JP6497552B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、定着装置、及びこれを備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus including the same.

電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置として、加熱ローラに代えて無端状の定着ベルトを使用するベルト定着装置が実用化されている。このベルト定着装置は、定着ベルトを加熱源で加熱すると共に、定着ベルトの内側に配置されたニップ形成部材を定着ベルトに押し付けて定着ベルトと加圧ローラとの間に定着ニップを形成するものであり、定着ベルトが熱容量の小さいフィルム材で形成されるため、省エネルギー性やクイックスタート性に優れるという特徴を有する。   As a fixing device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, a belt fixing device using an endless fixing belt instead of a heating roller has been put into practical use. In this belt fixing device, the fixing belt is heated by a heating source, and a nip forming member disposed inside the fixing belt is pressed against the fixing belt to form a fixing nip between the fixing belt and the pressure roller. In addition, since the fixing belt is formed of a film material having a small heat capacity, it has a feature of excellent energy saving and quick start.

このベルト定着装置の一例として、特許文献1(特許第4725018号公報)には、ニップ形成部材の定着ベルトとの接触面のうち、定着ベルトの移動方向上流部を加圧ロールの周面と同方向の曲率とし、定着ベルトの移動方向下流部を加圧ロールの周面と逆方向でかつ上流部よりも大きな曲率にした定着装置が開示されている。   As an example of this belt fixing device, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 4725018) discloses that the upstream portion of the contact surface of the nip forming member with the fixing belt in the moving direction of the fixing belt is the same as the peripheral surface of the pressure roll. A fixing device is disclosed in which a curvature in the direction is set, and a downstream portion in the moving direction of the fixing belt is opposite to the circumferential surface of the pressure roll and has a larger curvature than the upstream portion.

また、特許文献2(特開2014−134701号公報)には、ニップ形成部材を、加熱ベルトの回転方向の上流側領域で曲面凸形状とし、下流側領域で曲面凸形状ではない形状(曲面凹形状、フラット形状等)に形成した定着装置が開示されている。   Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2014-134701), the nip forming member has a curved convex shape in the upstream region in the rotation direction of the heating belt and has a curved convex shape in the downstream region (curved concave shape). A fixing device formed into a shape, a flat shape, or the like is disclosed.

しかしながら、特許文献1のように、定着ニップの入口側でニップ形成部材を加圧ローラの周面と同方向の曲率に形成すると、用紙と接する定着ベルト表面にしわを生じやすくなる。特に定着ニップの入口側はトナーが十分に溶融しておらず、用紙に対するトナーの付着力が不十分であるため、ベルト表面に生じたしわは、トナーの剥離あるいは欠損を招いて画像品質を劣化させる。   However, as in Patent Document 1, if the nip forming member is formed with a curvature in the same direction as the peripheral surface of the pressure roller on the inlet side of the fixing nip, the surface of the fixing belt in contact with the sheet is likely to be wrinkled. In particular, the toner on the entrance side of the fixing nip is not sufficiently melted, and the adhesion of the toner to the paper is insufficient, so wrinkles generated on the belt surface cause the toner to be peeled off or lost, thereby degrading the image quality. Let

その一方で、特許文献2のように、特許文献1とは逆にニップ形成部材の上流側領域を曲面凸形状とすると、加圧ローラと定着ベルトとの間の線速差が大きくなる。また、定着ニップの上流側でニップ形成部材が加圧ローラに深く食い込む形となって、該領域での接触面圧が高くなる。そのため、トナーが十分に溶融していない領域でトナーに大きなずれ力が作用することになり、この点が、特許文献1と同様に画像を劣化させる要因となる。   On the other hand, as in Patent Document 2, if the upstream region of the nip forming member has a curved convex shape as opposed to Patent Document 1, the linear velocity difference between the pressure roller and the fixing belt increases. Further, the nip forming member deeply penetrates the pressure roller on the upstream side of the fixing nip, and the contact surface pressure in this region is increased. For this reason, a large displacement force acts on the toner in a region where the toner is not sufficiently melted, and this point causes deterioration of the image as in Patent Document 1.

そこで、本発明は、定着に伴う画像劣化を防止すると共に、安定した定着性に加え、分離性も確保することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to prevent image deterioration associated with fixing and to ensure separation in addition to stable fixing.

上記課題を解決するため、本発明は、可撓性を有し、回転可能な第一の定着部材と、弾性層を有し、前記第一の定着部材との間に定着ニップを形成する回転可能な第二の定着部材と、前記第一の定着部材を介して前記第二の定着部材と対向し、前記定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記第一の定着部材を加熱する加熱源とを備え、前記定着ニップに供給された記録媒体上の未定着画像を定着させる定着装置において、前記ニップ形成部材は、第一の平坦面と、前記第一の平坦面よりも記録媒体搬送方向下流側で前記第二の定着部材への接近側に配置される第二の平坦面と、前記両平坦面を接続する接続面と、前記第二の平坦面よりも記録媒体搬送方向下流側で前記第二の平坦面よりも前記第二の定着部材側へ突出する分離面とを有し、前記第一の平坦面と前記第二の平坦面と前記接続面にて前記定着ニップを形成することを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotating first fixing member having flexibility and being rotatable, an elastic layer, and forming a fixing nip between the first fixing member and the first fixing member. A possible second fixing member, a nip forming member that faces the second fixing member via the first fixing member and forms the fixing nip, and a heating source that heats the first fixing member A fixing device for fixing an unfixed image on a recording medium supplied to the fixing nip, wherein the nip forming member includes a first flat surface and a recording medium conveyance direction relative to the first flat surface. A second flat surface disposed on the downstream side closer to the second fixing member, a connection surface connecting the two flat surfaces, and a downstream side of the second flat surface in the recording medium conveyance direction. A separation surface that protrudes toward the second fixing member from the second flat surface. It is characterized in that to form the fixing nip between the first planar surface and the second planar surface at the connection surface.

本発明によれば、定着ニップの入口部側は、ニップ形成部材の第一の平坦面に倣った形状の平坦部となる。従って、第一の定着部材の表面にしわが生じにくくなる。また、この平坦部では、第二の定着部材の弾性層がそれほど圧縮されないため、第一の定着部材と第二の定着部材との間の線速差も小さくなる。加えて、この平坦部は低面圧の領域であるため、未定着現像剤に作用するずれ力が小さくなる。以上の理由から、現像剤の溶融が不十分となる定着ニップの入口部側では、現像剤に作用するずれ力を小さくすることができ、このずれによる画像品質の劣化を防止することができる。その一方で、ニップ形成部材の接触面が第一の平坦面よりも弾性層をさらに圧縮するため、定着ニップの第一の平坦面よりも記録媒体搬送方向下流側において高面圧にすることができる。従って、現像剤に十分な熱と圧力を与えて記録媒体に確実に固着させることが可能となる。以上から、定着に伴う画像劣化の防止と安定した定着性の確保とを両立することができる。   According to the present invention, the entrance portion side of the fixing nip is a flat portion shaped like the first flat surface of the nip forming member. Therefore, wrinkles are unlikely to occur on the surface of the first fixing member. Further, in this flat portion, the elastic layer of the second fixing member is not so compressed, so that the linear velocity difference between the first fixing member and the second fixing member is also reduced. In addition, since the flat portion is a low surface pressure region, the displacement force acting on the unfixed developer is reduced. For the reasons described above, the displacement force acting on the developer can be reduced on the entrance side of the fixing nip where the developer is insufficiently melted, and image quality deterioration due to this displacement can be prevented. On the other hand, since the contact surface of the nip forming member compresses the elastic layer further than the first flat surface, the surface pressure can be higher on the downstream side in the recording medium conveyance direction than the first flat surface of the fixing nip. it can. Accordingly, it is possible to reliably fix the developer to the recording medium by applying sufficient heat and pressure to the developer. From the above, it is possible to achieve both prevention of image deterioration due to fixing and securing of stable fixing properties.

加えて、本発明によれば、ニップ形成部材が、第二の平坦面よりも記録媒体搬送方向下流側に、第二の平坦面よりも第二の定着部材側へ突出する分離面を有することで、定着ニップから排出された記録媒体を、この分離面の箇所において第一の定着部材から良好に分離させることができる。詳しくは、分離面があることで、第一の定着部材の軌道が、定着ニップの出口部を通過後、一旦第二の定着部材側に傾いてから反対側へ曲がるように遷移するので、記録媒体は、定着ニップから第二の定着部材側に排出された後、第一の定着部材の曲がる箇所で第一の定着部材から分離される。これにより、第一の定着部材に対する記録媒体の巻き付きを確実に防止できるようになる。   In addition, according to the present invention, the nip forming member has a separation surface that protrudes further to the second fixing member side than the second flat surface on the downstream side in the recording medium conveyance direction from the second flat surface. Thus, the recording medium discharged from the fixing nip can be satisfactorily separated from the first fixing member at this separation surface. Specifically, since there is a separation surface, the trajectory of the first fixing member transitions so as to bend to the opposite side after being inclined to the second fixing member side after passing through the exit portion of the fixing nip. After the medium is discharged from the fixing nip to the second fixing member side, the medium is separated from the first fixing member at the bent portion of the first fixing member. Thereby, it is possible to reliably prevent the recording medium from being wound around the first fixing member.

