JP6172925B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、複写機やLBP等、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置に使用される定着装置に関する。このような定着装置としては、記録材上に形成した未定着トナー画像を固着画像として加熱定着する装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus employing an image forming process such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system, such as a copying machine or an LBP. Examples of such a fixing device include a device that heats and fixes an unfixed toner image formed on a recording material as a fixed image, and an increase in glossiness that increases the glossiness of the image by heating the image fixed on the recording material. An apparatus etc. can be mentioned.
従来、画像形成装置が、電子写真、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、記録材(紙、印刷紙、転写材シート、OHTシート、光沢紙、光沢フィルム等)の面に直接方式もしくは間接(転写)方式で、画像情報に対応した未定着トナー像を形成する。そして、画像加熱装置としての定着装置が、その未定着トナー像を記録材面に固着画像として定着処理している。 Conventionally, an image forming apparatus is directly applied to the surface of a recording material (paper, printing paper, transfer material sheet, OHT sheet, glossy paper, glossy film, etc.) by an image forming process such as electrophotography, electrostatic recording, and magnetic recording. Alternatively, an unfixed toner image corresponding to image information is formed by an indirect (transfer) method. A fixing device as an image heating device fixes the unfixed toner image as a fixed image on the recording material surface.
定着装置としては、記録材に形成された未定着トナー像を加熱溶融し、記録材上に定着させる熱定着方式が広く使用されており、その中でも最も一般的な熱ローラ定着器装置や、以下に示すオンデマンド定着装置(特許文献1、2)が知られている。 As a fixing device, a heat fixing method in which an unfixed toner image formed on a recording material is heated and melted and fixed on the recording material is widely used. An on-demand fixing device (Patent Documents 1 and 2) is known.
オンデマンド定着装置では、例えば薄く細長い基板状のセラミックヒータと、セラミックヒータにその内面側を接触させて加熱する回転可能なベルト部材である定着ベルト等により画像加熱装置が構成される。また、セラミックヒータを加圧ローラ等の対向部材に対し圧接させる加圧機構を有しており、その結果定着ベルトと加圧ローラの間に形成される圧接領域である定着ニップにおいて転写材上のトナー画像が定着処理される。このようなオンデマンド定着装置では、熱ローラ定着装置に比べ装置としての熱容量を低減できるため、温度の上昇に要する時間であるウェイトタイムが短縮できる。 In the on-demand fixing device, for example, an image heating device is constituted by a thin and long substrate-like ceramic heater and a fixing belt that is a rotatable belt member that heats the ceramic heater by contacting the inner surface thereof. In addition, it has a pressure mechanism that presses the ceramic heater against an opposing member such as a pressure roller, and as a result, a fixing nip that is a pressure contact area formed between the fixing belt and the pressure roller is provided on the transfer material. The toner image is fixed. In such an on-demand fixing device, since the heat capacity of the device can be reduced as compared with the heat roller fixing device, the wait time, which is the time required for the temperature rise, can be shortened.
そして、近年は定着ベルトに弾性層を設け、カラー画像の定着にも対応したカラーオンデマンド定着装置も広く採用されている。また、装置の小型化や更なるウェイトタイムの短縮を実現するため、定着ベルトの小径化が進んでいる。 In recent years, a color on-demand fixing device that is provided with an elastic layer on a fixing belt and can also fix a color image has been widely adopted. In addition, the diameter of the fixing belt is being reduced in order to reduce the size of the apparatus and further reduce the wait time.
ここで、オンデマンド定着装置の定着ベルトを小径化し、小型化とウェイトタイム短縮を図るにあたり、以下に述べるような加圧ステーに関する問題が生じる。これを図15を用いて説明する。 Here, when the diameter of the fixing belt of the on-demand fixing device is reduced to reduce the size and the wait time, the following problems relating to the pressure stay occur. This will be described with reference to FIG.
図15で、発熱部としてのセラミックヒータ131を有する加熱体としての定着ベルト130は、必要なニップ幅を確保するため加圧ローラ201などの対向部材に対し強い力で加圧される必要がある。そのため、加圧力や対向部材から受ける力に耐え、加圧力を長手方向に均等に分散させる役割を担う剛性の高い骨格部材としての加圧ステー300を備えている。加圧ステー300には、鋼板をコの字形状やU字形状に曲げて成型したものが良く用いられている。 In FIG. 15, a fixing belt 130 as a heating body having a ceramic heater 131 as a heat generating portion needs to be pressed with a strong force against an opposing member such as a pressure roller 201 in order to secure a necessary nip width. . For this reason, the pressure stay 300 is provided as a highly rigid skeleton member that can withstand the applied pressure and the force received from the opposing member, and plays a role of evenly distributing the applied pressure in the longitudinal direction. The pressurizing stay 300 is often used by bending a steel plate into a U shape or a U shape.
なお、図中301はバックアップ部材としてのヒータホルダであり、セラミックヒータ131を保持すると同時に、加圧ステー300から受けた加圧力をセラミックヒータ131に伝える役割を果たす耐熱性の樹脂より形成される。 In the figure, reference numeral 301 denotes a heater holder as a backup member, which is formed of a heat resistant resin that holds the ceramic heater 131 and at the same time transmits the pressure applied from the pressure stay 300 to the ceramic heater 131.
ここで、可撓性ベルト部材しての定着ベルト130を小径化した場合には、定着ベルト130の内面と加圧ステー300との接触を避けるために加圧ステー300の天面部302の高さを低くするなど、加圧ステー300を小型化する必要がある。その結果、強度が低下し、加圧ステー300の撓みが大きくなってしまう問題が発生する。 Here, when the diameter of the fixing belt 130 as a flexible belt member is reduced, the height of the top surface portion 302 of the pressure stay 300 is avoided in order to avoid contact between the inner surface of the fixing belt 130 and the pressure stay 300. It is necessary to reduce the size of the pressure stay 300, for example, to reduce the pressure. As a result, there arises a problem that the strength is lowered and the bending of the pressure stay 300 is increased.
強度の低下で加圧ステー300の撓みが大きくなると、加圧力を長手方向に均一に分配することができず、定着ベルト130と加圧ローラ201との搬送方向における接触ニップ幅が長手方向の端部領域で太く、長手方向の中央領域で細くなるなど不均一となる。これにより、トナーの溶融状態にムラが生じ、その結果、画像の光沢ムラが発生したり、トナーの溶融不足による定着不良や、トナーの過剰溶融によるホットオフセットが発生しやすくなる。 When the bending of the pressure stay 300 increases due to the decrease in strength, the applied pressure cannot be uniformly distributed in the longitudinal direction, and the contact nip width in the conveying direction between the fixing belt 130 and the pressure roller 201 becomes the end in the longitudinal direction. It becomes non-uniform, such as thick in the partial region and thin in the central region in the longitudinal direction. As a result, unevenness occurs in the melted state of the toner, and as a result, uneven glossiness of the image is likely to occur, poor fixing due to insufficient melting of the toner, and hot offset due to excessive melting of the toner.
更には、強度の低下による加圧ステー300の撓みによる変位量(跳ね上げ量)が最も大きくなる長手方向の中央領域において、加圧ステー300の天面部302が定着ベルト130の内面に接近して接触し、定着ベルト130の熱を奪ってしまう問題がある。この接触を避けるために加圧ステー300の高さを更に低くすると、結局撓みをより劣化させてしまう。 Further, the top surface portion 302 of the pressure stay 300 approaches the inner surface of the fixing belt 130 in the central region in the longitudinal direction where the amount of displacement (the amount of jump) due to the bending of the pressure stay 300 due to the decrease in strength is the largest. There is a problem that the fixing belt 130 is deprived of heat. If the height of the pressure stay 300 is further lowered in order to avoid this contact, the bending will eventually be further deteriorated.
一方、加圧ステー300を小型化した状態でも撓みに対する強度を増すように、加圧ステー300の肉厚を全体的に厚くすることが考えられるが、この場合も次のような問題が発生する。即ち、定着ベルト130との接触を防止するために、加圧ステー300の天面部の肉厚は内側に厚くする必要があり、その結果、加圧ステー300の内側の空間の高さ(図中のG)が低くなってしまう。 On the other hand, it is conceivable to increase the thickness of the pressure stay 300 as a whole so as to increase the strength against bending even in a state in which the pressure stay 300 is downsized. However, the following problem also occurs in this case. . That is, in order to prevent contact with the fixing belt 130, it is necessary to increase the thickness of the top surface portion of the pressure stay 300 to the inside. As a result, the height of the space inside the pressure stay 300 (in the drawing) G) becomes low.
加圧ステー300の内側の空間には、セラミックヒータ131の温度を検知するためのサーミスタやサーモスイッチ等の素子をはじめとする加圧ステー内蔵部材303が収められており、それらの収容スペースが不足する問題が発生する。定着ベルト130の小径化の段階で加圧ステー300の内側の空間の高さ(図中のG)は、既に減少しており、加圧ステー内蔵部材303の収納に対し余裕のない状態となっており、更に肉厚分減少することで、高さのある内蔵部材の収納など困難となる。 In the space inside the pressure stay 300, there is housed a pressure stay built-in member 303 including elements such as a thermistor and a thermo switch for detecting the temperature of the ceramic heater 131, and the accommodation space is insufficient. Problems occur. At the stage of reducing the diameter of the fixing belt 130, the height of the space inside the pressure stay 300 (G in the figure) has already decreased, and there is no room for the storage of the pressure stay built-in member 303. Further, when the thickness is further reduced, it becomes difficult to store a built-in member having a height.
本発明の目的は、筒状のベルトを小径化した場合においても、補強部材の撓み低減を図って画像の光沢ムラを抑え、補強部材と筒状のベルトあるいは補強部材内蔵部材との干渉を抑えることができる定着装置を提供することにある。 The object of the present invention is to reduce the unevenness of the image by reducing the deflection of the reinforcing member even when the diameter of the cylindrical belt is reduced, and to suppress the interference between the reinforcing member and the cylindrical belt or the reinforcing member built-in member. It is an object of the present invention to provide a fixing device that can perform the above operation.
