JP2006235462A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写真機器に使用する定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer.
定着ベルトを用いた定着装置における定着後の記録紙の剥離について、従来、例えば特許文献１に、次のようなものが示されている。 Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260 discloses the following regarding peeling of a recording sheet after fixing in a fixing device using a fixing belt.
前記特許文献１の第１図において、トナー像を記録紙に定着するための耐熱エンドレスフィルム（ここでは定着ベルトと呼ぶ）３６は、ヒートローラ３５ａおよびローラ３９に巻架され、ローラ３９によってそこで大きく湾曲されている。ヒートローラ３５ａおよび３５ｂは定着ベルト３６を挟んで接し、その位置で定着ベルト３６とヒートローラ３５ｂとでニップ部が形成されている。ローラ３９は、テンション用スプリング３８によってヒートローラ３５ａから離れる向きに附勢されて構成されている。
In FIG. 1 of
このような構成において、トナー像が形成された記録紙は、ニップ部を通過する際の熱と圧力とでトナー像が記録紙に定着され、そして、定着された記録紙は、定着ベルト３６によってローラ３９の位置まで搬送され、定着ベルト３６が大きく湾曲しているローラ３９の位置で定着ベルト３６から剥離される。 In such a configuration, the recording paper on which the toner image is formed is fixed on the recording paper by heat and pressure when passing through the nip portion, and the fixed recording paper is fixed by the fixing belt 36. The toner is conveyed to the position of the roller 39 and is peeled off from the fixing belt 36 at the position of the roller 39 where the fixing belt 36 is greatly curved.
ここで、一般的に、定着ベルト３６は、ニップ部およびローラ（ここでは、以後、剥離部材と呼ぶ）３９の位置までの間の湾曲を小さくし、また、剥離部材３９をヒートローラ（ここでは、以後、加熱ロールと呼ぶ）３５ａよりも小径として、湾曲の曲率が剥離部材３９の位置で大きくなるようにすることで、記録紙が、剥離部材３９の位置まで確実に搬送され、そして、安定して剥離部材３９の位置で剥離されるよう図られている。
しかしながら、前述の一般的な従来の構成では、記録紙の紙厚が大で、かつ、記録紙面内でのトナー像の面積割合が少ない場合、記録紙が、大きな湾曲が形成されている剥離部材の位置に搬送されるまでの途中で、定着ベルトから剥離し易くなる。 However, in the above-described general conventional configuration, when the paper thickness of the recording paper is large and the area ratio of the toner image in the recording paper surface is small, the recording paper is a peeling member in which a large curve is formed. It becomes easy to peel from the fixing belt in the middle of being conveyed to the position.
すなわち、ニップ部は小さな湾曲をなし、記録紙は、そのニップ部を通過する時、ニップ部およびその出口での湾曲形状およびそこでの熱と圧力とにより、記録紙がカールし、定着ベルトから剥離しようとする力が発生する。このとき、記録紙の厚みが大きいと、すなわち、記録紙の剛性が大きいと、定着ベルトから剥離しようとする力も大きくなる。この様な状態に加えて、さらに、記録紙面内でのトナー像の面積割合が少なくて記録紙面上のトナーの量が少ないと、定着ベルトと記録紙との付着力が小さくて、記録紙が定着ベルトからより剥離し易くなる。それゆえ、記録紙が、剥離部材の位置に搬送されるまでの途中で、定着ベルトから剥離することが起こり易くなる。 In other words, the nip portion has a small curvature, and when the recording paper passes through the nip portion, the recording paper curls due to the curved shape at the nip portion and its outlet and the heat and pressure there, and peels off from the fixing belt. The power to try is generated. At this time, if the thickness of the recording paper is large, that is, if the rigidity of the recording paper is large, the force for peeling from the fixing belt also becomes large. In addition to this state, if the area ratio of the toner image in the recording paper surface is small and the amount of toner on the recording paper surface is small, the adhesion between the fixing belt and the recording paper is small, and the recording paper It becomes easier to peel from the fixing belt. Therefore, the recording paper is likely to be peeled off from the fixing belt in the middle of being conveyed to the position of the peeling member.
そして、記録紙が剥離部材の位置で剥離する場合と、剥離部材に至るまでの間で剥離する場合とでは、剥離時のトナーの温度が異なるので、これにより、定着後のトナー像の光沢度が異なってしまう。 Since the temperature of the toner at the time of peeling differs between when the recording paper is peeled off at the position of the peeling member and when the recording paper is peeled up to the peeling member, the glossiness of the toner image after fixing is thereby determined. Will be different.