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略図である。1 is a schematic view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の一形態に係る定着装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 前記定着装置の主要部の概略構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a main part of the fixing device. 前記定着装置の定着ニップを拡大して表す図である。FIG. 2 is an enlarged view illustrating a fixing nip of the fixing device. 本発明の他の実施形態に係る定着装置の定着ニップを拡大して示す図である。FIG. 5 is an enlarged view showing a fixing nip of a fixing device according to another embodiment of the present invention. 加圧ローラをニップ形成部材に接近する方向に移動させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moved the pressure roller to the direction approaching a nip formation member. 加圧ローラをニップ形成部材側に接近する方向に移動させる前の状態と、移動させた後の状態との、分離面における定着ベルトの軌道を比較して示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a comparison of the fixing belt trajectory on the separation surface between a state before the pressure roller is moved in a direction approaching the nip forming member side and a state after the pressure roller is moved. 加圧ローラを用紙搬送方向上流側へ移動させた状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which a pressure roller is moved to the upstream side in the paper conveyance direction. 加圧ローラを用紙搬送方向上流側へ移動させた状態の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another example of a state in which the pressure roller is moved upstream in the paper conveyance direction.

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each of the drawings for explaining the embodiments of the present invention, constituent elements such as members and components having the same function or shape are described once by giving the same reference numerals as much as possible. Then, the explanation is omitted.

まず、図1を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図1に示す画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kが設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
First, an overall configuration and operation of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a color laser printer, and four image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K are provided in the center of the apparatus main body. Each of the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K contains developers of different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) corresponding to the color separation components of the color image. The configuration is the same except that.

具体的に、各作像部4Y,4M,4C,4Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6と、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8などを備える。なお、図1では、ブラックの作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに符号を付しており、その他の作像部4Y,4M,4Cにおいては符号を省略している。   Specifically, each of the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K has a drum-shaped photoconductor 5 as a latent image carrier, a charging device 6 that charges the surface of the photoconductor 5, and a surface of the photoconductor 5. A developing device 7 for supplying toner and a cleaning device 8 for cleaning the surface of the photoreceptor 5 are provided. In FIG. 1, only the photoconductor 5, the charging device 6, the developing device 7, and the cleaning device 8 included in the black image forming unit 4 </ b> K are denoted by reference numerals. In the other image forming units 4 </ b> Y, 4 </ b> M, and 4 </ b> C, The reference numerals are omitted.

各作像部4Y,4M,4C,4Kの下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体5の表面へレーザー光を照射するようになっている。   Under the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K, an exposure device 9 that exposes the surface of the photoreceptor 5 is disposed. The exposure device 9 includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates the surface of each photoconductor 5 with laser light based on image data.

また、各作像部4Y,4M,4C,4Kの上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、中間転写体としての中間転写ベルト30と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ31と、二次転写手段としての二次転写ローラ36と、二次転写バックアップローラ32と、クリーニングバックアップローラ33と、テンションローラ34と、ベルトクリーニング装置35とを備える。   A transfer device 3 is disposed above the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K. The transfer device 3 includes an intermediate transfer belt 30 as an intermediate transfer member, four primary transfer rollers 31 as primary transfer means, a secondary transfer roller 36 as secondary transfer means, a secondary transfer backup roller 32, A cleaning backup roller 33, a tension roller 34, and a belt cleaning device 35 are provided.

中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33及びテンションローラ34によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ32を回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図の矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。   The intermediate transfer belt 30 is an endless belt and is stretched by a secondary transfer backup roller 32, a cleaning backup roller 33, and a tension roller 34. Here, by rotating the secondary transfer backup roller 32, the intermediate transfer belt 30 runs (rotates) in the direction indicated by the arrow in the figure.

4つの一次転写ローラ31は、それぞれ、各感光体5との間で中間転写ベルト30を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ31には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が各一次転写ローラ31に印加されるようになっている。   Each of the four primary transfer rollers 31 sandwiches the intermediate transfer belt 30 with each photoconductor 5 to form a primary transfer nip. Further, a power source (not shown) is connected to each primary transfer roller 31 so that a predetermined DC voltage (DC) and / or AC voltage (AC) is applied to each primary transfer roller 31.

二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ31と同様に、二次転写ローラ36にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ36に印加されるようになっている。   The secondary transfer roller 36 sandwiches the intermediate transfer belt 30 with the secondary transfer backup roller 32 to form a secondary transfer nip. Similarly to the primary transfer roller 31, a power source (not shown) is also connected to the secondary transfer roller 36, and a predetermined DC voltage (DC) and / or AC voltage (AC) is applied to the secondary transfer roller 36. It has come to be.

ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置35で回収された廃トナーは、廃トナー移送ホースを介して廃トナー収容器に収容される。   The belt cleaning device 35 includes a cleaning brush and a cleaning blade disposed so as to contact the intermediate transfer belt 30. The waste toner collected by the belt cleaning device 35 is accommodated in a waste toner container via a waste toner transfer hose.

画像形成装置本体の上部には、ボトル収容部2が設けられており、ボトル収容部2には、補給用のトナーを収容する4つのトナーボトル2Y,2M,2C,2Kが着脱可能に装着されている。各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kと上記各現像装置7との間に設けた補給路を介して、各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kから各現像装置7にトナーが補給される。   A bottle container 2 is provided at the upper part of the main body of the image forming apparatus, and four toner bottles 2Y, 2M, 2C, and 2K that store replenishing toner are detachably attached to the bottle container 2. ing. Toner is supplied from each toner bottle 2Y, 2M, 2C, 2K to each developing device 7 via a supply path provided between each toner bottle 2Y, 2M, 2C, 2K and each developing device 7.

一方、画像形成装置本体の下部には、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙トレイ10や、給紙トレイ10から用紙Pを搬出する給紙ローラ11等が設けられている。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。   On the other hand, at the lower part of the main body of the image forming apparatus, a paper feed tray 10 that stores paper P as a recording medium, a paper feed roller 11 that carries out the paper P from the paper feed tray 10, and the like are provided. In addition to plain paper, the recording medium includes cardboard, postcard, envelope, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, OHP sheet, and the like. Although not shown, a manual paper feed mechanism may be provided.

画像形成装置本体内には、用紙Pを給紙トレイ10から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが配設されている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙Pを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ12が配設されている。   In the image forming apparatus main body, a conveyance path R is disposed for discharging the paper P from the paper feed tray 10 through the secondary transfer nip and out of the apparatus. In the transport path R, a pair of registration rollers 12 serving as timing rollers for transporting the paper P to the secondary transfer nip at a transport timing is disposed upstream of the position of the secondary transfer roller 36 in the paper transport direction. ing.

また、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置20が配設されている。さらに、定着装置20よりも搬送路Rの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ13が設けられている。また、装置本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ14が設けてある。   Further, a fixing device 20 for fixing the unfixed image transferred onto the paper P is disposed downstream of the position of the secondary transfer roller 36 in the paper transport direction. Further, a pair of paper discharge rollers 13 for discharging the paper to the outside of the apparatus is provided downstream of the fixing device 20 in the paper conveyance direction of the conveyance path R. A discharge tray 14 for stocking sheets discharged outside the apparatus is provided on the upper surface of the apparatus main body.

続いて、図1を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。 作像動作が開始されると、各作像部4Y,4M,4C,4Kにおける各感光体5が図の時計回りに回転駆動され、各感光体5の表面が帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。   Next, a basic operation of the printer according to the present embodiment will be described with reference to FIG. When the image forming operation is started, the respective photoconductors 5 in the respective image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K are rotationally driven clockwise in the drawing, and the surface of each photoconductor 5 is set to a predetermined polarity by the charging device 6. Uniformly charged. The surface of each charged photoconductor 5 is irradiated with laser light from the exposure device 9 to form an electrostatic latent image on the surface of each photoconductor 5. At this time, the image information to be exposed on each photoconductor 5 is single-color image information obtained by separating a desired full-color image into color information of yellow, magenta, cyan, and black. In this way, toner is supplied to each electrostatic latent image formed on each photoconductor 5 by each developing device 7, whereby the electrostatic latent image is visualized (visualized) as a toner image. .

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ32が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト30を図の矢印で示す方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ31に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ31と各感光体5との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。   When the image forming operation is started, the secondary transfer backup roller 32 is driven to rotate counterclockwise in the figure, and the intermediate transfer belt 30 is caused to run in the direction indicated by the arrow in the figure. Further, by applying a constant voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity or a voltage controlled by a constant current to each primary transfer roller 31, the primary transfer nip between each primary transfer roller 31 and each photoreceptor 5 is applied. A transfer electric field is formed.

その後、各感光体5の回転に伴い、感光体5上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体5上のトナー画像が中間転写ベルト30上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト30の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト30に転写しきれなかった各感光体5上のトナーは、クリーニング装置8によって除去される。そして、各感光体5の表面が図示しない除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。   Thereafter, when each color toner image on the photoconductor 5 reaches the primary transfer nip as each photoconductor 5 rotates, the toner image on each photoconductor 5 is generated by the transfer electric field formed in the primary transfer nip. Are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 30. Thus, a full color toner image is carried on the surface of the intermediate transfer belt 30. Further, the toner on each photoconductor 5 that could not be transferred to the intermediate transfer belt 30 is removed by the cleaning device 8. Then, the surface of each photoconductor 5 is neutralized by a neutralizing device (not shown), and the surface potential is initialized.

プリンタの下部では、給紙ローラ11が回転駆動を開始し、給紙トレイ10から用紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された用紙Pは、レジストローラ12によって搬送が一旦停止される。   In the lower part of the printer, the paper feed roller 11 starts to rotate, and the paper P is sent from the paper feed tray 10 to the transport path R. The paper P sent to the transport path R is temporarily stopped by the registration rollers 12.

その後、所定のタイミングでレジストローラ12の回転駆動を開始し、中間転写ベルト30上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Pを二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ36には、中間転写ベルト30上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト30上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。また、このとき用紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト30上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置35によって除去され、廃トナー収容器へと搬送される。   Thereafter, rotation of the registration roller 12 is started at a predetermined timing, and the paper P is conveyed to the secondary transfer nip in accordance with the timing at which the toner image on the intermediate transfer belt 30 reaches the secondary transfer nip. At this time, a transfer voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity of the toner image on the intermediate transfer belt 30 is applied to the secondary transfer roller 36, thereby forming a transfer electric field in the secondary transfer nip. . Then, the toner images on the intermediate transfer belt 30 are collectively transferred onto the paper P by this transfer electric field. At this time, the residual toner on the intermediate transfer belt 30 that could not be transferred onto the paper P is removed by the belt cleaning device 35 and conveyed to a waste toner container.