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、筒状のベルトと、前記ベルトの内面に接触するニップ部形成部材と、前記ベルトを介して前記ニップ部形成部材と共にニップ部を形成するローラと、前記ベルトの長手方向に垂直な断面がU字形状であり、前記ベルトの長手方向に長く、金属で形成された補強部材であって、前記U字形状の開口部を形成する2つの脚部と、前記2つの脚部よりも前記ニップ部から離れた領域にあって前記2つの脚部と連続する天面部と、を有し、前記2つの脚部で前記ニップ部形成部材を支持する補強部材と、を有し、前記ニップ部で画像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記画像を記録材に定着する定着装置において、前記ニップ部形成部材は前記ベルトを加熱する加熱部材であって、前記補強部材の前記2つ脚部の少なくとも一方の厚みは、前記天面部の厚みよりも厚いことを特徴とする。 To achieve the above object, a fixing device according to the present invention forms a nip portion together with a cylindrical belt, a nip portion forming member that contacts an inner surface of the belt, and the nip portion forming member via the belt. A roller and a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the belt is U-shaped, and is a reinforcing member made of metal that is long in the longitudinal direction of the belt and forms the U-shaped opening. A leg portion and a top surface portion that is in a region farther from the nip portion than the two leg portions and is continuous with the two leg portions, and the nip portion forming member is supported by the two leg portions. A fixing member that heats the recording material on which the image is formed at the nip portion while heating the recording material, and fixes the image on the recording material. The nip portion forming member heats the belt. A heating member, said At least the other hand the thickness of the two legs of the strong member may be thicker than the thickness of the top surface portion.
本発明によれば、筒状のベルトを小径化した場合においても、補強部材の撓み低減を図って画像の光沢ムラを抑え、補強部材と筒状のベルトあるいは補強部材内蔵部材との干渉を抑えることができる定着装置を提供することができる。 According to the present invention, even when the diameter of the cylindrical belt is reduced, the deflection of the reinforcing member is reduced to suppress uneven gloss of the image, and the interference between the reinforcing member and the cylindrical belt or the reinforcing member built-in member is suppressed. It is possible to provide a fixing device that can perform the above operation.
《第1の実施形態》
(画像形成装置)
図2は、本発明の実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、高速性という点で特に優れているタンデム方式を採用した電子写真カラー画像形成装置である。図2においてY・M・C・Kは、各々イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用のトナー像形成ユニットである。各ユニットは何れも、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)1、帯電器2、レーザー露光光学系3、現像器4、クリーニング器5等を有する電子写真プロセス機構より構成されている。
<< First Embodiment >>
(Image forming device)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus equipped with the image heating apparatus according to the embodiment of the present invention. This image forming apparatus is an electrophotographic color image forming apparatus employing a tandem method that is particularly excellent in terms of high speed. In FIG. 2, Y, M, C, and K are toner image forming units for yellow, magenta, cyan, and black, respectively. Each unit includes an electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) 1 as an image carrier, a charging device 2, a laser exposure optical system 3, a developing device 4, a cleaning device 5, and the like. It consists of a photographic process mechanism.
感光ドラム1は矢印方向に所定の周速度で回転駆動され、公知の電子写真画像形成プロセスにより感光ドラム表面に各色に対応したトナー画像が形成される。 The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of the arrow at a predetermined peripheral speed, and a toner image corresponding to each color is formed on the surface of the photosensitive drum by a known electrophotographic image forming process.
6は駆動ローラ7とターンローラ8との間に懸回張設した転写ベルトであり、各ユニットY〜Kの下側に、全ユニットに亘たらせて配設してある。転写ベルト6は矢印の反時計方向に、感光ドラム1の周速度に対応した周速度で回動駆動される。 A transfer belt 6 is stretched between the driving roller 7 and the turn roller 8 and is arranged below all the units Y to K so as to extend over all the units. The transfer belt 6 is rotationally driven in a counterclockwise direction indicated by an arrow at a peripheral speed corresponding to the peripheral speed of the photosensitive drum 1.
9は転写ローラであり、各ユニットY・M・C・Kにおいて、感光ドラム1の下面に対して転写ベルト6を挟んで圧接して転写ニップ部を形成している。10はレジストローラであり、不図示の給紙機構部から一枚分離給紙されたシート状の記録材(転写材、用紙)Pを、転写ベルト6の第1のユニットY側の端部に所定の制御タイミングで給送する。給送された記録材Pは電極ローラ11により転写ベルト6の面に静電的に貼り付けられる。 Reference numeral 9 denotes a transfer roller, and in each of units Y, M, C, and K, a transfer nip portion is formed by being pressed against the lower surface of the photosensitive drum 1 with the transfer belt 6 interposed therebetween. Reference numeral 10 denotes a registration roller, and a sheet-like recording material (transfer material, paper) P separated and fed from a paper feeding mechanism unit (not shown) is placed on the end of the transfer belt 6 on the first unit Y side. Feed at a predetermined control timing. The fed recording material P is electrostatically attached to the surface of the transfer belt 6 by the electrode roller 11.
転写ベルト6は、その記録材Pを保持して第1〜第4のユニットY・M・C・Kの転写ニップ部へ順次に搬送する。V11は電極ローラ11に対するバイアス印加電源である。V9は各転写ローラ9に対する転写バイアス印加電源である。 The transfer belt 6 holds the recording material P and sequentially conveys it to the transfer nips of the first to fourth units Y, M, C, and K. V 11 is a bias application power source for the electrode roller 11. V 9 is a power supply for applying a transfer bias to each transfer roller 9.
これにより、同一の記録材Pの面にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、およびブラックトナー像が順次に位置合わせ状態で重畳転写されて、未定着のフルカラートナー像が合成形成される。 As a result, the yellow toner image, the magenta toner image, the cyan toner image, and the black toner image are sequentially superimposed and transferred in the aligned state on the surface of the same recording material P, and an unfixed full-color toner image is synthesized and formed. .
第4のユニットKの転写ニップ部を搬送されて通過した記録材Pは転写ベルト6から分離され、定着装置Fに導入されて未定着トナー像の加熱定着処理を受けてフルカラー画像形成物として排出搬送される。 The recording material P transported and passed through the transfer nip portion of the fourth unit K is separated from the transfer belt 6, introduced into the fixing device F, subjected to a heat fixing process for an unfixed toner image, and discharged as a full color image formed product. Be transported.
(画像加熱装置)
次に、本実施形態における画像加熱装置としての定着装置の構成について説明を行う。本実施形態の定着装置は、オンデマンド方式を採用している。本実施形態の定着装置を長手方向の軸に垂直な平面で切断したときの搬送方向の概略断面構成を図1に示す。また、記録材の搬送方向上流側から見たときの定着装置の概略構成図を図3に示す。
(Image heating device)
Next, the configuration of the fixing device as the image heating device in the present embodiment will be described. The fixing device of the present embodiment employs an on-demand method. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional configuration in the transport direction when the fixing device of the present embodiment is cut along a plane perpendicular to the longitudinal axis. FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the fixing device when viewed from the upstream side in the recording material conveyance direction.
図1で200は加熱ユニットであり、以下に詳述する回転可能な可撓性ベルト部材である定着ベルト130と、その内周面側で定着ベルト130を加熱する加熱源でもあるセラミックヒータ131を備えている。セラミックヒータ131を定着ベルト130の内周面に接触させることで熱を伝達し、定着ベルト130が加熱される。 In FIG. 1, reference numeral 200 denotes a heating unit, which includes a fixing belt 130 that is a rotatable flexible belt member, which will be described in detail below, and a ceramic heater 131 that is also a heating source for heating the fixing belt 130 on the inner peripheral surface side thereof. I have. Heat is transferred by bringing the ceramic heater 131 into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 130, and the fixing belt 130 is heated.
132はバックアップ部材で定着ベルト130の内周側にあり、定着ベルト130の外周側に設けられ加圧部材である加圧ローラ201と対向する関係に設けられる。そして、定着ベルト130と加圧ローラ201の間に形成される定着ニップ部101に画像を担持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する。 A backup member 132 is provided on the inner peripheral side of the fixing belt 130 and is provided on the outer peripheral side of the fixing belt 130 so as to face the pressure roller 201 which is a pressure member. The recording material carrying the image is nipped and conveyed to the fixing nip portion 101 formed between the fixing belt 130 and the pressure roller 201 to heat the image.
即ち、転写プロセスまでを終え、未定着トナー像をその上に載せた記録材(不図示)は図中の右側から左側方法へ搬送されて定着ニップ部101へ導かれる。そして、定着ニップ部101で加えられる圧力と、定着ベルトやセラミックヒータから伝えられる熱とにより、トナーが溶融され転写材上に定着される。 That is, after the transfer process is completed, a recording material (not shown) on which an unfixed toner image is placed is conveyed from the right side to the left side in the drawing and guided to the fixing nip 101. The toner is melted and fixed on the transfer material by the pressure applied at the fixing nip portion 101 and the heat transmitted from the fixing belt or the ceramic heater.
ここで、図1における左右方向を搬送方向と表現し、また図中の右側を搬送方向の上流側、左側を搬送方向の下流側と表現することにする。 Here, the left-right direction in FIG. 1 is expressed as a conveyance direction, and the right side in the drawing is expressed as an upstream side in the conveyance direction, and the left side is expressed as a downstream side in the conveyance direction.
(可撓性ベルト部材)
可撓性ベルト部材としての定着ベルト130は、厚さ60μm、内径18mm、長さ240mmの円筒状のポリイミド樹脂よりなる基体層の上に、先ず弾性層として厚さ200μmのシリコーンゴム層を設ける。そして、更に外側に厚さ30μmのPFA樹脂による離型層をコートにより形成したものである。
(Flexible belt member)
The fixing belt 130 as a flexible belt member is provided with a 200 μm thick silicone rubber layer as an elastic layer on a base layer made of a cylindrical polyimide resin having a thickness of 60 μm, an inner diameter of 18 mm, and a length of 240 mm. Further, a release layer made of PFA resin having a thickness of 30 μm is formed on the outer side by coating.
定着ベルト130の基体層としては、他の耐熱性樹脂材料や、ニッケル、SUS等の他の金属材料を用いることもできる。また、離型層はPFA等のフッ素樹脂によるチューブを被覆することにより設けることもできる。なお、弾性層は省略することも可能であるが、特に本実施形態のようにカラー画像形成装置に用いるオンデマンド定着装置の場合は、出力画像の光沢ムラを防止するために、省略しないことが望ましい。 As the base layer of the fixing belt 130, other heat-resistant resin materials or other metal materials such as nickel and SUS can be used. The release layer can also be provided by covering a tube made of a fluororesin such as PFA. Although the elastic layer can be omitted, in particular, in the case of an on-demand fixing device used in a color image forming apparatus as in the present embodiment, it is not omitted in order to prevent uneven glossiness of the output image. desirable.
