JP6632291B2 - Image heating device - Google Patents

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本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の記録方式を用いた複写機やプリンタ、FAX等の画像形成装置に用いられる画像加熱装置に関するものである。   The present invention relates to an image heating apparatus used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile that uses a recording method such as an electrophotographic method or an electrostatic recording method.

電子写真方式の画像形成装置で用いられる未定着像を形成担持させた記録材としての紙の定着装置には、熱効率などが良好な接触加熱型の定着方式が広く知られている。最近では、省電力化及びウェイトタイムの短さ(クイックスタート)を特徴とする定着方式が提案されている。例えば、薄肉の定着フィルムに内包されたヒータが定着フィルムを介して定着ローラと圧接されている構成で、加熱された定着フィルムと定着ローラの間を紙が通過することにより、紙上のトナー像が定着されるフィルム方式が挙げられる(特許文献1)。   2. Description of the Related Art As a fixing device for a paper as a recording material on which an unfixed image is formed and carried, which is used in an electrophotographic image forming apparatus, a contact heating type fixing system having good thermal efficiency and the like is widely known. Recently, a fixing method characterized by power saving and a short wait time (quick start) has been proposed. For example, in a configuration in which a heater included in a thin fixing film is pressed against a fixing roller via the fixing film, paper passes between the heated fixing film and the fixing roller, so that a toner image on the paper is formed. There is a film system in which fixing is performed (Patent Document 1).

このフィルム方式の定着装置は、定着フィルムの熱容量が小さいため、省電力化とクイックスタートを可能にしている。他に、加熱体を定着ローラ外表面に配置し、定着ローラの外表面のみを加熱することで、省電力化とクイックスタートを可能としている外部加熱方式の定着装置も提案されている。   This film-type fixing device enables power saving and quick start because the heat capacity of the fixing film is small. In addition, there has been proposed an external heating type fixing device in which a heating element is disposed on the outer surface of the fixing roller and only the outer surface of the fixing roller is heated to enable power saving and quick start.

これら省電力化とクイックスタートを可能にする定着装置に用いられる定着ローラとしては、弾性層が多数の細かい気泡を内包しているスポンジゴムから成るスポンジゴムローラが多用される。スポンジゴムには、例えば、シリコーンゴムにガスを分散させて発泡状にしたものや、樹脂マイクロバルーンを内包させたもの等が挙げられる。このようなスポンジゴムローラは、内包された気泡の存在により熱伝導度が小さく、断熱効果が高いため、芯金に熱が逃げず、表面の温度を高温に保つことができる。   A sponge rubber roller made of sponge rubber in which an elastic layer contains a large number of fine air bubbles is often used as a fixing roller used in a fixing device that enables power saving and quick start. The sponge rubber includes, for example, a foam obtained by dispersing a gas in silicone rubber, and a foam containing a resin microballoon. Such a sponge rubber roller has a low thermal conductivity and a high heat insulating effect due to the presence of the contained bubbles, so that heat does not escape to the core metal and the surface temperature can be kept high.

スポンジゴムには、内部の気泡が独立して存在する独泡スポンジゴムと、気泡が隣同士連なっている連泡スポンジゴムがある。どちらのスポンジゴムであっても、気泡の存在により、熱伝導度はソリッドゴムより小さく、断熱効果は高い。しかし、独泡スポンジゴムを用いた独泡スポンジローラの場合、長時間圧接力が与えられたまま放置されると、徐々に気泡内の気体が抜けて、圧接力が加えられている部分のみ潰れた状態になる。   The sponge rubber includes a closed cell sponge rubber in which bubbles inside exist independently and an open-cell sponge rubber in which bubbles are adjacent to each other. Regardless of the sponge rubber, due to the presence of air bubbles, the thermal conductivity is smaller than that of the solid rubber, and the heat insulating effect is high. However, in the case of a closed-cell sponge roller using closed-cell sponge rubber, if the pressing force is applied for a long period of time, the gas in the bubbles gradually escapes, and only the part where the pressing force is applied collapses. State.

通紙開始時、定着ローラの回転が再開しても、すぐには元の状態に戻ることができず、歪んだ形状で回転し続けるため、その部分で定着不良や紙の搬送不良が生じてしまう。そのため、気泡内の気体の出入りが自由で繰り返し圧縮に対する耐久性の強い連泡スポンジゴムを用いた連泡スポンジローラが一般的に使用される。   At the start of paper feeding, even if the rotation of the fixing roller resumes, it cannot return to the original state immediately, and it continues to rotate in a distorted shape, causing fixing failure and paper conveyance failure at that part. I will. Therefore, an open-cell sponge roller using open-cell sponge rubber that allows gas in the air to enter and exit freely and has high durability against repeated compression is generally used.

上述したような、連泡スポンジローラを用いたフィルム加熱方式の定着装置では、紙にシワ(以下、紙シワと称する)が発生するという問題がある。紙シワは、紙搬送速度が、定着ローラの回転軸方向(長手方向)で左右端部よりも中央部の方が速い場合に発生すると考えられる。従来、この問題に対しては、定着フィルムの外径を、回転軸方向(長手方向)で中央部よりも左右端部で大きくした形状(以下、逆クラウン形状と称する)に加工していた。これにより、左右端部の紙搬送速度が中央部の紙搬送速度を上回るような構成となることで、紙シワを防止していた(特許文献2)。   The fixing device of the film heating system using the open-cell sponge roller as described above has a problem that paper wrinkles (hereinafter, referred to as paper wrinkles) are generated. Paper wrinkling is considered to occur when the paper transport speed is faster at the center portion than at the left and right end portions in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the fixing roller. Conventionally, in order to solve this problem, the outer diameter of the fixing film has been processed to be larger at the left and right ends than at the center in the rotation axis direction (longitudinal direction) (hereinafter referred to as an inverted crown shape). Thus, the paper conveyance speed at the left and right end portions becomes higher than the paper conveyance speed at the central portion, thereby preventing paper wrinkles (Patent Document 2).

特開平4−204980号公報JP-A-4-204980 特開2005−284089号公報JP 2005-284089 A

しかしながら、近年、環境への意識の高まりに伴い、省資源化のため、従来より薄い記録材としての紙への対応が求められるようになった。薄紙は、コシが弱くて歪み易く、折れ易いため、紙シワが発生し易い。薄紙の紙シワ発生を防止するためには、定着フィルムのクラウン量をさらに大きくしなければならないが、定着フィルムにあまりに大きなクラウン量を持たせると、定着フィルムの走行が不安定になって、定着フィルムが歪んでしまう場合がある。   However, in recent years, as awareness of the environment has increased, it has been required to respond to paper as a thinner recording material in order to save resources. Since thin paper has low stiffness and is easily distorted and easily broken, paper wrinkles are easily generated. To prevent wrinkling of thin paper, the crown amount of the fixing film must be further increased.However, if the fixing film has an excessively large crown amount, the running of the fixing film becomes unstable and the fixing film becomes unstable. The film may be distorted.

定着フィルムが歪んでしまうと、熱伝達が回転軸方向で均一にならなかったり、定着フィルムが歪んだ状態で紙に圧接されることで、画像が乱れたりするという問題(以下、画像ズレと称する)が発生する。   If the fixing film is distorted, the heat transfer may not be uniform in the direction of the rotation axis, or the image may be disturbed by being pressed against the paper while the fixing film is distorted (hereinafter, referred to as image shift). ) Occurs.

本発明の目的は、薄い記録材でも、画像ズレが発生せずに、紙シワを抑制することができる画像加熱装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image heating apparatus capable of suppressing paper wrinkles without causing image displacement even with a thin recording material.

上記目的を解決するため、本発明に係る画像加熱装置は、回転軸となる芯金と、前記芯金の外周に設けられた、互いに連なった気泡を内包した弾性層と、を有するローラと、外面が前記ローラの外周面と接触する筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触しており、前記フィルムを介して前記ローラと共にニップ部を形成する加圧部材と、を有し、記録材を前記ニップ部で挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する画像加熱装置であって、前記ニップ部を形成するための圧力が前記ローラと前記加圧部材の間に掛かっていることによって、前記ローラの前記回転軸の軸線方向における中央領域の前記弾性層が端部領域の前記弾性層よりも潰れて、前記中央領域における前記ローラの外周長が、前記端部領域における前記ローラの外周長よりも短くなっており、且つ、前記中央領域に対応する前記ニップ部の記録材搬送方向の幅をNc、前記端部領域に対応する前記ニップ部の前記幅をNsとするとき、
Nc>Ns
なる条件を満たしていることを特徴とする。
To solve the above object, an image heating apparatus according to the present invention, the roller having a core metal serving as a rotating shaft, provided on the outer periphery of the metal core, and the elastic layer containing therein the bubbles continuous with each other, the And, a cylindrical film whose outer surface is in contact with the outer peripheral surface of the roller, and a pressing member that is in contact with the inner surface of the film and forms a nip portion with the roller through the film , An image heating apparatus for heating an image on a recording material while nipping and conveying the recording material at the nip portion , wherein a pressure for forming the nip portion is applied between the roller and the pressing member. Thereby, the elastic layer in the central region in the axial direction of the rotation axis of the roller is crushed more than the elastic layer in the end region, and the outer peripheral length of the roller in the central region is smaller than that of the roller in the end region. Perimeter length Also it is shorter, and the nip portion of the serial Rokuzai the width of the conveying direction Nc corresponding to the central area, the front Symbol width of the nip portion corresponding to the end regions when the Ns,
Nc> Ns
Characterized in that it meets the following condition.

本発明によれば、薄い記録材でも、画像ズレが発生せずに、紙シワを抑制することができる。   According to the present invention, paper wrinkles can be suppressed even with a thin recording material without causing image displacement.

本発明の第1の実施形態に係る画像加熱装置としての定着装置の断面概略図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a fixing device as an image heating device according to a first embodiment of the present invention. (a)は紙搬送速度がvc>vsであるときの定着フィルム側から見た定着装置の概略図で、定着ニップ部の手前で紙に波打ちが発生した状態を示す図、(b)は定着ニップ部の定着ローラ回転軸方向の紙搬送速度分布を示す図である。(A) is a schematic diagram of the fixing device as viewed from the fixing film side when the paper conveyance speed is vc> vs, and is a diagram showing a state in which the paper is wavy in front of the fixing nip portion, and (b) is a diagram illustrating the fixing. FIG. 5 is a diagram illustrating a paper conveyance speed distribution in a rotation axis direction of a fixing roller in a nip portion. 薄紙で波打ちが発生した状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which the waving occurred in the thin paper. 紙の波打ち発生前後の紙挙動を示し、(a)は波打ち発生時点の紙の様子を示す図、(b)は滑りモードを表す図、(c)は座屈モードを表す図である。7A and 7B show the behavior of the paper before and after the occurrence of waving, FIG. 7A is a diagram showing the state of the paper at the time of waving, FIG. 7B is a diagram showing a slip mode, and FIG. 7C is a diagram showing a buckling mode. (a)は紙搬送速度がvs>vcであるときの定着フィルム側から見た定着装置の概略図で定着ニップ部の手前の紙挙動を示す図、(b)は定着ニップ部の定着ローラ回転軸方向の紙搬送速度分布を示す図である。(A) is a schematic diagram of the fixing device viewed from the fixing film side when the paper conveyance speed is vs> vc, and shows a paper behavior before a fixing nip portion, and (b) is a diagram illustrating rotation of a fixing roller in the fixing nip portion. FIG. 4 is a diagram illustrating a paper conveyance speed distribution in an axial direction. (a)は定着フィルムを逆クラウン形状としたときの紙搬送方向上流側から見た定着装置の概略図、(b)は定着ニップ部の定着ローラ回転軸方向の紙搬送速度分布を示す図である。(A) is a schematic diagram of the fixing device viewed from the upstream side in the paper conveyance direction when the fixing film has an inverted crown shape, and (b) is a diagram showing a paper conveyance speed distribution in a fixing roller rotation axis direction of a fixing nip portion. is there. 圧接時の定着ローラの変形挙動を示す図で、(a)はソリッドローラの場合を表す図、(b)は連泡スポンジローラの場合を表す図である。7A and 7B are diagrams illustrating a deformation behavior of the fixing roller at the time of pressing, in which FIG. 7A illustrates a case of a solid roller, and FIG. 8B illustrates a case of an open-cell sponge roller. 定着ニップ幅と紙搬送速度の関係を測定する装置の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus for measuring a relationship between a fixing nip width and a paper conveyance speed. 定着ニップ幅と紙搬送速度の関係を測定した結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a result of measuring a relationship between a fixing nip width and a paper conveyance speed. 定着ニップ幅差ΔNと紙搬送速度差Δvの関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a fixing nip width difference ΔN and a paper conveyance speed difference Δv. (a)は紙搬送方向上流側から見た第1の実施形態に係る定着装置の概略図、(b)は定着ニップ部の形状を示す図である。FIG. 2A is a schematic diagram of the fixing device according to the first embodiment viewed from the upstream side in the paper conveyance direction, and FIG. 2B is a diagram illustrating a shape of a fixing nip portion. 第2の実施形態に係る定着装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a fixing device according to a second embodiment. (a)は紙搬送方向上流側から見た第2の実施形態に係る定着装置の概略図、(b)は定着ニップ部の形状を示す図である。FIG. 7A is a schematic diagram of a fixing device according to a second embodiment as viewed from the upstream side in the paper conveyance direction, and FIG. 8B is a diagram illustrating a shape of a fixing nip portion. 第3の実施形態に係る定着装置の概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram of a fixing device according to a third embodiment. (a)は紙搬送方向上流側から見た第3の実施形態に係る定着装置の概略図、(b)は定着ニップ部の形状を示す図である。FIG. 7A is a schematic diagram of a fixing device according to a third embodiment as viewed from the upstream side in the paper conveyance direction, and FIG. 8B is a diagram illustrating a shape of a fixing nip portion. その他の実施形態に係る定着装置の概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram of a fixing device according to another embodiment. その他の実施形態に係る定着装置の概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram of a fixing device according to another embodiment. 本発明の実施形態に係る画像加熱装置としての定着装置を搭載した画像形成装置の断面概略図である。1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus equipped with a fixing device as an image heating device according to an embodiment of the present disclosure.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

《第1の実施形態》
(画像形成装置)
図18は、本発明の実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の概略構成図である。本画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。1は像担持体としての電子写真感光体ドラムであり、矢示の時計方向に表面移動速度(プロセススピード)160mm/sをもって回転駆動される。2は接触帯電ローラ等の帯電手段であり、この帯電手段により感光体ドラム1の面が所定の極性・電位に一様に帯電処理(一次帯電)される。
<< 1st Embodiment >>
(Image forming device)
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus equipped with the image heating device according to the embodiment of the present invention. The present image forming apparatus is a laser beam printer using a transfer type electrophotographic process. Reference numeral 1 denotes an electrophotographic photosensitive drum as an image carrier, which is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow at a surface moving speed (process speed) of 160 mm / s. Reference numeral 2 denotes charging means such as a contact charging roller, which uniformly charges (primarily charges) the surface of the photosensitive drum 1 to a predetermined polarity and potential.

3は画像露光手段としてのレーザービームスキャナであり、不図示のイメージスキャナ・コンピュータ等の外部機器から入力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン/オフを変調したレーザー光Lを出力する。そして、感光体ドラム1の帯電処理面を走査露光(照射)する。この走査露光により感光体ドラム1面の露光明部の電荷が除電されて感光体ドラム1面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。   Reference numeral 3 denotes a laser beam scanner as image exposure means, which is a laser beam whose on / off is modulated in accordance with a time-series electric digital pixel signal of target image information input from an external device such as an image scanner or computer (not shown). L is output. Then, the charged surface of the photosensitive drum 1 is scanned and exposed (irradiated). By this scanning exposure, the charge of the exposed light portion on the surface of the photoconductor drum 1 is eliminated, and an electrostatic latent image corresponding to the target image information is formed on the surface of the photoconductor drum 1.

