JP5998565B2

JP5998565B2 - Fixing device

Info

Publication number: JP5998565B2
Application number: JP2012071015A
Authority: JP
Inventors: 昌孝前田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2013205445A

Description

本発明は、シート状の記録媒体上に付着した現像剤による像を熱定着するように構成された、定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device configured to thermally fix an image formed by a developer attached on a sheet-like recording medium.

この種の装置として、省電力化やウォームアップ時間の短縮のために、加熱側の部材として、ヒータを内包した無端ベルト状の定着ベルトを用いたものが知られている（例えば、特開２００８−２５７９４６号公報、特開２０１１−９５５４０号公報、特開２０１１−９５５４９号公報、特開２０１１−２０３４０５号公報、等参照。）。 As this type of apparatus, an apparatus using an endless belt-like fixing belt including a heater is known as a member on the heating side in order to save power and shorten the warm-up time (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-2008). No. 257946, JP 2011-95540 A, JP 2011-95549 A, JP 2011-203405 A, etc.).

この種の装置において、ヒータから発せられた熱を定着領域（前記現像剤を軟化あるいは溶融させて前記記録媒体上に固着させるために前記現像剤が静電的に付着した前記記録媒体を加熱及び加圧する領域）により効率よく伝達することで、よりいっそうの省電力化やウォームアップ時間の短縮が図られる。本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。 In this type of apparatus, heat generated from a heater is used to heat and fix the recording medium to which the developer is electrostatically attached in order to fix or fix the developer on the recording medium by softening or melting the developer. By transmitting more efficiently in the pressurizing region), further power saving and shortening of warm-up time can be achieved. The present invention has been made to cope with such a problem.

＜構成＞
本発明の対象となる定着装置は、シート状の記録媒体上に付着した現像剤による像を熱定着するように構成されている。この定着装置は、定着ベルトと、対向部材と、ニップ部材と、熱源装置と、を備えている。 <Configuration>
A fixing device that is an object of the present invention is configured to thermally fix an image formed by a developer attached on a sheet-like recording medium. The fixing device includes a fixing belt, a facing member, a nip member, and a heat source device.

前記定着ベルトは、いわゆる無端ベルトであって、筒状に形成されている。前記対向部材は、前記定着ベルトの外面と対向配置されている。前記ニップ部材は、前記定着ベルトの内面と接触することでニップ部が形成されるように、前記定着ベルトの内側に配置されている。ここで、前記ニップ部とは、上述の「定着領域」と同義であって、前記定着ベルトと前記対向部材とが前記記録媒体を挟んで互いに圧接する部分である。なお、前記ニップ部材は、平板状に形成されていてもよい。前記熱源装置は、前記ニップ部を加熱するように、前記定着ベルトの内側に配置されている。 The fixing belt is a so-called endless belt, and is formed in a cylindrical shape. The facing member is disposed to face the outer surface of the fixing belt. The nip member is disposed on the inner side of the fixing belt such that a nip portion is formed by contacting the inner surface of the fixing belt. Here, the nip portion is synonymous with the “fixing region” described above, and is a portion where the fixing belt and the facing member are pressed against each other with the recording medium interposed therebetween. The nip member may be formed in a flat plate shape. The heat source device is disposed inside the fixing belt so as to heat the nip portion.

本発明の特徴は、前記ニップ部材が、以下のように構成されていることにある。 A feature of the present invention resides in that the nip member is configured as follows.

前記ニップ部材は、伝熱部材を備えている。この伝熱部材は、受熱面と放熱面とを有している。前記受熱面は、前記熱源装置に対向することで当該熱源装置から受熱するように設けられた、前記伝熱部材の表面である。なお、前記受熱面には、黒体面が形成されていてもよい。前記放熱面は、前記ニップ部に対向しつつ前記定着ベルトの前記内面と接触することで当該ニップ部に向けて放熱するように設けられた、前記伝熱部材の表面である。そして、この伝熱部材は、前記熱源装置からの熱を前記受熱面から前記放熱面に伝達するように設けられている。 The nip member includes a heat transfer member. This heat transfer member has a heat receiving surface and a heat radiating surface. The heat receiving surface is a surface of the heat transfer member provided to receive heat from the heat source device by facing the heat source device. A black body surface may be formed on the heat receiving surface. The heat dissipating surface is a surface of the heat transfer member provided to dissipate heat toward the nip portion by contacting the inner surface of the fixing belt while facing the nip portion. And this heat-transfer member is provided so that the heat from the said heat-source apparatus may be transmitted to the said thermal radiation surface from the said heat receiving surface.

ここで、前記放熱面は、前記受熱面よりも面積が小さくなるように形成されている。具体的には、例えば、前記伝熱部材は、側断面視にて台形状に形成され得る。また、前記放熱面は、前記ニップ部の、前記記録媒体の搬送方向における上流側の部分に設けられ得る。 Here, the heat radiating surface is formed to have a smaller area than the heat receiving surface. Specifically, for example, the heat transfer member may be formed in a trapezoidal shape in a side sectional view. In addition, the heat radiating surface may be provided on the upstream side of the nip portion in the conveyance direction of the recording medium.

前記ニップ部材は、断熱部材をさらに備えていてもよい。この断熱部材は、前記伝熱部材よりも熱伝導率が低い材料によって形成されている。また、この断熱部材は、前記伝熱部材の前記ニップ部に対向する表面における前記放熱面以外の部分と、前記定着ベルトの前記内面と、の間に配置されている。この場合、前記伝熱部材と前記断熱部材との間には、空隙が設けられていてもよい。 The nip member may further include a heat insulating member. The heat insulating member is formed of a material having a lower thermal conductivity than the heat transfer member. The heat insulating member is disposed between a portion other than the heat radiating surface on the surface of the heat transfer member facing the nip portion and the inner surface of the fixing belt. In this case, a gap may be provided between the heat transfer member and the heat insulating member.

前記熱源装置は、輻射熱を発生するヒータを備えていてもよい。この場合、前記ニップ部材は、前記受熱面が前記ヒータに面するように設けられている。 The heat source device may include a heater that generates radiant heat. In this case, the nip member is provided so that the heat receiving surface faces the heater.

＜作用・効果＞
かかる構成を有する、本発明の前記定着装置においては、前記熱源装置から発せられた熱が、前記伝熱部材における前記受熱面にて受け取られる。かかる受熱面にて受け取られた熱は、前記伝熱部材における当該受熱面よりも小さな面積の前記放熱面から、前記ニップ部に放出される。これにより、前記ニップ部が加熱される。 <Action and effect>
In the fixing device of the present invention having such a configuration, the heat generated from the heat source device is received by the heat receiving surface of the heat transfer member. The heat received by the heat receiving surface is released to the nip portion from the heat radiating surface of the heat transfer member having a smaller area than the heat receiving surface. Thereby, the nip portion is heated.

ここで、本発明においては、前記受熱面よりも前記放熱面の方が、面積が小さい。このため、比較的面積が広い前記受熱面にて受け取られた熱が、比較的面積が狭い前記放熱面（すなわち前記ニップ部の前記搬送方向における一部分）に集中する。このため、前記記録媒体上に担持された前記現像剤が短時間で集中的に加熱される一方で、前記記録媒体自体への伝熱が可及的に抑制される。したがって、本発明によれば、良好な定着強度及び定着効率が得られ、以てよりいっそうの省電力化やウォームアップ時間の短縮が図られる。 Here, in this invention, the area of the said heat radiating surface is smaller than the said heat receiving surface. For this reason, the heat received by the heat receiving surface having a relatively large area is concentrated on the heat radiating surface having a relatively small area (that is, a part of the nip portion in the transport direction). For this reason, the developer carried on the recording medium is intensively heated in a short time, while heat transfer to the recording medium itself is suppressed as much as possible. Therefore, according to the present invention, good fixing strength and fixing efficiency can be obtained, so that further power saving and warm-up time can be reduced.

