JP6318779B2

JP6318779B2 - Fixing device

Info

Publication number: JP6318779B2
Application number: JP2014074780A
Authority: JP
Inventors: 智昭枦山; 尚之岩田; 泰弘丸山; 昭博小林; 祐介室舘
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015197539A

Description

本発明は、記録シートに現像剤像を熱定着するための定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for thermally fixing a developer image on a recording sheet.

従来、定着装置として、エンドレスベルトと、エンドレスベルトの内周面に接触可能なニップ部材と、ニップ部材との間でエンドレスベルトを挟持することで、エンドレスベルトとの間でニップを形成するバックアップローラと、を備えるものが知られている（特許文献１参照）。具体的に、この技術では、ニップ部材は、記録シートの搬送方向に延びる平板状の基部と、基部の搬送方向における両端部からバックアップローラとは反対側に屈曲する断面視円弧状の屈曲部とを有し、バックアップローラは、基部の略全体との間でニップを形成するように配置されている。 Conventionally, as a fixing device, an endless belt, a nip member that can contact the inner peripheral surface of the endless belt, and a backup roller that forms a nip with the endless belt by sandwiching the endless belt between the nip member Are known (see Patent Document 1). Specifically, in this technique, the nip member includes a flat plate-like base portion extending in the recording sheet conveyance direction, and an arc-shaped bending portion that is bent from both ends in the conveyance direction of the base portion to the side opposite to the backup roller. The backup roller is arranged so as to form a nip with substantially the entire base.

米国特許出願公開第２０１０／０１５８５８７号明細書US Patent Application Publication No. 2010/0158587

しかしながら、従来技術では、バックアップローラが基部の略全体との間でニップを形成するように配置されているので、例えば定着装置において複数枚の記録シートを連続して熱定着した場合などにおいてバックアップローラが熱膨張すると、バックアップローラが屈曲部にかかって、当該屈曲部によりバックアップローラの回転が阻害されるといった問題がある。 However, in the prior art, since the backup roller is arranged so as to form a nip with substantially the entire base portion, for example, when a plurality of recording sheets are continuously heat-fixed in a fixing device, the backup roller When the heat expands, there is a problem that the backup roller is applied to the bent portion, and the rotation of the backup roller is inhibited by the bent portion.

そこで、本発明は、バックアップローラが熱膨張した場合にもバックアップローラをスムーズに回転させることができる定着装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fixing device that can smoothly rotate a backup roller even when the backup roller is thermally expanded.

前記課題を解決するため、本発明に係る定着装置は、エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内周面に接触可能なニップ部材と、前記ニップ部材との間で前記エンドレスベルトを挟持することで、前記エンドレスベルトとの間でニップを形成するバックアップローラと、を備える。
前記エンドレスベルトは、前記ニップにおいて所定の移動方向に移動するように構成される。
前記ニップ部材の前記エンドレスベルトの内周面に接触可能な接触面は、前記バックアップローラとの間で、前記エンドレスベルトを挟持するように構成された第１領域と、前記第１領域よりも前記バックアップローラの外周面から離れた第２領域と、を有する。
前記第２領域の曲率半径は、前記第１領域の曲率半径よりも小さくなっている。
前記バックアップローラは、熱膨張したときに、前記第２領域から離れている。 In order to solve the above problems, the fixing device according to the present invention sandwiches the endless belt between an endless belt, a nip member that can contact an inner peripheral surface of the endless belt, and the nip member. A backup roller that forms a nip with the endless belt.
The endless belt is configured to move in a predetermined movement direction at the nip.
The contact surface of the nip member that can contact the inner peripheral surface of the endless belt has a first region configured to sandwich the endless belt with the backup roller, and the contact region is more than the first region. A second region away from the outer peripheral surface of the backup roller.
The curvature radius of the second region is smaller than the curvature radius of the first region.
The backup roller is separated from the second region when thermally expanded.

ここで、「バックアップローラが第２領域から離れている」とは、エンドレスベルトを介して第２領域とバックアップローラの外周面とが圧接していないこと、または、エンドレスベルトが第２領域とバックアップローラとの間にニップ（挟持）されていないことを意味する。また、「熱膨張したとき」とは、定着装置（画像形成装置）で設定されている目標温度で連続印字したときなど、バックアップローラに蓄熱された熱が飽和し、バックアップローラの弾性層が最も膨らんだときを意味する。 Here, “the backup roller is away from the second region” means that the second region and the outer peripheral surface of the backup roller are not in pressure contact via the endless belt, or the endless belt is in backup with the second region. It means that it is not niped (pinched) with the roller. Also, “when thermally expanded” means that the heat accumulated in the backup roller is saturated, such as when continuous printing is performed at the target temperature set by the fixing device (image forming device), and the elastic layer of the backup roller is the most. It means when it swells.

この構成によれば、熱膨張したバックアップローラが曲率半径の小さな第２領域から離れているので、当該第２領域によってバックアップローラの回転を阻害することがなく、バックアップローラをスムーズに回転させることができる。 According to this configuration, since the thermally expanded backup roller is separated from the second region having a small radius of curvature, the backup roller can be smoothly rotated without hindering the rotation of the backup roller by the second region. it can.

また、前記した構成において、前記バックアップローラの外周面は、熱膨張したときに、前記第２領域から１．０ｍｍ以上離れていてもよい。 In the above-described configuration, the outer peripheral surface of the backup roller may be separated from the second region by 1.0 mm or more when thermally expanded.

また、前記した構成において、前記ニップ部材は、金属板を含んでいてもよい。 In the above-described configuration, the nip member may include a metal plate.

また、前記した構成において、前記第２領域は、前記第１領域に対して、前記移動方向の上流側に配置されていてもよい。 In the above-described configuration, the second area may be arranged on the upstream side in the movement direction with respect to the first area.

ここで、熱膨張したバックアップローラが移動方向の上流側に配置される第２領域にかかる場合には、例えば熱膨張したバックアップローラが移動方向の下流側に配置される第２領域にかかる場合に比べ、第２領域のバックアップローラの回転に抗する抵抗力が大きい。そのため、このような上流側に配置される第２領域に対して、熱膨張したバックアップローラを離すことで、バックアップローラをスムーズに回転させることができる。 Here, when the thermally expanded backup roller is applied to the second area arranged on the upstream side in the moving direction, for example, when the thermally expanded backup roller is applied to the second area arranged on the downstream side in the moving direction. In comparison, the resistance force against the rotation of the backup roller in the second region is large. Therefore, the backup roller can be smoothly rotated by separating the thermally expanded backup roller from the second region disposed on the upstream side.

また、前記した構成において、前記ニップ部材を挟んで前記ニップとは反対側に配置され、前記ニップ部材を支持するステイをさらに備える場合には、前記バックアップローラの回転軸線は、前記ステイの重心を通過するとともに前記移動方向と直交する仮想平面を挟んで前記第２領域とは反対側に配置されていてもよい。 Further, in the above-described configuration, in the case of further including a stay disposed on the opposite side of the nip across the nip member and supporting the nip member, the rotation axis of the backup roller has a center of gravity of the stay. It may be arranged on the opposite side to the second region across a virtual plane that passes and is orthogonal to the moving direction.

また、この場合において、前記バックアップローラの回転軸線と、前記仮想平面との前記移動方向における距離は、０．１ｍｍから２．０ｍｍの範囲内であってもよいし、０．５ｍｍから１．２ｍｍの範囲内であってもよい。 In this case, the distance between the rotation axis of the backup roller and the virtual plane in the moving direction may be within a range of 0.1 mm to 2.0 mm, or 0.5 mm to 1.2 mm. It may be within the range.

また、前記した構成において、前記ステイを前記バックアップローラへ向けて、所定の加圧方向へ押圧する押圧部材をさらに備える場合には、前記バックアップローラの回転軸線と直交する平面で切った断面において、前記重心と前記バックアップローラの回転軸線を結ぶ線分は、前記加圧方向と平行であってもよい。 Further, in the configuration described above, in the case of further comprising a pressing member that presses the stay toward the backup roller in a predetermined pressing direction, in a cross section cut by a plane orthogonal to the rotation axis of the backup roller, A line segment connecting the center of gravity and the rotation axis of the backup roller may be parallel to the pressing direction.

