JP5853388B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、定着装置、画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像(トナー像)とし、更にこのトナー像を記録材に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。 In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method, for example, a photosensitive member formed in a drum shape is uniformly charged, and the photosensitive member is exposed to light controlled based on image information. An electrostatic latent image is formed on the photoreceptor. The electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image) with toner, and the toner image is further transferred to a recording material and fixed by a fixing device to form an image.
特許文献1には、定着ベルトはキャップ部材によって端部の断面形状が円形となるように拘束され、加圧ロールと押圧パッドとによって狭持され、キャップ部材から伝達される周方向の駆動力によって周回駆動される定着装置が記載されている。 In Patent Document 1, the fixing belt is constrained by a cap member so that the cross-sectional shape of the end portion is circular, is sandwiched between a pressure roll and a pressing pad, and is driven by a circumferential driving force transmitted from the cap member. A fixing device that is driven around is described.
ここで定着装置の定着加圧部を形成するために、定着ベルト部材を加圧部材に向けて押圧する押圧部材を設けることがある。ところが記録材の種類によっては、押圧部材の形状が適合せず、定着を行なう際に記録材にしわが生じたり、定着ベルト部材から記録材が剥離しにくいことがあった。
本発明は、押圧部材を定着ベルト部材に押圧する際に、定着ベルト部材に生じる歪みを小さくすることができ、定着を行なう際に記録材にしわが生じにくくなるとともに定着ベルト部材から記録材が剥離しやすい定着装置等を提供することを目的とする。
Here, in order to form the fixing pressure unit of the fixing device, a pressing member that presses the fixing belt member toward the pressing member may be provided. However, depending on the type of the recording material, the shape of the pressing member may not be suitable, and the recording material may be wrinkled during fixing, or the recording material may be difficult to peel from the fixing belt member.
According to the present invention, when the pressing member is pressed against the fixing belt member, the distortion generated in the fixing belt member can be reduced, the recording material is less likely to be wrinkled during fixing, and the recording material is separated from the fixing belt member. It is an object of the present invention to provide a fixing device that is easy to perform.
請求項1に記載の発明は、記録材にトナー像を定着する回転可能な定着ベルト部材と、前記定着ベルト部材の外周面に圧接することで当該定着ベルト部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、前記定着ベルト部材の内側から前記加圧部材に向けて当該定着ベルト部材を押圧する押圧部材と、を備え、前記押圧部材は、前記定着ベルト部材を前記加圧部材に向けて押圧する面のうち少なくとも当該定着ベルト部材の回転軸方向中央部において平面であるとともに、当該平面は、前記定着加圧部を形成する箇所において記録材の前記定着加圧部への侵入方向に対し当該加圧部材側に搬送方向下流側が傾くように水平に対して角度を有し、前記定着ベルト部材を前記加圧部材に向けて押圧する面のうち当該定着ベルト部材の回転軸方向端部が凸形状をなすことを特徴とする定着装置である。 According to the first aspect of the present invention, an unfixed toner image is formed between a rotatable fixing belt member that fixes a toner image on a recording material and an outer peripheral surface of the fixing belt member so as to contact the fixing belt member. A pressurizing member that forms a fixing pressurizing portion for allowing the held recording material to pass through, and a pressing member that presses the fixing belt member from the inside of the fixing belt member toward the pressurizing member, The pressing member is a flat surface at least in the central portion in the rotation axis direction of the fixing belt member among surfaces pressing the fixing belt member toward the pressing member, and the flat surface forms the fixing pressing portion. have a angle to the horizontal as the transport direction downstream side with respect to the direction of approach of the the fixing pressure portion to the pressing member side of the recording material is inclined at places, toward the fixing belt member to the pressure member Press The rotation axis direction end portion of the fixing belt member of the surfaces is a fixing device characterized by forming a convex shape.
請求項2に記載の発明は、前記定着ベルト部材は、回転軸方向端部においてベルト保持部材と接着することを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項3に記載の発明は、前記定着ベルト部材は、基材層と、前記基材層上に形成され、電磁誘導加熱される導電層と、前記導電層上に形成され、当該導電層を保護する保護層と、を備え、前記基材層、導電層および保護層の少なくとも1つは金属材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置である。
請求項4に記載の発明は、前記押圧部材は、前記侵入方向の下流側端部において面取り部を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の定着装置である。
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the fixing belt member is bonded to a belt holding member at an end portion in the rotation axis direction.
According to a third aspect of the present invention, the fixing belt member includes a base material layer, a conductive layer formed on the base material layer and subjected to electromagnetic induction heating, and formed on the conductive layer. and a protective layer for protecting the base layer, at least one of the conductive layer and the protective layer is a fixing device according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of a metallic material.
The invention according to
請求項5に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材にトナー像を定着する回転可能な定着ベルト部材と、当該定着ベルト部材の外周面に圧接することで当該定着ベルト部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、当該定着ベルト部材の内側から当該加圧部材に向けて当該定着ベルト部材を押圧する押圧部材と、を備える定着手段と、を備え、前記定着手段の前記押圧部材は、前記定着ベルト部材を前記加圧部材に向けて押圧する面のうち少なくとも当該定着ベルト部材の回転軸方向中央部において平面であるとともに、当該平面は、前記定着加圧部を形成する箇所において記録材の前記定着加圧部への侵入方向に対し当該加圧部材側に搬送方向下流側が傾くように水平に対して角度を有し、前記定着ベルト部材を前記加圧部材に向けて押圧する面のうち当該定着ベルト部材の回転軸方向端部が凸形状をなすことを特徴とする画像形成装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a toner image forming means for forming a toner image, a transfer means for transferring the toner image to a recording material, a rotatable fixing belt member for fixing the toner image on the recording material, A pressure member that forms a fixing pressure portion for allowing a recording material holding an unfixed toner image to pass between the fixing belt member and the fixing belt member by being pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt member; And a pressing member that presses the fixing belt member from the inside toward the pressing member. The pressing member of the fixing unit directs the fixing belt member toward the pressing member. The pressing surface is a flat surface at least in the central portion in the rotation axis direction of the fixing belt member, and the flat surface is opposite to the direction in which the recording material enters the fixing pressure portion at a position where the fixing pressure portion is formed. Have a angle to the horizontal so that the downstream side inclines to the pressure member side, the rotation axis direction end portion of the fixing belt member of the pressing surfaces toward the fixing belt member to the pressurizing member An image forming apparatus having a convex shape .