本発明の一実施形態が適用された画像形成装置であるレーザープリンタの概略構成を示す側面図である。1 is a side view showing a schematic configuration of a laser printer which is an image forming apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. 図１に示されている、本実施形態の定着ユニットの概略構成を示す側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a schematic configuration of a fixing unit of the present embodiment shown in FIG. 1. 計算機シミュレーションによって熱流（熱伝導）解析するための計算メッシュを示す図である。It is a figure which shows the calculation mesh for analyzing a heat flow (heat conduction) by computer simulation. 図２に示されている本実施形態の構成における熱流（熱伝導）の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the heat flow (heat conduction) in the structure of this embodiment shown by FIG. 図２に示されているニップ板が一様な一枚のアルミニウム合金製である比較例の構成における熱流（熱伝導）の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the heat flow (heat conduction) in the structure of the comparative example whose nip plate shown by FIG. 2 is a product made from a uniform single aluminum alloy. 図２に示されているニップ部の用紙搬送方向に沿った圧力分布を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a pressure distribution along a sheet conveyance direction of a nip portion shown in FIG. 2. トナー粘度の温度依存性を示すグラフである。6 is a graph showing temperature dependence of toner viscosity. 図２に示されている本実施形態の構成における定着強度の計算のための、伝熱部材の形状についての条件を示す図である。It is a figure which shows the conditions about the shape of a heat-transfer member for calculation of the fixing strength in the structure of this embodiment shown by FIG. 図８におけるｗの値を変化させたときの、定着強度Ｆ（計算結果）の変化の様子を示すグラフである。It is a graph which shows the mode of the change of the fixing strength F (calculation result) when changing the value of w in FIG. 図９におけるｗ＝７［ｍｍ］の場合に、受熱面への印加熱量を変化させたときの、定着強度Ｆ（計算結果）の変化の様子を示すグラフである。10 is a graph showing how the fixing strength F (calculation result) changes when the amount of heat applied to the heat receiving surface is changed when w = 7 [mm] in FIG. 9. 図２に示されているニップ板の一変形例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the modification of the nip board shown by FIG. 図２に示されている定着ユニットの一変形例を示す側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view showing a modification of the fixing unit shown in FIG. 2.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。本実施形態に対して施され得る各種の変更（変形例：modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the description about the following embodiment is specific to the extent possible, merely an example of the embodiment of the present invention in order to satisfy the description requirement (description requirement / practicability requirement) of the specification required by law. It is only what is described in. Therefore, as will be described later, it is quite natural that the present invention is not limited to the specific configurations of the embodiments described below. Various modifications (modifications) that can be made to the present embodiment are inserted in the description of the embodiment, so that understanding of the consistent description of the embodiment is hindered. Has been.

＜レーザープリンタの全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態が適用された画像形成装置であるレーザープリンタ１の概略構成を示す側断面図である。このレーザープリンタ１は、その内部にて、シート状の記録媒体である用紙Ｐを用紙搬送経路ＰＰ（paper path）に沿って搬送しつつ、当該用紙Ｐ上に非磁性一成分現像剤（トナー）による像（以下、「トナー像」と称する。）を形成するように構成されている。 <Overall configuration of laser printer>
FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a laser printer 1 which is an image forming apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. The laser printer 1 transports a sheet P, which is a sheet-like recording medium, along a sheet transport path PP (paper path) inside the laser printer 1 and a nonmagnetic one-component developer (toner) on the sheet P. (Hereinafter referred to as “toner image”).

なお、以下の説明では、図１における用紙搬送経路ＰＰに沿って用紙Ｐが搬送される方向（すなわち用紙搬送経路ＰＰの任意の位置における接線方向）を、「用紙搬送方向」と称する。また、図中右側（ｙ軸正方向側）を「後側」と称し、図中左側（ｙ軸負方向側）を「前側」と称する。よって、図１における左右方向がレーザープリンタ１の前後方向となる。さらに、図１における左右方向（上述の前後方向）及び上下方向（レーザープリンタ１の高さ方向：図中ｚ軸方向）と垂直な方向である、レーザープリンタ１の幅方向を、「用紙幅方向」と称する。この用紙幅方向（図中ｘ軸方向）は、用紙搬送方向及び用紙Ｐの厚さ方向と垂直な方向である。 In the following description, the direction in which the paper P is transported along the paper transport path PP in FIG. 1 (that is, the tangential direction at an arbitrary position of the paper transport path PP) is referred to as “paper transport direction”. Also, the right side (y-axis positive direction side) in the figure is referred to as “rear side”, and the left side (y-axis negative direction side) in the figure is referred to as “front side”. Therefore, the left-right direction in FIG. 1 is the front-rear direction of the laser printer 1. Further, the width direction of the laser printer 1, which is a direction perpendicular to the left-right direction (the above-described front-rear direction) and the up-down direction (height direction of the laser printer 1: z-axis direction in the drawing) in FIG. ". This paper width direction (x-axis direction in the figure) is a direction perpendicular to the paper transport direction and the thickness direction of the paper P.

具体的には、このレーザープリンタ１は、本体部２と、用紙搬送部３と、プロセスカートリッジ４と、スキャナユニット５と、定着ユニット６と、を備えている。 Specifically, the laser printer 1 includes a main body 2, a paper transport unit 3, a process cartridge 4, a scanner unit 5, and a fixing unit 6.

本体部２は、用紙搬送部３、プロセスカートリッジ４、スキャナユニット５、及び定着ユニット６を支持するための本体フレーム２１を備えている。本体フレーム２１は、外側カバー２２によって覆われている。外側カバー２２は、レーザープリンタ１のケーシングを構成する合成樹脂製の箱状部材である。 The main body 2 includes a main body frame 21 for supporting the paper transport unit 3, the process cartridge 4, the scanner unit 5, and the fixing unit 6. The main body frame 21 is covered with an outer cover 22. The outer cover 22 is a synthetic resin box-shaped member that constitutes the casing of the laser printer 1.

外側カバー２２の天板を構成するトップカバー２３には、後側に向かうにつれて深くなるような形状の凹部が設けられている。排紙トレイ２４は、この凹部の底面によって形成されている。すなわち、排紙トレイ２４は、排紙口２５から排出された画像形成済みの用紙Ｐを受け止めて複数枚積載するために、トップカバー２３の前側から後側に向かって斜め下方向に向かう斜面を形成するように設けられている。排紙口２５は、外側カバー２２における、排紙トレイ２４の下端部（後端部）の上方に設けられた開口部であって、用紙幅方向に長手方向を有するスリット状に形成されている。 The top cover 23 that constitutes the top plate of the outer cover 22 is provided with a recess having a shape that becomes deeper toward the rear side. The paper discharge tray 24 is formed by the bottom surface of this recess. That is, the paper discharge tray 24 has a slope inclined downward from the front side to the rear side of the top cover 23 in order to receive and stack a plurality of sheets of the image-formed paper P discharged from the paper discharge port 25. It is provided to form. The paper discharge port 25 is an opening provided above the lower end (rear end) of the paper discharge tray 24 in the outer cover 22 and is formed in a slit shape having a longitudinal direction in the paper width direction. .

用紙搬送部３は、用紙カセット３１と、給紙ローラ３２と、紙粉除去ローラ対３３と、レジストローラ対３４と、搬送ローラ３５と、排紙ローラ対３６と、を備えている。この用紙搬送部３は、用紙Ｐを用紙搬送経路ＰＰに沿って用紙カセット３１から排紙トレイ２４まで搬送するように構成されている。 The paper transport unit 3 includes a paper cassette 31, a paper feed roller 32, a paper dust removing roller pair 33, a registration roller pair 34, a transport roller 35, and a paper discharge roller pair 36. The paper transport unit 3 is configured to transport the paper P from the paper cassette 31 to the paper discharge tray 24 along the paper transport path PP.

用紙カセット３１は、本体部２の下方に設けられていて、前後方向にスライドさせることで本体フレーム２１に対して着脱自在に（すなわち容易に着脱できるように）構成されている。また、用紙カセット３１は、その内側にシート状の用紙Ｐを積層状態にて多数枚収容し得るように構成されている。 The paper cassette 31 is provided below the main body 2 and is configured to be detachable from the main body frame 21 (ie, easily detachable) by sliding in the front-rear direction. Further, the paper cassette 31 is configured to accommodate a large number of sheet-like papers P in a stacked state.

給紙ローラ３２は、本体部２の底部にて回転可能に支持されていて、用紙カセット３１内にて積層状態に収容された用紙Ｐにおける最上位のものの先端部と当接し得るように配置されている。この給紙ローラ３２は、回転駆動されることで、用紙Ｐを用紙カセット３１から１枚ずつピックアップして紙粉除去ローラ対３３に向けて搬送するように構成されている。 The paper feed roller 32 is rotatably supported at the bottom of the main body 2 and is disposed so as to be in contact with the top end of the uppermost sheet P stored in the paper cassette 31 in a stacked state. ing. The paper feed roller 32 is configured to be rotationally driven so that the paper P is picked up from the paper cassette 31 one by one and conveyed toward the paper dust removing roller pair 33.

