fixing roller. Each of the pressure rollers has at least one reverse crown portion formed in a reverse crown shape. The pressure roller includes a crown portion having an outer peripheral surface formed in a crown shape and a reverse roller having an outer peripheral surface formed in a reverse crown shape. At least one crown portion is provided, the crown portion of the fixing roller and the reverse crown portion of the pressure roller are made to correspond to each other, and the reverse clamp of the fixing roller The fixing roller and the pressure roller are brought into pressure contact with each other, the crown portion and the reverse crown portion of each of the fixing roller and the pressure roller, The thickness of the elastic layer of each of the fixing roller and the pressure roller is changed in the axial direction, and the end on the same side in the axial direction of each of the fixing roller and the pressure roller is connected to the shaft. And a fixing device configured to be capable of axially displacing the ends of the fixing roller and the pressure roller opposite to the positioned ends of the fixing roller and the pressure roller. When an imaginary line passing through the inflection point of each of the crown portion and the reverse crown portion in the cross section cut along the axial direction of the pressure roller in the axial direction is referred to as an inflection point passing line, In the separated state in which the fixing roller and the pressure roller are separated from each other, the inflection point passing line of at least one of the fixing roller and the pressure roller is configured to be convex in the central portion in the axial direction. It is a thing.

請求項1の発明によれば、定着ローラのクラウン部と加圧ローラの逆クラウン部を対応させると共に、定着ローラの逆クラウン部と加圧ローラのクラウン部を対応させて、定着ローラと加圧ローラを圧接させているため、定着ニップは湾曲して形成される。画像の定着を行う際、湾曲した定着ニップに記録媒体が侵入することによって、記録媒体も湾曲した状態となる。このように、記録媒体を湾曲させることにより、記録媒体の見かけ上の剛性を向上させて定着ニップから搬出することができ、記録媒体を定着ニップから搬出する際に、記録媒体が定着ローラに巻き付くのを抑制することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, the crown portion of the fixing roller and the reverse crown portion of the pressure roller are made to correspond to each other, and the reverse crown portion of the fixing roller and the crown portion of the pressure roller are made to correspond to each other. Since the roller is in pressure contact, the fixing nip is curved. When the image is fixed, the recording medium enters a curved state due to the recording medium entering the curved fixing nip. In this way, by curving the recording medium, the apparent rigidity of the recording medium can be improved and carried out from the fixing nip. When the recording medium is carried out from the fixing nip, the recording medium is wound around the fixing roller. It becomes possible to suppress sticking.

また、クラウン部と逆クラウン部を対応させて定着ローラと加圧ローラを圧接することによって、定着ニップにおける接触圧のばらつきを抑制することができる。これにより、定着した画像に光沢度ムラが発生するなどの不具合を抑制することができ、良好な画像形成を実現することができる。   Further, by causing the fixing roller and the pressure roller to be in pressure contact with each other so that the crown portion and the reverse crown portion correspond to each other, it is possible to suppress variation in contact pressure at the fixing nip. As a result, it is possible to suppress problems such as occurrence of uneven glossiness in a fixed image, and to realize good image formation.

また、請求項1の発明では、定着ローラと加圧ローラのそれぞれの弾性層の厚さを変化させてクラウン部と逆クラウン部を形成しているので、対応するクラウン部と逆クラウン部との間に軸方向のずれが生じても、定着ニップにおける接触圧のばらつきを低減することができ、光沢度ムラの発生を抑制することが可能である。さらに、定着ローラと加圧ローラのそれぞれの同じ側の端部を軸方向に位置決めし、それと反対側の端部を軸方向に変位可能に構成しているので、定着ローラに熱膨張による伸長が生じても、定着ローラと加圧ローラを軸方向の同じ端部側に伸長(変位)させることが可能となる。これにより、熱膨張によるクラウン部と逆クラウン部との間の位置ずれを低減することができ、定着ニップにおける接触圧にばらつきを抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, the thickness of the elastic layer of each of the fixing roller and the pressure roller is changed to form the crown portion and the reverse crown portion. Even if an axial deviation occurs in the meantime, variations in contact pressure at the fixing nip can be reduced, and occurrence of uneven glossiness can be suppressed. Furthermore, the fixing roller and the pressure roller are configured so that the end portions on the same side of the fixing roller and the pressure roller are positioned in the axial direction and the end portions on the opposite side can be displaced in the axial direction. Even if it occurs, the fixing roller and the pressure roller can be extended (displaced) to the same end side in the axial direction. As a result, the displacement between the crown portion and the reverse crown portion due to thermal expansion can be reduced, and variations in contact pressure at the fixing nip can be suppressed.

また、請求項1の発明は、定着ローラと加圧ローラの少なくとも一方の変曲点通過線を、軸方向の中央部において凸状となるように構成しているので、定着ローラに撓みが生じた場合でも、中央部側と端部側におけるニップ幅の差を抑制することができ、定着不良や光沢差等の画像不良の発生を防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, since the inflection point passage line of at least one of the fixing roller and the pressure roller is configured to be convex in the central portion in the axial direction, the fixing roller is bent. Even in this case, the difference in the nip width between the center side and the end side can be suppressed, and the occurrence of image defects such as fixing defects and gloss differences can be prevented.

請求項2の発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記凸状となるように構成した変曲点通過線の前記離間状態における突出量を、前記定着ローラと前記加圧ローラとを互いに圧接させた際の軸方向に直交する撓み量の半分となるように設定したものである。   According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the amount of protrusion of the inflection point passage line configured to have the convex shape in the separated state is determined by the fixing roller and the pressure roller. It is set to be half the amount of deflection perpendicular to the axial direction when they are brought into pressure contact with each other.

上記のように変曲点通過線の突出量を設定することによって、ニップ幅の差を画像不良が生じない値に抑制することが可能となる。   By setting the protrusion amount of the inflection point passage line as described above, it is possible to suppress the difference in nip width to a value that does not cause image defects.

請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の定着装置において、前記定着ローラと前記加圧ローラとを互いに離間させた離間状態で、各ローラの前記クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との高低差を、軸方向の中央部側よりも端部側において大きくなるように設定したものである。   According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the top portion of the crown portion and the reverse crown portion of each roller in a separated state in which the fixing roller and the pressure roller are separated from each other. The height difference from the bottom is set to be larger on the end side than on the central side in the axial direction.

離間状態でのクラウン部と逆クラウン部の高低差を、軸方向の中央部側よりも端部側において大きくすることによって、定着ニップにおけるクラウン部と逆クラウン部の高低差を端部側で大きく確保することができる。これにより、ローラの端部側において、記録媒体を十分に湾曲させることができ、記録媒体の分離性を向上させることができる。   By increasing the height difference between the crown portion and the reverse crown portion in the separated state on the end side rather than on the central portion side in the axial direction, the height difference between the crown portion and the reverse crown portion in the fixing nip is increased on the end side. Can be secured. Thereby, the recording medium can be sufficiently curved on the end side of the roller, and the separation property of the recording medium can be improved.

請求項4の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の定着装置において、前記定着ローラと前記加圧ローラのそれぞれの前記クラウン部と前記逆クラウン部を、軸方向に連続して形成したものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the crown portion and the reverse crown portion of each of the fixing roller and the pressure roller are continuously connected in the axial direction. Is formed.

クラウン部と逆クラウン部を軸方向に連続して形成することにより、記録媒体にシワの発生を抑制することができると共に、記録用紙の分離性を確保することができる。   By forming the crown portion and the reverse crown portion continuously in the axial direction, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles on the recording medium and to ensure the separation of the recording paper.

請求項5の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載の定着装置において、前記クラウン部及び前記逆クラウン部を、前記定着ローラ及び前記加圧ローラの少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設したものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the crown portion and the reverse crown portion are arranged such that at least the maximum passage width of the recording medium of the fixing roller and the pressure roller. It is arranged over the part corresponding to the whole.

クラウン部及び逆クラウン部を、定着ローラ及び加圧ローラの少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設することにより、記録媒体を幅方向全体に渡って湾曲させて定着ニップから搬出することができ、記録媒体の定着ローラへの巻き付きを抑制することができる。   By disposing the crown portion and the reverse crown portion over at least a portion of the fixing roller and the pressure roller corresponding to the entire maximum passage width of the recording medium, the recording medium is curved over the entire width direction to fix the fixing nip. And the winding of the recording medium around the fixing roller can be suppressed.

請求項6の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の定着装置において、定着ローラと前記加圧ローラを互いに圧接させた負荷状態において、前記定着ニップにおける前記クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との高低差を、0.16mm以上であって0.8mm以下に設定したものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, in a load state in which the fixing roller and the pressure roller are pressed against each other, The height difference from the bottom of the reverse crown is set to 0.16 mm or more and 0.8 mm or less.

定着ローラと加圧ローラを互いに圧接させた上記負荷状態において、定着ニップにおけるクラウン部の頂部と逆クラウン部の底部との高低差が0.16mm未満となると、定着ニップにおいて記録媒体の湾曲量が少なくなり、記録媒体を良好に分離させるために必要な記録媒体の見かけ上の剛性が得られなくなる虞がある。そのため、クラウン部の頂部と逆クラウン部の底部との高低差を0.16mm以上に設定することによって、記録媒体の見かけ上の剛性を十分に確保し、記録媒体の定着ローラへの巻き付きを確実に抑制することができる。一方、上記負荷状態において、定着ニップにおけるクラウン部の頂部と逆クラウン部の底部との高低差が0.8mmを越えると、クラウン部と逆クラウン部における回転速度差が大きくなり記録媒体にシワが発生する虞がある。そのため、クラウン部の頂部と逆クラウン部の底部との高低差を0.8mm以下に設定することによって、記録媒体にシワを発生させずに搬出することができ、良好な画像形成を行うことができる。   In the above load state in which the fixing roller and the pressure roller are pressed against each other, if the height difference between the top of the crown portion and the bottom of the reverse crown portion in the fixing nip is less than 0.16 mm, the amount of bending of the recording medium in the fixing nip There is a possibility that the apparent rigidity of the recording medium necessary for separating the recording medium satisfactorily cannot be obtained. Therefore, by setting the height difference between the top of the crown portion and the bottom of the reverse crown portion to be 0.16 mm or more, the apparent rigidity of the recording medium is sufficiently secured and the winding of the recording medium around the fixing roller is ensured. Can be suppressed. On the other hand, if the height difference between the top of the crown portion and the bottom of the reverse crown portion in the fixing nip exceeds 0.8 mm in the above load state, the difference in rotational speed between the crown portion and the reverse crown portion increases, and the recording medium is wrinkled. May occur. Therefore, by setting the height difference between the top portion of the crown portion and the bottom portion of the reverse crown portion to be 0.8 mm or less, it is possible to carry out the recording medium without generating wrinkles, and to perform good image formation. it can.

請求項7の発明は、加熱源によって加熱される定着ローラと、無端状の加圧ベルトと、当該加圧ベルトの内周面を押圧して加圧ベルトを前記定着ローラに圧接させる押圧部材を備え、前記定着ローラと前記加圧ベルトが互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、前記定着ローラは、外周面がクラウン状に形成されたクラウン部と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部を、それぞれ少なくとも1つずつ有し、前記押圧部材の前記加圧ベルトを押圧する押圧面に、凸状に形成した凸面部と、凹状に形成した凹面部を、それぞれ少なくとも1つずつ有し、前記定着ローラの前記クラウン部と前記押圧部材の前記凹面部を対応させて配設すると共に、前記定着ローラの前記逆クラウン部と前記押圧部材の前記凸面部を対応させて配設して、前記押圧部材によって前記加圧ベルトを押圧し、前記定着ローラと前記加圧ベルトを互いに圧接させ、前記定着ローラの前記クラウン部と前記逆クラウン部を、前記定着ローラの弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させて形成すると共に、前記押圧部材の前記凸面部と前記凹面部を、前記押圧部材の弾性層の厚さを長手方向に渡って変化させて形成し、前記定着ローラと前記押圧部材のそれぞれの同じ側の端部を、軸方向又は長手方向に位置決めすると共に、前記定着ローラと前記押圧部材のそれぞれの前記位置決めされた端部と反対側の端部を軸方向又は長手方向に変位可能に構成した定着装置であって、前記定着ローラの軸方向に沿って切断した断面における前記クラウン部と前記逆クラウン部との変曲点を軸方向に渡って通過する仮想線と、前記押圧部材の長手方向に沿って切断した断面における前記凸面部と前記凹面部との変曲点を長手方向に渡って通過する仮想線を、それぞれ変曲点通過線と呼称すると、前記定着ローラと前記押圧部材とを互いに離間させた離間状態において、前記定着ローラと前記押圧部材の少なくとも一方の前記変曲点通過線を、軸方向又は長手方向の中央部において凸状となるように構成したものである。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a fixing roller heated by a heating source, an endless pressure belt, and a pressing member that presses an inner peripheral surface of the pressure belt and presses the pressure belt against the fixing roller. A fixing device for fixing an unfixed image on the recording medium to the recording medium by passing the recording medium through a fixing nip formed by press-contacting the fixing roller and the pressure belt. Has at least one crown portion whose outer peripheral surface is formed in a crown shape and one reverse crown portion whose outer peripheral surface is formed in a reverse crown shape, and presses the pressure belt of the pressing member. The surface has at least one convex surface portion formed in a convex shape and a concave surface portion formed in a concave shape, and the crown portion of the fixing roller and the concave surface portion of the pressing member are associated with each other. In addition, the reverse crown portion of the fixing roller and the convex portion of the pressing member are disposed in correspondence with each other, the pressing belt is pressed by the pressing member, the fixing roller and the pressing belt And the crown portion and the reverse crown portion of the fixing roller are formed by changing the thickness of the elastic layer of the fixing roller in the axial direction, and the convex surface portion of the pressing member and the reverse crown portion are formed. The concave portion is formed by changing the thickness of the elastic layer of the pressing member over the longitudinal direction, and the end portions on the same side of the fixing roller and the pressing member are positioned in the axial direction or the longitudinal direction. In addition, a fixing device configured to be capable of displacing an end portion of each of the fixing roller and the pressing member opposite to the positioned end portion in an axial direction or a longitudinal direction, the axial direction of the fixing roller being An imaginary line passing through an inflection point of the crown portion and the reverse crown portion in the cross section cut along the axial direction, and the convex surface portion and the concave surface in the cross section cut along the longitudinal direction of the pressing member. An imaginary line that passes through the inflection point with respect to the longitudinal direction is referred to as an inflection point passage line, and in the separated state in which the fixing roller and the pressing member are separated from each other, The inflection point passage line of at least one of the pressing members is configured to have a convex shape at the central portion in the axial direction or the longitudinal direction.

請求項7の発明は、定着ローラのクラウン部と押圧部材の凹面部を対応させて配設すると共に、定着ローラの逆クラウン部と押圧部材の凸面部を対応させて配設して、定着ローラと加圧ベルトを互いに圧接させているため、定着ニップは湾曲して形成される。この場合も、上記請求項1の発明と同様に、記録媒体を定着ニップに侵入させることによって、記録媒体を湾曲させることができ、記録媒体の見かけ上の剛性を向上させて定着ニップから搬出することができる。これにより、記録媒体を定着ニップから搬出させる際に、記録媒体が定着ローラに巻き付くのを抑制することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, the crown portion of the fixing roller and the concave surface portion of the pressing member are arranged in correspondence with each other, and the reverse crown portion of the fixing roller and the convex surface portion of the pressing member are arranged in correspondence with each other, thereby fixing the fixing roller. Since the pressure belt and the pressure belt are pressed against each other, the fixing nip is curved. In this case as well, the recording medium can be curved by intruding the recording medium into the fixing nip, and the apparent rigidity of the recording medium can be improved and carried out of the fixing nip as in the first aspect of the invention. be able to. Thereby, when the recording medium is carried out from the fixing nip, it is possible to suppress the recording medium from being wound around the fixing roller.