請求項1の発明によれば、押圧部材を定着ベルト部材に押圧する際に、定着ベルト部材に生じる歪みを小さくすることができ、定着を行なう際に記録材にしわが生じにくくなるとともに定着ベルト部材から記録材が剥離しやすい定着装置を提供できる。また本発明を採用しない場合に比較して、定着ベルト部材の回転軸方向端部の損傷が生じにくくなる。
請求項3の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、金属材料からなる層に生じるクラックを生じにくくすることができる。
請求項4の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、定着ベルト部材の内周面の損傷が生じにくくなる。
請求項5の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より良好な画質を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, the distortion generated in the fixing belt member when the pressing member is pressed against the fixing belt member can be reduced, and the recording material is less likely to be wrinkled during fixing, and the fixing belt member. Therefore, it is possible to provide a fixing device in which the recording material is easily peeled off. Further, compared to a case where the present invention is not adopted, damage to the end portion in the rotation axis direction of the fixing belt member is less likely to occur.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to make the cracks generated in the layer made of the metal material less likely to occur as compared with the case where the present invention is not adopted.
According to the fourth aspect of the present invention, the inner peripheral surface of the fixing belt member is less likely to be damaged as compared with the case where this configuration is not adopted.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of obtaining better image quality as compared with the case where this configuration is not adopted.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<画像形成装置の説明>
図1は本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部10、画像形成装置1全体の動作を制御する制御部31を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ(PC)3や画像読取装置(スキャナ)4等との通信を行って画像データを受信する通信部32、通信部32にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部33を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
<Description of Image Forming Apparatus>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus to which the fixing device of the present embodiment is applied. An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a so-called tandem color printer, and includes an
画像形成部10は、トナー像を形成するトナー像形成手段の一例であり、予め定められた間隔を置いて並列的に配置される4つの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11K(「画像形成ユニット11」とも総称する)を備えている。各画像形成ユニット11は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム12、感光体ドラム12の表面を予め定めた電位で一様に帯電する帯電器13、帯電器13によって帯電された感光体ドラム12を各色画像データに基づき露光するLED(Light Emitting Diode)プリントヘッド14、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を現像する現像器15、転写後の感光体ドラム12表面を清掃するドラムクリーナ16を備えている。
画像形成ユニット11各々は、現像器15に収納されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
The
Each of the image forming units 11 is configured in substantially the same manner except for the toner stored in the developing
また、画像形成部10は、各画像形成ユニット11の感光体ドラム12にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト20、各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト20に順次転写(一次転写)する一次転写ロール21を備えている。さらに、中間転写ベルト20上に重畳して転写された各色トナー像を記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)する二次転写ロール22、二次転写された各色トナー像を用紙P上に定着させる定着手段(定着装置)の一例としての定着ユニット60を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置1では、中間転写ベルト20、一次転写ロール21、および二次転写ロール22によりトナー像を用紙Pに転写する転写手段が構成される。
The
本実施の形態の画像形成装置1では、制御部31による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、PC3やスキャナ4からの画像データは通信部32にて受信され、画像処理部33により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット11に送られる。そして、例えば黒(K)色トナー像を形成する画像形成ユニット11Kでは、感光体ドラム12が矢印A方向に回転しながら帯電器13により予め定めた電位で一様に帯電され、画像処理部33から送信されたK色画像データに基づきLEDプリントヘッド14が感光体ドラム12を走査露光する。それにより、感光体ドラム12上にはK色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム12上に形成されたK色静電潜像は現像器15により現像され、感光体ドラム12上にK色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット11Y,11M,11Cにおいても、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色トナー像が形成される。
In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, under the operation control by the
各画像形成ユニット11の感光体ドラム12に形成された各色トナー像は、一次転写ロール21により矢印B方向に移動する中間転写ベルト20上に順次静電転写(一次転写)され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト20上の重畳トナー像は、中間転写ベルト20の移動に伴って二次転写ロール22が配置された領域(二次転写部T)に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Tに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部40から用紙Pが二次転写部Tに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Tにて二次転写ロール22が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙P上に一括して静電転写(二次転写)される。