4は現像装置であり、現像スリーブ4aから感光体ドラム1面に現像材であるトナーが供給されて感光体ドラム1面の静電潜像が形成された部分に順次現像される。レーザービームプリンタの場合、一般的に、静電潜像の露光明部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。   Reference numeral 4 denotes a developing device, which is supplied with toner as a developing material from the developing sleeve 4a to the surface of the photosensitive drum 1 and sequentially develops a portion of the surface of the photosensitive drum 1 where an electrostatic latent image is formed. In the case of a laser beam printer, a reversal development method is generally used in which toner is adhered to the exposed portion of an electrostatic latent image and developed.

5は給紙カセットであり、記録材である紙(シートとも言う)Pを積載収納させてある。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ6が駆動されて給紙カセット5内の紙Pが一枚ずつ分離給紙される。給紙された紙Pは、レジストローラ7、シートパス8aを通って、感光体ドラム1と接触型・回転型の転写部材としての転写ローラ9との当接ニップ部である転写部位Tに導入される。この時、感光体ドラム1上のトナー像の先端部は転写部位Tに到達し、紙Pの先端部もちょうど転写部位Tに到達するタイミングとなるようにレジストローラ7で紙Pの搬送が制御される。   Reference numeral 5 denotes a paper feed cassette in which paper (also referred to as a sheet) P serving as a recording material is loaded and stored. The paper feed roller 6 is driven based on the paper feed start signal, and the paper P in the paper feed cassette 5 is separated and fed one by one. The fed paper P passes through a registration roller 7 and a sheet path 8a, and is introduced into a transfer portion T, which is a nip portion where the photosensitive drum 1 comes into contact with a transfer roller 9 as a contact / rotation type transfer member. Is done. At this time, the conveyance of the paper P is controlled by the registration roller 7 so that the leading end of the toner image on the photosensitive drum 1 reaches the transfer site T, and the leading end of the paper P reaches the transfer site T. Is done.

転写部位Tに導入された紙Pはこの転写部位Tで挟持搬送され、その間、転写ローラ9には不図示の転写バイアス印加電源から所定に制御された転写電圧(転写バイアス)が印加される。転写ローラ9にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで転写部位Tにおいて感光体ドラム1面のトナー像が紙Pの表面に静電的に転写される。転写部位Tにおいてトナー像の転写を受けた紙Pは感光体ドラム1面から分離されてシートパス8bを通って画像加熱装置としての定着装置11へ搬送導入され、トナー像の加熱・加圧定着処理を受ける。   The paper P introduced into the transfer site T is nipped and conveyed at the transfer site T. During this time, a transfer voltage (transfer bias) controlled in a predetermined manner from a transfer bias application power source (not shown) is applied to the transfer roller 9. When a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer roller 9, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is electrostatically transferred to the surface of the paper P at the transfer portion T. The paper P on which the toner image has been transferred at the transfer portion T is separated from the surface of the photosensitive drum 1, conveyed to the fixing device 11 as an image heating device through the sheet path 8 b, and heat-presses and fixes the toner image. Receive processing.

一方、紙分離後(紙Pに対するトナー像転写後)の感光体ドラム1面は、クリーニング装置10で転写残トナーや紙粉等の除去を受けてクリーニングされ、次の帯電、露光、現像、転写プロセスに備える。   On the other hand, the surface of the photosensitive drum 1 after the separation of the paper (after the transfer of the toner image to the paper P) is cleaned by the removal of the untransferred toner and paper dust by the cleaning device 10, and the next charging, exposure, development, and transfer are performed. Prepare for the process.

定着装置11を通った紙Pは、排紙ローラ15によって排紙口13に向かって搬送され、排紙口13から排紙トレイ14上に排出される。なお、本実施形態における画像形成装置のプロセススピードは160mm/sで、A4紙縦方向の通紙において1分間に30枚の画像形成処理が行われる。   The paper P that has passed through the fixing device 11 is conveyed toward a paper discharge port 13 by a paper discharge roller 15, and is discharged from the paper discharge port 13 onto a paper discharge tray 14. The process speed of the image forming apparatus according to the present embodiment is 160 mm / s, and 30 sheets of image forming processing are performed per minute when the A4 paper is passed in the vertical direction.

(画像加熱装置)
図1は、本発明の実施形態に係る画像加熱装置としての定着装置の概略構成図である。本実施形態では、定着ローラ24の弾性層が連泡スポンジゴム層であり、定着ニップ部幅が定着ローラ24の回転軸方向(記録材搬送方向に交差する長手方向)における左右端部よりも中央部において大きい構成とする。
(Image heating device)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fixing device as an image heating device according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the elastic layer of the fixing roller 24 is an open-cell sponge rubber layer, and the width of the fixing nip is more centered than the left and right ends in the rotation axis direction of the fixing roller 24 (longitudinal direction intersecting the recording material conveyance direction). The configuration is large in the section.

加熱体としてのヒータ23を内包する薄肉で円筒状(エンドレスベルト状)の回転可能な定着フィルム22と、対向体としての定着ローラ(回転ローラ)24は定着ニップ部(ニップ部)Nipを形成するように圧接されている。そして、加熱された定着フィルム22と定着ローラ24の間を記録材としての紙Pが挟持搬送されることにより、紙上のトナー像が定着される。   A thin, cylindrical (endless belt) rotatable fixing film 22 containing a heater 23 as a heating element and a fixing roller (rotating roller) 24 as an opposing element form a fixing nip (nip) Nip. It is pressed like so. Then, the paper P as a recording material is nipped and conveyed between the heated fixing film 22 and the fixing roller 24, so that the toner image on the paper is fixed.

このような定着方式では、定着フィルム22が薄肉で熱容量が小さいため、省電力化とクイックスタートを可能にしている。また、本実施形態における定着ローラ24は、回転軸となる芯金の外周の弾性層に低熱容量で低熱伝導率を示す連泡スポンジゴムを用いた連泡スポンジローラである。このような定着ローラ24では、芯金への熱の逃げが小さく表面温度が高温に保たれ易いため、更なる省電力化とクイックスタートを達成できる構成となっている。   In such a fixing method, since the fixing film 22 is thin and has a small heat capacity, power saving and quick start are enabled. Further, the fixing roller 24 in the present embodiment is an open-cell sponge roller using an open-cell sponge rubber having a low heat capacity and a low thermal conductivity for an elastic layer on the outer periphery of a core metal serving as a rotating shaft. Such a fixing roller 24 has a configuration in which heat is less likely to escape to the core metal and the surface temperature is easily maintained at a high temperature, so that further power saving and quick start can be achieved.

図1で、フィルムユニット500は、定着フィルム22、ヒータ23の他、ヒータ23を保持したヒータホルダ21、及び、そのヒータホルダ21を支える鉄製のステー25を内包している構成となっている。ヒータホルダ21は、定着フィルム22をガイドすると共に、ニップ部Nipを加圧する第1の加圧部材として機能する。ヒータホルダ21は、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PPS、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等で構成できる。本実施形態では、PPSを用いた。   In FIG. 1, the film unit 500 includes a fixing film 22, a heater 23, a heater holder 21 holding the heater 23, and an iron stay 25 supporting the heater holder 21. The heater holder 21 functions as a first pressing member that guides the fixing film 22 and presses the nip portion Nip. The heater holder 21 can be made of a high heat resistant resin such as polyimide, polyamide imide, PEEK, PPS, liquid crystal polymer, or a composite material of these resins with ceramics, metal, glass, and the like. In the present embodiment, PPS is used.

ステー25は、定着フィルム22の回転軸方向(長手方向)の左右端部から不図示のバネで図中矢印Wの方向に加圧されるようになっている。これにより、ヒータ23とそれを保持したヒータホルダ21は、定着フィルム22を介して連泡スポンジローラ24に加圧され、定着ニップ部Nipが形成されている。   The stay 25 is configured to be pressed in the direction of arrow W in the drawing by a spring (not shown) from the left and right ends of the fixing film 22 in the rotation axis direction (longitudinal direction). Thus, the heater 23 and the heater holder 21 holding the heater 23 are pressed by the open-cell sponge roller 24 via the fixing film 22 to form the fixing nip Nip.

本実施形態において、図中矢印Wの方向の総圧接力は15kgfで、定着ニップ部Nipの幅は6〜8mmとなっている。なお、連泡スポンジローラとしての定着ローラ24の弾性層の回転軸方向の幅は225mmであり、定着ニップ部内で単位面積当たりの圧接力は0.82×10Pa〜1.1×10Paである。 In this embodiment, the total pressing force in the direction of arrow W in the drawing is 15 kgf, and the width of the fixing nip Nip is 6 to 8 mm. The width of the elastic layer of the fixing roller 24 as the open-cell sponge roller in the rotation axis direction is 225 mm, and the pressing force per unit area in the fixing nip is 0.82 × 10 5 Pa to 1.1 × 10 5. Pa.

連泡スポンジローラとしての定着ローラ24は、駆動回転体として不図示の駆動源によって駆動され、連泡スポンジローラの表面移動速度が電子写真感光体ドラムと同じプロセススピード160mm/sになるよう、図1中矢印R1方向に回転されている。そして、定着フィルム22は、定着ニップ部Nipで定着ローラ24から動力をもらい、図1中矢印R2方向に従動回転する。このように、定着フィルム22は回転しながら、ヒータ23によって加熱され、その熱は、徐々に定着ローラ24へ伝わり、定着ローラ24に蓄熱される。   The fixing roller 24 as an open-cell sponge roller is driven by a drive source (not shown) as a driving rotating body, and the surface moving speed of the open-cell sponge roller is set to the same process speed as the electrophotographic photosensitive drum, ie, 160 mm / s. 1 has been rotated in the direction of the arrow R1. Then, the fixing film 22 receives power from the fixing roller 24 at the fixing nip Nip, and is driven to rotate in a direction indicated by an arrow R2 in FIG. As described above, the fixing film 22 is heated by the heater 23 while rotating, and the heat is gradually transmitted to the fixing roller 24 and is stored in the fixing roller 24.

ヒータ23の温度は、ヒータ23の背面に配置した温度検知素子27により温調温度180℃で制御されている。そして、未定着トナー像が記録された記録材としての紙Pは、定着ニップ部Nipで図中A1からA2へ搬送され、その間、加熱された定着フィルム22と蓄熱した連泡スポンジローラ24によって与えられる熱と圧接力より、紙Pにトナー像が定着される。   The temperature of the heater 23 is controlled at a regulated temperature of 180 ° C. by a temperature detecting element 27 disposed on the back of the heater 23. The paper P as a recording material on which the unfixed toner image is recorded is conveyed from A1 to A2 in the drawing at the fixing nip portion Nip, and is supplied by the heated fixing film 22 and the open-cell sponge roller 24 storing heat during that time. The toner image is fixed on the paper P by the applied heat and the pressing force.

(定着フィルム)
本実施形態の定着フィルム22は、変形させない円筒状の状態で外径が18mmである。厚み方向に多層構成となっており、層構成としては、フィルムの強度を保つための基層22aと、表面への汚れ付着低減のための離型層22bからなる。基層22aの材質は、ヒータ23の熱を受けるため耐熱性が必要であり、また、ヒータ23と摺動するため強度も必要である。ステンレス鋼(SUS)やニッケルなどの金属やポリイミドやポリアミドイミド、PEEK等の高耐熱性樹脂を用いるとよい。
(Fixing film)
The fixing film 22 of the present embodiment has a cylindrical shape that is not deformed and has an outer diameter of 18 mm. The film has a multilayer structure in the thickness direction. The layer structure includes a base layer 22a for maintaining the strength of the film and a release layer 22b for reducing the adhesion of dirt to the surface. The material of the base layer 22a needs to have heat resistance to receive the heat of the heater 23, and also needs strength to slide with the heater 23. A metal such as stainless steel (SUS) or nickel, or a high heat-resistant resin such as polyimide, polyamide imide, or PEEK may be used.

金属は樹脂に比べると強度があるため薄肉化でき、また、熱伝導率も高いため、ヒータ23の熱を定着フィルム22の表面へ伝達し易い。一方、樹脂は金属に比べて比重が小さいため熱容量が小さく温まり易いという利点がある。   Metals have strength compared to resins and can be made thinner, and have high thermal conductivity, so that the heat of the heater 23 can be easily transmitted to the surface of the fixing film 22. On the other hand, resin has the advantage that it has a small heat capacity and is easy to warm because it has a lower specific gravity than metal.

本実施形態では、定着フィルム22の基層22aの材質としてポリイミド樹脂を用い、熱伝導率と強度を向上させるためカーボン系のフィラーを添加して用いた。基層22aの厚さは薄いほどヒータ23の熱を定着ローラ24表面へ伝達し易いが強度が低下するため、15μm〜100μm程度が好ましく、本実施形態では60μmとした。   In the present embodiment, a polyimide resin is used as the material of the base layer 22a of the fixing film 22, and a carbon-based filler is added to improve the thermal conductivity and strength. As the thickness of the base layer 22a is smaller, the heat of the heater 23 is more easily transmitted to the surface of the fixing roller 24, but the strength is reduced. Therefore, the thickness is preferably about 15 μm to 100 μm, and in this embodiment, it is 60 μm.

定着フィルム22の離型層22bは、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFA)、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロポリプロピレン樹脂(FEP)等のフッ素樹脂を用いると好ましい。本実施形態では、これらフッ素樹脂の中でも離型性と耐熱性に優れるPFAを用いた。   The release layer 22b of the fixing film 22 is preferably made of a fluororesin such as perfluoroalkoxy resin (PFA), polytetrafluoroethylene resin (PTFA), and tetrafluoroethylene hexafluoropolypropylene resin (FEP). In the present embodiment, among these fluororesins, PFA having excellent release properties and heat resistance is used.

離型層22bはチューブを被覆させたものでも良いが、表面を塗料でコートしたものでも良い。本実施形態では、薄肉成型に優れるコートにより離型層22bを成型した。離型層22bは薄いほどヒータ23の熱を定着フィルム22表面に伝達し易いが、薄くし過ぎると耐久性が劣るため、5〜30μm程度が好ましい。本実施形態では、10μmとした。また、本実施形態の定着フィルムの形状は、走行が安定なストレート形状とした。   The release layer 22b may be coated with a tube, or may be coated with a paint on the surface. In the present embodiment, the release layer 22b is molded by a coat excellent in thin-wall molding. As the release layer 22b is thinner, the heat of the heater 23 is more easily transmitted to the surface of the fixing film 22, but if it is too thin, the durability is poor. In this embodiment, the thickness is 10 μm. Further, the shape of the fixing film of the present embodiment was a straight shape in which traveling was stable.

(定着ローラ)
本実施形態の定着ローラ24は、低熱伝導率及び低熱容量でクイックスタートを可能にする連泡スポンジローラである。定着ローラ24は、鉄製の芯金26の外周に、弾性層が形成され、弾性層は連なった気泡(多数の連なった気泡)を内包した層を含む。本実施形態では、弾性層として連泡スポンジゴム層24aを有し、更にその外周に離型層24bを有する構造となっている。
(Fusing roller)
The fixing roller 24 of the present embodiment is an open-cell sponge roller that enables quick start with low heat conductivity and low heat capacity. In the fixing roller 24, an elastic layer is formed on the outer periphery of an iron core 26, and the elastic layer includes a layer containing continuous bubbles (a large number of continuous bubbles). In this embodiment, the elastic layer has a continuous foam sponge rubber layer 24a, and further has a release layer 24b on its outer periphery.

本実施形態で用いた連泡スポンジゴムは、ソリッドゴムに樹脂バルーンと連泡剤を内包させ、連泡剤を気化させることにより樹脂バルーン同士を繋げた連泡スポンジゴムである。内包させた樹脂バルーンが多くて比重が小さいほど、得られる連泡スポンジゴムの熱伝導率及び熱容量は小さくなるが、小さすぎると強度が低下して耐久性が低下してしまう。   The open-cell sponge rubber used in the present embodiment is an open-cell sponge rubber in which a resin balloon and an open-cell agent are included in solid rubber, and the resin balloons are connected by vaporizing the open-cell agent. The thermal conductivity and heat capacity of the obtained open-cell sponge rubber become smaller as the number of resin balloons contained therein becomes smaller and the specific gravity becomes smaller. However, if it is too small, the strength is reduced and the durability is reduced.

