JP2004198469A

JP2004198469A - Fixing device and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004198469A
Application number: JP2002363576A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Tomita; 邦彦富田; Naotaka Iwata; 尚貴岩田; Hirotada Takagi; 啓正高木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain stable fixing by reducing energy consumption and also eliminating trouble due to a fixing belt in a fixing device using the fixing belt. <P>SOLUTION: The fixing device is provided with a heating roller 50, a feeding roller 52, an endless fixing belt 53 to feed a recording medium while heating such that it runs by being laid over the feeding roller and the heating roller, a pressure roller 55 to form a fixing nip N by pushing to the heating roller through the fixing belt and a heating body 60 by which the fixing belt is heated on the downstream side of the fixing nip and the upstream side of the feeding roller in the feeding direction of the recording medium fed through the fixing nip and which is, for instance, a planar heating element, and whose heating is performed for ≥50msec by the heating roller and a heating body. A pressing belt 58 to press the recording medium fed by the fixing belt may be provided so as to prevent the recording medium from floating away from the fixing belt. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、帯電・書込み・現像・転写・クリーニングなどを繰り返して像担持体に順次トナー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写して、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置などにおいて、記録媒体上に転写した未定着画像を記録媒体に定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許第３２７４７６９号公報
従来、電子写真式の画像形成装置では、例えば特許文献１に記載されるように、内部に熱源を有する定着ローラに加圧ローラを押し当てて定着ニップを形成し、その定着ニップに通して画像転写後の記録媒体を搬送しながら、熱と圧力とを加えてその記録媒体上のトナー画像を該記録媒体に定着する熱定着装置を備えるものが主である。
【０００３】
このような定着装置においては、定着ローラおよび加圧ローラは、例えばともに金属パイプの周面にゴム層を設け、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えて構成していた。そして、それら定着ローラおよび加圧ローラの表面温度をサーミスタ等の温度検知手段で検知し、その検知結果に応じてコントローラで熱源をオンオフ制御して一定温度に保持していた。
【０００４】
ところが、このような定着装置では、ローラ同士の押し当てで定着ニップを形成するから、定着ニップ幅を大きくすることができず、加熱時間が短くなり、定着効果を上げるためにはどうしても熱源による加熱温度を高く設定する必要があった。
【０００５】
加熱ローラや加圧ローラのゴム層の硬度を下げたり、ローラ径を大きくしたりして定着ニップ幅を増やし、できる得る限り加熱時間を長くするようにしているが、それにも限界があり、例えばローラ径を大きくすると、熱容量が大きくなり、また放熱面積が増大して加熱温度を高くしなければならなかった。
【０００６】
加熱温度を高くすると、環境温度に対する熱勾配が大きくなり、過剰に放熱したり、加熱する必要のない記録媒体の表面温度まで上昇し、さらには記録媒体の内部までも昇温したりして、トナーの溶融以外にエネルギを無駄に消費することとなった。
【０００７】
【特許文献２】特開平１０-３０７４９６号公報
このため、従来の定着装置の中には、例えば特許文献２に記載されるように、熱源を内蔵しない定着ローラと、熱源を内蔵する加熱ローラとに定着ベルトを掛け回し、その定着ベルトを介して定着ローラに加圧ローラを押し当てるものがある。
【０００８】
このような定着ベルトを用いた定着装置では、加熱時間を長くしてローラを用いた場合より加熱温度を低くすることができ、加熱温度をトナーの定着を行う定着温度より不必要に高く設定する必要がない。よって、環境温度に対する熱勾配を小さくして放熱を少なくし、また記録媒体に対する熱勾配も小さくして記録媒体に与える熱量も少なくし、エネルギの無駄な消費をなくすことができる。
【０００９】
しかしながら、この定着ベルトを用いた定着装置では、加熱温度が低いことから、記録媒体上のトナーの昇温スピードが遅く、記録媒体上のトナーが記録媒体に接触している部分の温度を十分に上げることができず、記録媒体へのトナー付着力が不足して画像ずれを生ずる問題があった。
【００１０】
また、記録媒体を昇温後、次の記録媒体と接触をはじめるまでの間に、定着ベルトの温度が低下し、冷えた定着ベルトが加熱体に接触すると、加熱体に温度勾配を発生して加熱体の表面温度が不均一となり、やはり加熱温度をトナーの定着を行う定着温度よりやや高めに設定する必要があった。
【００１１】
【特許文献３】特開２００１-１６６６１８号公報
このような不具合を解消すべく、定着ベルトを用いた従来の定着装置の中には、例えば特許文献３に記載されるように、加熱体を２段階に設けて、まず第１の加熱体で定着ベルトに余熱を加え、次いで第２の加熱体で加熱定着を行うものがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような定着装置では、従来、第１の加熱体として面状の固定発熱体を用いているから、定着ベルトが第１の加熱体に接触したとき温度上昇して熱膨張するが、第１の加熱体との摩擦でその熱膨張が妨げられ、定着ベルトにしわが発生するという問題があった。
【００１３】
そこで、この発明の第１の目的は、上述したような定着ベルトを用いた定着装置において、地球環境維持に基づく近年の省エネルギの要求に応えてエネルギ消費を少なくするとともに、定着ベルトに生ずる不具合をなくして安定した定着を可能とすることにある。
【００１４】
この発明の第２の目的は、加熱時間を長くして加熱温度を低くし、加熱温度をトナー定着温度より不必要に高く設定する必要をなくすことにある。
【００１５】
この発明の第３の目的は、定着ベルトに余熱を適度に与えることにある。
【００１６】
この発明の第４の目的は、定着ベルトの走行トルクを低減することにある。
【００１７】
この発明の第５の目的は、定着効果を上げることにある。
【００１８】