紙粉除去ローラ対３３は、給紙ローラ３２よりも用紙搬送方向における下流側に設けられていて、給紙ローラ３２によってピックアップされた用紙Ｐ上の紙粉を除去しつつ、かかる用紙Ｐをレジストローラ対３４に向けて送出するようになっている。レジストローラ対３４は、後述する転写位置よりも用紙搬送方向における上流側であって、プロセスカートリッジ４の底部に対応する位置に配置されていて、用紙Ｐの向き及び搬送タイミングを調整するとともに、用紙Ｐを転写位置に向けて供給するように設けられている。 The paper dust removing roller pair 33 is provided on the downstream side in the paper transport direction with respect to the paper feeding roller 32, and resists the paper P while removing the paper dust on the paper P picked up by the paper feeding roller 32. It sends out toward the roller pair 34. The registration roller pair 34 is disposed upstream of the transfer position, which will be described later, in the paper transport direction and at a position corresponding to the bottom of the process cartridge 4, and adjusts the orientation and transport timing of the paper P, and P is provided so as to be supplied toward the transfer position.

定着ユニット６よりも用紙搬送方向における下流側には、当該定着ユニット６を経た用紙Ｐを排紙口２５に向けて送出するための搬送ローラ３５が設けられている。排紙ローラ対３６は、プロセスカートリッジ４及び定着ユニット６を経てトナー像が形成及び定着された用紙Ｐを排紙トレイ２４上に排出し得るように、排紙口２５の近傍に設けられている。 On the downstream side of the fixing unit 6 in the paper conveyance direction, a conveyance roller 35 for sending the paper P that has passed through the fixing unit 6 toward the paper discharge port 25 is provided. The paper discharge roller pair 36 is provided in the vicinity of the paper discharge port 25 so that the paper P on which the toner image is formed and fixed via the process cartridge 4 and the fixing unit 6 can be discharged onto the paper discharge tray 24. .

本体部２内には、プロセスカートリッジ４が、着脱自在に収容されている。すなわち、プロセスカートリッジ４は、交換あるいはレーザープリンタ１の内部のメンテナンスのために、本体部２に対して容易に着脱できるようになっている。具体的には、プロセスカートリッジ４のケーシングの一部をなすプロセスケース４１は、本体フレーム２１に対して着脱自在に構成されている。このプロセスケース４１には、感光体ドラム４２と、帯電器４３と、転写ローラ４４と、トナーケース４５と、が装着されている。 A process cartridge 4 is detachably accommodated in the main body 2. In other words, the process cartridge 4 can be easily attached to and detached from the main body 2 for replacement or maintenance inside the laser printer 1. Specifically, the process case 41 forming a part of the casing of the process cartridge 4 is configured to be detachable from the main body frame 21. In the process case 41, a photosensitive drum 42, a charger 43, a transfer roller 44, and a toner case 45 are mounted.

感光体ドラム４２は、その外周部に感光体層が形成された、円筒形状の部材であって、回転可能にプロセスケース４１によって支持されている。すなわち、感光体ドラム４２は、用紙幅方向と平行な軸を中心として回転駆動されることで、その周面である静電潜像担持面が用紙幅方向と直交する方向に移動するようなっている。帯電器４３は、この静電潜像担持面を一様に帯電させるために、当該静電潜像担持面と対向配置されている。 The photosensitive drum 42 is a cylindrical member having a photosensitive layer formed on the outer peripheral portion thereof, and is rotatably supported by the process case 41. That is, the photosensitive drum 42 is driven to rotate about an axis parallel to the paper width direction, so that the electrostatic latent image carrying surface that is the peripheral surface thereof moves in a direction perpendicular to the paper width direction. Yes. The charger 43 is disposed opposite to the electrostatic latent image carrying surface in order to uniformly charge the electrostatic latent image carrying surface.

転写ローラ４４は、転写位置にて用紙搬送経路ＰＰを挟んで静電潜像担持面と対向するように設けられている。ここで、転写位置とは、静電潜像担持面と帯電器４３とが対向する位置よりも、感光体ドラム４２の回転による静電潜像担持面の移動方向における下流側の位置である。この転写ローラ４４は、画像形成時に、感光体ドラム４２と連れ回る方向（すなわち感光体ドラム４２の回転方向とは反対方向）に回転するようになっている。また、この転写ローラ４４は、感光体ドラム４２との間に印加される所定の電圧によって、感光体ドラム４２の周面上に担持されたトナー像を用紙Ｐ上に転写するようになっている。 The transfer roller 44 is provided so as to face the electrostatic latent image carrying surface across the paper transport path PP at the transfer position. Here, the transfer position is a position on the downstream side in the moving direction of the electrostatic latent image carrying surface by the rotation of the photosensitive drum 42 from the position where the electrostatic latent image carrying surface and the charger 43 face each other. The transfer roller 44 rotates in a direction that rotates with the photosensitive drum 42 (that is, a direction opposite to the rotation direction of the photosensitive drum 42) during image formation. The transfer roller 44 transfers the toner image carried on the peripheral surface of the photosensitive drum 42 onto the paper P by a predetermined voltage applied between the transfer roller 44 and the photosensitive drum 42. .

また、プロセスカートリッジ４のケーシングの一部をなす（プロセスケース４１とともにプロセスカートリッジ４のケーシングをなす）トナーケース４５は、プロセスケース４１に対して着脱自在に構成されている。すなわち、トナーケース４５は、交換あるいはメンテナンスのために、プロセスケース４１に対して容易に着脱できるようになっている。このトナーケース４５は、絶縁性の合成樹脂製の箱状の部材であって、その内部の空間には粉末状の乾式現像剤であるトナーが収容されている。 In addition, a toner case 45 that forms a part of the casing of the process cartridge 4 (which forms the casing of the process cartridge 4 together with the process case 41) is configured to be detachable from the process case 41. That is, the toner case 45 can be easily attached to and detached from the process case 41 for replacement or maintenance. The toner case 45 is a box-shaped member made of insulating synthetic resin, and a toner that is a powdery dry developer is accommodated in an internal space of the toner case 45.

トナーケース４５における、プロセスケース４１に装着された際に感光体ドラム４２と対向する位置には、用紙幅方向に長手方向を有する開口部が形成されている。トナーケース４５における、この開口部の近傍の位置には、現像ローラ４６と、供給ローラ４７と、が設けられている。また、トナーケース４５の内部にてトナーを収容する空間内には、アジテータ４８が収容されている。現像ローラ４６、供給ローラ４７、及びアジテータ４８は、トナーケース４５によって、回転可能に支持されている。 In the toner case 45, an opening having a longitudinal direction in the paper width direction is formed at a position facing the photosensitive drum 42 when mounted on the process case 41. A developing roller 46 and a supply roller 47 are provided in the toner case 45 at a position near the opening. An agitator 48 is accommodated in a space for accommodating toner inside the toner case 45. The developing roller 46, the supply roller 47, and the agitator 48 are rotatably supported by the toner case 45.

現像ローラ４６は、感光体ドラム４２の回転による静電潜像担持面の移動方向における、静電潜像担持面と帯電器４３とが対向する位置よりも下流側且つ転写位置よりも上流側の現像位置にて、静電潜像担持面と対向するように、感光体ドラム４２と平行に配置されている。また、現像ローラ４６は、平滑な円柱面状の周面上にてトナーの薄層を担持し得るように構成されている。この現像ローラ４６は、帯電したトナーを静電潜像担持面に供給するために、感光体ドラム４２の回転方向とは反対方向に（すなわち上述の現像位置にて現像ローラ４６の周面の移動方向が静電潜像担持面の移動方向と同じ方向となるような回転方向に）回転駆動されるようになっている。 The developing roller 46 is located downstream of the position where the electrostatic latent image carrying surface and the charger 43 face each other and upstream of the transfer position in the moving direction of the electrostatic latent image carrying surface due to the rotation of the photosensitive drum 42. At the development position, it is arranged in parallel with the photosensitive drum 42 so as to face the electrostatic latent image carrying surface. Further, the developing roller 46 is configured to be able to carry a thin toner layer on a smooth cylindrical peripheral surface. The developing roller 46 moves in the direction opposite to the rotation direction of the photosensitive drum 42 (that is, the movement of the peripheral surface of the developing roller 46 at the above-described developing position) in order to supply charged toner to the electrostatic latent image carrying surface. It is rotationally driven (in a rotational direction such that the direction is the same as the moving direction of the electrostatic latent image carrying surface).