そのため、適度な比重のものを用いる必要があり、0.40〜0.72の範囲とするのが好ましい。また、この時の連泡スポンジゴムの熱伝導率は0.11〜0.16W/m・Kを示す。本実施形態では、比重0.55、熱伝導率0.13W/m・Kの連泡スポンジゴムを用いた。   Therefore, it is necessary to use a material having an appropriate specific gravity, and it is preferable to set the range of 0.40 to 0.72. At this time, the thermal conductivity of the open-cell sponge rubber is 0.11 to 0.16 W / m · K. In the present embodiment, an open-cell sponge rubber having a specific gravity of 0.55 and a thermal conductivity of 0.13 W / m · K is used.

また、定着ローラ24の外径は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さ過ぎると定着ニップNipの幅が狭くなってしまい、紙への熱伝達が小さくなって定着性が劣化するため、適度な径が必要である。本実施形態では、外径は18mmとした。連泡スポンジゴム層24aの肉厚に関しても、薄過ぎれば鉄性の芯金26に熱が逃げるので、適度な厚みが必要である。本実施形態では、連泡スポンジゴム層24aの厚さは3.5mmとした。従がって、芯金26の径はφ11mmである。   The smaller the outer diameter of the fixing roller 24 is, the smaller the heat capacity is. However, if the outer diameter is too small, the width of the fixing nip Nip becomes narrow, and the heat transfer to the paper becomes small, and the fixing property is deteriorated. A diameter is required. In the present embodiment, the outer diameter is 18 mm. Regarding the thickness of the open-cell sponge rubber layer 24a, if it is too thin, heat escapes to the iron core 26, so that an appropriate thickness is required. In the present embodiment, the thickness of the open-cell sponge rubber layer 24a is 3.5 mm. Accordingly, the diameter of the cored bar 26 is 11 mm.

連泡スポンジローラの硬度は、高過ぎると定着ニップ部Nipの幅が狭くなってしまい、紙への熱伝達が小さくなって定着性が劣化するが、低過ぎると強度が低下して耐久性が落ちてしまう。そのため、硬度については、アスカーC硬度(500g荷重)で30°〜60°の範囲とするのが好ましい。本実施形態では、50°のものを使用した。   If the hardness of the open-cell sponge roller is too high, the width of the fixing nip Nip becomes narrow, and the heat transfer to the paper becomes small, thereby deteriorating the fixing property. Will fall. Therefore, the hardness is preferably in the range of 30 ° to 60 ° in Asker C hardness (500 g load). In the present embodiment, the one at 50 ° is used.

トナーの離型層24bは、定着フィルム22の離型層22b同様、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)とした。この離型層24bは、表面を塗料でコートしたものでも良いが、チューブを被覆させたものでも良い。本実施形態では、耐久性に優れるチューブにより離型層22bを成型した。離型層24bの材質としては、PFAの他に、PTFE、FEP等のフッ素樹脂や、離型性のよいフッ素ゴムやシリコーンゴム等を用いてもよい。   The release layer 24b of the toner was made of a perfluoroalkoxy resin (PFA) similarly to the release layer 22b of the fixing film 22. The release layer 24b may have a surface coated with a paint or a tube. In the present embodiment, the release layer 22b is formed from a tube having excellent durability. As a material of the release layer 24b, in addition to PFA, a fluororesin such as PTFE and FEP, a fluororubber or a silicone rubber having good release properties may be used.

(ヒータ)
ヒータ23は、幅5mmで厚さ1mmのアルミナの基板表面に、Ag/Pd(銀パラジウム)の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷により10μm塗工し、その上に発熱体保護層としてガラスを50μmの厚さで覆ったものを用いた。ヒータ23の背面には、通電発熱抵抗層の発熱に応じて昇温したセラミック基板の温度を検知するための温度検知素子27が配置されている。
(heater)
The heater 23 is formed by applying a current-generating resistance layer of Ag / Pd (silver palladium) to a surface of an alumina substrate having a width of 5 mm and a thickness of 1 mm by screen printing to a thickness of 10 μm. The one covered with the thickness was used. On the back surface of the heater 23, a temperature detecting element 27 for detecting the temperature of the ceramic substrate which has been heated according to the heat generated by the energized heat generating resistance layer is arranged.

この温度検知素子27の信号に応じて、長手方向端部にある不図示の電極部から通電発熱抵抗層に流す電流を適切に制御することで、ヒータ23の温度を調整している。そして、ヒータ23の熱は定着フィルム22の内面から表面に伝わり、定着ニップ部Nipを介して連泡スポンジローラとしての定着ローラ24の表面を加熱する。上述のように未定着トナー像が転写された紙Pが定着ニップNに搬送されると、定着フィルム22と連泡スポンジローラ24の熱は未定着トナー像と紙Pに伝わり、紙Pにトナー像が定着されるようになっている。   The temperature of the heater 23 is adjusted by appropriately controlling the current flowing from the electrode (not shown) at the longitudinal end to the current-carrying resistance layer in accordance with the signal from the temperature detecting element 27. Then, the heat of the heater 23 is transmitted from the inner surface of the fixing film 22 to the surface thereof, and heats the surface of the fixing roller 24 as an open-cell sponge roller via the fixing nip Nip. When the paper P to which the unfixed toner image is transferred as described above is conveyed to the fixing nip N, the heat of the fixing film 22 and the open-cell sponge roller 24 is transmitted to the unfixed toner image and the paper P, and the toner is transferred to the paper P. The image is fixed.

(紙シワ発生のメカニズム)
上述のような、紙を挟持搬送する構成の定着装置において、紙シワが発生することがあった。以下、紙シワが発生するメカニズムを説明する。紙シワは、定着ローラの回転軸方向(長手方向)における中央部の紙搬送速度vcが、左右端部の紙搬送速度vsより速いときに頻繁に見られる。紙搬送速度がvc>vsのとき、紙はおおよそ以下のような挙動を示す。
(Mechanism of paper wrinkling)
In the fixing device configured to pinch and convey paper as described above, paper wrinkling may occur. Hereinafter, the mechanism by which paper wrinkles occur will be described. Paper wrinkling is frequently seen when the paper transport speed vc at the center in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the fixing roller is faster than the paper transport speed vs at the left and right ends. When the paper conveyance speed is vc> vs, the paper behaves roughly as follows.

<紙搬送速度がvc>vsである場合における紙挙動>
・ 定着ニップ部の入口近傍で、紙に波打ちが発生する。
・ 波打ちの先端が定着ニップ部に噛み込まれる。
・ 波打ちが定着ニップ部に噛み込まれ続ける。
<Paper Behavior when Paper Conveyance Speed is vc>vs>
・ The paper is wavy near the entrance of the fixing nip.
・ The tip of the waving bites into the fixing nip.
・ Ripples continue to bite into the fixing nip.

まず、上記紙挙動(ア)について図2を用いて説明する。図2(a)は、図1に示した定着装置を矢印W方向から見た図で、紙Pが図中A1からA2の方向に搬送されて、図中太線で示してある幅Nの定着ニップ部Nipより手前で波打ちが発生している様子を表している。図2(b)は、そのときの連泡スポンジローラとしての定着ローラ24の回転軸方向(長手方向)における紙搬送速度分布である。   First, the paper behavior (A) will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a view of the fixing device shown in FIG. 1 as viewed from the direction of the arrow W. The paper P is conveyed in the direction from A1 to A2 in the drawing, and has a width N indicated by a thick line in the drawing. This shows a state in which waving occurs before the nip portion Nip. FIG. 2B shows the paper conveyance speed distribution in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the fixing roller 24 as the open-cell sponge roller at that time.

中央部の紙搬送速度vcが左右端部の紙搬送速度vsより速い場合、紙Pが定着ニップ幅内の任意の地点Nnまで水平に搬送されたと仮定した時の紙の中央部、左右端部の位置を結んだ直線B1−O−B2から、変化する。即ち、点Oを中心として角度θn1だけ回転が生じ、紙の中央部、左右端部の位置関係は、B1’−O−B2’のようになる。この時、定着ニップ部Nipより手前の領域では、紙には図中矢印D1及びD2で示したように中央部へ引き寄せられる方向の力が作用し、中央部が波打ち高さh、波打ち角度αだけ持ち上げられた格好になる。   When the paper transport speed vc at the central portion is faster than the paper transport speed vs at the left and right ends, the central portion and the left and right edges of the paper assuming that the paper P has been transported horizontally to an arbitrary point Nn within the fixing nip width. Changes from the straight line B1-OB2 connecting the positions of. That is, the rotation about the point O by the angle θn1 occurs, and the positional relationship between the central portion and the left and right end portions of the paper becomes as B1′-O-B2 ′. At this time, in a region before the fixing nip portion Nip, a force is applied to the paper in the direction of drawing toward the center as shown by arrows D1 and D2 in the figure, and the center portion has a waving height h and a waving angle α. You will just be lifted.

この波打ちの発生は、紙のコシにも依存する。紙の坪量が大きくて紙のコシが十分に強い場合には波打ちは発生しにくいが、紙の坪量が小さくて紙のコシが弱い薄紙の場合は、波打ち高さhも波打ち角度αも大きい波打ちが発生し易い。   The occurrence of the waving also depends on the stiffness of the paper. When the basis weight of the paper is large and the stiffness of the paper is sufficiently strong, waviness is unlikely to occur, but when the basis weight of the paper is small and the stiffness of the paper is thin, the undulation height h and the undulation angle α are both small. Large undulations are likely to occur.

更に薄い紙である場合には、図3に示すような連泡スポンジローラの回転軸方向(長手方向)に複数の波打ちが生じることもある。定着ローラ及び定着フィルムの硬度分布や、外径のムラ、また、紙の目など、少しでも定着ニップ部内における圧接力分布の偏りがあるだけで、コシの弱い薄紙は影響を受けて波打ちが発生してしまうためである。このような波打ちは、高さhは小さいが、角度αが大きい。   In the case of thinner paper, a plurality of undulations may occur in the rotational axis direction (longitudinal direction) of the open-cell sponge roller as shown in FIG. Even if there is a slight bias in the distribution of the pressing force in the fixing nip, such as unevenness in the hardness distribution and outer diameter of the fixing roller and fixing film, and the grain of the paper, thin paper with weak stiffness will be affected and undulation will occur. This is because Such waving has a small height h but a large angle α.

次に、紙挙動(イ)〜(ウ)について、図4を用いて説明する。図4は、図1中A1から定着装置を見たときの定着ニップ部Nipの近傍の様子を示している。図4(a)は、図中Wの力で圧接されている定着フィルム22と定着ローラ24の間に、紙Pの波打ちの先端が噛み込まれた時点(紙挙動(イ))での様子である。   Next, the paper behaviors (a) to (c) will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a state near the fixing nip portion Nip when the fixing device is viewed from A1 in FIG. FIG. 4A shows a state at the time when the tip of the corrugation of the paper P is caught between the fixing film 22 and the fixing roller 24 pressed by the force of W in the figure (paper behavior (a)). It is.

図4(b)、(c)は、図4(a)の状態からさらに搬送が進んで、紙Pの波打ちが圧接力Wの力で圧接されている定着フィルム22と定着ローラ24の間に徐々に噛み込まれていく時(紙挙動(ウ))に考えられる、2つの紙変形モードを示す。図4(b)、(c)は、それぞれ、滑りモード、座屈モードである。   FIGS. 4B and 4C show that the paper P is further conveyed from the state of FIG. 4A, and that the undulation of the paper P is between the fixing film 22 and the fixing roller 24 pressed against each other by the pressing force W. The two paper deformation modes that can be considered when the paper is gradually bitten (paper behavior (C)) are shown. FIGS. 4B and 4C show a sliding mode and a buckling mode, respectively.

まず、図4(b)の滑りモードは、紙の持つコシが強く、紙が平らな状態を保とうとする力F1及びF2が強いために、図中矢印G1及びG2で示しているように紙Pが左右へ広がるように滑りが生じる場合である。この時、紙シワは発生しない。   First, in the sliding mode of FIG. 4B, the paper has a strong stiffness, and the forces F1 and F2 for keeping the paper flat are strong. This is the case where slippage occurs so that P spreads right and left. At this time, paper wrinkles do not occur.

一方、(c)座屈モードは、圧接力Wによって紙Pに座屈Zが発生するモードである。紙のコシが弱くて、紙が平らな状態を保とうとする力が弱かったり、発生した波打ち高さhもしくは波打ち角度αが大きかったりするほど、圧接力Wによって座屈Zが発生し易い。この時、紙Pには折れ目が入り、紙シワ発生となる。   On the other hand, the buckling mode (c) is a mode in which buckling Z occurs on the paper P due to the pressing force W. The buckling Z is more likely to occur due to the pressing force W as the stiffness of the paper is weaker and the force for keeping the paper flat is weaker or the generated waving height h or the waving angle α is larger. At this time, the paper P is folded and paper wrinkles occur.

以上をまとめると、紙シワは次のようなメカニズムで発生する。まず、定着ローラの回転軸方向における中央部の紙搬送速度が左右端部の紙搬送速度より速いとき、紙には、定着ニップ部の手前の領域で、中央部へ引き寄せられる方向の力が作用する。この時、紙の坪量が小さくてコシが弱い薄紙ほど、波打ちが発生し易い。更に紙の搬送が進んで、波打ちの先端が連泡スポンジローラである定着ローラと定着フィルムに噛みこまれた時、コシが強い紙の場合は滑りモードとなって紙シワは発生しないが、コシが弱い紙の場合は座屈モードになり易くて紙シワが発生してしまう。   In summary, paper wrinkles are generated by the following mechanism. First, when the paper conveyance speed at the center in the rotation axis direction of the fixing roller is faster than the paper conveyance speed at the right and left ends, a force acts on the paper in a region before the fixing nip toward the center. I do. At this time, the thinner the paper basis weight and the lower the stiffness, the easier the waving is generated. Further, when the paper is further conveyed and the leading edge of the waving is caught between the fixing roller and the fixing film, which are open-cell sponge rollers, when the paper has a strong stiffness, a slip mode is set and no paper wrinkles are generated. If the paper is weak, the buckling mode is likely to occur and paper wrinkles will occur.

(紙シワ防止メカニズム)
紙シワの発生を防止するためには、上述した構成とは逆に、定着ローラの回転軸方向(長手方向)における左右端部の紙搬送速度vsを中央部の紙搬送速度vcより速くした構成にすると良い。図5は、図2と同様に、図5(a)に紙搬送の様子、図5(b)に紙搬送速度分布を示した図で、紙搬送速度分布をvs>vcとした場合を表している。
(Paper wrinkle prevention mechanism)
In order to prevent the occurrence of paper wrinkles, the paper transport speed vs at the left and right ends in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the fixing roller is higher than the paper transport speed vc at the center, contrary to the above configuration. It is good to FIG. 5 is a diagram showing the state of paper conveyance in FIG. 5A and FIG. 5B showing the paper conveyance speed distribution, as in FIG. 2, and shows a case where the paper conveyance speed distribution is vs> vc. ing.

左右端部の紙搬送速度vsが中央部の紙搬送速度vcより速い場合、紙Pが定着ニップ幅内の任意の地点Nnまで水平に搬送されたと仮定した時の紙の中央部、左右端部の位置を結んだ直線B1−O−B2から、点Oを中心として角度θn2だけ回転が生じる。そして、紙の中央部、左右端部の位置関係は、B1”−O−B2”のようになる。この時、定着ニップ部より手前の領域では、図中矢印E1及びE2で示したように紙には左右端部方向へ引っ張られる方向の力が作用するため、そもそもの紙シワの原因である波打ちの発生が抑制される。   When the paper transport speed vs at the left and right end portions is faster than the paper transport speed vc at the central portion, the central portion and the left and right edge portions of the paper assuming that the paper P has been transported horizontally to an arbitrary point Nn within the fixing nip width. Are rotated about the point O by an angle θn2 from a straight line B1-OB2 connecting the positions of. The positional relationship between the center and the left and right ends of the paper is as shown by B1 "-OB2". At this time, in the area before the fixing nip portion, as shown by arrows E1 and E2 in the drawing, a force is applied to the paper in the direction of pulling the paper toward the left and right end portions, so that the wavy which originally causes the paper wrinkles. Is suppressed.