ここで、「平行」とは、公差などを考慮して、±３°の範囲を含む。 Here, “parallel” includes a range of ± 3 ° in consideration of tolerances and the like.

これによれば、ステイからの押圧力をバックアップローラで良好に受けることができるので、ニップ部材とバックアップローラとの間でエンドレスベルトを良好に挟持することができる。 According to this, since the pressing force from the stay can be favorably received by the backup roller, the endless belt can be favorably sandwiched between the nip member and the backup roller.

また、前記した構成において、前記バックアップローラの回転軸線と直交する平面で切った断面において、前記ニップでの圧力分布は、略対称な山形形状をなすのが好ましい。 In the above-described configuration, it is preferable that the pressure distribution in the nip has a substantially symmetrical mountain shape in a cross section taken along a plane orthogonal to the rotation axis of the backup roller.

これによれば、ニップにおける記録シートの熱定着を良好に行うことができる。 According to this, the thermal fixing of the recording sheet in the nip can be performed satisfactorily.

また、前記した構成において、前記バックアップローラは、回転軸と、回転軸の周囲に設けられる弾性層とを有し、前記移動方向における前記バックアップローラの回転軸線から前記第２領域までの距離Ｌ１と、前記回転軸線から前記ニップ部材までの最短距離Ｌ２と、熱膨張したときの前記バックアップローラの半径Ｒｈと、前記弾性層の厚みＬ３と、
前記回転軸の半径Ｒａと、前記弾性層の熱膨張係数αと、前記バックアップローラの径が最も小さいときの温度と前記バックアップローラの径が最も大きいときの温度との差ΔＴとの関係が、以下の数式
Ｌ１＞（Ｒｈ^２−Ｌ２^２）^１／２
Ｒｈ＝（１＋α・ΔＴ）・Ｌ３＋Ｒａ
を満たすように定着装置を構成することができる。 In the above-described configuration, the backup roller includes a rotation shaft and an elastic layer provided around the rotation shaft, and a distance L1 from the rotation axis of the backup roller to the second region in the moving direction. , The shortest distance L2 from the rotation axis to the nip member, the radius Rh of the backup roller when thermally expanded, the thickness L3 of the elastic layer,
The relationship between the radius Ra of the rotating shaft, the thermal expansion coefficient α of the elastic layer, the difference ΔT between the temperature when the diameter of the backup roller is the smallest and the temperature when the diameter of the backup roller is the largest, The following formula L1> (Rh ² −L2 ² ) ^1/2
Rh = (1 + α · ΔT) · L3 + Ra
The fixing device can be configured to satisfy the above.

これによれば、バックアップローラが熱膨張したときにも曲率半径の小さな第２領域から離れているので、前述した効果を良好に発揮することができる。 According to this, even when the backup roller is thermally expanded, it is separated from the second region having a small radius of curvature, so that the above-described effects can be satisfactorily exhibited.

本発明によれば、バックアップローラが熱膨張した場合にもバックアップローラをスムーズに回転させることができる。 According to the present invention, the backup roller can be smoothly rotated even when the backup roller is thermally expanded.

本発明の実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタを示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a laser printer including a fixing device according to an embodiment of the present invention. 定着装置を示す断面図（ａ）と、ニップの形状を示す図（ｂ）である。FIG. 4 is a cross-sectional view (a) showing the fixing device and a view (b) showing the shape of the nip. 第１カバー部材から端縁規制部材と第３カバー部材を外した状態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the state which removed the edge regulation member and the 3rd cover member from the 1st cover member. ニップ板を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a nip board. ニップ板、ステイおよび加圧ローラの関係を詳細に説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the relationship between a nip plate, a stay, and a pressure roller. 仮想平面に対する回転軸線のオフセット量とニップでの圧力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the offset amount of the rotating shaft with respect to a virtual plane, and the pressure in a nip. 変形例に係る定着装置を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a fixing device according to a modification.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、特に断りがないかぎり図１に示した上下方向を上下、図１における左側を前、右側を後、紙面の奥側を左、紙面の手前側を右として、各方向を示す。ここでの左右は、カラーレーザプリンタ１の前側に立った者から見た方向を基準として規定してある。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the following description, unless otherwise specified, the vertical direction shown in FIG. 1 is up and down, the left side in FIG. 1 is front, the right side is rear, the back side of the paper is left, and the front side of the paper is right. Indicates. Here, the left and right are defined based on the direction viewed from the person standing on the front side of the color laser printer 1.

図１に示すように、カラーレーザプリンタ１は、本体筐体２内に、用紙５１（記録シート）を供給する給紙部５と、給紙された用紙５１に画像を形成する画像形成部６と、画像が形成された用紙５１を排出する排紙部７とを備えている。 As shown in FIG. 1, the color laser printer 1 includes a paper supply unit 5 that supplies paper 51 (recording sheets) and an image forming unit 6 that forms an image on the supplied paper 51 in a main body housing 2. And a paper discharge unit 7 for discharging the paper 51 on which an image is formed.

給紙部５は、本体筐体２内の下方において、本体筐体２に対して前側からスライド操作により脱着される給紙トレイ５０と、給紙トレイ５０から用紙５１を前側から上に持ち上げ、後側へ反転させて搬送する給紙機構Ｍ１とからなる。 In the lower part of the main body housing 2, the paper feeding unit 5 lifts the paper 51 from the front side from the front side, and the paper feed tray 50 that is attached to and detached from the main body case 2 by a sliding operation. It comprises a paper feed mechanism M1 that is reversed and conveyed.

この給紙機構Ｍ１は、給紙トレイ５０の前側端部の付近に設けられた、ピックアップローラ５２、分離ローラ５３、分離パッド５４などからなり、これらにより給紙トレイ５０にある用紙５１が一枚ずつ分離されて上方へ送られる。上方へ向けて搬送された用紙５１は、紙粉取りローラ５５とピンチローラ５６の間を通過した後、搬送経路５７を通って後向きへ方向転換され、後述する搬送ベルト７３の上に供給される。用紙５１が、紙粉取りローラ５５とピンチローラ５６の間を通過しているとき、用紙５１に付着した紙粉は、紙粉取りローラ５５により用紙５１から取り除かれる。 The paper feed mechanism M1 includes a pickup roller 52, a separation roller 53, a separation pad 54, and the like provided in the vicinity of the front end of the paper feed tray 50, so that one sheet of paper 51 in the paper feed tray 50 can be obtained. They are separated one by one and sent upward. The paper 51 transported upward passes between the paper dust removing roller 55 and the pinch roller 56, is then redirected through the transport path 57, and is supplied onto a transport belt 73 described later. . When the paper 51 is passing between the paper dust removing roller 55 and the pinch roller 56, the paper dust adhering to the paper 51 is removed from the paper 51 by the paper dust removing roller 55.

画像形成部６は、スキャナ部６１、プロセス部６２、転写部６３および定着装置１００を備えている。 The image forming unit 6 includes a scanner unit 61, a process unit 62, a transfer unit 63, and a fixing device 100.

スキャナ部６１は、本体筐体２の上部に設けられており、図示はしないが、レーザ発光部、ポリゴンミラー、複数のレンズおよび反射鏡を備えている。スキャナ部６１では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応させてレーザ発光部から発光されるレーザをポリゴンミラーで左右方向に高速で走査させ、複数のレンズおよび反射鏡を通過または反射させた後各感光体ドラム３１に照射している。 The scanner unit 61 is provided in the upper part of the main body housing 2 and includes a laser light emitting unit, a polygon mirror, a plurality of lenses, and a reflecting mirror (not shown). In the scanner unit 61, a laser beam emitted from the laser beam emitting unit is scanned at high speed in the left-right direction by a polygon mirror in correspondence with each color of cyan, magenta, yellow, and black, and is passed or reflected by a plurality of lenses and reflecting mirrors. After that, each photosensitive drum 31 is irradiated.