供給ローラ４７は、トナーケース４５の内部に収容されたトナーを現像ローラ４６の周面上に担持させるように、トナーケース４５の内部にてトナーを収容する空間と現像ローラ４６との間に配置されている。アジテータ４８は、回転駆動されることで、トナーケース４５の内部に収容されたトナーを攪拌しつつその一部を供給ローラ４７に向けて送出するように設けられている。 The supply roller 47 is disposed between the space in which the toner is stored in the toner case 45 and the developing roller 46 so that the toner stored in the toner case 45 is carried on the peripheral surface of the developing roller 46. Has been. The agitator 48 is provided so as to be partly fed toward the supply roller 47 while being agitated, while being agitated.

スキャナユニット５は、プロセスカートリッジ４の上方に配置されている。このスキャナユニット５は、画像データに基づいて変調されたレーザービーム（図中一点鎖線参照）を生成するとともに、かかるレーザービームを、帯電器４３によって一様に帯電された静電潜像担持面上にて用紙幅方向に沿って走査することで、静電潜像担持面上に静電潜像を形成するように構成されている。 The scanner unit 5 is disposed above the process cartridge 4. The scanner unit 5 generates a laser beam (refer to a one-dot chain line in the drawing) modulated based on image data, and the laser beam is uniformly charged on the electrostatic latent image carrying surface charged by the charger 43. Is configured to form an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrying surface by scanning along the paper width direction.

具体的には、スキャナユニット５は、ポリゴンミラー５１と、レンズ５２及び５３と、反射鏡５４，５５及び５６と、を備えている。このスキャナユニット５は、図示しない発光部から出射された上述のレーザービームを、ポリゴンミラー５１によって用紙幅方向に沿って走査しつつ、レンズ５２、反射鏡５４、反射鏡５５、レンズ５３、及び反射鏡５６を経て、静電潜像担持面に照射するようになっている。 Specifically, the scanner unit 5 includes a polygon mirror 51, lenses 52 and 53, and reflecting mirrors 54, 55 and 56. The scanner unit 5 scans the above-described laser beam emitted from a light emitting unit (not shown) along the paper width direction by the polygon mirror 51, and the lens 52, the reflecting mirror 54, the reflecting mirror 55, the lens 53, and the reflecting An electrostatic latent image carrying surface is irradiated through a mirror 56.

本発明の定着装置に相当する定着ユニット６は、上述の転写位置（感光体ドラム４２と転写ローラ４４とが対向する位置）よりも用紙搬送方向における下流側に配置されている。この定着ユニット６は、トナー像を担持した（トナーが像様に静電的に付着した）用紙Ｐを加熱及び加圧（ニップ）することで、トナー像を用紙Ｐ上に熱定着するように構成されている。 The fixing unit 6 corresponding to the fixing device of the present invention is disposed on the downstream side in the paper transport direction from the above-described transfer position (position where the photosensitive drum 42 and the transfer roller 44 face each other). The fixing unit 6 heats and presses (nips) the paper P carrying the toner image (toner is electrostatically attached like an image) so that the toner image is thermally fixed on the paper P. It is configured.

＜定着ユニットの構成の詳細＞
図２は、図１に示されている、本実施形態の定着ユニット６の概略構成を示す側断面図である。以下、図２を参照しつつ、本実施形態の定着ユニット６の構成の特徴について詳細に説明する。 <Details of fixing unit configuration>
FIG. 2 is a side sectional view showing a schematic configuration of the fixing unit 6 of the present embodiment shown in FIG. Hereinafter, the characteristics of the configuration of the fixing unit 6 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

定着ユニット６は、定着ベルト６１と、加圧ローラ６２と、ニップ板６３と、ステイ６４と、熱源装置６５と、を備えている。 The fixing unit 6 includes a fixing belt 61, a pressure roller 62, a nip plate 63, a stay 64, and a heat source device 65.

定着ベルト６１は、筒状に形成された、いわゆる無端ベルトであって、耐熱性と可撓性とを有するように構成されている。この定着ベルト６１は、図示しないガイド部材によって、所定の位置に保持されつつ用紙幅方向と平行な軸を中心として回転可能に支持されている。 The fixing belt 61 is a so-called endless belt formed in a cylindrical shape, and is configured to have heat resistance and flexibility. The fixing belt 61 is supported by a guide member (not shown) so as to be rotatable about an axis parallel to the paper width direction while being held at a predetermined position.

本発明の対向部材に相当する加圧ローラ６２は、定着ベルト６１の外周面と対向配置されている。この加圧ローラ６２は、外周部に弾性変形可能な層であるゴム層を有するローラ状部材であって、用紙幅方向と平行な軸を中心として回転可能に支持されている。 The pressure roller 62 corresponding to the facing member of the present invention is disposed to face the outer peripheral surface of the fixing belt 61. The pressure roller 62 is a roller-like member having a rubber layer that is an elastically deformable layer on the outer peripheral portion, and is supported so as to be rotatable about an axis parallel to the paper width direction.

本発明のニップ部材に相当するニップ板６３は、平板状の部材であって、定着ベルト６１を挟んで加圧ローラ６２と対向配置されるように、定着ベルト６１の内側に収容されている。このニップ板６３は、加圧ローラ６２における上述のゴム層を弾性変形させるように定着ベルト６１の内周面と当接することで、ニップ部ＮＰを用紙搬送方向に沿って所定の幅をもって形成するように設けられている。 The nip plate 63 corresponding to the nip member of the present invention is a flat member and is accommodated inside the fixing belt 61 so as to be opposed to the pressure roller 62 with the fixing belt 61 interposed therebetween. The nip plate 63 is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 61 so as to elastically deform the above-described rubber layer in the pressure roller 62, thereby forming the nip portion NP with a predetermined width along the sheet conveyance direction. It is provided as follows.

ニップ板６３は、伝熱部材６３１と断熱部材６３２とを有している。伝熱部材６３１は、断熱部材６３２よりも熱伝導率が高い材質から構成されている。具体的には、本実施形態においては、伝熱部材６３１は、熱伝導率が高い金属であるアルミニウム（合金）によって形成されている。一方、断熱部材６３２は、熱伝導率が低く且つ耐熱性の高い合成樹脂材料によって形成されている。 The nip plate 63 includes a heat transfer member 631 and a heat insulating member 632. The heat transfer member 631 is made of a material having a higher thermal conductivity than the heat insulating member 632. Specifically, in this embodiment, the heat transfer member 631 is formed of aluminum (alloy) that is a metal having high thermal conductivity. On the other hand, the heat insulating member 632 is formed of a synthetic resin material having low thermal conductivity and high heat resistance.

伝熱部材６３１は、受熱面６３１ａと放熱面６３１ｂとを有している。ここで、受熱面６３１ａは、熱源装置６５に対向することで当該熱源装置６５から受熱するように設けられた、伝熱部材６３１の表面である。また、放熱面６３１ｂは、ニップ部ＮＰに対向しつつ定着ベルト６１の内周面と接触することでニップ部ＮＰに向けて放熱するように設けられた、伝熱部材６３１の表面である。そして、この伝熱部材６３１は、熱源装置６５からの熱を受熱面６３１ａから放熱面６３１ｂに伝達するように設けられている。 The heat transfer member 631 has a heat receiving surface 631a and a heat radiating surface 631b. Here, the heat receiving surface 631 a is a surface of the heat transfer member 631 provided to receive heat from the heat source device 65 by facing the heat source device 65. The heat radiating surface 631b is a surface of the heat transfer member 631 provided so as to radiate heat toward the nip portion NP by contacting the inner peripheral surface of the fixing belt 61 while facing the nip portion NP. The heat transfer member 631 is provided so as to transfer heat from the heat source device 65 from the heat receiving surface 631a to the heat radiating surface 631b.