ただし、坪量が小さくコシが弱い薄紙の場合は、前述したように、波打ち高さhや波打ち角度αが大きい波打ちが発生し易い。そのため、左右端部方向へ引っ張られる方向の力をさらに大きくする必要がある。このためには、紙搬送速度をvs>vcとして、その差を大きくすれば良い。つまりは、紙搬送速度をvs>vcとしてその差を大きくすることで、薄い紙でも定着ニップ手前の波打ちを無くすことができ、紙シワを防止することができる。   However, in the case of a thin paper having a small basis weight and a low stiffness, as described above, the undulation having a large undulation height h and a large undulation angle α is likely to occur. Therefore, it is necessary to further increase the force in the direction of being pulled toward the left and right end portions. For this purpose, the paper conveyance speed is set to vs> vc, and the difference may be increased. In other words, by increasing the difference by setting the paper conveyance speed to vs> vc, it is possible to eliminate waving before the fixing nip even with thin paper, and to prevent paper wrinkles.

(比較例1として定着フィルムを逆クラウン状とすることでvs>vcとする方法)
以上の通り、坪量が小さくてコシの弱い紙の紙シワを防止するためには、紙搬送速度をvs>vcとし、その差Δvを大きくしなければならない。以下、紙の搬送速度差Δvは、連泡スポンジローラである定着ローラ24の回転軸方向(長手方向)で中央部の紙搬送速度vcと同方向左右端部の紙搬送速度vsを用いて、下記の通り与えられるものとする。
Δv = vs−vc (式1)
従来、vs>vcとする手段として、定着フィルム22を回転軸方向(長手方向)で中央部の外径より左右端部の外径の方が大きい形状、つまり、逆クラウン形状にする方法が採用されていた。図6に、図1中A1方向から見た比例例1の定着装置11の構成模式図と紙搬送速度分布を示す。
(Comparative Example 1 is a method in which the fixing film has an inverted crown shape so that vs> vc).
As described above, in order to prevent paper wrinkles on paper having a small basis weight and low stiffness, the paper transport speed must be set to vs> vc, and the difference Δv must be increased. Hereinafter, the paper transport speed difference Δv is determined by using the paper transport speed vs at the left and right ends in the same direction as the paper transport speed vc at the center in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the fixing roller 24 as the open-cell sponge roller. It shall be given as follows.
Δv = vs−vc (Equation 1)
Conventionally, as a means for satisfying vs> vc, a method is adopted in which the fixing film 22 has a shape in which the outer diameter at the left and right ends is larger than the outer diameter at the center in the rotation axis direction (longitudinal direction), that is, an inverted crown shape. It had been. FIG. 6 shows a schematic diagram of the configuration of the fixing device 11 of the proportional example 1 as viewed from the direction A1 in FIG.

逆クラウン形状の定着フィルム22は、外周長の大きい左右端部の表面移動速度vFsより、外周長の小さい中央部の表面移動速度vFcの方が遅く回転する。そのため、定着フィルム22の中央部は、連泡スポンジローラである定着ローラ24に、図6中斜線で示した領域Jで、ブレーキをかけながら回転している状態となっていると考えられる。   The reverse crown-shaped fixing film 22 rotates at a lower surface moving speed vFc at the central portion having a smaller outer peripheral length than at the left and right end portions having a larger outer peripheral length. For this reason, it is considered that the central portion of the fixing film 22 is rotating while applying a brake to the fixing roller 24, which is an open-cell sponge roller, in a shaded area J in FIG.

ここに紙が通紙されると、ブレーキがかかる中央部の紙搬送速度vcは遅くなるため、左右端部の紙搬送速度vsの方が速くなる。また、Δvを大きくするためには、回転軸方向(長手方向)における中央部の外径と左右端部の外径の差、即ち、逆クラウン量を大きくすれば良い。   When the paper is passed here, the paper transport speed vc at the central portion where the brake is applied becomes slower, so that the paper transport speed vs at the left and right ends becomes faster. In order to increase Δv, the difference between the outer diameter of the central portion and the outer diameter of the left and right end portions in the rotation axis direction (longitudinal direction), that is, the amount of inverted crown may be increased.

ここで、表1に定着フィルムを逆クラウン形状としたことによる紙搬送速度差Δvの発生と、紙シワ防止効果を調べた結果を示す。紙搬送速度差Δvについては、以下のように求める。即ち、幅30mmの短冊状に切ったExtra80g紙Pを画像形成装置の定着ローラ回転軸方向中央部と左右端部の位置で通紙する。そして、排紙トレイ上に到達した時点での紙Pの搬送速度をデジタルレーザードップラー速度計(キヤノン株式会社)によってそれぞれ測定し、算出した。   Here, Table 1 shows the results of examining the occurrence of the paper conveyance speed difference Δv and the effect of preventing paper wrinkles due to the inverted crown shape of the fixing film. The paper transport speed difference Δv is obtained as follows. That is, Extra80g paper P cut into a strip having a width of 30 mm is passed through the center of the fixing roller rotating shaft direction and the left and right ends of the image forming apparatus. Then, the transport speed of the paper P at the time when the paper P reached the discharge tray was measured and calculated by a digital laser Doppler speedometer (Canon Inc.).

測定に使用した定着ローラは、本実施形態の連泡スポンジローラと同じものを用い、外径は18mm、アスカーC硬度は50°、回転軸方向の逆クラウン量は0μm(ストレート形状)である。圧接力Wは15kgf、プロセススピードは160mm/sとした。表1では、測定した左右端部の紙搬送速度vsと中央部の紙搬送速度vcと紙搬送速度差Δvを示してある。   The fixing roller used for the measurement is the same as the open-cell sponge roller of the present embodiment, and has an outer diameter of 18 mm, an Asker C hardness of 50 °, and a reverse crown amount in the rotation axis direction of 0 μm (straight shape). The pressing force W was 15 kgf, and the process speed was 160 mm / s. In Table 1, the measured paper transport speed vs. the right and left end portions, the central portion paper transport speed vc, and the paper transport speed difference Δv are shown.

紙シワ防止効果については、紙シワは坪量が小さくコシの弱い薄紙であるほど発生し易いため、紙の坪量に対して紙シワの発生有無を調べることで確認した。定着フィルムは、中央部の外径を18mmで統一して、逆クラウン量が0μm(ストレート形状)、25μm、80μmである場合についてそれぞれ調べた。10枚連続通紙中、紙シワが発生した場合を×、発生しなかった場合を○とする。また、画像ズレについても評価した。画像ズレとは、紙上の未定着トナーがフィルムと定着ニップ手前で摺擦することにより画像が乱れるという画像不良である。   The effect of preventing paper wrinkles was confirmed by examining the presence or absence of paper wrinkles with respect to the basis weight of paper, since paper wrinkles tend to occur as the weight of the paper is smaller and the stiffness is weaker. For the fixing film, the outer diameter of the central portion was unified to 18 mm, and the cases where the reverse crown amount was 0 μm (straight shape), 25 μm, and 80 μm were examined. During continuous paper passing of 10 sheets, x indicates that paper wrinkles occurred, and o indicates that no wrinkles occurred. Further, the image displacement was also evaluated. Image misalignment is an image defect in which unfixed toner on paper rubs against a film in front of a fixing nip to disturb an image.

先述したとおり、定着フィルムは、あまりに大きなクラウン量を持たせると、画像ズレが発生してしまう。画像ズレが発生した場合を×、発生しなかった場合を○で示してある。   As described above, if the fixing film has an excessively large crown amount, an image shift occurs. X indicates that an image shift has occurred, and × indicates that no image shift has occurred.

定着フィルムが、逆クラウン量0μmのストレート形状の場合、紙搬送速度差Δvはほぼ0mm/sであり、この時、坪量64gの紙でも紙シワが発生してしまった。定着フィルムを逆クラウン量25μmの逆クラウン形状にした場合、紙搬送速度差Δvが0.3mm/sとなり、坪量64gの紙の紙シワ発生を防止することができた。定着フィルムの逆クラウン量を80μmとした場合は、紙搬送速度差Δvを1.3mm/sまで大きくなり、紙シワは坪量52gの紙まで発生を防止することができた。しかし、画像ズレが発生してしまった。   When the fixing film has a straight shape with an inverted crown amount of 0 μm, the difference in paper conveyance speed Δv is almost 0 mm / s, and at this time, paper wrinkles are generated even with paper having a basis weight of 64 g. When the fixing film was formed in an inverted crown shape having an inverted crown amount of 25 μm, the paper conveyance speed difference Δv was 0.3 mm / s, and it was possible to prevent paper wrinkles of paper having a basis weight of 64 g. When the reverse crown amount of the fixing film was set to 80 μm, the difference Δv in the paper transport speed was increased to 1.3 mm / s, and paper wrinkles could be prevented up to a paper weight of 52 g. However, an image shift has occurred.

このように、定着フィルムの逆クラウン形状を大きくし過ぎると、定着フィルムの走行が不安定になり、不安定な走行のために歪んだ定着フィルムと定着ローラとに圧接される紙上の未定着トナーは乱れ、画像ズレが発生してしまう。   As described above, when the inverted crown shape of the fixing film is too large, the running of the fixing film becomes unstable, and the unfixed toner on the paper pressed against the fixing film distorted due to the unstable running and the fixing roller. Is disturbed, and an image shift occurs.

(比較例2として定着ローラを逆クラウン状とすることでvs>vcとする方法)
次に、定着ローラによって紙搬送速度をvs>vcの関係にする方法について示す。その最適手段は、ソリッドローラと連泡スポンジローラでは異なる。まず、定着ローラ24としてソリッドローラを用いた場合については、その形状を逆クラウン形状とすることにより、定着フィルム22を逆クラウンとした場合とほぼ同様の原理で、紙搬送速度をvs>vcとすること、及び、Δvを大きくすることが可能である。
(Comparative Example 2 where the fixing roller has an inverted crown shape so that vs> vc)
Next, a description will be given of a method of setting the paper conveyance speed to a relation of vs> vc by the fixing roller. The optimum means is different between the solid roller and the open-cell sponge roller. First, in the case where a solid roller is used as the fixing roller 24, the shape of the fixing roller 22 is formed into an inverted crown shape, and the paper transport speed is set to vs> vc on substantially the same principle as when the fixing film 22 is formed as an inverted crown. It is possible to increase Δv.

次に、定着ローラ24として連泡スポンジローラを用いた場合について説明する。連泡スポンジローラの場合は、定着フィルムやソリッドローラのように、その形状を逆クラウン形状にしても紙搬送速度をvs>vcとすることが困難である。以下、その理由について、ソリッドローラと連泡スポンジローラの違いを示しながら説明する。   Next, a case where an open-cell sponge roller is used as the fixing roller 24 will be described. In the case of an open-cell sponge roller, it is difficult to make the paper transport speed vs. vc even if the shape is an inverted crown shape like a fixing film or a solid roller. Hereinafter, the reason will be described while showing the difference between the solid roller and the open-cell sponge roller.

ソリッドローラと連泡スポンジローラとでは、圧接力がかかったときの変形挙動に違いがある。圧接力Wがかかったときの各定着ローラの変形挙動を、図7(a)(b)に示す。図7(a)は定着ローラがソリッドローラの場合、図7(b)は連泡スポンジローラの場合である。図中の点線は、圧接力Wがかかっていない状態の定着ローラの形状を示している。   There is a difference in the deformation behavior between the solid roller and the open-cell sponge roller when a pressing force is applied. FIGS. 7A and 7B show the deformation behavior of each fixing roller when the pressing force W is applied. 7A shows a case where the fixing roller is a solid roller, and FIG. 7B shows a case where the fixing roller is an open-cell sponge roller. The dotted line in the figure indicates the shape of the fixing roller in a state where the pressing force W is not applied.

ソリッドローラの場合は、圧接力Wがかかり、圧接力Wの方向にゴムが縮むと、その分、ゴムが図中矢印70の方向に伸びる。そのため、潰せば潰すほど、ゴムが伸ばされて、外周長が大きくなり、紙搬送速度は速くなる。一方、連泡スポンジローラの場合は、圧接力Wがかかると連泡スポンジゴム層内に存在する気泡内の空気が外に出て、気泡が潰れるため、連泡スポンジローラの外周長が小さくなるような変形をする。このため、潰せば潰すほど、外周長が小さくなり、紙搬送速度が遅くなる。   In the case of a solid roller, a pressing force W is applied, and when the rubber contracts in the direction of the pressing force W, the rubber expands in the direction of arrow 70 in the drawing. Therefore, the more the paper is crushed, the more the rubber is stretched, the longer the outer peripheral length, and the faster the paper transport speed. On the other hand, in the case of the open-cell sponge roller, when the pressing force W is applied, the air in the bubbles existing in the open-cell sponge rubber layer goes out and the bubbles are crushed, so that the outer peripheral length of the open-cell sponge roller is reduced. Make such a deformation. For this reason, the more the paper is crushed, the smaller the outer peripheral length is, and the lower the paper transport speed is.

このような変形挙動の違いによって、ソリッドローラと連泡スポンジローラでは、逆クラウン形状とすることによって生じさせることのできる紙搬送速度差が異なる。ソリッドローラは、外径が大きくなれば、その分紙搬送速度に関わる外周長が大きくなる上、ゴム量が増えるために図中矢印70方向への伸び変形も大きくなるため、紙搬送速度は速くなる。一方、連泡スポンジローラは、外径が大きくなっても、圧接力Wにより潰されると連泡スポンジローラの外周長が小さくなってしまうため、紙搬送速度が速くなりにくい。   Due to such a difference in the deformation behavior, the solid roller and the open-cell sponge roller differ in the paper conveyance speed difference that can be caused by the inverted crown shape. As the outer diameter of the solid roller increases, the outer peripheral length related to the paper transport speed increases, and the amount of rubber increases, so the elongation and deformation in the direction of arrow 70 in the figure also increases. Become. On the other hand, even if the outer diameter of the open-cell foam sponge roller is large, if the open-cell foam sponge roller is crushed by the pressing force W, the outer peripheral length of the open-cell foam sponge roller is reduced.

ここで、定着ローラを逆クラウン形状としたことによる紙搬送速度差Δvの発生と、紙シワ防止効果を調べた結果を示す。実験は、定着フィルムを逆クラウン形状としたことによる紙搬送速度差Δvの発生と、紙シワ防止効果を調べた時と同様にして行った。定着フィルムの逆クラウン量は0μm(ストレート形状)とした。定着ローラの逆クラウン量は0μm、150μm、200μmとして比較した。結果は、表2に示す。   Here, the results of examining the occurrence of the paper conveyance speed difference Δv due to the fixing roller having an inverted crown shape and the effect of preventing paper wrinkles will be described. The experiment was performed in the same manner as when the occurrence of the paper conveyance speed difference Δv due to the inverted crown shape of the fixing film and the effect of preventing paper wrinkles were examined. The reverse crown amount of the fixing film was 0 μm (straight shape). The comparison was made with the reverse crown amounts of the fixing rollers being 0 μm, 150 μm, and 200 μm. The results are shown in Table 2.

ソリッドローラは逆クラウン形状とすることで、左右端部の紙搬送速度が速くなり紙搬送速度差Δvを発生させることができた。ソリッドローラの場合、逆クラウン量を200μmとすることで、Δvが1.8mm/sにすることができ、坪量42gの薄紙の紙シワをも防止することができた。   By making the solid roller have an inverted crown shape, the paper transport speed at the left and right ends was increased, and a paper transport speed difference Δv could be generated. In the case of a solid roller, by setting the reverse crown amount to 200 μm, Δv could be made 1.8 mm / s, and wrinkles of a thin paper having a basis weight of 42 g could be prevented.