この発明の第６の目的は、上記目的を達成した定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、定着装置にあって、加熱ローラと、１または複数の搬送ローラと、その搬送ローラと加熱ローラに掛け回して走行することにより記録媒体を加熱しながら搬送するエンドレスの定着ベルトと、その定着ベルトを介して加熱ローラに押し当てて定着ニップを形成する加圧部材と、その定着ニップを通して搬送する記録媒体の搬送方向において定着ニップの下流であって搬送ローラの上流で定着ベルトを加熱する加熱体とを備える、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、請求項１に記載の定着装置において、加熱ローラと加熱体とで５０msec以上加熱する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、同じく請求項１に記載の定着装置において、加熱ローラに定着ベルトを０．２〜２００mm接触する、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、同じく請求項１に記載の定着装置において、加熱体が面状の固定発熱体である、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、同じく請求項１に記載の定着装置において、加熱体がベルト状の回転発熱体である、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、上述した第５の目的も達成すべく、同じく請求項１に記載の定着装置において、定着ベルトから浮き上がらないようにその定着ベルトで搬送する記録媒体を押さえる押えベルトを備える、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、上述した第６の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項１ないし６のいずれか１に記載の定着装置を備える、ことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明による定着装置を備えたカラー複写機の全体概略構成を示す。
【００２７】
図中符号１００は、複写機本体である。複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を、図示例では駆動ローラ１４と第１の従動ローラ１５と第２の従動ローラ１６に掛け回して図中時計まわりに回転搬送可能に設ける。もちろん、別途中間転写体１０の片寄りを調整するローラに掛け回すなど、４つ以上のローラに掛け回すようにしてもよい。なお、中間転写体１０は、図示例ではほぼ水平に張り渡すが、水平ではなく、斜めに傾斜して張り渡すようにしてもよい。
【００２８】
この図示例では、図示省略するが、第２の従動ローラ１６に近接し、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置を設ける。
【００２９】
また、駆動ローラ１４と第２の従動ローラ１６間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの４つの単色作像手段１８を横に並べて配置してタンデム作像装置２０を設ける。タンデム作像装置２０の上には、さらに露光装置２１を設ける。
【００３０】
一方、中間転写体１０の張り渡し領域の下方には、ローラを用いた２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、第１の従動ローラ１５に押し当てて中間転写体１０上の画像を記録媒体Ｐに転写する。２次転写装置２２の横には、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである搬送ベルト２４を掛け渡して設ける。
【００３１】
搬送ベルト２４の横には、記録媒体Ｐ上の転写画像を定着するこの発明の定着装置２５を設ける。定着装置２５については、詳しくは後述する。
【００３２】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後の記録媒体Ｐを搬送する媒体搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、この媒体搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００３３】
さて、このような２次転写装置２２、搬送ベルト２４、および定着装置２５の下方には、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体Ｐを収納する媒体収納カセット２８を備える。
【００３４】
ところで、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、スキャナ２００の原稿台３０上に原稿Ｇをセットし、不図示の原稿押えで押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、スキャナ２００を駆動して原稿内容を読み取ることができる。すなわち、ハロゲンランプ等の光源３１で原稿Ｇを照射してその反射光をミラー３２で反射し、レンズ３３を透して集光してＣＣＤ３４に入れ、画像を電気信号に変換する。
【００３５】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、同時に不図示の駆動モータで駆動ローラ１４を回転駆動して従動ローラ１５・１６を従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の単色作像手段１８でその像担持体４０を回転して各像担持体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次重ね１次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００３６】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙コロ３５を回転し、媒体収納カセット２８から記録媒体Ｐを繰り出し、給紙路３６に入れてレジストローラ３７に突き当てて止める。
【００３７】
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ３７を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に記録媒体Ｐを送り込み、２次転写装置２２で中間転写体１０上の合成カラー画像を一括して２次転写して記録媒体Ｐ上にカラー画像を形成する。
【００３８】
画像転写後の記録媒体Ｐは、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、排紙トレイ３８上にスタックする。
【００３９】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、不図示のベルトクリーニング装置で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像装置２０による再度の画像形成に備える。
【００４０】
さて、上述したタンデム作像装置２０において、各単色作像手段１８は、詳しくは、ドラム状の像担持体４０のまわりに、帯電装置４１、現像装置４２、１次転写装置４３、クリーニング装置４４、不図示の除電装置などを備えてなる。
【００４１】
図示省略するが、これら単色作像手段１８を構成する部分の全部または一部でプロセスカートリッジを形成し、複写機本体１００に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。
【００４２】
単色作像手段１８を構成する部分のうち、帯電装置４１は、図示例では帯電ローラを用い、像担持体４０に接触して電圧を印加することによりその像担持体４０の帯電を行う。
【００４３】
現像装置４２は、図示例では、磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二成分現像剤を使用する。
【００４４】
１次転写装置４３は、ローラ状とし、中間転写体１０を挟んで像担持体４０に押し当てて設ける。別に、ローラ状に限らず、ブラシや非接触のチャージャであってもよい。
【００４５】
クリーニング装置４４は、像担持体４０に接触してクリーニングブレードやクリーニングブラシなどのクリーニング部材を備え、そのクリーニング部材で像担持体４０上の残留トナーを除去する。
【００４６】
不図示の除電装置は、例えばランプであり、光を照射して像担持体４０の表面電位を初期化する。
