JP2009063680A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、および、この画像形成装置に備えられる定着装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a fixing device provided in the image forming apparatus.
複写機、プリンタ、複合機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置としては、一般的に、圧接し合う定着ローラと加圧ローラとからなるローラ対と、定着ローラと加圧ローラとの両方或いはいずれか一方の内部に配置されたハロゲンヒータ等からなる加熱手段とを備えたもの(熱ローラ定着方式)が多用されている。このような定着装置では、前記加熱手段によって前記ローラ対が所定の温度(定着温度)に加熱された後、未定着トナー画像の形成された記録紙が加圧ローラと定着ローラとが接し合う圧接部(定着ニップ部)を通過し、前記圧接部に作用している熱と圧力とによって前記記録紙に対するトナー画像の定着が行われる。 Generally, as a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a multi-function machine, and a facsimile, a roller pair including a fixing roller and a pressure roller that are in pressure contact, a fixing roller, A thing (heating roller fixing system) provided with a heating means comprising a halogen heater or the like disposed in both or one of the pressure rollers is often used. In such a fixing device, after the roller pair is heated to a predetermined temperature (fixing temperature) by the heating means, the recording sheet on which the unfixed toner image is formed is pressed against the pressure roller and the fixing roller. The toner image is fixed to the recording paper by the heat and pressure applied to the pressure contact portion after passing through the portion (fixing nip portion).
また、弾性層を有する定着ローラ(弾性ローラ)を用いることにより、定着ローラ表面が未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形してトナー画像面を覆い包むように接触するため、トナー量の多い未定着画像に対しても効果的に熱を伝えることができ、良好に加熱定着を行える。なお、カラー画像はモノクロ画像よりもトナー量が多いため、カラー画像の定着処理を行う定着装置には弾性層を有する定着ローラを備えることが好ましい。 Further, by using a fixing roller (elastic roller) having an elastic layer, the surface of the fixing roller is elastically deformed corresponding to the unevenness of the unfixed toner image and comes into contact so as to cover the toner image surface. Heat can be effectively transferred to an unfixed image, and heat fixing can be performed satisfactorily. Since a color image has a larger amount of toner than a monochrome image, it is preferable that the fixing device for fixing the color image includes a fixing roller having an elastic layer.
また、弾性層を有する定着ローラを備えた定着装置においては、定着ニップ部にて歪んでいる弾性層の復元作用によって、モノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対する離型性を向上することができる。さらに、定着ローラを弾性ローラとした定着装置においては、定着ニップ部のニップ形状が上に凸(所謂、逆ニップ形状)となることから、用紙の剥離性能が向上し、剥離爪等の剥離手段を用いずとも用紙の剥離が可能となり(セルフストリップが可能となり)、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。 Further, in a fixing device including a fixing roller having an elastic layer, the releasability of the elastic layer that is distorted at the fixing nip portion can improve the releasability of color toner that is more likely to be offset than monochrome. . Further, in the fixing device using the fixing roller as an elastic roller, since the nip shape of the fixing nip portion is convex upward (so-called reverse nip shape), the paper peeling performance is improved, and peeling means such as a peeling claw The sheet can be peeled without using (a self-strip is possible), and the image defects caused by the peeling means can be eliminated.
しかし、弾性層を具備する定着ローラにおいては前記弾性層の熱伝導性が非常に悪い。したがって、定着ローラ内部に加熱手段を設けた場合、熱伝達効率が低下し、ウオームアップ時間が長くなるという問題が生じる。また、定着ローラの熱伝達効率が低いと、画像形成プロセスのプロセス速度を高速にした場合に定着ローラから用紙に対して必要十分な熱を供給することが困難になるといった問題が生じる(定着ローラの熱追随性が低下するという問題が生じる)。 However, in a fixing roller having an elastic layer, the thermal conductivity of the elastic layer is very poor. Therefore, when a heating means is provided inside the fixing roller, there arises a problem that the heat transfer efficiency is lowered and the warm-up time is prolonged. Also, if the heat transfer efficiency of the fixing roller is low, there is a problem that it becomes difficult to supply necessary and sufficient heat from the fixing roller to the paper when the process speed of the image forming process is increased (fixing roller). The problem arises in that the heat followability of the is reduced.
