JP5940888B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus having the same - Google Patents

Fixing apparatus and image forming apparatus having the same Download PDF

Info

Publication number
JP5940888B2
JP5940888B2 JP2012117679A JP2012117679A JP5940888B2 JP 5940888 B2 JP5940888 B2 JP 5940888B2 JP 2012117679 A JP2012117679 A JP 2012117679A JP 2012117679 A JP2012117679 A JP 2012117679A JP 5940888 B2 JP5940888 B2 JP 5940888B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing
belt
fixing belt
pressure
pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012117679A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013246202A (en
Inventor
前田 智弘
智弘 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2012117679A priority Critical patent/JP5940888B2/en
Publication of JP2013246202A publication Critical patent/JP2013246202A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5940888B2 publication Critical patent/JP5940888B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録媒体上の未定着トナー像を接触加熱定着する定着装置に関するものである。   The present invention relates to a fixing device that heats and fixes an unfixed toner image on a recording medium in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.

この種の画像形成装置に搭載される定着装置として、一対の加熱されたローラ間に記録媒体上の未定着トナー像を通過させることにより、熱溶融させて定着を行うローラ対方式の定着装置が知られている。このローラ対方式の定着ローラは、アルミニウムなどの金属製の中空芯金の表面に弾性層が形成されており、芯金の内部に加熱源としてハロゲンランプが配置され、定着ローラ表面に設けた温度センサからの信号により温度制御回路がハロゲンランプをオン、オフ制御し、定着ローラ表面の温度を一定に保つようにしている。   As a fixing device mounted on this type of image forming apparatus, there is a roller pair type fixing device that performs fixing by heat melting by passing an unfixed toner image on a recording medium between a pair of heated rollers. Are known. In this roller-pair type fixing roller, an elastic layer is formed on the surface of a hollow metal core made of metal such as aluminum, a halogen lamp is disposed as a heating source inside the metal core, and a temperature provided on the surface of the fixing roller. The temperature control circuit controls the halogen lamp on and off by a signal from the sensor so as to keep the temperature of the surface of the fixing roller constant.

定着ローラと相対する加圧ローラは、芯金上に被覆層としてシリコンゴムなどの耐熱性の弾性層を設けたものが用いられている。加圧ローラが定着ローラに圧接されたときに、加圧ローラの弾性層の弾性変形によって所定のニップ領域が形成される。このニップ領域に記録媒体上の未定着トナー像を通過させ、トナー像を熱溶融することにより定着を行う。   As the pressure roller facing the fixing roller, a pressure roller provided with a heat-resistant elastic layer such as silicon rubber as a coating layer is used. When the pressure roller is brought into pressure contact with the fixing roller, a predetermined nip region is formed by elastic deformation of the elastic layer of the pressure roller. The unfixed toner image on the recording medium is passed through this nip area, and the toner image is fused by heat melting.

ここで、ローラ対方式の定着装置を用いて、より高速に定着を行なおうとした場合、トナー像には低速での定着と同じだけ熱を与えなければ定着させることができない。そのためには、定着速度の高速に伴ってニップ幅を広くする必要がある。ニップ幅を広くするのには、1)両ローラ間の荷重を大きくする、2)定着ローラの弾性層の厚みを厚くする、3)ローラ径を大きくする等の方法がある。   Here, when fixing is performed at a higher speed by using a roller pair type fixing device, the toner image cannot be fixed unless heat is applied to the toner image as much as the fixing at a low speed. For this purpose, it is necessary to increase the nip width as the fixing speed increases. To widen the nip width, there are methods such as 1) increasing the load between both rollers, 2) increasing the thickness of the elastic layer of the fixing roller, and 3) increasing the roller diameter.

しかし、上記1)のように、両ローラ間の荷重を大きくしてニップ幅を拡げると、ローラの撓みが発生し、軸方向に均一にニップ幅が形成されなくなり、搬送性や画質に影響を与える。上記2)のように、定着ローラの弾性層を厚くしてニップ幅を広げる、あるいは、3)のようにローラ径を大きくしてニップ幅を拡げようとすると、画像品質上の問題はないが、定着装置の大型化や熱容量の増大に伴ないウォームアップ時間が長くなってしまうといった問題が生じる。   However, as described in 1) above, if the load between both rollers is increased to widen the nip width, the rollers will bend and the nip width will not be formed uniformly in the axial direction, affecting the transportability and image quality. give. If the elastic layer of the fixing roller is thickened to widen the nip width as in 2) above, or the roller diameter is increased to widen the nip width as in 3), there is no problem in image quality. As a result, there arises a problem that the warm-up time becomes longer as the fixing device becomes larger and the heat capacity increases.

これらの問題点を解決し、より高速化に対応するため、エンドレスベルトを用いたベルトニップ方式の定着装置が出現している。特許文献1では、弾性層を有する定着ローラと、加圧ベルトと、加圧ベルトの内面に配置され加圧ベルトを定着ローラに押圧させる押圧部材とを備え、加圧ベルトと定着ローラとの間に形成されたニップ領域について、記録媒体の搬送方向下流側の圧力が他の部分より高い圧力分布となるように、押圧部材を可動支持する機構を備えることで、定着ローラ表面を局所的に歪ませ、記録媒体の剥離性を向上させている。これにより、高速化しても高い定着性能を維持しながら記録媒体を加圧ベルトから安定的に剥離することができる。   In order to solve these problems and cope with higher speed, a belt nip type fixing device using an endless belt has appeared. Patent Document 1 includes a fixing roller having an elastic layer, a pressure belt, and a pressing member that is disposed on the inner surface of the pressure belt and presses the pressure belt against the fixing roller, and is provided between the pressure belt and the fixing roller. In the nip area formed in the area, the fixing roller surface is locally distorted by providing a mechanism to move and support the pressing member so that the pressure downstream in the conveyance direction of the recording medium has a higher pressure distribution than other parts. However, the peelability of the recording medium is improved. Accordingly, the recording medium can be stably peeled from the pressure belt while maintaining high fixing performance even when the speed is increased.

特許第4779622号公報Japanese Patent No. 4779622

ところで、特許文献1の定着装置では、定着ローラと定着ベルトとを有し、定着ベルトの内面に押圧部材を有し、ニップ領域の下流側圧力が他の部分より高い圧力分布となるように押圧部材を可動支持する機構を備えることで、定着ローラの表面を局所的に歪ませ、記録媒体の剥離性を向上させているが、定着ローラの表面を歪ませるには、従来よりも大きな荷重が必要であり、大きな荷重をかけることで、押圧部材(固定部材)と定着ベルトの内面が強く擦れるため、定着ベルトの耐久性に課題がある。   By the way, the fixing device of Patent Document 1 has a fixing roller and a fixing belt, has a pressing member on the inner surface of the fixing belt, and presses so that the downstream pressure in the nip region has a higher pressure distribution than other portions. By providing a mechanism that supports the member in a movable manner, the surface of the fixing roller is locally distorted, and the peelability of the recording medium is improved. This is necessary. When a large load is applied, the pressing member (fixing member) and the inner surface of the fixing belt rub against each other strongly, and there is a problem in durability of the fixing belt.

また、定着ローラの表面を歪ませるためには、定着ローラの表面ゴム層を厚くする必要があるため、ウォームアップ時間が長くなり、省エネ性能に劣る結果となる。   Further, in order to distort the surface of the fixing roller, it is necessary to increase the surface rubber layer of the fixing roller, so that the warm-up time becomes long, resulting in poor energy saving performance.

本発明は、上記に鑑み、ベルトニップ方式の定着装置において、ウォームアップ時間が短く、定着性能を維持しながら、剥離性も良好な定着装置の提供を目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a fixing device with a belt nip type fixing device that has a short warm-up time, maintains fixing performance, and has good peelability.