プロセス部６２は、スキャナ部６１の下方で、給紙部５の上方に配置されており、本体筐体２に対して前後方向に移動可能となる感光体ユニット３を備えている。感光体ユニット３は、ドラムサブユニット３０と、ドラムサブユニット３０に装着される現像カートリッジ４０とを備えている。 The process unit 62 is disposed below the scanner unit 61 and above the sheet feeding unit 5, and includes the photosensitive unit 3 that can move in the front-rear direction with respect to the main body housing 2. The photoreceptor unit 3 includes a drum subunit 30 and a developing cartridge 40 attached to the drum subunit 30.

ドラムサブユニット３０は、公知の感光体ドラム３１やスコロトロン型帯電器３２などを備えている。
現像カートリッジ４０は、内部にトナー（現像剤）が収容されており、公知の供給ローラ４１や現像ローラ４２や層厚規制ブレード４３などを備えている。 The drum subunit 30 includes a known photosensitive drum 31 and a scorotron charger 32.
The developing cartridge 40 contains toner (developer) therein, and includes a known supply roller 41, developing roller 42, layer thickness regulating blade 43, and the like.

このようなプロセス部６２は、次のように機能する。現像カートリッジ４０内のトナーが供給ローラ４１により現像ローラ４２へ供給され、このときトナーが、供給ローラ４１と現像ローラ４２との間で正極性に摩擦帯電される。現像ローラ４２に供給されたトナーは、現像ローラ４２の回転に伴って層厚規制ブレード４３によって擦られ、一定厚さの薄層として現像ローラ４２の表面に担持される。 Such a process unit 62 functions as follows. The toner in the developing cartridge 40 is supplied to the developing roller 42 by the supply roller 41, and at this time, the toner is frictionally charged positively between the supply roller 41 and the developing roller 42. The toner supplied to the developing roller 42 is rubbed by the layer thickness regulating blade 43 as the developing roller 42 rotates, and is carried on the surface of the developing roller 42 as a thin layer having a constant thickness.

一方、ドラムサブユニット３０では、スコロトロン型帯電器３２がコロナ放電により感光体ドラム３１を一様に正極性に帯電させる。この帯電した感光体ドラム３１にスキャナ部６１からのレーザが照射されて、用紙５１に形成すべき画像に対応した静電潜像が感光体ドラム３１に形成される。 On the other hand, in the drum subunit 30, the scorotron charger 32 uniformly charges the photosensitive drum 31 to positive polarity by corona discharge. The charged photosensitive drum 31 is irradiated with laser from the scanner unit 61, and an electrostatic latent image corresponding to an image to be formed on the paper 51 is formed on the photosensitive drum 31.

さらに感光体ドラム３１が回転すると、現像ローラ４２に担持されているトナーが感光体ドラム３１の静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体ドラム３１の表面のうち、レーザにより露光され電位が下がった部分に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、各色のトナーに対応して、反転現像によるトナー像が担持される。 When the photosensitive drum 31 further rotates, the toner carried on the developing roller 42 is transferred by the laser among the electrostatic latent image of the photosensitive drum 31, that is, the surface of the photosensitive drum 31 that is uniformly positively charged. The exposed portion is supplied to the portion where the potential has dropped. As a result, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 31 is visualized, and a toner image by reversal development is carried on the surface of the photosensitive drum 31 corresponding to each color toner.

転写部６３は、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３、転写ローラ７４およびクリーニング部７５を備えている。
駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後に離れて平行に配置され、これらにエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が巻き掛けられている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光体ドラム３１に接している。そして、搬送ベルト７３の内側には各感光体ドラム３１との間で搬送ベルト７３を挟み込む転写ローラ７４が配置されている。転写ローラ７４には、図示しない高圧基板から転写バイアスが印加される。画像形成時には、搬送ベルト７３により搬送されてきた用紙５１は、感光体ドラム３１と転写ローラ７４に挟持され、感光体ドラム３１上のトナー像が用紙５１に転写される。 The transfer unit 63 includes a driving roller 71, a driven roller 72, a conveyance belt 73, a transfer roller 74, and a cleaning unit 75.
The driving roller 71 and the driven roller 72 are arranged in parallel apart from each other in the front-rear direction, and a conveyance belt 73 formed of an endless belt is wound around them. The outer surface of the conveyance belt 73 is in contact with each photosensitive drum 31. A transfer roller 74 is disposed inside the conveyor belt 73 so as to sandwich the conveyor belt 73 between the photosensitive drums 31. A transfer bias is applied to the transfer roller 74 from a high-pressure substrate (not shown). At the time of image formation, the paper 51 transported by the transport belt 73 is sandwiched between the photosensitive drum 31 and the transfer roller 74, and the toner image on the photosensitive drum 31 is transferred to the paper 51.

クリーニング部７５は、搬送ベルト７３の下方に配置され、搬送ベルト７３に付着したトナーを除去し、その下方に配置されたトナー貯留部７６に除去したトナーを落下させるようになっている。 The cleaning unit 75 is disposed below the conveyance belt 73, removes toner adhering to the conveyance belt 73, and drops the removed toner in a toner storage unit 76 disposed below the cleaning belt 75.

定着装置１００は、転写部６３の後方に設けられ、用紙５１上に転写されたトナー像を用紙５１上に熱定着する。なお、定着装置１００については、後で詳述する。 The fixing device 100 is provided behind the transfer unit 63 and thermally fixes the toner image transferred onto the paper 51 onto the paper 51. The fixing device 100 will be described in detail later.

排紙部７において、用紙５１の排紙側搬送経路９１は、定着装置１００の出口から上に向かって延び前側に反転するように形成されている。排紙側搬送経路９１の途中には、用紙５１を搬送する複数の搬送ローラ９２が配置されている。本体筐体２の上面には、印刷後の用紙５１を蓄積する排紙トレイ９３が形成されており、搬送ローラ９２により排紙側搬送経路９１から排出された用紙５１は、排紙トレイ９３に蓄積される。 In the paper discharge unit 7, a paper discharge side conveyance path 91 for the paper 51 is formed so as to extend upward from the exit of the fixing device 100 and reverse to the front side. A plurality of transport rollers 92 that transport the paper 51 are disposed in the middle of the paper discharge side transport path 91. A paper discharge tray 93 for accumulating the printed paper 51 is formed on the upper surface of the main body housing 2, and the paper 51 discharged from the paper discharge side transport path 91 by the transport roller 92 is placed on the paper discharge tray 93. Accumulated.

＜定着装置の詳細構成＞
図２（ａ）に示すように、定着装置１００は、エンドレスベルトの一例としての定着ベルト１１０と、ハロゲンランプ１２０（発熱体）と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、バックアップローラの一例としての加圧ローラ１４０と、反射板１５０と、ステイ１６０と、カバー部材２００とを主に備えている。 <Detailed configuration of fixing device>
2A, the fixing device 100 includes a fixing belt 110 as an example of an endless belt, a halogen lamp 120 (a heating element), a nip plate 130 as an example of a nip member, and an example of a backup roller. The pressure roller 140, the reflecting plate 150, the stay 160, and the cover member 200 are mainly provided.

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のベルトであり、カバー部材２００に形成されたガイド部（上流ガイド３１０、下流ガイド３２０および端部ガイド３３０）により回転が案内されている。具体的に、本実施形態においては、定着ベルト１１０は、金属製の基材と、基材の外周に被覆された樹脂とを有する金属ベルトとして構成されている。 The fixing belt 110 is an endless (cylindrical) belt having heat resistance and flexibility, and is rotated by guide portions (upstream guide 310, downstream guide 320, and end guide 330) formed on the cover member 200. Guided. Specifically, in the present embodiment, the fixing belt 110 is configured as a metal belt having a metal base material and a resin coated on the outer periphery of the base material.

なお、定着ベルト１１０は、金属の表面にゴム層を有していてもよく、ゴム層の表面にフッ素コーティング等による非金属の保護層をさらに有していてもよい。 The fixing belt 110 may have a rubber layer on the surface of the metal, and may further have a non-metallic protective layer by fluorine coating or the like on the surface of the rubber layer.

また、定着ベルト１１０は、カバー部材２００に設けられた線バネ２０１によって弱めの付勢力で径方向外側に付勢されており、これにより、定着ベルト１１０は、線バネ２０１によってテンションがかけられるとともに径方向に移動可能となるように構成されている。 Further, the fixing belt 110 is urged radially outward by a weak urging force by a wire spring 201 provided on the cover member 200, whereby the fixing belt 110 is tensioned by the wire spring 201. It is configured to be movable in the radial direction.