弾性層を厚くすると、記録材の表面の凹凸による画像の光沢ムラを防止する効果が高まる一方、セラミックヒータからベルト表面への熱伝達効率が低下する。更に、定着ベルト自体の熱容量が増えるために定着ベルト表面の温度立ち上がり時間が遅くなってしまう。発明者らの検討によれば、光沢ムラと温度立ち上がりの両者のバランスが良いのは弾性層の厚さが50〜1000μm、好ましくは100〜500μm付近であった。このとき、定着ベルトの熱容量(1cm^2あたり)は、およそ4.19×10^−2J/cm^2・Kから4.19J/cm^2・Kであった。 When the elastic layer is thickened, the effect of preventing uneven glossiness of the image due to the unevenness of the surface of the recording material is enhanced, while the heat transfer efficiency from the ceramic heater to the belt surface is reduced. Furthermore, since the heat capacity of the fixing belt itself increases, the temperature rise time on the surface of the fixing belt is delayed. According to the study by the inventors, the balance between gloss unevenness and temperature rise is good when the thickness of the elastic layer is 50 to 1000 μm, preferably around 100 to 500 μm. At this time, the heat capacity (per 1 cm 2) of the fixing belt was approximately 4.19 × 10 2 -J / cm 2 · K to 4.19 J / cm 2 · K.
また、基体層や弾性層の熱伝導率を上げることも、定着ベルト130の温度立ち上がり時間の短縮化や、定着能力の向上に対し有効である。そこで、本実施形態では、基体層、弾性層の双方に熱伝導率が1.0 w / m・K以上の熱伝導率が高いものを用いた。 Increasing the thermal conductivity of the base layer and the elastic layer is also effective for shortening the temperature rise time of the fixing belt 130 and improving the fixing ability. Therefore, in the present embodiment, a material having a high thermal conductivity of 1.0 w / m · K or higher is used for both the base layer and the elastic layer.
定着ベルト130は、定着ニップ部101(図1)においてセラミックヒータ131やヒータホルダ132に密接し、平面形状となるため、回転駆動時の定着ベルトの軌跡は図1に示すように上下方向に圧縮され、左右方向に広がった形状となる。そして、回転駆動する際に、定着ベルト130とセラミックヒータ131の間で生じる摩擦力を低減するため、両者間には潤滑剤としての耐熱グリスを介在させてある。耐熱グリスとしては、例えばフッ素オイルとフッ素樹脂の混合物を用いることができる。本実施形態では潤滑剤として、ダウコーニグアジア(株)製HP−300グリースを使用した。使用量は400mgとした。 Since the fixing belt 130 is in close contact with the ceramic heater 131 and the heater holder 132 in the fixing nip 101 (FIG. 1) and has a flat shape, the locus of the fixing belt during rotational driving is compressed in the vertical direction as shown in FIG. The shape spreads in the left-right direction. In order to reduce the frictional force generated between the fixing belt 130 and the ceramic heater 131 during rotational driving, heat-resistant grease as a lubricant is interposed between the two. As the heat resistant grease, for example, a mixture of fluorine oil and fluorine resin can be used. In this embodiment, HP-300 grease manufactured by Dow Cornig Asia Co., Ltd. was used as the lubricant. The amount used was 400 mg.
(セラミックヒータ)
加熱源であるセラミックヒータ131は、長さ270mm、幅7.5mm、厚さ0.7mmに成形されたアルミナ、窒化アルミ等よりなる基板面上に抵抗発熱体パターンを形成したものである。本実施形態では、アルミナ基板の定着ベルト側の面上に抵抗発熱パターンを印刷により形成し、その上に、厚み60μmの絶縁用耐熱ガラス保護層を設けた。セラミックヒータ131の温度を目標値に制御する為、セラミックヒータの定着ベルトとの非当接面にはサーミスタ(不図示)が接触して設けられている。サーミスタによる温度の検知結果に応じセラミックヒータ131の発熱量(投入電力)が制御される。サーミスタは長手方向に複数配置されることが多い。
(Ceramic heater)
The ceramic heater 131 as a heating source is formed by forming a resistance heating element pattern on a substrate surface made of alumina, aluminum nitride or the like formed to a length of 270 mm, a width of 7.5 mm, and a thickness of 0.7 mm. In the present embodiment, a resistance heating pattern is formed on the surface of the alumina substrate on the fixing belt side by printing, and an insulating heat-resistant glass protective layer having a thickness of 60 μm is provided thereon. In order to control the temperature of the ceramic heater 131 to a target value, a thermistor (not shown) is provided in contact with the non-contact surface of the ceramic heater with the fixing belt. The calorific value (input power) of the ceramic heater 131 is controlled in accordance with the temperature detection result by the thermistor. A plurality of thermistors are often arranged in the longitudinal direction.
(バックアップ部材)
バックアップ部材としてのヒータホルダ132は、耐熱性の樹脂(液晶ポリマー等)より成り、セラミックヒータ131を保持するのと同時に、定着ベルト130にも一部接触し、走行をガイドする役割をも担う。
(Backup material)
The heater holder 132 as a backup member is made of a heat-resistant resin (liquid crystal polymer or the like), holds the ceramic heater 131, and also partially contacts the fixing belt 130 and also plays a role of guiding the running.
(加圧ローラ)
加圧ローラ201は外径14mmのステンレス製芯金140の上に厚さ4mmのシリコーンゴム弾性層141を設け、更にその上に離型層として厚さ50μmのPFA樹脂により形成される表層(不図示)を設けたものを用いた。よって加圧ローラ201の外径は約22mmである。より詳細には、加圧ローラ201の外径は長手中心部に対し端部の外径を120μm大きくした逆クラウン形状とている。これは定着処理時に記録材にしわが発生しにくくするためである。
(Pressure roller)
The pressure roller 201 is provided with a silicone rubber elastic layer 141 having a thickness of 4 mm on a stainless steel core 140 having an outer diameter of 14 mm, and a surface layer (non-coated) formed by a PFA resin having a thickness of 50 μm thereon as a release layer. The one provided was used. Therefore, the outer diameter of the pressure roller 201 is about 22 mm. More specifically, the outer diameter of the pressure roller 201 has an inverted crown shape in which the outer diameter of the end portion is 120 μm larger than the longitudinal center portion. This is to prevent wrinkling of the recording material during the fixing process.
加圧ローラ201の製品硬度は55度(ASKER−C 荷重1Kg)とした。セラミッヒータ131からの加圧力を受け弾性層141が変形することによりできた定着ベルト130と加圧ローラ201との当接ニップ部(以下では定着ニップと呼ぶ)101の幅はおよそ8mmである。本実施形態では加圧ローラ201が駆動モータ(不図示)により駆動される。駆動モータの動作は、制御部(不図示)により駆動、停止や回転速度が制御されている。 The product hardness of the pressure roller 201 was 55 degrees (ASKER-C load 1 kg). The width of the contact nip portion 101 (hereinafter referred to as the fixing nip) 101 between the fixing belt 130 and the pressure roller 201, which is formed by the elastic layer 141 being deformed by the pressure applied from the ceramic heater 131, is approximately 8 mm. In this embodiment, the pressure roller 201 is driven by a drive motor (not shown). The operation of the drive motor is controlled by a control unit (not shown) in terms of drive, stop, and rotation speed.
定着ベルト130は、定着ニップ101で働く摩擦力により加圧ローラ201に従動し、セラミックヒータ131及びヒータホルダ132の一部に圧接摺動しながら矢印方向に加圧ローラとほぼ同じ周速度で回転駆動される。 The fixing belt 130 is driven by the pressure roller 201 by a frictional force acting on the fixing nip 101, and is rotationally driven in the direction of the arrow at substantially the same peripheral speed as the pressure roller while sliding against the ceramic heater 131 and part of the heater holder 132. Is done.
坪量60〜100g/m2の普通紙等の記録材上に画像形成を行う通常の画像形成時は、加圧ローラが200mm/sの周速で駆動されると共に、定着ベルト130の温度が180℃となるようセラミックヒータへの通電が調整される。 During normal image formation in which an image is formed on a recording material such as plain paper having a basis weight of 60 to 100 g / m 2 , the pressure roller is driven at a peripheral speed of 200 mm / s and the temperature of the fixing belt 130 is increased. The energization to the ceramic heater is adjusted to 180 ° C.
(骨格部材(補強部材)としての加圧ステー)
図1の151は、搬送方向に交差する長手方向に渡ってヒータホルダ132を支える骨格部材としての加圧ステーである。図3を用いて更に説明すると、加圧ステー151は、長手方向の両端部に設けられた加圧受け部181において、加圧ばね180を介した加圧機構により加えられる加圧ローラ201方向への加圧力を受ける。本実施形態では加圧力の合計は226Nとし、両端部の加圧受け部の支点間距離(図中L)は254mmとした。なお、図中183は、加圧ばね180と加圧受け部181の間の加圧力の受け渡しを中継する加圧ばねホルダである。
(Pressure stay as frame member (reinforcement member) )
Reference numeral 151 in FIG. 1 denotes a pressure stay as a skeleton member that supports the heater holder 132 in the longitudinal direction intersecting the transport direction. Further explaining with reference to FIG. 3, the pressure stay 151 is directed toward the pressure roller 201 applied by the pressure mechanism via the pressure spring 180 at the pressure receiving portions 181 provided at both ends in the longitudinal direction. Receive the pressure. In the present embodiment, the total applied pressure is 226 N, and the distance between the fulcrums of the pressure receiving portions at both ends (L in the figure) is 254 mm. In the figure, reference numeral 183 denotes a pressure spring holder that relays the delivery of the applied pressure between the pressure spring 180 and the pressure receiving portion 181.
骨格部材としての加圧ステー151が加圧ばね180を介して受けた加圧力は、長手方向に対し均一になるようにヒータホルダ132に伝えられ、更にセラミックヒータ131へ伝達される。その結果、セラミックヒータ131は定着ベルト130を加圧ローラ201へ圧接させることが可能になる。 The applied pressure received by the pressure stay 151 as the skeleton member via the pressure spring 180 is transmitted to the heater holder 132 so as to be uniform in the longitudinal direction, and further transmitted to the ceramic heater 131. As a result, the ceramic heater 131 can press the fixing belt 130 against the pressure roller 201.