その後、用紙Pは定着装置20へと搬送され、定着装置20によって用紙P上のトナー画像が当該用紙Pに定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ13によって装置外へ排出され、排紙トレイ14上にストックされる。   Thereafter, the paper P is conveyed to the fixing device 20, and the toner image on the paper P is fixed to the paper P by the fixing device 20. Then, the paper P is discharged out of the apparatus by the paper discharge roller 13 and stocked on the paper discharge tray 14.

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つの作像部を使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。   The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on a sheet. A single color image can be formed using any one of the four image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K. Two or three image forming units can be used to form a two-color or three-color image.

図2は、本実施形態の定着装置の断面図である。
以下、図2に基づき、定着装置20の構成について説明する。
図2に示すように、定着装置20は、第一の定着部材としての定着ベルト21と、定着ベルト21の外周面に当接する第二の定着部材としての加圧ローラ22と、定着ベルト21を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ23と、定着ニップNを形成するニップ形成部材24と、ニップ形成部材24を支持する支持部材としてのステー25と、ハロゲンヒータ23からの熱を定着ベルト21へ反射する反射部材26と、ハロゲンヒータ23からの熱を遮蔽する遮蔽部材27と、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ28とを備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixing device of this embodiment.
Hereinafter, the configuration of the fixing device 20 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the fixing device 20 includes a fixing belt 21 as a first fixing member, a pressure roller 22 as a second fixing member in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 21, and the fixing belt 21. A halogen heater 23 as a heating source for heating, a nip forming member 24 for forming the fixing nip N, a stay 25 as a supporting member for supporting the nip forming member 24, and heat from the halogen heater 23 are reflected to the fixing belt 21. A reflecting member 26 that shields heat from the halogen heater 23, and a temperature sensor 28 that serves as a temperature detecting means that detects the temperature of the fixing belt 21.

上記定着ベルト21は、可撓性を有するフィルム状の無端ベルトで形成される。詳しくは、定着ベルト21は、ニッケルもしくはSUS等の金属材料又はポリイミド(PI)などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などで形成された外周側の離型層によって構成されている。基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。   The fixing belt 21 is formed of a film-like endless belt having flexibility. Specifically, the fixing belt 21 includes a base material on the inner peripheral side formed of a metal material such as nickel or SUS or a resin material such as polyimide (PI), and a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA). Or it is comprised by the release layer of the outer peripheral side formed with polytetrafluoroethylene (PTFE) etc. An elastic layer formed of a rubber material such as silicone rubber, foamable silicone rubber, or fluorine rubber may be interposed between the base material and the release layer.

弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性の向上を達成できるが、未定着トナーを押しつぶして定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラを生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ100μm以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ100μm以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。   When there is no elastic layer, the heat capacity is reduced and improvement in fixing property can be achieved.However, when the unfixed toner is crushed and fixed, minute irregularities on the belt surface are transferred to the image, causing uneven glossiness on the solid portion of the image. It can happen. In order to prevent this, it is desirable to provide an elastic layer having a thickness of 100 μm or more. By providing an elastic layer having a thickness of 100 μm or more, minute unevenness can be absorbed by elastic deformation of the elastic layer, so that occurrence of uneven gloss can be avoided.

本実施形態では、定着ベルト21の低熱容量化を図るために、定着ベルト21を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト21を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、20〜50μm、100〜300μm、10〜50μmの範囲に設定し、全体としての厚さを1mm以下に設定している。また、定着ベルト21の直径は、20〜40mmに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト21全体の厚さを0.2mm以下にするのがよく、さらに望ましくは、0.16mm以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト21の直径は、30mm以下とするのが望ましい。   In this embodiment, in order to reduce the heat capacity of the fixing belt 21, the fixing belt 21 is thin and has a small diameter. Specifically, the thicknesses of the base material, the elastic layer, and the release layer constituting the fixing belt 21 are set in a range of 20 to 50 μm, 100 to 300 μm, and 10 to 50 μm, and the overall thickness is set. It is set to 1 mm or less. The diameter of the fixing belt 21 is set to 20 to 40 mm. In order to further reduce the heat capacity, the thickness of the entire fixing belt 21 is desirably 0.2 mm or less, and more desirably 0.16 mm or less. The diameter of the fixing belt 21 is desirably 30 mm or less.

なお、本実施形態では、加圧ローラ22の直径を20〜40mmに設定しており、定着ベルト21の直径と加圧ローラ22の直径を同等となるように構成している。ただし、この構成に限定されるものではなく、例えば定着ベルト21の直径が加圧ローラ22の直径よりも小さくなるように構成してもよい。   In this embodiment, the diameter of the pressure roller 22 is set to 20 to 40 mm, and the diameter of the fixing belt 21 and the diameter of the pressure roller 22 are configured to be equal. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the fixing belt 21 may be configured such that the diameter of the fixing belt 21 is smaller than the diameter of the pressure roller 22.

図3に示すように、定着ベルト21の両端部の内周には、ベルト保持部材40が挿入されている。定着ベルト21は、両端部のベルト保持部材40で回転自在に支持されており、基本的にベルト保持部材40以外に定着ベルト21を支持する部材は存在しない。つまり、定着ベルト21は、ローラ等に架け渡されていない無張架の状態にある。ベルト保持部材40は、ハロゲンヒータ23、およびステー25と共に、定着装置20の軸方向両側に設けられた一対の側板に固定されている。   As shown in FIG. 3, belt holding members 40 are inserted on the inner circumferences of both ends of the fixing belt 21. The fixing belt 21 is rotatably supported by belt holding members 40 at both ends, and basically there is no member that supports the fixing belt 21 other than the belt holding member 40. That is, the fixing belt 21 is in a non-tensioned state that is not stretched over a roller or the like. The belt holding member 40, together with the halogen heater 23 and the stay 25, is fixed to a pair of side plates provided on both sides in the axial direction of the fixing device 20.

図2に示すように、加圧ローラ22は、芯金22aと、芯金22aの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴムといったゴム材料等から成る弾性層22bと、弾性層22bの表面に設けられたPFA又はPTFE等から成る離型層22cとによって構成されている。加圧ローラ22は、切り替え機構によって定着ベルト21側へ加圧され、定着ベルト21を介してニップ形成部材24に当接している。この加圧ローラ22と定着ベルト21とが圧接する箇所では、加圧ローラ22の弾性層22bが押しつぶされることで、所定の幅の定着ニップNが形成されている。   As shown in FIG. 2, the pressure roller 22 includes a cored bar 22a, an elastic layer 22b made of a rubber material such as foamable silicone rubber, silicone rubber, or fluorine rubber provided on the surface of the cored bar 22a, and an elastic layer. And a release layer 22c made of PFA or PTFE provided on the surface of the layer 22b. The pressure roller 22 is pressed toward the fixing belt 21 by the switching mechanism, and is in contact with the nip forming member 24 via the fixing belt 21. At the location where the pressure roller 22 and the fixing belt 21 are in pressure contact, the elastic layer 22b of the pressure roller 22 is crushed to form a fixing nip N having a predetermined width.

また、加圧ローラ22は、装置本体に設けられた図示しない定着モータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ22が回転すると、その駆動力が定着ニップNで定着ベルト21に伝達され、定着ベルト21が従動回転するようになっている。   The pressure roller 22 is configured to be rotationally driven by a driving source such as a fixing motor (not shown) provided in the apparatus main body. When the pressure roller 22 rotates, the driving force is transmitted to the fixing belt 21 at the fixing nip N, and the fixing belt 21 is driven to rotate.

本実施形態では、加圧ローラ22を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ22の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層22bはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ22の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト21の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。   In the present embodiment, the pressure roller 22 is a solid roller, but may be a hollow roller. In that case, a heating source such as a halogen heater may be disposed inside the pressure roller 22. The elastic layer 22b may be solid rubber, but if there is no heat source inside the pressure roller 22, sponge rubber may be used. Sponge rubber is more preferable because heat insulation is enhanced and heat of the fixing belt 21 is less likely to be taken away.

ハロゲンヒータ23は、定着ベルト21の定着ニップN以外の箇所を加熱できるように、定着ベルト21の内周側で、かつ、定着ニップNの用紙搬送方向の上流側に配設されている。ハロゲンヒータ23は、装置本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、温度センサ28による定着ベルト21の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ23の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定できるようになっている。なお、定着ベルト21の温度を検知する温度センサの代わりに、加圧ローラ22の温度を検知する温度センサ(図示省略)を設け、その温度センサで検知した温度により、定着ベルト21の温度を予測するようにしてもよい。   The halogen heater 23 is disposed on the inner peripheral side of the fixing belt 21 and on the upstream side in the sheet conveying direction of the fixing nip N so that a portion other than the fixing nip N of the fixing belt 21 can be heated. The halogen heater 23 is configured to generate heat by being output controlled by a power supply unit provided in the apparatus main body, and the output control is performed based on the detection result of the surface temperature of the fixing belt 21 by the temperature sensor 28. . By such output control of the heater 23, the temperature of the fixing belt 21 (fixing temperature) can be set to a desired temperature. A temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the pressure roller 22 is provided in place of the temperature sensor for detecting the temperature of the fixing belt 21, and the temperature of the fixing belt 21 is predicted based on the temperature detected by the temperature sensor. You may make it do.