そこで、剥離部材に至るまでの間での記録紙の剥離を抑えるために、加熱ロールの径を大きくして、ニップ部の曲率を小さくすることが考えられるが、その場合、一方で、加熱ロールの熱容量が増加し、また、定着ベルトも周長が延びて定着ベルトの熱容量も増加してしまう。そして、これらの熱容量が増加すると、定着ベルトの温度上昇の為の時間（ウォームアップタイム：以降ＷＵＴと記す）が長くなってしまうという課題を有していた。 Therefore, in order to suppress the peeling of the recording paper until reaching the peeling member, it is conceivable to increase the diameter of the heating roll and reduce the curvature of the nip portion. Further, the heat capacity of the fixing belt increases, and the peripheral length of the fixing belt extends to increase the heat capacity of the fixing belt. When these heat capacities increase, there is a problem that the time for warming up the fixing belt (warm-up time: hereinafter referred to as WUT) becomes longer.
また、前述の一般的な、ニップ部と剥離部材との間に、ある程度の距離がある従来の構成では、ニップ部通過後の記録紙が定着ベルトから剥離する位置のばらつきの幅が広がって、定着後のトナー像の光沢のばらつきがより発生するという課題も有していた。 Further, in the conventional configuration in which a certain distance is provided between the nip portion and the peeling member as described above, the range of variation in the position at which the recording paper after passing through the nip portion peels from the fixing belt increases. There has also been a problem that the variation in gloss of the toner image after fixing occurs more.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ＷＵＴが長くなることなく、ニップ部通過後の記録紙を定着ベルトから剥離し難くして、記録紙を、ニップ部出口で剥離させず、そしてニップ部から離れた所定の剥離位置まで剥離させず安定に搬送し、記録紙の定着ベルトからの剥離位置がばらつかず、それにより、定着後のトナー像の光沢のばらつきの少ない定着装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and makes it difficult to peel off the recording paper after passing through the nip portion from the fixing belt without increasing the WUT, and the recording paper is peeled off at the exit of the nip portion. And does not peel to a predetermined peeling position away from the nip portion, and stably conveys, and the peeling position of the recording paper from the fixing belt does not vary, so that there is little variation in gloss of the toner image after fixing. An object is to provide a fixing device.
本発明は、上記目的を達成するために、定着装置において、定着ベルトと、薄肉パイプからなり、定着ベルトに内包される加熱ロールと、定着ベルトを介して加熱ロールに加圧される加圧ロールと、定着ベルトまたは加熱ロールとの少なくともいずれか一方を加熱する加熱手段と、定着ベルトにその周内側において張架され、かつ、定着ベルトと加圧ロールとで形成されるニップ部より下流側に配置され、定着ベルトの曲率を変化させることにより記録紙を剥離し易くする剥離部材とを具備し、加熱ロールの加圧ロールからの荷重が解除されているときの曲率半径をＲ１、荷重が印加されたときのニップ部の最大曲率半径をＲ２とすると、Ｒ２のＲ１に対する比Ｒ２／Ｒ１の絶対値を１．１７以上とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fixing device comprising a fixing belt, a thin pipe, a heating roll included in the fixing belt, and a pressure roll that is pressed against the heating roll via the fixing belt. A heating means for heating at least one of the fixing belt or the heating roll, and a tension belt that is stretched on the inner periphery of the fixing belt and downstream of a nip portion formed by the fixing belt and the pressure roll. And a peeling member that facilitates peeling of the recording paper by changing the curvature of the fixing belt, and the radius of curvature when the load from the pressure roll of the heating roll is released is R1, and the load is applied. Assuming that the maximum radius of curvature of the nip portion is R2, the absolute value of the ratio R2 / R1 of R2 to R1 is 1.17 or more.
本構成では、ニップ部は、剥離部材へ張架された定着ベルトと加圧ロールとで形成されている。また、加熱ロールは、薄肉パイプからなり、加圧ロールからの荷重により変形する。この構成で、形成されるニップ部の曲率半径を、より大きく、すなわち、ニップ部での曲率を、より小さくすることができ、しかも、剥離部材へ張架された定着ベルトによって、ニップ部出口は、変形された加熱ロール自体の形状にほとんど影響されず、ニップ部出口で曲率が大きくなることもなくて、ニップ部通過後の記録紙を定着ベルトから剥離し難くできる。 In this configuration, the nip portion is formed by a fixing belt and a pressure roll that are stretched around the peeling member. Moreover, a heating roll consists of a thin-walled pipe, and deform | transforms with the load from a pressure roll. With this configuration, the radius of curvature of the nip portion to be formed can be made larger, that is, the curvature at the nip portion can be made smaller, and the nip portion outlet can be reduced by the fixing belt stretched around the peeling member. The shape of the deformed heating roll itself is hardly affected, the curvature does not increase at the exit of the nip portion, and the recording paper after passing through the nip portion can be hardly separated from the fixing belt.