図1で、加圧力を伝える加圧ステー151とヒータホルダ132との接触面のうち、加圧ステー側の面182を加圧伝達面、ヒータホルダ側の面160を加圧受け面と呼ぶこととする。本実施形態における加圧伝達面182の長さ(図3のM)は240mmである。また、セラミックヒータ131とヒータホルダ132の接触面のうち、ヒータホルダ側の面161をヒータ保持面と呼ぶこととする。 In FIG. 1, of the contact surfaces between the pressure stay 151 and the heater holder 132 for transmitting the pressurizing force, the pressure stay side surface 182 is referred to as a pressure transmission surface, and the heater holder side surface 160 is referred to as a pressure receiving surface. . In this embodiment, the length of the pressure transmission surface 182 (M in FIG. 3) is 240 mm. Of the contact surfaces of the ceramic heater 131 and the heater holder 132, the surface 161 on the heater holder side is referred to as a heater holding surface.
(加圧ステー側の撓み)
加圧ステー151の加圧受け部181(図3)に加圧力をかけた場合、加圧ステー151は対向部材である加圧ローラ201が接する加圧ローラ面長分の225mmの長手領域(図3のW)において反力を受ける。その結果、加圧ステー151は長手方向に弓なりに跳ね上がり撓んでしまう。
(Pressure stay side deflection)
When pressure is applied to the pressure receiving portion 181 (FIG. 3) of the pressure stay 151, the pressure stay 151 is a longitudinal region of 225 mm corresponding to the pressure roller surface length with which the pressure roller 201, which is an opposing member, contacts (FIG. The reaction force is received in W) of 3. As a result, the pressure stay 151 jumps up and bows in the longitudinal direction.
このような撓みを最小限に留めるために、加圧ステー151には高い剛性が求められ、本実施形態では鋼鉄製のものを用いている。ヒータホルダ132については、加圧ステー151から加圧力を受けた際に大きく撓まない程度の短手方向の強度を持てば良く、加圧ステー151ほどの強度は不要である。ヒータホルダ132の場合は、接触するセラミックヒータ131や定着ベルト130の熱を過度に奪わないよう、より低熱容量で低熱伝導の部材で構成することがむしろ望ましく、本実施形態では前述の通り耐熱性の樹脂部材を使用した。 In order to keep such bending to a minimum, the pressure stay 151 is required to have high rigidity. In the present embodiment, a steel one is used. The heater holder 132 only needs to have a strength in the short direction so as not to bend greatly when a pressure is applied from the pressure stay 151, and the strength as high as the pressure stay 151 is not necessary. In the case of the heater holder 132, it is preferable that the heater holder 132 is made of a member having a lower heat capacity and a lower thermal conductivity so as not to take away excessive heat from the ceramic heater 131 and the fixing belt 130 that are in contact. A resin member was used.
(加圧ローラ側の撓み)
加圧時の撓みは加圧ステー151に加え、対向する加圧ローラ201側にも発生する。その結果、加圧力やニップ幅が長手方向に渡り不均一となるのを防止するため、ヒータホルダ132の加圧受け面160とヒータ保持面161との間の厚みは、長手方向中央部で厚く、端部で薄くなるような、撓み分を補う厚み形状が設けられている。
(Pressure roller side deflection)
In addition to the pressure stay 151, the bending at the time of pressurization also occurs on the opposite pressure roller 201 side. As a result, the thickness between the pressure receiving surface 160 of the heater holder 132 and the heater holding surface 161 is thick at the center in the longitudinal direction in order to prevent the applied pressure and the nip width from becoming non-uniform in the longitudinal direction. A thickness shape is provided to compensate for the amount of bending, such that the thickness is reduced at the end.
具体的には、ヒータホルダ132の加圧受け面160は平面とする一方、ヒータ保持面161は加圧ローラ側に凸になっている円弧形状とし、加圧ローラの長手方向端部の厚みより、長手方向中央部の厚みを450μm厚くした。なお、このような厚み形状は加圧受け面160側に設けても良く、加圧受け面160とヒータ保持面161の双方に設けても良い。また、厚み形状は他の曲線形状としても良い。 Specifically, while the pressure receiving surface 160 of the heater holder 132 is a flat surface, the heater holding surface 161 has an arc shape protruding toward the pressure roller, and the thickness of the longitudinal end portion of the pressure roller is The thickness of the central part in the longitudinal direction was increased to 450 μm. Such a thickness shape may be provided on the pressure receiving surface 160 side, or may be provided on both the pressure receiving surface 160 and the heater holding surface 161. The thickness shape may be another curved shape.
以下では、このように長手方向端部に対して長手方向中央部を厚くした形状のことをクラウン形状と呼び、端部に対して中央部の厚みを増した量をクラウン量と呼ぶこととする。即ち、本実施形態の場合は、バックアップ部材であるヒータホルダ132の厚みに450μmのクラウン形状を設けたと言い換えることができる。 In the following, the shape in which the central portion in the longitudinal direction is thicker than the end portion in the longitudinal direction is referred to as a crown shape, and the amount obtained by increasing the thickness of the central portion relative to the end portion is referred to as the crown amount. . In other words, in this embodiment, it can be said that a 450 μm crown shape is provided in the thickness of the heater holder 132 as a backup member.
(加圧ステー内蔵物)
本実施形態においても、加圧ステー151とセラミックヒータ131やヒータホルダ132との間の空間には、以下のように様々な内蔵部材が配置されており、特に高さ方向において余裕の少ない状態となっている。例えば図1において170に示すのは、サーモスイッチである。サーモスイッチ170はセラミックヒータ131の定着ベルト130との非当接面側に設けられ、セラミックヒータ131の温度の異常な上昇を検知して電力を遮断し、発熱を停止させる役割を担っており、温度ヒューズ等を用いることもできる。
(Built-in pressure stay)
Also in this embodiment, various built-in members are arranged in the space between the pressure stay 151 and the ceramic heater 131 or the heater holder 132 as follows, and the state is particularly small in the height direction. ing. For example, reference numeral 170 in FIG. 1 denotes a thermo switch. The thermo switch 170 is provided on the non-contact surface side of the ceramic heater 131 with the fixing belt 130 and plays a role of detecting an abnormal rise in the temperature of the ceramic heater 131 to cut off power and stop heat generation. A thermal fuse or the like can also be used.
サーモスイッチ170等の素子は、セラミックヒータ131に接触させて配置しても良いが、本実施形態ではセラミックヒータ131との間に樹脂製のスペーサ部材171を介して配置した。サーモスイッチ170などの熱容量の大きい部材をセラミックヒータ131に直に接触させると、セラミックヒータ131の熱を奪い温度ムラ原因となることがあるからである。 Elements such as the thermo switch 170 may be disposed in contact with the ceramic heater 131, but in the present embodiment, the element is disposed between the ceramic heater 131 via a resin spacer member 171. This is because, when a member having a large heat capacity such as the thermo switch 170 is brought into direct contact with the ceramic heater 131, the heat of the ceramic heater 131 may be taken and temperature unevenness may be caused.
セラミックヒータ131が異常昇温した際は、スペーサ部材171が溶融し、サーモスイッチ170の感熱部がセラミックヒータ131に密着する。その際の密着度を向上させるために、サーモスイッチ170は付勢ばね172によりセラミックヒータ131方向に加圧される。本実施形態では加圧力を4.9Nとした。 When the ceramic heater 131 is abnormally heated, the spacer member 171 is melted and the heat sensitive part of the thermo switch 170 is in close contact with the ceramic heater 131. In order to improve the adhesion at that time, the thermo switch 170 is pressed in the direction of the ceramic heater 131 by the biasing spring 172. In this embodiment, the applied pressure is 4.9N.
図1で173は、サーモスイッチ170及び付勢ばね172を保持するサーモスイッチホルダ部材である。また、174はセラミックヒータ131に通電する電流経路内にサーモスイッチ170を直列に接続するための耐熱性の電力ケーブルである。電力ケーブル174は最大電流10A、最も高い温度250℃に耐える仕様のものを用いており、サーモスイッチ170の長手方向の両側に設けられた端子にそれぞれ接続される。そのうちの1本は、このようにサーモスイッチホルダの上を通過して折り返されるように配置されている。 In FIG. 1, reference numeral 173 denotes a thermo switch holder member that holds the thermo switch 170 and the urging spring 172. Reference numeral 174 denotes a heat-resistant power cable for connecting the thermo switch 170 in series in a current path through which the ceramic heater 131 is energized. The power cable 174 has a specification that can withstand a maximum current of 10 A and the highest temperature of 250 ° C., and is connected to terminals provided on both sides of the thermoswitch 170 in the longitudinal direction. One of them is arranged so as to be folded over the thermoswitch holder in this way.
内蔵部材としては他にも、サーミスタをセラミックヒータに密着させるための加圧機構や、その保持部材、サーミスタの信号線、信号線や電力ケーブルを保持する保持部材、などが本断面図とは異なる長手位置にも配置されている。 In addition to the built-in members, the pressurizing mechanism for bringing the thermistor into close contact with the ceramic heater, the holding member, the signal line of the thermistor, the holding member for holding the signal line and the power cable, etc. are different from this cross-sectional view. It is also arranged in the longitudinal position.
本実施形態の定着装置において、加圧ステー内蔵物を収納する上で最も空間が不足するのは図1で示しているサーモスイッチ170の配置される部分である。特に、高さ方向の空間に余裕が少なく、内蔵部材の最も高い位置にある電力ケーブル174と加圧ステー151の天面部との空間余裕(図1に示すB)は0.2mmだけである。この空間余裕は、部品の寸法公差上必要とされる空間余裕でもある。即ち、本実施形態において、加圧ステー151の天井部の厚みを厚くして強度向上を図ることは不可能な状態となっている。 In the fixing device of the present embodiment, the portion where the thermo switch 170 shown in FIG. Particularly, the space in the height direction is small, and the space margin (B shown in FIG. 1) between the power cable 174 at the highest position of the built-in member and the top surface portion of the pressure stay 151 is only 0.2 mm. This space margin is also a space margin required for dimensional tolerance of parts. That is, in the present embodiment, it is impossible to increase the strength by increasing the thickness of the ceiling portion of the pressure stay 151.