上記目的を達成するため、本発明は、回転可能な定着ベルトと、該定着ベルトを加熱する加熱源と、前記定着ベルトと相対して設けられた加圧ローラと、前記定着ベルトの内部に設けられ定着ベルトを加圧ローラ側に押圧する押圧部とを備え、前記押圧部を定着ベルトを介して加圧ローラに押圧することにより、記録媒体上の未定着トナー像を定着する定着ニップ部が形成された定着装置において、前記押圧部は、定着ベルトの内周面を摺擦するように配置された加圧パットと、前記加圧パットのニップ形成面と反対側の面を押圧支持するパット支持部材と、前記加圧パットの反対側の面と前記パット支持材との間に介在され、記録媒体の搬送方向に配列された複数の付勢部材とを備え、前記加圧パットは、そのニップ形成面が加圧ローラの曲率に対応して凹状曲面に形成され、かつ、前記加圧パットの反対側の面である付勢部材の支持面がフラット面とされ、さらに、定着ニップ部における記録媒体の搬送方向下流側の圧力が上流側よりも高くなるように、前記加圧パットにおける押圧方向の厚みが、記録媒体の搬送方向で上流側よりも下流側の方が厚くなるように、加圧パットの反対側の面における付勢部材の支持面が上流側での支持面のフラット面と下流側での支持面のフラット面とで階段状に形成されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rotatable fixing belt, a heat source for heating the fixing belt, a pressure roller provided opposite to the fixing belt, and an inside of the fixing belt. A fixing nip portion for fixing an unfixed toner image on the recording medium by pressing the pressing portion against the pressure roller via the fixing belt. In the formed fixing device, the pressing portion includes a pressure pad disposed so as to rub against an inner peripheral surface of the fixing belt, and a pad that presses and supports a surface opposite to the nip forming surface of the pressure pad. A support member, and a plurality of urging members that are interposed between the opposite surface of the pressure pad and the pad support material and arranged in the conveyance direction of the recording medium. The nip forming surface of the pressure roller It is formed on the concave curved surface corresponding to the rate, and the support surface opposite to the surface in which the biasing member of the pressure pad is a flat surface, further, on the downstream side in the transport direction of the recording medium in the fixing nip portion as the pressure is higher than the upstream side, the thickness of the pressing direction in the press pad is, as toward the downstream side than the upstream side in the conveying direction of the recording medium becomes thicker, the opposite side of the press pad The supporting surface of the urging member is formed in a stepped shape with a flat surface of the supporting surface on the upstream side and a flat surface of the supporting surface on the downstream side .

上記構成によると、定着ベルトの内周面を摺擦するように配置された加圧パットは、そのニップ形成面が加圧ローラの曲率に対応して凹状曲面に形成されているので、定着ベルトはニップ出口で、その曲率が大きく変化することになり、記録媒体が定着ベルトに巻き付くのを防止することができる。   According to the above configuration, the pressure pad arranged so as to rub against the inner peripheral surface of the fixing belt has a nip forming surface formed in a concave curved surface corresponding to the curvature of the pressure roller. The curvature of the toner greatly changes at the nip exit, and the recording medium can be prevented from being wound around the fixing belt.

しかも、定着ニップ部における記録媒体の搬送方向下流側の圧力を、上流側よりも高くなるように、加圧パットの押圧方向の厚みについて、搬送方向上流側よりも下流側の方を厚くしているので、簡単な構成ながらニップ部下流側で圧力を高くすることができ、ニップ出口で定着ベルトを変形させて、ニップ出口のベルトの搬送方向の向きを大きく変化させることができ、曲率剥離を行ないやすくしている。   In addition, with respect to the thickness in the pressing direction of the pressure pad in the fixing nip portion, the downstream side in the conveyance direction of the recording medium is made thicker on the downstream side than the upstream side in the conveyance direction. Therefore, it is possible to increase the pressure on the downstream side of the nip portion with a simple configuration, to deform the fixing belt at the nip outlet, and to greatly change the direction of the belt conveyance direction at the nip outlet, and to prevent the curvature peeling. It is easy to do.

ここで、加圧パットの押圧方向の厚みを搬送方向下流側で厚くする態様としては、搬送方向上流側から下流側にかけて徐々に厚くなるようにニップ形成面と反対側の面を傾斜面とする構成、あるいは階段状に厚くしていく構成が考えられるが、後述のように階段状に厚くしていく構成が好ましい。
Here, as a mode in which the thickness in the pressing direction of the pressure pad is increased on the downstream side in the transport direction, the surface opposite to the nip forming surface is an inclined surface so that the thickness gradually increases from the upstream side to the downstream side in the transport direction. Although a configuration or a configuration in which the thickness is increased in a staircase shape is conceivable, a configuration in which the thickness is increased in a staircase shape as described below is preferable.

なお、加圧パットと反対側の面に搬送方向で複数の付勢部材を配列して、加圧パットを搬送方向で平均的に押圧できるようにするのが好ましい。この場合、加圧パットでは、付勢部材の支持面がフラット面であることが好ましいので、階段状の構成が好適に採用できる。また、搬送方向で下流側の圧力を高める方策として、搬送方向に配列される複数の付勢部材(ばね)のばね定数を下流に向かうほど高く設定する構成も採用可能である。このばね定数を下流側に向かうほど上げる構成は、加圧パットの押圧方向の厚みを搬送方向下流側で厚くする構成と合わせて採用可能である。また、別の方策として、加圧パットのニップ形成面と反対側の面に搬送方向で比重の異なる部材を組み合わせる構成も採用可能である。   In addition, it is preferable to arrange a plurality of urging members on the surface opposite to the pressure pad in the transport direction so that the pressure pad can be pressed on the average in the transport direction. In this case, in the pressure pad, since the support surface of the urging member is preferably a flat surface, a stepped configuration can be suitably employed. Further, as a measure for increasing the pressure on the downstream side in the transport direction, a configuration in which the spring constants of a plurality of urging members (springs) arranged in the transport direction are set higher toward the downstream can be employed. The configuration in which the spring constant is increased toward the downstream side can be employed in combination with the configuration in which the thickness in the pressing direction of the pressure pad is increased on the downstream side in the conveyance direction. As another measure, it is also possible to adopt a configuration in which a member having a specific gravity in the transport direction is combined with a surface opposite to the nip forming surface of the pressure pad.

さらに、加圧パットのニップ形成面の曲率(1/r)は、加圧ローラの曲率(1/R)(Rは加圧ローラの半径)、定着ベルトの厚みtとしたとき、1/r<1/(R+t)に設定した構成を採用することが好ましい。   Further, the curvature (1 / r) of the nip forming surface of the pressure pad is 1 / r where the curvature (1 / R) of the pressure roller (R is the radius of the pressure roller) and the thickness t of the fixing belt are 1 / r. It is preferable to adopt a configuration set to <1 / (R + t).

上記の関係式によれば、加圧パットの凹状曲面の曲率半径rは、加圧ローラの曲率半径Rと定着ベルトの厚みtを加算した曲率半径(R+t)よりも大きくなるため、少なくとも加圧パットのニップ形成面の搬送方向中央領域で、加圧ローラと加圧パットとが確実に圧接するので、未定着トナー像を確実に接触溶融させることができ、定着性能を良好なものとすることができる。逆に、1/r≧1/(R+t)とした場合、加圧パットの搬送方向で両端部が、加圧ローラと局所的に接触することになり、加圧パットの中央部(記録媒体搬送方向でのニップ領域内の中央部)に圧力がかからず、定着不良が生じるおそれがある。   According to the above relational expression, the curvature radius r of the concave curved surface of the pressure pad is larger than the curvature radius (R + t) obtained by adding the curvature radius R of the pressure roller and the thickness t of the fixing belt. Since the pressure roller and the pressure pad are securely in contact with each other in the center area in the conveyance direction of the nip forming surface of the pressure pad, the unfixed toner image can be reliably melted by contact, and the fixing performance is improved. can do. On the other hand, when 1 / r ≧ 1 / (R + t), both end portions are locally in contact with the pressure roller in the conveyance direction of the pressure pad, and the central portion of the pressure pad (recording) No pressure is applied to the central portion in the nip region in the medium conveyance direction, which may cause a fixing failure.