また、請求項7の発明は、クラウン部と凹面部を対応させ、逆クラウン部と凸面部を対応させて、定着ローラと加圧ベルトを圧接させるため、請求項1の発明と同様に、定着ニップにおける接触圧のばらつきを抑制することが可能である。これにより、定着した画像に光沢度ムラが発生するなどの不具合を抑制することができ、良好な画像形成を実現することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the fixing roller and the pressure belt are brought into pressure contact with each other by causing the crown portion and the concave surface portion to correspond and the reverse crown portion and the convex surface portion to correspond to each other. It is possible to suppress variations in contact pressure at the nip. As a result, it is possible to suppress problems such as occurrence of uneven glossiness in a fixed image, and to realize good image formation.

また、請求項7の発明では、定着ローラと押圧部材のどちらも弾性層の厚さを変化させてクラウン部と逆クラウン部及び凸面部と凹面部を形成しているので、対応するクラウン部と凹面部又は逆クラウン部と凸面部との間に軸方向のずれが生じても、定着ニップにおける接触圧のばらつきを低減することができ、画像の光沢度ムラの発生を抑制することが可能である。さらに、定着ローラと押圧部材のそれぞれの同じ側の端部を位置決めし、それと反対側の端部を変位可能に構成しているので、定着ローラに熱膨張による伸長が生じても、定着ローラと押圧部材を同じ端部側に伸長(変位)させることが可能となる。これにより、熱膨張による、クラウン部と凹面部との間及び逆クラウン部と凸面部との間の軸方向の位置ずれを低減することができ、定着ニップにおける接触圧にばらつきを抑制することができる。   In the invention of claim 7, since both the fixing roller and the pressing member change the thickness of the elastic layer to form the crown portion, the reverse crown portion, and the convex surface portion and the concave surface portion, Even if an axial deviation occurs between the concave or reverse crown and the convex surface, it is possible to reduce variations in contact pressure at the fixing nip, and to suppress occurrence of uneven glossiness of the image. is there. Furthermore, since the end portions on the same side of the fixing roller and the pressing member are positioned and the end portions on the opposite side can be displaced, even if the fixing roller expands due to thermal expansion, The pressing member can be extended (displaced) to the same end side. As a result, axial displacement between the crown portion and the concave surface portion and between the reverse crown portion and the convex surface portion due to thermal expansion can be reduced, and variation in contact pressure at the fixing nip can be suppressed. it can.

また、請求項7の発明は、定着ローラと押圧部材の少なくとも一方の変曲点通過線を、軸方向の中央部において凸状となるように構成しているので、定着ローラに撓みが生じた場合でも、中央部側と端部側におけるニップ幅の差を抑制することができ、定着不良や光沢差等の画像不良の発生を防止することができる。   In the invention of claim 7, the inflection point passing line of at least one of the fixing roller and the pressing member is configured to be convex in the central portion in the axial direction, so that the fixing roller is bent. Even in this case, the difference in the nip width between the center side and the end side can be suppressed, and the occurrence of image defects such as fixing defects and gloss differences can be prevented.

請求項8の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。   An eighth aspect of the present invention is an image forming apparatus including the fixing device according to any one of the first to seventh aspects.

本発明に係る定着装置を画像形成装置に適用可能である。   The fixing device according to the present invention can be applied to an image forming apparatus.

本発明によれば、記録媒体を定着装置から搬出する際に、記録媒体の見かけ上の剛性を向上させて記録媒体が定着ローラに巻き付くことを抑制することができる。これにより、記録媒体がジャム化する等の不具合の発生を抑制することができ、信頼性の高い定着装置及び画像形成装置を提供することができる。また、本発明は、定着ニップにおける接触圧のばらつきを抑制することができる。これにより、定着した画像に光沢度ムラ等が発生することを抑制することができ、良好な画像形成を維持することが可能である。また、本発明によれば、圧接時に定着ローラに撓みが生じても、ニップ幅に差が生じるのを抑制することができる。このため、ウォームアップ時間短縮などのために強度の低い定着ローラを採用した場合でも、ニップ幅の差を小さくすることができるので、定着不良や光沢差等の画像不良の発生を防止することができ、良好な画像形成を実現することが可能である。   According to the present invention, when the recording medium is carried out of the fixing device, the apparent rigidity of the recording medium can be improved and the recording medium can be prevented from being wound around the fixing roller. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of problems such as jamming of the recording medium, and to provide a highly reliable fixing device and image forming apparatus. Further, the present invention can suppress variations in contact pressure at the fixing nip. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of uneven glossiness and the like in the fixed image, and it is possible to maintain good image formation. Further, according to the present invention, it is possible to suppress the difference in the nip width from occurring even when the fixing roller bends during pressure contact. For this reason, even when a low-strength fixing roller is used to shorten the warm-up time, the difference in nip width can be reduced, thereby preventing image defects such as fixing defects and gloss differences. And good image formation can be realized.

本発明の実施の一形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 前記カラー画像形成装置に搭載した定着装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a fixing device mounted on the color image forming apparatus. 前記定着装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixing device. 前記定着装置に設けた定着ローラと加圧ローラを互いに離間させた状態での各ローラの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of each roller in a state where a fixing roller and a pressure roller provided in the fixing device are separated from each other. 前記定着ローラと前記加圧ローラを互いに圧接させた状態での各ローラの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of each roller in a state where the fixing roller and the pressure roller are in pressure contact with each other. 定着ローラと加圧ローラの取付構造を示す図である。It is a figure which shows the attachment structure of a fixing roller and a pressure roller. 本発明の他の実施形態に係る定着ローラと加圧ローラを互いに離間させた状態での各ローラの断面図である。It is sectional drawing of each roller in the state which spaced apart the fixing roller and pressure roller which concern on other embodiment of this invention. 前記他の実施形態に係る定着ローラと加圧ローラを互いに圧接させた状態での各ローラの断面図である。It is sectional drawing of each roller in the state which mutually contacted the fixing roller and pressure roller which concern on the said other embodiment. 本発明のさらに別の実施形態に係る定着装置の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a fixing device according to still another embodiment of the present invention. 前記別の実施形態に係る定着ローラと押圧部材を互いに離間させた状態での各部材の断面図である。It is sectional drawing of each member in the state which spaced apart the fixing roller and press member which concern on the said another embodiment. 前記別の実施形態に係る定着ローラと押圧部材を互いに圧接させた状態での各部材の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of each member in a state where a fixing roller and a pressing member according to another embodiment are pressed against each other. 記録用紙の見かけ上の剛性の測定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measuring method of the apparent rigidity of a recording paper. 定着ニップの湾曲数と記録用紙の見かけ上の剛性との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the number of curvatures of the fixing nip and the apparent rigidity of the recording paper. 記録用紙の分離性を比較する試験結果を示すグラフであって、(A)はクラウン部と逆クラウン部をいずれか1つのみ有する場合の試験結果を示し、(B)はクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ1つずつ有する場合の試験結果を示す。It is a graph which shows the test result which compares the separation property of a recording paper, Comprising: (A) shows a test result in case only one crown part and a reverse crown part are shown, (B) shows a crown part and a reverse crown. The test result in the case of having one part each is shown. ローラの軸方向に渡って圧力差が生じている状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state in which the pressure difference has arisen over the axial direction of a roller. 本発明の定着ローラと加圧ローラを軸方向にずらした状態を示す図である。It is a figure which shows the state which shifted the fixing roller and pressure roller of this invention to the axial direction. 比較例の定着ローラと加圧ローラを軸方向にずらした状態を示す図である。It is a figure which shows the state which shifted the fixing roller and pressure roller of the comparative example to the axial direction. 本発明と比較例のそれぞれにおけるずれ量に対する圧力差を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure difference with respect to the deviation | shift amount in each of this invention and a comparative example. 圧力差と光沢度差の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a pressure difference and a glossiness difference. 本発明の実施例と比較例のそれぞれにおけるずれ量に対する光沢度差を示すグラフである。It is a graph which shows the glossiness difference with respect to the deviation | shift amount in each of the Example and comparative example of this invention. 比較例と本発明の構成を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the structure of the comparative example and this invention. 定着ローラに記録用紙が巻き付く作用を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an operation in which a recording sheet is wound around a fixing roller.

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.

図1は、本発明の実施の一形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。
図1に示すように、このカラー画像形成装置は、画像形成装置本体50に対して着脱可能に構成された4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkを備えている。各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。そこで、1つのプロセスユニット1Yを例にその構成を説明する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the color image forming apparatus includes four process units 1Y, 1C, 1M, and 1Bk configured to be detachable from the image forming apparatus main body 50. The process units 1Y, 1C, 1M, and 1Bk have the same configuration except that they contain toners of different colors of yellow, cyan, magenta, and black corresponding to the color separation components of the color image. Therefore, the configuration of one process unit 1Y will be described as an example.

プロセスユニット1Yは、静電潜像担持体としての感光体2と、感光体2の表面を帯電させる帯電手段としての帯電装置3と、感光体2の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置4と、感光体2の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置5を備えている。   The process unit 1Y includes a photosensitive member 2 as an electrostatic latent image carrier, a charging device 3 as a charging unit that charges the surface of the photosensitive member 2, and a developing unit that forms a toner image on the surface of the photosensitive member 2. A developing device 4 and a cleaning device 5 as a cleaning means for cleaning the surface of the photoreceptor 2 are provided.

各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkの上方には、感光体2の表面を露光する露光手段としての露光装置7が配設されている。一方、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkの下方には、中間転写ユニット6が配設されている。中間転写ユニット6は、無端状の中間転写ベルト10を有する。中間転写ベルト10は、複数のローラ17,18,19に張架され、図の矢印の方向に周回走行可能に構成されている。また、中間転写ベルト10の図の左端部には、ベルトクリーニング装置16が配設されている。   Above each of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1Bk, an exposure device 7 is disposed as an exposure unit that exposes the surface of the photoreceptor 2. On the other hand, an intermediate transfer unit 6 is disposed below each process unit 1Y, 1C, 1M, 1Bk. The intermediate transfer unit 6 has an endless intermediate transfer belt 10. The intermediate transfer belt 10 is stretched around a plurality of rollers 17, 18, and 19, and is configured to be able to run around in the direction of the arrow in the figure. A belt cleaning device 16 is disposed at the left end of the intermediate transfer belt 10 in the figure.

中間転写ベルト10の内周面には、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ11が配設されている。各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkが有する感光体2は、4つの一次転写ローラ11に対向した位置で中間転写ベルト10の外周面に圧接し、一次転写ニップを形成している。また、中間転写ベルト10を張架する1つのローラ17に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ12が配設されている。二次転写ローラ12は、中間転写ベルト10の外周面に圧接し、二次転写ニップを形成している。   Four primary transfer rollers 11 as primary transfer means are disposed on the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 10. The photoconductor 2 included in each process unit 1Y, 1C, 1M, and 1Bk is pressed against the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 10 at a position facing the four primary transfer rollers 11 to form a primary transfer nip. A secondary transfer roller 12 as a secondary transfer unit is disposed at a position facing one roller 17 that stretches the intermediate transfer belt 10. The secondary transfer roller 12 is pressed against the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 10 to form a secondary transfer nip.

画像形成装置本体50の下部には、記録媒体としての記録用紙Pを収容した複数の給紙カセット13が配設されている。各給紙カセット13には、記録用紙Pを搬出するための給紙ローラ14等が設けてある。画像形成装置本体50内には、記録用紙Pを案内するための記録媒体搬送経路R(以下、用紙搬送経路という)が配設されている。この用紙搬送経路Rにおいて、二次転写ローラ12よりも記録媒体搬送方向A(以下、用紙搬送方向という)の上流側には、一対のレジストローラ15が配設されている。また、二次転写ローラ12よりも、用紙搬送方向Aの下流側には、記録用紙Pに画像を定着するための定着装置8が配設されている。また、画像形成装置本体50の図の左側面には、外部に排出された記録用紙Pをストックするストック部9が設けてある。   A plurality of paper feed cassettes 13 that contain recording paper P as a recording medium are disposed below the image forming apparatus main body 50. Each paper feed cassette 13 is provided with a paper feed roller 14 and the like for carrying out the recording paper P. In the image forming apparatus main body 50, a recording medium conveyance path R (hereinafter referred to as a sheet conveyance path) for guiding the recording sheet P is disposed. In the paper transport path R, a pair of registration rollers 15 is disposed upstream of the secondary transfer roller 12 in the recording medium transport direction A (hereinafter referred to as the paper transport direction). Further, a fixing device 8 for fixing the image on the recording paper P is disposed downstream of the secondary transfer roller 12 in the paper transport direction A. A stock unit 9 for stocking the recording paper P discharged to the outside is provided on the left side of the image forming apparatus main body 50 in the drawing.

以下、図1を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkの感光体2が図示しない駆動装置によって図の反時計回りに回転駆動され、各感光体2の表面が帯電装置3によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体2の表面には、露光装置7からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体2の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体2に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体2上に形成された静電潜像に、各現像装置4によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として可視像化される。
The basic operation of the image forming apparatus will be described below with reference to FIG.
When the image forming operation is started, the photosensitive members 2 of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1Bk are driven to rotate counterclockwise by a driving device (not shown), and the surface of each photosensitive member 2 is charged by the charging device 3. It is uniformly charged to a predetermined polarity. The surface of each charged photoconductor 2 is irradiated with laser light from the exposure device 7, and an electrostatic latent image is formed on the surface of each photoconductor 2. At this time, the image information to be exposed on each photoconductor 2 is monochromatic image information obtained by separating a desired full-color image into color information of yellow, cyan, magenta, and black. The electrostatic latent image formed on the photoreceptor 2 in this way is supplied with toner by each developing device 4, whereby the electrostatic latent image is visualized as a toner image.

また、各一次転写ローラ11に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ11と各感光体2との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkの感光体2に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、図の矢印の方向に走行する中間転写ベルト10上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト10上にフルカラーのトナー画像を担持される。   Further, a constant voltage or a constant current controlled voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity is applied to each primary transfer roller 11. As a result, a transfer electric field is formed at the primary transfer nip between each primary transfer roller 11 and each photoconductor 2. Then, the intermediate transfer belt 10 in which the toner images of the respective colors formed on the photoreceptors 2 of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1Bk travel in the direction of the arrow in the drawing by the transfer electric field formed in the primary transfer nip. The images are superimposed and transferred sequentially. Thus, a full-color toner image is carried on the intermediate transfer belt 10.

トナー画像が転写された後の各感光体2の表面に付着する残留トナーは、各クリーニング装置5によって感光体2の表面から除去され、次いで、その表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。   Residual toner adhering to the surface of each photoconductor 2 after the toner image is transferred is removed from the surface of the photoconductor 2 by each cleaning device 5, and then the surface is subjected to static elimination action by a static elimination device (not shown). Then, the surface potential is initialized to prepare for the next image formation.