なお、定着ベルト１１０にテンションをかける部材としては、線バネ２０１に限定されず、例えば板バネなどであってもよい。また、線バネ２０１は必ずしも必要ではなく、線バネ２０１を排除することで定着ベルト１１０を径方向に移動可能となるように構成してもよい。 The member that applies tension to the fixing belt 110 is not limited to the wire spring 201, and may be a leaf spring, for example. Further, the wire spring 201 is not always necessary, and the fixing belt 110 may be configured to be movable in the radial direction by removing the wire spring 201.

ハロゲンランプ１２０は、輻射熱を発してニップ板１３０および定着ベルト１１０（ニップＮ）を加熱することで用紙５１上のトナーを加熱する部材であり、定着ベルト１１０の内側において定着ベルト１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。 The halogen lamp 120 is a member that emits radiant heat and heats the toner on the paper 51 by heating the nip plate 130 and the fixing belt 110 (nip N). Inside the fixing belt 110, the fixing belt 110 and the nip plate 130 are heated. It arrange | positions at predetermined intervals from the inner surface.

ニップ板１３０は、定着ベルト１１０の内側に配置され、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける板状の部材であり、その下面が定着ベルト１１０の内周面に接触するように配置されている。本実施形態において、ニップ板１３０は、金属製であり、例えば、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、アルミニウム板などを折り曲げることで形成されている。なお、ニップ板１３０をアルミニウム製とした場合には、ニップ板１３０の熱伝導性を向上させることが可能となっている。なお、ニップ板１３０の構造については、後で詳述する。 The nip plate 130 is a plate-like member that is disposed inside the fixing belt 110 and receives radiant heat from the halogen lamp 120, and is disposed so that the lower surface thereof is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 110. In the present embodiment, the nip plate 130 is made of metal, and is formed, for example, by bending an aluminum plate or the like having a higher thermal conductivity than a steel stay 160 described later. If the nip plate 130 is made of aluminum, the thermal conductivity of the nip plate 130 can be improved. The structure of the nip plate 130 will be described in detail later.

加圧ローラ１４０は、ニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟むことで定着ベルト１１０との間にニップＮを形成する部材であり、ニップ板１３０の下方に配置されている。なお、ニップＮを形成するためには、ニップ板１３０および加圧ローラ１４０の一方を他方に向けて付勢すればよいが、本実施形態では、後で詳述するように、ニップ板１３０を加圧ローラ１４０に向けて付勢している。そして、この加圧ローラ１４０は、ニップ板１３０との間で定着ベルト１１０を挟んだ状態で回転することで、当該定着ベルト１１０とともに回転して用紙５１を後方に搬送するようになっている。 The pressure roller 140 is a member that forms a nip N with the fixing belt 110 by sandwiching the fixing belt 110 with the nip plate 130, and is disposed below the nip plate 130. In order to form the nip N, one of the nip plate 130 and the pressure roller 140 may be urged toward the other. However, in this embodiment, the nip plate 130 is moved as described in detail later. It is biased toward the pressure roller 140. The pressure roller 140 rotates with the fixing belt 110 sandwiched between the pressure roller 140 and the nip plate 130, thereby rotating together with the fixing belt 110 to convey the paper 51 backward.

加圧ローラ１４０は、弾性層の一例としての円筒状のローラ本体１４１と、ローラ本体１４１に挿通され、ローラ本体１４１とともに回転可能な回転軸の一例としてのシャフト１４２とを有している。ローラ本体１４１は、弾性変形可能に構成されている。加圧ローラ１４０は、本体筐体２内に設けられた図示しないモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着ベルト１１０（または用紙５１）との摩擦力により定着ベルト１１０を従動回転させる。この際、定着ベルト１１０は、ニップＮにおいて前後方向に沿った方向（所定の移動方向）に移動するようになっている。トナー像が転写された用紙５１は、加圧ローラ１４０と加熱された定着ベルト１１０の間（ニップＮ）を搬送されることでトナー像（トナー）が熱定着されることとなる。 The pressure roller 140 includes a cylindrical roller main body 141 as an example of an elastic layer, and a shaft 142 as an example of a rotation shaft that is inserted into the roller main body 141 and can rotate together with the roller main body 141. The roller body 141 is configured to be elastically deformable. The pressure roller 140 is configured to rotate by being driven by a driving force transmitted from a motor (not shown) provided in the main body housing 2, and is rotated with the fixing belt 110 (or the paper 51). The fixing belt 110 is driven to rotate by the frictional force. At this time, the fixing belt 110 moves in the nip N in a direction along the front-rear direction (predetermined movement direction). The paper 51 on which the toner image has been transferred is conveyed between the pressure roller 140 and the heated fixing belt 110 (nip N), whereby the toner image (toner) is thermally fixed.

なお、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、ニップＮは、上下方向から見て、ニップ板１３０の左右方向（定着ベルト１１０の軸線方向）の端部へ行くほど移動方向における幅が広くなる逆クラウン形状となっている。ここでいう「逆クラウン形状」とは、ニップＮのうち左右方向のどの位置においても、左右方向外側の部分が当該部分の左右方向内側の部分よりも幅広になる関係が満たされることを意味する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the nip N is in the moving direction as it goes to the end in the left-right direction (the axial direction of the fixing belt 110) of the nip plate 130 when viewed from the up-down direction. It has an inverted crown shape that is wider. Here, the “reverse crown shape” means that, at any position in the left-right direction in the nip N, a relationship in which the outer portion in the left-right direction is wider than the inner portion in the left-right direction of the portion is satisfied. .

図２（ａ）に示すように、反射板１５０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に向けて反射する部材であり、定着ベルト１１０の内側でハロゲンランプ１２０を囲うように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。 As shown in FIG. 2A, the reflector 150 is a member that reflects the radiant heat from the halogen lamp 120 toward the nip plate 130, and surrounds the halogen lamp 120 inside the fixing belt 110. It is arranged at a predetermined interval from 120.

この反射板１５０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視Ｕ字状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板１５０は、Ｕ字形状をなす反射部１５１と、反射部１５１の前後方向における両端縁（ニップ板１３０側の各端縁）から前後方向外側に向けて延びるフランジ１５２とを有している。 The reflecting plate 150 is formed by curving an aluminum plate or the like in a U shape in a sectional view, for example, having high infrared and far-infrared reflectance. More specifically, the reflecting plate 150 includes a reflecting portion 151 having a U-shape, and a flange 152 extending from both end edges (each end edge on the nip plate 130 side) in the front-rear direction of the reflecting portion 151 toward the outer side in the front-rear direction. Have.

そして、各フランジ１５２は、ステイ１６０とニップ板１３０とで挟まれている。 Each flange 152 is sandwiched between the stay 160 and the nip plate 130.

ステイ１６０は、ニップ板１３０を挟んでニップＮ（加圧ローラ１４０）とは反対側に配置され、ニップ板１３０を反射板１５０を介して支持する部材であり、定着ベルト１１０の内側でハロゲンランプ１２０や反射板１５０を囲うように配置されている。 The stay 160 is a member that is disposed on the opposite side of the nip N (pressure roller 140) across the nip plate 130, and that supports the nip plate 130 via the reflection plate 150. A halogen lamp is provided inside the fixing belt 110. It arrange | positions so that 120 and the reflecting plate 150 may be enclosed.

詳しくは、ステイ１６０は、上壁１６１と、上壁１６１の前端から下方に延びる前壁１６２と、上壁１６１の後端から下方に延びる後壁１６３とによって断面視Ｕ字状に形成されている。そして、前壁１６２の下端部には、前側に延びるフランジ１６４が形成されている。 Specifically, the stay 160 is formed in a U shape in a sectional view by an upper wall 161, a front wall 162 extending downward from the front end of the upper wall 161, and a rear wall 163 extending downward from the rear end of the upper wall 161. Yes. A flange 164 extending to the front side is formed at the lower end of the front wall 162.