しかし、連泡スポンジローラは逆クラウン量200μmの逆クラウン形状としても、左右端部の紙搬送速度vsはソリッドローラほど大きく変わらず、紙搬送速度Δvをあまり大きくすることができなかった。そのため、紙シワ防止効果も小さかった。この通り、定着ローラが連泡スポンジローラである場合は、ソリッドローラのようにその形状を逆クラウン形状とすることによる方法で紙搬送速度をvs>vcの関係にするのは困難である。   However, even if the open-cell sponge roller has an inverted crown shape with an inverted crown amount of 200 μm, the paper transport speed vs. at the left and right ends does not change so much as the solid roller, and the paper transport speed Δv cannot be increased so much. Therefore, the effect of preventing paper wrinkles was small. As described above, when the fixing roller is an open-cell sponge roller, it is difficult to make the paper conveyance speed satisfy the relationship of vs> vc by a method in which the shape of the fixing roller is an inverted crown shape like a solid roller.

(本実施形態における定着ローラにニップ幅差を設けることでvs>vcとする方法)
上述したとおり、定着ローラ24が連泡スポンジローラの場合は、圧接力Wをかけて弾性ゴム層内の気泡を潰すことによって連泡スポンジローラの外周長を小さくすることができる。この性質を利用して、連泡スポンジローラの中央部を左右端部よりも潰すような構成にすれば、紙搬送速度をvs>vcの関係にすることができる。
(Method of setting vs> vc by providing a nip width difference in the fixing roller in the present embodiment)
As described above, when the fixing roller 24 is an open-cell sponge roller, the outer peripheral length of the open-cell sponge roller can be reduced by crushing bubbles in the elastic rubber layer by applying a pressing force W. Utilizing this property, if the central portion of the open-cell sponge roller is crushed more than the left and right end portions, the paper transport speed can be in a relationship of vs> vc.

ここで、連泡スポンジローラを徐々に潰していった時の紙搬送速度の変化を調べ、上記の検証を行った。実験は図8に示すような定着装置を用いて調べた。圧接力による定着ローラの撓みの影響を除外するため、回転軸方向の長さを短くした定着装置を用いた。連泡スポンジローラのゴム層の回転軸方向の長さと定着フィルムの回転軸方向の長さを40mmとした。圧接力Wによる連泡スポンジローラの潰れ量は、定着ニップ幅Nを測定することにより判断した。   Here, a change in the paper conveyance speed when the open-cell sponge roller was gradually crushed was examined, and the above verification was performed. The experiment was examined using a fixing device as shown in FIG. In order to exclude the influence of the bending of the fixing roller due to the pressing force, a fixing device having a reduced length in the rotation axis direction was used. The length of the rubber layer of the open-cell foam sponge roller in the rotation axis direction and the length of the fixing film in the rotation axis direction were 40 mm. The amount of collapse of the open-cell sponge roller by the pressing force W was determined by measuring the fixing nip width N.

定着ニップ幅Nが大きいほど、連泡スポンジローラはより潰れて外径が小さい状態になっているといえる。定着ニップ幅Nは圧分布測定システム(ニッタ株式会社)で測定した。実験に用いた定着装置構成は、次の通りである。図8において、定着フィルム81は、加圧体82を内包して、バネ83によって定着ローラ84に圧接されている。圧接力はバネ83によって調整し、2.1〜3.9kgfとしたところ、定着ニップ幅Nは約6.8〜7.4mmであった。   It can be said that as the fixing nip width N is larger, the open-cell sponge roller is more crushed and has a smaller outer diameter. The fixing nip width N was measured by a pressure distribution measuring system (Nitta Corporation). The configuration of the fixing device used in the experiment is as follows. In FIG. 8, a fixing film 81 includes a pressing body 82 and is pressed against a fixing roller 84 by a spring 83. When the pressing force was adjusted by a spring 83 to be 2.1 to 3.9 kgf, the fixing nip width N was about 6.8 to 7.4 mm.

定着ローラ84は、本実施形態における画像形成装置のプロセススピードと同じ160mm/sの速さで、図中R1の方向に回転させた。そして、定着ローラ84と定着フィルム81が形成する定着ニップ部Nipに、30mm幅の短冊状に切ったExtra80gの紙Pを通紙した。そして、デジタルレーザードップラー速度計80(キヤノン株式会社)で定着ニップ部を通過後における同紙の搬送速度を測定した。結果は、図9に示す。図9に示すように、連泡スポンジローラは、圧接力Wを増加させて潰し、定着ニップ幅Nを大きくするほど、紙搬送速度が遅くなった。   The fixing roller 84 was rotated in the direction of R1 in the figure at the same speed of 160 mm / s as the process speed of the image forming apparatus in the present embodiment. Then, Extra 80 g of paper P cut into a strip having a width of 30 mm was passed through a fixing nip portion Nip formed by the fixing roller 84 and the fixing film 81. Then, the transport speed of the paper after passing through the fixing nip was measured by a digital laser Doppler speedometer 80 (Canon Inc.). The results are shown in FIG. As shown in FIG. 9, the open-cell sponge roller was crushed by increasing the pressing force W, and the paper conveyance speed was decreased as the fixing nip width N was increased.

以上より、定着ローラに連泡スポンジローラを用いる場合、紙搬送速度をvs>vcの関係にして紙シワを防止するためには、左右端部よりも中央部を潰した状態とすれば良い。即ち、中央部(第1の領域)の定着ニップ幅Ncを端部側(第2の領域である左右端部側)のニップ幅Nsより大きい構成にすれば良い。即ち、Nc>Nsなる条件を満たすようにすれば良い。また、紙搬送速度差Δvを大きくするには、中央部の定着ニップ幅Ncと左右端部のニップ幅Nsの差ΔNを大きくすれば良い。   As described above, when the open-cell sponge roller is used as the fixing roller, in order to prevent the paper wrinkles by setting the paper conveyance speed to the relation of vs> vc, the central portion may be crushed rather than the left and right ends. That is, the fixing nip width Nc at the central portion (first region) may be configured to be larger than the nip width Ns at the end portion (left and right end portions as the second region). That is, the condition of Nc> Ns may be satisfied. Further, in order to increase the paper transport speed difference Δv, the difference ΔN between the fixing nip width Nc at the center and the nip width Ns at the left and right ends may be increased.

(本実施形態のヒータホルダ形状に基づく定着ニップ構成)
以上の通り、連泡スポンジローラを用いた構成の場合に紙シワを防止するために、紙搬送速度差Δvを発生させるには、中央部の定着ニップ部の幅(ニップ幅)Ncを左右端部の定着ニップ部の幅(ニップ幅)Nsより大きい構成にすれば良い。以下、定着ニップ部の幅差(ニップ幅差)ΔNは、連泡スポンジローラの回転軸方向(長手方向)における中央部の定着ニップ幅Ncと同方向左右端部の定着ニップ幅Nsを用いて、下記の通り与えられるものとする。
ΔN = Nc −Ns (式2)
表2における実験番号6のΔvの値と紙シワ発生度合いより分かる通り、本実施形態のフィルム方式の定着装置において、坪量42gの薄紙の紙シワは、Δvを1.8mm/s以上にすれば防止できるといえる。図9より、左右端部の定着ニップ幅Nsが6.8mmとした場合に中央部の定着ニップ幅Ncを変え、ΔNを変化させた時、どの程度紙搬送速度差Δvが発生するかを算出した。ΔNに対してΔvを、プロットしたグラフを図10に示す。
(Fixing nip configuration based on heater holder shape of this embodiment)
As described above, in order to generate the paper conveyance speed difference Δv in order to prevent paper wrinkling in the case of using the open-cell sponge roller, the width (nip width) Nc of the fixing nip portion at the center is adjusted to the left and right ends. The width of the fixing nip portion (nip width) Ns may be larger than the fixing nip portion. Hereinafter, the width difference (nip width difference) ΔN of the fixing nip portion is obtained by using the fixing nip width Nc at the center portion in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the open-cell sponge roller and the fixing nip width Ns at the left and right ends in the same direction. , Given below.
ΔN = Nc−Ns (Equation 2)
As can be seen from the value of Δv of Experiment No. 6 and the degree of paper wrinkle occurrence in Table 2, in the film-type fixing device of the present embodiment, the paper wrinkle of thin paper having a basis weight of 42 g has a Δv of 1.8 mm / s or more. Can be prevented. From FIG. 9, when the fixing nip width Ns at the left and right ends is 6.8 mm, the fixing nip width Nc at the center is changed, and when ΔN is changed, how much the paper conveyance speed difference Δv occurs is calculated. did. FIG. 10 shows a graph in which Δv is plotted against ΔN.

坪量42gの薄紙の紙シワを防止するために、紙搬送速度差Δvが1.8mm/s以上となるようにするには、定着ニップ幅差ΔNは0.4mm以上とすれば良い。つまり、中央部のニップ幅Ncを7.2mm以上にすれば良い。   In order to prevent the paper wrinkles of the thin paper having the basis weight of 42 g, the fixing nip width difference ΔN may be set to 0.4 mm or more so that the sheet conveyance speed difference Δv is 1.8 mm / s or more. That is, the nip width Nc at the center may be set to 7.2 mm or more.

本実施形態では、図11(a)のようにヒータホルダ21の形状を調整することで、ニップ幅を調整した。即ち、第1の加圧部材としてのヒータホルダ21は、長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりも定着ローラ24に近づく形状(凸形状)を有する。これにより、図9より理解されるように、定着ローラ24が長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりも圧接力が高く、長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりもニップ幅が大きくなる。   In the present embodiment, the nip width is adjusted by adjusting the shape of the heater holder 21 as shown in FIG. That is, the heater holder 21 as the first pressing member has a shape (convex shape) that is closer to the fixing roller 24 at the center (first region) in the longitudinal direction than at the end (second region). As a result, as can be understood from FIG. 9, the fixing roller 24 has a higher pressing force at the longitudinal central portion (first region) than at the end portion (second region), and the longitudinal central portion (second region). In the first region, the nip width is larger than in the end portion (the second region).

図11(b)は、本実施形態におけるニップ幅形状である。図11(a)におけるヒータホルダ21の中央部の凸部の突起量であるH1を550μmとすることで、左右端部の定着ニップ幅Nsが6.8mmであるのに対し、中央部のニップ幅NcをNsより大きい7.2mmとしている。   FIG. 11B shows a nip width shape in the present embodiment. By setting H1 which is the protrusion amount of the central convex portion of the heater holder 21 in FIG. 11A to 550 μm, the fixing nip width Ns at the left and right ends is 6.8 mm, whereas the central nip width Ns is 6.8 mm. Nc is set to 7.2 mm larger than Ns.

(本実施形態における紙シワ防止効果)
本実施形態の構成で、紙シワ発生の有無を評価した結果に示す。上述した評価方法と同様に、各坪量の紙を10枚連続通紙した時の紙シワ発生の有無を評価した。また、紙搬送速度差Δvも同様にして測定した。比較の為に表1の定着フィルムを逆クラウン形状とすることによる紙シワ対策のみを施した場合の結果である実験番号2と実験番号3の結果も一緒に示す。画像ズレについても確認し、その結果を表3に示す。
(Paper wrinkle prevention effect in the present embodiment)
The results of evaluating the occurrence of paper wrinkles in the configuration of the present embodiment are shown. In the same manner as in the evaluation method described above, the presence or absence of paper wrinkles when 10 sheets of each basis weight were continuously passed was evaluated. The paper transport speed difference Δv was measured in the same manner. For comparison, the results of Experiment No. 2 and Experiment No. 3 which are the results when only the paper wrinkle countermeasures by making the fixing film of Table 1 have an inverted crown shape are also shown. Image deviation was also confirmed, and the results are shown in Table 3.

本実施形態構成において、長手方向における中央部の定着ニップ幅を左右端部のニップ幅より0.4mm大きくすることで、中央部の紙搬送速度を左右端部の紙搬送速度より1.8mm/s遅くすることができた。そのため、従来の定着フィルムを逆クラウンとすることによる紙シワ防止方法では防止することのできなかった坪量42gの薄紙の紙シワも防止することができた。また、定着フィルムの逆クラウン量が0μmであるため、画像ズレも発生しなかった。   In the configuration of the present embodiment, by making the fixing nip width at the central portion in the longitudinal direction 0.4 mm larger than the nip width at the left and right end portions, the paper transport speed at the central portion is 1.8 mm / paper higher than the paper transport speed at the left and right end portions. s could be slowed down. For this reason, paper wrinkles of a thin paper having a basis weight of 42 g, which could not be prevented by the conventional method for preventing paper wrinkles by using an inverted crown as a fixing film, could be prevented. Further, since the amount of reverse crown of the fixing film was 0 μm, no image shift occurred.

以上、本実施形態により、フィルム方式の定着装置において省電力化及びクイックスタートを可能にする連泡スポンジローラを用いた場合でも、従来より薄い紙で画像ズレが発生せずに紙シワを防止することができた。   As described above, according to the present embodiment, even in the case of using an open-cell sponge roller that enables power saving and quick start in a film-type fixing device, it is possible to prevent paper wrinkles without causing image shift on thinner paper than before. I was able to.

《第2の実施形態》
本発明の第2の実施形態では、蓄熱ゴム層を有する定着ローラを用いた外部加熱方式の画像加熱装置としての定着装置で、定着ニップ幅が定着ローラの回転軸方向左右端部よりも同方向中央部の方が大きい構成にすることで紙シワを防止している。以下、本実施形態を説明する。未定着トナー像を形成する画像形成装置については、第1の実施形態と同じく一般的であり説明を省略する。また、定着装置についても、同一部材は同一符号で示し、説明を省略する。
<< 2nd Embodiment >>
In a second embodiment of the present invention, a fixing device as an external heating type image heating device using a fixing roller having a heat storage rubber layer has a fixing nip width in the same direction as the left and right ends in the rotation axis direction of the fixing roller. By making the central portion larger, paper wrinkles are prevented. Hereinafter, the present embodiment will be described. The image forming apparatus for forming an unfixed toner image is the same as in the first embodiment, and the description is omitted. In the fixing device, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted.

(画像加熱装置)
本実施形態の画像加熱装置としての定着装置は、外部加熱定着方式の定着装置で、クイックスタートや省電力化を達成するために用いられる定着装置の一例である。加熱体を定着ローラ外表面に配置し、定着ローラの外表面のみを加熱することで、クイックスタート及び省電力化を可能としている。
(Image heating device)
The fixing device as the image heating device of the present embodiment is a fixing device of an external heat fixing type, and is an example of a fixing device used for achieving quick start and power saving. By arranging the heating element on the outer surface of the fixing roller and heating only the outer surface of the fixing roller, quick start and power saving can be achieved.

図12を用いて、本実施形態の定着装置200の構成を説明する。図12は、定着装置200の断面図である。定着装置200は、定着ローラ111(回転ローラ)、加熱ユニット112、加圧ユニット113から構成されている。定着ローラ111の外周面には、定着ローラ111に対向し加圧されている加圧ユニット113が定着ニップNip1を形成している。   The configuration of the fixing device 200 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view of the fixing device 200. The fixing device 200 includes a fixing roller 111 (rotating roller), a heating unit 112, and a pressure unit 113. On the outer peripheral surface of the fixing roller 111, a pressure unit 113, which is pressed against the fixing roller 111, forms a fixing nip Nip1.