このように、定着ベルトを用い、外径の小さな加熱ロールであっても、その加熱ロールを変形させることで、定着装置の熱容量を増加させず、ＷＵＴが長くなることなく、また、ニップ部出口での曲率を大きくすることなく、ニップ部の曲率を小さくすることができ、これにより、ニップ部通過後の記録紙を定着ベルトから剥離し難くして、記録紙を、ニップ部出口で剥離させず、そしてニップ部から離れた所定の剥離位置まで剥離させず安定に搬送し、記録紙の定着ベルトからの剥離位置がばらつくことなく、定着後のトナー像の光沢のばらつきの少ない定着装置を提供することができる。 As described above, even if the heating roll uses a fixing belt and has a small outer diameter, by deforming the heating roll, the heat capacity of the fixing device is not increased, the WUT is not increased, and the nip portion outlet is also increased. It is possible to reduce the curvature of the nip portion without increasing the curvature at the nip portion, thereby making it difficult to peel off the recording paper after passing the nip portion from the fixing belt, and peeling the recording paper at the exit of the nip portion. In addition, it provides a fixing device that transports stably without peeling to a predetermined peeling position away from the nip, and does not vary the peeling position of the recording paper from the fixing belt, and has less variation in gloss of the toner image after fixing. can do.
また、前記定着装置において、加熱ロールの両端部（両方の端部）に配置され、内径が加熱ロールの外径よりも大であり、その内面にて加熱ロールの外周面を受けることにより加熱ロールを保持する加熱ロール保持部材を具備し、剥離部材は、加熱ロールの両端部に配置された加熱ロール保持部材同士の間の位置で、かつ、加熱ロールの軸方向から見て、少なくともその一部と加熱ロール保持部材とが重なって見える位置に配置された構成としてもよい。 Further, in the fixing device, the heating roll is disposed at both ends (both ends) of the heating roll, the inner diameter is larger than the outer diameter of the heating roll, and the outer surface of the heating roll is received by the inner surface thereof. The peeling member is a position between the heating roll holding members arranged at both ends of the heating roll, and at least a part thereof as viewed from the axial direction of the heating roll. It is good also as a structure arrange | positioned in the position where a heating roll holding member and the heating roll holding member appear to overlap.
本構成では、加圧されることにより変形する加熱ロールを保持するために、前述のような加熱ロール保持部材を用いることで、加熱ロールの安定した回転を得ることができる。また、剥離部材を、加熱ロール保持部材同士の間の位置で、かつ、加熱ロールの軸方向から見て、剥離部材と加熱ロール保持部材とが少なくともそれぞれの一部において重なって見える位置に配置することで、剥離部材が、加熱ロールの近傍に設けられ、ニップ部に近付けることができて、記録紙の剥離する位置がばらつきうる範囲を狭めることができる。このことで、厚紙で、かつ、トナー像の面積割合が少ないなどの条件で、記録紙の剥離位置が不安定になった場合においても、剥離位置のばらつきをより狭め、光沢の度合が異なるのをより抑えることができる。 In this structure, in order to hold | maintain the heating roll which deform | transforms when pressurized, the stable rotation of a heating roll can be obtained by using the above-mentioned heating roll holding member. Further, the peeling member is disposed at a position between the heating roll holding members and at a position where the peeling member and the heating roll holding member are seen to overlap each other at least partially when viewed from the axial direction of the heating roll. Thus, the peeling member is provided in the vicinity of the heating roll and can be brought close to the nip portion, and the range in which the position where the recording paper is peeled can vary can be narrowed. As a result, even when the peeling position of the recording paper becomes unstable under conditions such as thick paper and a small toner image area ratio, the variation in the peeling position is narrowed and the degree of gloss is different. Can be further suppressed.
また、前記定着装置において、剥離部材は、定着ベルトを摺動案内する手段を有し、自らは固定されて定着ベルトに接する構成としてもよい。 Further, in the fixing device, the peeling member may have means for slidingly guiding the fixing belt, and may be configured to be fixed and in contact with the fixing belt.
本構成によって、剥離部材は、円弧状の摺動案内面などを定着ベルトが摺動することで、自転する円柱状にする必要がなく、円弧を有する扇状などのもので足り、小型にでき、定着ベルトと加圧ロールとで形成されるニップ部により近づけることができて、記録紙の剥離位置のばらつきをよりいっそう狭めることができる。 With this configuration, the peeling member does not need to be a circular column that rotates by sliding the fixing belt on an arc-shaped sliding guide surface, etc., and a fan-shaped member having an arc is sufficient, and can be made compact. It can be brought closer to the nip formed by the fixing belt and the pressure roll, and the variation in the peeling position of the recording paper can be further reduced.
また、前記定着装置において、剥離部材は、定着ベルトの通紙領域外の両端部にのみ備えた構成としてもよい。 In the fixing device, the peeling member may be provided only at both end portions outside the sheet passing area of the fixing belt.