(加圧ステー形状)
本実施形態では、バックアップ部材に加圧力を供給する骨格部材である加圧ステーの断面形状に関し、記録材の搬送方向上流側の上流側面部および搬送方向下流側の下流側面部の厚みを、それら側面部同士を接続する天面部の厚みより厚くすることを特徴とする。
(Pressure stay shape)
In the present embodiment, regarding the cross-sectional shape of the pressure stay that is a skeleton member that supplies pressure to the backup member, the thickness of the upstream side surface portion on the upstream side in the conveyance direction and the downstream side surface portion on the downstream side in the conveyance direction of the recording material It is characterized by being thicker than the thickness of the top surface portion connecting the side surface portions.
図1で、加圧ステー151はU字形状またはコの字形状に折り曲げた断面形状をしている。以下の説明では加圧ステーの断面形状のうち、175の部分を加圧ステーの天面部と呼び、図中の下方向に伸びた部分(脚部)をそれぞれ加圧ステーの上流側面部176、及び下流側面部177と呼ぶこととする。上流側面部176と下流側面部177の図中下側のそれぞれの端面は、図3において既に説明した加圧伝達面182である。 In FIG. 1, the pressure stay 151 has a cross-sectional shape bent into a U-shape or a U-shape. In the following description, of the cross-sectional shape of the pressure stay, the portion 175 is referred to as the top surface portion of the pressure stay, and the portions (leg portions) extending downward in the figure are the upstream side surface portion 176 of the pressure stay, respectively. And the downstream side surface portion 177. The lower end surfaces of the upstream side surface portion 176 and the downstream side surface portion 177 in the drawing are the pressure transmission surfaces 182 already described in FIG.
ここで本実施形態では、定着ベルト130の軌跡が上下方向に圧縮され、左右方向(つまり搬送方向)に広がった形状となることを利用し、加圧ステー151の断面形状を以下のように構成した。即ち、搬送方向の上流側、及び下流側において、定着ベルト130と加圧ステー151の間に空間が生まれ易いことを利用し、加圧ステー151の天面部175の厚みより、上流側面部176、及び下流側面部177の厚みを厚くした。具体的には天面部の厚みは1.6mmとしたのに対し、側面部の厚みは3.2mmとした。 Here, in the present embodiment, the cross-sectional shape of the pressure stay 151 is configured as follows using the fact that the trajectory of the fixing belt 130 is compressed in the vertical direction and becomes a shape that expands in the horizontal direction (that is, the conveyance direction). did. That is, by utilizing the fact that a space is easily created between the fixing belt 130 and the pressure stay 151 on the upstream side and the downstream side in the transport direction, the upstream side surface portion 176, the thickness of the top surface portion 175 of the pressure stay 151 is determined. And the thickness of the downstream side surface part 177 was increased. Specifically, the thickness of the top surface portion was 1.6 mm, whereas the thickness of the side surface portion was 3.2 mm.
加圧ステー151の側面部の肉厚部分は、もともと均一な厚みの鋼板に別体の鋼板を溶接などにより付け足し一体化することにより得た。より詳細に述べると、鋼板を折り曲げる前の平板の状態において側面部に相当する部分へ鋼板を溶接し、その後天面部に相当する部分を折り曲げて成形した。これとは逆に、鋼板を折り曲げて均一な厚みのU字形に成形した後に鋼板を溶接して成形しても良い。溶接方法としてはスポット溶接を用いたが、他の溶接方法を用いても良い。 The thick portion of the side surface portion of the pressure stay 151 was obtained by adding a separate steel plate to a steel plate having a uniform thickness by welding or the like and integrating them. More specifically, the steel plate was welded to the portion corresponding to the side surface portion in the state of the flat plate before bending the steel plate, and then the portion corresponding to the top surface portion was bent and formed. On the contrary, the steel plate may be bent and formed into a U shape having a uniform thickness, and then the steel plate may be welded and formed. Although spot welding is used as the welding method, other welding methods may be used.
なお、加圧ステー151の上下方向の高さ(図中A)は11mm、左右方向の幅(図中D)は14mm、側面部の厚みを厚くした部分の高さ(図中C)は7mmとしている。また、長手方向形状を示す図3において、加圧ステー151の側面部を厚くした部分はグレーに着色して表示した領域である。その長手方向の長さは、加圧伝達面182の幅と同じ240mm(図3に示すM)としている。 The height (A in the figure) of the pressurizing stay 151 is 11 mm, the width in the left and right direction (D in the figure) is 14 mm, and the height (C in the figure) of the portion where the thickness of the side surface is increased is 7 mm. It is said. In FIG. 3 showing the shape in the longitudinal direction, the thickened side portion of the pressure stay 151 is a region colored and displayed in gray. The length in the longitudinal direction is 240 mm (M shown in FIG. 3) which is the same as the width of the pressure transmission surface 182.
(比較例)
次に本実施形態による効果を、厚みが均一な従来の加圧ステーを採用する比較例と比較しながら説明を行う。図4に示すのは比較例における従来の加圧ステー190の断面形状である。天面部と上流側、下流側の側面部の厚みは1.6mmで均一とし、上下方向の高さ(図中E)は第1の実施形態と同じ11mm、左右方向の幅(図中F)はステー側面部の内側の寸法を揃え、10.8mmとした。
(Comparative example)
Next, the effect of the present embodiment will be described in comparison with a comparative example that employs a conventional pressure stay having a uniform thickness. FIG. 4 shows a cross-sectional shape of a conventional pressure stay 190 in the comparative example. The thickness of the top surface portion and the upstream and downstream side portions are uniform at 1.6 mm, the height in the vertical direction (E in the figure) is 11 mm as in the first embodiment, and the width in the left and right direction (F in the figure). The inside dimension of the stay side face was aligned and 10.8 mm.
ここで、一般に荷重をかけた時の部材の撓み量hは、部材の断面2次モーメントI(N/mm^4)に反比例することが知られている。具体的には、定着装置の加圧ステーの場合は、撓み量hは、以下の式で与えられることが知られている。 Here, it is generally known that the amount of deflection h of a member when a load is applied is inversely proportional to the cross-sectional secondary moment I (N / mm ^ 4) of the member. Specifically, in the case of a pressure stay of a fixing device, it is known that the deflection amount h is given by the following equation.
h= F×L^3 /((48+29×W/I )×E×I)
Eは部材である鋼鉄の弾性係数(N/mm^2)、Fは加圧力(N)、Lは支点間の長さ、つまり図3に示した加圧受け部の支点間の長さ254(mm)、Wは対向部材により加圧力の反力が加わる領域の長さ、つまり加圧ローラ面長の225(mm)である。
h = F × L ^ 3 / ((48 + 29 × W / I) × E × I)
E is the elastic coefficient (N / mm ^ 2) of the steel member, F is the applied pressure (N), L is the length between the fulcrums, that is, the length 254 between the fulcrums of the pressure receiving portion shown in FIG. (Mm), W is the length of the region where the reaction force of the pressing force is applied by the opposing member, that is, the pressure roller surface length 225 (mm).
加圧力Fを226Nとした場合の本実施形態と、比較例それぞれにおける加圧ステーの撓み量を求めたところ、それぞれ460μmと600μmであった。本実施形態における加圧ステーの撓み量460μmは、ヒータホルダ132の加圧受け面160(図1)と、ヒータ保持面161(図1)の間の厚みに設けられたクラウン量である450μmと同程度である。そのため、このヒータホルダのクラウン形状により撓み分が相殺されて長手方向でほぼ均一な加圧力が得られていると考えることができる。 When the amount of bending of the pressure stay in the present embodiment and the comparative example when the applied pressure F was 226 N was determined, they were 460 μm and 600 μm, respectively. The amount of bending of the pressure stay in this embodiment is 460 μm, which is the same as the amount of crown that is provided at the thickness between the pressure receiving surface 160 (FIG. 1) of the heater holder 132 and the heater holding surface 161 (FIG. 1). Degree. Therefore, it can be considered that the amount of bending is offset by the crown shape of the heater holder, and a substantially uniform pressure is obtained in the longitudinal direction.
一方、比較例の場合は、図4に示すヒータホルダ191のクラウン量を更に大きくしないと、長手方向中央部の加圧力が不足する。 On the other hand, in the case of the comparative example, unless the crown amount of the heater holder 191 shown in FIG.
以下に示す表1は、本実施形態と比較例とで、従来の定着装置における課題説明部で挙げた問題点の発生状況を比較したものである。具体的には、定着ニップ幅が長手方向で不均一となった場合に発生する光沢ムラ、及び、加圧ステーの天面部175と定着ベルト130の内周面との接触有無について比較した結果を示す。比較例については、本実施形態と同じクラウン量450μmのヒータホルダを用いた場合(比較例A)と、加圧ステーの撓みに合わせてヒータホルダのクラウン量を600μmに増やした場合(比較例B)のそれぞれについて結果を示した。 Table 1 shown below is a comparison between the present embodiment and the comparative example in which the problems described in the problem explanation section of the conventional fixing device occur. Specifically, the results of a comparison of gloss unevenness that occurs when the fixing nip width is not uniform in the longitudinal direction and the presence or absence of contact between the top surface portion 175 of the pressure stay and the inner peripheral surface of the fixing belt 130 are shown. Show. As for the comparative example, the case of using the same 450 μm crown holder as in the present embodiment (Comparative Example A) and the case of increasing the crown amount of the heater holder to 600 μm in accordance with the deflection of the pressure stay (Comparative Example B) The results are shown for each.
光沢ムラは,べた画像を定着した際の長手方向の中央部と端部の光沢の違いを目視評価し、許容内であれば○、許容外であれば×で示した。加圧ステーと定着ベルト内周面との接触については、画像の定着動作中にも接触が見られる場合は×、画像の定着動作前の定着ベルトの温度が立ち上げ中などで、定着ベルトの回転がやや不安定な間のみ接触する場合は△、常に接触しない場合は○で表示した。 The gloss unevenness was evaluated by visually evaluating the difference in gloss between the central portion and the end portion in the longitudinal direction when a solid image was fixed. Regarding the contact between the pressure stay and the inner peripheral surface of the fixing belt, when contact is observed even during image fixing operation, the fixing belt temperature is rising while the fixing belt temperature is rising before the image fixing operation. A symbol △ indicates that the contact is made only while the rotation is slightly unstable, and a symbol ◯ indicates that the contact is not always made.