また、定着ニップ部以外の定着ベルトの内周面に近接して定着ベルトの回転を保持するベルトガイドが設けられ、前記ベルトガイドの表面の曲率と定着ベルトの内径の曲率が略同一であり、前記ベルトガイドの形状が真円形状とされた構成が採用可能である。   In addition, a belt guide that holds the rotation of the fixing belt in the vicinity of the inner peripheral surface of the fixing belt other than the fixing nip portion is provided, and the curvature of the surface of the belt guide and the curvature of the inner diameter of the fixing belt are substantially the same, A configuration in which the shape of the belt guide is a perfect circle can be employed.

上記真円形状のベルトガイドを設けることで、回転する定着ベルトがベルトガイドに摺擦することになり、定着ベルト自身の弛みを極力少なくすることができる。その結果、ニップ出口でも定着ベルトが弛まずに回転することができるので、ニップ出口での定着ベルトの曲率を大きくすることができ、記録媒体の剥離性を良好にすることができる。さらに、ベルトガイドの形状を真円にすることで、定着ベルトを回転する上での負荷を軽減することができる。   By providing the perfect belt guide, the rotating fixing belt rubs against the belt guide, and the looseness of the fixing belt itself can be reduced as much as possible. As a result, the fixing belt can rotate without slack at the nip outlet, so that the curvature of the fixing belt at the nip outlet can be increased and the peelability of the recording medium can be improved. Furthermore, by making the shape of the belt guide a perfect circle, it is possible to reduce the load on rotating the fixing belt.

この場合、定着ベルトの回転駆動は、加圧ローラ側を回転駆動して、定着ニップ部での定着ベルトとの摺擦により、定着ベルト側を従動させる構成や、定着ベルトの外側面に駆動ローラを配置し、駆動ローラとの摺動により動力を伝達する構成であってもよい。   In this case, the rotation of the fixing belt can be driven by rotating the pressure roller side to drive the fixing belt side by rubbing against the fixing belt at the fixing nip portion, or a driving roller on the outer surface of the fixing belt. The power may be transmitted by sliding with the drive roller.

また、上記の定着装置を備えた画像形成装置においては、画像形成装置のウォームアップ時間を短縮することができ、待機時の消費電力も必要がないため、低消費電力の画像形成装置を得ることができる。   Further, in the image forming apparatus provided with the above-described fixing device, the warm-up time of the image forming apparatus can be shortened, and power consumption during standby is not necessary, so that an image forming apparatus with low power consumption can be obtained. Can do.

以上のとおり、本発明によると、ベルトニップ方式の定着ベルトを使用しているためウォームアップ時間を短縮することができ、また、定着ニップ部における記録媒体の搬送方向下流側の圧力を上流側よりも高い圧力となるように、加圧パットの押圧方向の厚みを下流側の方が厚くなるように設定しているので、ニップ出口で定着ベルトを大きく変形させることができ、記録媒体の曲率剥離を行ないやすくする。さらに、加圧パットの凹状曲面の曲率を、加圧ローラの曲率[1/(加圧ローラの半径R+定着ベルトの厚みt)]よりも小さくしているため、少なくとも加圧パットのニップ形成面の搬送方向中央部で、加圧ローラと加圧パットとが確実に圧接し、未定着トナー像を確実に接触溶融させることができるので、定着性能を良好にすることができる。   As described above, according to the present invention, since the belt nip type fixing belt is used, the warm-up time can be shortened, and the pressure on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium in the fixing nip portion is increased from the upstream side. Since the thickness of the pressure pad in the pressing direction is set to be thicker on the downstream side so that the pressure becomes higher, the fixing belt can be greatly deformed at the nip outlet, and the curvature of the recording medium is peeled off. Make it easier to do. Further, since the curvature of the concave curved surface of the pressure pad is smaller than the curvature of the pressure roller [1 / (radius R of pressure roller + thickness t of fixing belt)], at least the nip of the pressure pad is formed. Since the pressure roller and the pressure pad are reliably brought into pressure contact with each other at the center in the transport direction of the surface, the unfixed toner image can be reliably contacted and melted, so that the fixing performance can be improved.

本発明の一実施形態である画像形成装置の内部構造を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 定着装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a fixing device. 加圧パット部の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of a pressurization pad part.

以下、本発明の一実施形態である画像形成装置およびこれに搭載された定着装置を図面に基づいて説明する。図1は乾式電子写真方式のカラー画像形成装置の内部構造を示している。この画像形成装置は、例えば、ネットワーク上の各端末装置から送信される画像データ等に基づいて、所定の記録媒体に対して多色又は単色の画像を形成するもので、可視像形成ユニット50(50Y・50M・50C・50B)、記録媒体搬送部30、定着装置(加熱装置)40、および供給トレイ57を備えている。   Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention and a fixing device mounted thereon will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the internal structure of a dry electrophotographic color image forming apparatus. This image forming apparatus forms, for example, a multicolor or single color image on a predetermined recording medium based on image data transmitted from each terminal device on the network. The visible image forming unit 50 (50Y / 50M / 50C / 50B), a recording medium transport unit 30, a fixing device (heating device) 40, and a supply tray 57.

図1に示す画像形成装置では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色に対応して、4つの可視像形成ユニット50Y・50M・50C・50Bが並設されている。可視像形成ユニット50Yは、イエロー(Y)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット50Mは、マゼンダ(M)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット50Cは、シアン(C)のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット50Bは、ブラック(B)のトナーを用いて画像形成を行う。4組の可視像形成ユニットは、記録媒体Pの供給トレイ57と定着装置40とを繋ぐ記録媒体の搬送路に沿って所謂タンデム式に配列されている。   In the image forming apparatus shown in FIG. 1, four visible image forming units 50Y, 50M, 50C, and 50B are provided for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (B). It is installed side by side. The visible image forming unit 50Y forms an image using yellow (Y) toner, the visible image forming unit 50M forms an image using magenta (M) toner, and the visible image forming unit 50C. Performs image formation using cyan (C) toner, and the visible image forming unit 50B performs image formation using black (B) toner. The four sets of visible image forming units are arranged in a so-called tandem manner along a recording medium conveyance path that connects the supply tray 57 of the recording medium P and the fixing device 40.

4組の可視像形成ユニット50は、それぞれ実質的に同一の構成を有している。すなわち、各可視像形成ユニット50は、感光体ドラム51、帯電器52、レーザ光照射部53、現像器54、転写ローラ55、およびドラムクリーナユニット56がそれぞれ設けられており、搬送されてきたシート状の記録媒体Pに各色トナーを多重転写する。   The four sets of visible image forming units 50 have substantially the same configuration. That is, each visible image forming unit 50 includes a photosensitive drum 51, a charger 52, a laser beam irradiation unit 53, a developing unit 54, a transfer roller 55, and a drum cleaner unit 56, and has been conveyed. Each color toner is multiplex-transferred to the sheet-like recording medium P.

ここで、感光体ドラム51は、形成される画像を担持するものである。帯電器52は、感光体ドラム51表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。レーザ光照射部53は、画像形成装置に入力された画像データに応じて、帯電器52によって帯電した感光体ドラム51表面を露光して、該感光体ドラム51表面に静電潜像を形成する。   Here, the photosensitive drum 51 carries an image to be formed. The charger 52 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 51 to a predetermined potential. The laser beam irradiation unit 53 exposes the surface of the photosensitive drum 51 charged by the charger 52 in accordance with image data input to the image forming apparatus, and forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 51. .

現像器54は、感光体ドラム51の表面に形成された静電潜像を、各色のトナーによって顕像化する。転写ローラ55は、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、後述する記録媒体搬送部30により搬送された記録媒体Pに、形成されたトナー像を転写させる。ドラムクリーナユニット56は、現像器54での現像処理、及び、感光体ドラム51に形成された画像の転写後に感光体ドラム51表面に残留したトナーを除去・回収する。以上のような、記録媒体Pに対するトナー像の転写は、4色について4回繰り返される。     The developing device 54 visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 51 with toner of each color. The transfer roller 55 is applied with a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner, and transfers the formed toner image to the recording medium P conveyed by the recording medium conveyance unit 30 described later. The drum cleaner unit 56 removes and collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 51 after the development processing in the developing device 54 and the transfer of the image formed on the photosensitive drum 51. The transfer of the toner image to the recording medium P as described above is repeated four times for four colors.