そして、これら問題を解決するものとして、下記特許文献1および特許文献2に示されるように、複数の支持ローラに架けられる定着ベルトを用いた定着方式が提案されている。定着ベルトは定着ローラに比べて熱伝導性に優れているため、定着ベルトを用いた定着方式では定着ローラを用いた方式よりもウオームアップ時間を抑制できる。また、定着ベルトを用いた定着方式では、定着ニップ部において定着ベルトの外周面を加圧ローラに巻き付けてニップ幅を稼ぐことによって、プロセス速度を高速にしても用紙に対して必要十分な熱を与えることが可能になる。 In order to solve these problems, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 below, a fixing method using a fixing belt that is hung on a plurality of support rollers has been proposed. Since the fixing belt has better thermal conductivity than the fixing roller, the fixing method using the fixing belt can suppress the warm-up time more than the method using the fixing roller. In the fixing method using the fixing belt, the outer peripheral surface of the fixing belt is wound around the pressure roller at the fixing nip portion to increase the nip width, so that the necessary and sufficient heat is applied to the paper even when the process speed is increased. It becomes possible to give.
また、定着ベルトを用いた定着方式では、定着ニップ部よりも用紙搬送方向下流側においては小曲率の支持ローラ(剥離ローラ)によって定着ベルトが架けられており、この小曲率の支持ローラによって用紙が剥離するようになっている。
さらに、定着ベルトを用いた方式においても、定着ローラを用いた方式と同様、トナー量の多い未定着画像に対しても効果的に熱を伝えるためには、弾性層を有する定着ベルトを用いるべきである。 Further, in the method using the fixing belt, as in the method using the fixing roller, in order to effectively transfer heat to an unfixed image having a large amount of toner, a fixing belt having an elastic layer should be used. It is.
しかし、弾性層を有する定着ベルトを備えた定着装置では、定着ベルトにおいて支持ローラに巻き架けられている部分でベルト表面の離型層が過剰に伸び、離型層にしわが発生することがある。また、用紙の剥離性を良好に維持するには、用紙剥離用の支持ローラの曲率を小さくする必要があるが、この曲率を小さくすると、定着ベルトにおいて用紙剥離用の支持ローラに巻きかけられている部分でベルト表面の離型層が過剰に伸び、離型層にしわが発生することがある。 However, in a fixing device including a fixing belt having an elastic layer, the release layer on the surface of the belt may extend excessively in the portion of the fixing belt that is wound around the support roller, and the release layer may be wrinkled. In addition, in order to maintain the sheet peelability satisfactorily, it is necessary to reduce the curvature of the sheet peeling support roller. When this curvature is reduced, the fixing belt is wound around the sheet peeling support roller. The release layer on the surface of the belt may extend excessively at the portion where the belt is present, and wrinkles may occur in the release layer.
さらに、定着ベルトにおいて支持ローラに巻かれていない箇所は平坦に張られるが、これによりベルト表面の離型層が過剰に縮んでしまい、離型層にしわが発生することがある。また、定着ベルトにおいて、支持ローラに巻かれていないが、加圧ローラに巻き付いている箇所でも、ベルト表面の離型層が過剰に縮んでしまい、離型層にしわが発生することがある。 Further, although the portion of the fixing belt that is not wound around the support roller is stretched flat, this may cause the release layer on the belt surface to shrink excessively, and the release layer may be wrinkled. Further, in the fixing belt, although it is not wound around the support roller, the release layer on the surface of the belt may be excessively shrunk even at the place where it is wound around the pressure roller, and the release layer may be wrinkled.