Each color toner image formed on the
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Pは、定着ユニット60まで搬送される。定着ユニット60に搬送された用紙P上のトナー像は、定着ユニット60によって熱および圧力を受け、用紙P上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置1の排出部に設けられた用紙積載部45に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム12に付着しているトナー(一次転写残トナー)、および二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(二次転写残トナー)は、それぞれドラムクリーナ16、およびベルトクリーナ25によって除去される。
このようにして、画像形成装置1での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
Thereafter, the sheet P on which the superimposed toner image is electrostatically transferred is conveyed to the fixing
On the other hand, the toner (primary transfer residual toner) adhering to the
In this way, the image forming process in the image forming apparatus 1 is repeatedly executed for the number of printed sheets.
<定着ユニットの構成の説明>
次に、本実施の形態の定着ユニット60について説明する。
図2および図3は本実施の形態の定着ユニット60の構成を示す図であり、図2は正面図、図3は図2におけるIII−III断面図である。
まず、断面図である図3に示すように、定着ユニット60は、交流磁界を生成するIH(Induction Heating)ヒータ80、IHヒータ80により電磁誘導加熱されて用紙Pにトナー像を定着する定着ベルト部材の一例としての定着ベルト61、定着ベルト61に対向するように配置される加圧部材の一例としての加圧ロール62、定着ベルト61の内側か加圧ロール62に向けて定着ベルト61を押圧する押圧部材の一例としての押圧パッド63を備えている。
さらに、定着ユニット60は、押圧パッド63等の構成部材を支持するホルダ65、IHヒータ80にて生成された交流磁界を誘導して磁路を形成する感温磁性部材64、感温磁性部材64を通過した磁力線を誘導する誘導部材66、定着ベルト61からの用紙Pの剥離を補助する剥離補助部材70、定着ベルト61の表面に接触して配設され定着ベルト61の温度を検知する温度センサ75を備えている。また詳しくは後述するが、加圧ロール62は、定着を行なうときには定着ベルト61の外周面に圧接することで定着ベルト61との間に未定着トナー像を保持した用紙Pが通過するためのニップ部N(定着加圧部)を形成し、定着を行なわないときには定着ベルト61から離間するように移動する移動機構200を備える。
<Description of fixing unit configuration>
Next, the fixing
2 and 3 are views showing a configuration of the fixing
First, as shown in FIG. 3 which is a cross-sectional view, the fixing
Further, the fixing
<定着ベルトの説明>
定着ベルト61は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形(円筒形状)時の直径が30mm、幅方向長が370mmに形成されている。また、図4(a)(定着ベルト61の断面層構成図)に示したように、定着ベルト61は、例えば、基材層611、基材層611の上に積層された導電発熱層612、トナー像の定着性を向上させる弾性層613、最上層に被覆された表面離型層614からなる多層構造のベルト部材である。
<Description of fixing belt>
The fixing
基材層611は、薄層の導電発熱層612を支持するとともに、定着ベルト61全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。また、基材層611は、IHヒータ80にて生成された交流磁界が感温磁性部材64まで作用するように、磁界を通過させる物性(比透磁率、固有抵抗)を持った材質、厚さで形成される。一方、基材層611自身は、磁界の作用により発熱しないか、または発熱し難く構成される。
具体的には、基材層611として、例えば、厚さ30〜200μm(好ましくは50〜150μm)の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ60〜200μmの樹脂材料等が用いられる。
The
Specifically, as the
導電発熱層612は、導電層の一例であって、IHヒータ80にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層である。すなわち、導電発熱層612は、IHヒータ80からの交流磁界が厚さ方向に通過することにより、渦電流を発生させる層である。
通常、IHヒータ80に交流電流を供給する励磁回路(後段の図5も参照)の電源として、安価に製造できる汎用電源が使用される。そのため、IHヒータ80により生成される交流磁界の周波数は、一般に、汎用電源による20kHz〜100kHzとなる。それにより、導電発熱層612は、周波数20kHz〜100kHzの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
The
In general, a general-purpose power source that can be manufactured at low cost is used as a power source for an excitation circuit that supplies an alternating current to the IH heater 80 (see also FIG. 5 below). Therefore, the frequency of the alternating magnetic field generated by the
導電発熱層612に交流磁界が侵入できる領域は、交流磁界が1/eに減衰する領域である「表皮深さ(δ)」として規定され、次の(1)式から導かれる。(1)式において、fは交流磁界の周波数(例えば、20kHz)、ρは固有抵抗値(Ω・m)、μrは比透磁率である。
そのため、導電発熱層612の厚さは、周波数20kHz〜100kHzの交流磁界が導電発熱層612を侵入し通過するように、(1)式で規定される導電発熱層612の表皮深さ(δ)よりも薄層に構成される。また、導電発熱層612を構成する材料として、例えば、Au,Ag,Al,Cu,Zn,Sn,Pb,Bi,Be,Sb等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
The region where the alternating magnetic field can enter the conductive
Therefore, the thickness of the conductive
具体的には、導電発熱層612として、厚さ2〜20μm、固有抵抗2.7×10−8Ω・m以下の例えばCu等の非磁性金属(比透磁率が概ね1の非磁性体)が用いられる。
また、定着ベルト61が定着設定温度まで加熱されるまでに要する時間(以下、「ウォームアップタイム」)を短縮する観点からも、導電発熱層612は、薄層に構成するのが好ましい。
Specifically, as the conductive
Further, from the viewpoint of shortening the time required for the fixing
次に、弾性層613は、シリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される。定着対象となる用紙Pに保持されるトナー像は、粉体である各色トナーが積層して形成されている。そのため、ニップ部Nにおいてトナー像の全体により均一に熱を供給するには、用紙P上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト61表面が変形することが好ましい。そこで、弾性層613には、例えば厚みが100〜600μm、硬度が10°〜30°(JIS−A)のシリコーンゴムが好適である。