記録媒体搬送部30は、駆動ローラ31、アイドリングローラ32、および搬送ベルト33から構成されており、記録媒体Pに可視像形成ユニット50にてトナー像が形成されるように、記録媒体Pを搬送するものである。   The recording medium conveyance unit 30 includes a driving roller 31, an idling roller 32, and a conveyance belt 33, and the recording medium P is formed on the recording medium P so that a toner image is formed by the visible image forming unit 50. It is to be transported.

駆動ローラ31およびアイドリングローラ32は、無端状の搬送ベルト33を架張するものであり、駆動ローラ31が所定の周速度に制御されて回転することで、無端状の搬送ベルト33を回転させている。搬送ベルト33は、外側表面に静電気を発生させており、記録媒体Pを静電吸着させながら搬送している。   The drive roller 31 and the idling roller 32 stretch the endless transport belt 33. The drive roller 31 is rotated by being controlled at a predetermined peripheral speed, thereby rotating the endless transport belt 33. Yes. The conveyance belt 33 generates static electricity on the outer surface, and conveys the recording medium P while electrostatically adsorbing it.

このようにして、記録媒体Pは、搬送ベルト33に搬送されながらトナー像を転写された後、駆動ローラ31の曲率により搬送ベルト33から剥離され、定着装置40に搬送される。   In this way, after the toner image is transferred to the recording medium P while being transported to the transport belt 33, the recording medium P is peeled off from the transport belt 33 by the curvature of the driving roller 31 and transported to the fixing device 40.

定着装置40は、記録媒体Pに適度な熱と圧力とを与えて、トナーを溶解して記録媒体に固定することで、堅牢な画像を形成する。   The fixing device 40 applies a suitable heat and pressure to the recording medium P, dissolves the toner, and fixes it to the recording medium, thereby forming a robust image.

ここで、定着装置40について、図2を用いて詳細に説明する。図2は定着装置40の概略図である。この定着装置40は、定着ベルト1、ベルトガイド2、加熱源であるハロゲンランプ5、加圧ローラ6、および押圧部7で構成されている。   Here, the fixing device 40 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic view of the fixing device 40. The fixing device 40 includes a fixing belt 1, a belt guide 2, a halogen lamp 5 as a heating source, a pressure roller 6, and a pressing unit 7.

定着ベルト1は、その内周面が円筒状のベルトガイド2の表面と近接配置されている。また、定着ベルト1の内周域において、ベルトガイド2の設置領域以外の定着ニップ部Aに、定着ベルト1を加圧ローラ側に押圧する押圧部7が設置されている。   The fixing belt 1 is disposed so that its inner peripheral surface is close to the surface of the cylindrical belt guide 2. Further, in the inner peripheral area of the fixing belt 1, a pressing portion 7 that presses the fixing belt 1 toward the pressure roller is provided in the fixing nip portion A other than the installation area of the belt guide 2.

この押圧部7において、その構成部材であるパット支持部材4が付勢部材13,14を介して加圧パット3に荷重をかけることで、定着ベルト1の内周面に加圧パット3の表面(ニップ形成面)が摺擦し、加圧パット3は、定着ベルト1を介して加圧ローラ6を加圧することにより、定着ニップ部Aが形成される。この定着ニップ部Aに、未定着トナー像が形成された記録媒体Pを通過させることで、トナーSを溶融させて記録媒体Pに押し付け、記録媒体Pに画像を定着させる。定着後には、記録媒体Pにトナーが溶着された状態となり、光沢が出る。   In the pressing portion 7, the pad support member 4, which is a constituent member, applies a load to the pressure pad 3 through the biasing members 13 and 14, so that the surface of the pressure pad 3 is applied to the inner peripheral surface of the fixing belt 1. The (nip forming surface) is rubbed and the pressure pad 3 presses the pressure roller 6 via the fixing belt 1 to form the fixing nip portion A. By passing the recording medium P on which the unfixed toner image is formed through the fixing nip A, the toner S is melted and pressed against the recording medium P to fix the image on the recording medium P. After fixing, the toner is welded to the recording medium P, and gloss is obtained.

定着ベルト1は、耐熱性に優れたポリイミド樹脂からなる基材フィルムの上に、トナー像との接触性を良好にする弾性層が形成され、その弾性層の上にトナー像との離型性を良好にするための離型層が形成されている。本例の定着ベルト1は、外径50mm、厚み90μmのポリイミド樹脂フィルムの上に、150μmの弾性層が形成され、さらに、その上に厚み10μmの離型層(PTFE)が形成され、全体として、厚み250μm程度の薄肉ベルトとなっている。   In the fixing belt 1, an elastic layer is formed on a base film made of a polyimide resin having excellent heat resistance to improve the contact property with the toner image, and the releasability from the toner image is formed on the elastic layer. A release layer is formed to improve the resistance. In the fixing belt 1 of this example, an elastic layer having a thickness of 150 μm is formed on a polyimide resin film having an outer diameter of 50 mm and a thickness of 90 μm, and a release layer (PTFE) having a thickness of 10 μm is further formed thereon. The thin belt has a thickness of about 250 μm.

なお、定着ベルト1の厚みおよび材質は、これに限定するものではなく、Ni(ニッケル)、ステンレス、鉄などの金属製のベルトを用いても良い。金属製のベルトを使用すれば、ベルト自身が固くなるのでベルトの曲率がつきにくくなるが、剥離性に問題がなければ、金属製ベルトを使用することで、ベルト自身の耐久性が向上する。   The thickness and material of the fixing belt 1 are not limited to this, and a belt made of metal such as Ni (nickel), stainless steel, or iron may be used. If a metal belt is used, the belt itself becomes hard and the belt curvature is difficult to be applied. However, if there is no problem in peelability, the use of the metal belt improves the durability of the belt itself.

定着ベルト1の弾性層の材料は、耐熱性および弾性を有しているものであれば良く、本例ではシリコンゴムを使用している。また、離型層の材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、PFA(テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)や、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素系材料を使用してもよい。   Any material may be used for the elastic layer of the fixing belt 1 as long as it has heat resistance and elasticity. In this example, silicon rubber is used. The material of the release layer is not particularly limited as long as it has excellent heat resistance and durability, and excellent release properties from the toner, such as PFA (a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether), PTFE, and the like. A fluorine-based material such as (polytetrafluoroethylene) may be used.

定着ベルト1には、定着ニップ部Aの直前位置に温度検知素子(サーミスタ)8が接触している。この温度検知素子8からの温度信号により、図示しない温度制御回路が、定着ベルト1の内部に設置された加熱源であるハロゲンランプ5をオン・オン制御し、定着ベルト1を所定の定着温度になるように制御している。   A temperature detection element (thermistor) 8 is in contact with the fixing belt 1 immediately before the fixing nip portion A. In response to the temperature signal from the temperature detecting element 8, a temperature control circuit (not shown) controls the on / off of the halogen lamp 5, which is a heating source installed in the fixing belt 1, so that the fixing belt 1 is brought to a predetermined fixing temperature. It is controlled to become.

次に、押圧部7は、定着ベルト1の内周面を摺擦するように配置された加圧パット3と、加圧パット3のニップ形成面11と反対側の面12を押圧支持するパット支持部材4と、加圧パット3の反対側の面12とパット支持材4との間に介在された複数の付勢部材13,14とを備えている。   Next, the pressing unit 7 presses and supports the pressure pad 3 disposed so as to rub against the inner peripheral surface of the fixing belt 1 and the surface 12 opposite to the nip forming surface 11 of the pressure pad 3. A support member 4 and a plurality of urging members 13 and 14 interposed between the surface 12 on the opposite side of the pressure pad 3 and the pad support material 4 are provided.