給紙ローラ14が回転することによって、複数の給紙カセット13のうちの1つから記録用紙Pが用紙搬送経路Rに送り出される。用紙搬送経路Rに送り出された記録用紙Pは、レジストローラ15によってタイミングを計られて、二次転写ローラ12とそれに対向するローラ17との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ12には、中間転写ベルト10上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト10上のトナー画像が記録用紙P上に一括して転写される。また、画像転写後の中間転写ベルト10の表面に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置16によって除去される。トナー画像が転写された記録用紙Pは定着装置8へと搬送され、記録用紙Pに熱と圧が加えられることによりトナー画像が定着される。その後、記録用紙Pは定着装置8からストック部9へと排出される。   As the paper feed roller 14 rotates, the recording paper P is sent from one of the paper feed cassettes 13 to the paper transport path R. The recording paper P sent to the paper transport path R is timed by the registration roller 15 and sent to the secondary transfer nip between the secondary transfer roller 12 and the roller 17 facing it. At this time, a transfer voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity of the toner image on the intermediate transfer belt 10 is applied to the secondary transfer roller 12, thereby forming a transfer electric field in the secondary transfer nip. Then, the toner images on the intermediate transfer belt 10 are collectively transferred onto the recording paper P by the transfer electric field formed in the secondary transfer nip. Further, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 10 after image transfer is removed by the belt cleaning device 16. The recording paper P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 8, and the toner image is fixed by applying heat and pressure to the recording paper P. Thereafter, the recording paper P is discharged from the fixing device 8 to the stock unit 9.

以上の説明は、記録媒体S上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つのプロセスユニットを使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。   The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on the recording medium S. A single color image can be formed using any one of the four process units 1Y, 1C, 1M, and 1Bk. Two or three process units may be used to form a two or three color image.

次に、図2及び図3に基づいて、上記定着装置8の基本構成及び基本動作について説明する。
図2に示すように、定着装置8は、定着ローラ21と、加圧ローラ22と、ガイド部材23等を備える。加圧ローラ22は定着ローラ21に対して所定の圧力で圧接しており、互いに圧接する圧接部において定着ニップNを形成している。
Next, the basic configuration and basic operation of the fixing device 8 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the fixing device 8 includes a fixing roller 21, a pressure roller 22, a guide member 23, and the like. The pressure roller 22 is in pressure contact with the fixing roller 21 at a predetermined pressure, and a fixing nip N is formed at a pressure contact portion where the pressure roller 22 is in pressure contact with each other.

図3に示すように、定着ローラ21の内部には、加熱源としてのヒータ24が軸方向に渡って配設されており、ヒータ24が発熱することによって定着ローラ21が加熱されるようになっている。また、定着ローラ21の周囲には、定着ローラ21の表面温度を検知する温度検知装置25が配設してある。この温度検知装置25によって検知した定着ローラ21の表面温度に基づいて、図示しない制御装置が上記ヒータ24の発熱量を制御することにより、定着ローラ21の表面温度が所定の定着温度となるように構成されている。   As shown in FIG. 3, a heater 24 as a heating source is disposed in the fixing roller 21 in the axial direction, and the fixing roller 21 is heated when the heater 24 generates heat. ing. A temperature detection device 25 that detects the surface temperature of the fixing roller 21 is disposed around the fixing roller 21. Based on the surface temperature of the fixing roller 21 detected by the temperature detecting device 25, a control device (not shown) controls the amount of heat generated by the heater 24 so that the surface temperature of the fixing roller 21 becomes a predetermined fixing temperature. It is configured.

また、図3に示すように、定着ローラ21は、円筒状に形成された金属製の芯材21aと、その芯材21aの外周面を被覆する弾性層21bと、その弾性層21bの外周面を被覆する離型層21cによって構成されている。また、加圧ローラ22も、定着ローラ21と同様に、円筒状に形成された金属製の芯材22aと、その芯材22aの外周面を被覆する弾性層22bと、その弾性層22bの外周面を被覆する離型層22cによって構成されている。また、定着ローラ21は図示しない駆動手段によって図の時計回りに回転駆動するようになっている。一方、加圧ローラ22は、定着ローラ21の回転駆動によって、図の反時計回りに従動回転するようになっている。   As shown in FIG. 3, the fixing roller 21 includes a cylindrical metal core member 21a, an elastic layer 21b covering the outer peripheral surface of the core member 21a, and an outer peripheral surface of the elastic layer 21b. It is comprised by the mold release layer 21c which coat | covers. Similarly to the fixing roller 21, the pressure roller 22 also has a cylindrical metal core 22a, an elastic layer 22b covering the outer peripheral surface of the core 22a, and an outer periphery of the elastic layer 22b. It is constituted by a release layer 22c that covers the surface. Further, the fixing roller 21 is driven to rotate clockwise in the drawing by a driving means (not shown). On the other hand, the pressure roller 22 is driven to rotate counterclockwise in the figure by the rotational driving of the fixing roller 21.

本実施形態に係る定着装置8によって画像の定着を行う場合は、ヒータ24を発熱させて、定着ローラ21を加熱する。このとき、図示しない制御装置が温度検知装置25の検知温度に基づいてヒータ24の発熱量を制御し、定着ローラ21の表面温度が所定の温度(定着温度)となるようにする。そして、図3に示すように、未定着のトナー画像Tが形成された記録用紙Pを、ガイド部材23に沿って矢印Aの方向に案内し、回転する定着ローラ21と加圧ローラ22の間の定着ニップNに侵入させる。これにより、記録用紙Pが定着ローラ21と加圧ローラ22によって加熱及び加圧され、未定着トナー画像Tが記録用紙Pに定着される。   When the image is fixed by the fixing device 8 according to the present embodiment, the heater 24 generates heat and the fixing roller 21 is heated. At this time, a control device (not shown) controls the amount of heat generated by the heater 24 based on the temperature detected by the temperature detection device 25 so that the surface temperature of the fixing roller 21 becomes a predetermined temperature (fixing temperature). Then, as shown in FIG. 3, the recording paper P on which the unfixed toner image T is formed is guided along the guide member 23 in the direction of arrow A, and between the rotating fixing roller 21 and the pressure roller 22. In the fixing nip N. As a result, the recording paper P is heated and pressed by the fixing roller 21 and the pressure roller 22, and the unfixed toner image T is fixed on the recording paper P.

以下、定着装置8の特徴部分について説明する。
図2に示すように、定着ローラ21は、外周面がクラウン状に形成されたクラウン部C1と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部C2を、軸方向に渡って交互に有している。同様に、加圧ローラ22も、外周面がクラウン状に形成されたクラウン部D1と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部D2を、軸方向に渡って交互に有している。このように本発明では、定着ローラ21及び加圧ローラ22の外周面が、軸方向に渡って波打つように湾曲して形成されている。なお、上記「クラウン状」とは軸方向の両端へ向かってローラの径が小さくなる形状のことをいい、上記「逆クラウン状」とは軸方向の両端へ向かってローラの径が大きくなる形状のことをいう。また、クラウン部及び逆クラウン部の各外周面は、軸方向に渡って円弧状やsin曲線状などの曲線形状に形成されている。
Hereinafter, characteristic portions of the fixing device 8 will be described.
As shown in FIG. 2, the fixing roller 21 has a crown portion C1 whose outer peripheral surface is formed in a crown shape and a reverse crown portion C2 whose outer peripheral surface is formed in a reverse crown shape alternately in the axial direction. doing. Similarly, the pressure roller 22 also has a crown portion D1 whose outer peripheral surface is formed in a crown shape and a reverse crown portion D2 whose outer peripheral surface is formed in a reverse crown shape alternately in the axial direction. . As described above, in the present invention, the outer peripheral surfaces of the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are formed to be curved so as to wave in the axial direction. The “crown shape” refers to a shape in which the roller diameter decreases toward both ends in the axial direction, and the “reverse crown shape” refers to a shape in which the roller diameter increases toward both ends in the axial direction. I mean. Each outer peripheral surface of the crown portion and the reverse crown portion is formed in a curved shape such as an arc shape or a sin curve shape in the axial direction.

図4は、定着ローラ21と加圧ローラ22を互いに離間させた状態での、各ローラ21,22の軸方向の断面図である。
図4に示すように、定着ローラ21と加圧ローラ22の各弾性層21b,22bは、軸方向に渡って厚くなったり薄くなったりを繰り返すように形成されている。このように、各弾性層21b,22bの厚さを軸方向に渡って変化させて、各ローラ21,22にクラウン部C1,D1と逆クラウン部C2,D2を形成している。また、各ローラ21,22の芯材21a,22aと離型層21c、22cは、軸方向に渡って均一な厚さに形成されている。
FIG. 4 is a sectional view in the axial direction of each of the rollers 21 and 22 with the fixing roller 21 and the pressure roller 22 being separated from each other.
As shown in FIG. 4, the elastic layers 21 b and 22 b of the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are formed so as to repeat thickening and thinning in the axial direction. As described above, the thicknesses of the elastic layers 21b and 22b are changed in the axial direction, and the crown portions C1 and D1 and the reverse crown portions C2 and D2 are formed on the rollers 21 and 22, respectively. The core materials 21a and 22a and the release layers 21c and 22c of the rollers 21 and 22 are formed to have a uniform thickness in the axial direction.

図4に示すように、本実施形態では、クラウン部及び逆クラウン部は、定着ローラ21及び加圧ローラ22の少なくとも記録媒体(記録用紙)の最大通過幅Wの全体に対応する部分に渡って配設されている。ただし、クラウン部と逆クラウン部の配設領域を、記録媒体の最大通過幅Wの一部とすることも可能である。また、クラウン部と逆クラウン部は、各ローラ21,22にそれぞれ1つ以上形成されていれば、その個数は特に限定しない。ただし、定着ローラ21と加圧ローラ22とを対向させた状態で、必ず一方のクラウン部と他方の逆クラウン部が対向するように、クラウン部と逆クラウン部の個数を調整している。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the crown portion and the reverse crown portion cover at least a portion of the fixing roller 21 and the pressure roller 22 corresponding to the entire maximum passage width W of the recording medium (recording paper). It is arranged. However, the arrangement area of the crown part and the reverse crown part can be a part of the maximum passage width W of the recording medium. Further, the number of the crown portions and the reverse crown portions is not particularly limited as long as one or more crown portions and reverse crown portions are formed on each of the rollers 21 and 22. However, with the fixing roller 21 and the pressure roller 22 facing each other, the number of crown portions and reverse crown portions is adjusted so that one crown portion and the other reverse crown portion always face each other.

図5に示すように、定着ローラ21と加圧ローラ22を互いに圧接させた圧接状態では、定着ローラ21のクラウン部C1と加圧ローラ22の逆クラウン部D2を対応させると共に、定着ローラ21の逆クラウン部C2と加圧ローラ22のクラウン部D1を対応させて圧接している。このように、定着ローラ21と加圧ローラ22の凸と凹を互いに対応させて圧接することによって、両ローラ21,22間に形成される定着ニップNは、軸方向に渡って波打つように湾曲して形成される。   As shown in FIG. 5, in the pressure contact state in which the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are in pressure contact with each other, the crown portion C1 of the fixing roller 21 and the reverse crown portion D2 of the pressure roller 22 are made to correspond to each other. The reverse crown portion C2 and the crown portion D1 of the pressure roller 22 are in pressure contact with each other. In this way, the fixing nip N formed between the rollers 21 and 22 is curved so as to wave in the axial direction by pressing the fixing roller 21 and the pressing roller 22 with the protrusions and recesses corresponding to each other. Formed.

また、図4に示す点線L21とL22は、定着ローラ21と加圧ローラ22の軸方向に沿って切断した断面において、それぞれのクラウン部と逆クラウン部との変曲点を軸方向に渡って通過する仮想線である。以下、これら仮想線L21とL22を、それぞれ変曲点通過線と呼称する。そして、図4に示す離間状態で、定着ローラ21と加圧ローラ22の両方の変曲点通過線L21,L22は、軸方向の中央部において外径方向に凸状となるように構成されている。   Also, dotted lines L21 and L22 shown in FIG. 4 are cross-sections taken along the axial direction of the fixing roller 21 and the pressure roller 22, and the inflection points of the respective crown portions and reverse crown portions extend in the axial direction. A virtual line that passes through. Hereinafter, these virtual lines L21 and L22 are respectively called inflection point passing lines. In the separated state shown in FIG. 4, the inflection point passage lines L21 and L22 of both the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are configured to be convex in the outer diameter direction at the central portion in the axial direction. Yes.

ところで、本発明の定着装置は、ヒータ24の加熱開始から定着ローラ21が所定の温度(定着温度)となるまでの時間(ウォームアップ時間)を短くするために、定着ローラ21の肉厚を薄くして熱効率を向上させている。しかしながら、このような構成の場合、各ローラ21の肉厚が薄くなるのに伴って強度が低下するため、各ローラ21,22を圧接状態とすると、軸方向に直交する方向に撓みが生じる(図5参照)。ここでは、加圧ローラ22の両端部を図示しない加圧バネ等の付勢手段によって定着ローラ21側へ押圧しているため、各ローラ21,22の中央部側よりも両端部側において互いに接近するように撓みが生じる。そして、各ローラ21,22の撓み量を、図5において符号B21とB22で示すと、本実施形態では、図4に示す各変曲点通過線L21,L22の離間状態における突出量G21,G22を、前記撓み量B21,B22の半分の値となるように設定している。   By the way, in the fixing device of the present invention, in order to shorten the time (warm-up time) from the start of heating of the heater 24 until the fixing roller 21 reaches a predetermined temperature (fixing temperature), the thickness of the fixing roller 21 is reduced. To improve thermal efficiency. However, in the case of such a configuration, the strength decreases as the thickness of each roller 21 becomes thinner. Therefore, when each of the rollers 21 and 22 is brought into a pressure contact state, bending occurs in a direction perpendicular to the axial direction ( (See FIG. 5). Here, since both ends of the pressure roller 22 are pressed toward the fixing roller 21 by an urging means such as a pressure spring (not shown), they are closer to each other on the both ends than the center of each roller 21, 22. Deflection occurs. Then, when the deflection amounts of the rollers 21 and 22 are denoted by reference numerals B21 and B22 in FIG. 5, in this embodiment, the protrusion amounts G21 and G22 in the separated state of the inflection point passage lines L21 and L22 shown in FIG. Is set to be a half value of the deflection amounts B21 and B22.