このようなステイ１６０は、比較的剛性が高い、例えば、鋼板などを折り曲げることで形成されている。 Such a stay 160 has relatively high rigidity, for example, is formed by bending a steel plate or the like.

カバー部材２００は、樹脂製の第１カバー部材２１０と、樹脂製の第２カバー部材２２０とを主に備えて構成されている。 The cover member 200 mainly includes a first cover member 210 made of resin and a second cover member 220 made of resin.

第１カバー部材２１０は、断面視Ｕ字状をなして左右方向に長く延びるように形成されており、ステイ１６０を挟んでハロゲンランプ１２０とは反対側でステイ１６０を覆うように配置されている。言い換えると、第１カバー部材２１０は、ステイ１６０に対してニップ板１３０とは反対側に配置されている。 The first cover member 210 has a U-shape in cross section and is formed to extend in the left-right direction, and is disposed so as to cover the stay 160 on the opposite side of the halogen lamp 120 with the stay 160 interposed therebetween. . In other words, the first cover member 210 is disposed on the opposite side of the nip plate 130 with respect to the stay 160.

第１カバー部材２１０は、後側壁２１１と、前側壁２１２と、後側壁２１１および前側壁２１２の上端同士を連結するように延びる上壁２１３と、後側壁２１１の下端から後方に向けて延びる延出壁２１４とを主に有している。 The first cover member 210 includes a rear side wall 211, a front side wall 212, an upper wall 213 extending so as to connect the upper ends of the rear side wall 211 and the front side wall 212, and an extension extending rearward from the lower end of the rear side wall 211. It mainly has an exit wall 214.

そして、前側壁２１２の下端部には、定着ベルト１１０の前側下部を案内する上流ガイド３１０が形成されている。また、延出壁２１４の後端には、定着ベルト１１０の後側下部を案内する下流ガイド３２０が形成されている。 An upstream guide 310 that guides the front lower portion of the fixing belt 110 is formed at the lower end of the front side wall 212. A downstream guide 320 is formed at the rear end of the extending wall 214 to guide the lower rear portion of the fixing belt 110.

上流ガイド３１０は、ニップＮよりも定着ベルト１１０の回転方向上流側に設けられ、定着ベルト１１０をニップＮに向けて案内している。そして、この上流ガイド３１０は、反射板１５０のフランジ１５２よりも下側（ニップ板１３０側）に突出している。 The upstream guide 310 is provided upstream of the nip N in the rotation direction of the fixing belt 110, and guides the fixing belt 110 toward the nip N. The upstream guide 310 protrudes below the flange 152 of the reflecting plate 150 (on the nip plate 130 side).

これにより、定着ベルト１１０が反射板１５０のフランジ１５２に引っ掛かるのを上流ガイド３１０によって抑えることが可能となっている。 Accordingly, the upstream guide 310 can suppress the fixing belt 110 from being caught by the flange 152 of the reflecting plate 150.

図３に示すように、上流ガイド３１０は、左右方向に延びる長尺状に形成されている。上流ガイド３１０の左右方向における両端部３１２の上側（定着ベルト１１０の回転方向上流側）には、定着ベルト１１０の端縁の位置を規制する規制面４０１を有する２つの端縁規制部材４００がそれぞれ両端部３１２に隣接するように設けられている。 As shown in FIG. 3, the upstream guide 310 is formed in a long shape extending in the left-right direction. Two edge regulating members 400 each having a regulating surface 401 that regulates the position of the edge of the fixing belt 110 are provided above both end portions 312 in the left-right direction of the upstream guide 310 (upstream in the rotation direction of the fixing belt 110). It is provided adjacent to both end portions 312.

また、上流ガイド３１０の両端部３１２の上側には、定着ベルト１１０の両端部の内周面に摺接することで定着ベルト１１０を上流ガイド３１０へ向けてガイドする一対の端部ガイド３３０が隣接して設けられている。 A pair of end guides 330 that guide the fixing belt 110 toward the upstream guide 310 by slidingly contacting the inner peripheral surfaces of the both ends of the fixing belt 110 are adjacent to the upper sides of the both end portions 312 of the upstream guide 310. Is provided.

第２カバー部材２２０は、左右方向に長く延びるように形成されており、図２（ａ）に示すように、第１カバー部材２１０の一部を覆うように、第１カバー部材２１０に対して上側（ステイ１６０とは反対側）に配置されている。第２カバー部材２２０は、上壁２２１と、上壁２２１の後端から下方に向けて延びる後壁２２２と、後壁２２２の下端から後方に向けて延びる延出壁２２３とを主に有している。そして、図３に示すように、上壁２２１の左右方向両端部には、定着ベルト１１０の上部を案内する前述した一対の端部ガイド３３０が一体に形成されている。 The second cover member 220 is formed so as to extend long in the left-right direction. As illustrated in FIG. 2A, the second cover member 220 is formed with respect to the first cover member 210 so as to cover a part of the first cover member 210. It is arranged on the upper side (the side opposite to the stay 160). The second cover member 220 mainly has an upper wall 221, a rear wall 222 extending downward from the rear end of the upper wall 221, and an extending wall 223 extending rearward from the lower end of the rear wall 222. ing. As shown in FIG. 3, the above-described pair of end guides 330 that guide the upper portion of the fixing belt 110 are integrally formed at both left and right end portions of the upper wall 221.

また、第１カバー部材２１０の上壁２１３には、ステイ１６０の左右方向両端側の部位１６０Ｌ，１６０Ｒを露出させる２つの左側開口部２１３Ｌおよび２つの右側開口部２１３Ｒが設けられている。第２カバー部材２２０の左右方向両側には、押圧部材の一例としての第３カバー部材２３０が設けられている。 The upper wall 213 of the first cover member 210 is provided with two left-side openings 213L and two right-side openings 213R that expose the portions 160L and 160R on both ends in the left-right direction of the stay 160. A third cover member 230 as an example of a pressing member is provided on both sides in the left-right direction of the second cover member 220.

第３カバー部材２３０は、端縁規制部材４００や端部ガイド３３０とは別に設けられている。第３カバー部材２３０は、定着装置１００の筐体１０１によって、前後左右方向への移動が規制された状態で上下に移動可能に支持されている。 The third cover member 230 is provided separately from the end edge regulating member 400 and the end guide 330. The third cover member 230 is supported by the casing 101 of the fixing device 100 so as to be movable up and down in a state where movement in the front-rear and left-right directions is restricted.

第３カバー部材２３０は、下側に開口する断面視Ｕ字状に形成されており、その底部２３１には、下方に突出する２つの押圧用突起２３２が前後に間隔を空けて形成されている。２つの押圧用突起２３２は、２つの左側開口部２１３Ｌ（または２つの右側開口部２１３Ｒ）に対応した位置に設けられ、左右の各開口部２１３Ｌ，２１３Ｒを通してステイ１６０を下方（所定の加圧方向）に押圧するようになっている。詳しくは、定着装置１００の筐体１０１の左右上部には、一端が筐体１０１に回動可能に支持され、他端が図示せぬバネによって筐体１０１側に引き寄せられるように付勢される図示せぬアームが設けられており、このアームの略中央部分で第３カバー部材２３０がステイ１６０に向けて押圧されている。 The third cover member 230 is formed in a U-shape in sectional view that opens to the lower side, and two pressing protrusions 232 that protrude downward are formed on the bottom portion 231 with an interval in the front-rear direction. . The two pressing protrusions 232 are provided at positions corresponding to the two left side openings 213L (or two right side openings 213R), and the stay 160 is moved downward (predetermined pressure direction) through the left and right openings 213L and 213R. ) To press. More specifically, one end of the fixing device 100 is supported on the left and right upper portions of the housing 101 so as to be rotatable, and the other end is biased by a spring (not shown) so as to be pulled toward the housing 101 side. An arm (not shown) is provided, and the third cover member 230 is pressed toward the stay 160 at a substantially central portion of the arm.

＜ニップ板の構造＞
図４に示すように、ニップ板１３０は、板状部１３１と、第１屈曲部１３２と、第２屈曲部１３３と、３つの被検知部１３４とを有している。 <Nip plate structure>
As shown in FIG. 4, the nip plate 130 includes a plate-like portion 131, a first bent portion 132, a second bent portion 133, and three detected portions 134.