方、加圧ユニット113の反対側からは、定着ローラ111の外表面を加熱する加熱ユニット112が接触し、加熱ニップNip2を形成している。本実施形態において、図中矢印Wの方向の総圧接力は15kgfで、定着ニップ部Nipの幅は6〜8mmとなっている。なお、連泡スポンジローラの弾性層の回転軸方向の幅は225mmであり、ニップ内単位面積当たりの圧接力は0.82×10Pa〜1.1×10Paである。定着ローラ111は、不図示の駆動源によって駆動され、電子写真感光体ドラムと同じプロセススピードの160mm/sで図12中矢印R1方向に回転するようになっている。 On the other hand, a heating unit 112 for heating the outer surface of the fixing roller 111 comes into contact from the opposite side of the pressure unit 113 to form a heating nip Nip2. In this embodiment, the total pressing force in the direction of arrow W in the drawing is 15 kgf, and the width of the fixing nip Nip is 6 to 8 mm. The width of the axial direction of the elastic layer of the continuous foam sponge roller is 225 mm, the contact pressure per nip unit area is 0.82 × 10 5 Pa~1.1 × 10 5 Pa. The fixing roller 111 is driven by a drive source (not shown), and rotates in the direction of arrow R1 in FIG. 12 at the same process speed as the electrophotographic photosensitive drum at 160 mm / s.

加熱フィルム118及び加圧フィルム120は、上記Nip1、Nip2で定着ローラ111から動力をもらい、それぞれ図12中矢印R2及びR3方向に従動回転する。加熱ニップNip2で加熱ユニット112の熱を定着ローラ111表面に伝え、定着ニップ部Nip1で、定着ローラ111の熱を紙Pに伝える。加熱ユニット112内のヒータ23は、ヒータ23の背面に配置した温度検知素子27により温調温度180℃で制御されている。   The heating film 118 and the pressure film 120 receive power from the fixing roller 111 by Nip1 and Nip2, and are driven to rotate in directions R2 and R3 in FIG. 12, respectively. The heat of the heating unit 112 is transmitted to the surface of the fixing roller 111 at the heating nip Nip2, and the heat of the fixing roller 111 is transmitted to the paper P at the fixing nip Nip1. The heater 23 in the heating unit 112 is controlled at a temperature of 180 ° C. by a temperature detecting element 27 arranged on the back of the heater 23.

未定着トナー像が記録された紙Pは、定着ニップ部Nip1で図中A1からA2へ搬送され、熱と定着ローラ111及び加圧ユニットの圧接力により紙Pのトナー像の定着を行う構成である。以下に、詳しい構成を説明する。   The paper P on which the unfixed toner image is recorded is conveyed from A1 to A2 in the drawing at the fixing nip portion Nip1, and the toner P on the paper P is fixed by heat and the pressing force of the fixing roller 111 and the pressing unit. is there. Hereinafter, the detailed configuration will be described.

(定着ローラ)
定着ローラ111は、第1の実施形態に記載の定着ローラ24と同様、クイックスタートを可能とするためにその弾性層が低熱容量及び低熱伝導率である連泡スポンジローラである。そして、定着ローラ外径や芯金径、連泡スポンジゴム層の熱伝導率および比重、定着ローラ最表面の離型層等の構成は、定着ローラ24とほぼ同じものである。ただし、本実施形態では、弾性層115bと離型層24bの間に蓄熱ゴム層115aを設けている。
(Fusing roller)
The fixing roller 111 is an open-cell sponge roller whose elastic layer has a low heat capacity and a low heat conductivity in order to enable quick start, similarly to the fixing roller 24 described in the first embodiment. The fixing roller outer diameter and core diameter, the thermal conductivity and specific gravity of the open-cell sponge rubber layer, the release layer on the outermost surface of the fixing roller, and the like are substantially the same as those of the fixing roller 24. However, in this embodiment, the heat storage rubber layer 115a is provided between the elastic layer 115b and the release layer 24b.

本実施形態のような外部加熱定着方式の定着装置に用いられる定着ローラの場合、熱容量が小さく、熱伝導率が低いだけであると、定着ローラ表面温度は上昇し易いが、最表層しか暖まらない。これにより、記録材である紙Pのトナーの定着を行うには熱量が足りない場合がある。そのため、本実施形態の定着ローラ111は、熱を溜める蓄熱ゴム層115aと、定着ローラ内部へ熱を逃さないようにする断熱ゴム層(弾性層)115bを有する定着ローラ構成となっている。   In the case of the fixing roller used in the fixing device of the external heat fixing type as in the present embodiment, if the heat capacity is small and the thermal conductivity is only low, the surface temperature of the fixing roller tends to increase, but only the outermost layer is warmed. . As a result, the amount of heat may be insufficient to fix the toner on the paper P as the recording material. For this reason, the fixing roller 111 of the present embodiment has a fixing roller configuration including a heat storage rubber layer 115a for storing heat and a heat insulating rubber layer (elastic layer) 115b for preventing heat from leaking into the fixing roller.

ここで、断熱ゴム層(弾性層)115bは、第1の実施形態に示した連泡スポンジゴム層と同様のものであり、比重0.55、熱伝導率0.13W/m・Kの連泡スポンジゴムである。蓄熱ゴム層115aは、加熱回転体からの熱を素早く蓄熱するために熱伝導率が高い方が良く、ソリッドゴムに熱伝導フィラーを添加するなどし、熱伝導率を0.3W/m・K以上にしたものを用いるのが好ましい。蓄熱ゴム層115aの熱容量は、ゴムの熱伝導率(比重)とその厚さにより調整し、画像形成装置の印字速度に合せて、30μm〜1mm程度にして用いると良い。本実施形態では、200μmとした。   Here, the heat insulating rubber layer (elastic layer) 115b is the same as the open-cell sponge rubber layer shown in the first embodiment, and has a specific gravity of 0.55 and a thermal conductivity of 0.13 W / m · K. It is foam sponge rubber. The heat storage rubber layer 115a preferably has a high heat conductivity in order to quickly store heat from the heating rotator, and has a heat conductivity of 0.3 W / m · K by adding a heat conductive filler to solid rubber. It is preferable to use the one described above. The heat capacity of the heat storage rubber layer 115a is preferably adjusted according to the thermal conductivity (specific gravity) of the rubber and its thickness, and is set to about 30 μm to 1 mm in accordance with the printing speed of the image forming apparatus. In this embodiment, the thickness is 200 μm.

(加熱ユニット)
加熱ユニット112は、定着ローラ111を表面から加熱するものであり、第1の実施形態のフィルムユニット500と同様の構成となっている。加熱体としてのヒータ23およびエンドレスベルト状の加熱フィルム118と、加熱フィルム118をガイドすると共に、ヒータ23の保持部材であるヒータホルダ21などから構成されている。
(Heating unit)
The heating unit 112 heats the fixing roller 111 from the surface, and has the same configuration as the film unit 500 of the first embodiment. It comprises a heater 23 as a heating element and an endless belt-shaped heating film 118, and a heater holder 21 which guides the heating film 118 and is a holding member for the heater 23.

本実施形態における加熱フィルム118は、第1の実施形態の定着フィルム22と同様、耐熱性と強度が必要である。そのため、ステンレス鋼(SUS)やニッケルなどの金属やポリイミドやポリアミドイミド、ポリエチルエチルケトン(PEEK)等の高耐熱性樹脂を用いると良く、本実施形態では外径18mmのポリイミドフィルムを用いた。   The heating film 118 according to the present embodiment needs heat resistance and strength similarly to the fixing film 22 according to the first embodiment. Therefore, a metal such as stainless steel (SUS) or nickel, or a high heat-resistant resin such as polyimide, polyamide imide, or polyethyl ethyl ketone (PEEK) may be used. In the present embodiment, a polyimide film having an outer diameter of 18 mm is used.

また、加熱フィルム118の表層には、第1の実施形態の定着フィルム22と同様、トナーの離型層118aを有している。加熱フィルム118の離型層118aは、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFA)、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロポリプロピレン樹脂(FEP)等のフッ素樹脂を用いると好ましい。本実施形態では、これらフッ素樹脂の中でも離型性と耐熱性に優れるPFAを用いた。   Further, on the surface layer of the heating film 118, similarly to the fixing film 22 of the first embodiment, there is a toner release layer 118a. The release layer 118a of the heating film 118 is preferably made of a fluororesin such as perfluoroalkoxy resin (PFA), polytetrafluoroethylene resin (PTFA), and tetrafluoroethylene hexafluoropolypropylene resin (FEP). In the present embodiment, among these fluororesins, PFA having excellent release properties and heat resistance is used.

(加圧ユニット)
加圧ユニット113は、定着ローラ111との間で記録媒体である紙Pを加圧しながら挟持搬送するものである。加圧ユニット113は、エンドレスベルト状の加圧フィルム120と、加圧フィルム120の回転保持部材である加圧フィルムガイド121と、加圧フィルムガイド121を支持するステー25と、摺動部材122から構成されている。加圧フィルムは、第1の実施形態の定着フィルム22と同様、耐熱性、強度及びトナーとの離型性が必要である。そのため、本実施形態の加圧フィルム120は、第1の実施形態の定着フィルム22と同様のものを使用した。
(Pressure unit)
The pressure unit 113 nips and conveys the paper P, which is a recording medium, while pressing the paper P with the fixing roller 111. The pressing unit 113 includes an endless belt-shaped pressing film 120, a pressing film guide 121 which is a rotation holding member of the pressing film 120, a stay 25 supporting the pressing film guide 121, and a sliding member 122. It is configured. The pressure film needs to have heat resistance, strength, and releasability from the toner similarly to the fixing film 22 of the first embodiment. Therefore, the same film as the fixing film 22 of the first embodiment was used as the pressure film 120 of the present embodiment.

また、本実施形態の摺動部材122は、加圧フィルムと摺動して、ニップ部Nip1を形成している部材であり、耐熱性、耐久性が必要であり、摺動性が良好なものであると良い。摺動部材122の材質としては、例えば、耐熱フェルト、マイカ、セラミック、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等の耐熱性を有する樹脂シートが用いられる。なお、定着ローラ111の回転軸方向の熱分布を均一にするための熱伝導性の高い金属を用いても良い。また、その表面に摩擦抵抗を低減するガラスコート、フッ素樹脂等の摺動層を有してあっても良い。   Further, the sliding member 122 of the present embodiment is a member that slides on the pressure film to form the nip portion Nip1, and requires heat resistance and durability, and has good slidability. It is good. As the material of the sliding member 122, for example, a heat-resistant resin sheet such as heat-resistant felt, mica, ceramic, liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, PEEK, polyimide, polyamide imide, or fluororesin is used. Note that a metal having high thermal conductivity for making the heat distribution in the rotation axis direction of the fixing roller 111 uniform may be used. Further, a sliding layer such as a glass coat or a fluorine resin for reducing frictional resistance may be provided on the surface.

本実施形態では、厚さ1mmのアルミニウム板にPTFEをコーティングしたものを用いた。また、ここでは、摺動部材122と加圧フィルムガイド121を別部材として扱っているが、それらを同一樹脂で一体成型により形成しても良く、一体型にすることでコストダウンを図ることが可能である。   In the present embodiment, a 1 mm thick aluminum plate coated with PTFE was used. Further, here, the sliding member 122 and the pressure film guide 121 are treated as separate members, but they may be formed by integral molding with the same resin. It is possible.

(外部加熱定着方式の定着装置における従来の紙シワ防止方法と紙シワ防止効果)
以上のような定着ローラの弾性層に連泡スポンジゴムを用いた外部加熱定着方式の定着装置において、紙シワが発生するという問題があった。紙シワの防止については、第1の実施形態と同様、定着ローラの回転軸方向左右端部の紙搬送速度vsを中央部の紙搬送速度vcより速くすることが有効である。そして、本実施形態においても加圧フィルムでvs>vcとする方法と、定着ローラでvs>vcとする方法が挙げられる。
(Conventional paper wrinkle prevention method and paper wrinkle prevention effect in external heat fixing type fixing device)
There is a problem that paper wrinkles occur in the fixing device of the external heating fixing system using the open-cell sponge rubber for the elastic layer of the fixing roller as described above. In order to prevent paper wrinkles, it is effective to make the paper transport speed vs at the left and right ends in the rotation axis direction of the fixing roller faster than the paper transport speed vc at the center, as in the first embodiment. Also in the present embodiment, a method of satisfying vs> vc with a pressure film and a method of satisfying vs> vc with a fixing roller are exemplified.

本実施形態の定着ローラは弾性層と離型層の間に蓄熱ゴム層があるが、第1の実施形態と同様、弾性層は連泡スポンジゴム層であり、定着ローラの形状を逆クラウン形状とすることによる方法で、紙搬送速度をvs>vcの関係にするのは困難である。そのため、従来、外部加熱定着方式の定着装置における紙シワ防止は、加圧フィルム120の形状を逆クラウン形状とすることにより行っていた。   Although the fixing roller of this embodiment has a heat storage rubber layer between the elastic layer and the release layer, the elastic layer is an open-cell sponge rubber layer as in the first embodiment, and the shape of the fixing roller is an inverted crown shape. It is difficult to make the paper transport speed satisfy the relationship of vs> vc by the method described in the above. Therefore, conventionally, the paper wrinkle prevention in the fixing device of the external heat fixing method has been performed by making the shape of the pressure film 120 into an inverted crown shape.

その原理は、第1の実施形態で示した定着フィルムの形状を逆クラウン形状とすることによる紙シワ防止方法と同様である。また、加圧フィルム120の逆クラウン量を大きくし過ぎると、加圧フィルム120の走行が不安定となり、画像ズレが発生するという問題も同様に発生していた。   The principle is the same as the paper wrinkle prevention method in which the shape of the fixing film shown in the first embodiment is inverted crown shape. Further, if the amount of the reverse crown of the pressure film 120 is too large, the running of the pressure film 120 becomes unstable, and the problem of image displacement also occurs.

表4に、外部加熱定着方式の従来例として、加圧フィルムを逆クラウン形状としたことによる紙搬送速度差Δvの発生と、紙シワ防止効果を調べた結果を示す。測定は、第1の実施形態で、従来方法による紙搬送速度差Δvの発生と紙シワ防止効果を調査した時と同様にして行った。   Table 4 shows, as a conventional example of the external heat fixing method, the results of examining the occurrence of a paper transport speed difference Δv and the effect of preventing paper wrinkles when the pressure film is formed into an inverted crown shape. The measurement was performed in the same manner as in the first embodiment when the occurrence of the paper transport speed difference Δv and the effect of preventing paper wrinkles were investigated by the conventional method.

測定した左右端部の紙搬送速度vsと、中央部の紙搬送速度vcと、紙搬送速度差Δvを示してある。紙シワ防止効果については、10枚連続通紙中、紙シワが発生した場合を×、発生しなかった場合を○として示してある。加圧フィルムの逆クラウン量は、0μm、25μm、80μmについて調べ、画像ズレについても評価した。画像ズレが発生した場合を×、発生しなかった場合を○で示した。   The measured paper transport speed vs. the right and left end portions, the central portion paper transport speed vc, and the paper transport speed difference Δv are shown. Regarding the effect of preventing paper wrinkles, during continuous paper passing of 10 sheets, x indicates that paper wrinkles occurred, and o indicates that no wrinkles occurred. The reverse crown amount of the pressurized film was checked for 0 μm, 25 μm, and 80 μm, and the image shift was also evaluated. The case where image displacement occurred was indicated by x, and the case where image displacement did not occur was indicated by ○.

加圧フィルムが逆クラウン量0μmのストレート形状の場合、紙搬送速度差Δvはほぼ0mm/sであり、この時、坪量64gの紙でも紙シワが発生してしまった。加圧フィルムを逆クラウン量25μmの逆クラウン形状にした場合、紙搬送速度差Δvが0.5 mm/sとなり、坪量64gの紙の紙シワ発生を防止することができた。   When the pressurized film has a straight shape with a reverse crown amount of 0 μm, the difference in paper conveyance speed Δv is almost 0 mm / s, and at this time, paper wrinkles are generated even with a paper having a basis weight of 64 g. When the pressure film was formed into an inverted crown shape having an inverted crown amount of 25 μm, the paper transport speed difference Δv was 0.5 mm / s, and it was possible to prevent paper wrinkles of paper having a basis weight of 64 g.