また、図4に示す離間状態では、各ローラ21,22におけるクラウン部の頂部とそれに隣接する逆クラウン部の底部との高低差H21,H22は、軸方向に渡って同じ値となっている。ただし、図5に示す圧接状態では、各ローラ21,22の両端部側において付勢手段による押圧力が大きく作用するため、弾性層21b,22bのつぶれ量は中央部側よりも両端部側で大きくなり、定着ニップNにおけるクラウン部の頂部と逆クラウン部の底部との高低差Hは端部側で小さくなる。このように、定着ローラ21と加圧ローラ22を互いに圧接させた負荷状態において、定着ニップNにおけるクラウン部と逆クラウン部の高低差Hは軸方向に渡って異なるが、各高低差Hは0.16mm以上であって0.8mm以下に設定されることが望ましい。なお、高低差Hをこのように設定した方が望ましい理由については、下記の本発明の作用・効果の説明において述べる。   In the separated state shown in FIG. 4, the height differences H21 and H22 between the tops of the crown portions of the rollers 21 and 22 and the bottoms of the reverse crown portions adjacent thereto are the same values in the axial direction. However, in the pressure contact state shown in FIG. 5, the pressing force by the urging means acts on both ends of each roller 21 and 22 so that the crushing amount of the elastic layers 21b and 22b is closer to the ends than the center. The height difference H between the top portion of the crown portion and the bottom portion of the reverse crown portion in the fixing nip N becomes smaller on the end side. As described above, in the load state in which the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are in pressure contact with each other, the height difference H between the crown portion and the reverse crown portion in the fixing nip N varies in the axial direction, but each height difference H is 0. It is desirable to set it to 16 mm or more and 0.8 mm or less. The reason why it is desirable to set the height difference H in this way will be described in the following description of the operation and effect of the present invention.

図6に、定着ローラ21と加圧ローラ22の取付構造を示す。
図6に示すように、定着ローラ21と加圧ローラ22の各両端部は、画像形成装置内に所定間隔をあけて配設された2つの側板71,72に取り付けられ支持されている。本実施形態では、定着ローラ21と加圧ローラ22の図の左側の端部が軸方向に位置決めされ、それぞれの図の右側の端部が軸方向に変位可能に構成されている。
FIG. 6 shows a mounting structure of the fixing roller 21 and the pressure roller 22.
As shown in FIG. 6, both end portions of the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are attached to and supported by two side plates 71 and 72 disposed at a predetermined interval in the image forming apparatus. In the present embodiment, the left end portions of the fixing roller 21 and the pressure roller 22 in the drawing are positioned in the axial direction, and the right end portions in the respective drawings are configured to be displaceable in the axial direction.

詳しくは、定着ローラ21と加圧ローラ22の各両端部は、2つの側板71,72に固定されたボールベアリング等の軸受73a〜73dによって回転可能に支持されている。定着ローラ21の図の左端部に配設された軸受73aは、定着ローラ21の外周に形成された段部74と抜け止め輪75によって挟まれている。これにより、定着ローラ21の図の左端部は、軸受73aに対して軸方向に移動しないように位置決めされている。一方、定着ローラ21の図の右端部は、軸受73bに対して位置決めされておらず、軸方向に変位可能となっている。また、同様に、加圧ローラ22の図の左端部に配設された軸受73cは、加圧ローラ22の外周に形成された段部76と抜け止め輪77によって挟まれており、加圧ローラ22の図の左端部は、軸受73cに対して軸方向に移動しないように位置決めされている。一方、加圧ローラ22の図の右端部は、軸受73dに対して軸方向に変位可能となっている。   Specifically, both end portions of the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are rotatably supported by bearings 73 a to 73 d such as ball bearings fixed to the two side plates 71 and 72. A bearing 73 a disposed at the left end of the fixing roller 21 in the figure is sandwiched between a stepped portion 74 formed on the outer periphery of the fixing roller 21 and a retaining ring 75. Accordingly, the left end portion of the fixing roller 21 in the figure is positioned so as not to move in the axial direction with respect to the bearing 73a. On the other hand, the right end portion of the fixing roller 21 in the figure is not positioned with respect to the bearing 73b and can be displaced in the axial direction. Similarly, a bearing 73c disposed at the left end of the pressure roller 22 in the figure is sandwiched between a stepped portion 76 formed on the outer periphery of the pressure roller 22 and a retaining ring 77, and the pressure roller 22 is positioned so as not to move in the axial direction with respect to the bearing 73c. On the other hand, the right end portion of the pressure roller 22 in the figure can be displaced in the axial direction with respect to the bearing 73d.

このように、定着ローラ21と加圧ローラ22は、それぞれの軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めし、その位置決めした端部と反対側の端部を軸方向に変位可能となるように構成されている。また、位置決めする端部又は変位可能な端部は、定着ローラ21と加圧ローラ22の同じ側の端部であれば、どちらの端部であってもよい。   In this way, the fixing roller 21 and the pressure roller 22 can position the end portions on the same axial side in the axial direction and can displace the end portion on the opposite side to the positioned end portion in the axial direction. It is comprised so that it may become. Further, the positioning end portion or the displaceable end portion may be either end portion as long as it is an end portion on the same side of the fixing roller 21 and the pressure roller 22.

図7及び図8に、本発明に係る定着装置の他の実施形態の構成を示す。
図7は、定着ローラ21と加圧ローラ22を互いに離間した離間状態を示し、図8は、それらを互いに圧接させた圧接状態を示している。
7 and 8 show the configuration of another embodiment of the fixing device according to the present invention.
7 shows a separated state in which the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are separated from each other, and FIG. 8 shows a pressure contact state in which they are pressed against each other.

この実施形態では、上記本発明の実施形態と異なり、図7に示す離間状態において、各ローラ21,22におけるクラウン部の頂部とそれに隣接する逆クラウン部の底部との高低差H21,H22が、軸方向の中央部側から両端部側に向かって大きくなるように構成されている。それ以外は、上記本発明の実施形態と同様に構成されているので説明を省略する。   In this embodiment, unlike the embodiment of the present invention described above, in the separated state shown in FIG. 7, the height difference H21, H22 between the top of the crown portion of each roller 21, 22 and the bottom of the reverse crown portion adjacent thereto is It is comprised so that it may become large toward the both end parts side from the center part side of an axial direction. Other than that, the configuration is the same as that of the embodiment of the present invention, and a description thereof will be omitted.

また、図9〜図11に、本発明の定着装置のさらに別の実施形態の構成を示す。
まず、図9に基づいて、定着装置8の基本構成及び基本動作について説明する。
図9に示すように、この定着装置8は上記加圧ローラ22を有していない。その代わり、定着装置8は加圧ベルト27と押圧部材28を備える。定着ローラ21は、上記各実施形態と同様に、円筒状に形成された金属製の芯材21aと、その芯材21aの外周面を被覆する弾性層21bと、その弾性層21bの外周面を被覆する離型層21cによって構成されている。また、定着ローラ21内には発熱体としてのヒータ24が配設され、定着ローラ21の周囲には定着ローラ21の表面温度を検知する温度検知装置25が配設してある。
9 to 11 show the configuration of still another embodiment of the fixing device of the present invention.
First, the basic configuration and basic operation of the fixing device 8 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9, the fixing device 8 does not have the pressure roller 22. Instead, the fixing device 8 includes a pressure belt 27 and a pressing member 28. The fixing roller 21 includes a metal core member 21a formed in a cylindrical shape, an elastic layer 21b covering the outer peripheral surface of the core member 21a, and an outer peripheral surface of the elastic layer 21b, as in the above embodiments. It is comprised by the mold release layer 21c to coat | cover. In addition, a heater 24 as a heating element is disposed in the fixing roller 21, and a temperature detection device 25 that detects the surface temperature of the fixing roller 21 is disposed around the fixing roller 21.

加圧ベルト27は、ポリイミドフィルム等から成る無端状のベルト部材によって構成されている。押圧部材28は、シリコンゴム等から成る弾性層28aと、その弾性層28aを保持するホルダ28bによって構成されている。押圧部材28の弾性層28aは加圧ベルト27の内周面に接触するように配設されており、この状態で押圧部材28は図示しない付勢手段によって定着ローラ21側へ付勢されている。これにより、押圧部材28は加圧ベルト27の内周面を押圧して加圧ベルト27を定着ローラ21に圧接させ、それらが互いに圧接した圧接部に定着ニップNを形成している。   The pressure belt 27 is constituted by an endless belt member made of a polyimide film or the like. The pressing member 28 includes an elastic layer 28a made of silicon rubber or the like and a holder 28b that holds the elastic layer 28a. The elastic layer 28a of the pressing member 28 is disposed so as to contact the inner peripheral surface of the pressure belt 27. In this state, the pressing member 28 is urged toward the fixing roller 21 by an urging means (not shown). . As a result, the pressing member 28 presses the inner peripheral surface of the pressure belt 27 to bring the pressure belt 27 into pressure contact with the fixing roller 21, and a fixing nip N is formed at the pressure contact portion where they are in pressure contact with each other.

この定着装置において画像の定着処理を行う場合は、ヒータ24を発熱させて、定着ローラ21を加熱する。このとき、図示しない制御装置が温度検知装置25の検知温度に基づいてヒータ24の発熱量を制御し、定着ローラ21の表面温度が所定の温度(定着温度)となるようにする。そして、未定着のトナー画像Tが形成された記録用紙Pを、ガイド部材23に沿って矢印Aの方向に案内し、回転する定着ローラ21と加圧ベルト27の間の定着ニップNに侵入させる。これにより、記録用紙Pが定着ローラ21と加圧ベルト27によって加熱及び加圧され、未定着トナー画像Tが記録用紙Pに定着される。   When image fixing processing is performed in this fixing device, the heater 24 generates heat and the fixing roller 21 is heated. At this time, a control device (not shown) controls the amount of heat generated by the heater 24 based on the temperature detected by the temperature detection device 25 so that the surface temperature of the fixing roller 21 becomes a predetermined temperature (fixing temperature). Then, the recording paper P on which the unfixed toner image T is formed is guided in the direction of the arrow A along the guide member 23 and enters the fixing nip N between the rotating fixing roller 21 and the pressure belt 27. . As a result, the recording paper P is heated and pressed by the fixing roller 21 and the pressure belt 27, and the unfixed toner image T is fixed on the recording paper P.

図10は、定着ローラ21と押圧部材28を互いに離間させた離間状態を示し、図11は、それらを互いに圧接させた圧接状態を示している。以下、図10と図11に基づいて、押圧部材28の構成について詳しく説明する。なお、この実施形態に係る定着ローラ21は、上記図4に示す定着ローラ21と同様に構成されているので、その構成の説明は省略する。   FIG. 10 shows a separated state in which the fixing roller 21 and the pressing member 28 are separated from each other, and FIG. 11 shows a pressed state in which they are brought into pressure contact with each other. Hereinafter, the configuration of the pressing member 28 will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11. Since the fixing roller 21 according to this embodiment is configured in the same manner as the fixing roller 21 shown in FIG. 4, description of the configuration is omitted.

押圧部材28は、加圧ベルト27を押圧する押圧面に、凸状に形成された凸面部E1と凹状に形成された凹面部E2を長手方向に渡って交互に有する。凸面部E1と凹面部E2は、押圧部材28の弾性層28aの厚さを長手方向に渡って変化させることによって形成されている。また、凸面部E1及び凹面部E2の各表面は、軸方向に渡って円弧状やsin曲線状などの曲線形状となっている。   The pressing member 28 alternately has a convex surface portion E1 formed in a convex shape and a concave surface portion E2 formed in a concave shape on the pressing surface that presses the pressure belt 27 in the longitudinal direction. The convex surface portion E1 and the concave surface portion E2 are formed by changing the thickness of the elastic layer 28a of the pressing member 28 over the longitudinal direction. In addition, each surface of the convex surface portion E1 and the concave surface portion E2 has a curved shape such as an arc shape or a sin curve shape in the axial direction.

図10に示すように、本実施形態では、凸面部E1及び凹面部E2は、押圧部材28の少なくとも記録媒体(記録用紙)の最大通過幅Wの全体に対応する部分に渡って配設されている。ただし、凸面部E1及び凹面部E2の配設領域を、記録媒体の最大通過幅Wの一部とすることも可能である。また、凸面部E1と凹面部E2は、押圧部材28に1つ以上形成されていれば、その個数は特に限定しない。ただし、定着ローラ21と押圧部材28とを対向させた状態で、必ずクラウン部C1と凹面部E2が対向し、逆クラウン部C2と凸面部E1が対向するように、凸面部E1及び凹面部E2の個数を調整している。   As shown in FIG. 10, in this embodiment, the convex surface portion E1 and the concave surface portion E2 are disposed over at least a portion of the pressing member 28 corresponding to the entire maximum passage width W of the recording medium (recording paper). Yes. However, the region where the convex surface portion E1 and the concave surface portion E2 are disposed can be a part of the maximum passage width W of the recording medium. Further, the number of the convex surface portion E1 and the concave surface portion E2 is not particularly limited as long as one or more are formed on the pressing member 28. However, in a state where the fixing roller 21 and the pressing member 28 are opposed to each other, the convex portion E1 and the concave portion E2 so that the crown portion C1 and the concave portion E2 always face each other and the reverse crown portion C2 and the convex portion E1 face each other. The number of items is adjusted.

図11に示す圧接状態では、クラウン部C1と凹面部E2を対応させると共に、逆クラウン部C2と凸面部E1を対応させて、定着ローラ21と押圧部材28を圧接さている。このため、本実施形態においても、定着ローラ21と加圧ベルト27との間に形成される定着ニップNが、軸方向に渡って波打つように湾曲して形成される。   In the pressure contact state shown in FIG. 11, the fixing roller 21 and the pressing member 28 are pressed against each other by causing the crown portion C1 and the concave surface portion E2 to correspond to each other and the reverse crown portion C2 and the convex surface portion E1 to correspond to each other. Therefore, also in this embodiment, the fixing nip N formed between the fixing roller 21 and the pressure belt 27 is formed to be curved so as to wave in the axial direction.

また、図10において、押圧部材28の長手方向に沿って切断した断面において、凸面部E1と凹面部E2との変曲点を軸方向に渡って通過する仮想線L28を、変曲点通過線と呼称すると、その変曲点通過線L28は、離間状態で長手方向の中央部において定着ローラ21側に凸状となるように構成されている。   In addition, in FIG. 10, in the cross section cut along the longitudinal direction of the pressing member 28, an imaginary line L <b> 28 that passes through the inflection point between the convex surface portion E <b> 1 and the concave surface portion E <b> 2 in the axial direction is represented by the inflection point passage line. The inflection point passing line L28 is configured to be convex toward the fixing roller 21 at the center in the longitudinal direction in a separated state.

また、本実施形態に係る定着ローラ21も、ウォームアップ時間を短くするために、芯材21aの肉厚が薄く形成されている。このため、定着ローラ21と押圧部材28を互いに圧接させると、上記実施形態と同様に、定着ローラ21に軸方向に直交する方向の撓みが生じる。この撓み量を、図11において符号B21で示すと、本実施形態では、図10に示す押圧部材28の変曲点通過線L28の離間状態における突出量G28を、前記撓み量B21の半分の値となるように設定している。   Further, the fixing roller 21 according to the present embodiment is also formed with a thin core material 21a in order to shorten the warm-up time. For this reason, when the fixing roller 21 and the pressing member 28 are brought into pressure contact with each other, the fixing roller 21 bends in a direction orthogonal to the axial direction as in the above-described embodiment. When this bending amount is indicated by reference numeral B21 in FIG. 11, in this embodiment, the protrusion amount G28 in the separated state of the inflection point passage line L28 of the pressing member 28 shown in FIG. 10 is half the value of the bending amount B21. It is set to become.