本構成によって、定着ベルトの通紙領域が剥離部材に直接接触せず熱を奪われることがないので、剥離部材によるＷＵＴの低下がなくせると共に、定着ベルトの温度の不均一もなくせて、光沢のむらの発生を抑えることができる。 With this configuration, the sheet passing area of the fixing belt is not in direct contact with the peeling member and heat is not taken away, so that the WUT is not lowered by the peeling member and the temperature of the fixing belt is not uneven. The occurrence of unevenness can be suppressed.
また、前記定着装置において、剥離部材は、定着ベルトの端面に当接する蛇行規制手段を有し、剥離部材が定着ベルトの蛇行を規制する構成としてもよい。 In the fixing device, the peeling member may have meandering restricting means that abuts against an end surface of the fixing belt, and the peeling member may restrict meandering of the fixing belt.
本構成によって、剥離部材がその蛇行規制手段により蛇行規制を行うための部材を兼ねることで、何等特別な手段を備えることなく蛇行防止ができる。また、定着ベルトの両端部にのみ剥離部材を備えることで、定着ベルトの内周面全幅に渡るような剥離部材や蛇行規制部材に対し、定着ベルトと剥離部材との摩擦力がより低減され、しかも、それが蛇行規制部材を兼ねたものでは、蛇行規制部分による定着ベルトの端面への押圧力をさらにより小さくできて、定着ベルトへのストレスをより抑えることができるので、定着ベルトの劣化をより生じにくくすることができる。 With this configuration, the peeling member can also serve as a member for performing meandering restriction by the meandering restriction means, thereby preventing meandering without any special means. Further, by providing the peeling member only at both ends of the fixing belt, the frictional force between the fixing belt and the peeling member is further reduced with respect to the peeling member and the meandering regulating member over the entire inner circumferential surface of the fixing belt, Moreover, in the case where it also serves as a meandering restricting member, the pressing force on the end surface of the fixing belt by the meandering restricting portion can be further reduced, and the stress on the fixing belt can be further suppressed. It can be made more difficult to occur.
本発明の定着装置によれば、定着装置の熱容量を増加させず、ＷＵＴが長くなることなく、また、ニップ部出口での曲率を大きくすることなく、ニップ部の曲率を小さくすることができ、ニップ部通過後の記録紙を定着ベルトから剥離し難くして、記録紙を、ニップ部出口で剥離させず、またニップ部から離れた所定の剥離位置まで剥離させず安定に搬送し、記録紙の定着ベルトからの剥離位置がばらつくことなく、それにより、定着後のトナー像の光沢のばらつきの少ない定着装置を提供することができる。 According to the fixing device of the present invention, the curvature of the nip portion can be reduced without increasing the heat capacity of the fixing device, without increasing the WUT, and without increasing the curvature at the exit of the nip portion. The recording paper after passing through the nip is made difficult to peel off from the fixing belt, and the recording paper is not peeled off at the exit of the nip, and is stably transported without being peeled to a predetermined peeling position away from the nip. Thus, the fixing position of the toner image after fixing can be reduced with no variation in the position where the toner image is peeled off from the fixing belt.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における定着装置の概略を示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a fixing device according to
図１において、加熱ロール１は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）からなる薄肉パイプで、外径φ３０ｍｍ、肉厚０．２ｍｍのものを用いている。
In FIG. 1, a
定着ベルト２は、加熱ロール１と剥離部材３とに張架されている。定着ベルト２は、０．０５ｍｍ厚のポリイミド基材上に、０．２ｍｍ厚のシリコーンゴム層と０．０３ｍｍのテフロン（登録商標）層とが順次形成されたものである。その周長は１１５ｍｍ、幅は２３０ｍｍである。
The fixing
剥離部材３は、アルミニウムからなる薄肉パイプで、外径φ１０ｍｍ、肉厚０．３ｍｍのものを用いている。剥離部材３は、図示なき支持手段により、定着ベルト２の走行に伴って回転自在に、支持されている。
The peeling
加熱ロール保持部材４は、加熱ロール１の両端部（両方の端部）に備えられ、その内径がφ３６ｍｍであり、その内面にて加熱ロール１の端部外周面を受けて加熱ロール１を保持すると共に、その一部が加熱ロール１の端面に当接して加熱ロール１の蛇行を規制している。また、加熱ロール保持部材４は、図示なき支持手段により回転自在に保持されており、そして、図示なき回転駆動手段によって加熱ロール保持部材４が回転されることにより、当接し保持している加熱ロール１を連れ回り回転させる。このような構成によって、加圧されて変形する加熱ロール１を保持し回転させている。加熱ロール保持部材４の材質は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）にて形成している。
The heating
加熱手段としてのハロゲンランプ５は、加熱ロール１に接触するよう配置された温度検知手段６による検知温度に従って、オン・オフが行われて、加熱ロール１、さらには、定着ベルト２を所望の温度に加熱・保温する。
The
加圧ロール７は、外径φ２０ｍｍのアルミニウムからなる芯金上に肉厚５ｍｍのシリコーンゴム層が形成されたものである。この加圧ロール７は、図示なき押圧手段により、加熱ロール１側へ２０ｋｇｆの荷重で押圧され、定着ベルト２の走行に伴って連れ回り自在に支持されている。
The
ここで、剥離部材３の配置状態を、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１における定着装置の概略を示す正面図である。
Here, the arrangement | positioning state of the peeling
図２において、軸受け８は、加熱ロール保持部材４の回転を支持する。剥離部材３は、定着ベルト２の長さよりも長く、かつ、加熱ロール１の両端に備えられた二つの加熱ロール保持部材４の間の距離よりも短いもので、そして、２つの加熱ロール保持部材４の間の位置で、かつ、加熱ロール１の回転の軸方向から見て、その一部と加熱ロール保持部材４とが重なって見える位置に配置されている。これにより、剥離部材３を、加熱ロール１の近傍に設けることができて、ニップ部に近付けることが可能となっている。
In FIG. 2, the
次に動作について図１を用いて説明する。 Next, the operation will be described with reference to FIG.