板状部１３１は、上下方向に直交するとともに左右方向に長い長尺の板状に形成されている。なお、板状部１３１の内面（上面）には、黒色の塗装を施したり、熱吸収部材を設けたりしてもよい。これによれば、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率良く吸収することができる。 The plate-like portion 131 is formed in a long plate shape that is orthogonal to the vertical direction and is long in the left-right direction. Note that the inner surface (upper surface) of the plate-like portion 131 may be painted black or provided with a heat absorbing member. According to this, the radiant heat from the halogen lamp 120 can be efficiently absorbed.

第１屈曲部１３２は、板状部１３１の前端側（移動方向の上流側）から上方に向けて略円弧状に屈曲するように形成されている。詳しくは、図５に示すように、第１屈曲部１３２は、ステイ１６０のフランジ１６４に向けて屈曲し、その上端縁１３２Ａが反射板１５０のフランジ１５２を介してステイ１６０のフランジ１６４で支持されている。 The first bent portion 132 is formed to be bent in a substantially arc shape upward from the front end side (upstream side in the moving direction) of the plate-like portion 131. Specifically, as shown in FIG. 5, the first bent portion 132 is bent toward the flange 164 of the stay 160, and the upper end edge 132 </ b> A is supported by the flange 164 of the stay 160 via the flange 152 of the reflector 150. ing.

また、第１屈曲部１３２は、ハロゲンランプ１２０（図２（ａ）参照）と対向するように配置されている。これにより、ハロゲンランプ１２０で直接第１屈曲部１３２が加熱されるので、ニップＮに入る前の用紙５１を第１屈曲部１３２で事前に加熱（プレヒート）することができ、熱定着性を向上させることが可能となっている。 The first bent portion 132 is disposed so as to face the halogen lamp 120 (see FIG. 2A). As a result, the first bent portion 132 is directly heated by the halogen lamp 120, so the paper 51 before entering the nip N can be preheated (preheated) by the first bent portion 132, and the heat fixing property is improved. It is possible to make it.

図４および図５に示すように、第２屈曲部１３３は、板状部１３１の後側の端縁から上方に向けて略円弧状に屈曲するように形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the second bent portion 133 is formed to be bent in a substantially arc shape upward from the rear edge of the plate-like portion 131.

３つの被検知部１３４は、それぞれ、サーミスタやサーモスタッドなどの温度検知部材４２０によって温度が検知される部位であり、第２屈曲部１３３の上端縁１３３Ａの一部から後側に延びるように形成されている。 Each of the three detected parts 134 is a part whose temperature is detected by a temperature detection member 420 such as a thermistor or a thermostud, and is formed to extend from a part of the upper end edge 133A of the second bent part 133 to the rear side. ing.

なお、温度検知部材４２０は、被検知部１３４に接触して被検知部１３４（ニップ板１３０）の温度を検知する接触式のセンサであってもよいし、被検知部１３４には接触しないで被検知部１３４の温度を検知する非接触式のセンサであってもよい。また、本実施形態では、温度検知部材４２０は、コイルバネ４１０によって被検知部１３４に押圧されている。 The temperature detecting member 420 may be a contact type sensor that detects the temperature of the detected part 134 (nip plate 130) by contacting the detected part 134, or does not contact the detected part 134. A non-contact sensor that detects the temperature of the detected part 134 may be used. In this embodiment, the temperature detection member 420 is pressed against the detected part 134 by the coil spring 410.

＜ニップ板、ステイおよび加圧ローラの関係＞
図５に示すように、ニップ板１３０は、定着ベルト１１０の内周面に接触可能な接触面Ｆ１を有している。接触面Ｆ１は、加圧ローラ１４０との間で定着ベルト１１０を挟持する第１領域Ｆ１１と、当該第１領域Ｆ１１の曲率半径ρ１よりも小さな曲率半径ρ２で形成される第２領域Ｆ１２とを有している。言い換えると、第２領域Ｆ１２の曲率は、第１領域Ｆ１１の曲率（０）よりも大きくなっている。 <Relationship between nip plate, stay and pressure roller>
As shown in FIG. 5, the nip plate 130 has a contact surface F <b> 1 that can contact the inner peripheral surface of the fixing belt 110. The contact surface F1 includes a first region F11 that sandwiches the fixing belt 110 with the pressure roller 140, and a second region F12 that is formed with a curvature radius ρ2 that is smaller than the curvature radius ρ1 of the first region F11. Have. In other words, the curvature of the second region F12 is larger than the curvature (0) of the first region F11.

第２領域Ｆ１２は、第１領域Ｆ１１に対して移動方向の上流側に配置され、第１領域Ｆ１１よりも加圧ローラ１４０の外周面から離れている。第１領域Ｆ１１は、前述した板状部１３１の下面の一部であり、逆クラウン形状のニップＮに対応した形状となっている。また、第２領域Ｆ１２は、前述した第１屈曲部１３２の下面の一部を構成している。 The second region F12 is disposed on the upstream side in the movement direction with respect to the first region F11, and is further away from the outer peripheral surface of the pressure roller 140 than the first region F11. The first region F11 is a part of the lower surface of the plate-like portion 131 described above, and has a shape corresponding to the inverted crown-shaped nip N. The second region F12 constitutes a part of the lower surface of the first bent portion 132 described above.

なお、本実施形態では、板状部１３１の後側にある第２屈曲部１３３が定着ベルト１１０に接触していないため、第１領域Ｆ１１よりも曲率半径の小さな第２領域Ｆ１２は、第１領域Ｆ１１の上流側のみに設けられている。 In the present embodiment, since the second bent portion 133 on the rear side of the plate-like portion 131 is not in contact with the fixing belt 110, the second region F12 having a smaller radius of curvature than the first region F11 is the first region F12. It is provided only on the upstream side of the region F11.

そして、加圧ローラ１４０は、図に２点鎖線で示す大きさまで熱膨張したときに、第２領域Ｆ１２まで到達しないように、つまり第２領域Ｆ１２から離れたままとなるように構成されている。 The pressure roller 140 is configured not to reach the second region F12 when it thermally expands to the size indicated by the two-dot chain line in the figure, that is, to remain away from the second region F12. .

ここで、「加圧ローラ１４０が第２領域Ｆ１２から離れている」とは、定着ベルト１１０を介して第２領域Ｆ１２と加圧ローラ１４０の外周面とが圧接していないこと、または、定着ベルト１１０が第２領域Ｆ１２と加圧ローラ１４０との間にニップ（挟持）されていないことを意味する。また、「熱膨張したとき」とは、定着装置１００（カラーレーザプリンタ１）で設定されている目標温度で連続印字したときなど、加圧ローラ１４０に蓄熱された熱が飽和し、加圧ローラ１４０のローラ本体１４１が最も膨らんだときを意味する。 Here, “the pressure roller 140 is away from the second region F12” means that the second region F12 and the outer peripheral surface of the pressure roller 140 are not in pressure contact with each other via the fixing belt 110, or fixing. It means that the belt 110 is not nipped (clamped) between the second region F12 and the pressure roller 140. Further, “when thermally expanded” means that the heat accumulated in the pressure roller 140 is saturated when continuous printing is performed at the target temperature set by the fixing device 100 (color laser printer 1), and the pressure roller This means that the 140 roller main bodies 141 swell most.