【００４７】
そして、像担持体４０の回転とともに、まず帯電装置４１で像担持体４０の表面を一様に帯電し、次いでスキャナ２００の読取り内容に応じ、上述した露光装置２１において、レーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌをポリゴンミラー４７で反射してさらにミラー４８で反射し、像担持体４０に照射して像担持体４０上に静電潜像を形成する。
【００４８】
その後、現像装置４２によりトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、その可視像を１次転写装置４３で中間転写体１０上に転写する。画像転写後の像担持体４０の表面は、クリーニング装置４４で残留トナーを除去して清掃し、除電装置で除電して再度の画像形成に備える。
【００４９】
図２には、上述したカラー複写機に備える定着装置２５の概略構成を示す。
図中符号５０は、加熱ローラである。加熱ローラ５０は、例えばアルミニウム製のパイプを用いてつくり、内部にハロゲンヒータ等の熱源５１を設ける。
【００５０】
符号５２は、搬送ローラである。搬送ローラ５２は、図示例では１つであり、図示省略するが、同軸に駆動ギヤを設け、その駆動ギヤに不図示の駆動モータの駆動力を伝達して時計まわりに回転する。加熱ローラ５０と搬送ローラ５１には、エンドレスの定着ベルト５３を掛け回す。定着ベルト５３には、テンションローラ５４を押し当て、テンションを付与する。
【００５１】
定着ベルト５３は、ポリイミド樹脂などの樹脂を用いたり、ステンレス、ニッケル、銅などの金属を用いたり、ゴムを用いたりしてつくる。そして、加熱ローラ５０に、０．２〜２００mm接触する。０．２mm以下であると、加熱ローラ５０により定着ベルト５３を十分に加熱することができず、２００mmを越えると、定着装置２５が大型化するとともに、放熱面積が大きくなり過ぎて好ましくない。より好ましくは１〜１００mm、さらに好ましくは２〜５０mm、さらにもっと好ましくは５〜４０mmがよい。
【００５２】
定着ベルト５３を介して加熱ローラ５０には、加圧ローラ５５を、コイルスプリング等の付勢部材５６で付勢して押し当て、定着ニップＮを形成する。加圧ローラ５５は、例えば鋼等の金属パイプを用いてつくる。また、搬送ローラ５２には、駆動ローラ５７を近接して設ける。駆動ローラ５７は、図示省略するが、同軸に駆動ギヤを設け、その駆動ギヤに不図示の駆動モータの駆動力を伝達して反時計まわりに回転する。
【００５３】
そして、加圧ローラ５５と駆動ローラ５７とに押えベルト５８を掛け回し、テンションローラ５９でその押えベルト５８にテンションを付与する。押えベルト５８は、耐熱性を有し、強靭性を有する材料を用いてつくる。例えば、ニッケル、ステンレスなどの金属ベルト、ポリイミド系樹脂、ポリベンゾイミダゾール系樹脂等の樹脂ベルトを使うとよい。
【００５４】
ところで、定着ベルト５３の走行方向において、定着ニップＮの下流であって搬送ローラ５２の上流には、内側から定着ベルト５３に接触して加熱体６０を設ける。加熱体６０は、摩擦係数が低く、熱伝導率の高い材料を用いてつくった固定板６１の背面に、面状発熱体６２を貼り付けて構成する。
【００５５】
そして、同一または別個の駆動モータで搬送ローラ５２と駆動ローラ５７とを同時に回転し、定着ベルト５３と押えベルト５８とをともに走行する。画像転写後の記録媒体Ｐは、矢印Ａ方向から定着ニップＮに挿入し、両ベルト５３・５８間を通して搬送する。
【００５６】
このとき、定着ニップＮで熱と圧力とを加えるとともに、加熱体６０で熱を加えて記録媒体Ｐ上の未定着画像を記録媒体Ｐに定着する。両ベルト５３・５８間を通して搬送するときは、定着ベルト５３から浮き上がらないように押えベルト５８で記録媒体Ｐを押さえて定着効果を高める。
【００５７】
押えベルト５８の厚さは、温度応答性をよくするためには、薄い方がよいが、強度的な耐久性を向上するためには、厚い方がよい。この点を考慮し、実際に使用するベルト厚は、１〜３００μｍ、好ましくは２〜２００μｍ、さらに好ましくは５〜１００μｍ、さらにもっと好ましくは１０〜６０μｍとする。
【００５８】
なお、加熱ローラ５０に加圧ローラ５５を押し当てる押し当て力は、小さすぎると、定着効果を低減して画像ずれを生じ、大きすぎると、しわが発生したり、記録媒体Ｐが圧縮されて風合いが変わったりする。よって、２〜２００Ｎが好ましく、より好ましくは５〜１５０Ｎ、さらに好ましくは１０〜１００Ｎ、さらにもっと好ましくは２０〜８０Ｎがよい。
【００５９】
このような定着装置２５を用いて、トータルの加熱時間を８０msec、そのうち定着ニップＮでの加熱時間を１０msecとし、加熱ローラ５０に加圧ローラ５５を押し当てる押し当て力を片側１０Ｎ、熱源５１および面状発熱体６２の設定温度をともに１２０℃として定着試験を行ったところ、ほとんどトナーの脱落がない良好な定着が得られた。
【００６０】
図３には、この発明による定着装置２５の他例を示す。
この図３に示す定着装置２５は、記録媒体Ｐの下面の未定着画像を定着するもので、この例では押えベルトを使用していない。
【００６１】
同様に、トータルの加熱時間を８０msec、そのうち定着ニップＮでの加熱時間を１０msecとし、加熱ローラ５０に加圧ローラ５５を押し当てる押し当て力を片側１０Ｎ、熱源５１および面状発熱体６２の設定温度をともに１２０℃として定着試験を行ったところ、同様にほとんどトナーの脱落がない良好な定着が得られた。つまり、比較的低温で十分な定着効果を得ることができる。
【００６２】
図４には、第１の比較例である定着装置を示す。
【００６３】
この図４に示す定着装置では、図３に示す定着装置２５の加圧ローラ５５に変えて、給紙ローラ６４を定着ローラ５０に押し当てないで設けている。すなわち、加熱ローラ５０で定着ベルト５３をプレ加熱するが、定着ニップを通さないで記録媒体Ｐを加熱体６０でのみ加熱定着するようにしたものである。熱源５１および面状発熱体６２の設定温度をともに１２０℃として定着試験を行ったところ、トナーの脱落がなく定着良好ではあるが、画像ずれが顕著であった。
【００６４】
図５には、第２の比較例である定着装置を示す。
【００６５】
この図５に示す定着装置では、定着ニップＮの下流位置で定着ベルト５３に剥離爪６５を押し当て、定着ニップＮ通過後の記録媒体Ｐを取り出し、加熱体６０による定着効果を調べた。
【００６６】
トータルの加熱時間を１０msec、そのすべてを定着ニップＮでの加熱時間とし、加熱ローラ５０に加圧ローラ５５を押し当てる押し当て力を片側１０Ｎ、熱源５１の設定温度を１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃として定着試験を行った。
【００６７】
この結果、熱源５１の設定温度を１２０℃とすると、定着せずコールドオフセットが発生し、１３０℃とすると、コールドオフセットは発生しないが、指で擦るとトナーが脱落した。１４０℃とすると、描画試験機で擦るとかなり削れてトナー脱落が発生した。１５０℃とすると、描画試験機で擦ってもトナー脱落はなく、良好な定着が得られた。この結果から、加熱体６０による加熱を行わなければ、熱源５１の設定温度を１５０℃まで高めなければならないことが判る。
【００６８】
図６には、第３の比較例である定着装置を示す。
【００６９】
この図６に示す定着装置では、加熱体６０による加熱のみで定着を行う。面状発熱体６２の設定温度を１２０℃とすると、描画試験機で擦るとかなり削れてトナー脱落が発生した。１３０℃とすると、描画試験機で擦ってもトナー脱落はなく、良好な定着が得られた。ただし、定着ベルト５３にしわが発生した。図中符号６６は、加熱体６０に押し当てる加圧従動ローラである。６７は、定着ローラ５３を掛け回す、熱源を有しない単なる従動ローラである。
【００７０】
図７には、この発明によるさらに他の定着装置２５の概略構成を示す。
【００７１】
この図７に示す定着装置２５では、図２に示す定着装置２５の加熱体６０として、面状の固定発熱体に変えてベルト状の回転発熱体を用いている。すなわち、２つのローラ６８間に加熱ベルト６９を掛け回し、その加熱ベルト６９内に複数のヒータ７０を並べて備える。
【００７２】
そして、トータルの加熱時間を８０msec、そのうち定着ニップＮでの加熱時間を１０msecとし、加熱ローラ５０に加圧ローラ５５を押し当てる押し当て力を片側１０Ｎ、熱源５１および回転発熱体６２の設定温度をともに１２０℃として定着試験を行ったところ、同様にほとんどトナーの脱落がない良好な定着が得られた。