加圧フィルムの逆クラウン量を80μmとした場合は、紙搬送速度差Δvを1.4mm/sまで大きくなり、紙シワは坪量52gの紙まで発生を防止することができた。しかし、画像ズレが発生してしまった。   When the reverse crown amount of the pressure film was 80 μm, the difference Δv in the paper transport speed was increased to 1.4 mm / s, and the generation of paper wrinkles up to a paper weight of 52 g could be prevented. However, an image shift has occurred.

以上より、外部加熱定着方式の定着装置においては、加圧フィルムを回転軸方向中央部の外径より左右端部の外径の方が大きい形状、つまり、逆クラウン形状にすることで、vs>vcとすることができることが確認できた。また、Δvを大きくするためには、回転軸方向中央部の外径と左右端部の外径の差、即ち、逆クラウン量を大きくすれば良いことが分かった。   As described above, in the fixing device of the external heat fixing method, the pressure film has a shape in which the outer diameters at the left and right end portions are larger than the outer diameter at the center portion in the rotation axis direction, that is, the inverted crown shape, vc. In addition, it was found that the difference Δv between the outer diameter at the center in the rotation axis direction and the outer diameter at the left and right ends, that is, the amount of inverted crown should be increased in order to increase Δv.

しかし、加圧フィルムの逆クラウン形状を大きくし過ぎると、加圧フィルムの走行が不安定になり、不安定な走行のために歪んだ加圧フィルムと定着ローラとに圧接される紙上の未定着トナーは乱れ、画像ズレが発生してしまう。   However, if the reverse crown shape of the pressure film is too large, the running of the pressure film becomes unstable, and the unfixed paper on the paper pressed against the distorted pressure film and the fixing roller due to the unstable running. The toner is disturbed and an image shift occurs.

(本実施形態の加圧フィルムガイド形状に基づく定着ニップ構成)
上述した通り、加圧フィルム120を逆クラウン形状にするという従来方法によって、さらなる薄紙の紙シワ発生を防止しようとすると、画像ズレが発生してしまう。しかし、第1の実施形態と同様に、長手方向における中央部の定着ニップ幅Ncを左右端部の定着ニップ幅Nsより大きい構成にすれば、画像ズレは発生せずに、薄紙の紙シワ発生を防止することができる。
(Fixing nip configuration based on pressurized film guide shape of this embodiment)
As described above, if the conventional method of forming the pressurized film 120 into an inverted crown shape is used to prevent the generation of wrinkles on thin paper, an image shift occurs. However, as in the first embodiment, if the fixing nip width Nc at the central portion in the longitudinal direction is made larger than the fixing nip width Ns at the left and right end portions, image displacement does not occur, and thin paper wrinkles occur. Can be prevented.

ここで、本実施形態の定着ローラは弾性層と離型層の間に蓄熱ゴム層があるものの、弾性層(連泡スポンジ層)に対して十分薄い。そのため、第1の実施形態と同様、圧接力を高くして潰すほど、連泡スポンジゴム層の気泡が抜けて外周長が小さくなる挙動を示す。つまり、本実施形態のような蓄熱ゴム層を有する定着ローラを用いた場合でも、第1の実施形態と同様に、紙シワを防止するために紙搬送速度差Δvを発生させるには、中央部の定着ニップ幅Ncを左右端部の定着ニップ幅Nsより大きい構成にすれば良い。   Here, the fixing roller of this embodiment has a heat storage rubber layer between the elastic layer and the release layer, but is sufficiently thinner than the elastic layer (open-cell sponge layer). Therefore, as in the first embodiment, as the pressing force is increased and crushed, bubbles in the open-cell sponge rubber layer are released and the outer peripheral length is reduced. That is, even when a fixing roller having a heat storage rubber layer as in the present embodiment is used, as in the first embodiment, in order to generate the paper conveyance speed difference Δv in order to prevent paper wrinkles, it is necessary to use the central portion. Is larger than the fixing nip width Ns at the left and right ends.

本実施形態においては、加圧フィルムガイド121の形状で定着ニップ幅Nを調整した。即ち、第2の加圧部材としての加圧フィルムガイド121は、長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりも定着ローラ111に近づく形状(凸形状)を有する。これにより、図9より理解されるように、定着ローラ111が長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりも圧接力が高く、長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりもニップ幅が大きくなる。   In the present embodiment, the fixing nip width N is adjusted according to the shape of the pressure film guide 121. That is, the pressurized film guide 121 as the second pressurizing member has a shape (convex shape) that is closer to the fixing roller 111 at the central portion (first region) in the longitudinal direction than the end portion (second region). Have. As a result, as can be understood from FIG. 9, the fixing roller 111 has a higher pressing force at the central portion (first region) in the longitudinal direction than at the end portion (second region), and the central portion (second region) in the longitudinal direction. In the first region, the nip width is larger than in the end portion (the second region).

図13(a)は図12図中A1から見た定着装置であり、加圧フィルムガイド121の形状を太線で示している。図13(b)は、このときの定着ニップ形状である。本実施形態では、図13(a)における加圧フィルムガイド121の中央部の凸部の突起量であるH1を550μmとすることで、左右端部のニップ幅が6.8mmであるのに対し、中央部の定着ニップ幅を7.2mmにしている。   FIG. 13A is a fixing device viewed from A1 in FIG. 12, and the shape of the pressure film guide 121 is indicated by a thick line. FIG. 13B shows the fixing nip shape at this time. In the present embodiment, the nip width at the left and right ends is 6.8 mm by setting H1 which is the protrusion amount of the central convex portion of the pressurized film guide 121 in FIG. The fixing nip width at the center is 7.2 mm.

(本実施形態における紙シワ防止効果)
本実施形態構成で、紙シワ発生の有無を評価した結果に示す。上述した評価方法と同様に、各坪量の紙を10枚連続通紙した時の紙シワ発生の有無を評価した。また、紙搬送速度差Δvも同様にして測定した。比較の為に表4の加圧フィルムを逆クラウン形状とすることによる紙シワ対策のみを施した場合の結果である実験番号12と実験番号13の結果も一緒に示す。画像ズレについても確認し、結果を表5に示す。
(Paper wrinkle prevention effect in the present embodiment)
The results of evaluating the occurrence of paper wrinkles in the configuration of the present embodiment are shown. In the same manner as in the evaluation method described above, the presence or absence of paper wrinkles when 10 sheets of each basis weight were continuously passed was evaluated. The paper transport speed difference Δv was measured in the same manner. For comparison, the results of Experiment Nos. 12 and 13 which are the results obtained when only the countermeasures against paper wrinkles by making the pressurized film in Table 4 have an inverted crown shape are also shown. The image shift was also confirmed, and the results are shown in Table 5.

本実施形態の構成において、長手方向における中央部の定着ニップ幅を左右端部の定着ニップ幅より0.4mm大きくすることで、中央部の紙搬送速度を左右端部の紙搬送速度より1.8mm/s遅くすることができた。そのため、従来の加圧フィルムを逆クラウンとすることによる紙シワ防止方法では防止することのできなかった坪量42gの薄紙の紙シワも防止することができた。また、加圧フィルム120の逆クラウン量が0μmであるため、画像ズレも発生しなかった。   In the configuration of this embodiment, the central portion of the fixing nip width in the longitudinal direction is set to be 0.4 mm larger than the fixing nip width of the left and right end portions, so that the central portion paper transport speed is 1. It could be slowed down by 8 mm / s. For this reason, paper wrinkles of a thin paper having a basis weight of 42 g, which could not be prevented by the conventional method for preventing paper wrinkles by using an inverted crown as a pressure film, could be prevented. Further, since the reverse crown amount of the pressure film 120 was 0 μm, no image shift occurred.

以上、本実施形態により、外部加熱定着方式の定着装置において定着ローラの弾性層が連泡スポンジ層である場合でも、従来より薄い紙でも、画像ズレが発生せずに、紙シワを防止することができた。また、定着ローラの弾性層が連泡スポンジローラであって、一部ソリッド層を含んでいた場合でも、ニップ幅を回転方向左右端部より同方向中央部の方が大きくすれば、同様に紙シワ発生を抑制することができることが分かった。   As described above, according to the present embodiment, even when the elastic layer of the fixing roller is an open-cell sponge layer in a fixing device of an external heat-fixing method, even if the paper is thinner than the conventional one, it is possible to prevent paper wrinkles without causing image displacement. Was completed. Further, even when the elastic layer of the fixing roller is an open-cell sponge roller and partially includes a solid layer, if the nip width is larger at the center in the same direction than the left and right ends in the rotation direction, the paper is similarly formed. It was found that wrinkles can be suppressed.

《第3の実施形態》
本発明の第3の実施形態では、第1の実施形態に記載の定着フィルムや第2の実施形態の加圧フィルムが無く、フィルムを逆クラウン形状とする方法で紙シワを防止することができない外部加熱方式の加熱装置である。フィルムの代わりに、固定された加圧体である加圧パッドと、定着ローラとの圧接によって形成される定着ニップ部で、紙P上の未定着トナー像が紙Pに定着される構成であるため、パッド方式と呼ばれる。このようにフィルムの無い本実施形態の構成においても、定着ニップ幅が定着ローラの長手方向における左右端部よりも中央部の方が大きい構成にすることで、紙シワを防止できた。
<< 3rd Embodiment >>
In the third embodiment of the present invention, there is no fixing film according to the first embodiment or the pressure film according to the second embodiment, and paper wrinkling cannot be prevented by a method of making the film into an inverted crown shape. This is an external heating type heating device. Instead of a film, a non-fixed toner image on the paper P is fixed on the paper P by a fixing nip formed by pressing a fixing pad, which is a fixed pressing body, with a fixing roller. Therefore, it is called a pad system. As described above, even in the configuration of the present embodiment having no film, paper wrinkling can be prevented by using a configuration in which the fixing nip width is larger at the central portion than at the left and right ends in the longitudinal direction of the fixing roller.

本実施形態を、以下に説明する。本実施形態において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については、第1の実施形態および第2の実施形態と同じく一般的であり、説明を省略する。   This embodiment will be described below. In the present embodiment, an image forming apparatus that forms an unfixed toner image is the same as in the first and second embodiments, and a description thereof is omitted.

(画像加熱装置)
図14に、本実施形態に係る画像加熱装置としての定着装置300の断面図を示す。本実施形態の定着装置300は、第2の実施形態と同じく外部加熱定着方式の定着装置で、クイックスタートや省電力化を達成するために用いられる定着装置の一例である。第2の実施形態の構成から、加圧ユニット113の加圧フィルム120と加圧フィルムガイド121を無くしたパッド定着方式の定着装置構成である。このパッド定着方式の定着装置は、加圧フィルムが無く熱容量が小さいため、さらに速いクイックスタートを可能としている。
(Image heating device)
FIG. 14 is a sectional view of a fixing device 300 as an image heating device according to the present embodiment. The fixing device 300 of the present embodiment is an example of a fixing device of an external heat fixing type similar to the second embodiment, and is used for achieving quick start and power saving. The fixing device according to the second embodiment has a pad fixing system in which the pressing film 120 and the pressing film guide 121 of the pressing unit 113 are eliminated. This pad fixing type fixing device does not have a pressurized film and has a small heat capacity, so that a quicker quick start is possible.

本実施形態の定着装置300の断面図は、図14に示す通りである。上述した通り、加圧フィルムと加圧フィルムガイドが無い以外は、第2の実施形態とほぼ同じ構成であり、同じ部材については、同一の符号で示し説明を省略してある。   A cross-sectional view of the fixing device 300 of the present embodiment is as shown in FIG. As described above, the configuration is almost the same as that of the second embodiment except that the pressure film and the pressure film guide are not provided, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

定着ローラ142は、第2の実施形態に記載の定着ローラと同様、さらに速いクイックスタートを可能にするため、弾性層115bには低熱容量及び低熱伝導率である連泡スポンジゴムを使用している。そして、その外側に高熱伝導率である蓄熱ゴム層115aを有した構成となっている。ただし、本実施形態では、紙Pの通紙中、紙Pと加圧パッド141が摺動する。定着ローラ142と紙Pの摩擦力を、紙Pと加圧パッド141の摩擦力より強い構成にしなければ紙が搬送されない。   Similar to the fixing roller described in the second embodiment, the fixing roller 142 uses an open-cell sponge rubber having a low heat capacity and a low heat conductivity for the elastic layer 115b in order to enable a quick quick start. . The heat storage rubber layer 115a having a high thermal conductivity is provided on the outside. However, in the present embodiment, the paper P and the pressure pad 141 slide while the paper P is passing. Unless the frictional force between the fixing roller 142 and the paper P is set to be stronger than the frictional force between the paper P and the pressure pad 141, the paper is not conveyed.

そのため、本実施形態の定着ローラ142は、その表面に離型層を設けていない。その他の定着ローラ外径や芯金径、連泡スポンジゴム層の熱伝導率および比重等の構成は、同じである。   Therefore, the fixing roller 142 of the present embodiment does not have a release layer on its surface. Other configurations such as the outer diameter of the fixing roller, the core metal diameter, the thermal conductivity of the open-cell sponge rubber layer, and the specific gravity are the same.

加圧パッド141は、回転する定着ローラ142に圧接され、定着ローラ142に摺擦しながら、定着ニップ部Nip1を形成している。図中、矢印Wの方向の総圧接力は、第1の実施形態と同様の15kgfで、定着ニップ部Nipの幅は6〜8mmとなっている。なお、連泡スポンジローラの弾性層の回転軸方向の幅は225mmであり、ニップ内単位面積当たりの圧接力は0.82×10Pa〜1.1×10Paである。 The pressing pad 141 is pressed against the rotating fixing roller 142 and forms a fixing nip Nip1 while rubbing against the fixing roller 142. In the figure, the total pressure contact force in the direction of arrow W is 15 kgf as in the first embodiment, and the width of the fixing nip Nip is 6 to 8 mm. The width of the axial direction of the elastic layer of the continuous foam sponge roller is 225 mm, the contact pressure per nip unit area is 0.82 × 10 5 Pa~1.1 × 10 5 Pa.

熱は、第2の実施形態と同様、ヒータ117から供給され、加熱ニップNip2において、加熱フィルム118を介して定着ローラ142の表面へと伝わる。紙P上の未定着トナー像は、加熱された定着ローラ142から受ける熱と、定着ニップ部Nip1における圧力によって溶融され、紙P上に定着される。加圧パッド141の材質は、耐熱性及び耐久性が必要であり、第2の実施形態の摺動部材122と同様の材質を用いると良い。   The heat is supplied from the heater 117 and transmitted to the surface of the fixing roller 142 via the heating film 118 in the heating nip Nip2, as in the second embodiment. The unfixed toner image on the paper P is melted by the heat received from the heated fixing roller 142 and the pressure in the fixing nip Nip1, and is fixed on the paper P. The material of the pressure pad 141 needs to have heat resistance and durability, and is preferably made of the same material as the sliding member 122 of the second embodiment.

特に、定着ローラ142の熱を奪わないよう、断熱性を有する部材が適している。また、その表面141aに摩擦抵抗を低減するガラスコート、フッ素樹脂等の摺動層を有してあっても良い。本実施形態の加圧パッド141は、断熱性の高い液晶ポリマーに摺動性の高いPTFEを10μmコーティングしたものを用いた。   In particular, a member having a heat insulating property is suitable so as not to deprive the fixing roller 142 of heat. Further, the surface 141a may have a sliding layer such as a glass coat or a fluorine resin for reducing frictional resistance. As the pressure pad 141 of the present embodiment, a liquid crystal polymer having high heat insulation properties coated with 10 μm of PTFE having high slidability was used.