より詳しくは、以下の数式（１），（２）を満たすように定着装置１００が構成されている。
Ｌ１＞（Ｒｈ^２−Ｌ２^２）^１／２・・・（１）
Ｒｈ＝（１＋α・ΔＴ）・Ｌ３＋Ｒａ・・・（２）
Ｌ１：移動方向における加圧ローラ１４０の回転軸線ＡＬから第２領域Ｆ１２までの距離
Ｌ２：回転軸線ＡＬからニップ板１３０までの最短距離
Ｒｈ：熱膨張したときの加圧ローラ１４０の半径
Ｌ３：ローラ本体１４１の厚み
Ｒａ：シャフト１４２の半径
α：ローラ本体１４１の熱膨張係数
ΔＴ：加圧ローラ１４０の径が最も小さいときの温度と加圧ローラ１４０の径が最も大きいときの温度との差 More specifically, the fixing device 100 is configured to satisfy the following formulas (1) and (2).
L1> (Rh ² −L2 ² ) ^1/2 (1)
Rh = (1 + α · ΔT) · L3 + Ra (2)
L1: Distance from the rotation axis AL of the pressure roller 140 to the second region F12 in the moving direction L2: Shortest distance from the rotation axis AL to the nip plate 130 Rh: Radius of the pressure roller 140 when thermally expanded L3: Roller Thickness of main body 141 Ra: Radius of shaft 142 α: Thermal expansion coefficient of roller main body 141 ΔT: Difference between temperature when pressure roller 140 has the smallest diameter and temperature when pressure roller 140 has the largest diameter

以上のように、定着装置１００を構成することで、加圧ローラ１４０が熱膨張しても、当該加圧ローラ１４０が曲率半径の小さな第２領域Ｆ１２に到達しないので、第２領域Ｆ１２によって加圧ローラ１４０の回転を阻害することがなく、加圧ローラ１４０をスムーズに回転させることができる。 As described above, by configuring the fixing device 100, even when the pressure roller 140 is thermally expanded, the pressure roller 140 does not reach the second region F12 having a small curvature radius. The pressure roller 140 can be smoothly rotated without hindering the rotation of the pressure roller 140.

なお、前述したようにニップＮを逆クラウン形状にするために、加圧ローラ１４０を逆クラウン形状にした場合には、つまり、加圧ローラ１４０の中央部を最も細く、両端部を最も太くするように構成した場合には、前述した式（１），（２）は、加圧ローラ１４０の径が最大となる断面において満たされていればよい。 As described above, in order to make the nip N in the reverse crown shape, when the pressure roller 140 is in the reverse crown shape, that is, the central portion of the pressure roller 140 is the thinnest and the both end portions are the thickest. In such a configuration, the above-described formulas (1) and (2) may be satisfied in the cross section where the diameter of the pressure roller 140 is maximum.

また、熱膨張したときの加圧ローラ１４０（ローラ本体１４１）の外周面は、第２領域Ｆ１２から１．０ｍｍ以上離れているのが好ましい。言い換えると、熱膨張したときの加圧ローラ１４０の外周面から第２領域Ｆ１２までの最短距離Ｌ１２は、１．０ｍｍ以上となるのが好ましい。 Moreover, it is preferable that the outer peripheral surface of the pressure roller 140 (roller body 141) when thermally expanded is separated from the second region F12 by 1.0 mm or more. In other words, the shortest distance L12 from the outer peripheral surface of the pressure roller 140 to the second region F12 when thermally expanded is preferably 1.0 mm or more.

また、加圧ローラ１４０の回転軸線ＡＬは、ステイ１６０の重心Ｇを通過するとともに移動方向と直交する仮想平面ＶＰを挟んで第２領域Ｆ１２とは反対側に配置されている。なお、加圧ローラ１４０の回転軸線ＡＬと仮想平面ＶＰとの移動方向における距離ＬＶは、０．１ｍｍから２．０ｍｍの範囲内であってもよいし、０．５ｍｍから１．２ｍｍの範囲内であってもよい。 The rotation axis AL of the pressure roller 140 is disposed on the opposite side of the second region F12 across a virtual plane VP that passes through the center of gravity G of the stay 160 and is orthogonal to the moving direction. The distance LV in the moving direction between the rotation axis AL of the pressure roller 140 and the virtual plane VP may be in the range of 0.1 mm to 2.0 mm, or in the range of 0.5 mm to 1.2 mm. It may be.

また、図５のような断面、つまり加圧ローラ１４０の回転軸線ＡＬと直交する平面で切った断面において、重心Ｇと加圧ローラ１４０の回転軸線ＡＬを結ぶ線分ＬＮは、前述した第３カバー部材２３０からステイ１６０に加わる押圧力の方向ＤＰ（加圧方向）と平行となっている。 Further, in the cross section as shown in FIG. 5, that is, the cross section cut along the plane orthogonal to the rotation axis AL of the pressure roller 140, the line segment LN connecting the center of gravity G and the rotation axis AL of the pressure roller 140 is the third described above. This is parallel to the direction DP (pressurizing direction) of the pressing force applied from the cover member 230 to the stay 160.

このように、重心Ｇと加圧ローラ１４０の回転軸線ＡＬを結ぶ線分ＬＮを、ステイ１６０に加わる押圧力の方向ＤＰと平行とすることで、ステイ１６０からの押圧力を加圧ローラ１４０で良好に受けることができるので、ニップ板１３０と加圧ローラ１４０との間で定着ベルト１１０を良好に挟持することができる。 In this way, by making the line segment LN connecting the center of gravity G and the rotation axis AL of the pressure roller 140 parallel to the direction DP of the pressure applied to the stay 160, the pressure from the stay 160 is reduced by the pressure roller 140. Since it can be satisfactorily received, the fixing belt 110 can be clamped between the nip plate 130 and the pressure roller 140.

なお、加圧ローラ１４０の回転軸線ＡＬと直交する平面で切った断面におけるニップＮでの圧力分布は、図６に示すような略対称な山形形状をなすのが好ましい。詳しくは、ニップＮでの圧力分布は、ニップＮの移動方向両端部を除く部分において、略対称な山形形状（円弧形状）をなすのが好ましい。 The pressure distribution at the nip N in a cross section cut by a plane orthogonal to the rotation axis AL of the pressure roller 140 preferably has a substantially symmetrical mountain shape as shown in FIG. Specifically, it is preferable that the pressure distribution in the nip N has a substantially symmetrical mountain shape (arc shape) in a portion excluding both ends of the nip N in the moving direction.

ここで、図６は、仮想平面ＶＰから搬送方向上流側に０．３５ｍｍだけ離れた仮想平面ＣＰに対する回転軸線ＡＬのオフセット量とニップＮでの圧力との関係を示す図であり、仮想平面ＣＰに対して回転軸線ＡＬを移動方向の上流側にオフセットしたときのオフセット量を負の値とし、下流側にオフセットしたときのオフセット量を正の値としている。なお、前述した仮想平面ＣＰの仮想平面ＶＰに対する関係を正負で表現すると、仮想平面ＣＰは、仮想平面ＶＰに対して−０．３５ｍｍの位置に配置されている。 Here, FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the offset amount of the rotation axis AL with respect to the virtual plane CP separated by 0.35 mm upstream from the virtual plane VP in the transport direction and the pressure at the nip N. On the other hand, the offset amount when the rotation axis AL is offset upstream in the movement direction is a negative value, and the offset amount when it is offset downstream is a positive value. In addition, when the relationship between the virtual plane CP and the virtual plane VP described above is expressed by positive and negative, the virtual plane CP is disposed at a position of −0.35 mm with respect to the virtual plane VP.

図６に示すように、オフセット量が−１ｍｍ（実線）または０ｍｍ（破線）である場合には、圧力分布は略対称な山形形状とはならず、オフセット量が１ｍｍ（一点鎖線）または２ｍｍ（二点鎖線）である場合には、圧力分布が略対称な山形形状となることが確認された。そのため、圧力分布を略対称な山形形状にするには、オフセット量を１．０ｍｍから２．０ｍｍの範囲内で設定すればよいことが確認された。 As shown in FIG. 6, when the offset amount is −1 mm (solid line) or 0 mm (broken line), the pressure distribution does not have a substantially symmetrical mountain shape, and the offset amount is 1 mm (one-dot chain line) or 2 mm ( In the case of a two-dot chain line), it was confirmed that the pressure distribution was a substantially symmetrical mountain shape. Therefore, it was confirmed that the offset amount should be set within the range of 1.0 mm to 2.0 mm in order to make the pressure distribution into a substantially symmetrical mountain shape.

このようにニップＮでの圧力分布を略山形形状にすることで、ニップＮにおける用紙５１の熱定着を良好に行うことができる。 Thus, by making the pressure distribution in the nip N into a substantially chevron shape, the thermal fixing of the paper 51 in the nip N can be performed satisfactorily.

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can utilize with various forms so that it may illustrate below. In the following description, the same reference numerals are given to members having substantially the same structure as in the above embodiment, and the description thereof is omitted.