また、本実施形態においても、定着ローラ21と押圧部材28を互いに圧接させた負荷状態において、定着ニップNにおけるクラウン部と逆クラウン部(又は凸面部と凹面部)の高低差は、0.16mm以上であって0.8mm以下に設定されることが望ましい。   Also in this embodiment, in the load state in which the fixing roller 21 and the pressing member 28 are pressed against each other, the height difference between the crown portion and the reverse crown portion (or the convex portion and the concave portion) in the fixing nip N is 0.16 mm. It is desirable to set it to 0.8 mm or less.

また、図10に示す離間状態では、定着ローラ21のクラウン部と逆クラウン部との高低差H21と、押圧部材28の凸面部と凹面部との高低差H28を、それぞれ軸方向に渡って同じ値となるように構成しているが、上記図7に示す実施形態のように、本実施形態においても、各高低差H21,H28を中央部側から両端部側に向かって大きくなるように構成してもよい。   In the separated state shown in FIG. 10, the height difference H21 between the crown portion and the reverse crown portion of the fixing roller 21 and the height difference H28 between the convex portion and the concave portion of the pressing member 28 are the same in the axial direction. Although it is configured to be a value, in the present embodiment as in the embodiment shown in FIG. 7, the height differences H21 and H28 are configured to increase from the center side toward both end sides. May be.

また、定着ローラ21と押圧部材28の取付構造は図示省略しているが、定着ローラ21と押圧部材28は、それぞれの同じ側の端部が軸方向又は長手方向に位置決めされ、それぞれの位置決めされた端部と反対側の端部が軸方向又は長手方向に変位可能に構成されている。   The fixing roller 21 and the pressing member 28 are not shown in the mounting structure, but the fixing roller 21 and the pressing member 28 are positioned on the same side in the axial direction or the longitudinal direction. The end opposite to the end is configured to be displaceable in the axial direction or the longitudinal direction.

以下、本発明の特徴部分の作用・効果について説明する。
上述のように、本発明の各実施形態に係る定着装置では、定着ニップが波打つように湾曲して形成されるため、記録用紙が定着ニップに侵入した際に、記録用紙も定着ニップに沿って波打つように湾曲される。このように、記録用紙を湾曲させた場合は、湾曲させない場合に比べて、記録用紙の見かけ上の剛性を大幅に向上させることが可能である。これにより、本発明に係る定着装置では、定着ニップから記録用紙を搬出する際に、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させることができ、記録用紙が定着ローラに巻き付くのを抑制することができる。
Hereinafter, the operation and effect of the characteristic part of the present invention will be described.
As described above, in the fixing device according to each embodiment of the present invention, the fixing nip is curved so as to wave, so that when the recording paper enters the fixing nip, the recording paper also runs along the fixing nip. Curved to wave. As described above, when the recording sheet is bent, the apparent rigidity of the recording sheet can be greatly improved as compared with the case where the recording sheet is not bent. Thereby, in the fixing device according to the present invention, when the recording paper is carried out from the fixing nip, the apparent rigidity of the recording paper can be improved, and the recording paper can be prevented from being wound around the fixing roller. it can.

また、本発明者は、定着ニップの湾曲数が、定着ニップから搬出される記録用紙の見かけ上の剛性の大きさに影響していると考え、それらの関係を調べる試験をした。以下、その試験について詳しく説明する。   In addition, the present inventor considered that the number of curvatures of the fixing nip affects the apparent rigidity of the recording paper conveyed from the fixing nip, and conducted a test to examine the relationship between them. Hereinafter, the test will be described in detail.

本試験では、図4に示す本発明の実施形態と同様の構成であって、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ3個ずつ有するタイプと、それぞれ7個ずつ有するタイプの2タイプを用意した。また、従来のタイプとして、クラウン部及び逆クラウン部を有しない定着ローラと加圧ローラを備えた定着装置を用意した。本発明の各タイプにおいて、クラウン部及び逆クラウン部の無負荷状態での振幅(高さ)は0.2mmに設定した。そして、各定着装置において、坪量(単位面積当たりの重量)が64g/m2、69g/m2、90g/m2である各種用紙を搬出したときの各種用紙の見かけ上の剛性を測定した。 In this test, two types of configurations having the same configuration as the embodiment of the present invention shown in FIG. 4, each having three crown portions and three reverse crown portions, and each having seven each, were prepared. As a conventional type, a fixing device having a fixing roller and a pressure roller having no crown part and reverse crown part was prepared. In each type of the present invention, the amplitude (height) of the crown portion and the reverse crown portion in an unloaded state was set to 0.2 mm. Then, in each fixing device, the apparent rigidity of the various sheets when the various sheets having a basis weight (weight per unit area) of 64 g / m 2 , 69 g / m 2 , and 90 g / m 2 were carried out was measured. .

前記各種用紙の見かけ上の剛性の測定方法について簡単に説明する。まず、図12に示すように、記録用紙Pを定着ローラ21と加圧ローラ22の間の定着ニップNを通過させ、記録用紙Pの前方の端部に変位測定装置70からのレーザ光Lが照射されたら記録用紙Pの搬送を停止する。停止した記録用紙Pの振動が無くなってから、撓んだ記録用紙Pに変位測定装置70からレーザ光Lを照射し、その記録用紙Pの変位を測定する。その後、記録用紙Pを所定距離だけ進行させて、再び記録用紙Pにレーザ光Lを照射し、その変位を測定する。そして、得られた記録用紙Pの変位から記録用紙Pの見かけ上の剛性を算出する。   A method for measuring the apparent rigidity of the various sheets will be briefly described. First, as shown in FIG. 12, the recording paper P is passed through the fixing nip N between the fixing roller 21 and the pressure roller 22, and the laser light L from the displacement measuring device 70 is applied to the front end of the recording paper P. When irradiated, the conveyance of the recording paper P is stopped. After the stopped recording paper P disappears, the laser beam L is irradiated from the displacement measuring device 70 to the bent recording paper P, and the displacement of the recording paper P is measured. Thereafter, the recording paper P is advanced by a predetermined distance, the recording paper P is again irradiated with the laser light L, and the displacement is measured. Then, the apparent rigidity of the recording paper P is calculated from the obtained displacement of the recording paper P.

図13に、定着ニップの湾曲数と各種用紙の見かけ上の剛性との関係を示すグラフを示す。図13において、縦軸は記録用紙の見かけ上の剛性を表し、横軸は定着ニップの湾曲数を表している。ここでは、定着ニップの湾曲数を、クラウン部と逆クラウン部の個数で表している。つまり、クラウン部及び逆クラウン部が無い場合は定着ニップの湾曲数は0、クラウン部と逆クラウン部を3個ずつ有する場合は定着ニップの湾曲数は3と表している。また、同図において、▲でプロットしたのは坪量が90g/m2の記録用紙の測定値、■でプロットしたのは坪量が69g/m2の記録用紙の測定値、●でプロットしたのは坪量が64g/m2の記録用紙の測定値である。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the number of curvatures of the fixing nip and the apparent rigidity of various sheets. In FIG. 13, the vertical axis represents the apparent rigidity of the recording paper, and the horizontal axis represents the number of curves of the fixing nip. Here, the number of curvatures of the fixing nip is represented by the number of crown portions and reverse crown portions. That is, when there are no crown part and reverse crown part, the number of curves of the fixing nip is 0, and when there are three crown parts and three reverse crown parts, the number of curves of the fixing nip is 3. Also, in the figure, the triangle plots the measured value of the recording paper with a basis weight of 90 g / m 2 , plots the solid square with the measured value of the recording paper with a basis weight of 69 g / m 2 , and plots with ●. Is a measured value of a recording paper having a basis weight of 64 g / m 2 .

図13のグラフを見れば、定着ニップの湾曲が0である従来の定着装置を使用した場合に比べて、定着ニップの湾曲数が3又は7である本発明の定着装置を使用した場合は、各種用紙の見かけ上の剛性が大きくなっていることが分かる。さらに、定着ニップの湾曲数が3の場合より7の場合の方が記録用紙の見かけ上の剛性が大きいことから、定着ニップの湾曲数が多いほど各種用紙の見かけ上の剛性を大きくする効果があると推察される。なお、図13に示す試験結果は、本発明の一実施形態における記録用紙の見かけ上の剛性の向上効果を示すものであるが、それ以外の本発明の実施形態においても同様の効果を得られる。   Referring to the graph of FIG. 13, when the fixing device of the present invention in which the number of curvatures of the fixing nip is 3 or 7 as compared with the case of using the conventional fixing device in which the curvature of the fixing nip is 0, It can be seen that the apparent rigidity of various papers is increased. Further, since the apparent rigidity of the recording sheet is larger when the number of curvatures of the fixing nip is 7, the effect of increasing the apparent rigidity of various sheets as the number of curvatures of the fixing nip increases. It is assumed that there is. The test results shown in FIG. 13 show the effect of improving the apparent rigidity of the recording paper in one embodiment of the present invention, but similar effects can be obtained in other embodiments of the present invention. .

また、上述したように、クラウン部(又は凸面部)の頂部と、逆クラウン部(又は凹面部)の底部との高低差を、圧接時の負荷状態において0.16mm以上とするのが好ましいのは、高低差が0.16mm未満となると、定着ニップにおいて記録用紙の湾曲量が少なくなり、記録用紙を良好に分離させるために必要な記録用紙の見かけ上の剛性が得られなくなるからである。また、高低差を0.8mm以下とするのが好ましいのは、高低差が0.8mmを越えると、クラウン部と逆クラウン部(又は凸面部と凹面部)における回転速度差が大きくなり記録用紙にシワが発生する虞があるからである。従って、クラウン部(又は凸面部)と逆クラウン部(又は凹面部)との高低差を、0.16mm以上であって0.8mm以下に設定することによって、記録用紙の見かけ上の剛性を十分に確保して記録用紙の定着ローラへの巻き付きを確実に抑制することができると共に、記録用紙にシワが発生するのを抑制して良好な画像形成を行うことが可能となる。   In addition, as described above, it is preferable that the height difference between the top of the crown portion (or the convex surface portion) and the bottom portion of the reverse crown portion (or the concave surface portion) is 0.16 mm or more in the load state at the time of press contact. This is because if the height difference is less than 0.16 mm, the amount of bending of the recording paper at the fixing nip is reduced, and the apparent rigidity of the recording paper required for separating the recording paper cannot be obtained. The height difference is preferably 0.8 mm or less. When the height difference exceeds 0.8 mm, the rotational speed difference between the crown portion and the reverse crown portion (or the convex surface portion and the concave surface portion) becomes large, and the recording paper. This is because wrinkles may occur. Therefore, by setting the height difference between the crown portion (or convex surface portion) and the reverse crown portion (or concave surface portion) to be not less than 0.16 mm and not more than 0.8 mm, the apparent rigidity of the recording paper is sufficiently obtained. Therefore, it is possible to reliably suppress the winding of the recording paper around the fixing roller, and to suppress the generation of wrinkles on the recording paper and to perform good image formation.

また、記録用紙にシワを発生させることなく、記録用紙の分離性を確保するには、定着ローラ21と加圧ローラ22のそれぞれのクラウン部と逆クラウン部を軸方向に連続して形成することが好ましい。クラウン部と逆クラウン部とが互いに離れた位置に配設した場合など、クラウン部と逆クラウン部を連続して形成していない場合は、記録用紙を搬送する際にシワが発生する虞がある。なお、同様の理由で、図9等に示す加圧ベルトを用いた定着装置の実施形態においても、定着ローラ21のクラウン部と逆クラウン部を軸方向に連続して配設すると共に、押圧部材28の凸面部と凹面部を長手方向に連続して配設することが好ましい。   Further, in order to ensure the separation of the recording paper without generating wrinkles on the recording paper, the crown portion and the reverse crown portion of the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are continuously formed in the axial direction. Is preferred. If the crown portion and the reverse crown portion are not formed continuously, such as when the crown portion and the reverse crown portion are disposed at positions separated from each other, wrinkles may occur when the recording paper is conveyed. . For the same reason, in the embodiment of the fixing device using the pressure belt shown in FIG. 9 and the like, the crown portion and the reverse crown portion of the fixing roller 21 are continuously arranged in the axial direction, and the pressing member It is preferable to arrange | position 28 convex surface parts and a concave surface part continuously in a longitudinal direction.

また、本発明者は、定着ローラ及び加圧ローラが、クラウン部と逆クラウン部をいずれか1つのみ有する場合と、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ1つずつ有する場合において、記録用紙の分離性を比較する試験を行った。その結果を図14に示す。   Further, the present inventor has determined that the recording sheet is separated when the fixing roller and the pressure roller have only one crown portion and one reverse crown portion and one crown portion and one reverse crown portion. The test which compares sex was done. The result is shown in FIG.

図14において、(A)はクラウン部と逆クラウン部をいずれか1つのみ有する場合の試験結果を示し、(B)はクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ1つずつ有する場合の試験結果を示す。また、図14(A)(B)において、縦軸は記録用紙の見かけ上の剛性を表し、横軸は定着ローラと加圧ローラとを圧接した状態(負荷状態)の定着ニップにおけるクラウン部及び逆クラウン部の高低差を表している。また、同図の(A)(B)において、一点鎖線αは、記録用紙を定着ローラに対して良好に分離することができる場合とできない場合を分ける記録用紙の見かけ上の剛性の境界線を示し、一点鎖線βは、記録用紙にシワが発生する虞がある場合とその虞がない場合を分けるクラウン部と逆クラウン部の高低差の境界線を示す。すなわち、記録用紙の見かけ上の剛性が境界線αより大きい場合、記録用紙は良好に分離することができ、反対に見かけ上の剛性が境界線αより小さい場合は、記録用紙を良好に分離することができない。また、クラウン部及び逆クラウン部の高低差が境界線βより大きい場合は、記録用紙にシワが発生し、反対に高低差が境界線βより小さい場合は、記録用紙にシワが発生しない。   In FIG. 14, (A) shows the test result when only one crown part and one reverse crown part are provided, and (B) shows the test result when one crown part and one reverse crown part are provided. . 14A and 14B, the vertical axis represents the apparent rigidity of the recording paper, and the horizontal axis represents the crown portion in the fixing nip in a state where the fixing roller and the pressure roller are in pressure contact (load state), and It represents the height difference of the reverse crown. Also, in (A) and (B) of the same figure, an alternate long and short dash line α represents a boundary line of apparent rigidity of the recording sheet that divides the case where the recording sheet can be satisfactorily separated from the fixing roller and the case where it cannot. The alternate long and short dash line β indicates a boundary line between the height difference between the crown portion and the reverse crown portion that separates the case where wrinkles may occur on the recording paper and the case where there is no possibility of such wrinkles. That is, when the apparent rigidity of the recording sheet is larger than the boundary line α, the recording sheet can be separated satisfactorily. On the contrary, when the apparent rigidity is smaller than the boundary line α, the recording sheet is separated well. I can't. In addition, when the height difference between the crown portion and the reverse crown portion is larger than the boundary line β, wrinkles are generated on the recording sheet. Conversely, when the height difference is smaller than the boundary line β, wrinkles are not generated on the recording sheet.