本実施形態では、ハロゲンヒータ23は2本設けられているが、プリンタで使用する用紙のサイズ等に応じて、ハロゲンヒータ23の本数を1本又は3本以上としてもよい。また、定着ベルト21を加熱する加熱源として、ハロゲンヒータ以外に、IH、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いることも可能である。   In this embodiment, two halogen heaters 23 are provided, but the number of halogen heaters 23 may be one or three or more according to the size of the paper used in the printer. In addition to the halogen heater, an IH, a resistance heating element, a carbon heater, or the like can be used as a heating source for heating the fixing belt 21.

反射部材26は、ハロゲンヒータ23と対向するようにステー25に固定支持されている。この反射部材26によって、ハロゲンヒータ23からの輻射熱を定着ベルト21へ反射することで、熱がステー25等に伝達されるのを抑制し、定着ベルト21を効率良く加熱できるようにして省エネルギー化を図っている。反射部材26の材料としては、アルミニウムやステンレス等が用いられる。特に、アルミニウム製の基材に輻射率の低い(反射率の高い)銀を蒸着したものを用いた場合、定着ベルト21の加熱効率を向上させることが可能である。   The reflecting member 26 is fixedly supported by the stay 25 so as to face the halogen heater 23. By reflecting the radiant heat from the halogen heater 23 to the fixing belt 21 by the reflecting member 26, heat is prevented from being transmitted to the stay 25 and the like, so that the fixing belt 21 can be efficiently heated to save energy. I am trying. As the material of the reflecting member 26, aluminum, stainless steel or the like is used. In particular, in the case of using a material obtained by vapor-depositing silver having a low emissivity (high reflectivity) on an aluminum base material, the heating efficiency of the fixing belt 21 can be improved.

遮蔽部材27は、厚さ0.1mm〜1.0mmの金属板を、定着ベルト21の内周面に沿った円弧状の断面形状に形成して構成されている。また、遮蔽部材27は、定着ベルト21とハロゲンヒータ23の間を周方向に移動可能となっている。本実施形態では、図2に示すように、定着ベルト21の周方向領域に、ハロゲンヒータ23と対向し、ハロゲンヒータ23に直接加熱される被加熱領域αと、ハロゲンヒータ23との間に、側板等に固定された他部材(反射部材26、ステー25、ニップ形成部材24等)が介在し、ハロゲンヒータ23に直接加熱されない非加熱領域βとが形成される。熱遮蔽の必要がない場合は、図2に示すように、遮蔽部材27を非加熱領域β側に移動させ、熱遮蔽する必要がある場合は、遮蔽部材27を被加熱領域α側に移動させることが可能となっている。   The shielding member 27 is configured by forming a metal plate having a thickness of 0.1 mm to 1.0 mm into an arc-shaped cross-sectional shape along the inner peripheral surface of the fixing belt 21. The shielding member 27 is movable between the fixing belt 21 and the halogen heater 23 in the circumferential direction. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the circumferential region of the fixing belt 21 is opposed to the halogen heater 23 and is directly heated by the halogen heater 23. Other members (reflecting member 26, stay 25, nip forming member 24, etc.) fixed to the side plate or the like are interposed, and a non-heated region β that is not directly heated by the halogen heater 23 is formed. When there is no need for heat shielding, as shown in FIG. 2, the shielding member 27 is moved to the non-heated region β side, and when it is necessary to heat shield, the shielding member 27 is moved to the heated region α side. It is possible.

このように遮蔽部材27を回転させることで、定着ベルト21の被加熱領域αの面積を変更して、ハロゲンヒータ23から定着ベルト21に照射される輻射熱の熱量を調整するようになっている。これにより、連続通紙時の定着ベルト21の非通紙領域における過剰な温度上昇を抑制することができ、定着ベルト21の熱による劣化や損傷を防止することができる。遮蔽部材27は耐熱性を要するため、その素材には、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料、又はセラミックを用いることが好ましい。   By rotating the shielding member 27 in this manner, the area of the heated region α of the fixing belt 21 is changed, and the amount of radiant heat applied to the fixing belt 21 from the halogen heater 23 is adjusted. Thereby, an excessive temperature rise in the non-sheet passing region of the fixing belt 21 during continuous sheet feeding can be suppressed, and deterioration and damage of the fixing belt 21 due to heat can be prevented. Since the shielding member 27 requires heat resistance, it is preferable to use a metal material such as aluminum, iron, stainless steel, or ceramic as the material.

ニップ形成部材24は、定着ベルト21の内側でかつ定着ベルト21を介して加圧ローラ22と対向する位置に配置されている。このニップ形成部材24は、ベース241と、ベース241の定着ベルト21側に固定した薄板状のニップ形成部242とを有する。ベース241とニップ形成部242は何れも耐熱性に富む樹脂材料、例えばポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等で形成されている。この他、金属やセラミックでベース241およびニップ形成部242を形成することもできる。ベース241とニップ形成部242は、別材料で形成する他、同種の材料で形成することもできる。後者の場合には、ベース241とニップ形成部242とを一体化して一部品にすることも可能である。   The nip forming member 24 is disposed inside the fixing belt 21 and at a position facing the pressure roller 22 via the fixing belt 21. The nip forming member 24 includes a base 241 and a thin plate-like nip forming portion 242 fixed to the fixing belt 21 side of the base 241. The base 241 and the nip forming part 242 are both heat-resistant resin materials such as polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), polyethernitrile (PEN), and polyamideimide (PAI). , Polyether ether ketone (PEEK) and the like. In addition, the base 241 and the nip forming portion 242 can be formed of metal or ceramic. The base 241 and the nip forming portion 242 can be formed of the same kind of material as well as different materials. In the latter case, the base 241 and the nip forming part 242 can be integrated into one component.

ニップ形成部材24のベース241はステー25で支持される。これにより、加圧ローラ22による加圧力でニップ形成部242に撓みが生じるのを防止し、定着ベルト21と加圧ローラ22の対向領域の軸方向全体で均一なニップ幅を形成することができる。ステー25は、ニップ形成部材24の撓み防止機能を満足するために、ステンレス等の鋼材をはじめとする金属材料で形成されるが、撓み防止に十分な効果があれば樹脂材料でステー25を形成することもできる。   The base 241 of the nip forming member 24 is supported by the stay 25. Thereby, it is possible to prevent the nip forming portion 242 from being bent due to the pressure applied by the pressure roller 22, and to form a uniform nip width in the entire axial direction of the region where the fixing belt 21 and the pressure roller 22 face each other. . The stay 25 is made of a metal material such as a steel material such as stainless steel in order to satisfy the bending prevention function of the nip forming member 24. However, the stay 25 is made of a resin material if there is a sufficient effect for preventing the bending. You can also

ニップ形成部242の定着ベルト21と摺動する面には、低摩擦シート243が取り付けられている。定着ベルト21が回転すると、この低摩擦シート243に対して定着ベルト21の内面が摺動することで、定着ベルト21に作用する摩擦抵抗の低減が図られる。   A low friction sheet 243 is attached to the surface of the nip forming portion 242 that slides with the fixing belt 21. When the fixing belt 21 rotates, the inner surface of the fixing belt 21 slides with respect to the low friction sheet 243, so that the frictional resistance acting on the fixing belt 21 can be reduced.

図4に、定着ニップNを拡大して表す。
なお、図4では、定着ニップNの形状を明確に表すため、ニップ形成部材24の凹凸あるいは段差を誇張して描いている。そのため、ニップ形成部材24や定着ニップNの形状は実際とは異なる。
FIG. 4 shows the fixing nip N in an enlarged manner.
In FIG. 4, in order to clearly represent the shape of the fixing nip N, the unevenness or step of the nip forming member 24 is exaggerated. Therefore, the shapes of the nip forming member 24 and the fixing nip N are different from actual shapes.

図4に示すように、ニップ形成部242の加圧ローラ22と対向する面242a(前面)は、用紙搬送方向で定着ニップNよりも大きい幅寸法を有する。この前面242aには、定着ニップNの入口側(図面下方)から、第一の平坦面A、接続面B、第二の平坦面C、及び分離面Dが形成されている。なお、図2において、ニップ形成部材24の断面形状では分離面Dは省略した記載としている。   As shown in FIG. 4, a surface 242a (front surface) of the nip forming portion 242 facing the pressure roller 22 has a width dimension larger than the fixing nip N in the sheet conveyance direction. A first flat surface A, a connection surface B, a second flat surface C, and a separation surface D are formed on the front surface 242a from the entrance side (lower side of the drawing) of the fixing nip N. In FIG. 2, the separation surface D is omitted in the cross-sectional shape of the nip forming member 24.

このうちの二つの平坦面A,Cは、互いに平行となるように形成されている。一方の平坦面A(第一の平坦面)は定着ニップNの入口側に配置され、他方の平坦面C(第二の平坦面)は、第一の平坦面Aよりも定着ニップNの出口側(用紙搬送方向下流側)に配置されている。また、第二の平坦面Cは、第一の平坦面Aよりも加圧ローラ22への接近側(図面右方)に位置している。第一及び第二の平坦面A,Cは、定着ニップNの入口部N1に対する用紙Pの突入方向と平行となるように形成するのが好ましい。具体的に、本実施形態では、定着ベルト21の回転中心O1(図3に示すベルト保持部材40の中心)と加圧ローラ22の回転中心O2とを結ぶ仮想線m(図4参照)に対してほぼ直交する方向に沿って第一の平坦面A及び第二の平坦面Cを配置している。 Two of the flat surfaces A and C are formed so as to be parallel to each other. One flat surface A (first flat surface) is disposed on the inlet side of the fixing nip N, and the other flat surface C (second flat surface) is more at the outlet of the fixing nip N than the first flat surface A. Is disposed on the side (downstream in the paper conveyance direction). Further, the second flat surface C is located closer to the pressure roller 22 than the first flat surface A (right side of the drawing). The first and second flat surfaces A and C are preferably formed so as to be parallel to the entry direction of the paper P with respect to the inlet portion N1 of the fixing nip N. Specifically, in the present embodiment, an imaginary line m (see FIG. 4) connecting the rotation center O 1 of the fixing belt 21 (center of the belt holding member 40 shown in FIG. 3) and the rotation center O 2 of the pressure roller 22. The first flat surface A and the second flat surface C are arranged along a direction substantially perpendicular to the first flat surface A.