【００７３】
しかも、この場合には、定着ベルト５３とともに加熱ベルト６９を走行するから、それらの間の摩擦をなくして、定着ベルト５３の走行トルクを２０％低下することができ、また定着ベルト５３の内面に傷が付くことを防止し、定着ベルト５３を安定して搬送することができた。
【００７４】
最後に、内部に熱源を有する定着ローラに加圧ローラを押し当てて定着ニップを形成し、その定着ニップに通して画像転写後の記録媒体を搬送しながら、熱と圧力とを加えてその記録媒体上のトナー画像を該記録媒体に定着する従来のローラ定着装置を用い、加熱ローラに加圧ローラを押し当てる押し当て力を片側１０Ｎとし、定着ニップでの加熱時間を１０msecとし、加熱ローラ内に備える熱源の設定温度を１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃として定着試験を行った。
【００７５】
その結果、熱源の設定温度を１３０℃とすると、定着せずコールドオフセットが発生し、１４０℃とすると、コールドオフセットは発生しないが、指で擦るとトナーが脱落した。１５０℃とすると、描画試験機で擦るとかなり削れてトナー脱落が発生した。１６０℃とすると、良好な定着が得られた。この結果から、この発明による定着装置２５を用いれば、熱源の設定温度を約４０℃下げることが可能となったことが判る。
【００７６】
なお、上述した例では、加圧部材として加圧ローラ５５を用いたが、加圧部材は、ローラに限らず、板状のものであってもよい。また、加熱ローラ５０と同様に熱源を内蔵するものであってもよく、熱源を内蔵すると、記録媒体Ｐの熱を奪わず、冬場のように環境温度が低く、記録媒体Ｐが冷えた状態で進入した場合にも安定した定着を行うことができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、加熱ローラと１または複数の搬送ローラとに掛け回して走行することにより記録媒体を加熱しながら搬送するエンドレスの定着ベルトと、定着ニップを通して搬送する記録媒体の搬送方向において定着ニップの下流であって搬送ローラの上流で定着ベルトを加熱する加熱体とを備えるので、加熱を２段階に行い、加熱時間を長くして加熱温度を小さくすることができる。そして、加熱温度を定着温度より不必要に高く設定する必要をなくし、環境温度に対する熱勾配を小さくして放熱を少なくし、また記録媒体に対する熱勾配も小さくして記録媒体に与える熱量も少なくし、エネルギ消費の無駄を無くすことができる。
【００７８】
また、定着ベルトを介して加熱ローラに押し当てて定着ニップを形成する加圧部材と、その定着ニップを通して搬送する記録媒体の搬送方向において定着ニップの下流であって搬送ローラの上流で定着ベルトを加熱する加熱体とを備えるので、記録媒体を昇温後、冷えた定着ベルトを定着ニップで余熱し、加熱体で加熱することにより安定した定着を行うことができる。
【００７９】
さらに、はじめに加熱ローラで定着ベルトに余熱を加えるので、定着ベルトが熱膨張して幅方向に広がろうとする力を逃がし、しわの発生をなくすことができる。
【００８０】
請求項２に係る発明によれば、加熱ローラと加熱体とで５０msec以上加熱するので、請求項１に係る発明の効果に加えて、十分に加熱時間を長くして加熱温度をトナー定着温度より不必要に高く設定する必要をなくし、環境温度に対する熱勾配を小さくして放熱を少なくし、また記録媒体に対する熱勾配も小さくして記録媒体に与える熱量も少なくし、一層エネルギの無駄な消費をなくすことができる。
【００８１】
請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、加熱ローラに定着ベルトを０．２〜２００mm接触するので、大型化したり、エネルギを無駄に消費したりすることなく、定着ベルトに余熱を適度に与えることができる。
【００８２】
請求項４に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、加熱体が面状の固定発熱体であるので、加熱時間を長くして加熱温度をトナー定着温度より不必要に高く設定する必要をなくし、環境温度に対する熱勾配を小さくして放熱を少なくし、また記録媒体に対する熱勾配も小さくして記録媒体に与える熱量も少なくし、エネルギの無駄な消費をなくすことができる。
【００８３】
請求項５に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、加熱体がベルト状の回転発熱体であるので、加熱体と定着ベルトとの摩擦をなくし、定着ベルトの走行トルクを低減することができる。
【００８４】
請求項６に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、定着ベルトから浮き上がらないようにその定着ベルトで搬送する記録媒体を押さえる押えベルトを備えるので、押えベルトで記録媒体を定着ベルトに押さえ付けて定着効果を上げることができる。
【００８５】
請求項７に係る発明によれば、上記各効果を有する定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による定着装置を備えたカラー複写機の全体概略構成図である。
【図２】そのカラー複写機に備える定着装置の概略構成図である。
【図３】この発明による定着装置の他例の概略構成図である。
【図４】第１の比較例である定着装置の概略構成図である。
【図５】第２の比較例である定着装置の概略構成図である。
【図６】第３の比較例である定着装置の概略構成図である。
【図７】この発明による定着装置のさらに他例の概略構成図である。
【符号の説明】
２５定着装置
５０加熱ローラ
５１熱源
５２搬送ローラ
５３定着ベルト
５５加圧ローラ（加圧部材）
５８押えベルト
６０加熱体
Ｐ記録媒体
Ｎ定着ニップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copier, a printer, a facsimile, or a multifunction peripheral thereof. Among them, in particular, an electronic device for sequentially forming a toner image on an image carrier by repeating charging, writing, development, transfer, cleaning, and the like, sequentially transferring the toner image, and recording the image on a recording medium such as paper or an OHP film. The present invention relates to a photographic image forming apparatus. Also, the present invention relates to a fixing device for fixing an unfixed image transferred onto a recording medium to the recording medium in such an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 3274769 Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, as described in Patent Document 1, for example, a pressure roller is pressed against a fixing roller having a heat source inside to fix a fixing nip. A heat fixing device for fixing a toner image on the recording medium to the recording medium by applying heat and pressure while conveying the recording medium after image transfer through the fixing nip is mainly used. is there.