伝熱部材６３１は、放熱面６３１ｂが受熱面６３１ａよりも面積が小さくなるように、側断面視にて台形状に形成されている。具体的には、受熱面６３１ａは、ニップ板６３の上面（熱源装置６５側の表面）であって熱源装置６５と対向する部分におけるほぼ全面にわたって設けられている。一方、放熱面６３１ｂは、ニップ板６３の下面（ニップ部ＮＰ側の表面）の側面視における一部分であって、具体的にはニップ部ＮＰの用紙搬送方向における上流側の部分に設けられている。 The heat transfer member 631 is formed in a trapezoidal shape in a side sectional view so that the heat dissipation surface 631b has a smaller area than the heat receiving surface 631a. Specifically, the heat receiving surface 631a is provided over substantially the entire upper surface (surface on the heat source device 65 side) of the nip plate 63 and the portion facing the heat source device 65. On the other hand, the heat radiating surface 631b is a part of the lower surface of the nip plate 63 (the surface on the nip part NP side) as viewed from the side, and is specifically provided at an upstream part of the nip part NP in the sheet conveyance direction. .

断熱部材６３２は、ニップ板６３における伝熱部材６３１以外の部分である。この断熱部材６３２は、伝熱部材６３１のニップ部ＮＰに対向する表面における放熱面６３１ｂ以外の部分と、定着ベルト６１の内周面と、の間に配置されている。また、この断熱部材６３２は、伝熱部材６３１の用紙幅方向における両端部に隣接する位置にも設けられている。 The heat insulating member 632 is a portion other than the heat transfer member 631 in the nip plate 63. The heat insulating member 632 is disposed between a portion other than the heat radiating surface 631 b on the surface of the heat transfer member 631 facing the nip NP and the inner peripheral surface of the fixing belt 61. The heat insulating member 632 is also provided at a position adjacent to both ends of the heat transfer member 631 in the paper width direction.

ステイ６４は、側断面視にてニップ板６３に向けて開口する略“Ｕ”字状（図中では略逆“Ｕ”字状あるいは“ｎ”字状）の部材であって、ニップ板６３を支持するように、定着ベルト６１の内側に配置（収容）されている。ステイ６４は、熱伝導率が低く且つ耐熱性の高い合成樹脂材料によって形成されている。具体的には、ステイ６４は、ニップ板６３における断熱部材６３２と同じ材質によって形成されている。 The stay 64 is a member having a substantially “U” shape (substantially inverted “U” shape or “n” shape in the drawing) that opens toward the nip plate 63 in a side sectional view. Is disposed (accommodated) inside the fixing belt 61 so as to support the belt. The stay 64 is made of a synthetic resin material having low thermal conductivity and high heat resistance. Specifically, the stay 64 is formed of the same material as the heat insulating member 632 in the nip plate 63.

本実施形態においては、ステイ６４は、ニップ板６３と密着する（接合される）ことで、ニップ板６３の端部を支持しつつ、内部に略閉空間を形成するように設けられている。すなわち、ステイ６４の用紙幅方向における両端部には、用紙幅方向と直交する一対の側板が設けられている。 In this embodiment, the stay 64 is provided so as to form a substantially closed space inside while supporting the end portion of the nip plate 63 by being in close contact with (bonded to) the nip plate 63. That is, a pair of side plates orthogonal to the paper width direction are provided at both ends of the stay 64 in the paper width direction.

熱源装置６５は、ニップ部ＮＰを加熱するように、定着ベルト６１の内側に配置されている。具体的には、熱源装置６５は、ニップ板６３とステイ６４とで囲まれる略閉空間内に収容されている。この熱源装置６５は、楕円鏡６５１と、ヒータ６５２と、を備えている。 The heat source device 65 is disposed inside the fixing belt 61 so as to heat the nip portion NP. Specifically, the heat source device 65 is accommodated in a substantially closed space surrounded by the nip plate 63 and the stay 64. The heat source device 65 includes an elliptical mirror 651 and a heater 652.

楕円鏡６５１は、アルミニウム（合金）板を曲げ加工することで形成された、側断面視にて半楕円形状の部材であって、ステイ６４によって外側から支持されている。楕円鏡６５１の内面には、ヒータから発せられる赤外線（遠赤外線を含む）の反射率が高くなるように、鏡面加工が施されている。この楕円鏡６５１は、側断面視にてニップ板６３に向けて開口することで、ヒータ６５２から発せられた輻射熱を伝熱部材６３１における受熱面６３１ａに照射するように設けられている。 The elliptical mirror 651 is a semi-elliptical member formed by bending an aluminum (alloy) plate, and is supported from the outside by a stay 64. The inner surface of the elliptical mirror 651 is mirror-finished so that the reflectance of infrared rays (including far infrared rays) emitted from the heater is increased. The elliptical mirror 651 is provided so as to irradiate the heat receiving surface 631a of the heat transfer member 631 with the radiant heat generated from the heater 652 by opening toward the nip plate 63 in a side sectional view.

ヒータ６５２は、いわゆるハロゲンランプからなる発熱体であって、通電により輻射熱を発生するように構成されている。また、本実施形態においては、受熱面６３１ａには、黒色塗装からなる黒体面６５５が形成されている。 The heater 652 is a heating element made of a so-called halogen lamp, and is configured to generate radiant heat when energized. In the present embodiment, the heat receiving surface 631a is formed with a black body surface 655 made of black paint.

＜実施形態の構成による作用・効果＞
かかる構成を有する、本実施形態の定着ユニット６においては、ヒータ６５２から発せられた輻射熱が、伝熱部材６３１における受熱面６３１ａにて受け取られる。かかる受熱面６３１ａにて受け取られた熱は、伝熱部材６３１における受熱面６３１ａよりも小さな面積の放熱面６３１ｂから、ニップ部ＮＰに放出される。これにより、ニップ部ＮＰが加熱される。 <Operation / Effects of Configuration of Embodiment>
In the fixing unit 6 of this embodiment having such a configuration, the radiant heat generated from the heater 652 is received by the heat receiving surface 631a of the heat transfer member 631. The heat received by the heat receiving surface 631a is released from the heat radiating surface 631b of the heat transfer member 631 having a smaller area than the heat receiving surface 631a to the nip portion NP. Thereby, the nip part NP is heated.

ここで、本実施形態の構成においては、放熱面６３１ｂは、ニップ部ＮＰの用紙搬送方向における一部分に対応して設けられているとともに、受熱面６３１ａよりも面積が小さい。このため、比較的面積が広い受熱面６３１ａにて受け取られた熱が、比較的面積が狭い放熱面６３１ｂに集中し、これによりニップ部ＮＰの用紙搬送方向における一部分が集中的に加熱される。このため、用紙Ｐ上に担持されたトナーが短時間で集中的に加熱される一方で、用紙Ｐ自体への伝熱が可及的に抑制される。したがって、かかる構成によれば、良好な定着強度及び熱効率（定着効率）が得られ、以て画像形成速度の高速化が図られるとともに、よりいっそうの省電力化やウォームアップ時間の短縮が図られる。 Here, in the configuration of the present embodiment, the heat radiating surface 631b is provided corresponding to a part of the nip portion NP in the paper transport direction and has a smaller area than the heat receiving surface 631a. For this reason, the heat received by the heat receiving surface 631a having a relatively large area is concentrated on the heat radiating surface 631b having a relatively small area, whereby a part of the nip portion NP in the sheet conveyance direction is intensively heated. For this reason, the toner carried on the paper P is intensively heated in a short time, while heat transfer to the paper P itself is suppressed as much as possible. Therefore, according to such a configuration, good fixing strength and thermal efficiency (fixing efficiency) can be obtained, so that the image forming speed can be increased and further power saving and warm-up time can be shortened. .

さらに、本実施形態の構成においては、ニップ部ＮＰにおける、伝熱部材６３１よりも用紙搬送方向における下流側の部分は、温度が相対的に低くなる。このため、当該部分におけるトナーの軟化あるいは溶融による、いわゆるホットオフセットの発生が抑制され、以て定着後の画像品質が向上する。 Furthermore, in the configuration of the present embodiment, the temperature at the downstream side of the nip portion NP in the paper transport direction from the heat transfer member 631 is relatively low. Therefore, the occurrence of so-called hot offset due to the softening or melting of the toner in the portion is suppressed, and the image quality after fixing is improved.

以下、本実施形態の構成による効果を、数値計算によって確認した結果について説明する。最初に、本実施形態の構成における熱流（熱伝導）の状態について解析した結果を、比較例と比較しつつ示す。 Hereinafter, a result of confirming the effect of the configuration of the present embodiment by numerical calculation will be described. First, the result of analyzing the state of heat flow (heat conduction) in the configuration of the present embodiment is shown in comparison with a comparative example.