そして、しわが生じてしまった定着ベルトによって定着処理が行われると、このしわが原因で画質の劣化した画像が生成されることがある。それゆえ、定着ベルトを備えた定着装置によって良質な画像を生成するためには、定着ベルトのしわを如何にして抑制するかが課題となる。 When the fixing process is performed by the fixing belt in which the wrinkle has been generated, an image with a deteriorated image quality may be generated due to the wrinkle. Therefore, in order to generate a high-quality image by a fixing device including a fixing belt, how to suppress wrinkles of the fixing belt becomes a problem.
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、定着ベルトにしわが発生しにくい定着装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device in which wrinkles are hardly generated on a fixing belt.
複数の支持ローラに架けられて周回する定着ベルトにおいては、支持ローラの外周に巻かれている箇所の離型層が前記周回の方向に伸び易い。そして、定着ベルトの離型層が一旦過剰に伸ばされると、離型層の伸縮性能が劣化してしまい、伸ばされた離型層は元通りに復元できなくなって離型層にしわが発生する。 In a fixing belt that circulates around a plurality of support rollers, a release layer at a portion wound around the outer periphery of the support roller easily extends in the direction of the rotation. Once the release layer of the fixing belt is excessively stretched, the stretchability of the release layer is deteriorated, and the stretched release layer cannot be restored to the original state and wrinkles are generated in the release layer.
これに対し、本願発明者は、定着ベルトの伸び率が所定の上限値を超えないように定着ベルトを支持ローラに架けるようにすれば、定着ベルトの伸縮性能を維持でき、定着ベルトの離型層にしわが発生することを抑制できるのではないかと考え、本願発明を実現するに至った。 On the other hand, the inventor of the present application can maintain the expansion / contraction performance of the fixing belt by extending the fixing belt on the support roller so that the elongation rate of the fixing belt does not exceed a predetermined upper limit value. It was thought that the generation of wrinkles in the layer could be suppressed, and the present invention was realized.
本願発明は、内周側から外周側へ向けて基材と弾性層と外周面をなす離型層とがこの順に形成されていて複数の支持ローラに架けられて周回する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記支持ローラを押圧する加圧部材とを有する定着装置において、前記複数の支持ローラに架けられている状態の定着ベルトの外周面において前記周回の方向に沿って並ぶような第1ポイントと第2ポイントとを定め、この状態でのこれら両ポイント間の間隔をC1とし、前記定着ベルトが前記複数の支持ローラからはずされた状態での第1ポイントと第2ポイントとの間隔をC0とした場合、下記の式1にて規定される伸び率αが10%以下になるように前記定着ベルトが前記複数の支持ローラに架けられていることを特徴とする。
伸び率α(%)={(C1−C0)/C0}×100 式1
上記特徴の如く、前記伸び率αが10%以下になるように前記定着ベルトを前記複数の支持ローラに架ければ、定着ベルトの離型層の伸縮性能を維持でき、離型層の表面において永久しわが生じることを抑制できるという効果を奏することが実験により明らかになっている。
The present invention is an endless fixing belt in which a base material, an elastic layer, and a release layer forming an outer peripheral surface are formed in this order from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and are wound around a plurality of support rollers. And a pressing member that presses the support roller via the fixing belt, the fixing device being arranged along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the fixing belt that is suspended on the plurality of support rollers. The first point and the second point are defined, the interval between the two points in this state is C1, and the first point and the second point when the fixing belt is removed from the plurality of support rollers, When the interval is C0, the fixing belt is stretched over the plurality of support rollers so that the elongation rate α defined by the following formula 1 is 10% or less.
Elongation rate α (%) = {(C1-C0) / C0} × 100 Formula 1
As described above, if the fixing belt is placed on the plurality of support rollers so that the elongation rate α is 10% or less, the stretchability of the release layer of the fixing belt can be maintained, and the surface of the release layer can be maintained. Experiments have revealed that permanent wrinkles can be prevented from occurring.