図14(A)に示すように、クラウン部と逆クラウン部をいずれか1つのみ有する場合は、記録用紙の見かけ上の剛性を境界線αより大きくして記録用紙を良好に分離するためには、上記高低差を約1.6mmより大きく設定しなければならず、記録用紙にシワが発生することが危惧される。これに対し、図14(B)に示すクラウン部と逆クラウン部をそれぞれ1つずつ有する場合は、図14(A)と同じ高低差の値であっても、記録用紙の見かけ上の剛性が大幅に向上していることが分かる。そのため、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ1つずつ有する場合は、図14(B)に示すように、記録用紙の見かけ上の剛性を境界線αより大きく設定しつつ、かつ、クラウン部と逆クラウン部の高低差を記録用紙にシワの発生しない約0.72mm〜約0.8mmの範囲内で設定することが可能となる。従って、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ1つずつ有する場合は、記録用紙の良好な分離性と、記録用紙にシワを発生させない良好な画像形成の両方を実現することができる。   As shown in FIG. 14A, when only one of the crown portion and the reverse crown portion is provided, the apparent rigidity of the recording paper is made larger than the boundary line α so as to separate the recording paper satisfactorily. In this case, the height difference must be set larger than about 1.6 mm, and there is a concern that the recording paper may be wrinkled. On the other hand, when each of the crown portion and the reverse crown portion shown in FIG. 14B is provided, even if the height difference is the same as that shown in FIG. It can be seen that there is a significant improvement. Therefore, in the case of having one crown portion and one reverse crown portion, as shown in FIG. 14B, the apparent rigidity of the recording sheet is set to be larger than the boundary line α and is opposite to the crown portion. The height difference of the crown portion can be set within a range of about 0.72 mm to about 0.8 mm where wrinkles are not generated on the recording paper. Therefore, in the case of having one crown portion and one reverse crown portion, both good separation of the recording paper and good image formation that does not cause wrinkles on the recording paper can be realized.

以上のように、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ1つずつ有する場合は、クラウン部と逆クラウン部をいずれか1つのみ有する場合に比べて、記録用紙の見かけ上の剛性を向上させる効果が著しく大きくなる。そのため、本発明は、定着ローラ及び加圧ローラが、クラウン部と逆クラウン部をそれぞれ少なくとも1つずつ有していることを特徴としている。また、上述したように、クラウン部と逆クラウン部の個数を増やすことにより、記録用紙の見かけ上の剛性を一層高めることができ、分離性をさらに向上させることが可能である。   As described above, when each of the crown portion and the reverse crown portion is provided, the effect of improving the apparent rigidity of the recording paper is improved as compared with the case where only one crown portion and the reverse crown portion are provided. Remarkably larger. Therefore, the present invention is characterized in that the fixing roller and the pressure roller each have at least one crown portion and one reverse crown portion. Further, as described above, by increasing the number of crown portions and reverse crown portions, the apparent rigidity of the recording paper can be further increased, and the separability can be further improved.

なお、図14に示す試験結果は、本発明の一実施形態における記録用紙の見かけ上の剛性の向上効果を示すものであるが、それ以外の本発明の実施形態においても同様の効果を奏することが可能である。   The test results shown in FIG. 14 show the effect of improving the apparent rigidity of the recording paper in one embodiment of the present invention, but the same effect is achieved in other embodiments of the present invention. Is possible.

ところで、既に開示されている特開2005−352297号公報、特公平7−104636号公報、特許3119405号公報、特許3267416号公報等に記載された定着ローラと加圧ローラは、一方がクラウン部又は逆クラウン部を有するローラで構成され、他方はストレート状のローラで構成されている。この場合、定着ローラと加圧ローラを圧接させると、ストレート状の面に、クラウン形状又は逆クラウン形状の曲面が圧接されるため、定着ニップにおいて接触圧の高い部分と低い部分が生じ、軸方向に渡って接触圧のばらつきが大きくなる。このように定着ニップにおいて接触圧のばらつきが大きいと、画像を定着する際、接触圧が大きい箇所を通過した画像部分は光沢度が高くなり、接触圧が小さい箇所を通過した画像部分は光沢度が低くなる傾向にあるため、画像の光沢度ムラが生じ良好な画像形成ができなくなる不具合が生じる。   By the way, the fixing roller and the pressure roller described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-352297, Japanese Patent Publication No. 7-104636, Japanese Patent No. 3119405, Japanese Patent No. 3267416, etc. already disclosed are either crown portions or It is composed of a roller having a reverse crown portion, and the other is composed of a straight roller. In this case, when the fixing roller and the pressure roller are pressed against each other, a curved surface having a crown shape or an inverted crown shape is pressed against the straight surface, so that a portion with a high contact pressure and a portion with a low contact pressure are generated in the fixing nip. The variation in contact pressure increases over time. As described above, when the contact pressure varies greatly in the fixing nip, when fixing an image, the image portion that has passed through the portion where the contact pressure is high has high glossiness, and the image portion that has passed through the portion where the contact pressure is low is glossy. Therefore, there is a problem that unevenness in glossiness of the image is caused and good image formation cannot be performed.

これに対し、本発明に係る定着装置は、クラウン部又は凸面部から成る凸形状と、逆クラウン部又は凹面部から成る凹形状を、対応させて定着ニップを形成しているため、定着ニップにおける接触圧のばらつきを抑制することが可能である。これにより、画像の光沢度ムラを抑制して良好な画像形成を実現することが可能である。   On the other hand, the fixing device according to the present invention forms a fixing nip by associating a convex shape including a crown portion or a convex surface portion with a concave shape including a reverse crown portion or a concave surface portion. It is possible to suppress variations in contact pressure. Thereby, it is possible to realize good image formation by suppressing unevenness of glossiness of the image.

このように、本発明では、定着ローラと加圧ローラのそれぞれのクラウン部と逆クラウン部を対応させることによって、定着ニップにおける圧力のばらつきを抑制するようにしている。しかしながら、定着ローラを定着温度まで上昇させると、定着ローラは熱膨張によって軸方向に伸長する。また、加圧ローラも定着ローラからの熱によって軸方向に伸長する。これらのローラの伸長によって互いに対応して配設したクラウン部と逆クラウン部が位置ずれすると、定着ニップにおいて接触圧のばらつきが大きくなる。   As described above, in the present invention, the variation in pressure in the fixing nip is suppressed by making the crown portion and the reverse crown portion of the fixing roller and the pressure roller correspond to each other. However, when the fixing roller is raised to the fixing temperature, the fixing roller extends in the axial direction due to thermal expansion. The pressure roller also extends in the axial direction by heat from the fixing roller. If the crown portion and the reverse crown portion disposed corresponding to each other are displaced due to the extension of these rollers, the variation in contact pressure at the fixing nip increases.

図15は、定着ローラと加圧ローラのそれぞれのクラウン部と逆クラウン部とを軸方向にずらした場合の定着ニップにおける圧力を示すグラフである。クラウン部と逆クラウン部との位置をずらした状態で各ローラを圧接した場合、図15に示すように、軸方向の一端側から他端側に渡って、圧力の高い部分と低い部分とが交互に発生する。   FIG. 15 is a graph showing the pressure at the fixing nip when the crown portion and the reverse crown portion of each of the fixing roller and the pressure roller are shifted in the axial direction. When the rollers are pressed in a state where the crown portion and the reverse crown portion are displaced from each other, as shown in FIG. 15, there are a high pressure portion and a low pressure portion from one end side to the other end side in the axial direction. It occurs alternately.

また、図16は、本発明に係る定着ローラ21と加圧ローラ22を軸方向にずらした状態を示している。図16に示すように、ストレート状の芯金21a,22a同士の間隔は軸方向に渡って同じであるのに対し、各芯金21a,22aの間に介在する各弾性層21b,22bの厚さの和は軸方向に渡って異なる。具体的には、符号Jで示す位置での各弾性層21b,22bの厚さの和(t1+t2)は、符号Kで示す位置での各弾性層21b,22bと厚さの和(t3+t4)よりも大きくなっている。この状態で定着ローラ21と加圧ローラ22を圧接すると、符号Jの位置における弾性層の圧縮量が符号Kの位置における弾性層の圧縮量に比べて大きくなり圧力が高くなる。このように、本発明において、定着ローラ21と加圧ローラ22を軸方向にずらして圧接した場合は、弾性層の和に応じて圧力が異なるため、上記軸方向に渡る圧力ムラが発生する。   FIG. 16 shows a state in which the fixing roller 21 and the pressure roller 22 according to the present invention are shifted in the axial direction. As shown in FIG. 16, the distance between the straight core bars 21a and 22a is the same in the axial direction, whereas the thickness of the elastic layers 21b and 22b interposed between the core bars 21a and 22a. The sum is different in the axial direction. Specifically, the sum (t1 + t2) of the thickness of each elastic layer 21b, 22b at the position indicated by the symbol J is the sum of the thickness (t3 + t4) of each elastic layer 21b, 22b at the position indicated by the symbol K. Is also getting bigger. When the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are in pressure contact with each other in this state, the compression amount of the elastic layer at the position of the symbol J becomes larger than the compression amount of the elastic layer at the position of the symbol K, and the pressure increases. As described above, in the present invention, when the fixing roller 21 and the pressure roller 22 are displaced in the axial direction and pressed against each other, the pressure varies depending on the sum of the elastic layers, and thus pressure unevenness occurs in the axial direction.

これに対し、図17は、比較例の定着ローラ81と加圧ローラ82を軸方向にずらした状態を示している。図17に示す比較例は、本発明と異なり、定着ローラ81と加圧ローラ82の各芯金81a,82aの厚さを軸方向に渡って変化させてクラウン部と逆クラウン部を形成している。一方、弾性層81b,82b及び離型層の厚さは軸方向に渡って均一に形成されている。なお、このような比較例と同様の構成は、例えば特開平7−129014号公報に記載されている。   On the other hand, FIG. 17 shows a state in which the fixing roller 81 and the pressure roller 82 of the comparative example are shifted in the axial direction. In the comparative example shown in FIG. 17, unlike the present invention, the thicknesses of the core bars 81a and 82a of the fixing roller 81 and the pressure roller 82 are changed in the axial direction to form the crown portion and the reverse crown portion. Yes. On the other hand, the elastic layers 81b and 82b and the release layer are formed uniformly in the axial direction. A configuration similar to that of the comparative example is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-129014.

図17に示す比較例においても、定着ローラと加圧ローラを軸方向にずらして圧接すると、軸方向に渡って圧力ムラが発生する。詳しくは、図17に示すように、各芯金81a,82aの間に介在する各弾性層81b,82bの厚さの和は軸方向に渡って同じであるが、符号Qで示す位置での各芯金81a,82a同士の間隔(d1)は、符号Uで示す位置での各芯金81a,82a同士の間隔(d2)よりも小さくなっている。このため、各ローラ81,82を圧接した場合に符号Qの位置における弾性層の圧縮量が符号Uの位置における弾性層の圧縮量に比べて大きくなり圧力が高くなる。このように、比較例において、定着ローラ81と加圧ローラ82を軸方向にずらして圧接した場合は、芯金同士の間隔に応じて圧力が異なるため、軸方向に渡って圧力ムラが発生する。   Also in the comparative example shown in FIG. 17, when the fixing roller and the pressure roller are displaced in the axial direction and pressed against each other, pressure unevenness occurs in the axial direction. Specifically, as shown in FIG. 17, the sum of the thicknesses of the elastic layers 81b and 82b interposed between the cores 81a and 82a is the same in the axial direction, but at the position indicated by the symbol Q. The distance (d1) between the core bars 81a and 82a is smaller than the distance (d2) between the core bars 81a and 82a at the position indicated by the reference symbol U. For this reason, when the rollers 81 and 82 are brought into pressure contact with each other, the compression amount of the elastic layer at the position of the symbol Q is larger than the compression amount of the elastic layer at the position of the symbol U, and the pressure is increased. As described above, in the comparative example, when the fixing roller 81 and the pressure roller 82 are displaced in the axial direction and pressed against each other, the pressure varies depending on the interval between the core bars, and thus pressure unevenness occurs in the axial direction. .

以上、図16と図17に基づいて説明したように、本発明と比較例のいずれにおいても、クラウン部と逆クラウン部を軸方向にずらした状態で定着ローラと加圧ローラを圧接した場合は、定着ニップにおける圧力が軸方向に渡って異なる。しかしながら、本発明者は、本発明と比較例とでは、各ローラの軸方向のずれ量に対する定着ニップの圧力差が異なることを見出した。   As described above with reference to FIGS. 16 and 17, in both the present invention and the comparative example, when the fixing roller and the pressure roller are pressed against each other with the crown portion and the reverse crown portion shifted in the axial direction, The pressure at the fixing nip varies in the axial direction. However, the present inventor has found that the pressure difference of the fixing nip with respect to the axial deviation amount of each roller differs between the present invention and the comparative example.

図18は、本発明と比較例の軸方向のずれ量に対する定着ニップの圧力差を示すグラフである。なお、ここでいう「圧力差」とは、ローラの軸方向に渡って最も圧力が大きい部分と最も圧力が小さい部分との差のことである。また、圧力差が生じた部分の芯金の曲がり量は無視できる程度であるためここでは考慮していない。   FIG. 18 is a graph showing the pressure difference of the fixing nip with respect to the axial deviation amount of the present invention and the comparative example. Here, the “pressure difference” is a difference between a portion where the pressure is highest and a portion where the pressure is the smallest in the axial direction of the roller. Further, the amount of bending of the cored bar in the portion where the pressure difference has occurred is negligible, so it is not considered here.

図18を見れば、実線で示す本発明と、破線で示す比較例とでは、同じずれ量であっても本発明の方が比較例よりも生じる圧力差が小さくなっていることが分かる。このように、本発明は比較例に比べ各ローラの軸方向のずれ量に対する圧力差が低減される傾向にある。   As can be seen from FIG. 18, in the present invention indicated by the solid line and the comparative example indicated by the broken line, the pressure difference generated in the present invention is smaller than that in the comparative example even with the same shift amount. Thus, the present invention tends to reduce the pressure difference with respect to the axial displacement amount of each roller as compared with the comparative example.

また、図19は、定着ニップにおける上記圧力差と画像の光沢度差との関係を示すグラフである。
図19に示すように、圧力差が大きくなるに伴って光沢度差大きくなることがわかる。ただし、光沢度差が生じていてもそれが5以下であれば、高光沢画像と低光沢画像のどちらであっても画像ノイズとしてほとんど認識されないことがわかった。すなわち、5以下の光沢度差は、画像品質として許容できる範囲内にあると言える。なお、ここでの「光沢度差」とは、1つの画像中において最も光沢度の高い部分と最も光沢度の低い部分との光沢度の差である。また、この場合の光沢度測定には、日本電色工業社製の光沢計PG−1Mを用いて、測定角(入射角)60°により計測した。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between the pressure difference at the fixing nip and the glossiness difference of the image.
As shown in FIG. 19, it can be seen that the difference in glossiness increases as the pressure difference increases. However, it was found that if the difference in glossiness is 5 or less, it is hardly recognized as image noise in either the high gloss image or the low gloss image. That is, it can be said that a gloss difference of 5 or less is within an allowable range for image quality. Here, the “gloss difference” is a difference in gloss between a portion having the highest glossiness and a portion having the lowest glossiness in one image. Further, in this case, the glossiness was measured using a gloss meter PG-1M manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. at a measurement angle (incident angle) of 60 °.