第一の平坦面Aと第二の平坦面Cは、接続面Bを介して滑らかに接続される。接続面Bの形状は任意であり、平面や曲面、あるいはこれらを組み合わせた複合面で形成することができる。図4は、接続面Bを定着ニップNの入口側の第一曲面部B1と、定着ニップNの出口側の第二曲面部B2とからなる複合曲面で形成した場合を例示している。   The first flat surface A and the second flat surface C are smoothly connected via the connection surface B. The shape of the connection surface B is arbitrary, and can be formed as a flat surface, a curved surface, or a composite surface combining these. FIG. 4 illustrates a case where the connection surface B is formed by a composite curved surface including a first curved surface portion B1 on the inlet side of the fixing nip N and a second curved surface portion B2 on the outlet side of the fixing nip N.

この実施形態において、第一曲面部B1及び第二曲面部B2は、曲率の向きを逆としている。具体的には、第一曲面部B1は単一の曲率半径R1を有する、加圧ローラ22側から見て凹状の円筒面であり、第二曲面部B2は単一の曲率半径R2を有する、加圧ローラ22側から見て凸状の円筒面である。   In this embodiment, the first curved surface portion B1 and the second curved surface portion B2 have opposite directions of curvature. Specifically, the first curved surface portion B1 is a cylindrical surface that is concave when viewed from the pressure roller 22 side, and the second curved surface portion B2 has a single curvature radius R2. The cylindrical surface is convex when viewed from the pressure roller 22 side.

分離面Dは、第二の平坦面Cよりも用紙搬送方向下流側に配置されている。また、分離面Dは、互いに逆向きの曲率の曲面から成る第一の分離面D1と第二の分離面D2とを有する。第一の分離面D1は、第二の平坦面Cの用紙搬送方向下流端部から下流側へ連続して設けられ、第二の分離面D2は、第一の分離面D1の用紙搬送方向下流端部から下流側へ連続して設けられている。また、第一の分離面D1と第二の平坦面Cは、境界部に共通接線を持つようにして接続されている。   The separation surface D is disposed downstream of the second flat surface C in the paper transport direction. The separation surface D includes a first separation surface D1 and a second separation surface D2 that are curved surfaces having curvatures opposite to each other. The first separation surface D1 is continuously provided downstream from the downstream end portion of the second flat surface C in the paper conveyance direction, and the second separation surface D2 is downstream of the first separation surface D1 in the paper conveyance direction. It is provided continuously from the end to the downstream side. The first separation surface D1 and the second flat surface C are connected so as to have a common tangent at the boundary.

第一の分離面D1は、加圧ローラ22側とは反対側を凸とする円筒面状に形成されている。これに対し、第二の分離面D2は、第一の分離面D1とは反対に、加圧ローラ22側を凸とする円筒面状に形成されている。さらに、第二の分離面D2は、第一の分離面D1よりも大きい曲率(第一の分離面D1の曲率半径R3よりも小さい曲率半径R4)で構成されている。ここでは、第一曲面部B1、第二曲面部B2、及び、第一の分離面D1、第二の分離面D2を、それぞれ単一の曲率半径R1,R2,R3,R4を有するものとして説明したが、これらの各面B1,B2,D1,D2を、曲率の異なる複数の曲面で構成してもよい。   The first separation surface D1 is formed in a cylindrical surface shape having a convex side opposite to the pressure roller 22 side. On the other hand, the 2nd separation surface D2 is formed in the shape of a cylindrical surface which makes the pressure roller 22 side convex, contrary to the 1st separation surface D1. Further, the second separation surface D2 is configured with a curvature larger than that of the first separation surface D1 (a curvature radius R4 smaller than the curvature radius R3 of the first separation surface D1). Here, the first curved surface portion B1, the second curved surface portion B2, the first separation surface D1, and the second separation surface D2 are described as having a single radius of curvature R1, R2, R3, and R4, respectively. However, each of these surfaces B1, B2, D1, and D2 may be composed of a plurality of curved surfaces having different curvatures.

以上に述べたニップ形成部242に定着ベルト21を介して加圧ローラ22を押し当てると、加圧ローラ22の弾性層22bが弾性変形して、定着ベルト21と加圧ローラ22の間に定着ニップNが形成される。この時、定着ベルト21はニップ形成部242の第一の平坦面Aと接続面Bと第二の平坦面Cの形状に倣って変形する。   When the pressure roller 22 is pressed against the nip forming portion 242 described above via the fixing belt 21, the elastic layer 22 b of the pressure roller 22 is elastically deformed, and the fixing is performed between the fixing belt 21 and the pressure roller 22. A nip N is formed. At this time, the fixing belt 21 is deformed following the shapes of the first flat surface A, the connection surface B, and the second flat surface C of the nip forming portion 242.

定着ニップNのうち、ニップ形成部242の第一の平坦面A及び第二の平坦面Cで形成される部分は、何れも両平坦面A,Cの形状に対応する平面形状となる。また、ニップ形成部242の接続面Bで形成される部分は、接続面Bの形状に対応する形状(本実施形態では曲面形状)となる。以下の説明では、定着ニップNのうち、ニップ形成部242の第一の平坦面Aで形成される領域を第一の平坦部Naと称し、接続面Bで形成される領域を接続部Nbと称し、第二の平坦面Cで形成される領域を第二の平坦部Ncと称する。   Of the fixing nip N, the portion formed by the first flat surface A and the second flat surface C of the nip forming portion 242 has a flat shape corresponding to the shapes of both flat surfaces A and C. Further, the portion formed on the connection surface B of the nip forming portion 242 has a shape corresponding to the shape of the connection surface B (curved surface shape in the present embodiment). In the following description, in the fixing nip N, a region formed by the first flat surface A of the nip forming portion 242 is referred to as a first flat portion Na, and a region formed by the connection surface B is referred to as a connection portion Nb. A region formed by the second flat surface C is referred to as a second flat portion Nc.

この定着ニップNにおいて、入口部N1は第一の平坦部Naで構成され(ニップ形成部242の第一の平坦面Aが入口部N1を形成する)、出口部N2は第二の平坦部Ncで構成されている(ニップ形成部242の第二の平坦面Cが出口部N2を形成する)。   In the fixing nip N, the inlet portion N1 is composed of the first flat portion Na (the first flat surface A of the nip forming portion 242 forms the inlet portion N1), and the outlet portion N2 is the second flat portion Nc. (The second flat surface C of the nip forming part 242 forms the outlet part N2).

用紙Pは、トナーTを定着ベルト21側に向けた状態で定着ニップNの入口部N1に到達し、第一の平坦部Naに進入する。この第一の平坦部Naでは、その下流側ほど加圧ローラ22の弾性層22bの圧縮率Xaが大きくなり、これに伴って用紙Pに作用する面圧が徐々に増加する。次いで、用紙Pは接続部Nbに進入する。接続部Nbでは、弾性層22bの圧縮率Xbが急激に増大して最大値をとり、用紙Pに作用する面圧が最大となる。その後、用紙Pが接続部Nbを経て第二の平坦部Ncを移動する間は、下流側ほど弾性層22bの圧縮率Xcが小さくなるため、用紙Pに作用する面圧も徐々に小さくなる。従って、トナーの定着プロセス(溶融・流動・合体・浸透・固化)は、主として接触部Nbから第二の平坦部Ncに至るまでの領域で進行する。   The sheet P reaches the entrance N1 of the fixing nip N with the toner T directed toward the fixing belt 21 and enters the first flat portion Na. In the first flat portion Na, the compressibility Xa of the elastic layer 22b of the pressure roller 22 increases toward the downstream side, and the surface pressure acting on the paper P gradually increases accordingly. Next, the paper P enters the connection portion Nb. At the connection portion Nb, the compression rate Xb of the elastic layer 22b increases rapidly to take a maximum value, and the surface pressure acting on the paper P becomes maximum. Thereafter, while the sheet P moves through the connecting portion Nb and the second flat portion Nc, the compression rate Xc of the elastic layer 22b decreases toward the downstream side, so that the surface pressure acting on the sheet P gradually decreases. Accordingly, the toner fixing process (melting / fluidizing / merging / penetrating / solidifying) proceeds mainly in a region from the contact portion Nb to the second flat portion Nc.

このように本発明では、定着ニップNにおける高面圧領域を定着ニップNの出口側に設けている。この面圧分布を実現するため、定着ニップNのうち、弾性層22bの圧縮率が最大となる部分(本実施形態では接続部Nb)は、加圧ローラ22の回転中心O2よりも定着ニップNの出口側、つまり加圧ローラ22の回転中心O2からニップ形成部242の第一の平坦面A(もしくはその延長線)に垂線を下ろした時の交点よりも定着ニップNの出口側に設ける。本実施形態では、図4に示すように、定着ベルト21の回転中心O1と加圧ローラ22の回転中心O2を結ぶ仮想線m付近に第一の平坦部Naと接続部Nbの境界部を配置しているため、弾性層22bの最大圧縮部分を確実に上記の条件下に配置することができる。 As described above, in the present invention, the high surface pressure region in the fixing nip N is provided on the outlet side of the fixing nip N. In order to realize this surface pressure distribution, a portion of the fixing nip N in which the compression rate of the elastic layer 22b is maximized (in the present embodiment, the connecting portion Nb) is closer to the fixing nip than the rotation center O 2 of the pressure roller 22. N exit side, that is, on the exit side of the fixing nip N from the intersection when the perpendicular is drawn from the rotation center O 2 of the pressure roller 22 to the first flat surface A (or an extension thereof) of the nip forming portion 242. Provide. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the rotational center O 1 and in the vicinity of the imaginary line m connecting the rotational center O 2 of the pressure roller 22 the boundary portion of the connecting portion Nb with the first flat portion Na of the fixing belt 21 Therefore, the maximum compression portion of the elastic layer 22b can be reliably arranged under the above conditions.