また、複数の支持ローラに架けられている定着ベルトにおいては、支持ローラの外周に巻かれている領域にて伸びが大きくなる。それゆえ、本願発明において、前記C1は、前記定着ベルトにおける前記第1ポイントと第2ポイントとが前記支持ローラの外周に巻かれている状態にて計測された値であることが好ましい。これにより、定着ベルトにおいて伸びの大きくなる領域の伸び率αを10%以下に抑えることになるため、永久しわの発生をより効果的に抑制できる。 In addition, in the fixing belt spanned on the plurality of support rollers, the elongation increases in the region wound around the outer periphery of the support roller. Therefore, in the present invention, the C1 is preferably a value measured in a state where the first point and the second point of the fixing belt are wound around the outer periphery of the support roller. As a result, the elongation rate α of the region where the elongation of the fixing belt is increased is suppressed to 10% or less, and the generation of permanent wrinkles can be more effectively suppressed.
また、複数の支持ローラに架けられて周回する定着ベルトにおいては、支持ローラの外周から離間している箇所の離型層が前記周回の方向に縮み易い。そして、定着ベルトの離型層が一旦縮むと、離型層の伸縮性能が劣化してしまい、縮んだ離型層は元通りに復元できなくなって離型層にしわが発生する。 Further, in the fixing belt that circulates around a plurality of support rollers, the release layer at a position away from the outer periphery of the support roller tends to shrink in the direction of the rotation. Then, once the release layer of the fixing belt is shrunk, the expansion / contraction performance of the release layer is deteriorated, and the shrunk release layer cannot be restored to the original state, and the release layer is wrinkled.
そこで、本願発明者は、定着ベルトの伸び率が所定の下限値を下回らないように定着ベルトを支持ローラに架けるようにすれば、定着ベルトの伸縮性能を維持でき、定着ベルトの離型層にしわが発生することを抑制できるのではないかと考え、本願発明を実現するに至った。 Therefore, the inventor of the present application can maintain the expansion / contraction performance of the fixing belt by setting the fixing belt on the support roller so that the elongation rate of the fixing belt does not fall below a predetermined lower limit, and the fixing belt can be used as a release layer. We thought that it would be possible to suppress the occurrence of wrinkles, and realized the present invention.
本願発明は、内周側から外周側へ向けて基材と弾性層と外周面をなす離型層とがこの順に形成されていて複数の支持ローラに架けられて周回する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記支持ローラを押圧する加圧部材とを有する定着装置において、前記複数の支持ローラに架けられている状態の定着ベルトの外周面において前記周回の方向に沿って並ぶような第1ポイントと第2ポイントとを定め、この状態でのこれら両ポイント間の間隔をC1とし、前記定着ベルトが前記複数の支持ローラからはずされた状態での第1ポイントと第2ポイントとの間隔をC0とした場合、下記の式2にて規定されるベルト伸び率αが−7%以上になるように前記定着ベルトが前記複数の支持ローラに架けられていることを特徴とする。
伸び率α(%)={(C1−C0)/C0}×100 式2
上記特徴の如く、伸び率αが−7%以上(縮み率が7%以下)になるように前記定着ベルトを前記複数の支持ローラに架ければ、定着ベルトの離型層の伸縮性能を維持でき、離型層の表面において永久しわが生じることを抑制できるという効果を奏することが実験により明らかになっている。
The present invention is an endless fixing belt in which a base material, an elastic layer, and a release layer forming an outer peripheral surface are formed in this order from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and are wound around a plurality of support rollers. And a pressing member that presses the support roller via the fixing belt, the fixing device being arranged along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the fixing belt that is suspended on the plurality of support rollers. The first point and the second point are defined, the interval between the two points in this state is C1, and the first point and the second point when the fixing belt is removed from the plurality of support rollers, In the case where C0 is C0, the fixing belt is hung on the plurality of support rollers so that the belt elongation rate α defined by the following formula 2 is −7% or more.