表面離型層614は、用紙P上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えば、PFA(テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層614の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト61の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト61の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層614の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、1〜50μmが好適である。
Next, the
Since the
なお定着ベルト61としては、図4(a)で示した構成に限られるものではない。例えば、図4(b)に示したように、基材層としてのステンレス層615、ステンレス層615上に形成され電磁誘導加熱される導電層としての導電発熱層612、導電層上に形成され導電発熱層612を保護する保護層としてのステンレス層615、弾性層613、表面離型層614が順に積層したものでもよい。基材層、導電層および保護層の少なくとも1つは金属材料からなる。図4(b)に示した定着ベルト61は、基材層、導電層、保護層を全て金属材料により形成している所謂金属クラッドベルトであり、図4(a)で示した定着ベルト61に対して、基材層611の代わりに一対のステンレス層615と、その間に形成される導電発熱層612からなる金属クラッド層が設けられる。この場合、導電発熱層612は、5μm〜20μmの厚さで形成するのが好ましい。
The fixing
<感温磁性部材の説明>
次に、感温磁性部材64は、定着ベルト61の内周面に倣った円弧形状で形成され、定着ベルト61の内周面とは予め定めた間隙(例えば、0.5〜1.5mm)を有するように近接させるが、非接触で配置される。感温磁性部材64を定着ベルト61と近接させて配置するのは、感温磁性部材64の温度が定着ベルト61の温度に対応して変化する、すなわち、感温磁性部材64の温度が定着ベルト61の温度と略同じ温度となるように構成するためである。また、感温磁性部材64を定着ベルト61と非接触で配置するのは、画像形成装置1のメインスイッチがオンされ、定着ベルト61が定着設定温度まで加熱される際に、定着ベルト61の熱が感温磁性部材64に流入するのを抑制して、ウォームアップタイムの短縮を図るためである。
<Description of temperature-sensitive magnetic member>
Next, the temperature-sensitive
また、感温磁性部材64は、その磁気特性の透磁率が急変する温度である「透磁率変化開始温度」(後段参照)が各色トナー像が溶融する定着設定温度以上であって、定着ベルト61の弾性層613や表面離型層614の耐熱温度よりも低い温度範囲内に設定された材質で構成される。すなわち、感温磁性部材64は、定着設定温度を含む温度領域において強磁性と非磁性(常磁性)との間を可逆的に変化する特性(「感温磁性」)を有する材質で構成される。そして、感温磁性部材64は、強磁性を呈する透磁率変化開始温度以下の温度範囲において磁路形成部材として機能し、IHヒータ80にて生成され定着ベルト61を透過した磁力線を内部に誘導して、感温磁性部材64の内部を通過する交流磁界(磁力線)の磁路を形成する。それにより、感温磁性部材64は、定着ベルト61とIHヒータ80の励磁コイル82(後段の図5参照)とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。一方、透磁率変化開始温度を超える温度範囲においては、感温磁性部材64は、IHヒータ80にて生成され定着ベルト61を透過した磁力線を、感温磁性部材64の厚さ方向に横切るように透過させる。それにより、IHヒータ80にて生成され定着ベルト61を透過した磁力線は、感温磁性部材64を透過し、誘導部材66の内部を通過してIHヒータ80に戻る磁路を形成する。
なお、ここでの「透磁率変化開始温度」とは、透磁率(例えば、JIS C2531で測定される透磁率)が連続的に低下を開始する温度であり、例えば感温磁性部材64等の部材を透過する磁束量(磁力線の数)が変化し始める温度点をいう。したがって、透磁率変化開始温度は、物質の磁性が消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。
Further, the temperature-sensitive
The “permeability change start temperature” here is a temperature at which the magnetic permeability (for example, the magnetic permeability measured by JIS C2531) starts to decrease continuously. For example, a member such as the temperature-sensitive
感温磁性部材64に用いる材質としては、透磁率変化開始温度が例えば140(定着設定温度)〜240℃の範囲内に設定された例えばFe−Ni合金(パーマロイ)等の二元系感温磁性合金やFe−Ni−Cr合金等の三元系の感温磁性合金等が用いられる。例えば、Fe−Niの二元系感温磁性合金においては約Fe64%、Ni36%(原子数比)とすることで225℃前後に透磁率変化開始温度を設定することができる。このようなパーマロイや感温磁性合金等の金属合金等は、成型性や加工性に優れ、熱伝導性も高く安価である等の理由から、感温磁性部材64に適する。その他の材質としては、Fe,Ni,Si,B,Nb,Cu,Zr,Co,Cr,V,Mn,Mo等からなる金属合金が用いられる。
また、感温磁性部材64は、IHヒータ80により生成された交流磁界(磁力線)に対する表皮深さδ(上記(1)式参照)よりも厚い厚さで形成される。具体的には、例えばFe−Ni合金を用いた場合には50〜300μm程度に設定される。
As a material used for the temperature-sensitive
Further, the temperature-sensitive
<ホルダの説明>
押圧パッド63を支持するホルダ65は、押圧パッド63が加圧ロール62からの押圧力を受けた状態での撓み量が一定量以下となるように、剛性の高い材料で構成される。それにより、ニップ部Nにおける長手方向の圧力(ニップ圧)の均一性を維持している。さらに、本実施の形態の定着ユニット60では、電磁誘導を用いて定着ベルト61を加熱する構成を採用していることから、ホルダ65は、誘導磁界に影響を与えないか、または与え難い材料であり、かつ、誘導磁界から影響を受けないか、または受け難い材料で構成される。例えば、ガラス混入PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の耐熱性樹脂や、例えばAl,Cu,Ag等の非磁性金属材料等が用いられる。
<Description of holder>
The
<誘導部材の説明>
誘導部材66は、感温磁性部材64の内周面に倣った円弧形状で形成され、感温磁性部材64の内周面とは予め定めた間隙(例えば、1.0〜5.0mm)を有する非接触に配置される。また、誘導部材66は、例えばAg,Cu,Alといった固有抵抗値が比較的小さい非磁性金属で構成される。そして、感温磁性部材64が透磁率変化開始温度以上の温度に上昇した際に、IHヒータ80により生成された交流磁界(磁力線)を誘導して、定着ベルト61の導電発熱層612よりも渦電流Iが発生し易い状態を形成する。それにより、誘導部材66の厚さは、渦電流Iが流れ易いように、表皮深さδ(上記(1)式参照)よりも充分に厚い予め定められた厚さ(例えば、1.0mm)で形成される。
<Description of induction member>
The
<IHヒータの説明>
続いて、定着ベルト61の導電発熱層612に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱するIHヒータ80について説明する。
図5は、本実施の形態のIHヒータ80の構成を説明する断面図である。図5に示したように、IHヒータ80は、例えば耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体81、交流磁界を生成する励磁コイル82を備えている。また、励磁コイル82を支持体81上に固定する弾性体で構成された弾性支持部材83、励磁コイル82にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心84を備えている。さらには、磁界を遮蔽するシールド85、磁心84を支持体81側に加圧する加圧部材86、励磁コイル82に交流電流を供給する励磁回路88を備えている。
<Description of IH heater>
Next, the
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the