また、定着ニップNの第一の平坦部Naでは、これを加圧ローラ22側から見て凹曲面形状にする場合に比べて、定着ベルト21の表面にしわが生じにくい。また、第一の平坦部Naでは、加圧ローラ22の弾性層22bの圧縮量Xaが小さいため、定着ベルト21と加圧ローラ22の間の線速差も小さくなる。さらに、未定着トナーに作用するずれ力を考えても、第一の平坦部Naが低面圧領域であるため、当該ずれ力の影響は小さい。以上の理由から、定着ニップNの上流側での未定着トナーのずれを抑制し、定着に伴う画像品質の劣化を防止することが可能となる。   Further, in the first flat portion Na of the fixing nip N, the surface of the fixing belt 21 is less likely to be wrinkled as compared to the case where the first flat portion Na is formed in a concave curved surface shape when viewed from the pressure roller 22 side. Further, in the first flat portion Na, since the compression amount Xa of the elastic layer 22b of the pressure roller 22 is small, the linear velocity difference between the fixing belt 21 and the pressure roller 22 is also small. Further, even when considering the displacement force acting on the unfixed toner, the influence of the displacement force is small because the first flat portion Na is in the low surface pressure region. For the above reasons, it is possible to suppress the deviation of the unfixed toner on the upstream side of the fixing nip N and prevent the image quality from being deteriorated due to the fixing.

その一方で、ニップ形成部材24の第二の平坦面Cが第一の平坦面Aよりも加圧ローラ22への接近側に配置されているため、第一の平坦部Naよりも下流側の少なくとも接続部Nb(あるいは接続部Nbと第二の平坦部Ncの双方)で、第一の平坦部Naにおける弾性層22bの圧縮量Xaよりも大きな圧縮量を得ることができる。これにより、定着ニップNの出口側を高面圧領域にすることができ、トナーに十分な熱と圧力を与えて未定着画像を確実に定着させることができる。また、このように定着ニップの接触面圧を局所的に高めることで、加熱源23による加熱量を抑えて省エネルギー化を図ることも可能となる。   On the other hand, since the second flat surface C of the nip forming member 24 is disposed closer to the pressure roller 22 than the first flat surface A, the second flat surface C is located downstream of the first flat portion Na. A compression amount larger than the compression amount Xa of the elastic layer 22b in the first flat portion Na can be obtained at least at the connection portion Nb (or both the connection portion Nb and the second flat portion Nc). As a result, the exit side of the fixing nip N can be set to a high surface pressure region, and sufficient heat and pressure can be applied to the toner to reliably fix the unfixed image. Further, by locally increasing the contact surface pressure of the fixing nip as described above, it is possible to save energy by suppressing the heating amount by the heating source 23.

このように、本発明は、定着ニップのうち、トナーTが十分に加熱されておらず、未定着画像のずれが生じやすい領域では、定着ニップNを加圧ローラ22の弾性層22bに対する食い込み量の小さい平坦面状にして未定着画像のずれを抑える一方で、トナーTが十分に加熱された際に、ニップ形成部材24を弾性層22bに深く食い込ませて確実にトナーの定着を行うものである。これにより、定着に伴う画像劣化の防止と安定した定着性の確保とを両立することが可能となる。   As described above, according to the present invention, in the fixing nip, in the region where the toner T is not sufficiently heated and the unfixed image is likely to be displaced, the fixing nip N bites into the elastic layer 22b of the pressure roller 22. This is a flat surface having a small surface to suppress the deviation of the unfixed image. On the other hand, when the toner T is sufficiently heated, the nip forming member 24 is deeply cut into the elastic layer 22b to surely fix the toner. is there. As a result, it is possible to achieve both prevention of image deterioration due to fixing and securing of stable fixing properties.

ところで、ローラ同士を圧接させて定着ニップNを形成する既存の定着装置では、定着ニップが凹状曲面もしくは凸状曲面であるため、用紙Pとして封筒を用いると、表裏面の線速差から封筒にしわを生じることが多い。これに対し、本発明の定着装置では、定着ニップNの入口側と出口側を互いに平行な段違いの平坦部Na,Ncで形成しているため、第一の平坦部Naから接続部Nbに至るまでの封筒の湾曲方向と、接続部Nbから第二の平坦部Ncに至るまでの封筒の湾曲方向が逆となり、両方向の湾曲が相殺される。従って、封筒しわの発生を防止することができる。   By the way, in the existing fixing device in which the rollers are pressed against each other to form the fixing nip N, the fixing nip is a concave curved surface or a convex curved surface. Often wrinkles. On the other hand, in the fixing device of the present invention, since the inlet side and the outlet side of the fixing nip N are formed by the flat portions Na and Nc that are parallel to each other, they reach from the first flat portion Na to the connecting portion Nb. The bending direction of the envelope up to and the bending direction of the envelope from the connecting portion Nb to the second flat portion Nc are reversed, and the bending in both directions is offset. Therefore, the generation of envelope wrinkles can be prevented.

また、本発明の定着装置では、ニップ形成部材24が分離面Dを有しているため、定着ニップNから排出された用紙Pは、この分離面Dの箇所において定着ベルト21から良好に分離させられる。詳しくは、分離面Dがあることで、定着ベルト21の軌道が、定着ニップNの出口部N2を通過後、一旦加圧ローラ22側に傾いてから反対側へ大きな曲率で曲がるように遷移する。これにより、定着ニップNの出口部N2に達した用紙Pは、第二の平坦部Ncの延長方向に対して加圧ローラ22側に傾いた方向Fに排出された後、定着ベルト21の大きく曲がる箇所で定着ベルト21から分離される。   Further, in the fixing device of the present invention, since the nip forming member 24 has the separation surface D, the sheet P discharged from the fixing nip N is separated well from the fixing belt 21 at the position of the separation surface D. It is done. Specifically, the presence of the separation surface D causes the trajectory of the fixing belt 21 to pass through the exit portion N2 of the fixing nip N and then incline to the pressure roller 22 side and then bend to the opposite side with a large curvature. . As a result, the sheet P that has reached the outlet portion N2 of the fixing nip N is discharged in a direction F inclined toward the pressure roller 22 with respect to the extending direction of the second flat portion Nc, and then the fixing belt 21 is enlarged. The belt is separated from the fixing belt 21 at the bending portion.

また、本実施形態では、定着ニップNが加圧ローラ22側から見て凸状の円筒面で形成された第二曲面部B2を有しているため、用紙Pが定着ニップNを通過する際、用紙Pの先端が定着ベルト21側を向くように曲げられる。このため、定着ニップが平坦面のみで形成された構成に比べて、定着ベルト21に巻き付きやすくなる。特に、用紙Pが剛性(復元力)の弱い薄紙等である場合は、用紙Pがより定着ベルト21に巻き付きやすくなる。しかしながら、このような場合でも、上記のように、ニップ形成部材24が分離面Dを有することで、用紙Pを良好に分離することができる。   In this embodiment, since the fixing nip N has the second curved surface portion B2 formed with a convex cylindrical surface when viewed from the pressure roller 22 side, the sheet P passes through the fixing nip N. The sheet P is bent so that the front end of the sheet P faces the fixing belt 21 side. For this reason, it becomes easy to wind around the fixing belt 21 as compared with the configuration in which the fixing nip is formed only by a flat surface. In particular, when the paper P is a thin paper having a low rigidity (restoring force), the paper P is more easily wound around the fixing belt 21. However, even in such a case, the sheet P can be satisfactorily separated because the nip forming member 24 has the separation surface D as described above.

以下、本発明の他の実施形態の構成について説明する。
図5に示すように、他の実施形態に係る定着装置20では、加圧ローラ22が、ニップ形成部材24に対して接近離間する方向(図の矢印G方向)と用紙搬送方向(図の矢印H方向)に移動可能に構成されている。それ以外は、上記実施形態と同様の構成である。
The configuration of another embodiment of the present invention will be described below.
As shown in FIG. 5, in the fixing device 20 according to another embodiment, the direction in which the pressure roller 22 approaches and separates from the nip forming member 24 (the arrow G direction in the drawing) and the sheet conveyance direction (the arrow in the drawing) H direction). Other than that, it is the same structure as the said embodiment.

このように、加圧ローラ22を移動可能とすることで、定着ベルト21に対する用紙の分離性を高めたり、封筒等の用紙へのしわの発生をより高度に抑制したりすることが可能となる。本実施形態では、加圧ローラ22が、第一の平坦面Aや第二の平坦面Cに対して直交又は平行な直線方向に移動可能に構成されているが、これらの平坦面A,Cに対して傾斜する方向や曲線方向に移動可能に構成してもよい。   Thus, by making the pressure roller 22 movable, it becomes possible to improve the separation of the paper with respect to the fixing belt 21 and to further suppress the occurrence of wrinkles on the paper such as an envelope. . In the present embodiment, the pressure roller 22 is configured to be movable in a linear direction orthogonal or parallel to the first flat surface A and the second flat surface C. You may comprise so that it can move to the direction which inclines with respect to, or a curve direction.