[0003]
In such a fixing device, both the fixing roller and the pressure roller are provided with a rubber layer on the peripheral surface of a metal pipe, for example, and provided with a heat source such as a halogen heater inside. Then, the surface temperatures of the fixing roller and the pressure roller are detected by a temperature detecting means such as a thermistor, and a heat source is turned on / off by a controller in accordance with the detection result to maintain a constant temperature.
[0004]
However, in such a fixing device, since the fixing nip is formed by pressing the rollers, the width of the fixing nip cannot be increased, and the heating time is shortened. The temperature had to be set high.
[0005]
The fixing nip width is increased by lowering the hardness of the rubber layer of the heating roller and the pressure roller, or by increasing the roller diameter, so that the heating time is made as long as possible. When the roller diameter is increased, the heat capacity is increased, and the heat radiation area is increased, so that the heating temperature must be increased.
[0006]
When the heating temperature is increased, the thermal gradient with respect to the environmental temperature increases, excessive heat radiation or rise to the surface temperature of the recording medium that does not need to be heated, and furthermore, the temperature also rises to the inside of the recording medium, In addition to melting the toner, energy is wasted.
[0007]
[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-307496 For this reason, as described in Patent Document 2, for example, a conventional fixing device includes a fixing roller having no built-in heat source and a heating roller having a built-in heat source. There is a type in which a fixing belt is looped around and a pressing roller is pressed against the fixing roller via the fixing belt.
[0008]
In a fixing device using such a fixing belt, the heating temperature can be set lower than when using a roller with a longer heating time, and the heating temperature is set to be unnecessarily higher than the fixing temperature for fixing the toner. No need. Therefore, heat radiation can be reduced by reducing the thermal gradient with respect to the ambient temperature, and the thermal gradient with respect to the recording medium can be reduced, so that the amount of heat given to the recording medium can be reduced, and wasteful consumption of energy can be eliminated.
[0009]
However, in the fixing device using the fixing belt, since the heating temperature is low, the temperature rising speed of the toner on the recording medium is slow, and the temperature of the portion of the recording medium where the toner is in contact with the recording medium is sufficiently reduced. However, there is a problem that an image shift occurs due to insufficient toner adhesion to a recording medium.
[0010]
Further, after the temperature of the recording medium is raised, the temperature of the fixing belt decreases during a period before the contact with the next recording medium starts, and when the cooled fixing belt comes into contact with the heating element, a temperature gradient is generated in the heating element. The surface temperature of the heating element becomes non-uniform, and it is necessary to set the heating temperature slightly higher than the fixing temperature for fixing the toner.
[0011]
[Patent Document 3] Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-166618 In order to solve such a problem, some conventional fixing devices using a fixing belt include a heating element, as described in Patent Document 3, for example. In some stages, the first heating element applies residual heat to the fixing belt, and then the second heating element performs heat fixing.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a fixing device, a planar fixed heating element is conventionally used as the first heating element. Therefore, when the fixing belt comes into contact with the first heating element, the temperature rises and thermal expansion occurs. There has been a problem that thermal expansion is hindered by friction with the first heating element, and wrinkles occur in the fixing belt.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is to provide a fixing device using the above-described fixing belt, in which energy consumption is reduced in response to recent demands for energy saving based on global environment maintenance, and a problem that occurs in the fixing belt. And to enable stable fixing.
[0014]
A second object of the present invention is to lengthen the heating time to lower the heating temperature and eliminate the need to set the heating temperature unnecessarily higher than the toner fixing temperature.
[0015]
A third object of the present invention is to appropriately apply residual heat to the fixing belt.
[0016]
A fourth object of the present invention is to reduce the running torque of the fixing belt.
[0017]
A fifth object of the present invention is to improve the fixing effect.
[0018]
A sixth object of the present invention is to provide an image forming apparatus including a fixing device that achieves the above object.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to achieve the first object described above, the invention according to claim 1 is provided in a fixing device, in which a heating roller, one or a plurality of conveying rollers, and a loop around the conveying roller and the heating roller are provided. An endless fixing belt that conveys while heating the recording medium by traveling, a pressing member that presses a heating roller through the fixing belt to form a fixing nip, and conveyance of the recording medium that conveys through the fixing nip A heating element that heats the fixing belt downstream of the fixing nip in the direction and upstream of the transport roller.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the second object, the fixing device according to the first aspect is characterized in that heating is performed by a heating roller and a heating body for at least 50 msec.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device of the first aspect, the fixing belt is brought into contact with the heating roller by 0.2 to 200 mm so as to achieve the third object. .
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device of the first aspect, the heating element is a planar fixed heating element to achieve the second object.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in order to achieve the fourth object, the fixing device according to the first aspect is further characterized in that the heating element is a belt-shaped rotary heating element.
[0024]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fixing device as set forth in the first aspect, wherein the recording medium conveyed by the fixing belt is pressed so as not to float off the fixing belt. It is characterized by having.
[0025]
According to a seventh aspect of the present invention, to achieve the sixth object, an image forming apparatus includes the fixing device according to any one of the first to sixth aspects.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall schematic configuration of a color copying machine provided with a fixing device according to the present invention.
[0027]
In the figure, reference numeral 100 denotes a copying machine main body. In the copying machine main body 100, an endless belt-shaped intermediate transfer body 10 is wrapped around a driving roller 14, a first driven roller 15 and a second driven roller 16 in the illustrated example, and rotated clockwise in the figure. Provided to be transportable. Of course, the intermediate transfer body 10 may be separately wound around four or more rollers, such as being wound around a roller for adjusting the deviation. Although the intermediate transfer body 10 extends substantially horizontally in the illustrated example, the intermediate transfer body 10 may be extended not obliquely but obliquely.
[0028]
In the illustrated example, although not shown, a belt cleaning device is provided near the second driven roller 16 for removing residual toner remaining on the intermediate transfer body 10 after image transfer.
[0029]
On the intermediate transfer member 10 stretched between the driving roller 14 and the second driven roller 16, four black, yellow, magenta, and cyan single-color image forming units 18 are horizontally arranged along the conveyance direction. A tandem imaging device 20 is provided side by side. On the tandem imaging device 20, an exposure device 21 is further provided.