本実施形態で採用した定着ベルト130の基体層は、熱伝導率を向上させるためにカーボンフィラーが添加されており低抵抗であったため、接触の有無は加圧ステーと定着ベルトの基体層間の抵抗を測定することにより行った。 Since the base layer of the fixing belt 130 employed in this embodiment has a low resistance because carbon filler is added to improve the thermal conductivity, the presence or absence of contact is the resistance between the pressure stay and the base layer of the fixing belt. It was performed by measuring.
表1の結果によると、比較例では加圧ステーのクラウン量を調整した場合においても光沢ムラと、加圧ステーと定着ベルトとの干渉が両立しないのに対し、本実施形態の加圧ステーでは問題無く両立させることができた。 According to the results of Table 1, in the comparative example, even when the crown amount of the pressure stay is adjusted, uneven gloss and interference between the pressure stay and the fixing belt are not compatible with each other. We were able to achieve both without problems.
以上述べたように、本実施形態では、定着ベルトを搬送方向に広げた形状で使用する場合において、搬送方向上流側、及び下流側に生まれる定着ベルト内の空間を使い加圧ステー151の強度を補強した。即ち、加圧ステー151の天面部175の厚みより、上流側側面部176、下流側側面部177の厚みを厚くしたことにより、加圧ステー151の内蔵物の収納スペースを維持したまま、加圧ステー151の撓みを低減できた。その結果、画像の光沢ムラの発生や、加圧ステー151と定着ベルト130の内周面との干渉の発生を防止することができた。 As described above, in this embodiment, when the fixing belt is used in a shape that is widened in the transport direction, the strength of the pressure stay 151 is increased using the space in the fixing belt that is created upstream and downstream in the transport direction. Reinforced. That is, by increasing the thickness of the upstream side surface portion 176 and the downstream side surface portion 177 from the thickness of the top surface portion 175 of the pressure stay 151, the pressurization is performed while maintaining the storage space for the built-in items of the pressure stay 151. The bending of the stay 151 could be reduced. As a result, the occurrence of uneven glossiness of the image and the interference between the pressure stay 151 and the inner peripheral surface of the fixing belt 130 can be prevented.
《第2の実施形態》
本実施形態では、第1の実施形態と異なり、図10に示すように、加圧ステーは複数の部材350、351、352を組み合わせて形成されている。それら複数の部材を組合せた加圧ステーの合計厚みにおいて、加圧ステーの上流側面部および下流側面部の厚みの方が、天面部の厚みより厚いことを特徴としている。
<< Second Embodiment >>
In the present embodiment, unlike the first embodiment, as shown in FIG. 10, the pressure stay is formed by combining a plurality of members 350, 351, and 352. In the total thickness of the pressure stays in which the plurality of members are combined, the thickness of the upstream side surface portion and the downstream side surface portion of the pressure stay is greater than the thickness of the top surface portion.
即ち、本実施形態では、第1の実施形態において厚みを厚くした部分は別体部材の補助加圧ステー351、352として加圧ステー本体350の上流側、下流側の側面部にそれぞれ配置した。そして、加圧ステーを複数の部材(加圧ステー本体350と補助加圧ステー351、352)を組み合わせて形成した。なお、補助加圧ステー351、352の材質も加圧ステー本体350の材質と同じ鋼鉄とした。 That is, in this embodiment, the thickened portions in the first embodiment are arranged as auxiliary pressure stays 351 and 352 of separate members on the upstream and downstream side portions of the pressure stay main body 350, respectively. The pressure stay was formed by combining a plurality of members (the pressure stay main body 350 and the auxiliary pressure stays 351 and 352). The material of the auxiliary pressure stays 351 and 352 is also the same steel as the material of the pressure stay main body 350.
第1の実施形態と異なり、補助加圧ステー351、352は加圧ステー本体350と独立しているため、加圧ステー本体350の強度を向上させることはできない。しかしながら、以下に詳述するが、加圧ステー本体350にかかる荷重負荷の一部を補助加圧ステー351、352で受け持つことで、加圧ステー本体350にかかる荷重負荷を減らし、撓み量を軽減させることができる。図10で、215は加圧ステー本体350の加圧伝達面であり、216は、下流側の補助加圧ステー352の加圧伝達面である。 Unlike the first embodiment, since the auxiliary pressure stays 351 and 352 are independent of the pressure stay main body 350, the strength of the pressure stay main body 350 cannot be improved. However, as will be described in detail below, a part of the load applied to the pressure stay main body 350 is handled by the auxiliary pressure stays 351 and 352, thereby reducing the load applied to the pressure stay main body 350 and reducing the deflection amount. Can be made. In FIG. 10, 215 is a pressure transmission surface of the pressure stay main body 350, and 216 is a pressure transmission surface of the auxiliary pressure stay 352 on the downstream side.
本実施形態で、加圧ステーと補助加圧ステーを合わせた断面形状は、第1の実施形態と同じ形状にしている。加圧ステー本体350の高さは11mm、幅は10.8mm、厚みは天面部、側面部共に1.6mmである。補助加圧ステー351、352の厚みは1.6mm、高さは7mmとしている。 In the present embodiment, the combined cross-sectional shape of the pressure stay and the auxiliary pressure stay is the same as that of the first embodiment. The pressure stay main body 350 has a height of 11 mm, a width of 10.8 mm, and a thickness of 1.6 mm for both the top surface portion and the side surface portion. The auxiliary pressure stays 351 and 352 have a thickness of 1.6 mm and a height of 7 mm.
図11は、搬送方向上流側から見た加圧ステー本体350及び補助加圧ステー351(図では上流側補助加圧ステーのみ表示している)の長手形状を示したものである。加圧ステー本体350にかかる加圧力の一部を受け持つため、補助加圧ステー351の長手両端部は、加圧受け部354を備えている。そして、加圧受け部354は、加圧ステー本体350の加圧受け部353(図11では354の裏側に重なっている)と共に加圧ばねホルダ355を介して加圧ばね180による加圧力を受けている。 FIG. 11 shows the longitudinal shape of the pressure stay main body 350 and the auxiliary pressure stay 351 (only the upstream side auxiliary pressure stay is shown in the drawing) as viewed from the upstream side in the transport direction. In order to take part of the pressure applied to the pressure stay main body 350, both longitudinal end portions of the auxiliary pressure stay 351 are provided with pressure receiving portions 354. The pressure receiving portion 354 receives the pressure applied by the pressure spring 180 via the pressure spring holder 355 together with the pressure receiving portion 353 of the pressure stay main body 350 (which overlaps the back side of the 354 in FIG. 11). ing.
加圧ステーの加圧受け部周辺の様子を斜視図により示したものが図12である。加圧ばねホルダ355は、別体部材である補助加圧ステー351、と加圧ステー本体350とを束ねる役割も担っている。図12では、補助加圧ステー351の加圧受け部354と加圧ステー本体の加圧受け部353とが加圧ばねホルダ355により束ねられ、補助加圧ステー351が倒れずに加圧ステー本体350に密着しながら保持される様子が示されている。 FIG. 12 is a perspective view showing a state around the pressure receiving portion of the pressure stay. The pressure spring holder 355 also plays a role of bundling the auxiliary pressure stay 351, which is a separate member, and the pressure stay main body 350. In FIG. 12, the pressure receiving portion 354 of the auxiliary pressure stay 351 and the pressure receiving portion 353 of the pressure stay main body are bundled by the pressure spring holder 355, and the auxiliary pressure stay 351 does not fall down and the pressure stay main body. A state of being held in close contact with 350 is shown.
なお、長手方向の中央領域においても補助加圧ステー351、352が加圧ステー本体350に沿うように保持するため、図10に示すように、ヒータホルダ132の上流側、下流側にそれぞれリブ356、357を複数本設けて補助加圧ステーの位置を規制した。本実施形態の加圧ステー構成において、226Nの加圧力をかけた場合の加圧ステー本体350の撓み量を第1の実施形態同様に求めたところ、530μmであった。 In addition, in order to hold the auxiliary pressure stays 351 and 352 along the pressure stay main body 350 even in the central region in the longitudinal direction, as shown in FIG. A plurality of 357 are provided to regulate the position of the auxiliary pressure stay. In the pressurization stay configuration of the present embodiment, the amount of deflection of the pressurization stay main body 350 when a pressurizing force of 226 N was applied was obtained in the same manner as in the first embodiment, and was 530 μm.
また、第1の実施形態と同様に、長手方向のニップ形状、光沢ムラの発生状況、加圧ステーと定着ベルトとの接触の有無を調べた結果を、以下の表2に示す。なお、比較例は第1の実施形態と同じものである。 Similarly to the first embodiment, the results of examining the nip shape in the longitudinal direction, the occurrence of gloss unevenness, and the presence or absence of contact between the pressure stay and the fixing belt are shown in Table 2 below. The comparative example is the same as that of the first embodiment.
以上の結果を見ると、加圧ステー本体350の撓み量は第1の実施形態の結果より大きくなっているものの、光沢ムラと定着ベルトと加圧ステーの接触については両立できることが分かった。本実施形態で第1の実施形態より撓み量が増した原因は、補助加圧ステーを別体部材としたことにより、補助加圧ステーと加圧ステー本体との断面2次モーメント合計値が第1の実施形態のように一体化した場合に比べ下回ったためである。その一方で本実施形態では、加圧ステーの溶接加工などを省略でき、より簡単に実現できるメリットがある。 From the above results, it was found that although the deflection amount of the pressure stay main body 350 is larger than the result of the first embodiment, the uneven glossiness and the contact between the fixing belt and the pressure stay can be compatible. The reason why the amount of deflection in the present embodiment is greater than that of the first embodiment is that the auxiliary pressure stay is a separate member, so that the total value of the secondary moments of the cross section between the auxiliary pressure stay and the pressure stay body is the first. This is because it is lower than the case of integration as in the first embodiment. On the other hand, in the present embodiment, welding of the pressure stay can be omitted, and there is an advantage that it can be realized more easily.