支持体81は、断面が定着ベルト61の表面形状に沿って湾曲した形状で形成され、励磁コイル82を支持する上部面(支持面)81aが定着ベルト61表面と予め定めた間隙(例えば、0.5〜2mm)を保つように形成されている。また、支持体81を構成する材質としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の耐熱性のある非磁性材料が用いられる。
励磁コイル82は、相互に絶縁された例えば直径0.17mmの銅線材を例えば90本束ねたリッツ線が長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成される。そして、励磁コイル82に励磁回路88から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル82の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路88から励磁コイル82に供給される交流電流の周波数は、一般に、上記した汎用電源により生成される20kHz〜100kHzが用いられる。
The
The
磁心84は、例えばソフトフェライト、フェライト樹脂、非晶質合金(アモルファス合金)、やパーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される強磁性体が用いられ、磁路形成手段として機能する。磁心84は、励磁コイル82にて生成された交流磁界による磁力線(磁束)を内部に誘導し、磁心84から定着ベルト61を横切って感温磁性部材64方向に向かい、感温磁性部材64の中を通過して磁心84に戻るといった磁力線の通路(磁路)を形成する。すなわち、励磁コイル82にて生成された交流磁界が磁心84の内部と感温磁性部材64の内部とを通過するように構成して、磁力線が定着ベルト61と励磁コイル82とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。それにより、励磁コイル82にて生成された交流磁界の磁力線が定着ベルト61の磁心84と対向する領域に集中される。
ここで、磁心84は磁路形成による損失が小さい材料が望ましい。具体的には、磁心84は渦電流損を小さくする形態(スリット等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等)での使用が望ましく、ヒステリシス損の小さい材料で形成されることが望ましい。
また、定着ベルト61の回転方向に沿った磁心84の長さは、感温磁性部材64の定着ベルト61の回転方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁力線のIHヒータ80周辺への漏洩が減り、力率が向上する。さらには、定着ユニット60を構成する金属製部材への電磁誘導を抑え、定着ベルト61(導電発熱層612)での発熱効率を高める。
The
Here, the
Further, the length of the
<定着ベルトが発熱する状態の説明>
引き続いて、IHヒータ80により生成された交流磁界によって定着ベルト61が発熱する状態を説明する。
まず、上記したように、感温磁性部材64の透磁率変化開始温度は、各色トナー像を定着する定着設定温度以上であって定着ベルト61の耐熱温度以下となる温度範囲内(例えば、140〜240℃)に設定されている。そして、定着ベルト61の温度が透磁率変化開始温度以下の状態にある場合には、定着ベルト61に近接する感温磁性部材64の温度も定着ベルト61の温度に対応して、透磁率変化開始温度以下となる。そのため、感温磁性部材64は強磁性を呈するので、IHヒータ80により生成された交流磁界の磁力線Hは、定着ベルト61を透過した後、感温磁性部材64の内部を広がり方向に沿って通過する磁路を形成する。ここでの「広がり方向」とは、感温磁性部材64の厚さ方向と直交する方向を意味する。
<Description of the state in which the fixing belt generates heat>
Subsequently, a state in which the fixing
First, as described above, the permeability change start temperature of the temperature-sensitive
図6は、定着ベルト61の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線(H)の状態を説明する図である。図6に示したように、定着ベルト61の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、IHヒータ80により生成された交流磁界の磁力線Hは、定着ベルト61を交差して透過し、感温磁性部材64の内部を広がり方向(厚さ方向と直交する方向)に沿って通過する磁路を形成する。そのため、定着ベルト61の導電発熱層612を横切る領域での単位面積あたりの磁力線Hの数(磁束密度)は多くなる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the state of the lines of magnetic force (H) when the temperature of the fixing
すなわち、IHヒータ80の磁心84から磁力線Hが放射されて定着ベルト61の導電発熱層612を横切る領域R1,R2を通過した後、磁力線Hは強磁性体である感温磁性部材64の内部に誘導される。そのため、定着ベルト61の導電発熱層612を厚さ方向に横切る磁力線Hは感温磁性部材64の内部に進入するように集中し、領域R1,R2での磁束密度は高くなる。また、感温磁性部材64の内部を広がり方向に沿って通過した磁力線Hが再び磁心84に戻るに際しても、導電発熱層612を厚さ方向に横切る領域R3では、感温磁性部材64内の磁位の低い部分から集中して磁心84に向けて放射される。そのため、定着ベルト61の導電発熱層612を厚さ方向に横切る磁力線Hは、感温磁性部材64から集中して磁心84に向かうこととなり、領域R3での磁束密度も高くなる。
That is, after the magnetic field lines H are radiated from the
磁力線Hが厚さ方向に横切る定着ベルト61の導電発熱層612では、単位面積当たりの磁力線Hの数(磁束密度)の変化量に比例した渦電流Iが発生する。それにより、図6に示したように、磁束密度の変化量が大きい領域R1,R2および領域R3では、大きな渦電流Iが発生する。導電発熱層612に生じた渦電流Iは、導電発熱層612の固有抵抗値Rと渦電流Iの二乗の積であるジュール熱W(W=I2R)を発生させる。それにより、大きな渦電流Iが発生した導電発熱層612では、大きなジュール熱Wが発生する。
このように、定着ベルト61の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、磁力線Hが導電発熱層612を横切る領域R1,R2や領域R3において大きな熱が発生する。それにより、定着ベルト61は加熱される。
In the
As described above, when the temperature of the fixing
ところで、本実施の形態の定着ユニット60では、定着ベルト61の内周面側において定着ベルト61に近接させて感温磁性部材64を配置している。それにより、励磁コイル82にて生成された磁力線Hを内部に誘導する磁心84と、定着ベルト61を厚さ方向に横切って透過した磁力線Hを内部に誘導する感温磁性部材64とが近接した構成を実現している。そのため、IHヒータ80(励磁コイル82)により生成された交流磁界は、磁路が短いループを形成するので、磁路内での磁束密度や磁気結合度は高まる。それにより、定着ベルト61の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合、定着ベルト61にはさらに効率的に熱が発生する。
By the way, in the fixing
<加圧ロールの説明>
加圧ロール62は、定着ベルト61に対向するように配置され、図3の矢印D方向に、例えば140mm/sのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール62と押圧パッド63とにより定着ベルト61を挟持した状態でニップ部Nを形成し、このニップ部Nに未定着トナー像を保持した用紙Pを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Pに定着する。
加圧ロール62は、例えば直径18mmの中実のアルミニウム製コア(円柱状芯金)621と、コア621の外周面に被覆された例えば厚さ5mmのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層622と、さらに例えば厚さ50μmのカーボン配合のPFA等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層623とが積層されて構成される。そして、例えば20kgfの荷重で定着ベルト61を介して押圧パッド63を押圧している。
<Description of pressure roll>
The
The