[0030]
On the other hand, below the bridging area of the intermediate transfer body 10, a secondary transfer device 22 using rollers is provided. The secondary transfer device 22 transfers the image on the intermediate transfer body 10 to the recording medium P by pressing against the first driven roller 15. In the illustrated example, a transport belt 24 which is an endless belt is provided beside the secondary transfer device 22 between two rollers 23 in the illustrated example.
[0031]
A fixing device 25 of the present invention for fixing a transferred image on the recording medium P is provided beside the conveyor belt 24. The fixing device 25 will be described later in detail.
[0032]
The above-described secondary transfer device 22 also has a medium transport function of transporting the recording medium P after image transfer. Of course, a non-contact charger may be provided as the secondary transfer device 22, and in such a case, it is difficult to additionally provide this medium transport function.
[0033]
Below the secondary transfer device 22, the transport belt 24, and the fixing device 25, a medium storage cassette 28 for storing a recording medium P such as a sheet or an OHP film is provided.
[0034]
When making a copy using this color copier, the original G is set on the original platen 30 of the scanner 200 and is pressed by an original holder (not shown). When a start switch (not shown) is pressed, the scanner 200 can be driven to read the contents of the document. That is, the original G is irradiated by a light source 31 such as a halogen lamp, and the reflected light is reflected by a mirror 32, condensed through a lens 33, enters a CCD 34, and converts an image into an electric signal.
[0035]
When a start switch (not shown) is pressed, the drive roller 14 is simultaneously driven by a drive motor (not shown) to rotate the driven rollers 15 and 16 to rotate and convey the intermediate transfer body 10. At the same time, the image carriers 40 are rotated by the individual monochrome image forming means 18 to form black, yellow, magenta, and cyan monochrome images on the image carriers 40, respectively. Then, as the intermediate transfer body 10 is transported, the single-color images are sequentially superimposed and primary-transferred to form a composite color image on the intermediate transfer body 10.
[0036]
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, the paper feed roller 35 is rotated, and the recording medium P is fed out of the medium storage cassette 28, is fed into the paper feed path 36, abuts against the registration rollers 37 and stops.
[0037]
Then, the registration roller 37 is rotated in synchronization with the composite color image on the intermediate transfer body 10, the recording medium P is sent between the intermediate transfer body 10 and the secondary transfer device 22, and the intermediate transfer is performed by the secondary transfer device 22. The composite color image on the transfer body 10 is collectively secondarily transferred to form a color image on the recording medium P.
[0038]
The recording medium P after the image transfer is conveyed by the conveyor belt 24 and sent to the fixing device 25, where the transferred image is fixed by applying heat and pressure by the fixing device 25, and then stacked on the paper discharge tray 38. .
[0039]
On the other hand, the intermediate transfer body 10 after the image transfer is removed by a belt cleaning device (not shown) to remove the residual toner remaining on the intermediate transfer body 10 after the image transfer, and the tandem image forming apparatus 20 prepares for another image formation.
[0040]
In the tandem image forming apparatus 20 described above, each of the monochrome image forming means 18 includes a charging device 41, a developing device 42, a primary transfer device 43, and a cleaning device 44 around a drum-shaped image carrier 40. And a static eliminator (not shown).
[0041]
Although not shown, a process cartridge may be formed of all or a part of the monochrome image forming means 18 so that the process cartridge can be collectively and detachably attached to the copying machine main body 100 to improve maintainability. .
[0042]
The charging device 41 of the portion constituting the monochrome image forming means 18 uses a charging roller in the illustrated example, and charges the image carrier 40 by contacting the image carrier 40 and applying a voltage.
[0043]
In the illustrated example, the developing device 42 uses a two-component developer composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner.
[0044]
The primary transfer device 43 has a roller shape and is provided by pressing the intermediate transfer member 10 against the image carrier 40. Alternatively, the present invention is not limited to the roller shape, and may be a brush or a non-contact charger.
[0045]
The cleaning device 44 includes a cleaning member such as a cleaning blade or a cleaning brush in contact with the image carrier 40, and removes residual toner on the image carrier 40 with the cleaning member.
[0046]
The static eliminator (not shown) is, for example, a lamp, and irradiates light to initialize the surface potential of the image carrier 40.
[0047]
Then, with the rotation of the image carrier 40, first, the surface of the image carrier 40 is uniformly charged by the charging device 41, and then, in accordance with the contents read by the scanner 200, writing is performed by the above-described exposure device 21 using a laser, LED, or the like. The light L is reflected by the polygon mirror 47, further reflected by the mirror 48, and irradiated on the image carrier 40 to form an electrostatic latent image on the image carrier 40.
[0048]
After that, the electrostatic latent image is visualized by attaching toner by the developing device 42, and the visible image is transferred onto the intermediate transfer body 10 by the primary transfer device 43. The surface of the image carrier 40 after the image transfer is cleaned by removing the residual toner by the cleaning device 44, and the charge is removed by the charge removing device to prepare for the image formation again.
[0049]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the fixing device 25 provided in the above-described color copying machine.
Reference numeral 50 in the figure is a heating roller. The heating roller 50 is made using, for example, an aluminum pipe, and has a heat source 51 such as a halogen heater provided inside.
[0050]
Reference numeral 52 denotes a transport roller. The conveying roller 52 is one in the illustrated example, and although not shown, a driving gear is provided coaxially, and the driving gear transmits clockwise driving force of a driving motor (not shown) to rotate clockwise. An endless fixing belt 53 is wrapped around the heating roller 50 and the transport roller 51. A tension roller 54 is pressed against the fixing belt 53 to apply tension.
[0051]
The fixing belt 53 is made of a resin such as a polyimide resin, a metal such as stainless steel, nickel, or copper, or a rubber. Then, the heating roller 50 comes into contact with the heating roller 50 by 0.2 to 200 mm. If the thickness is less than 0.2 mm, the fixing belt 53 cannot be sufficiently heated by the heating roller 50. If the thickness exceeds 200 mm, the size of the fixing device 25 becomes large and the heat radiation area becomes too large. It is more preferably 1 to 100 mm, further preferably 2 to 50 mm, and still more preferably 5 to 40 mm.
[0052]
A pressing roller 55 is urged against the heating roller 50 via the fixing belt 53 by an urging member 56 such as a coil spring to form a fixing nip N. The pressure roller 55 is formed using a metal pipe such as steel. A drive roller 57 is provided adjacent to the transport roller 52. Although not shown, the drive roller 57 is provided with a drive gear coaxially, and transmits a driving force of a drive motor (not shown) to the drive gear to rotate counterclockwise.