図１において、まず、図示なき駆動手段により、加熱ロール保持部材４を矢印の向きへ回転させ、その回転により加熱ロール１を連れ回り回転させ、さらにその回転に伴い、定着ベルト２を矢印の向きへ走行させる。また、この定着ベルト２の走行に伴って、加圧ロール７は矢印の向きへ回転する。この状態にて、ハロゲンランプ５を温度検知手段６の検知温度に従ってオン・オフして、加熱ロール１の温度を１７０℃に加熱・保温する。この時、定着ベルト２の温度もほぼ１７０℃となる。
In FIG. 1, first, the heating
この状態にて、未定着トナー像が形成された記録紙は、定着ベルト２と加圧ロール７とで形成されたニップ部を通過させると、ニップ部での熱と圧力とにより、未定着トナー像が記録紙に定着され、その後、その定着された記録紙は、定着ベルト２により搬送され、剥離部材３の位置で定着ベルト２から剥離される。
In this state, when the recording paper on which the unfixed toner image is formed passes through the nip portion formed by the fixing
ところで、記録紙の定着ベルトからの剥離は、搬送経路の大きな曲率によってなされる。剥離部材３の位置では、確実に剥離するよう剥離部材３で大きな曲率を形成している。一方、ニップ部から剥離部材３までの間では、剥離を抑えるために、大きな曲率が形成されないよう、本実施の形態では、加熱ロール１は、外径がφ３０ｍｍであり、加圧ロール７による荷重が印加されない状態での加熱ロール１の曲率半径は１５ｍｍであるが、加圧ロール７による荷重が印加されたときには、変形して、それにより、ニップ部の最大曲率半径が２２ｍｍになる。また、剥離部材３へ張架された定着ベルト２により、ニップ部出口は、変形された加熱ロール１自体の形状にほとんど影響されず、ニップ部出口で曲率が大きくなってもいない。
By the way, the recording paper is peeled off from the fixing belt by a large curvature of the conveyance path. At the position of the peeling
ここで、ニップ部通過後の記録紙の剥離位置を種々の条件にて観察した、その実験の条件と結果を（表１）に示す。 Here, the conditions and results of the experiment in which the peeling position of the recording paper after passing through the nip portion was observed under various conditions are shown in Table 1.