以上述べたように、本実施形態においても第1の実施形態と同様に、搬送方向上流側、およに下流側に生まれる定着ベルト130の内周側空間を使い、加圧ステーの天面部の厚みより、上流側、下流側の側面部の合計厚みを厚くした。これにより、加圧ステー内蔵物の収納スペースを維持したまま、加圧ステーの撓みを低減できた。その結果、画像の光沢ムラの発生や、加圧ステーと定着ベルト内面との接触を防止することができた。 As described above, in this embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, the space on the inner peripheral side of the fixing belt 130 that is born upstream and downstream in the transport direction is used to The total thickness of the side portions on the upstream side and the downstream side was increased from the thickness. As a result, the bending of the pressure stay can be reduced while maintaining the storage space for the built-in pressure stay. As a result, it was possible to prevent occurrence of uneven glossiness of the image and contact between the pressure stay and the inner surface of the fixing belt.
また、本実施形態では、更に、加圧ステーの補強を別体部材である補助加圧ステーにより行ったことにより、溶接加工などの複雑な加工を必要とせず、より簡素な構成で同様の効果を得ることができた。 Further, in the present embodiment, the pressurization stay is further reinforced by the auxiliary pressurization stay which is a separate member, so that complicated processing such as welding is not required, and the same effect can be obtained with a simpler configuration. Could get.
なお、本実施形態では、補助加圧ステー351、352は別体の部材とし、それらと加圧ステー本体350を束ねるために加圧バネホルダ355を用いたが、これに限られない。即ち、図13に示すように、補助加圧ステー353同士が端部の加圧受け部354付近で繋がり、一体となっている補助加圧ステーを用いても良い。この場合は、加圧バネホルダで束ねなくとも、補助加圧ステーを加圧ステー本体に沿わせることができる。 In the present embodiment, the auxiliary pressure stays 351 and 352 are separate members, and the pressure spring holder 355 is used to bundle them with the pressure stay main body 350. However, the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 13, the auxiliary pressure stays 353 are connected in the vicinity of the pressure receiving portion 354 at the end, and an integrated auxiliary pressure stay may be used. In this case, the auxiliary pressure stay can be placed along the pressure stay body without being bundled by the pressure spring holder.
《第3の実施形態》
本実施形態は、第2の実施形態と同様、骨格部材である加圧ステーは複数の部材を組み合わせて形成されている。即ち、搬送方向上流側及び下流側に位置する側面部の厚みを厚くする部分には、別体部材である補助加圧ステーを配置し、加圧ステー本体にかかる荷重の一部を、補助加圧ステーで受け持つことで加圧ステー本体の撓み量を軽減する構成である。
<< Third Embodiment >>
In this embodiment, as in the second embodiment, the pressure stay, which is a skeleton member, is formed by combining a plurality of members. That is, an auxiliary pressure stay, which is a separate member, is arranged on the portion where the thickness of the side surface portions located upstream and downstream in the transport direction is increased, and a part of the load applied to the pressure stay main body is supplemented. It is the structure which reduces the bending amount of a pressurization stay main body by taking charge in a pressure stay.
本実施形態が第2の実施形態と異なるのは、加圧ステーを形成する複数の部材のうち、少なくとも1つの部材の加圧伝達面の長手方向の形状が、加圧ステーを形成する他の加圧伝達面の長手方向の形状と異なることを特徴としている。即ち、図10中の215に相当する補助加圧ステーのヒータホルダと接触する加圧伝達面の形状と、216に相当する加圧ステー本体の加圧伝達面の形状を変えたことを特徴としている。具体的には、加圧ステー本体の加圧伝達面は平面形状としたのに対し、補助加圧ステーの加圧伝達面には長手方向のクラウン形状を設けた。 This embodiment is different from the second embodiment in that the longitudinal shape of the pressure transmission surface of at least one member among the plurality of members forming the pressure stay is different from that of the pressure stay. The pressure transmission surface is different from the shape in the longitudinal direction. In other words, the shape of the pressure transmission surface contacting the heater holder of the auxiliary pressure stay corresponding to 215 in FIG. 10 and the shape of the pressure transmission surface of the pressure stay main body corresponding to 216 are changed. . Specifically, the pressure transmission surface of the pressure stay main body has a planar shape, whereas the pressure transmission surface of the auxiliary pressure stay has a crown shape in the longitudinal direction.
本実施形態における加圧ステーの断面形状は、第2の実施形態における図10と同様である。図14は本実施形態における補助加圧ステー360を搬送方向上流側から見たときの長手方向の形状を示したものである。第2の実施形態の図11と同じ方向から見たものであるが、ここでは補助加圧ステー以外のものは省略している。 The cross-sectional shape of the pressure stay in this embodiment is the same as that in FIG. 10 in the second embodiment. FIG. 14 shows the shape in the longitudinal direction when the auxiliary pressure stay 360 in this embodiment is viewed from the upstream side in the conveyance direction. Although viewed from the same direction as in FIG. 11 of the second embodiment, components other than the auxiliary pressurizing stay are omitted here.
本実施形態における補助加圧ステー360の加圧伝達面361(図14)に設けたクラウン量は、500μmとした。即ち、補助加圧ステー360の加圧伝達面361を円弧形状とし、長手方向の加圧ローラ端部に相当する位置362に対し、長手方向中央部363の加圧伝達面を500μm分ヒータホルダ132の側に突出する凸形状となるようにした。補助加圧ステー360の形状以外の部材形状や寸法は、第2の実施形態(補助加圧ステー351、352)と同じである。ヒータホルダ132には第1、第2の実施形態同様、450μmのクラウン形状が設けられているため、合計したクラウン量は950μmである。 In this embodiment, the crown amount provided on the pressure transmission surface 361 (FIG. 14) of the auxiliary pressure stay 360 is 500 μm. That is, the pressure transmission surface 361 of the auxiliary pressure stay 360 is formed in an arc shape, and the pressure transmission surface of the longitudinal central portion 363 is 500 μm apart from the position 362 corresponding to the end of the pressure roller in the longitudinal direction. It was made to have a convex shape protruding to the side. The member shape and dimensions other than the shape of the auxiliary pressure stay 360 are the same as those of the second embodiment (auxiliary pressure stays 351 and 352). Since the heater holder 132 is provided with a 450 μm crown shape as in the first and second embodiments, the total crown amount is 950 μm.
本実施形態では、第2の実施形態と同様に、加圧ステー本体と補助加圧ステーは、ヒータホルダの同じ加圧受け面160(図10)を加圧している。そのため、加圧状態において加圧ステー本体の加圧伝達面215と補助加圧ステーの伝達面216は同じ撓み形状とになる。即ち、両者の加圧伝達面の形状が同じであれば、加圧ステー本体全体の撓み量と補助加圧ステー全体の撓み量とは同じとなっている。その結果、長手方向中央部の加圧力は、加圧ステー本体と補助加圧ステーが各々の弾性率と断面2次モーメントの積に比例した分の加圧力をそれぞれ受け持つことになる。 In this embodiment, as in the second embodiment, the pressure stay body and the auxiliary pressure stay press the same pressure receiving surface 160 (FIG. 10) of the heater holder. Therefore, in the pressurized state, the pressure transmission surface 215 of the pressure stay body and the transmission surface 216 of the auxiliary pressure stay have the same bending shape. That is, if the shape of both pressure transmission surfaces is the same, the deflection amount of the entire pressure stay body and the deflection amount of the entire auxiliary pressure stay are the same. As a result, the pressurizing force at the central portion in the longitudinal direction is applied to the pressurizing stay main body and the auxiliary pressurizing stay by an amount proportional to the product of the respective elastic modulus and the secondary moment of section.
本実施形態では、補助加圧ステーの加圧伝達面に撓み方向とは逆のクラウン形状を設けた。これにより、加圧状態において両者の加圧伝達面が同じ撓み形状となっても、クラウン形状の分、補助加圧ステー全体の撓み量が加圧ステー本体全体の撓み量より大きい状態とすることができる。撓み量と加圧力は比例することから、補助加圧ステーが受け持つ長手中央部の加圧力の割合を増すことができ、その結果加圧ステー本体350にかかる荷重負荷が軽減され、加圧ステー本体の撓み量を低減することができる。 In this embodiment, the pressure transmission surface of the auxiliary pressure stay is provided with a crown shape opposite to the bending direction. As a result, even if both pressure transmission surfaces in the pressurized state have the same bending shape, the amount of bending of the entire auxiliary pressure stay is greater than the amount of bending of the entire pressure stay body by the crown shape. Can do. Since the amount of bending is proportional to the applied pressure, the ratio of the applied pressure at the longitudinal center of the auxiliary pressurizing stay can be increased. As a result, the load applied to the pressurizing stay main body 350 is reduced, and the pressurizing stay main body is reduced. Can be reduced.
クラウン量を大きくする場合、加圧ステー本体350であれば長手中央部の天面部が高くなり定着ベルト130の内面に接触する可能性が増してしまう。しかし、補助加圧ステー360の場合は、撓みを吸収する補助加圧ステーの上側の空間(図10における364)には十分余裕があるため、問題とならない。 When the crown amount is increased, if the pressure stay main body 350 is used, the top surface portion of the longitudinal center portion becomes high, and the possibility of contact with the inner surface of the fixing belt 130 increases. However, in the case of the auxiliary pressurizing stay 360, there is no problem because the space (364 in FIG. 10) above the auxiliary pressurizing stay that absorbs the bending has a sufficient margin.
本実施形態の加圧ステー構成において、226Nの加圧力をかけた場合の加圧ステー本体350の撓み量を第1の実施形態と同様に求めたところ、450μmであった。即ち、撓み量は第2の実施形態より低減し、第1の実施形態と同様となり、ヒータホルダのクラウン量により加圧力は均一に補正されるようになった。 In the pressurization stay configuration of the present embodiment, the amount of deflection of the pressurization stay main body 350 when a pressurizing force of 226 N was applied was obtained in the same manner as in the first embodiment, and was 450 μm. That is, the amount of bending is reduced from that of the second embodiment, which is the same as that of the first embodiment, and the applied pressure is uniformly corrected by the crown amount of the heater holder.
長手方向のニップ形状、光沢ムラの発生状況、加圧ステーとスリーブの干渉の有無を調べた結果も、表1に示した第1の実施形態と同様の結果となり、光沢ムラの防止と、定着ベルトと加圧ステーの接触防止については両立できることが分かった。 The results of examining the longitudinal nip shape, the occurrence of gloss unevenness, and the presence or absence of interference between the pressure stay and the sleeve are the same as those in the first embodiment shown in Table 1, preventing gloss unevenness and fixing. It was found that contact prevention between the belt and the pressure stay is compatible.