具体的に、用紙の分離性を高めたい場合は、図6に示すように、加圧ローラ22をニップ形成部材24に対して接近する方向に移動させる。これにより、加圧ローラ22の弾性層22bがさらに押しつぶされるようになる。そして、定着ベルト21がニップ形成部材24側へ押し付けられる範囲が広がり、定着ニップNが拡大する。その結果、定着ニップNの出口部N2よりも用紙搬送方向下流側において、定着ベルト21が第一の分離面D1に接近又は接触し、定着ベルト21が第一の分離面D1の形状に沿って大きく湾曲するようになる。   Specifically, when it is desired to improve the paper separation, the pressure roller 22 is moved in a direction approaching the nip forming member 24 as shown in FIG. Thereby, the elastic layer 22b of the pressure roller 22 is further crushed. Then, the range in which the fixing belt 21 is pressed against the nip forming member 24 side is expanded, and the fixing nip N is expanded. As a result, the fixing belt 21 approaches or comes into contact with the first separation surface D1 on the downstream side in the sheet conveyance direction from the exit portion N2 of the fixing nip N, and the fixing belt 21 follows the shape of the first separation surface D1. It will be greatly curved.

このように、定着ベルト21が第一の分離面D1の形状に沿って大きく湾曲することで、図5に示す状態に比べて、出口部N2よりも用紙搬送方向下流側における定着ベルト21の曲率が大きくなり、用紙の分離性が高まる。また、このとき、定着ベルト21が第一の分離面D1に近接又は接触しても、第一の分離面D1が加圧ローラ22側とは反対側を凸とする円筒面状又は曲面状に形成されていることで、定着ベルト21の過剰な変形を抑制することができる。これにより、用紙の搬送性が損なわれるのを防ぐことが可能である。なお、図6に示す例では、加圧ローラ22は、分離面Dに対して定着ベルト21を介して当接していないが、用紙Pの搬送性などに問題がなければ、分離面Dの用紙搬送方向上流側の部分に当接しても構わない。   As described above, the curvature of the fixing belt 21 on the downstream side in the paper conveyance direction from the outlet portion N2 is larger than that in the state illustrated in FIG. 5 because the fixing belt 21 is largely curved along the shape of the first separation surface D1. Increases and the separation of the paper increases. At this time, even if the fixing belt 21 is close to or in contact with the first separation surface D1, the first separation surface D1 has a cylindrical surface or a curved surface that is convex on the side opposite to the pressure roller 22 side. By being formed, excessive deformation of the fixing belt 21 can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent the conveyance of the paper from being impaired. In the example shown in FIG. 6, the pressure roller 22 is not in contact with the separation surface D via the fixing belt 21, but if there is no problem in the transportability of the paper P, the paper on the separation surface D You may contact | abut to the part of the conveyance direction upstream.

図7は、分離面Dにおける定着ベルト21の軌道を拡大して示す図である。図7において、(a)は、図5に示す状態におけるベルト軌道を示し、(b)は、図6に示す状態におけるベルト軌道を示す。
ここで、分離面Dの最も突出する部分(第二の分離面D2の頂部)における接線Zと、定着ベルト21から分離された用紙の搬送方向を示す直線Fとの成す角度θを、分離角度と称すると、図7の(a)に示す場合に比べて、(b)に示す場合の方が、分離角度θが大きくなる。このように、分離角度θが大きくなることで、定着ベルト21に対して用紙が離れる方向の角度が大きくなるので、用紙が分離しやすくなる。
FIG. 7 is an enlarged view showing the trajectory of the fixing belt 21 on the separation surface D. FIG. 7A shows the belt track in the state shown in FIG. 5, and FIG. 7B shows the belt track in the state shown in FIG.
Here, an angle θ formed by a tangent line Z at the most protruding portion of the separation surface D (the top of the second separation surface D2) and a straight line F indicating the conveyance direction of the sheet separated from the fixing belt 21 is defined as a separation angle. In other words, the separation angle θ is larger in the case shown in FIG. 7B than in the case shown in FIG. As described above, since the angle in the direction in which the sheet is separated from the fixing belt 21 is increased by increasing the separation angle θ, the sheet is easily separated.

一方、分離しやすい用紙を用いる場合は、反対に、図6に示す状態から加圧ローラ22をニップ形成部材24に対して離間する方向に移動させ、図5に示す状態に戻してもよい。これにより、定着ベルト21の曲率が大きく変化するのを回避し、用紙の搬送性を維持することができる。   On the other hand, when using paper that is easily separated, the pressure roller 22 may be moved away from the nip forming member 24 from the state shown in FIG. 6 to return to the state shown in FIG. As a result, it is possible to avoid a large change in the curvature of the fixing belt 21 and maintain the sheet transportability.

次に、用紙へのしわの発生をより高度に抑制したい場合は、図8に示すように、加圧ローラ22を用紙搬送方向の上流側へ移動させる。このように、加圧ローラ22を移動させることで、加圧ローラ22が平坦な第一の平坦面Aのみに当接して定着ニップNが形成されるようになる。これにより、図5に示すような加圧ローラ22が湾曲する接続面Bに当接している状態に比べて、用紙の表裏面で線速差が生じにくくなり、しわの発生をより高度に抑制することができるようになる。   Next, when it is desired to suppress the occurrence of wrinkles on the paper to a higher degree, the pressure roller 22 is moved upstream in the paper conveyance direction as shown in FIG. Thus, by moving the pressure roller 22, the pressure roller 22 abuts only on the flat first flat surface A so that the fixing nip N is formed. As a result, compared to the state in which the pressure roller 22 is in contact with the curved connection surface B as shown in FIG. 5, the difference in linear velocity is less likely to occur on the front and back surfaces of the paper, and wrinkle generation is suppressed to a higher degree. Will be able to.

図8に示す例では、定着ニップN全体が完全に第一の平坦面Aだけで形成されているが、しわの発生を抑制する効果を高めるには、必ずしも、定着ニップN全体が完全に第一の平坦面Aだけで形成されていなくてもよい。すなわち、定着ニップNが第一の平坦面Aによって形成される割合を増加させるだけでも、しわの抑制効果を高めることが可能である。従って、例えば、図9に示す例のように、加圧ローラ22が第一の平坦面A以外の接続面Bや第二の平坦面Cに当接していても、定着ニップNが第一の平坦面Aによって形成される割合が多くなれば、しわの抑制効果を高めることができる。なお、しわの発生をより高度に抑制するには、定着ニップNのうち第一の平坦面Aが占める割合が多くなるほどよいので、図8に示すように、定着ニップN全体が完全に第一の平坦面Aだけで形成されている場合が最も効果的である。   In the example shown in FIG. 8, the entire fixing nip N is entirely formed only by the first flat surface A. However, in order to enhance the effect of suppressing the generation of wrinkles, the entire fixing nip N is not necessarily completely the first. It may not be formed only by one flat surface A. That is, it is possible to increase the wrinkle suppression effect simply by increasing the ratio at which the fixing nip N is formed by the first flat surface A. Therefore, for example, even if the pressure roller 22 is in contact with the connection surface B other than the first flat surface A or the second flat surface C as in the example shown in FIG. If the ratio formed by the flat surface A increases, the wrinkle suppressing effect can be enhanced. In order to suppress the generation of wrinkles to a higher degree, the proportion of the fixing flat nip N occupied by the first flat surface A is better. Therefore, as shown in FIG. It is most effective when it is formed only by the flat surface A.

一方、しわの生じにくい用紙を用いる場合は、反対に、図8又は図9に示す状態から加圧ローラ22を用紙搬送方向下流側に移動させ、図5に示す状態に戻してもよい。これにより、加圧ローラ22が接続面Bに強く当接するようになるので、定着ニップの接触面圧が局所的に高まり、画像定着性の向上と省エネルギー化を図ることが可能である。   On the other hand, when using paper that does not easily wrinkle, the pressure roller 22 may be moved downstream from the state shown in FIG. 8 or 9 to return to the state shown in FIG. As a result, the pressure roller 22 comes into strong contact with the connection surface B, so that the contact surface pressure of the fixing nip is locally increased, and it is possible to improve image fixability and save energy.

上述の例では、加圧ローラ22をニップ形成部材24に対して接近離間する方向又は用紙搬送方向に移動させた場合について説明したが、加圧ローラ22をこれらの両方向に移動させて、用紙の分離性としわの抑制効果を調整することも可能である。   In the above-described example, the case where the pressure roller 22 is moved in the direction of approaching / separating from the nip forming member 24 or the sheet conveying direction has been described. It is also possible to adjust the separability and the suppression effect of wrinkles.

本発明の構成とその作用効果をまとめて説明すると以下のとおりである。   The configuration of the present invention and its operation and effects will be described together as follows.

本発明にかかる定着装置20は、可撓性を有し、回転可能な定着ベルト21と、弾性層を有し、定着ベルト21との間に定着ニップNを形成する回転可能な加圧ローラ22と、定着ベルト21を介して加圧ローラ22と対向し、定着ニップNを形成するニップ形成部材24と、定着ベルト21を加熱する加熱源23とを備え、定着ニップNに供給された用紙P上の未定着画像を定着させるものである。   The fixing device 20 according to the present invention has a flexible and rotatable fixing belt 21 and a rotatable pressure roller 22 having an elastic layer and forming a fixing nip N between the fixing belt 21 and the fixing belt 21. A sheet P supplied to the fixing nip N, and a nip forming member 24 that faces the pressure roller 22 via the fixing belt 21 and forms a fixing nip N, and a heating source 23 that heats the fixing belt 21. The upper unfixed image is fixed.