さらに、上記本発明と上記比較例において、クラウン部と逆クラウン部とを軸方向にずらした場合に生じる光沢度差を調べたところ、図20のグラフに示すような結果となった。図20において、実線で示すのが本発明であり、破線で示すのが比較例である。このように、本発明は比較例よりも光沢度差が低くなっている。これは、本発明が比較例に比べてずれ量に対する圧力差が小さくなる傾向にあるため(図18参照)、これに伴い光沢度差も小さくなったものと考えられる。   Furthermore, in the present invention and the comparative example described above, the difference in glossiness that occurs when the crown portion and the reverse crown portion are shifted in the axial direction was examined, and the results shown in the graph of FIG. 20 were obtained. In FIG. 20, the solid line indicates the present invention, and the broken line indicates the comparative example. Thus, the present invention has a lower gloss difference than the comparative example. This is because the pressure difference with respect to the amount of deviation tends to be smaller than that of the comparative example (see FIG. 18), and the glossiness difference is considered to be smaller accordingly.

以上のように、弾性層の厚さを変化させた本発明では、芯金の厚さを変化させた比較例に比べて、各ローラ間の軸方向のずれに起因する圧力差を低減することができ、画像の光沢度ムラの発生を抑制することが可能である。また、同様に、加圧ベルトを用いた本発明の実施形態においても、定着ローラ21と押圧部材28のどちらも、弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させているので(図10参照)、定着ローラ21の芯金や押圧部材28のホルダの厚さを変化させた場合に比べて、軸方向のずれ量に対する定着ニップの圧力差を小さくすることができる。これにより、光沢度ムラの発生を抑制することが可能である。   As described above, in the present invention in which the thickness of the elastic layer is changed, the pressure difference caused by the axial deviation between the rollers can be reduced as compared with the comparative example in which the thickness of the core metal is changed. It is possible to suppress the occurrence of uneven glossiness of the image. Similarly, in the embodiment of the present invention using a pressure belt, both the fixing roller 21 and the pressing member 28 change the thickness of the elastic layer in the axial direction (see FIG. 10). ) The pressure difference of the fixing nip with respect to the axial displacement can be reduced as compared with the case where the thickness of the core of the fixing roller 21 or the holder of the pressing member 28 is changed. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of uneven glossiness.

また、図20に示すように、本発明は、軸方向のずれ量が±0.5mm程度までであれば、光沢度差を5以下に抑えることができ、画像ノイズとして認識されない。そこで、本発明の上記実施形態では、定着ローラと加圧ローラのそれぞれの同じ側の端部を軸方向に位置決めすると共に、それぞれの位置決めされた端部と反対側の端部を軸方向に変位可能に構成している(図6参照)。これにより、定着ローラに熱膨張による伸長が生じても、定着ローラと加圧ローラを軸方向の同じ端部側に伸長(変位)させて、クラウン部と逆クラウン部との間の位置ずれを抑制することができ、定着ニップにおける接触圧にばらつきが生じるのを抑制することが可能である。   Further, as shown in FIG. 20, in the present invention, when the axial shift amount is up to about ± 0.5 mm, the difference in glossiness can be suppressed to 5 or less and is not recognized as image noise. Therefore, in the above embodiment of the present invention, the end portions on the same side of the fixing roller and the pressure roller are positioned in the axial direction, and the end portions on the opposite side to the positioned end portions are displaced in the axial direction. The configuration is possible (see FIG. 6). As a result, even if the fixing roller expands due to thermal expansion, the fixing roller and the pressure roller are extended (displaced) to the same end side in the axial direction, so that the positional deviation between the crown portion and the reverse crown portion is reduced. It is possible to suppress the occurrence of variations in the contact pressure at the fixing nip.

例えば、線膨張係数が2.42×10-6/℃で、長さが240mmのアルミ製の芯金を有する本発明の定着ローラを、20℃から180℃まで加熱した場合、熱によって軸方向に0.933mm伸長する。また、加熱ローラも定着ローラとほぼ同じ温度まで加熱されるので、各ローラは1mm弱伸長する。この場合、定着ローラと加圧ローラのそれぞれの同じ側の端部を位置決めし、それと反対側の端部を変位可能とする上記本発明の構成を採用することにより、各ローラ同士の軸方向のずれ量を0.5mm以下にすることができた。 For example, when the fixing roller of the present invention having an aluminum cored bar having a linear expansion coefficient of 2.42 × 10 −6 / ° C. and a length of 240 mm is heated from 20 ° C. to 180 ° C., the heat causes an axial direction. To 0.933 mm. Further, since the heating roller is also heated to substantially the same temperature as the fixing roller, each roller extends slightly less than 1 mm. In this case, the end of the same side of the fixing roller and the pressure roller is positioned, and the configuration of the present invention that enables the opposite end to be displaced is adopted, so that the axial direction of each roller can be changed. The deviation amount could be 0.5 mm or less.

以上のように、本発明は、定着ローラと加圧ローラのそれぞれの同じ側の端部を位置決めし、それと反対側の端部を変位可能に構成することによって、熱膨張による各ローラ同士の軸方向のずれを低減することができる。これにより、光沢度ムラの発生をより高度に抑制することが可能となる。また、同様に、加圧ベルトを用いた本発明の実施形態においても、定着ローラ21と押圧部材28のそれぞれの同じ側の端部を軸方向に位置決めすると共に、それと反対側の端部を軸方向に変位可能に構成しているので、熱膨張による定着ローラ21と押圧部材28との間の位置ずれを低減することができ、光沢度ムラの発生をより高度に抑制することができる。   As described above, the present invention positions the ends of the fixing roller and the pressure roller on the same side and displaces the opposite ends so that the shafts of the rollers due to thermal expansion can be displaced. Directional deviation can be reduced. This makes it possible to suppress the occurrence of uneven glossiness to a higher degree. Similarly, in the embodiment of the present invention using the pressure belt, the end portions on the same side of the fixing roller 21 and the pressing member 28 are positioned in the axial direction, and the end portion on the opposite side is positioned on the shaft. Since it is configured to be displaceable in the direction, it is possible to reduce misalignment between the fixing roller 21 and the pressing member 28 due to thermal expansion, and to further suppress the occurrence of uneven glossiness.

また、上記本発明の実施形態では、定着ローラ21及び加圧ローラ22、又は押圧部材28の上記各変曲点通過線L21,L22,L28を、中央部において凸状となるように構成している。以下、このように構成した理由について、本発明と比較例と対比しつつ説明する。   In the embodiment of the present invention, the inflection point passage lines L21, L22, L28 of the fixing roller 21, the pressure roller 22, or the pressing member 28 are configured to be convex at the center. Yes. Hereinafter, the reason for such a configuration will be described in comparison with the present invention and a comparative example.

図21は、比較例1、比較例2及び本発明の構成を模式的に示した図である。
図21において、定着ローラと加圧ローラを互いに離間させた状態と圧接させた状態とを図示しているが、対向する2つのローラのうち、上側が定着ローラ、下側が加圧ローラである。また、同図の点線は、各ローラのクラウン部と逆クラウン部の変曲点を通過する変曲点通過線を示している。
FIG. 21 is a diagram schematically showing the configurations of Comparative Example 1, Comparative Example 2, and the present invention.
FIG. 21 shows a state in which the fixing roller and the pressure roller are separated from each other and a state in which they are brought into pressure contact with each other. Of the two rollers facing each other, the upper side is the fixing roller and the lower side is the pressure roller. Also, the dotted line in the figure shows an inflection point passing line that passes through the inflection points of the crown portion and the reverse crown portion of each roller.

比較例1は、定着ローラと加圧ローラの芯材の厚さが厚く形成され、離間状態における変曲点通過線は軸方向と平行なストレート状となっている。
比較例2は、定着ローラと加圧ローラの芯材の厚さが薄く形成され、離間状態における変曲点通過線は軸方向に平行なストレート状となっている。
本発明は、定着ローラと加圧ローラの芯材の厚さが薄く形成され、離間状態における変曲点通過線は軸方向の中央部において凸状となっている。
In Comparative Example 1, the core material of the fixing roller and the pressure roller is formed thick, and the inflection point passing line in the separated state is a straight shape parallel to the axial direction.
In Comparative Example 2, the core material of the fixing roller and the pressure roller is formed thin, and the inflection point passing line in the separated state is a straight shape parallel to the axial direction.
In the present invention, the core material of the fixing roller and the pressure roller is formed to be thin, and the inflection point passing line in the separated state is convex in the central portion in the axial direction.

詳しくは、比較例1では、外径を35mm、厚さを2mmの芯材を用い、比較例2及び本発明では、外径25mm、厚さ1mmの芯材を用いた。また、本発明の変曲点通過線の突出量(図4に示すG21とG22)は0.08mmに設定した。また、全ての構成において、離間状態のクラウン部と逆クラウン部の高低差(うねりの高低差)は、軸方向全体に渡って0.4mmとした。   Specifically, in Comparative Example 1, a core material having an outer diameter of 35 mm and a thickness of 2 mm was used, and in Comparative Example 2 and the present invention, a core material having an outer diameter of 25 mm and a thickness of 1 mm was used. Moreover, the protrusion amount (G21 and G22 shown in FIG. 4) of the inflection point passage line of the present invention was set to 0.08 mm. In all the configurations, the height difference between the crown portion and the reverse crown portion in the separated state (the difference in the height of the swell) was 0.4 mm over the entire axial direction.

そして、上記比較例1,2及び本発明の構成を用いて、ローラの撓み、定着ニップにおける記録用紙搬送方向のニップ幅、定着ニップにおけるクラウン部と逆クラウン部の高低差(うねりの高低差)について評価した。その結果を下記表1に示す。   Then, using the comparative examples 1 and 2 and the configuration of the present invention, the deflection of the roller, the nip width in the recording sheet conveyance direction in the fixing nip, and the height difference between the crown portion and the reverse crown portion in the fixing nip (the difference in undulation) Was evaluated. The results are shown in Table 1 below.

Figure 0005376329
Figure 0005376329

表1によれば、各構成におけるローラの撓み量は、比較例1の場合は0.03mmとなり、比較例2と本発明の場合は0.16mmとなっている。比較例2と本発明における撓み量が、比較例1の撓み量に比べて大きくなったのは、芯材を薄く形成したことによりローラの強度が低下したからである。   According to Table 1, the amount of deflection of the roller in each configuration is 0.03 mm in the case of the comparative example 1, and 0.16 mm in the case of the comparative example 2 and the present invention. The reason why the deflection amount in Comparative Example 2 and the present invention is larger than that in Comparative Example 1 is that the strength of the roller is reduced by forming the core material thin.

また、比較例2では、各ローラが大きく撓んで圧接していることが原因で、軸方向の中央部側と端部側におけるニップ幅に大きな差が生じている。この場合、図21における比較例2の圧接状態の図で示すように、各ローラの端部側が互いに接近するように撓んでいることにより中央部側においてローラの弾性層がつぶれにくくなり、ニップ幅が端部側よりも中央部側で小さくなっている。表1によれば、比較例2における端部側のニップ幅は6.7mmであるが、中央部側のニップ幅は6mmとなっている。このように、中央部側と端部側においてニップ幅の差が大きくなると、定着不良や光沢差などの画像不良が発生する問題がある。また、このような画像不良を防止するには、中央部側と端部側のニップ幅の差を0.5mm以下にすることが望ましい。   Further, in Comparative Example 2, there is a large difference in the nip width between the central portion side and the end portion side in the axial direction because each roller is greatly bent and pressed. In this case, as shown in the pressure contact state diagram of Comparative Example 2 in FIG. 21, the end portions of the rollers are bent so as to be close to each other, so that the elastic layer of the rollers is less likely to be crushed on the center side, and the nip width Is smaller on the center side than on the end side. According to Table 1, the nip width on the end side in Comparative Example 2 is 6.7 mm, but the nip width on the center side is 6 mm. As described above, when the difference in the nip width between the central portion side and the end portion side becomes large, there is a problem that image defects such as fixing failure and gloss difference occur. In order to prevent such image defects, it is desirable that the difference in nip width between the center side and the end side be 0.5 mm or less.

これに対し、本発明では、比較例2と同様に撓みが生じているにもかかわらず、中央部側と端部側におけるニップ幅は同じ値(表1ではいずれも6mm)となっている。このような結果となったのは、本発明の場合、変曲点通過線を中央部において凸状にすることによって、比較例2よりも中央部における弾性層のつぶれ量を増大させ、中央部側と端部側のつぶれ量のばらつきを抑制できたからである。   On the other hand, in the present invention, the nip width on the center side and the end side is the same value (6 mm in Table 1) despite the occurrence of bending as in Comparative Example 2. In the case of the present invention, such a result is obtained by making the inflection point passing line convex in the central portion, thereby increasing the amount of collapse of the elastic layer in the central portion as compared with Comparative Example 2, and in the central portion. This is because the variation in the amount of crushing between the side and the end side can be suppressed.

このように、本発明によれば、中央部側と端部側におけるニップ幅の差を抑制することができるので、定着不良や光沢差等の画像不良の発生を防止することができる。また、ニップ幅の差を、上記画像不良が生じない値としての0.5mm以下にするには、表1に示す本発明のように、変曲点通過線の突出量(表1では0.08mm)をローラの撓み量(表1では0.16mm)の半分に設定することが好ましい。なお、表1に示す結果は、本発明の一実施形態における効果を示すものであるが、それ以外の本発明の実施形態においても同様の効果を奏することが可能である。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the difference in the nip width between the center portion side and the end portion side, and thus it is possible to prevent image defects such as fixing failure and gloss difference. In order to set the difference in nip width to 0.5 mm or less as a value that does not cause the image defect, as shown in Table 1, the amount of protrusion of the inflection point passing line (in Table 1, 0. (08 mm) is preferably set to half of the deflection amount of the roller (0.16 mm in Table 1). In addition, although the result shown in Table 1 shows the effect in one Embodiment of this invention, it can show the same effect also in other embodiment of this invention.

また、図4に示す本発明の実施形態と、図7に示す本発明の実施形態の作用・効果を比較した結果を下記表2に示す。すなわち、離間状態におけるクラウン部と逆クラウン部の高低差(うねりの高低差)が、軸方向に渡って同じ値の場合(図4に示す構成)と、軸方向の中央部側から両端部側に向かって大きくなるように構成されている場合(図7に示す構成)との、作用・効果の比較を行った。   Table 2 below shows the results of comparing the operation and effect of the embodiment of the present invention shown in FIG. 4 and the embodiment of the present invention shown in FIG. That is, when the height difference between the crown portion and the reverse crown portion in the separated state (swelling height difference) is the same value in the axial direction (configuration shown in FIG. 4), both ends from the central portion side in the axial direction. Compared with the case where it is comprised so that it may become large (structure shown in FIG. 7), the effect | action and effect were compared.

Figure 0005376329
Figure 0005376329

上記表2における本発明1は図4に示す構成であり、各ローラの離間時のうねりの高低差は、中央と端部においてともに0.4mmに設定されている。一方、表2における本発明2は図7に示す構成であり、各ローラの離間時のうねりの高低差は、中央が0.4mmであるのに対し、端部が0.5mmに設定されている点で本発明1と異なっている。それ以外は、本発明1と同様に設定されている。なお、表2における本発明1は、表1における本発明と同じものを採用している。   The present invention 1 in Table 2 has the configuration shown in FIG. 4, and the height difference of the undulation when the rollers are separated from each other is set to 0.4 mm at the center and at the end. On the other hand, the present invention 2 in Table 2 has the configuration shown in FIG. 7, and the difference in the undulation when each roller is separated is 0.4 mm at the center, while the end is set to 0.5 mm. This is different from the present invention 1. Other than that, it is set similarly to the first aspect of the present invention. The present invention 1 in Table 2 employs the same invention as in Table 1.