加圧パット3は、定着ベルト1の内周面に設置され、加圧パット3の表面と定着ベルト1の内周面とは摺擦しながら、定着ベルト1は回転している。加圧パット3のニップ形成面11は、加圧ローラ6の曲率に対応して凹状曲面に形成されている。そして、定着ニップ部Aにおける記録媒体Pの搬送方向下流側の圧力が、ニップ部上流側よりも高い圧力となるように、定着ニップ部Aにおける加圧パット3の押圧方向の厚みが搬送方向で上流側よりも下流側の方が厚くなるように形成されている。   The pressure pad 3 is installed on the inner peripheral surface of the fixing belt 1, and the fixing belt 1 rotates while rubbing the surface of the pressure pad 3 and the inner peripheral surface of the fixing belt 1. The nip forming surface 11 of the pressure pad 3 is formed in a concave curved surface corresponding to the curvature of the pressure roller 6. The thickness in the pressing direction of the pressure pad 3 in the fixing nip portion A is the transport direction so that the pressure on the downstream side in the transport direction of the recording medium P in the fixing nip portion A is higher than that on the upstream side of the nip portion. It is formed so that the downstream side is thicker than the upstream side.

加圧パット3の具体例は以下のとおりです。すなわち、加圧パット3は、図3に示すように、基材9のニップ形成面側に弾性層10と離型層11とが積層されてなる。基材9は、略直方体形状に形成され、そのニップ形成面側が記録媒体Pの搬送方向で中央部を中心に図3において左右対称の凹状曲面に形成されている。基材9のニップ形成面と反対側の面12では、記録媒体Pの搬送方向の下流側を上流側に比べて厚みTだけ厚くなるように階段状の段部が形成されている。この基材9の反対側の面12はフラットな面となっており、圧縮コイルばね等の付勢部材13,14のばね座として機能している。   Specific examples of the pressure pad 3 are as follows. That is, the pressure pad 3 is formed by laminating the elastic layer 10 and the release layer 11 on the nip forming surface side of the base material 9 as shown in FIG. The base material 9 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and its nip forming surface side is formed in a concave curved surface symmetrical in FIG. 3 centering on the central portion in the conveyance direction of the recording medium P. On the surface 12 opposite to the nip forming surface of the base material 9, a stepped step portion is formed so that the downstream side in the conveyance direction of the recording medium P is thicker than the upstream side by a thickness T. The opposite surface 12 of the substrate 9 is a flat surface and functions as a spring seat for the biasing members 13 and 14 such as a compression coil spring.

本例の加圧パット3は、シート搬送方向上流側の厚み(ニップ部入口側の厚み)が2mmのアルミニウム等の基材9の凹状曲面に、厚み2mmの耐熱性を有する弾性層10が凹状曲面に沿って積層されている。基材9は、ハロゲンランプ5からの輻射熱を吸収しやすいように、熱伝導性の良好なアルミニウム等の金属素材で構成される。基材9のニップ形成面と反対側の面12では、搬送方向のほぼ中央部付近で階段状に形成され、搬送方向の下流側が上流側に比べて厚み2mmだけ厚くなっている。これにより、搬送方向で下流側の荷重が大きくなっている。   In the pressure pad 3 of this example, the elastic layer 10 having a heat resistance of 2 mm in thickness is formed on the concave curved surface of the base material 9 such as aluminum having a thickness on the upstream side in the sheet conveyance direction (the thickness on the nip portion entrance side). Laminated along a curved surface. The base material 9 is made of a metal material such as aluminum having good thermal conductivity so that the radiant heat from the halogen lamp 5 can be easily absorbed. A surface 12 opposite to the nip forming surface of the base material 9 is formed in a step shape in the vicinity of the substantially central portion in the transport direction, and the downstream side in the transport direction is thicker by 2 mm than the upstream side. Thereby, the downstream load is increased in the transport direction.

弾性層10は耐熱性および弾性を有しているものであれば良く、本例ではシリコンゴム(厚さ2mm)を使用している。弾性層10の表面には、摩擦係数を小さくするため、離型層11が設けられる。離型層11として、PFA(テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)や、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素系材料をコーティング(厚み10μm)している。このコーティング層により、加圧パット3の表面と定着ベルト1の内周面の摩耗性が改善され、耐久性を持たせることができる。   The elastic layer 10 only needs to have heat resistance and elasticity. In this example, silicon rubber (thickness 2 mm) is used. A release layer 11 is provided on the surface of the elastic layer 10 in order to reduce the friction coefficient. The release layer 11 is coated with a fluorine material (thickness 10 μm) such as PFA (copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) or PTFE (polytetrafluoroethylene). With this coating layer, the wear of the surface of the pressure pad 3 and the inner peripheral surface of the fixing belt 1 is improved, and durability can be provided.

加圧パット3の離型層11がコーティングされている面がニップ形成面であり、この表面は、凹状曲面とされ、定着ベルト1を介した加圧ローラ6との圧接によって形成される定着ニップ部が、加圧ローラ6の曲面に沿うように形成されている。   The surface of the pressure pad 3 on which the release layer 11 is coated is a nip forming surface. This surface is a concave curved surface, and is formed by pressure contact with the pressure roller 6 via the fixing belt 1. The part is formed along the curved surface of the pressure roller 6.

ここで、加圧パット3のニップ形成面の曲率半径r、定着ベルトの厚みt、加圧ローラ6の半径をRとしたとき、次の関係式[1/r<1/(R+t)]が成立する。すなわち、加圧パット3の定着ニップ部における凹状曲面の曲率を、加圧ローラ6の曲率[1/(加圧ローラの半径R+定着ベルトの厚みt)]よりも小さくしている。これにより、少なくとも加圧パット3の定着ニップ部における搬送方向中央部で、加圧ローラ6と加圧パット3とが確実に圧接し、未定着トナー像を確実に接触溶融させることができ、定着性能を良好にすることができる。逆に、1/r≧1/(R+t)の関係式が成り立つ場合、加圧パット3の両端が加圧ローラ6と局所的に接触し、加圧パット3の中央部(シート搬送方向でのニップ領域内の中央部)に圧力がかからず、定着不良が生じる。   Here, when the radius of curvature r of the nip forming surface of the pressure pad 3, the thickness t of the fixing belt, and the radius of the pressure roller 6 are R, the following relational expression [1 / r <1 // (R + t) ] Is established. That is, the curvature of the concave curved surface at the fixing nip portion of the pressure pad 3 is made smaller than the curvature of the pressure roller 6 [1 / (radius R of pressure roller + thickness t of fixing belt)]. As a result, the pressure roller 6 and the pressure pad 3 can be surely brought into pressure contact with each other at least at the center in the conveyance direction of the pressure pad 3 at the fixing nip, and the unfixed toner image can be reliably melted by contact. The performance can be improved. Conversely, when the relational expression 1 / r ≧ 1 / (R + t) holds, both ends of the pressure pad 3 are in local contact with the pressure roller 6, and the central portion of the pressure pad 3 (sheet conveyance direction) No pressure is applied to the central part in the nip area at the bottom of the nip, resulting in poor fixing.

また、加圧パット3は、定着ベルト1との摺擦面の反対側の面12で、パット支持部材4から付勢部材13、14により加圧されている。付勢部材13,14は、圧縮コイルばねであって、定着ニップ部において、記録媒体Pの搬送方向で複数個(本例では2列)に配列されている。定着ニップ部を確実に押圧できるようになっている。   The press pad 3 is pressed by the biasing members 13 and 14 from the pad support member 4 on the surface 12 opposite to the rubbing surface with the fixing belt 1. The urging members 13 and 14 are compression coil springs, and are arranged in a plurality (two in this example) in the conveyance direction of the recording medium P in the fixing nip portion. The fixing nip can be reliably pressed.