本実施の形態の加熱ロール１は、前述したとおり、材質がステンレスで、肉厚が０．２ｍｍ、外径がφ３０ｍｍである。一方、本実施の形態と比較する加熱ロール（比較例１、比較例２、比較例３）として、材質がアルミニウム、肉厚が１ｍｍのロールであって、比較例１では外径がφ３０ｍｍ、比較例２では外径がφ３５ｍｍ、比較例３では外径がφ４４ｍｍのロールを用いた。これらの比較例で用いたロールは、肉厚が厚いので、加圧ロール７からの荷重が印加されても、変形が非常に少なくて、ニップ部の曲率半径はロールの外径（半径）とほとんど変わらない。なお、比較例３のロールは、その半径が本実施の形態での加圧時のニップ部の最大曲率半径（２２ｍｍ）と同じである。
As described above, the
実験では、記録紙は、厚紙（坪量１２０ｇ／ｍ２）と薄紙（坪量６４ｇ／ｍ２）の２種類を用い、また、記録紙面内のトナー像の面積割合については、記録紙にトナーを全く乗せない場合と、トナーを全面に乗せた場合の２つの場合について、これらの各条件において、記録紙が、定着ベルト２から剥離することなく剥離部材３までのどの位置まで搬送されたかを観察した。そして、記録紙が定着ベルト２から全く剥離することなく剥離部材３の位置まで搬送された場合を○、剥離部材３に至るまでの間で定着ベルト２から剥離した場合を×、また、多少不安定ながらも剥離部材３の位置まで搬送されたものを△とした。
In the experiment, two types of recording paper, thick paper (basis weight 120 g / m 2 ) and thin paper (basis weight 64 g / m 2 ), were used. Regarding the area ratio of the toner image in the recording paper surface, In these two conditions, the position where the recording paper is conveyed to the peeling
ここで、厚紙および薄紙、ならびにトナーが記録紙上全面にある場合および全く無い場合のいずれについても、記録紙が、剥離部材３の位置まで搬送されてそこで剥離するのが、剥離位置がばらつかず、定着後のトナー像の光沢のばらつきが少ない望ましい条件ということになる。
Here, the recording paper is transported to the position of the peeling
実験の結果、まず、記録紙全面にトナーを乗せた場合は、各条件全て、剥離部材３の位置にて記録紙が定着ベルト２から剥離した。
As a result of the experiment, first, when the toner was put on the entire surface of the recording paper, the recording paper was peeled from the fixing
次に、記録紙上にトナーを全く乗せていない場合、比較例１では、ニップ部の曲率半径が小さく、厚紙を通紙したときに記録紙が剥離部材３に至るまでの間で定着ベルト２から剥離した。また、比較例２では、ニップ部の曲率半径が多少大きく、厚紙を通紙したときでも、不安定ながらも剥離部材３の位置まで搬送された。また、比較例３では、加熱ロールの外径が大きく、伴ってニップ部の曲率半径も大きく、厚紙についても、剥離部材３の位置まで、定着ベルト２から記録紙が剥離することなく搬送された。
Next, in the case where no toner is placed on the recording paper, in Comparative Example 1, the radius of curvature of the nip portion is small, and from the fixing
これらの比較例に対し、本実施の形態では、加熱ロール１の外径が比較例１のものと同じにもかかわらず、加圧ロール７からの荷重によりニップ部の曲率半径が比較例３と同じ２２ｍｍと大きくなったことで、比較例３と同様、厚紙についても、剥離部材３の位置まで、定着ベルト２から記録紙が剥離することなく搬送された。
In contrast to these comparative examples, in the present embodiment, although the outer diameter of the
このように、加熱ロール１を加圧して変形させ、このことによりニップ部の曲率半径をより大きくする構成によって、変形のほとんどないロール外径の大きなものと同等の作用効果が得られる。本実験の場合、実験の比較例２の結果から判断し、ニップ部の最大曲率半径が１７．５ｍｍ以上になれば、その効果が得られる。すなわち、加熱ロール１の加圧ロール７からの荷重が解除された時の曲率半径をＲ１（本実施の形態では１５ｍｍ）、荷重が印加された時のニップ部の最大曲率半径をＲ２とすると、Ｒ２のＲ１に対する比Ｒ２／Ｒ１が１．１７（Ｒ２＝１７．５ｍｍ、Ｒ１＝１５ｍｍ）以上であれば、効果があるといえる。
In this way, the
さらに、本実施の形態は、Ｒ２／Ｒ１を１．４７（Ｒ２＝２２ｍｍ、Ｒ１＝１５ｍｍ）として、実験の結果のように非常に効果大で、より好ましい形態である。 Further, the present embodiment is a more preferable form that is very effective as a result of an experiment in which R2 / R1 is 1.47 (R2 = 22 mm, R1 = 15 mm).