前記実施形態では、ハロゲンランプ１２０の熱をニップ板１３０を介して定着ベルト１１０に伝達する方式の定着装置１００に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、異なる方式の定着装置に本発明を適用してもよい。例えば、本発明は、図７に示すような構造にも適用することができる。 In the above embodiment, the present invention is applied to the fixing device 100 that transmits the heat of the halogen lamp 120 to the fixing belt 110 via the nip plate 130, but the present invention is not limited to this, and the fixing device of a different method. The present invention may be applied to. For example, the present invention can be applied to a structure as shown in FIG.

具体的に、この形態における定着装置５００は、定着ベルト１１０と、定着ベルト１１０内に配置されるハロゲンランプ１２０、反射部材５３０、支持部材５４０、断熱部材５５０およびニップ板５６０と、加圧ローラ１４０とを備えている。ニップ板５６０、断熱部材５５０および支持部材５４０は、上方（加圧ローラ１４０とは反対側）に開口する断面視略Ｕ字状に形成されており、ニップ板５６０の内側に断熱部材５５０が嵌め込まれ、断熱部材５５０の内側に支持部材５４０が嵌め込まれている。 Specifically, the fixing device 500 in this embodiment includes a fixing belt 110, a halogen lamp 120 disposed in the fixing belt 110, a reflecting member 530, a supporting member 540, a heat insulating member 550, a nip plate 560, and a pressure roller 140. And. The nip plate 560, the heat insulating member 550, and the support member 540 are formed in a substantially U shape in a sectional view that opens upward (opposite to the pressure roller 140), and the heat insulating member 550 is fitted inside the nip plate 560. The support member 540 is fitted inside the heat insulating member 550.

反射部材５３０は、ニップ板５６０、断熱部材５５０および支持部材５４０の上方に配置され、ハロゲンランプ１２０は、反射部材５３０の上方に配置されている。これにより、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱が、反射部材５３０によって上方の定着ベルト１１０に向けて反射されるようになっている。 The reflection member 530 is disposed above the nip plate 560, the heat insulating member 550, and the support member 540, and the halogen lamp 120 is disposed above the reflection member 530. Thereby, the radiant heat from the halogen lamp 120 is reflected toward the upper fixing belt 110 by the reflecting member 530.

断熱部材５５０は、ニップ板５６０に直接接触して、加圧ローラ１４０からの力を受けるように構成されている。断熱部材５５０は、液晶ポリマーなどの樹脂から形成され、ハロゲンランプ１２０からの熱がニップ板５６０に直接伝わることを抑制する。 The heat insulating member 550 is configured to directly contact the nip plate 560 and receive a force from the pressure roller 140. The heat insulating member 550 is formed of a resin such as a liquid crystal polymer, and suppresses heat from the halogen lamp 120 from being directly transmitted to the nip plate 560.

そして、ニップ板５６０の定着ベルト１１０との接触面Ｆ１は、加圧ローラ１４０との間で定着ベルト１１０を挟持する第１領域Ｆ１１と、当該第１領域Ｆ１１の曲率半径よりも小さな曲率半径で形成される２つの第２領域Ｆ１２とを有している。つまり、この形態では、第１領域Ｆ１１の移動方向の上流側と下流側の両方に第２領域Ｆ１２が設けられている。 The contact surface F1 of the nip plate 560 with the fixing belt 110 has a first region F11 that sandwiches the fixing belt 110 with the pressure roller 140, and a curvature radius that is smaller than the curvature radius of the first region F11. It has two second regions F12 to be formed. That is, in this embodiment, the second region F12 is provided on both the upstream side and the downstream side in the moving direction of the first region F11.

この形態であっても、加圧ローラ１４０が熱膨張したときに加圧ローラ１４０が第２領域Ｆ１２から離れたままとなるように構成することで、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。 Even in this form, by configuring the pressure roller 140 to remain away from the second region F12 when the pressure roller 140 is thermally expanded, it is possible to obtain the same effect as in the above embodiment. it can.

前記実施形態では、記録シートとして、厚紙、はがき、薄紙などの用紙５１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。 In the above-described embodiment, the paper 51 such as thick paper, postcard, and thin paper is exemplified as the recording sheet. However, the present invention is not limited to this, and may be, for example, an OHP sheet.

前記実施形態では、ニップ部材の一例としてニップ板１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、板状でない厚めの部材であってもよい。 In the embodiment, the nip plate 130 is illustrated as an example of the nip member. However, the present invention is not limited to this, and a thick member that is not plate-shaped may be used.

前記実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ１２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばカーボンヒータなどであってもよい。 In the above embodiment, the halogen lamp 120 is exemplified as the heating element, but the present invention is not limited to this, and may be a carbon heater, for example.

前記実施形態では、カラーレーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, the present invention is applied to the color laser printer 1, but the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to other image forming apparatuses such as a copying machine and a multifunction machine.

なお、定着ベルトは、ポリイミドを主成分とする樹脂フィルムであってもよい。定着ベルトは、この場合、表層にＰＴＦＥなどのフッ素樹脂により被覆されている。 Note that the fixing belt may be a resin film containing polyimide as a main component. In this case, the fixing belt is covered with a fluororesin such as PTFE on the surface layer.

１００定着装置
１１０定着ベルト
１３０ニップ板
１４０加圧ローラ
Ｆ１接触面
Ｆ１１第１領域
Ｆ１２第２領域
Ｎニップ
ρ１曲率半径
ρ２曲率半径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Fixing device 110 Fixing belt 130 Nip plate 140 Pressure roller F1 Contact surface F11 1st area | region F12 2nd area | region N nip ρ1 Curvature radius ρ2 Curvature radius

Claims

Endless belt,
A nip member capable of contacting the inner peripheral surface of the endless belt;
A backup roller that forms a nip with the endless belt by sandwiching the endless belt with the nip member;
A stay disposed on the opposite side of the nip across the nip member, and supporting the nip member;
A pressing member that presses the stay toward the backup roller in a predetermined pressing direction ,
The endless belt is a fixing device configured to move in a predetermined moving direction at the nip,
The contact surface that can contact the inner peripheral surface of the endless belt of the nip member is:
A first region configured to sandwich the endless belt with the backup roller;
A second region farther from the outer peripheral surface of the backup roller than the first region,
The radius of curvature of the second region is smaller than the radius of curvature of the first region,
The backup roller is separated from the second region when thermally expanded ;
The rotation axis of the backup roller is located on the opposite side of the second region across a virtual plane that passes through the center of gravity of the stay and is orthogonal to the moving direction,
A fixing device characterized in that, in a cross section cut by a plane orthogonal to the rotation axis of the backup roller, a line segment connecting the center of gravity and the rotation axis of the backup roller is parallel to the pressing direction.

The fixing device according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the backup roller is separated from the second region by 1.0 mm or more when thermally expanded.

The fixing device according to claim 1, wherein the nip member includes a metal plate.

4. The fixing device according to claim 1, wherein the second area is disposed upstream of the first area in the movement direction. 5.

The rotational axis of the backup roller, the distance in the moving direction of the virtual plane, in any one of claims 1 to 4, characterized in that in the range of 0.1mm to 2.0mm The fixing device described.

The fixing device according to claim 5 , wherein a distance between the rotation axis of the backup roller and the virtual plane in the moving direction is in a range of 0.5 mm to 1.2 mm.

In cross section the cut in a plane perpendicular to the rotational axis of the backup roller, the pressure distribution in the nip, according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a substantially symmetrical chevron shape Fixing device.

The backup roller has a rotating shaft and an elastic layer provided around the rotating shaft,
A distance L1 from the rotation axis of the backup roller to the second region in the moving direction;
The shortest distance L2 from the rotation axis to the nip member;
A radius Rh of the backup roller when thermally expanded;
A thickness L3 of the elastic layer;
A radius Ra of the rotating shaft;
The thermal expansion coefficient α of the elastic layer;
The relationship between the difference ΔT between the temperature when the diameter of the backup roller is the smallest and the temperature when the diameter of the backup roller is the largest is expressed by the following formula L1> (Rh ² −L2 ² ) ^1/2.
Rh = (1 + α · ΔT) · L3 + Ra
The fixing device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that meet.