図３は、計算機シミュレーションによって熱流（熱伝導）解析するための計算メッシュを示す図である。かかる熱流解析は、有限要素法を用いた市販のコンピュータソフトウエアを用いて容易に実行され得るものであることは、本願の出願時において周知である。 FIG. 3 is a diagram showing a calculation mesh for analyzing heat flow (heat conduction) by computer simulation. It is well known at the time of filing of the present application that such heat flow analysis can be easily performed using commercially available computer software using the finite element method.

なお、図３においては、図示の都合上、ニップ板６３、定着ベルト６１、用紙Ｐ、及び加圧ローラ６２は、それぞれ離隔しているように示されている。しかしながら、計算においては、互いに熱的に接触するように設定がなされている。また、定着ベルト６１、用紙Ｐ、及び加圧ローラ６２は、それぞれ、画像形成速度（具体的にはＡ４規格用紙を長尺方向に搬送した場合の３０ｐｐｍ相当：ｐｐｍは「ｐａｇｅｐｅｒｍｉｎｕｔｅ」の略）に相当する移動が生じるように、計算上設定されている。 In FIG. 3, for convenience of illustration, the nip plate 63, the fixing belt 61, the paper P, and the pressure roller 62 are illustrated as being separated from each other. However, in the calculation, settings are made so as to be in thermal contact with each other. Further, the fixing belt 61, the paper P, and the pressure roller 62 are each an image forming speed (specifically, equivalent to 30 ppm when A4 standard paper is conveyed in the long direction: ppm is an abbreviation of “page per minute”. ) Is calculated so that a movement corresponding to) occurs.

代表的な境界条件は、以下の通りである：ニップ板６３の上面には、８００Ｗに相当する輻射熱が、均等に印加されている。加圧ローラ６２のステンレス製シャフトは、室温（２５℃）に固定されている。 Typical boundary conditions are as follows: Radiant heat corresponding to 800 W is uniformly applied to the upper surface of the nip plate 63. The stainless steel shaft of the pressure roller 62 is fixed at room temperature (25 ° C.).

また、この計算においては、ニップ板６３における伝熱部材６３１（図２参照）はＡ５０５２アルミニウム合金製とし、断熱部材６３２（図２参照）は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共重合体）製であるものとし、定着ベルト６１はポリイミド製であるものとし、加圧ローラ６２はシリコーンゴムの表面をチューブ状のＰＦＡ樹脂で被覆したものであるものとする。 In this calculation, the heat transfer member 631 (see FIG. 2) in the nip plate 63 is made of A5052 aluminum alloy, and the heat insulating member 632 (see FIG. 2) is PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer). It is assumed that the fixing belt 61 is made of polyimide, and the pressure roller 62 is a silicone rubber whose surface is covered with a tubular PFA resin.

図４は、図２に示されている本実施形態の構成における熱流（熱伝導）の様子を示す図である。図５は、図２に示されているニップ板６３が一様な一枚のアルミニウム合金（Ａ５０５２）製である比較例の構成における熱流（熱伝導）の様子を示す図である。なお、図４及び図５においては、熱流の様子が矢印（ベクトル）で示されている。 FIG. 4 is a diagram showing the state of heat flow (heat conduction) in the configuration of the present embodiment shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a state of heat flow (heat conduction) in the configuration of the comparative example in which the nip plate 63 shown in FIG. 2 is made of a single piece of uniform aluminum alloy (A5052). In FIGS. 4 and 5, the state of heat flow is indicated by arrows (vectors).

図４に示されているように、本実施形態の構成においては、ニップ板６３の上面（図２における伝熱部材６３１の受熱面６３１ａ）に均一に印加された熱が、ニップ部における上流側の一部分に集中している。これに対し、図５に示されているように、比較例の構成においては、このような熱流の集中は発生していない。 As shown in FIG. 4, in the configuration of this embodiment, the heat uniformly applied to the upper surface of the nip plate 63 (the heat receiving surface 631a of the heat transfer member 631 in FIG. 2) is the upstream side in the nip portion. Concentrate on a part of. On the other hand, as shown in FIG. 5, such concentration of heat flow does not occur in the configuration of the comparative example.

次に、本実施形態の構成による定着強度の評価計算を行った結果について説明する。なお、定着強度の計算法は、「電子写真技術の基礎と応用」（電子写真学会編、１９８８年コロナ社刊）に詳細に記載されているが、その一部を以下に抜粋して示す。 Next, the result of the evaluation calculation of the fixing strength according to the configuration of this embodiment will be described. The method for calculating the fixing strength is described in detail in “Basics and Applications of Electrophotographic Technology” (edited by the Electrophotographic Society, published by Corona, 1988).

定着強度Ｆは、ニップ部内の圧力Ｐと、トナー粘度μとから、下記の式（１）で示される。なお、下記の式（１）中、“ｔ_{ｄｗｅｌｌ}”は、ニップ部通過時間（用紙がニップ部を通過する所要時間）である。 The fixing strength F is expressed by the following formula (1) from the pressure P in the nip portion and the toner viscosity μ. In the following formula (1), “t _dwell ” is the nip passing time (the time required for the paper to pass through the nip).

上記（１）式の通り、トナー粘度μは温度Ｔに依存する。そこで、用紙のニップ部通過時間ｔ_{ｄｗｅｌｌ}を微小時間Δｔで離散化し、用紙がニップ部を通過している間の時間ステップｉ毎に圧力Ｐｉと温度Ｔｉとからトナー粘度μｉを求め、下記の式（２）により定着強度Ｆを算出した。 As shown in the above equation (1), the toner viscosity μ depends on the temperature T. Therefore, the nip passing time t _dwell of the paper is discretized with a minute time Δt, and the toner viscosity μi is obtained from the pressure Pi and the temperature Ti at every time step i while the paper passes through the nip, The fixing strength F was calculated from (2).

圧力Ｐについては、弾性ローラが平面に押し当てられているものとみなして、Ｈｅｌｔｚの接触理論に基づき、ニップ部における用紙搬送方向に沿った圧力分布を放物線状の分布とした（図６参照：図６中の「ｙ」は、図２に示されているニップ部ＮＰの用紙搬送方向における上流端からの距離を示し、ｙ＝０は当該上流端に相当するものとする。）。図６に示されている圧力分布グラフにおいては、圧力の最大値を０．１４ＭＰａとした。 Regarding the pressure P, it is assumed that the elastic roller is pressed against a flat surface, and the pressure distribution along the sheet conveyance direction in the nip portion is a parabolic distribution based on the Heltz contact theory (see FIG. 6: “Y” in FIG. 6 indicates the distance from the upstream end of the nip portion NP shown in FIG. 2 in the paper conveyance direction, and y = 0 corresponds to the upstream end. In the pressure distribution graph shown in FIG. 6, the maximum value of the pressure was set to 0.14 MPa.

トナー粘度μについては、下記の式（３）で示されるＡｎｄｒａｄｅの式を用いた。なお、この式における係数Ａ及びＢは、測定値をフィッティングすることによって求めた（本計算にて用いた実際のトナー粘度μの温度依存性のグラフについては図７参照。）。 For the toner viscosity μ, the Andrade equation represented by the following equation (3) was used. The coefficients A and B in this equation were obtained by fitting the measured values (see FIG. 7 for the graph of the temperature dependence of the actual toner viscosity μ used in this calculation).

図８は、図２に示されている本実施形態の構成における定着強度の計算のための、伝熱部材６３１の形状についての条件を示す図である。図中、ｗは、図２に示されている伝熱部材６３１の受熱面６３１ａの用紙搬送方向における下流端を基点とした、放熱面６３１ｂの用紙搬送方向における下流端の位置を示す。このｗの値が大きいほど、受熱面６３１ａから放熱面６３１ｂへの「絞り込み」が大きくなる。なお、かかる定着強度の計算においては、ニップ部の幅を８ｍｍとし、受熱面６３１ａの用紙幅方向の幅ｗ０＝８［ｍｍ］、伝熱部材６３１の厚さｔｈ０＝０．８［ｍｍ］、ｔｈ１＝０．２［ｍｍ］とした。 FIG. 8 is a diagram showing conditions regarding the shape of the heat transfer member 631 for calculating the fixing strength in the configuration of the present embodiment shown in FIG. In the drawing, w indicates the position of the downstream end of the heat radiating surface 631b in the paper transport direction, with the downstream end of the heat receiving surface 631a of the heat transfer member 631 shown in FIG. The greater the value of w, the greater the “squeezing” from the heat receiving surface 631a to the heat radiating surface 631b. In the calculation of the fixing strength, the width of the nip portion is 8 mm, the width w0 of the heat receiving surface 631a in the sheet width direction is 8 [mm], the thickness th0 of the heat transfer member 631 is 0.8 [mm], th1 = 0.2 [mm].