ここで、記録媒体Pの搬送方向に2列に配列された両ばね13,14は、同一のばね定数に設定されている。加圧パット3の搬送方向下流側の押圧方向での厚みが大きい分、下流側における荷重が大きくされ、上流側に比べて高い圧力でニップ形成面を押圧し、定着ニップ部の出口側で定着ベルト1の弾性層(シリコンゴム)を変形させ、ニップ出口の定着ベルト1の搬送方向の向きを大きく変化させて、曲率剥離がしやすくなるようにしている。また、ばね13,14は、記録媒体の搬送方向と垂直方向(加圧ローラ軸方向)に同様のばねを複数用いており、定着ニップ部の軸方向において、均一に荷重がかかるように設置されている。   Here, both springs 13 and 14 arranged in two rows in the conveyance direction of the recording medium P are set to the same spring constant. Since the thickness in the pressing direction downstream of the pressure pad 3 in the conveying direction is large, the load on the downstream side is increased, the nip forming surface is pressed with a higher pressure than the upstream side, and fixing is performed on the exit side of the fixing nip portion. The elastic layer (silicone rubber) of the belt 1 is deformed, and the direction of the conveyance direction of the fixing belt 1 at the nip exit is greatly changed to facilitate the peeling of the curvature. The springs 13 and 14 use a plurality of similar springs in the direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium (the pressure roller axial direction), and are installed so as to apply a load uniformly in the axial direction of the fixing nip portion. ing.

なお、圧縮コイルばね13,14は、記録媒体の搬送方向で同一のばね定数のものを使用したが、上流側の圧縮コイルばね14よりも下流側の圧縮コイルばね13のばね定数を大きくして定着ニップ部11にかかる荷重を大きくするようにしてもよい。   The compression coil springs 13 and 14 have the same spring constant in the recording medium conveyance direction, but the spring constant of the compression coil spring 13 on the downstream side is made larger than the compression coil spring 14 on the upstream side. The load applied to the fixing nip portion 11 may be increased.

パット支持部材4は、記録媒体の搬送方向に平行な平面上に圧縮コイルばね13,14を設置している。したがって、加圧パット3の基材9は、記録媒体の搬送方向下流側の基材9の厚みが厚いため、下流側の荷重の方が大きく荷重がかかるようになっている。パット支持部材4は、厚みは10mm、材料としてSUSや鉄等の弾性率の高い金属材料が用いられ、荷重をかけてもたわみにくい材料を選定する。   The pad support member 4 is provided with compression coil springs 13 and 14 on a plane parallel to the recording medium conveyance direction. Accordingly, the base 9 of the pressure pad 3 has a larger thickness on the downstream side of the substrate 9 in the conveyance direction of the recording medium, so that the load on the downstream side is larger. The pad support member 4 has a thickness of 10 mm, and a metal material having a high elastic modulus such as SUS or iron is used as the material, and a material that does not bend even when a load is applied is selected.

また、パット支持部材4から圧縮コイルばね13,14、加圧パット3から定着ベルト1を介して、トータル20Nの荷重が加圧ローラ6にかかっている。押圧部7は、加圧ローラ6に荷重をかけているため、その自由状態では、円筒状のベルトガイド2で形成されるベルト移動軌跡(真円状の仮想円)よりも外側(加圧ローラ側)に位置することになるが、設置状態では、加圧パット3と加圧ローラ6との圧接により、定着ニップ部Aの入口および出口は、ほぼ真円状の仮想円付近に位置することになる。したがって、定着ベルト1は、真円状のベルトガイド2部分では、ベルトガイド2に沿って凸状の曲率となっているが、定着ニップ部Aでは凹状曲面に沿って移動することになり、凹状の曲率になっている。そのため、定着ベルト1は、定着ニップ部Aの出入口では大きく曲率が変化することになり、記録媒体の剥離性を良好なものにしている。 A total load of 20 N is applied to the pressure roller 6 from the pad support member 4 through the compression coil springs 13 and 14 and from the pressure pad 3 through the fixing belt 1. Since the pressing portion 7 applies a load to the pressure roller 6, in the free state, the pressing portion 7 is outside the belt movement locus (perfect circular virtual circle) formed by the cylindrical belt guide 2 (pressure roller). However, in the installed state, the inlet and outlet of the fixing nip portion A are positioned in the vicinity of a substantially circular virtual circle due to the pressure contact between the pressure pad 3 and the pressure roller 6. become. Therefore, the fixing belt 1 has a convex curvature along the belt guide 2 at the perfect belt guide 2 portion, but moves along the concave curved surface at the fixing nip portion A, and thus has a concave shape. The curvature is. For this reason, the curvature of the fixing belt 1 greatly changes at the entrance and exit of the fixing nip portion A, and the peelability of the recording medium is improved.

ベルトガイド2は、厚み0.1〜0.5mmの鉄、SUS等の金属製の真円筒状のガイドであり、その外径は、定着ベルト1の内径と略同一(ベルト内径より0.1〜0.5mm程度小さい)にしている。ベルトガイド2を真円筒状とすることで、定着ベルト1の内面が常に均一にベルトガイド2の表面に近接して摺擦するので、局所的に負荷がかからず、定着ベルト1の安定した回転が確保できる。   The belt guide 2 is a true cylindrical guide made of metal such as iron or SUS having a thickness of 0.1 to 0.5 mm, and its outer diameter is substantially the same as the inner diameter of the fixing belt 1 (0.1 from the belt inner diameter). ˜0.5 mm smaller). By making the belt guide 2 into a true cylindrical shape, the inner surface of the fixing belt 1 is always rubbed in close proximity to the surface of the belt guide 2 so that no load is applied locally and the fixing belt 1 is stable. Rotation can be secured.

ベルトガイド2の外径が上記値より大きい(ベルト内径との差が0.1mmより小さい)と、定着ベルト1がスムーズに回転せず、回転不良が生じる。また、上記値より小さい(定着ベルト内径より0.5mmより小さい)と、定着ベルト1が弛んで回転するため、定着ニップ出口での定着ベルト1が弛み、定着ベルト1のニップ出口で曲率が大きく変化しないため、未定着画像を定着させたとき、剥離不良が発生するおそれがある。 If the outer diameter of the belt guide 2 is larger than the above value (the difference from the inner diameter of the belt is smaller than 0.1 mm), the fixing belt 1 does not rotate smoothly and rotation failure occurs. On the other hand, if the value is smaller than the above value (less than 0.5 mm from the inner diameter of the fixing belt), the fixing belt 1 is loosened and rotates, so that the fixing belt 1 is loosened at the fixing nip outlet, and the curvature is large at the nip outlet of the fixing belt 1. Since there is no change, there is a risk that defective peeling may occur when an unfixed image is fixed.

次に、加圧ローラ6について詳述する。加圧ローラ6は、芯金15上に弾性層16、離型層17の順に形成している。芯金15は、熱伝導性のよいアルミニウムを使用している。素材は、これに限るものでもなく、鉄製の金属からなるものでも良い。また、芯金15の内部には、加熱源としてハロゲンランプ5が設置されている。本例の芯金15は外径26mmの中空のものが使用されている。   Next, the pressure roller 6 will be described in detail. The pressure roller 6 is formed on the metal core 15 in the order of the elastic layer 16 and the release layer 17. The core metal 15 is made of aluminum having good thermal conductivity. The material is not limited to this, and may be made of iron metal. A halogen lamp 5 is installed as a heating source inside the cored bar 15. The core metal 15 of this example is a hollow one having an outer diameter of 26 mm.

弾性層16は、耐熱性を有するシリコンゴムを使用している。本例の弾性層16は厚さ2mmに設定されている。離型層17の材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、PFAやPTFE等のフッ素系材料を使用してもよい。本実施例では、厚み約30μmのPFAチューブを用いる。こうして構成された加圧ローラ6は、外径30mmで、表面硬度(アスカーC硬度)が75度である。   The elastic layer 16 uses heat-resistant silicon rubber. The elastic layer 16 of this example is set to a thickness of 2 mm. The material of the release layer 17 may be any material as long as it is excellent in heat resistance and durability and has excellent release properties from the toner, and a fluorine-based material such as PFA or PTFE may be used. In this embodiment, a PFA tube having a thickness of about 30 μm is used. The pressure roller 6 thus configured has an outer diameter of 30 mm and a surface hardness (Asker C hardness) of 75 degrees.