さらに、加圧ロール７からの荷重で局部的に形成されるニップ部の形状を図３に示すが、その形状は、加熱ロール１側から見て、（ａ）の様な凸状（Ｒ２の符号が正）のみならず、（ｂ）の様なほぼ平らな、湾曲のない形状であってもなお好ましい。そして、さらに、（ｃ）の様な凹状（Ｒ２の符号が負）であってもよい。
Further, FIG. 3 shows the shape of the nip portion that is locally formed by the load from the
本実施の形態にかかる構成によれば、加熱ロール１の径を大きくすることなくて、定着装置の熱容量を増加させず、ＷＵＴが長くなることなく、また、ニップ部出口での曲率を大きくすることなく、ニップ部の曲率を小さくすることができ、これにより、ニップ部通過後の記録紙を定着ベルト２から剥離し難くして、記録紙を、ニップ部出口で剥離させず、そしてニップ部から離れた所定の剥離位置まで剥離させず安定に搬送し、記録紙の剥離位置を安定に保ち、定着後のトナー像の光沢のばらつきの少ない定着装置を提供することができる。
According to the configuration of the present embodiment, the diameter of the
また、剥離部材３を、加熱ロール保持部材４同士の間の位置で、かつ、加熱ロール１の軸方向から見て、その一部と加熱ロール保持部材４とが重なって見える位置に配置することにより、剥離部材３が、加熱ロール１の近傍に設けられ、ニップ部に近付けることができて、記録紙の剥離する位置がばらつきうる範囲を狭めることができる。このことで、厚紙で、かつ、トナー像の面積割合が少ないなどの条件で、記録紙の剥離位置が不安定になった場合においても、剥離位置のばらつきをより狭め、光沢の度合が異なるのをより抑えることができる。
Moreover, arrange | position the peeling
なお、本発明において、Ｒ２／Ｒ１は、その絶対値が１．１７以上であればよい。前述したように、加圧ロール７からの荷重で局部的に形成されるニップ部の形状は、加圧ロール７からの荷重や加熱ロール１の材質などにより、図３の（ａ）、（ｂ）または（ｃ）のいずれの形状にもなりうるが、ほぼ平らな、湾曲のない形状（図３（ｂ））も含め、その平らな、湾曲のない形状から、凸状（図３（ａ））または凹状（図３（ｃ））のいずれへ向けても、Ｒ２／Ｒ１の絶対値が１．１７以上である範囲であればよい。
In the present invention, R2 / R1 may have an absolute value of 1.17 or more. As described above, the shape of the nip portion locally formed by the load from the
また、温度検知手段６は、加熱ロール１に当接させているが、これは定着ベルト２の周内側に当接させても構わない。
Further, although the
また、ハロゲンランプ５は、加熱ロール１の内側に備えたが、これは、加熱ロール１の外側、かつ、定着ベルト２の周内側に備えてもよく、また、定着ベルト２の周外側に設けてもよい。加熱ロール１の外側、かつ、定着ベルト２の周内側に備える場合は、例えば、加熱ロール１以外の金属パイプの内部にハロゲンランプ５を備えた構成も用いることができる。
Further, although the
また、加熱手段としてハロゲンランプを用いたが、これは、各種ヒータや、電磁誘導を用いた加熱手段であっても構わない。 Further, although the halogen lamp is used as the heating means, this may be various heaters or heating means using electromagnetic induction.
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の定着装置の概略構成を示す正面図である。本実施の形態２は、実施の形態１に対して、剥離部材３が定着ベルト２の両端部にのみ備えられている。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of the fixing device according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that the
図４において、剥離部材３は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）にて形成されており、それ自身、回転することなく、定着ベルト２の記録紙通紙幅の外側で、かつ定着ベルト２の周内面に接して、定着ベルト２を摺動案内するよう、図示なき支持手段により固定されている。
In FIG. 4, the peeling
図５は、剥離部材３の拡大斜視図である。剥離部材３は、定着ベルト２を摺動案内する円弧状の摺動案内面３ａ、および定着ベルト２の端面と当接する鍔部３ｂ（蛇行規制手段としての蛇行規制部分）を有する。剥離部材３は、円弧状の摺動案内面３ａを定着ベルト２が摺動することで、自転する円柱状にする必要がなく、円弧を有する扇状などのもので足り、小型にでき、定着ベルト２と加圧ロール７とで形成されるニップ部により近づけることができる。
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the peeling
本構成での基本動作は、実施の形態１とほぼ同様である。 The basic operation in this configuration is almost the same as in the first embodiment.
そして、記録紙の剥離に関して、実施の形態１と同様、剥離部材３の位置にて安定して剥離することができた。
As for the peeling of the recording paper, it was possible to peel stably at the position of the peeling
また、剥離部材３のＷＵＴへの影響について実験を行った。温度検知手段６は定着ベルト２の記録紙通紙領域に取り付けている。まず、剥離部材を取り付けない状態にて、加熱ロール１を２０℃から１７０℃まで上昇させるのに要したＷＵＴを測定し、その値は、２２秒であった。次に、従来の一般的な剥離部材に相当するものとして剥離部材３と同材質で軸方向全域に渡る剥離部材を取り付けた場合、同様の測定を行うと、ＷＵＴは、２４秒となった。これに対し、剥離部材３を取り付けた場合は、２２秒となり、従来の一般的な剥離部材に相当するものに比べ約２秒短くでき、剥離部材を取り付けない状態と変わらなくできた。
In addition, an experiment was conducted on the influence of the peeling
また、定着ベルト２は、回転軸方向のいずれかの向きに蛇行しても、剥離部材３の鍔部３ｂに当接し、その位置で蛇行が規制され、そして、この状態にて、長時間走行させても、定着ベルト２の端面の劣化は全く見られなかった。
Further, even if the fixing
本実施の形態にかかる構成によれば、定着ベルト２の通紙領域は、剥離部材３が直接接触して熱を奪うことがないので、剥離部材によるＷＵＴの低下がなくせると共に、定着ベルト２の温度の不均一もなくせて、光沢のむらの発生が抑えられた定着装置を提供することができる。
According to the configuration of the present embodiment, the sheet passing area of the fixing
また、かかる構成によれば、剥離部材３は、定着ベルト２の両端部にのみ備えられ、円弧状の摺動案内面を定着ベルト２が摺動することで、前述の効果に加え、自転する円柱状にする必要がなく、形状の自由度が増し、円弧を有する扇状などのもので足り、小型にでき、定着ベルト２と加圧ロール７とで形成されるニップ部により近づけることができて、厚紙で、かつ、トナー像の面積割合が少ないなどの条件で、記録紙の剥離位置が不安定になった場合においても、剥離位置のばらつきをよりいっそう狭め、光沢の度合が異なるのをよりいっそう抑えることができる。