[0053]
Then, the pressing belt 58 is wrapped around the pressing roller 55 and the driving roller 57, and the tension is applied to the pressing belt 58 by the tension roller 59. The holding belt 58 is made of a material having heat resistance and toughness. For example, a metal belt of nickel, stainless steel, or the like, or a resin belt of polyimide resin, polybenzimidazole resin, or the like may be used.
[0054]
By the way, in the running direction of the fixing belt 53, a heating element 60 is provided downstream of the fixing nip N and upstream of the transport roller 52 so as to contact the fixing belt 53 from the inside. The heating element 60 is configured by attaching a sheet heating element 62 to the back surface of a fixed plate 61 made of a material having a low coefficient of friction and a high thermal conductivity.
[0055]
Then, the transport roller 52 and the drive roller 57 are simultaneously rotated by the same or separate drive motors, and the fixing belt 53 and the pressing belt 58 travel together. The recording medium P after image transfer is inserted into the fixing nip N from the direction of arrow A, and is conveyed between the belts 53 and 58.
[0056]
At this time, heat and pressure are applied in the fixing nip N, and heat is applied in the heating element 60 to fix the unfixed image on the recording medium P to the recording medium P. When the sheet is conveyed between the two belts 53 and 58, the recording medium P is pressed by the pressing belt 58 so as not to float off the fixing belt 53, and the fixing effect is enhanced.
[0057]
The thickness of the presser belt 58 is preferably thinner in order to improve the temperature responsiveness, but thicker in order to improve strength durability. In consideration of this point, the belt thickness actually used is 1 to 300 μm, preferably 2 to 200 μm, more preferably 5 to 100 μm, and still more preferably 10 to 60 μm.
[0058]
If the pressing force for pressing the pressure roller 55 against the heating roller 50 is too small, the fixing effect is reduced and an image shift occurs, and if it is too large, wrinkles occur or the recording medium P is compressed. The texture changes. Therefore, it is preferably 2 to 200 N, more preferably 5 to 150 N, further preferably 10 to 100 N, and still more preferably 20 to 80 N.
[0059]
Using such a fixing device 25, the total heating time is 80 msec, the heating time in the fixing nip N is 10 msec, the pressing force for pressing the pressure roller 55 against the heating roller 50 is 10N on one side, the heat source 51 and When a fixing test was performed with both the set temperature of the sheet heating element 62 set to 120 ° C., good fixing with almost no toner falling off was obtained.
[0060]
FIG. 3 shows another example of the fixing device 25 according to the present invention.
The fixing device 25 shown in FIG. 3 fixes an unfixed image on the lower surface of the recording medium P, and does not use a pressing belt in this example.
[0061]
Similarly, the total heating time is 80 msec, the heating time in the fixing nip N is 10 msec, the pressing force for pressing the pressure roller 55 against the heating roller 50 is 10 N on one side, and the heat source 51 and the sheet heating element 62 are set. When a fixing test was conducted at both temperatures of 120 ° C., good fixing was obtained with almost no toner falling off. That is, a sufficient fixing effect can be obtained at a relatively low temperature.
[0062]
FIG. 4 shows a fixing device as a first comparative example.
[0063]
In the fixing device shown in FIG. 4, instead of the pressure roller 55 of the fixing device 25 shown in FIG. 3, the paper feed roller 64 is provided without pressing the fixing roller 50. That is, the fixing belt 53 is pre-heated by the heating roller 50, but the recording medium P is heated and fixed only by the heating member 60 without passing through the fixing nip. A fixing test was performed with both the heat source 51 and the sheet heating element 62 set at 120 ° C. As a result, although the toner did not fall off and the fixing was good, the image shift was remarkable.
[0064]
FIG. 5 shows a fixing device as a second comparative example.
[0065]
In the fixing device illustrated in FIG. 5, the separation claw 65 is pressed against the fixing belt 53 at a position downstream of the fixing nip N, the recording medium P that has passed through the fixing nip N is taken out, and the fixing effect of the heating body 60 is examined.
[0066]
The total heating time is 10 msec, all of which is the heating time in the fixing nip N, the pressing force for pressing the pressure roller 55 against the heating roller 50 is 10 N on one side, and the set temperature of the heat source 51 is 120 ° C., 130 ° C., 140 ° C. A fixing test was performed at 150 ° C. and 150 ° C.
[0067]
As a result, when the set temperature of the heat source 51 was set to 120 ° C., a cold offset was generated without fixing, and when set to 130 ° C., no cold offset was generated. When the temperature was set to 140 ° C., the material was considerably scraped off when rubbed with a drawing tester, and toner fell off. When the temperature was 150 ° C., the toner did not fall off even when rubbed with a drawing tester, and good fixing was obtained. From this result, it can be seen that if the heating by the heating element 60 is not performed, the set temperature of the heat source 51 must be increased to 150 ° C.
[0068]
FIG. 6 shows a fixing device according to a third comparative example.
[0069]
In the fixing device shown in FIG. 6, fixing is performed only by heating by the heating element 60. When the set temperature of the sheet heating element 62 was set to 120 ° C., when the sheet was rubbed with a drawing tester, the sheet was considerably shaved and toner fell off. When the temperature was 130 ° C., the toner did not fall off even when rubbed with a drawing tester, and good fixing was obtained. However, the fixing belt 53 was wrinkled. Reference numeral 66 in the figure denotes a pressure driven roller pressed against the heating element 60. Reference numeral 67 denotes a mere driven roller having no heat source, around which the fixing roller 53 is wound.
[0070]
FIG. 7 shows a schematic configuration of still another fixing device 25 according to the present invention.
[0071]
In the fixing device 25 shown in FIG. 7, a belt-shaped rotary heating element is used as the heating element 60 of the fixing device 25 shown in FIG. 2 instead of a planar fixed heating element. That is, a heating belt 69 is wound around two rollers 68, and a plurality of heaters 70 are arranged in the heating belt 69.
[0072]
The total heating time is 80 msec, the heating time in the fixing nip N is 10 msec, the pressing force for pressing the pressure roller 55 against the heating roller 50 is 10 N on one side, and the set temperature of the heat source 51 and the rotary heating element 62 is When a fixing test was performed at 120 ° C. in both cases, good fixing with almost no toner falling was obtained.