ここで、加圧パット3との圧接により形成されるニップ形状が下向きニップ形状(凹状曲面)になるようにしている。なぜなら、カラー画像を定着する際に、自己剥離(剥離爪などの強制剥離補助手段を必要とせず、記録媒体のこしで剥離)がしやすくなり、剥離爪などに極力頼らず剥離することができる。一方、ニップ形状が上向きになれば、ニップ部から排出された記録媒体は、定着ベルト1の表面に沿って排出されるため、十分な自己剥離性が得られない。   Here, the nip shape formed by the pressure contact with the pressure pad 3 is a downward nip shape (concave curved surface). This is because, when a color image is fixed, self-peeling (forced peeling assisting means such as a peeling nail is not required and peeling is performed with a squeeze of a recording medium) is facilitated, and peeling can be done without depending on the peeling nail as much as possible. On the other hand, if the nip shape is directed upward, the recording medium discharged from the nip portion is discharged along the surface of the fixing belt 1, so that sufficient self-peeling property cannot be obtained.

また、加圧ローラ6は、表面に温度検知素子(サーミスタ)8が接触している。そして、加圧ローラ6及び定着ベルト1は、それぞれに接している温度検知素子(サーミスタ)8の検知温度に基づいて、ハロゲンランプ5のオン・オフ制御が行なわれ、所定の温度に制御されている。   The pressure roller 6 has a temperature detection element (thermistor) 8 in contact with the surface. The pressure roller 6 and the fixing belt 1 are subjected to on / off control of the halogen lamp 5 based on the detected temperature of the temperature detecting element (thermistor) 8 in contact therewith, and are controlled to a predetermined temperature. Yes.

また、加圧ローラ6には、図示しないギアが軸方向の端部に接続されており、別途設置したモータからの駆動力をギアに伝達して加圧ローラ6が回転駆動する。   Further, a gear (not shown) is connected to the axial end of the pressure roller 6, and a driving force from a separately installed motor is transmitted to the gear to rotate the pressure roller 6.

上記構成において、加圧ローラ6を回転駆動すると、加圧ローラ6に摺擦する定着ベルト1も従動して真円状のベルトガイド2の外周面を摺動することになる。このとき、ベルトガイド2は真円状に形成され、かつベルトガイド2と定着ベルトの内径の曲率が略同一であることから、定着ベルト1を回転する上での負荷が軽減される。しかも、回転する定着ベルト1がベルトガイドを摺動するので、定着ベルト自身の弛みを極力少なくして、ニップ出口で定着ベルト1が弛まずに回転することができる。そのため、ニップ出口での定着ベルト1の曲率を大きくすることができ、記録媒体Pの剥離性を向上させることができる。   In the above configuration, when the pressure roller 6 is rotationally driven, the fixing belt 1 that slides on the pressure roller 6 is also driven and slides on the outer circumferential surface of the perfect belt guide 2. At this time, the belt guide 2 is formed in a perfect circle shape, and the curvature of the inner diameters of the belt guide 2 and the fixing belt is substantially the same, so the load on rotating the fixing belt 1 is reduced. In addition, since the rotating fixing belt 1 slides on the belt guide, the fixing belt 1 can be rotated without slacking at the nip exit, with the slackness of the fixing belt itself being reduced as much as possible. Therefore, the curvature of the fixing belt 1 at the nip exit can be increased, and the peelability of the recording medium P can be improved.

しかも、加圧パット3の押圧方向の厚みについて、搬送方向上流側よりも下流側の方を厚くしているので、簡単な構成ながらニップ部下流側で圧力を高くすることができ、ニップ出口で定着ベルトを変形させて、ニップ出口のベルトの搬送方向の向きを大きく変化させることができ、曲率剥離を行ないやすくしている。   In addition, since the thickness of the pressure pad 3 in the pressing direction is thicker on the downstream side than on the upstream side in the transport direction, the pressure can be increased on the downstream side of the nip portion with a simple configuration. By deforming the fixing belt, the direction of the conveying direction of the belt at the nip exit can be greatly changed, so that the curvature peeling can be easily performed.

さらに、加圧パット3のニップ形成面の曲率(1/r)は、加圧ローラの曲率(1/R)(Rは加圧ローラの半径)、定着ベルトの厚みtとしたとき、1/r<1/(R+t)に設定しているので、少なくとも加圧パット3のニップ形成面の搬送方向中央領域で、加圧ローラ6と加圧パット3とが確実に圧接することになり、未定着トナー像Sを確実に接触溶融させることができ、定着性能を良好なものとすることができる。   Furthermore, the curvature (1 / r) of the nip forming surface of the pressure pad 3 is 1 / r where the curvature (1 / R) of the pressure roller (R is the radius of the pressure roller) and the thickness t of the fixing belt are 1 / r. Since r <1 / (R + t) is set, the pressure roller 6 and the pressure pad 3 are surely brought into pressure contact at least in the central region in the conveyance direction of the nip forming surface of the pressure pad 3. Thus, the unfixed toner image S can be reliably contacted and melted, and the fixing performance can be improved.

そして、上記の定着装置40を有する画像形成装置においては、ベルトニップ方式を採用するため、ウォームアップ時間を短縮することができ、待機時の消費電力も必要がないため、低消費電力の画像形成装置を得ることができる。   In the image forming apparatus having the fixing device 40, the belt nip method is adopted, so that the warm-up time can be shortened and the power consumption during standby is not required. A device can be obtained.

次に、図2の定着装置40を用いて未定着トナー像を載せたA4サイズのシート状の記録媒体Pを定着ニップ部に通し、記録媒体の剥離性について評価した結果を表1に示す。剥離性の評価方法としては、定着装置40に巻き付いたり、巻き付き気味に剥離したものを×、問題なく剥離したものを○とした。 Next, Table 1 shows the results of evaluating the peelability of the recording medium by passing the A4 size sheet-like recording medium P on which the unfixed toner image is placed using the fixing device 40 of FIG. As the evaluation method of releasability, “x” indicates that the film is wound around the fixing device 40 or peels off slightly, and “◯” indicates that the film is peeled without problems.

未定着トナー像のサンプル作成方法について記載する。トナーは、ワックスを内包したカラー用オイルレストナー(ポリエステル樹脂)を使用した。トナーの粒径(体積平均粒径)は6.5μmであり、このトナーの記録媒体の単位面積毎の付着量は1.0mg/cmである。記録媒体は、A4サイズ、坪量65g/mの普通紙を使用した。また、プロセス速度は120mm/sとし、定着ベルト1の表面温度(定着温度)を、130度〜180度で任意に変化させて実験を行なった。 A method for preparing a sample of an unfixed toner image will be described. As the toner, an oilless toner for color (polyester resin) containing wax was used. The particle diameter (volume average particle diameter) of the toner is 6.5 μm, and the adhesion amount of this toner per unit area of the recording medium is 1.0 mg / cm 2 . The recording medium used was A4 size plain paper with a basis weight of 65 g / m 2 . The experiment was conducted with the process speed being 120 mm / s and the surface temperature (fixing temperature) of the fixing belt 1 being arbitrarily changed between 130 degrees and 180 degrees.

比較例として、図2の定着装置40において、加圧パット3の基材9が記録媒体の搬送方向で上流側と下流側で同じ厚み(2mm)のものを使用した例を示す。 As a comparative example, an example in which the base material 9 of the pressure pad 3 has the same thickness (2 mm) on the upstream side and the downstream side in the recording medium conveyance direction in the fixing device 40 of FIG.