図９は、図８におけるｗの値を変化させたときの、定着強度Ｆ（計算結果）の変化の様子を示すグラフである。図９に示されているように、受熱面６３１ａから放熱面６３１ｂへの「絞り込み」が大きくなるほど定着強度が上昇することが確認された。 FIG. 9 is a graph showing how the fixing strength F (calculation result) changes when the value of w in FIG. 8 is changed. As shown in FIG. 9, it was confirmed that the fixing strength increases as “squeezing” from the heat receiving surface 631 a to the heat radiating surface 631 b increases.

図１０は、図９におけるｗ＝７［ｍｍ］の場合に、受熱面６３１ａへの印加熱量を変化させたときの、定着強度Ｆ（計算結果）の変化の様子を示すグラフである。図１０の結果から、図５に示されている比較例の構成の場合に印加熱量が８００Ｗであるときの定着強度（図中破線参照）が、ｗ＝７［ｍｍ］の場合には５８６Ｗの印加熱量で得られることが確認された。 FIG. 10 is a graph showing how the fixing strength F (calculation result) changes when the amount of heat applied to the heat receiving surface 631a is changed when w = 7 [mm] in FIG. From the result of FIG. 10, in the case of the configuration of the comparative example shown in FIG. 5, the fixing strength (see the broken line in the figure) when the applied heat amount is 800 W is 586 W when w = 7 [mm]. It was confirmed that it could be obtained with the amount of heat applied.

＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を、単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変更が施され得ることは、当然である。 <List of examples of modification>
It should be noted that the above-described embodiments are merely examples of typical embodiments of the present invention that the applicant has considered to be the best at the time of filing of the present application. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment. Therefore, it goes without saying that various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the essential part of the present invention.

以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されている構成要素と同様の構成及び機能を有するものに対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部材の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が援用され得るものとする。もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたもの限定されるものではない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。さらに、上述の実施形態の一部と、変形例の一部とが、適宜、複合的に適用され得る。 Hereinafter, some typical modifications will be exemplified. In the following description of the modified examples, the same reference numerals as those in the above-described embodiment can be used for those having the same configuration and function as the components described in the above-described embodiment. And about description of this member, the description in the above-mentioned embodiment shall be used in the range which is not technically consistent. However, it goes without saying that the modifications are not limited to those listed below. In addition, a plurality of modified examples can be applied in a composite manner as appropriate within a technically consistent range. Furthermore, a part of the above-described embodiment and a part of the modification may be applied in combination as appropriate.

本発明の適用対象は、単色のレーザープリンタに限定されない。例えば、本発明は、カラーのレーザープリンタや、単色及びカラーの複写機等の、いわゆる電子写真方式の画像形成装置に対して、好適に適用され得る。このとき、感光体の形状は、上述の実施形態のようなドラム状でなくてもよい。例えば、平板状や無端ベルト状等であってもよい。露光方式（アナログ又はデジタル）についても、特段の限定はない。 The application target of the present invention is not limited to a monochromatic laser printer. For example, the present invention can be suitably applied to a so-called electrophotographic image forming apparatus such as a color laser printer or a monochromatic and color copying machine. At this time, the shape of the photosensitive member may not be a drum shape as in the above-described embodiment. For example, a flat plate shape or an endless belt shape may be used. There is no particular limitation on the exposure method (analog or digital).

また、本発明の適用対象は、非磁性一成分現像に限定されない。したがって、本発明は、例えば、磁性二成分現像方式の画像形成装置に対しても好適に適用され得る。あるいは、本発明は、感光体を用いない画像形成方式（例えば、マルチスタイラス電極やアパチャー電極によって電荷や現像剤の飛翔や付着を直接的に制御する画像形成方式）の画像形成装置に対しても好適に適用され得る。 The application target of the present invention is not limited to non-magnetic one-component development. Therefore, the present invention can be suitably applied to, for example, a magnetic two-component development type image forming apparatus. Alternatively, the present invention is also applicable to an image forming apparatus using an image forming system that does not use a photoconductor (for example, an image forming system that directly controls the flight and adhesion of charge and developer using a multi-stylus electrode or an aperture electrode). It can be suitably applied.

図１を参照すると、プロセスカートリッジ４におけるプロセスケース４１とトナーケース４５とは、分離不能であってもよい。あるいは、トナーケース４５のみが、本体フレーム２１に対して着脱自在であってもよい。 Referring to FIG. 1, the process case 41 and the toner case 45 in the process cartridge 4 may not be separable. Alternatively, only the toner case 45 may be detachable from the main body frame 21.

本発明の「対向部材」は、ローラ状の部材に限定されない。例えば、本発明の「対向部材」として、板状の部材やベルト状の部材が用いられ得る。 The “opposing member” of the present invention is not limited to a roller-shaped member. For example, a plate-like member or a belt-like member can be used as the “opposing member” of the present invention.

本発明の熱源装置における発熱体は、ハロゲンランプを用いたものに限定されない。具体的には、例えば、かかる発熱体として、面状ヒータが用いられ得る。この場合、面状ヒータは、図２における受熱面６３１ａに密着するように設けられる。また、この場合、黒体面６５５は不要である。 The heating element in the heat source device of the present invention is not limited to one using a halogen lamp. Specifically, for example, a planar heater can be used as such a heating element. In this case, the planar heater is provided in close contact with the heat receiving surface 631a in FIG. In this case, the black body surface 655 is not necessary.

図２を参照すると、伝熱部材６３１は、アルミニウム（合金）以外の熱伝導率が高い金属（銅等）によって形成され得る。また、断熱部材６３２は、ステンレス鋼等の熱伝導率が低い金属や、セラミックスや、熱伝導率が低く且つ耐熱性の高い合成樹脂材料（液晶ポリマー、ポリイミド、ポリアミドイミド、等。）によって形成され得る。 Referring to FIG. 2, the heat transfer member 631 may be formed of a metal (copper or the like) having a high thermal conductivity other than aluminum (alloy). The heat insulating member 632 is formed of a metal having low thermal conductivity such as stainless steel, ceramics, or a synthetic resin material (liquid crystal polymer, polyimide, polyamideimide, etc.) having low thermal conductivity and high heat resistance. obtain.

断熱部材６３２は、ステイ６４と一体に形成されていてもよい。あるいは、断熱部材６３２は、ステイ６４とは異なる材質によって形成されていてもよい。 The heat insulating member 632 may be formed integrally with the stay 64. Alternatively, the heat insulating member 632 may be formed of a material different from that of the stay 64.

上述の実施形態においては、受熱面６３１ａは、ニップ板６３の上面であって熱源装置６５と対向する部分におけるほぼ全面にわたって設けられているが、本発明は何らこれに限定されない。すなわち、ニップ板６３の上面であって熱源装置６５と対向する部分のうちの用紙搬送方向における下流側の一部に、受熱面６３１ａではない部分が設けられていてもよい。 In the above-described embodiment, the heat receiving surface 631a is provided over substantially the entire upper surface of the nip plate 63 and the portion facing the heat source device 65, but the present invention is not limited to this. That is, a portion that is not the heat receiving surface 631a may be provided on a part of the upper surface of the nip plate 63 that faces the heat source device 65 on the downstream side in the paper conveyance direction.

図１１は、図２に示されているニップ板６３の一変形例を示す側断面図である。図１１に示されているように、伝熱部材６３１と断熱部材６３２との間には、空隙Ｇが設けられていてもよい。これにより、熱エネルギーの収束効果がよりいっそう高められる。なお、この空隙Ｇ内は、空気であってもよい。あるいは、空隙Ｇ内には、断熱部材６３２よりも断熱性の高い（すなわち熱伝導率の低い）材料が充填されていてもよい。 FIG. 11 is a side sectional view showing a modification of the nip plate 63 shown in FIG. As illustrated in FIG. 11, a gap G may be provided between the heat transfer member 631 and the heat insulating member 632. Thereby, the convergence effect of thermal energy is further enhanced. The space G may be air. Alternatively, the gap G may be filled with a material having higher heat insulation (that is, lower thermal conductivity) than the heat insulation member 632.