このように、加圧ロール62の表面を構成する耐熱性弾性体層622と離型層623は、比較的柔らかい素材により形成されている。そのため、定着時以外においても加圧ロール62を定着ベルト61を介して押圧パッド63に圧接する状態のまま放置すると、元の形状に復元することができなくなるおそれがある。即ち、加圧ロール62は、ニップ部N(定着加圧部)により形成される形状のまま変形してしまう。その場合、ニップ部Nに押圧する圧力が設計通りとはならないため、定着を規定通りに行なうことができなくなり、定着ユニット60そのものの性能を損なうことになる。
Thus, the heat-resistant
よって、加圧ロール62に移動機構200を設け、定着時以外の時間帯は、加圧ロール62を、定着ベルト61から離間させる動作を行なう。即ち、加圧ロール62は、定着を行なうときには定着ベルト61の外周面に圧接することで定着ベルト61との間に未定着画像を保持した用紙Pを挿通するためのニップ部Nを形成し、定着を行なわないときには定着ベルト61から離間するように移動する。つまり本実施の形態では、移動機構200により加圧ロール62を移動させることで加圧ロール62が定着ベルト61の外周面へ圧接する状態と離間する状態とを変更可能としている。
Therefore, the moving
図7は移動機構200により加圧ロール62を定着ベルト61から離間させた状態を説明した図である。
図7に示すように加圧ロール62と定着ベルト61とは離間した状態にある。その結果、加圧ロール62は、元の円形形状に形状復元がなされるため、加圧ロール62が変形し元の形状に戻らなくなるおそれが少なくなる。
なお定着を行なう際には、移動機構200により再び加圧ロール62を定着ベルト61と接触させ、図3で説明したニップ部Nを形成する位置に戻すことが可能である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state where the
As shown in FIG. 7, the
When the fixing is performed, the
<加圧ロールと定着ベルトの駆動機構の説明>
続いて図2、図3、図7を使用して、本実施の形態の定着ユニット60における加圧ロール62と定着ベルト61の駆動機構について説明する。
<Description of drive mechanism for pressure roll and fixing belt>
Subsequently, the driving mechanism of the
ここで、まず定着ユニット60は、図7に示すような、定着動作前の離間状態に設定されているものとする。定着動作前の待機時では、移動機構200によって、加圧ロール62は定着ベルト61から離れたウォームアップ位置に置かれる。このウォームアップ位置は、ウォームアップ時における加圧ロール62の配置位置であり、加圧ロール62が定着ベルト61とは物理的に接触しない所謂ラッチOFF状態になる。
Here, it is assumed that the fixing
図2に示すように、定着ユニット60では、駆動部の一例としての駆動モータ90からの回転駆動力が、回転軸91に固定された伝達ギヤ92と、伝達ギヤ93,94,95,96を介してシャフト97に伝達される。それにより、加圧ロール62に回転駆動力が伝わり加圧ロール62が矢印D方向に回転駆動される。
As shown in FIG. 2, in the fixing
次に、駆動モータ90からの回転駆動力は、回転軸91に伝達ギヤ92と同軸に固定された伝達ギヤ101と、回転伝達制限部材の一例としてのワンウェイクラッチ102を介してシャフト103に伝達され、シャフト103に結合された伝達ギヤ104,105から定着ベルト61の両側に配されたエンドキャップ部材67のギヤ部67bに伝達される。それによって、エンドキャップ部材67から定着ベルト61に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材67と定着ベルト61とが一体となって回転駆動される。このとき、定着ベルト61が定着ベルト61の両端部から駆動力を直接受けて矢印C方向に回転する。
Next, the rotational driving force from the
次に、定着ユニット60は、図3に示すような定着動作時には、移動機構200によって、加圧ロール62は定着ベルト61に圧接した所謂ラッチON状態に置かれる。ラッチOFF状態で、加圧ロール62の表面速度に対して定着ベルト61の表面速度が遅くなるようにギヤ列の減速比を設定する。このためラッチON状態では定着ベルト61が加圧ロール62に従って回転するようにワンウェイクラッチ102が作動することになり、駆動モータ90からシャフト103への回転駆動力の伝達が停止する。つまり図3の状態では、加圧ロール62には、回転駆動力が伝わっているが、定着ベルト61には回転駆動力が伝わらない状態となる。そのため駆動モータ90からの回転駆動力を受け、加圧ロール62は、矢印D方向に駆動する一方で、定着ベルト61は、加圧ロール62の回転に従って矢印C方向へ回転する状態となる。即ちこの状態で、駆動モータ90は、加圧ロール62を回転させることで定着ベルト61を回転させている。
Next, the fixing
なお、本実施の形態の定着ユニット60は、回転検知計107を備え、定着ベルト61の回転数を検知する。回転検知計107により検知した定着ベルト61の回転数が定着ユニット制御部300に出力される。そして定着ユニット制御部300は、駆動モータ90の制御を行なう。即ち、回転検知計107により検知した定着ベルト61の回転数に基づき、駆動モータ90をフィードバック制御する。また定着ユニット制御部300は、移動機構200の制御を行ない、移動機構200により加圧ロール62を移動させることで、加圧ロール62と定着ベルト61との圧接および離間の各状態を変更する。
The fixing
移動機構200は、位置決め駆動源としてのラッチモータ201と、ラッチモータ201に接続される回転軸202と、伝達ギヤ203,204と、伝達ギヤ204に接続されるシャフト205と、シャフト205により回転する偏心カム206と、加圧ロール62のシャフト97に接続し偏心カム206により移動するレバー207とを備えている。そしてこの偏心カム206の回転によりレバー207が押され、それにより加圧ロール62が図2で見て上下方向に移動する。これにより加圧ロール62が、定着ベルト61との間で圧接、離間の動作を行なう。
The moving
<押圧パッドの説明>
押圧パッド63は、液晶ポリマー等の樹脂で構成され、加圧ロール62と対向する位置にてホルダ65に支持される。そして、定着ベルト61を介して加圧ロール62から押圧される状態で配置され、加圧ロール62との間でニップ部N(定着加圧部)を形成する。
<Description of pressing pad>
The
ここで封筒、薬袋、ラベルシールなど2枚重ねになった用紙Pに対し定着を行なう場合がある。このとき従来の形状の押圧パッド63では、しわが生じることがある。つまり特に封筒や薬袋の場合、両端が接着されており、そのため定着の際に上下の紙がずれるとしわが生じやすい。
Here, fixing may be performed on two sheets of paper P such as an envelope, a medicine bag, and a label seal. At this time, wrinkles may occur in the
図8(c)は、従来の押圧パッド63の断面形状を説明した図である。この図8(c)は、図3に示した場合と同様の面における断面図である。図8(c)における押圧パッド63は、ニップ部Nの入口側(用紙Pの搬送方向上流側)のプレニップ領域63aと、ニップ部Nの出口側(用紙Pの搬送方向下流側)の剥離ニップ領域63bとで異なるニップ圧が設定されている。すなわち、プレニップ領域63aでは、押圧パッド63の加圧ロール62側の面は、ほぼ加圧ロール62の外周面に倣う円弧形状に形成される。そしてこれにより均一で幅の広いニップ部Nを形成する。また、剥離ニップ領域63bでは、押圧パッド63の加圧ロール62側の面は、プレニップ領域63aの箇所とは逆向きの円弧形状に形成される。そして剥離ニップ領域63bを通過する定着ベルト61の曲率半径が小さくなるように、加圧ロール62表面から局所的に大きなニップ圧で押圧されるように形成される。それにより、剥離ニップ領域63bを通過する用紙Pに定着ベルト61表面から離れる方向のカール(ダウンカール)を形成して、用紙Pに対する定着ベルト61表面からの剥離を促進させている。
FIG. 8C illustrates the cross-sectional shape of the conventional
しかしながら図8(c)に示した断面形状の押圧パッド63では、ニップ部Nにおいて定着ベルト61が受ける歪みが大きくなりすい。そして特に封筒等の2枚重ねの用紙Pに対し定着を行なう場合、上下の紙のずれが生じやすく、これに起因してしわが生じやすい。
However, in the
この問題を抑制するため本実施の形態の押圧パッド63は、以下の断面形状を採る。
図8(a)は、本実施の形態の押圧パッド63の断面形状を説明した図である。