Further, according to such a configuration, the peeling
また、かかる構成によれば、剥離部材３が定着ベルト２の蛇行を規制する部材を兼ねることで、何等特別な手段を備えることなく蛇行防止を可能とすることができる。また、本構成のように、定着ベルト２の両端部にのみ剥離部材３を備えることで、定着ベルト２の内周面全幅に渡るような剥離部材や蛇行規制部材に対し、定着ベルト２と剥離部材との摩擦力がより低減され、しかも、それが蛇行規制部材を兼ねたものでは、蛇行規制部分による定着ベルト２の端面への押圧力をさらにより小さくできて、定着ベルト２へのストレスをより抑えることができるので、定着ベルト２の劣化をより生じにくくすることができる。
Further, according to such a configuration, the peeling
本発明にかかる定着装置は、記録紙上に形成されたトナー像を定着するという効果を有し、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写真機器に適用される。 The fixing device according to the present invention has an effect of fixing a toner image formed on a recording paper, and is applied to an electrophotographic apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
１ 加熱ロール
２ 定着ベルト
３ 剥離部材
４ 加熱ロール保持部材
５ ハロゲンランプ（加熱手段）
７ 加圧ロール
DESCRIPTION OF
7 Pressure roll
Claims (5)
薄肉パイプからなり、前記定着ベルトに内包される加熱ロールと、
前記定着ベルトを介して前記加熱ロールを加圧する加圧ロールと、
前記定着ベルトまたは前記加熱ロールの少なくともいずれか一方を加熱する加熱手段と、
前記定着ベルトにその周内側において張架され、かつ、前記定着ベルトと前記加圧ロールとで形成されるニップ部より下流側に配置され、前記定着ベルトの曲率を変化させることにより記録紙を剥離し易くする剥離部材とを具備したものであり、
前記加熱ロールの前記加圧ロールからの荷重が解除されているときの曲率半径をＲ１、荷重が印加されたときのニップ部の最大曲率半径をＲ２とすると、Ｒ２のＲ１に対する比Ｒ２／Ｒ１の絶対値が１．１７以上であることを特徴とする定着装置。 A fixing belt,
A heating roll made of a thin pipe and enclosed in the fixing belt;
A pressure roll that pressurizes the heating roll via the fixing belt;
Heating means for heating at least one of the fixing belt or the heating roll;
The recording belt is stretched around the fixing belt on the inner side of the fixing belt and disposed downstream of the nip formed by the fixing belt and the pressure roll, and the recording paper is peeled off by changing the curvature of the fixing belt. And a peeling member that facilitates
When the radius of curvature of the heating roll when the load from the pressure roll is released is R1, and the maximum radius of curvature of the nip portion when the load is applied is R2, the ratio R2 / R1 of R2 to R1 A fixing device having an absolute value of 1.17 or more.
剥離部材は、前記加熱ロールの両端部に配置された前記加熱ロール保持部材同士の間の位置で、かつ、前記加熱ロールの軸方向から見て、少なくともその一部と前記加熱ロール保持部材とが重なって見える位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。 A heating roll holding member that is disposed at both ends of the heating roll, has an inner diameter larger than the outer diameter of the heating roll, receives the outer peripheral surface of the heating roll on its inner surface, and holds the heating roll,
The peeling member is at a position between the heating roll holding members disposed at both ends of the heating roll, and at least a part of the peeling member and the heating roll holding member are viewed from the axial direction of the heating roll. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is disposed at a position where it can be seen to overlap.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005052834A JP2006235462A (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Fixing device |
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| JP (1) | JP2006235462A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008203758A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Kyocera Mita Corp | Fixing device in image forming apparatus |
| US7502585B2 (en) * | 2005-02-10 | 2009-03-10 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Fixing device with elliptically-shaped belt member and image forming apparatus using the same |
| CN101989060A (en) * | 2009-07-29 | 2011-03-23 | 株式会社理光 | Fixing device and image forming apparatus |
| JP2011059247A (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
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-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005052834A patent/JP2006235462A/en active Pending
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