図１２は、図２に示されている定着ユニット６の一変形例を示す側断面図である。図１２に示されているように、ステイ６４は、上部が開放された形状（すなわち平面視にて略矩形状）に形成されていてもよい。 FIG. 12 is a side sectional view showing a modification of the fixing unit 6 shown in FIG. As shown in FIG. 12, the stay 64 may be formed in a shape in which the upper part is opened (that is, a substantially rectangular shape in plan view).

また、図１２に示されているように、断熱部材は省略され得る。すなわち、伝熱部材６３１のニップ部ＮＰに対向する表面における放熱面６３１ｂ以外の部分と、定着ベルト６１の内周面と、の間には、空隙Ｇが設けられていてもよい。 Further, as shown in FIG. 12, the heat insulating member may be omitted. That is, a gap G may be provided between a portion of the surface of the heat transfer member 631 opposite to the nip NP other than the heat radiating surface 631b and the inner peripheral surface of the fixing belt 61.

黒体面６５５は、黒色塗装に限定されない。例えば、黒体面６５５として、有機あるいは無機の赤外線吸収膜や、凹凸形状（溝形状）を形成してもよい。 The black body surface 655 is not limited to black paint. For example, as the black body surface 655, an organic or inorganic infrared absorption film or an uneven shape (groove shape) may be formed.

その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。さらに、本明細書にて引用した他の出願や公報の内容（明細書及び図面を含む）は、本明細書の一部を構成するものとして、必要に応じて且つ技術的に矛盾しない範囲内において援用され得る。 Other modifications not specifically mentioned are naturally included in the technical scope of the present invention without departing from the essential part of the present invention. In addition, in each element constituting the means for solving the problems of the present invention, elements expressed functionally and functionally include the specific structures disclosed in the above-described embodiments and modifications, It includes any structure that can realize this action / function. Furthermore, the contents of other applications and publications cited in this specification (including the specification and drawings) are included in a part of this specification, and are within a scope that is technically consistent as necessary. Can be incorporated by reference.

１…レーザープリンタ２…本体部
２１…本体フレーム２４…排紙トレイ２５…排紙口
３…用紙搬送部
３１…用紙カセット３２…給紙ローラ３３…紙粉除去ローラ対
３４…レジストローラ対３５…搬送ローラ３６…排紙ローラ対
４…プロセスカートリッジ４１…プロセスケース４２…感光体ドラム
４３…帯電器４４…転写ローラ４５…トナーケース
４６…現像ローラ４７…供給ローラ４８…アジテータ
５…スキャナユニット
６…定着ユニット６１…定着ベルト６２…加圧ローラ
６３…ニップ板
６３１…伝熱部材６３１ａ…受熱面６３１ｂ…放熱面
６３２…断熱部材
６４…ステイ６５…熱源装置
６５１…楕円鏡６５２…ヒータ６５５…黒体面
Ｇ…空隙ＮＰ…ニップ部
Ｐ…用紙ＰＰ…用紙搬送経路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser printer 2 ... Body part 21 ... Body frame 24 ... Paper discharge tray 25 ... Paper discharge port 3 ... Paper conveyance part 31 ... Paper cassette 32 ... Paper feed roller 33 ... Paper dust removal roller pair 34 ... Registration roller pair 35 ... Conveying roller 36 ... Discharge roller pair 4 ... Process cartridge 41 ... Process case 42 ... Photoconductor drum 43 ... Charger 44 ... Transfer roller 45 ... Toner case 46 ... Developing roller 47 ... Supply roller 48 ... Agitator 5 ... Scanner unit 6 ... Fixing unit 61: fixing belt 62 ... pressure roller 63 ... nip plate 631 ... heat transfer member 631a ... heat receiving surface 631b ... heat dissipation surface 632 ... heat insulating member 64 ... stay 65 ... heat source device 651 ... elliptical mirror 652 ... heater 655 ... black body surface G ... Gap NP ... Nip part P ... Paper PP ... Paper transport path

特開２００８−２５７９４６号公報JP 2008-257946 A 特開２０１１−９５５４０号公報JP 2011-95540 A 特開２０１１−９５５４９号公報JP 2011-95549 A 特開２０１１−２０３４０５号公報JP 2011-203405 A

Claims

A fixing device configured to thermally fix an image formed by a developer attached on a sheet-like recording medium,
A fixing belt, which is an endless belt formed in a cylindrical shape;
An opposing member disposed opposite the outer surface of the fixing belt;
The fixing belt is disposed inside the fixing belt so as to form a nip portion that is a portion where the fixing belt and the facing member are in pressure contact with each other with the recording medium in contact with the inner surface of the fixing belt. A nip member;
A heat source device disposed inside the fixing belt so as to heat the nip portion;
With
The nip member is
A heat receiving surface that is a surface that receives heat from the heat source device by facing the heat source device, and a surface that dissipates heat toward the nip portion by contacting the inner surface of the fixing belt while facing the nip portion. A heat radiating surface, and a heat transfer member provided to transmit heat from the heat source device to the heat radiating surface from the heat receiving surface,
The heat transfer member is formed in a trapezoidal shape in a side sectional view so that an area of the heat radiating surface facing the nip portion is smaller than an area of the heat receiving surface facing the heat source device. The fixing device.

A fixing device configured to thermally fix an image formed by a developer attached on a sheet-like recording medium,
A fixing belt, which is an endless belt formed in a cylindrical shape;
An opposing member disposed opposite the outer surface of the fixing belt;
The fixing belt is disposed inside the fixing belt so as to form a nip portion that is a portion where the fixing belt and the facing member are in pressure contact with each other with the recording medium in contact with the inner surface of the fixing belt. A nip member;
A heat source device disposed inside the fixing belt so as to heat the nip portion;
With
The nip member is
A heat receiving surface that is a surface that receives heat from the heat source device by facing the heat source device, and a surface that dissipates heat toward the nip portion by contacting the inner surface of the fixing belt while facing the nip portion. A heat radiating surface, and a heat transfer member provided to transmit heat from the heat source device to the heat radiating surface from the heat receiving surface,
The heat radiating surface is formed to have a smaller area than the heat receiving surface ,
The heat transfer member is formed in a trapezoidal shape in a side sectional view,
The nip member is
A material that is disposed between a portion of the surface of the heat transfer member that faces the nip portion other than the heat radiating surface and the inner surface of the fixing belt, and has a lower thermal conductivity than the heat transfer member. A fixing device, further comprising a heat insulating member formed .

A fixing device configured to thermally fix an image formed by a developer attached on a sheet-like recording medium,
A fixing belt, which is an endless belt formed in a cylindrical shape;
An opposing member disposed opposite the outer surface of the fixing belt;
The fixing belt is disposed inside the fixing belt so as to form a nip portion that is a portion where the fixing belt and the facing member are in pressure contact with each other with the recording medium in contact with the inner surface of the fixing belt. A nip member;
A heat source device disposed inside the fixing belt so as to heat the nip portion;
With
The nip member is
A heat receiving surface that is a surface that receives heat from the heat source device by facing the heat source device, and a surface that dissipates heat toward the nip portion by contacting the inner surface of the fixing belt while facing the nip portion. A heat radiating surface, and a heat transfer member provided to transmit heat from the heat source device to the heat radiating surface from the heat receiving surface,
The heat radiating surface is formed to have a smaller area than the heat receiving surface ,
The fixing device according to claim 1, wherein the heat radiation surface is provided at an upstream portion of the nip portion in the conveyance direction of the recording medium .

The fixing device according to claim 1 , wherein the fixing device is a fixing device.
The fixing device according to claim 1, wherein the nip member is formed in a flat plate shape.

The fixing device according to claim 2 , comprising:
A fixing device, wherein a gap is provided between the heat transfer member and the heat insulating member.

A fixing device according to any one of claims 1 to 5,
The heat source device includes a heater that generates radiant heat,
The fixing device according to claim 1, wherein the nip member is provided so that the heat receiving surface faces the heater.

A fixing device according to any one of claims 1 to 6,
A fixing device, wherein a black body surface is formed on the heat receiving surface.

A fixing device according to claim 1 or 2 , wherein
The fixing device according to claim 1, wherein the heat radiation surface is provided at an upstream portion of the nip portion in the conveyance direction of the recording medium.