表1に示すように、本実施例の構成では、定着ベルト1の表面温度(定着温度)を、130度〜180度で任意に変化させた場合でも、記録媒体の剥離性について良好な結果が得られた。これに対して、比較例の構成では、130度〜150度までは剥離性については問題ないが、160度〜180度の定着温度では、溶融したトナーが定着ベルト1に残り、剥離性に問題があった。   As shown in Table 1, in the configuration of this example, even when the surface temperature (fixing temperature) of the fixing belt 1 is arbitrarily changed from 130 degrees to 180 degrees, good results are obtained for the peelability of the recording medium. Obtained. On the other hand, in the configuration of the comparative example, there is no problem with releasability from 130 degrees to 150 degrees, but at a fixing temperature of 160 degrees to 180 degrees, the molten toner remains on the fixing belt 1 and there is a problem with releasability. was there.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that many modifications and changes can be made within the scope of the present invention.

1 定着ベルト
2 ベルトガイド
3 加圧パット
4 パット支持部材
5 ハロゲンランプ
6 加圧ローラ
7 押圧部
8 温度検知素子(サーミスタ)
9 金属基材
10 弾性層
11 離型層
12 反対面
13,14 弾性部材(ばね)
15 芯金
16 弾性層
17 離型層
30 記録媒体搬送部
31 駆動ローラ
32 アイドリングローラ
33 搬送ベルト
40 定着装置
50 可視像形成ユニット
51 感光体ドラム
52 帯電器
53 レーザ光照射部
54 現像器
55 転写ローラ
56 クリーナユニット
57 供給トレイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing belt 2 Belt guide 3 Pressure pad 4 Pad support member 5 Halogen lamp 6 Pressure roller 7 Press part 8 Temperature detection element (thermistor)
9 Metal base material 10 Elastic layer 11 Release layer 12 Opposite surfaces 13 and 14 Elastic member (spring)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Core metal 16 Elastic layer 17 Release layer 30 Recording medium conveyance part 31 Drive roller 32 Idling roller 33 Conveyor belt 40 Fixing device 50 Visible image formation unit 51 Photosensitive drum 52 Charger 53 Laser beam irradiation part 54 Developer 55 Transfer Roller 56 Cleaner unit 57 Supply tray

Claims (4)

回転可能な定着ベルトと、該定着ベルトを加熱する加熱源と、前記定着ベルトと相対して設けられた加圧ローラと、前記定着ベルトの内部に設けられ定着ベルトを加圧ローラ側に押圧する押圧部とを備え、前記押圧部を定着ベルトを介して加圧ローラに押圧することにより、記録媒体上の未定着トナー像を定着する定着ニップ部が形成された定着装置において、
前記押圧部は、定着ベルトの内周面を摺擦するように配置された加圧パットと、前記加圧パットのニップ形成面と反対側の面を押圧支持するパット支持部材と、前記加圧パットの反対側の面と前記パット支持材との間に介在され、記録媒体の搬送方向に配列された複数の付勢部材とを備え、
前記加圧パットは、そのニップ形成面が加圧ローラの曲率に対応して凹状曲面に形成され、かつ、前記加圧パットの反対側の面である付勢部材の支持面がフラット面とされ、さらに、定着ニップ部における記録媒体の搬送方向下流側の圧力が上流側よりも高くなるように、前記加圧パットにおける押圧方向の厚みが、記録媒体の搬送方向で上流側よりも下流側の方が厚くなるように、加圧パットの反対側の面における付勢部材の支持面が上流側での支持面のフラット面と下流側での支持面のフラット面とで階段状に形成されたことを特徴とする定着装置。
A rotatable fixing belt, a heating source for heating the fixing belt, a pressure roller provided to face the fixing belt, and a fixing belt provided inside the fixing belt to press the fixing belt toward the pressure roller. A fixing device having a fixing nip portion that fixes an unfixed toner image on a recording medium by pressing the pressing portion against a pressure roller via a fixing belt.
The pressing portion includes a pressure pad arranged so as to rub against the inner peripheral surface of the fixing belt, a pad support member for pressing and supporting a surface opposite to the nip forming surface of the pressure pad, and the pressure A plurality of urging members interposed between the opposite surface of the pad and the pad support material and arranged in the conveyance direction of the recording medium ,
The pressure pad has a nip forming surface formed in a concave curved surface corresponding to the curvature of the pressure roller, and a support surface of the urging member, which is the opposite surface of the pressure pad, is a flat surface. further, the pressure on the downstream side in the transport direction of the recording medium in the fixing nip portion to be higher than the upstream side, the thickness of the pressing direction in the press pad is on the downstream side than the upstream side in the conveying direction of the recording medium The supporting surface of the urging member on the opposite surface of the pressure pad is formed in a stepped manner with the flat surface of the supporting surface on the upstream side and the flat surface of the supporting surface on the downstream side so that the thickness is thicker A fixing device.
前記定着ニップ部以外の定着ベルトの内周面に近接して定着ベルトの回転を保持するベルトガイドが設けられ、
前記ベルトガイド表面の曲率と定着ベルト内径の曲率が略同一であり、前記ベルトガイドの形状が真円形状とされたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
A belt guide for holding the rotation of the fixing belt in the vicinity of the inner peripheral surface of the fixing belt other than the fixing nip portion is provided;
The fixing device according to claim 1, wherein a curvature of the belt guide surface and a curvature of the inner diameter of the fixing belt are substantially the same, and the shape of the belt guide is a perfect circle.
前記加圧パットのニップ形成面の曲率(1/r)、加圧ローラの曲率(1/R)(Rは加圧ローラの半径)、定着ベルトの厚みtとしたとき、1/r<1/(R+t)に設定された請求項1または2に記載の定着装置。   When the curvature (1 / r) of the nip forming surface of the pressure pad, the curvature (1 / R) of the pressure roller (R is the radius of the pressure roller), and the thickness t of the fixing belt, 1 / r <1 The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is set to / (R + t). 請求項1〜3のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
JP2012117679A 2012-05-23 2012-05-23 Fixing apparatus and image forming apparatus having the same Active JP5940888B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012117679A JP5940888B2 (en) 2012-05-23 2012-05-23 Fixing apparatus and image forming apparatus having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012117679A JP5940888B2 (en) 2012-05-23 2012-05-23 Fixing apparatus and image forming apparatus having the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013246202A JP2013246202A (en) 2013-12-09
JP5940888B2 true JP5940888B2 (en) 2016-06-29

Family

ID=49846048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012117679A Active JP5940888B2 (en) 2012-05-23 2012-05-23 Fixing apparatus and image forming apparatus having the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5940888B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019191248A (en) * 2018-04-19 2019-10-31 コニカミノルタ株式会社 Fixation device and image formation apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002148979A (en) * 2000-11-09 2002-05-22 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
JP4052035B2 (en) * 2002-06-26 2008-02-27 富士ゼロックス株式会社 Fixing device
JP4779622B2 (en) * 2005-12-12 2011-09-28 富士ゼロックス株式会社 Fixing device and image forming apparatus using the same
JP5499800B2 (en) * 2010-03-17 2014-05-21 株式会社リコー Fixing apparatus and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013246202A (en) 2013-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6361269B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
US9164435B2 (en) Fixing device and image forming apparatus
US7953360B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus having same
JP2009258517A (en) Fixing device and image forming apparatus including the same
JP6877703B2 (en) Fixing device, image forming device
JP2005338220A (en) Image heating device and image forming apparatus
JP4551932B2 (en) Fixing device and image forming apparatus having the same
JP2010128299A (en) Heat fixing device
JP7027936B2 (en) Image forming device
US8295750B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus equipped therewith
JP2007219109A (en) Fixing device
JP6521355B2 (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2008139775A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP4463736B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5940888B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus having the same
JP2016118645A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP6516154B2 (en) Fixing device, image forming device
JP2014228762A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP7293734B2 (en) Fixing device and image forming device
JP2014174370A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP6859994B2 (en) Fixing device and image forming device
JP2021056442A (en) Heating apparatus and image forming apparatus
JP6826774B2 (en) Fixing device and image forming device
JP6226230B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP5244360B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus having the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151110

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160426

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160519

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Ref document number: 5940888

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150