表2によれば、本発明1では、定着ニップにおけるうねりの高低差は、中央部側が0.33mm、端部側が0.32mmとなり、端部側が中央部側よりも小さくなっている。この場合、定着ニップの端部側において記録用紙を湾曲させる度合いが小さくなるため、端部側の分離性が低くなる。   According to Table 2, in the first aspect of the present invention, the height difference of the undulation at the fixing nip is 0.33 mm on the center side and 0.32 mm on the end side, and the end side is smaller than the center side. In this case, the degree of curving of the recording sheet on the end side of the fixing nip is reduced, and the separability on the end side is reduced.

これに対し、本発明2では、定着ニップにおけるうねりの高低差は、中央部側が0.33mm、端部側が0.40mmとなり、本発明1とは反対に、端部側が中央部側よりも大きくなっている。このように、本発明2では、離間状態のうねりの高低差を軸方向の中央部側から両端部側に向かって大きくすることによって、定着ニップのうねりの高低差を端部側において大きく確保することが可能である。これにより、ローラの端部側において、記録用紙を十分に湾曲させることができ、記録用紙の分離性を向上させることができる。また、同様に、加圧ベルトを用いた本発明の実施形態においても、定着ローラ21と押圧部材28における離間状態のうねりの高低差を中央部側から両端部側に向かって大きくすることによって、同様の作用・効果を奏することが可能である。   On the other hand, in the second aspect of the present invention, the height difference of the waviness in the fixing nip is 0.33 mm on the center side and 0.40 mm on the end side. It has become. As described above, according to the second aspect of the present invention, the difference in the height of the waviness in the separated state is increased from the central portion side toward the both end portions in the axial direction, thereby ensuring a large height difference in the waviness of the fixing nip on the end portion side. It is possible. Accordingly, the recording sheet can be sufficiently curved on the end side of the roller, and the separation property of the recording sheet can be improved. Similarly, also in the embodiment of the present invention using the pressure belt, by increasing the height difference of the undulation in the separated state between the fixing roller 21 and the pressing member 28 from the central side toward the both end sides, Similar actions and effects can be achieved.

以上、本発明によれば、定着ニップにおいて記録媒体の見かけ上の剛性を大きくすることができ、記録媒体の分離性を向上させることができる。これにより、記録媒体が定着ローラに巻き付くのを抑制することができるので、信頼性の高い定着装置及び画像形成装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the apparent rigidity of the recording medium can be increased at the fixing nip, and the separation property of the recording medium can be improved. Accordingly, since the recording medium can be prevented from being wound around the fixing roller, it is possible to provide a highly reliable fixing device and image forming apparatus.

また、本発明は、定着ニップにおける接触圧のばらつきを抑制することができる。これにより、定着した画像に光沢度ムラ等が発生することを抑制することができ、良好な画像形成を維持することが可能である。   Further, the present invention can suppress variations in contact pressure at the fixing nip. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of uneven glossiness and the like in the fixed image, and it is possible to maintain good image formation.

また、本発明によれば、圧接時に定着ローラに撓みが生じても、ニップ幅に差が生じるのを抑制することができる。このため、ウォームアップ時間短縮などのために強度の低い定着ローラを採用した場合でも、ニップ幅の差を小さくすることができるので、定着不良や光沢差等の画像不良の発生を防止することができ、良好な画像形成を実現することが可能である。   Further, according to the present invention, it is possible to suppress the difference in the nip width from occurring even when the fixing roller bends during pressure contact. For this reason, even when a low-strength fixing roller is used to shorten the warm-up time, the difference in nip width can be reduced, thereby preventing image defects such as fixing defects and gloss differences. And good image formation can be realized.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、定着ローラと加圧ローラ(又は押圧部材)の両方の変曲点通過線を凸状に構成しているが、いずれか一方の変曲点通過線を凸状に構成することによっても、ニップ幅の差を小さくすることが可能である。また、本発明の定着装置は、図1に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも搭載することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. In the above-described embodiment, the inflection point passage lines of both the fixing roller and the pressure roller (or pressing member) are formed in a convex shape, but either one of the inflection point passage lines is formed in a convex shape. This also makes it possible to reduce the difference in nip width. The fixing device of the present invention can be mounted not only on the color image forming apparatus shown in FIG. 1 but also on a monochrome image forming apparatus, a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof.

8 定着装置
21 定着ローラ
21a 芯材
21b 弾性層
21c 離型層
22 加圧ローラ
22a 芯材
22b 弾性層
22c 離型層
27 加圧ベルト
28 押圧部材
28a 弾性層
28b ホルダ
B21 撓み量
B22 撓み量
C1 クラウン部
C2 逆クラウン部
D1 クラウン部
D2 逆クラウン部
E1 凸面部
E2 凹面部
G21 突出量
G22 突出量
G28 突出量
H 高低差
H21 高低差
H22 高低差
H28 高低差
L21 変曲点通過線
L22 変曲点通過線
L28 変曲点通過線
N 定着ニップ
P 記録用紙(記録媒体)
W 記録媒体の最大通過幅
8 Fixing Device 21 Fixing Roller 21a Core Material 21b Elastic Layer 21c Release Layer 22 Pressure Roller 22a Core Material 22b Elastic Layer 22c Release Layer 27 Pressure Belt 28 Pressing Member 28a Elastic Layer 28b Holder B21 Bending Amount B22 Bending Amount C1 Crown Part C2 Reverse crown part D1 Crown part D2 Reverse crown part E1 Convex part E2 Concave part G21 Projection amount G22 Projection amount G28 Projection amount H Height difference H21 Height difference H22 Height difference H28 Height difference L21 Inflection point passage line L22 Inflection point passage Line L28 Inflection point passing line N Fixing nip P Recording paper (recording medium)
W Maximum passing width of recording medium

特開2004−109697号公報JP 2004-109697 A

Claims (8)

加熱源によって加熱される定着ローラと、当該定着ローラに圧接して配設された加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラが互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、
前記定着ローラは、外周面がクラウン状に形成されたクラウン部と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部を、それぞれ少なくとも1つずつ有し、
前記加圧ローラは、外周面がクラウン状に形成されたクラウン部と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部を、それぞれ少なくとも1つずつ有し、
前記定着ローラの前記クラウン部と前記加圧ローラの前記逆クラウン部を対応させると共に、前記定着ローラの前記逆クラウン部と前記加圧ローラの前記クラウン部を対応させて、前記定着ローラと前記加圧ローラを互いに圧接させ、
前記定着ローラ及び前記加圧ローラのそれぞれの前記クラウン部と前記逆クラウン部を、前記定着ローラと前記加圧ローラのそれぞれの弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させて形成し、
前記定着ローラと前記加圧ローラのそれぞれの軸方向の同じ側の端部を、軸方向に位置決めすると共に、前記定着ローラと前記加圧ローラのそれぞれの前記位置決めされた端部と反対側の端部を軸方向に変位可能に構成した定着装置であって、
前記定着ローラと前記加圧ローラの軸方向に沿って切断した断面におけるそれぞれの前記クラウン部と前記逆クラウン部との変曲点を軸方向に渡って通過する仮想線を変曲点通過線と呼称すると、
前記定着ローラと前記加圧ローラとを互いに離間させた離間状態において、前記定着ローラと前記加圧ローラの少なくとも一方の前記変曲点通過線を、軸方向の中央部において凸状となるように構成したことを特徴とする定着装置。
A fixing roller heated by a heat source; and a pressure roller disposed in pressure contact with the fixing roller, and the recording medium passes through a fixing nip formed by pressure contact between the fixing roller and the pressure roller. By fixing the unfixed image on the recording medium to the recording medium,
The fixing roller has at least one crown portion whose outer peripheral surface is formed in a crown shape and each reverse crown portion whose outer peripheral surface is formed in a reverse crown shape,
The pressure roller has at least one crown portion whose outer peripheral surface is formed in a crown shape and one reverse crown portion whose outer peripheral surface is formed in a reverse crown shape,
The crown portion of the fixing roller and the reverse crown portion of the pressure roller are made to correspond to each other, and the reverse crown portion of the fixing roller and the crown portion of the pressure roller are made to correspond to each other. Press the pressure rollers together,
Forming the crown portion and the reverse crown portion of each of the fixing roller and the pressure roller by changing the thickness of the elastic layer of each of the fixing roller and the pressure roller in the axial direction;
The ends of the fixing roller and the pressure roller on the same axial side are positioned in the axial direction, and the ends of the fixing roller and the pressure roller opposite to the positioned ends. A fixing device configured to be displaceable in the axial direction,
An imaginary line passing through the inflection point of each of the crown portion and the reverse crown portion in the cross section cut along the axial direction of the fixing roller and the pressure roller is an inflection point passing line. When you call it,
In the separated state in which the fixing roller and the pressure roller are separated from each other, the inflection point passage line of at least one of the fixing roller and the pressure roller is formed to be convex in the central portion in the axial direction. A fixing device characterized by comprising.
前記凸状となるように構成した変曲点通過線の前記離間状態における突出量を、前記定着ローラと前記加圧ローラとを互いに圧接させた際の軸方向に直交する撓み量の半分となるように設定した請求項1に記載の定着装置。   The amount of protrusion of the inflection point passing line configured to be convex in the separated state is half of the amount of deflection perpendicular to the axial direction when the fixing roller and the pressure roller are brought into pressure contact with each other. The fixing device according to claim 1, which is set as described above. 前記定着ローラと前記加圧ローラとを互いに離間させた離間状態で、各ローラの前記クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との高低差を、軸方向の中央部側よりも端部側において大きくなるように設定した請求項1又は2に記載の定着装置。   In the separated state in which the fixing roller and the pressure roller are separated from each other, the height difference between the top of the crown portion and the bottom of the reverse crown portion of each roller is more on the end side than the central portion side in the axial direction. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is set so as to be large. 前記定着ローラと前記加圧ローラのそれぞれの前記クラウン部と前記逆クラウン部を、軸方向に連続して形成した請求項1から3のいずれか1項に記載の定着装置。   4. The fixing device according to claim 1, wherein the crown portion and the reverse crown portion of each of the fixing roller and the pressure roller are continuously formed in the axial direction. 5. 前記クラウン部及び前記逆クラウン部を、前記定着ローラ及び前記加圧ローラの少なくとも記録媒体の最大通過幅全体に対応する部分に渡って配設した請求項1から4のいずれか1項に記載の定着装置。   The said crown part and the said reverse crown part are arrange | positioned over the part corresponding to the whole maximum passage width of the recording medium of the said fixing roller and the said pressure roller at least. Fixing device. 前記定着ローラと前記加圧ローラを互いに圧接させた負荷状態において、前記定着ニップにおける前記クラウン部の頂部と前記逆クラウン部の底部との高低差を、0.16mm以上であって0.8mm以下に設定した請求項1から5のいずれか1項に記載の定着装置。   In a load state in which the fixing roller and the pressure roller are pressed against each other, a height difference between the top of the crown portion and the bottom of the reverse crown portion in the fixing nip is 0.16 mm or more and 0.8 mm or less. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is set as follows. 加熱源によって加熱される定着ローラと、無端状の加圧ベルトと、当該加圧ベルトの内周面を押圧して加圧ベルトを前記定着ローラに圧接させる押圧部材を備え、前記定着ローラと前記加圧ベルトが互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置において、
前記定着ローラは、外周面がクラウン状に形成されたクラウン部と、外周面が逆クラウン状に形成された逆クラウン部を、それぞれ少なくとも1つずつ有し、
前記押圧部材の前記加圧ベルトを押圧する押圧面に、凸状に形成した凸面部と、凹状に形成した凹面部を、それぞれ少なくとも1つずつ有し、
前記定着ローラの前記クラウン部と前記押圧部材の前記凹面部を対応させて配設すると共に、前記定着ローラの前記逆クラウン部と前記押圧部材の前記凸面部を対応させて配設して、前記押圧部材によって前記加圧ベルトを押圧し、前記定着ローラと前記加圧ベルトを互いに圧接させ、
前記定着ローラの前記クラウン部と前記逆クラウン部を、前記定着ローラの弾性層の厚さを軸方向に渡って変化させて形成すると共に、前記押圧部材の前記凸面部と前記凹面部を、前記押圧部材の弾性層の厚さを長手方向に渡って変化させて形成し、
前記定着ローラと前記押圧部材のそれぞれの同じ側の端部を、軸方向又は長手方向に位置決めすると共に、前記定着ローラと前記押圧部材のそれぞれの前記位置決めされた端部と反対側の端部を軸方向又は長手方向に変位可能に構成した定着装置であって、
前記定着ローラの軸方向に沿って切断した断面における前記クラウン部と前記逆クラウン部との変曲点を軸方向に渡って通過する仮想線と、前記押圧部材の長手方向に沿って切断した断面における前記凸面部と前記凹面部との変曲点を長手方向に渡って通過する仮想線を、それぞれ変曲点通過線と呼称すると、
前記定着ローラと前記押圧部材とを互いに離間させた離間状態において、前記定着ローラと前記押圧部材の少なくとも一方の前記変曲点通過線を、軸方向又は長手方向の中央部において凸状となるように構成したことを特徴とする定着装置。
A fixing roller heated by a heating source; an endless pressure belt; and a pressing member that presses an inner peripheral surface of the pressure belt to press the pressure belt against the fixing roller. In a fixing device for fixing an unfixed image on the recording medium to the recording medium by passing the recording medium through a fixing nip formed by pressure belts being pressed against each other.
The fixing roller has at least one crown portion whose outer peripheral surface is formed in a crown shape and each reverse crown portion whose outer peripheral surface is formed in a reverse crown shape,
The pressing surface of the pressing member that presses the pressure belt has at least one each of a convex surface portion formed in a convex shape and a concave surface portion formed in a concave shape,
The crown portion of the fixing roller and the concave surface portion of the pressing member are arranged in correspondence with each other, the reverse crown portion of the fixing roller and the convex surface portion of the pressing member are arranged in correspondence with each other, and The pressure belt is pressed by a pressing member, the fixing roller and the pressure belt are pressed against each other;
The crown portion and the reverse crown portion of the fixing roller are formed by changing the thickness of the elastic layer of the fixing roller in the axial direction, and the convex surface portion and the concave surface portion of the pressing member are It is formed by changing the thickness of the elastic layer of the pressing member over the longitudinal direction,
The end portions on the same side of the fixing roller and the pressing member are positioned in the axial direction or the longitudinal direction, and the end portions of the fixing roller and the pressing member opposite to the positioned end portions are positioned. A fixing device configured to be displaceable in an axial direction or a longitudinal direction,
A cross section cut along the longitudinal direction of the pressing member and an imaginary line passing through the inflection point between the crown portion and the reverse crown portion in the cross section cut along the axial direction of the fixing roller. When imaginary lines passing through the inflection points of the convex surface portion and the concave surface portion in the longitudinal direction are respectively called inflection point passage lines,
In the separated state in which the fixing roller and the pressing member are separated from each other, the inflection point passing line of at least one of the fixing roller and the pressing member is convex in the central portion in the axial direction or the longitudinal direction. A fixing device characterized by comprising:
請求項1から7のいずれか1項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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