図8(a)に示した押圧パッド63は、定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧する面が平面である。そしてこの平面は、用紙Pのニップ部Nへの侵入方向に対し加圧ロール62側に侵入方向下流側が傾く角度をなす。つまり図中定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧する面である面63cが平面をなし、そしてこの面63cは、用紙Pの侵入方向に対し、図中右下側に傾くようにして形成される。本実施の形態では、この面63cと用紙Pの侵入方向の角度の差を角度θとして図示している。なお本実施の形態では、面63cにより定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧することで、ニップ部Nを形成する。また本実施の形態では、押圧パッド63は、用紙Pのニップ部Nへの侵入方向の下流側端部において面取り部63dを設けている。これにより定着ベルト61の内周面の損傷を抑制することができる。
In order to suppress this problem, the
FIG. 8A is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the
The
本実施の形態では、面63cが、用紙Pがニップ部Nに侵入する方向に対し加圧ロール62側に下流側が傾く角度をなすため、面63cが例えば、用紙Pがニップ部Nに侵入する方向とほぼ同じ角度である場合より、さらに急激な角度で、定着ベルト61が、用紙Pから離れることになる。そのため用紙Pは、用紙P自身が有している紙のコシによって定着ベルト61からより分離しやすくなる。
In the present embodiment, since the
図9は、押圧パッド63の断面形状に対する定着ベルト61に与える歪みについて対比した図である。
図9ではニップ部Nおよびその前後の箇所における定着ベルト61に加わる歪みの変化について図示している。そして縦軸において0より上の正領域では、定着ベルト61に引張り応力による歪みが加わっていることを示し、0より下の負領域では、定着ベルト61に圧縮応力による歪みが加わっていることを示している。そして図中点線は、図8(c)で図示した従来の断面形状の押圧パッド63の場合を示している。また図中実線は、図8(a)で図示した本実施に形態の断面形状の押圧パッド63の場合を示している。さらに一点鎖線は、図8(b)に示す押圧パッド63の場合である。つまりこの押圧パッド63は、定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧する面である面63cを平面とするが、面63cを傾けなかった場合を示している。この場合、面63cは、用紙Pのニップ部Nへの侵入方向に対し、ほぼ同じ角度をなすようにして形成される。
FIG. 9 is a diagram comparing the distortion applied to the fixing
FIG. 9 illustrates a change in distortion applied to the fixing
図9からわかるように実線で示した本実施の形態の断面形状の押圧パッド63では、定着ベルト61に加わる歪みが、前半のニップ領域において点線で示した従来のものより小さくなる。そしてこれにより封筒等の2枚重ねの用紙でも、上下の紙のずれが生じにくく、しわが生じにくくなる。なお後半のニップ領域においては、実線と点線とは重なっているため両者の差はほとんどない。
一方、一点鎖線で示した面63cを傾けなかった場合についても、前半のニップ領域において従来のものより定着ベルト61に加わる歪みは小さいため、同様にしわが生じにくくなる。ただし後半のニップ領域で定着ベルト61に加わる歪みも小さくなっている。この場合、用紙Pが定着ベルト61から剥離しにくくなり、剥離性能が悪化しやすい。
As can be seen from FIG. 9, in the
On the other hand, even when the
また押圧パッド63の面63cは、定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧する面のうち少なくとも定着ベルト61の回転軸方向中央部において平面であることを要する。つまり定着ベルト61の回転軸方向中央部は、用紙Pが小サイズのものであっても通過する位置である。そのため用紙Pのしわを抑制する観点から、この位置が平面であることが必要である。一方、定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧する面のうち定着ベルト61の回転軸方向端部は、図2に示すエンドキャップ部材67が位置する箇所である。そして定着ベルト61とエンドキャップ部材67は接着されているので、この箇所に対応する押圧パッド63の面63cが平面であると、定着ベルト61に大きな歪みが生じ、定着ベルト61の回転軸方向端部にクラック等が生じやすい。そのため押圧パッド63は、定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧する面のうち定着ベルト61の回転軸方向端部が凸形状をなす方が好ましい。押圧パッド63の端部をこのようにすることで定着ベルト61の回転軸方向端部に歪みが生じにくく、定着ベルト61の端部の損傷を抑制することができる。
Further, the
また本実施の形態の押圧パッド63を使用する場合、特に図4(b)で示した定着ベルト61を使用したときに、定着ベルト61の耐久性が向上しやすくなる。つまり図4(b)で示した定着ベルト61を使用した場合、大きな歪みが加わると特に金属クラッド層にクラックが生じやすい。そしてこのクラックが成長して定着ベルト61に局所的な破壊が生じることがある。本実施の形態の押圧パッド63では、定着ベルト61に加わる歪みがより小さいため、定着ベルト61として図4(b)で示したものを使用した場合に、より好適に使用できる。
Further, when the
なお、本実施の形態では、押圧パッド63による剥離の補助手段として、ニップ部Nの下流側に、剥離補助部材70を配置している。剥離補助部材70は、剥離バッフル71が定着ベルト61の回転移動方向と対向する向き(所謂カウンタ方向)に定着ベルト61と近接する状態でホルダ72によって支持される。そして、押圧パッド63の出口にて用紙Pに形成されたカール部分を剥離バッフル71により支持することで、用紙Pが定着ベルト61方向に向かうことを抑制する。本実施の形態では、面63cは、用紙Pの侵入方向に対し、図中右下側に傾くようにして形成される。そしてこれによりニップ部Nから排出された用紙Pが剥離バッフル71に引っかかりやすくなり、用紙Pが、定着ベルト61からさらに分離しやすくなる。
In the present embodiment, the
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限りこれらの実施例により限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited by these Examples, unless the summary is exceeded.
<試験1(しわ試験)−試験方法>
押圧パッド63として、図10(a)〜(c)に示した押圧パッド63を使用して定着動作を行なった。なお図10(a)に示した押圧パッド63は、図8(a)に示した押圧パッド63と同様であり、図10(b)に示した押圧パッド63は、図8(c)に示した押圧パッド63と同様である。また図10(c)に示した押圧パッド63は、定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧する面である面63cが凸面となるものである。なお定着装置としては、押圧パッド63を変更したこと以外は、図3で示した定着ユニット60を使用した。さらに用紙Pとして、角2号封筒を使用し、表面を図3における上側にして定着を行なった。なお図10(a)〜(c)において矢印は、角2号封筒のニップ部Nへの侵入方向である。
<Test 1 (wrinkle test) -Test method>
The fixing operation was performed using the
<試験1−結果>
そして用紙Pである角2号封筒にしわが生じるか否かの評価を行なった。
結果を、図10(d)〜(f)に示す。図中図10(d)は、図10(a)に示した押圧パッド63を使用した結果である。同様に図10(e)は、図10(b)に示した押圧パッド63を使用した結果であり、図10(f)は、図10(c)に示した押圧パッド63を使用した結果である。なお図10(d)〜(f)において矢印は、角2号封筒のニップ部Nへの侵入方向である。
図10(d)に示すように図10(a)に示した押圧パッド63を使用した場合は、角2号封筒にしわは生じなかった。他方、図10(b)に示した押圧パッド63を使用した場合は、角2号封筒の裏面にしわSが発生した。更に図10(c)に示した押圧パッド63を使用した場合は、角2号封筒の表面にしわSが発生した。
この結果により、図10(a)の押圧パッド63について、用紙Pとして封筒を使用した場合のしわの発生を抑制する効果が確認できた。
<Test 1-Result>
Then, an evaluation was made as to whether or not wrinkles would occur on the corner No. 2 envelope which is the paper P.