(パッド定着方式の定着装置における紙シワ発生)
以上のような、定着ローラの弾性層に連泡スポンジゴムを用いたパッド定着方式の定着装置において、紙シワが発生するという問題があった。第2の実施形態のように加圧フィルムが無いため、加圧フィルムを逆クラウン形状とすることによる方法で紙シワを防止することができない。
(Paper wrinkling in pad fixing type fixing device)
As described above, in the fixing device of the pad fixing system using the open-cell sponge rubber for the elastic layer of the fixing roller, there is a problem that paper wrinkles occur. Since there is no pressure film as in the second embodiment, paper wrinkling cannot be prevented by a method in which the pressure film has an inverted crown shape.

(本実施形態の加圧パッド形状に基づく定着ニップ構成)
本実施形態の定着ローラは、離型層を有していない他は第2の実施形態とほぼ同じ構成であり、弾性層は連泡スポンジゴム層である。そのため、本実施形態においても、第1、第2の実施形態と同様、紙シワを防止するために紙搬送速度差Δvを発生させるには、長手方向における中央部の定着ニップ幅Ncを左右端部の定着ニップ幅Nsより大きい構成にすれば良い。
(Fixing nip configuration based on pressure pad shape of this embodiment)
The fixing roller of this embodiment has substantially the same configuration as that of the second embodiment except that it does not have a release layer, and the elastic layer is an open-cell sponge rubber layer. Therefore, in this embodiment, as in the first and second embodiments, in order to generate the paper conveyance speed difference Δv in order to prevent paper wrinkles, the fixing nip width Nc at the central portion in the longitudinal direction is set to the left and right ends. The fixing nip width Ns may be larger than the fixing nip width Ns.

本実施形態においては、加圧パッド141の形状で定着ニップ幅N1を調整した。即ち、加圧パッド141は、長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりも定着ローラ142に近づく形状(凸形状)を有する。これにより、図9より理解されるように、定着ローラ142が長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりも圧接力が高く、長手方向の中央部(第1の領域)で端部(第2の領域)よりもニップ幅が大きくなる。   In the present embodiment, the fixing nip width N1 is adjusted according to the shape of the pressure pad 141. That is, the pressure pad 141 has a shape (convex shape) that is closer to the fixing roller 142 at the central portion (first region) in the longitudinal direction than at the end portion (second region). As a result, as can be understood from FIG. 9, the fixing roller 142 has a higher pressing force at the longitudinal central portion (first region) than at the end portion (second region), and the longitudinal central portion (second region). In the first region, the nip width is larger than in the end portion (the second region).

本実施形態の構成を図15に示し、図15(a)は図14図中A1から見た定着装置であり、加圧パッド141の形状を太線で示している。図15(b)は、このときの定着ニップ形状である。本実施形態では、図15(a)における加圧パッド141の中央部の凸部の突起量であるH1を550μmとして、左右端部の定着ニップ幅が6.8mmであるのに対し、中央部の定着ニップ幅を7.2mmにしている。   FIG. 15 shows the configuration of the present embodiment, and FIG. 15A shows the fixing device viewed from A1 in FIG. 14, and the shape of the pressure pad 141 is indicated by a thick line. FIG. 15B shows the fixing nip shape at this time. In the present embodiment, the fixing nip width at the left and right ends is 6.8 mm, while H1 which is the protrusion amount of the convex portion at the center of the pressure pad 141 in FIG. Has a fixing nip width of 7.2 mm.

(本実施形態における紙シワ防止効果)
本実施形態構成で、紙シワ発生の有無ついて評価した結果を表6に示す。上述した評価方法と同様に、各坪量の紙を10枚連続通紙した時の紙シワ発生の有無を評価した。また、紙搬送速度差Δvも同様にして測定した。比較の為に、対策前の結果も一緒に示す。
(Paper wrinkle prevention effect in the present embodiment)
Table 6 shows the results of evaluating whether paper wrinkles occurred in the configuration of the present embodiment. In the same manner as in the evaluation method described above, the presence or absence of paper wrinkles when 10 sheets of each basis weight were continuously passed was evaluated. The paper transport speed difference Δv was measured in the same manner. For comparison, the results before the measures are also shown.

本実施形態においても、定着ニップ幅を長手方向における左右端部より中央部を0.4mm大きくすることで、紙搬送速度が中央部よりも左右端部が1.9mm/s速くなり、坪量42gの薄紙の紙シワ発生を防止することができた。即ち、本実施形態のように加圧フィルムが無いパッド方式の定着装置で、定着ローラの弾性層が連泡スポンジゴムである定着ローラを用いても、必要な紙搬送速度差に合わせて定着ニップ幅を中央部より左右端部を大きくすることで紙シワを防止することができた。   Also in this embodiment, by increasing the fixing nip width by 0.4 mm at the center from the left and right ends in the longitudinal direction, the paper conveyance speed becomes 1.9 mm / s faster at the left and right ends than at the center. Wrinkling of 42 g of thin paper was prevented. That is, even in a pad-type fixing device without a pressurized film as in the present embodiment, even if a fixing roller in which the elastic layer of the fixing roller is open-cell sponge rubber is used, the fixing nip is adjusted in accordance with a necessary paper conveyance speed difference. By making the width wider at the left and right ends than at the center, paper wrinkles could be prevented.

(変形例)
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
(Modification)
In the above-described embodiment, a preferred embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

(変形例1)
第1の実施形態の定着フィルム22も第2の実施形態の加圧フィルム120も、走行が安定で画像ズレの発生しないストレート形状で説明してきた。しかし、画像ズレが発生しない範囲で、定着フィルム22や加圧フィルム120を逆クラウン形状としても良い。
(Modification 1)
Both the fixing film 22 according to the first embodiment and the pressure film 120 according to the second embodiment have been described in the straight shape in which the running is stable and the image is not shifted. However, the fixing film 22 and the pressure film 120 may have an inverted crown shape as long as no image shift occurs.

即ち、定着ニップ幅差ΔNを大きくすることによる効果と、従来の紙シワ防止方法である定着フィルムもしくは加圧フィルムの逆クラウン量を大きくすることによる効果とを組み合わせて、定着ニップ幅差ΔNを小さくしても良い。定着ニップ幅はトナー定着性に関わるもので、定着ニップ幅差ΔNを小さくし、定着ニップ構成をストレート形状に近づけることで、トナー定着性の均一性を向上させることも可能である。   That is, the effect of increasing the fixing nip width difference ΔN and the effect of increasing the reverse crown amount of the fixing film or the pressure film, which is a conventional paper wrinkle prevention method, are combined to reduce the fixing nip width difference ΔN. It may be smaller. The fixing nip width relates to the toner fixing property, and the uniformity of the toner fixing property can be improved by reducing the fixing nip width difference ΔN and making the fixing nip structure close to a straight shape.

また、第3の実施形態において、定着ローラ142は、逆クラウン量が0μmのストレート形状としたが、逆クラウン形状であっても良い。定着ローラ142を逆クラウン形状としても、左右端部の紙搬送速度は大きく変わらない。圧接力によって連泡スポンジローラの外周長が小さくなる変形をすることで、左右端部の外径を大きくしたことによる紙搬送速度上昇の効果が小さくなってしまうためである。   Further, in the third embodiment, the fixing roller 142 has a straight shape with an inverted crown amount of 0 μm, but may have an inverted crown shape. Even if the fixing roller 142 has an inverted crown shape, the paper conveyance speed at the left and right ends does not change much. This is because when the outer peripheral length of the open-cell sponge roller is reduced by the pressing force, the effect of increasing the paper conveying speed due to the increase in the outer diameter of the left and right end portions is reduced.

ただし、その状態からでも中央部を左右端部より潰した構成にすることで、中央部の紙搬送速度を左右端部の紙搬送速度より遅くすることができる。つまり、定着ローラ142が逆クラウン形状であっても定着ニップ幅をNc>Nsになるよう調整すれば、同様に紙シワ防止効果を得ることができる。   However, even in this state, the paper transport speed at the central portion can be made slower than the paper transport speed at the left and right ends by arranging the central portion to be crushed from the left and right ends. That is, even if the fixing roller 142 has an inverted crown shape, if the fixing nip width is adjusted so as to satisfy Nc> Ns, the effect of preventing paper wrinkles can be similarly obtained.

定着ローラの弾性層については、第2、第3の実施形態では、連泡スポンジゴム層の外側に蓄熱ゴム層(ソリッド層)を有する構成について説明したが、連泡スポンジゴム層よりも十分に薄いソリッド層であれば、そのソリッド層の位置はどの位置であっても良い。例えば、図16のように、芯金26と弾性層24aの密着性を向上させる目的で、連泡スポンジゴム層24aの内側に接着ゴム層としての接着ソリッド層160を設けた構成でも良い。定着ローラの弾性層より十分薄いソリッド層を含んでも、ニップ幅を回転方向左右端部より同方向中央部の方が大きくすれば、紙シワ発生を抑制することができ、上述と同様の作用効果を得ることができる。   As for the elastic layer of the fixing roller, in the second and third embodiments, the configuration in which the heat storage rubber layer (solid layer) is provided outside the open-cell sponge rubber layer has been described. The position of the solid layer may be any position as long as it is a thin solid layer. For example, as shown in FIG. 16, a structure in which an adhesive solid layer 160 as an adhesive rubber layer may be provided inside the open cell sponge rubber layer 24a in order to improve the adhesion between the core metal 26 and the elastic layer 24a. Even if a solid layer is sufficiently thinner than the elastic layer of the fixing roller, if the nip width is larger at the center in the same direction than at the left and right ends in the rotation direction, paper wrinkling can be suppressed, and the same operation and effect as described above can be achieved. Can be obtained.

(変形例2)
上述した加熱方式は、発熱体にセラミックヒータを用い、フィルムがそのヒータと接触して加熱されるものであったが、本発明はこれに限られない。図17のようにハロゲンヒータ171などのフィルムから離間した加熱体を用いた非接触式の加熱方式など、その他の加熱方式でも良い。
(Modification 2)
In the above-described heating method, a ceramic heater is used as a heating element, and a film is heated by contacting the heater. However, the present invention is not limited to this. Other heating methods such as a non-contact heating method using a heating body separated from a film such as a halogen heater 171 as shown in FIG. 17 may be used.

(変形例3)
上述した実施形態では、図11や図13、図15のようにヒータホルダ21や加圧フィルムガイド121、加圧パッド141の形状(高さ)を調整することで、定着ニップ幅をNc>Nsになるよう調整したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ステー25の形状を調整して、定着ニップ幅をNc>Nsとすれば、同様に紙シワ防止効果を得ることができる。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, the fixing nip width is set to Nc> Ns by adjusting the shape (height) of the heater holder 21, the pressure film guide 121, and the pressure pad 141 as shown in FIGS. 11, 13, and 15. However, the present invention is not limited to this. For example, if the shape of the stay 25 is adjusted and the fixing nip width is set to Nc> Ns, the effect of preventing paper wrinkles can be obtained similarly.

更に、紙シワを防止したい紙にとって必要な紙搬送速度Δvを求め、また、その構成における定着ニップ幅に対する紙搬送速度を測定し、ΔNとΔvの関係から左右端部及び中央部の定着ニップ幅を調整すれば、上述した効果と同様の紙シワ防止効果が得られる。   Further, the paper transport speed Δv required for the paper for which paper wrinkles are to be prevented is determined, and the paper transport speed with respect to the fixing nip width in the configuration is measured. From the relationship between ΔN and Δv, the fixing nip widths at the left and right ends and the central portion are determined. Is adjusted, the same effect of preventing paper wrinkles as described above can be obtained.

(変形例4)
上述した実施形態では、定着ローラとして気泡が隣同士連なっている連泡スポンジゴムを用いる場合について述べたが、内部の気泡が独立して存在する独泡スポンジゴムを用いる場合に適用することもできる。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the case where the open-cell foam sponge rubber in which bubbles are adjacent to each other is used as the fixing roller has been described. .

(変形例5)
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置(この場合も画像加熱装置と呼ぶ)にも同様に適用可能である。
ある。
(Modification 5)
In the above-described embodiment, a fixing device that fixes an unfixed toner image to a sheet has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and in order to improve the gloss of an image, a toner image assumed to be The present invention is similarly applicable to a device for heating and pressurizing (also called an image heating device in this case).
is there.

(変形例6)
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、OHPシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材(シート)Pの扱いを通紙、排紙、給紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。
(Modification 6)
In the embodiment described above, the recording paper is described as the recording material, but the recording material in the present invention is not limited to paper. Generally, a recording material is a sheet-like member on which a toner image is formed by an image forming apparatus, and includes, for example, regular or irregular regular paper, thick paper, thin paper, an envelope, a postcard, a seal, a resin sheet, an OHP sheet, Includes glossy paper and the like. In the above-described embodiment, for the sake of convenience, the handling of the recording material (sheet) P has been described using terms such as paper passing, paper discharging, paper feeding, a paper passing unit, and a non-paper passing unit. Is not limited to paper.

22・・定着フィルム、24・・定着ローラ、111・・定着ローラ、120・・加圧フィルム、141・・加圧パッド、142・・定着ローラ、Nip、Nip1・・定着ニップ部(ニップ部) 22 fixing film, 24 fixing roller, 111 fixing roller, 120 pressure film, 141 pressure pad, 142 fixing roller, Nip, Nip1, fixing nip portion (nip portion)

Claims (6)

回転軸となる芯金と、前記芯金の外周に設けられた、互いに連なった気泡を内包した弾性層と、を有するローラと、
外面が前記ローラの外周面と接触する筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触しており、前記フィルムを介して前記ローラと共にニップ部を形成する加圧部材と、を有し、
記録材を前記ニップ部で挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する画像加熱装置であって、
前記ニップ部を形成するための圧力が前記ローラと前記加圧部材の間に掛かっていることによって、前記ローラの前記回転軸の軸線方向における中央領域の前記弾性層が端部領域の前記弾性層よりも潰れて、前記中央領域における前記ローラの外周長が、前記端部領域における前記ローラの外周長よりも短くなっており、且つ、
前記中央領域に対応する前記ニップ部の記録材搬送方向の幅をNc、前記端部領域に対応する前記ニップ部の前記幅をNsとするとき、
Nc>Ns
なる条件を満たしていることを特徴とする画像加熱装置。
A core metal serving as a rotating shaft, provided on the outer periphery of the core metal, a roller having a elastic layer containing therein the bubbles, the with continuous with each other,
A cylindrical film whose outer surface is in contact with the outer peripheral surface of the roller,
A pressure member that is in contact with the inner surface of the film and forms a nip portion with the roller through the film ,
An image heating apparatus for heating an image on a recording material while nipping and conveying the recording material at the nip portion,
Since the pressure for forming the nip portion is applied between the roller and the pressing member, the elastic layer in the central region in the axial direction of the rotation shaft of the roller is the elastic layer in the end region. The outer peripheral length of the roller in the central region is shorter than the outer peripheral length of the roller in the end region, and
When the nip of the serial Rokuzai the width of the conveying direction Nc corresponding to the central area, the front Symbol width of the nip portion corresponding to the end regions and Ns,
Nc> Ns
Image heating apparatus characterized in that it meets the condition that.
前記加圧部材は、記フィルムの内面と接触するヒータと、前記ヒータを保持するヒータホルダと、を有することを特徴とする請求項に記載の画像加熱装置。 It said pressure member before a heater in contact with the inner surface of the notated Irumu, image heating apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a and a heater holder for holding said heater. 前記ヒータホルダは、前記中央領域で前記端部領域よりも前記ローラに近づく形状を有することを特徴とする請求項に記載の画像加熱装置。 The image heating apparatus according to claim 2 , wherein the heater holder has a shape closer to the roller in the central area than in the end area. 記フィルムは逆クラウン形状であることを特徴とする請求項乃至のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 Before notated Irumu image heating apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an inverse crown shape. 前記弾性層の比重は、0.40〜0.72であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。  The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the specific gravity of the elastic layer is 0.40 to 0.72. 前記弾性層の硬度は、アスカーC硬度(500g荷重)で30°〜60°であることを特徴とする請求項5に記載の画像加熱装置。  The image heating apparatus according to claim 5, wherein the hardness of the elastic layer is 30 ° to 60 ° in Asker C hardness (500 g load).
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