[0073]
In addition, in this case, since the heating belt 69 runs together with the fixing belt 53, friction between them can be eliminated, and the running torque of the fixing belt 53 can be reduced by 20%. The fixing belt 53 could be stably conveyed while preventing scratching.
[0074]
Finally, a pressure roller is pressed against a fixing roller having a heat source inside to form a fixing nip, and heat and pressure are applied to the recording medium while conveying the recording medium after image transfer through the fixing nip. Using a conventional roller fixing device for fixing the toner image on the medium to the recording medium, the pressing force for pressing the pressing roller against the heating roller is set to 10N on one side, the heating time at the fixing nip is set to 10 msec, and the inside of the heating roller is set. The fixing test was performed with the heat sources set at 130 ° C., 140 ° C., 150 ° C., and 160 ° C.
[0075]
As a result, when the set temperature of the heat source was 130 ° C., a cold offset occurred without fixing, and when the set temperature was 140 ° C., no cold offset occurred, but the toner dropped off when rubbed with a finger. When the temperature was set to 150 ° C., when the film was rubbed with a drawing tester, the film was considerably scraped off and toner fell off. When the temperature was 160 ° C., good fixing was obtained. From this result, it can be seen that the use of the fixing device 25 according to the present invention makes it possible to lower the set temperature of the heat source by about 40 ° C.
[0076]
In the above-described example, the pressing roller 55 is used as the pressing member, but the pressing member is not limited to the roller, and may be a plate-shaped member. Further, a heat source may be built in similarly to the heating roller 50. When the heat source is built in, the heat of the recording medium P is not deprived, the environmental temperature is low as in winter, and the recording medium P is cooled. Even when the vehicle enters, stable fixing can be performed.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, an endless fixing belt that conveys while heating a recording medium by running around a heating roller and one or more conveying rollers and a fixing nip A heating element that heats the fixing belt downstream of the fixing nip and upstream of the conveying roller in the conveying direction of the recording medium to be conveyed, so that heating is performed in two stages, the heating time is lengthened, and the heating temperature is reduced. be able to. The need to set the heating temperature unnecessarily higher than the fixing temperature is eliminated, the heat gradient with respect to the environmental temperature is reduced to reduce heat radiation, and the heat gradient with respect to the recording medium is also reduced to reduce the amount of heat applied to the recording medium. Thus, waste of energy consumption can be eliminated.
[0078]
Further, a pressing member that presses against a heating roller via a fixing belt to form a fixing nip, and a fixing belt that is downstream of the fixing nip and upstream of the conveying roller in a conveying direction of a recording medium conveyed through the fixing nip. Since the heating body for heating is provided, after the temperature of the recording medium is raised, the cooled fixing belt is preheated by the fixing nip, and is heated by the heating body, whereby stable fixing can be performed.
[0079]
Furthermore, since the fixing roller is first heated by the heating roller, the force of the fixing belt to expand in the width direction due to thermal expansion of the fixing belt is released, and wrinkles can be eliminated.
[0080]
According to the second aspect of the present invention, since the heating is performed by the heating roller and the heating element for 50 msec or more, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the heating time is sufficiently extended so that the heating temperature is higher than the toner fixing temperature. Eliminating the need to set unnecessarily high, reducing the heat gradient with respect to the environmental temperature to reduce heat dissipation, and reducing the heat gradient with respect to the recording medium to reduce the amount of heat applied to the recording medium, further reducing wasteful energy consumption. Can be eliminated.
[0081]
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the fixing belt comes in contact with the heating roller by 0.2 to 200 mm, so that the size is increased and energy is wasted. In addition, it is possible to appropriately apply residual heat to the fixing belt.
[0082]
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, since the heating element is a planar fixed heating element, the heating time is extended to make the heating temperature unnecessary than the toner fixing temperature. It is possible to reduce the heat gradient by reducing the heat gradient with respect to the environmental temperature, and also to reduce the heat gradient to the recording medium to reduce the amount of heat given to the recording medium, thereby eliminating wasteful consumption of energy. it can.
[0083]
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, since the heating element is a belt-shaped rotary heating element, friction between the heating element and the fixing belt is eliminated, and the traveling of the fixing belt is performed. The torque can be reduced.
[0084]
According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, since a presser belt that presses a recording medium conveyed by the fixing belt so as not to be lifted from the fixing belt is provided, the recording medium is pressed by the presser belt. Can be pressed against the fixing belt to enhance the fixing effect.
[0085]
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus including a fixing device having the above-described effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a color copying machine provided with a fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing device provided in the color copying machine.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of another example of the fixing device according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a fixing device as a first comparative example.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to a second comparative example.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fixing device that is a third comparative example.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of still another example of the fixing device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
25 fixing device 50 heating roller 51 heat source 52 transport roller 53 fixing belt 55 pressure roller (pressure member)
58 Presser belt 60 Heater P Recording medium N Fixing nip

Claims

加熱ローラと、１または複数の搬送ローラと、その搬送ローラと前記加熱ローラに掛け回して走行することにより記録媒体を加熱しながら搬送するエンドレスの定着ベルトと、その定着ベルトを介して前記加熱ローラに押し当てて定着ニップを形成する加圧部材と、その定着ニップを通して搬送する記録媒体の搬送方向において前記定着ニップの下流であって前記搬送ローラの上流で前記定着ベルトを加熱する加熱体とを備えることを特徴とする、定着装置。A heating roller, one or more conveyance rollers, an endless fixing belt that conveys while heating the recording medium by running around the conveyance roller and the heating roller, and the heating roller via the fixing belt. And a heating element that heats the fixing belt downstream of the fixing nip and upstream of the conveying roller in the conveying direction of the recording medium conveyed through the fixing nip. A fixing device, comprising:

前記加熱ローラと前記加熱体とで５０msec以上加熱することを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the heating is performed by the heating roller and the heating body for 50 msec or more.

前記加熱ローラに前記定着ベルトを０．２〜２００mm接触することを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the fixing roller contacts the heating roller by 0.2 to 200 mm.

前記加熱体が面状の固定発熱体であることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the heating element is a planar fixed heating element.

前記加熱体がベルト状の回転発熱体であることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein the heating element is a belt-shaped rotary heating element.

前記定着ベルトから浮き上がらないようにその定着ベルトで搬送する記録媒体を押さえる押えベルトを備えることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。2. The fixing device according to claim 1, further comprising a pressing belt that presses a recording medium conveyed by the fixing belt so as not to float from the fixing belt. 3.

請求項１ないし６のいずれか１に記載の定着装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.