以上述べたように、本実施形態においては、補助加圧ステー360(図14)の加圧伝達面に加圧ステー本体350より大きいクラウン形状を設ける。これにより、補助加圧ステー360が加圧ステー本体350より大きく撓んだ場合においても、加圧力を均等にヒータホルダ132に伝えることができる。このため、加圧ステー内蔵物の収納スペースを維持したまま、加圧ステーの撓みを第2の実施形態より更に低減できた。その結果、画像の光沢ムラの発生や、加圧ステーと定着ベルト内面との干渉の発生を防止することができた。 As described above, in the present embodiment, a crown shape larger than the pressure stay main body 350 is provided on the pressure transmission surface of the auxiliary pressure stay 360 (FIG. 14). Thereby, even when the auxiliary pressurizing stay 360 is bent more largely than the pressurizing stay main body 350, the applied pressure can be transmitted to the heater holder 132 evenly. For this reason, the bending of the pressure stay can be further reduced as compared with the second embodiment while the storage space for the built-in pressure stay is maintained. As a result, it was possible to prevent the occurrence of uneven glossiness of the image and the interference between the pressure stay and the inner surface of the fixing belt.
なお、本実施形態では、補助加圧ステー360の加圧伝達面361の形状と、加圧ステー本体350の加圧伝達面216の形状を異なるものにしているが、以下のようにすることもできる。即ち、ヒータホルダ132の補助加圧ステー360を受ける部分の加圧受け面形状と、加圧ステー本体350を受ける部分の加圧受け面形状とを異なるものにしても良い。 In the present embodiment, the shape of the pressure transmission surface 361 of the auxiliary pressure stay 360 is different from the shape of the pressure transmission surface 216 of the pressure stay main body 350. However, the shape may be as follows. it can. That is, the shape of the pressure receiving surface of the heater holder 132 that receives the auxiliary pressure stay 360 may be different from the shape of the pressure receiving surface of the portion that receives the pressure stay main body 350.
言い換えれば、ヒータホルダ132は、加圧ステーを形成する複数の部材350、351から加圧力を受ける複数の加圧受け面を有しており、それら加圧受け面の形状が少なくとも1つ異なることを特徴とする構成を採用しても良い。例えば、撓みの大きい補助加圧ステー360を受ける加圧受け面に対し、加圧ステー本体350を受ける加圧受け面より大きいクラウン量を設けることで、本実施形態と同様な効果を得ることができる。 In other words, the heater holder 132 has a plurality of pressure receiving surfaces that receive pressure from the plurality of members 350 and 351 forming the pressure stay, and the shape of the pressure receiving surfaces is at least one different. A featured configuration may be employed. For example, the same effect as that of the present embodiment can be obtained by providing a larger amount of crown than the pressure receiving surface receiving the pressure stay main body 350 for the pressure receiving surface receiving the auxiliary pressure stay 360 having a large deflection. it can.
(その他の実施形態)
上述した実施形態では、ヒータホルダ132における同じ高さの加圧受け面160(図1)に、厚みを増した補強部の加圧伝達面と補強前の加圧ステー部の加圧伝達面とが接しているが、図5に示すように異なる高さの加圧受け面210、211でも良い。特に補強部の加圧受け面と定着ベルトが接近し、加圧受け面を設ける空間が不足する場合にこのような構成が有効である。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the pressure receiving surface 160 (FIG. 1) of the same height in the heater holder 132 is provided with the pressure transmission surface of the reinforcing portion with increased thickness and the pressure transmission surface of the pressure stay portion before reinforcement. The pressure receiving surfaces 210 and 211 having different heights may be used as shown in FIG. Such a configuration is particularly effective when the pressure receiving surface of the reinforcing portion and the fixing belt are close to each other and a space for providing the pressure receiving surface is insufficient.
また、図6に示すように、補強部の加圧伝達面に相当する部分212をヒータホルダ132と接触せず、浮かせても良い。この場合は、溶接する補強部の端面の面精度を上げる必要が無くなり、製造が容易になる。 Further, as shown in FIG. 6, the portion 212 corresponding to the pressure transmission surface of the reinforcing portion may be floated without contacting the heater holder 132. In this case, it is not necessary to increase the surface accuracy of the end surface of the reinforcing portion to be welded, and the manufacture becomes easy.
また、本実施形態のように鋼板を付加して厚みを増すのではなく、もともと厚い鋼板を用い、天面部は研削加工により薄くして同様の形状としたものを用いても良い。また、鋳造などの方法により本実施形態のような加圧ステーを成形することもできる。 Further, instead of adding a steel plate as in the present embodiment to increase the thickness, it is also possible to use a steel plate that is originally thick and the top surface portion made thin by grinding to have a similar shape. Further, the pressure stay as in the present embodiment can be formed by a method such as casting.
また、図7に示すように、加圧ステーの上流側、下流側の側面部を更に折り返すことにより側面部の厚みを増しても良い。図7では折り返しの回数は1回であるが、複数回折り返して厚みを増しても良い。特に定着ベルトの小径化が更に進み、加圧ステーの天面部の厚みを更に薄くする必要が生じた場合は、厚みの薄い鋼板を使用する必要がある。その場合は折り返し加工がより容易になるため、このような折り返しによる側面部の強度向上がより有効となる。 Further, as shown in FIG. 7, the thickness of the side surface portion may be increased by further folding back the upstream and downstream side surface portions of the pressure stay. In FIG. 7, the number of times of folding is one time, but the thickness may be increased by folding a plurality of times. In particular, when the diameter of the fixing belt is further reduced and it becomes necessary to further reduce the thickness of the top surface portion of the pressure stay, it is necessary to use a thin steel plate. In that case, since the folding process becomes easier, it is more effective to improve the strength of the side surface by such folding.
また、加圧ステー151の上流側面部の厚みと、下流側面部の厚みとを異ならせても良い。特に、図8のように、加熱ユニットを上流、又は下流側にずらして使用する場合や、図9のように、加熱ユニットを傾けて使用する場合は、加圧ステー151の上流の加わる荷重負荷と、下流側に加わる荷重負荷とに差異が生じる。 Further, the thickness of the upstream side surface portion of the pressure stay 151 may be different from the thickness of the downstream side surface portion. In particular, when the heating unit is used while being shifted upstream or downstream as shown in FIG. 8, or when the heating unit is used as inclined as shown in FIG. 9, the load applied on the upstream side of the pressure stay 151 is applied. And a load applied to the downstream side is different.
図8、図9のような場合は、共に加圧ステー151の下流側の荷重負荷が増す。このような場合は、荷重負荷の差異に合わせて、加圧ステー151の上流側面部の厚みより、下流側面部の厚みを厚くするなど、撓みやすい方を積極的に補強することも可能である。 8 and 9, the load on the downstream side of the pressure stay 151 is increased. In such a case, it is possible to positively reinforce the more flexible one, such as increasing the thickness of the downstream side surface than the thickness of the upstream side surface of the pressure stay 151 in accordance with the difference in load. .
なお、可撓性ベルト部材としての定着ベルト130は、上述した実施形態で説明したヒータで加熱されるものに限らず、定着ベルト130が通電部を備えて自己発熱するもの、あるいは定着ベルト130が電磁誘導により発熱するものであっても良い。 The fixing belt 130 as the flexible belt member is not limited to the one heated by the heater described in the above-described embodiment, and the fixing belt 130 includes a current-carrying unit and generates heat, or the fixing belt 130 It may generate heat by electromagnetic induction.
また、上述した実施形態では、加圧部材として駆動ローラとしての加圧ローラを用いたが、可撓性ベルト部材としての定着ベルト130が別の駆動ローラを介して架けられ回転できる構成を採る場合には、加圧部材として固定の加圧パッドを用いることもできる。 In the above-described embodiment, the pressure roller as the driving roller is used as the pressure member. However, when the fixing belt 130 as the flexible belt member can be spanned and rotated via another driving roller. In this case, a fixed pressure pad may be used as the pressure member.
なお、上述した実施形態では、骨格部材としての加圧ステーに関し、上流側面部の厚み、下流側面部の厚みのそれぞれを天面部の厚みより厚くしたが、上流側面部の厚み、下流側面部の厚みのいずれか一方のみを天面部の厚みより厚くしても良い。 In the above-described embodiment, regarding the pressure stay as the skeleton member, the thickness of the upstream side surface portion and the thickness of the downstream side surface portion are larger than the thickness of the top surface portion. Only one of the thicknesses may be thicker than the thickness of the top surface portion.
130・・定着ベルト(可撓性ベルト部材)、131・・セラミックヒータ(加熱源)、132・・ヒータホルダ(バックアップ部材)、151・・加圧ステー(骨格部材)、201・・加圧ローラ(加圧部材) 130 ..Fusing belt (flexible belt member) 131 ..Ceramic heater (heating source) 132 ..Heater holder (backup member) 151 ..Pressure stay (frame member) 201. Pressure member)
Claims (5)
前記ベルトの内面に接触するニップ部形成部材と、
前記ベルトを介して前記ニップ部形成部材と共にニップ部を形成するローラと、
前記ベルトの長手方向に垂直な断面がU字形状であり、前記ベルトの長手方向に長く、金属で形成された補強部材であって、前記U字形状の開口部を形成する2つの脚部と、前記2つの脚部よりも前記ニップ部から離れた領域にあって前記2つの脚部と連続する天面部と、を有し、前記2つの脚部で前記ニップ部形成部材を支持する補強部材と、
を有し、
前記ニップ部で画像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記画像を記録材に定着する定着装置において、
前記ニップ部形成部材は前記ベルトを加熱する加熱部材であって、
前記補強部材の前記2つ脚部の少なくとも一方の厚みは、前記天面部の厚みよりも厚いことを特徴とする定着装置。 A cylindrical belt,
A nip forming member that contacts the inner surface of the belt;
A roller that forms a nip portion with the nip portion forming member via the belt;
A cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the belt is U-shaped, and is a reinforcing member made of metal that is long in the longitudinal direction of the belt and that forms the U-shaped opening, and And a top surface portion that is located farther from the nip portion than the two leg portions and is continuous with the two leg portions, and that supports the nip portion forming member by the two leg portions. When,
Have
In the fixing device for fixing the image to the recording material by heating while conveying the recording material on which the image is formed in the nip portion,
The nip forming member is a heating member for heating the belt,
Wherein said at least hand the thickness of the two legs of the reinforcing member, a fixing device according to claim thicker than the thickness of the top surface portion.
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