この定着装置20において、ニップ形成部材24は、第一の平坦面Aと、第一の平坦面Aよりも用紙搬送方向下流側で加圧ローラ22への接近側に配置される第二の平坦面Cと、両平坦面A,Cを接続する接続面Bと、第二の平坦面Cよりも用紙搬送方向下流側で第二の平坦面Cよりも加圧ローラ22側へ突出する分離面Dとを有し、第一の平坦面Aと第二の平坦面Cと接続面Bにて定着ニップNを形成する。   In the fixing device 20, the nip forming member 24 includes a first flat surface A and a second flat surface that is disposed closer to the pressure roller 22 on the downstream side in the paper transport direction than the first flat surface A. Surface C, connecting surface B connecting both flat surfaces A and C, and separation surface projecting to the pressure roller 22 side from the second flat surface C on the downstream side of the second flat surface C in the sheet conveying direction. The fixing nip N is formed by the first flat surface A, the second flat surface C, and the connection surface B.

このように、第一の平坦面Aと第二の平坦面Cと接続面Bにて定着ニップNを形成することで、定着に伴う画像劣化の防止と安定した定着性の確保とを両立することが可能となる。   Thus, by forming the fixing nip N with the first flat surface A, the second flat surface C, and the connection surface B, it is possible to achieve both prevention of image deterioration due to fixing and securing of stable fixing properties. It becomes possible.

すなわち、定着ニップNの入口部N1側は、ニップ形成部材24の第一の平坦面Aに倣った形状の平坦部となる。従って、定着ベルト21の表面にしわが生じにくくなる。また、この平坦部Aでは、加圧ローラ22の弾性層22bがそれほど圧縮されないため、定着ベルト21と加圧ローラ22との間の線速差も小さくなる。加えて、この平坦部Aは低面圧の領域であるため、未定着トナーに作用するずれ力が小さくなる。以上の理由から、トナーの溶融が不十分となる定着ニップNの入口部N1側では、トナーに作用するずれ力を小さくすることができ、このずれによる画像品質の劣化を防止することができる。その一方で、ニップ形成部材24の接触面Bが第一の平坦面Aよりも弾性層22bをさらに圧縮するため、定着ニップNの第一の平坦面Aよりも用紙搬送方向下流側において高面圧にすることができる。従って、トナーに十分な熱と圧力を与えて用紙Pに確実に固着させることが可能となる。以上から、定着に伴う画像劣化の防止と安定した定着性の確保とを両立することができる。   That is, the entrance nip N1 side of the fixing nip N is a flat portion having a shape that follows the first flat surface A of the nip forming member 24. Accordingly, the surface of the fixing belt 21 is less likely to be wrinkled. Further, in this flat portion A, the elastic layer 22b of the pressure roller 22 is not compressed so much, so that the linear velocity difference between the fixing belt 21 and the pressure roller 22 is also reduced. In addition, since the flat portion A is a low surface pressure region, the displacement force acting on the unfixed toner is reduced. For the above reasons, the displacement force acting on the toner can be reduced on the inlet portion N1 side of the fixing nip N where the toner is insufficiently melted, and deterioration of image quality due to this displacement can be prevented. On the other hand, since the contact surface B of the nip forming member 24 further compresses the elastic layer 22b more than the first flat surface A, it is higher on the downstream side in the paper conveyance direction than the first flat surface A of the fixing nip N. Pressure. Therefore, the toner can be reliably fixed to the paper P by applying sufficient heat and pressure to the toner. From the above, it is possible to achieve both prevention of image deterioration due to fixing and securing of stable fixing properties.

また、ニップ形成部材24が、第二の平坦面Cよりも用紙搬送方向下流側に、第二の平坦面Cよりも加圧ローラ22側へ突出する分離面Dを有することで、定着ニップNから排出された用紙Pを、この分離面Dの箇所において定着ベルト21から良好に分離させることができる。詳しくは、分離面Dがあることで、定着ベルト21の軌道が、定着ニップNの出口部N2を通過後、一旦加圧ローラ22側に傾いてから反対側へ曲がるように遷移するので、用紙Pは、定着ニップNから加圧ローラ22側に排出された後、定着ベルト21の曲がる箇所で定着ベルト21から分離される。これにより、定着ベルト21に対する用紙Pの巻き付きを確実に防止できるようになる。   Further, the nip forming member 24 has a separation surface D projecting toward the pressure roller 22 from the second flat surface C on the downstream side of the second flat surface C in the sheet conveyance direction, so that the fixing nip N The sheet P discharged from the sheet can be satisfactorily separated from the fixing belt 21 at the separation surface D. Specifically, since the separation surface D is present, the trajectory of the fixing belt 21 passes through the exit portion N2 of the fixing nip N and then changes so as to bend to the opposite side after being inclined to the pressure roller 22 side. After P is discharged from the fixing nip N to the pressure roller 22 side, it is separated from the fixing belt 21 where the fixing belt 21 bends. As a result, the paper P can be reliably prevented from being wound around the fixing belt 21.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置は、図1に示すようなカラープリンタに限らず、モノクロプリンタとすることもできる。また、プリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等とすることが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can add a various change in the range which is not restricted to the above-mentioned embodiment and does not deviate from the summary of this invention. For example, the image forming apparatus equipped with the fixing device according to the present invention is not limited to a color printer as shown in FIG. 1, but may be a monochrome printer. In addition to a printer, a copying machine, a facsimile, or a complex machine of these can be used.

20 定着装置
21 定着ベルト(第一の定着部材)
22 加圧ローラ(第二の定着部材)
22b 弾性層
23 ハロゲンヒータ(加熱源)
24 ニップ形成部材
A 第一の平坦面
B 接続面
C 第二の平坦面
D 分離面
D1 第一の分離面
D2 第二の分離面
N 定着ニップ
P 用紙(記録媒体)
T トナー(現像剤)
20 fixing device 21 fixing belt (first fixing member)
22 Pressure roller (second fixing member)
22b Elastic layer 23 Halogen heater (heating source)
24 Nipping member A First flat surface B Connection surface C Second flat surface D Separation surface D1 First separation surface D2 Second separation surface N Fixing nip P Paper (recording medium)
T Toner (Developer)

特許第4725018号公報Japanese Patent No. 4725018 特開2014−134701号公報JP 2014-134701 A

Claims (9)

可撓性を有し、回転可能な第一の定着部材と、弾性層を有し、前記第一の定着部材との間に定着ニップを形成する回転可能な第二の定着部材と、前記第一の定着部材を介して前記第二の定着部材と対向し、前記定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記第一の定着部材を加熱する加熱源とを備え、前記定着ニップに供給された記録媒体上の未定着画像を定着させる定着装置において、
前記ニップ形成部材は、第一の平坦面と、前記第一の平坦面よりも記録媒体搬送方向下流側で前記第二の定着部材への接近側に配置される第二の平坦面と、前記両平坦面を接続する接続面と、前記第二の平坦面よりも記録媒体搬送方向下流側で前記第二の平坦面よりも前記第二の定着部材側へ突出する分離面とを有し、
前記第一の平坦面と前記第二の平坦面と前記接続面にて前記定着ニップを形成することを特徴とする定着装置。
A flexible, rotatable first fixing member; an elastic layer; a rotatable second fixing member forming a fixing nip with the first fixing member; A nip forming member that faces the second fixing member through one fixing member and forms the fixing nip, and a heating source that heats the first fixing member, and is supplied to the fixing nip In a fixing device for fixing an unfixed image on a recording medium,
The nip forming member includes a first flat surface, a second flat surface disposed closer to the second fixing member on the downstream side in the recording medium conveyance direction than the first flat surface, A connecting surface that connects the two flat surfaces, and a separation surface that protrudes further toward the second fixing member than the second flat surface on the downstream side of the second flat surface in the recording medium conveyance direction,
The fixing device is characterized in that the fixing nip is formed by the first flat surface, the second flat surface, and the connection surface.
前記分離面は、前記第二の定着部材側とは反対側を凸とする曲面の第一の分離面と、前記第一の分離面の記録媒体搬送方向下流端部から下流側へ連続して設けられると共に、前記第二の定着部材側を凸とする曲面の第二の分離面とを有する請求項1に記載の定着装置。   The separation surface includes a curved first separation surface that is convex on the opposite side of the second fixing member side, and a downstream side from the downstream end of the first separation surface in the recording medium conveyance direction. 2. The fixing device according to claim 1, further comprising a curved second separation surface that protrudes from the second fixing member side. 前記第二の分離面は、前記第一の分離面よりも大きい曲率の曲面である請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 2, wherein the second separation surface is a curved surface having a larger curvature than the first separation surface. 前記第二の定着部材を、前記ニップ形成部材に対して接近離間する方向に移動可能に構成した請求項1から3のいずれか1項に記載の定着装置。   4. The fixing device according to claim 1, wherein the second fixing member is configured to be movable toward and away from the nip forming member. 5. 前記第二の定着部材を前記ニップ形成部材に対して接近する方向に移動させることにより、前記第一の定着部材を前記分離面に接近させ、当該分離面に対応する箇所での前記第一の定着部材の曲率が大きくなるように変化させる請求項4に記載の定着装置。   The first fixing member is moved closer to the separation surface by moving the second fixing member in a direction approaching the nip forming member, and the first fixing member at a location corresponding to the separation surface is moved to the first fixing member. The fixing device according to claim 4, wherein the fixing member is changed so that the curvature of the fixing member is increased. 前記第二の定着部材を、記録媒体搬送方向に移動可能に構成した請求項1から5のいずれか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the second fixing member is configured to be movable in a recording medium conveyance direction. 前記第二の定着部材を記録媒体搬送方向の上流側に移動させることにより、前記定着ニップが前記第一の平坦面によって形成される割合を増加させる請求項6に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 6, wherein the rate at which the fixing nip is formed by the first flat surface is increased by moving the second fixing member to the upstream side in the recording medium conveyance direction. 前記第一の平坦面と前記第二の平坦面とが互いに平行である請求項1から7のいずれか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the first flat surface and the second flat surface are parallel to each other. 請求項1から8のいずれか1項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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