The results are shown in FIGS. 10 (d) to 10 (f). FIG. 10D shows the result of using the
When the
From this result, it was confirmed that the
<試験2(剥離試験)−試験方法>
押圧パッド63として、図8(a)〜(c)に示した押圧パッド63を使用して試験1と同様にして、定着動作を行なった。なおこの際、定着温度を図11に示すように10度毎に変更し、また更に用紙Pとしての角2号封筒のニップ部Nへの侵入方向先端部に対し、トナー像が形成されていない余白部を2mm、3mm、4mmの3段階に変更して試験を行なった。
<Test 2 (Peel Test) -Test Method>
Using the
<試験2−結果>
そして用紙Pである角2号封筒が、定着ベルト61から正常に剥離したか否かで剥離性能について評価を行なった。
結果を図11に示す。なお図11中、○は、角2号封筒が定着ベルト61から正常に剥離したことを表わす。一方、×は、角2号封筒が定着ベルト61から正常に剥離しなかったことを表わす。
<Test 2 result>
Then, the peeling performance was evaluated based on whether or not the square No. 2 envelope, which is the paper P, normally peeled from the fixing
The results are shown in FIG. In FIG. 11, “◯” indicates that the square No. 2 envelope has been normally peeled from the fixing
図11において、図8(a)〜(c)の押圧パッド63について比較すると、図8(a)に示した押圧パッド63の方が、図8(b)〜(c)に示した押圧パッド63に対し、○の領域が広く、剥離性能が優れていることがわかる。さらに図8(a)と図8(b)の押圧パッド63について比較すると、定着ベルト61を加圧ロール62に向けて押圧する面63cを、用紙Pがニップ部Nに侵入する方向に対し、同じ角度である場合より、傾く角度で形成した方が、剥離性能が大きく優れていることがわかる。なおしわ発生については、図8(a)〜(b)の押圧パッド63を使用した場合は、角2号封筒にしわが発生しなかったが、図8(c)の押圧パッド63を使用した場合は、しわが発生した。
In FIG. 11, when comparing the
1…画像形成装置、60…定着ユニット、61…定着ベルト、62…加圧ロール、63…押圧パッド、63c…面、63d…面取り部、80…IHヒータ、200…移動機構、300…定着ユニット制御部、611…基材層、612…導電発熱層、613…弾性層、614…表面離型層、615…ステンレス層、N…ニップ部、P…用紙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 60 ... Fixing unit, 61 ... Fixing belt, 62 ... Pressure roll, 63 ... Press pad, 63c ... Surface, 63d ... Chamfering part, 80 ... IH heater, 200 ... Moving mechanism, 300 ... Fixing unit Control unit, 611 ... base material layer, 612 ... conductive heating layer, 613 ... elastic layer, 614 ... surface release layer, 615 ... stainless steel layer, N ... nip part, P ... paper
Claims (5)
前記定着ベルト部材の外周面に圧接することで当該定着ベルト部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、
前記定着ベルト部材の内側から前記加圧部材に向けて当該定着ベルト部材を押圧する押圧部材と、
を備え、
前記押圧部材は、
前記定着ベルト部材を前記加圧部材に向けて押圧する面のうち少なくとも当該定着ベルト部材の回転軸方向中央部において平面であるとともに、当該平面は、前記定着加圧部を形成する箇所において記録材の前記定着加圧部への侵入方向に対し当該加圧部材側に搬送方向下流側が傾くように水平に対して角度を有し、
前記定着ベルト部材を前記加圧部材に向けて押圧する面のうち当該定着ベルト部材の回転軸方向端部が凸形状をなすことを特徴とする定着装置。 A rotatable fixing belt member for fixing a toner image on a recording material;
A pressure member that forms a fixing pressure portion for allowing a recording material holding an unfixed toner image to pass between the fixing belt member and the outer peripheral surface of the fixing belt member by pressure contact;
A pressing member that presses the fixing belt member from the inside of the fixing belt member toward the pressing member;
With
The pressing member is
Of the surfaces that press the fixing belt member toward the pressure member, the surface is a flat surface at least in the central portion in the rotation axis direction of the fixing belt member, and the flat surface is a recording material at a location where the fixing pressure portion is formed. have a angle to the horizontal with respect to the penetration direction of the to the fixing pressure portion such that the downstream side in the conveying direction inclined to the pressure member side,
A fixing device characterized in that, in a surface pressing the fixing belt member toward the pressure member, an end portion in the rotation axis direction of the fixing belt member has a convex shape .
基材層と、
前記基材層上に形成され、電磁誘導加熱される導電層と、
前記導電層上に形成され、当該導電層を保護する保護層と、
を備え、
前記基材層、導電層および保護層の少なくとも1つは金属材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 The fixing belt member is
A base material layer;
A conductive layer formed on the substrate layer and heated by electromagnetic induction;
A protective layer formed on the conductive layer and protecting the conductive layer;
With
The base layer, at least one of the conductive layer and the protective layer of the fixing device according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of a metallic material.
前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材にトナー像を定着する回転可能な定着ベルト部材と、当該定着ベルト部材の外周面に圧接することで当該定着ベルト部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、当該定着ベルト部材の内側から当該加圧部材に向けて当該定着ベルト部材を押圧する押圧部材と、を備える定着手段と、
を備え、
前記定着手段の前記押圧部材は、
前記定着ベルト部材を前記加圧部材に向けて押圧する面のうち少なくとも当該定着ベルト部材の回転軸方向中央部において平面であるとともに、当該平面は、前記定着加圧部を形成する箇所において記録材の前記定着加圧部への侵入方向に対し当該加圧部材側に搬送方向下流側が傾くように水平に対して角度を有し、
前記定着ベルト部材を前記加圧部材に向けて押圧する面のうち当該定着ベルト部材の回転軸方向端部が凸形状をなすことを特徴とする画像形成装置。 Toner image forming means for forming a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording material;
A rotating fixing belt member that fixes a toner image on a recording material and a recording material that holds an unfixed toner image pass between the fixing belt member and the outer peripheral surface of the fixing belt member. A fixing unit comprising: a pressing member that forms a fixing pressing unit; and a pressing member that presses the fixing belt member toward the pressing member from the inside of the fixing belt member;
With
The pressing member of the fixing unit is
Of the surfaces that press the fixing belt member toward the pressure member, the surface is a flat surface at least in the central portion in the rotation axis direction of the fixing belt member, and the flat surface is a recording material at a location where the fixing pressure portion is formed. have a angle to the horizontal with respect to the penetration direction of the to the fixing pressure portion such that the downstream side in the conveying direction inclined to the pressure member side,
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein an end of the fixing belt member in a rotational axis direction has a convex shape out of a surface that presses the fixing belt member toward the pressure member .
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