Elongation rate α (%) = {(C1-C0) / C0} × 100 Formula 2
As described above, if the fixing belt is mounted on the plurality of support rollers so that the elongation rate α is −7% or more (shrinkage rate is 7% or less), the expansion / contraction performance of the release layer of the fixing belt is maintained. It has been clarified by experiments that it has the effect of suppressing the occurrence of permanent wrinkles on the surface of the release layer.
また、複数の支持ローラに架けられている定着ベルトにおいては、支持ローラに巻かれていない領域(支持ローラに巻かれていないが加圧部材に巻き付いている領域が有る場合はこの領域も含む)において縮みが大きくなる。それゆえ、本願発明において、前記C1は、前記定着ベルトにおける前記第1ポイントと第2ポイントとが前記支持ローラの外周に巻かれていない状態にて前記C1が計測された値であることが好ましい。これにより、縮みの大きくなる領域の伸び率αを−7%以上にできるため(縮み率を7%以下にできる)、永久しわの発生をより効果的に抑制できる。 Further, in the fixing belt spanned by a plurality of support rollers, a region that is not wound around the support roller (including a region that is not wound around the support roller but is wound around the pressure member). The shrinkage becomes larger at. Therefore, in the present invention, the C1 is preferably a value obtained by measuring the C1 in a state where the first point and the second point of the fixing belt are not wound around the outer periphery of the support roller. . As a result, the elongation rate α of the region where shrinkage is increased can be set to −7% or more (the shrinkage rate can be set to 7% or less), so that generation of permanent wrinkles can be more effectively suppressed.
また、複数の支持ローラに架けられて周回する定着ベルトにおいては、支持ローラの外周に巻かれている領域にて前記周回方向の伸びが生じ、支持ローラの外周から離間している領域にて前記周回方向の縮みが生じる。そして、定着ベルトの離型層が一旦過剰に伸縮すると、離型層の伸縮性能が劣化してしまい、離型層は元通りに復元できなくなって離型層にしわが発生する。 Further, in the fixing belt that circulates around a plurality of support rollers, the rotation in the rotation direction occurs in a region wound around the outer periphery of the support roller, and in the region that is separated from the outer periphery of the support roller. Shrinkage in the circumferential direction occurs. And once the release layer of the fixing belt excessively expands and contracts, the expansion / contraction performance of the release layer deteriorates, the release layer cannot be restored to its original state, and the release layer is wrinkled.
そこで、本願発明者は、定着ベルトにおいて支持ローラに巻かれている領域の伸び率が所定の上限値を超えず、定着ベルトにおいて支持ローラに巻かれていない領域の伸び率が所定の下限値を下回らないように定着ベルトを支持ローラに架ければ、定着ベルトの伸縮性能を維持でき、定着ベルトの離型層にしわが発生することを抑制できるのではないかと考え、本願発明を実現するに至った。 Therefore, the inventor of the present application does not exceed the predetermined upper limit value of the area of the fixing belt wound around the support roller, and the elongation ratio of the area of the fixing belt not wound on the support roller has the predetermined lower limit value. It is thought that if the fixing belt is hung on the support roller so as not to fall below, the expansion / contraction performance of the fixing belt can be maintained, and the occurrence of wrinkles in the release layer of the fixing belt can be suppressed, and the present invention has been realized. It was.
本願発明は、内周側から外周側へ向けて基材と弾性層と外周面をなす離型層とがこの順に形成されていて複数の支持ローラに架けられて周回する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記支持ローラを押圧する加圧部材とを有する定着装置において、前記複数の支持ローラに架けられている状態の定着ベルトの外周面において前記周回の方向に沿って並ぶような第1ポイントと第2ポイントとを定め、この状態でのこれら両ポイント間の間隔をC1とし、前記定着ベルトが前記複数の支持ローラからはずされた状態での第1ポイントと第2ポイントとの間隔をC0とした場合、前記定着ベルトにおける前記第1ポイントと第2ポイントとが前記支持ローラの外周に巻かれている第1状態にて前記C1を測定した場合の下記式3の伸び率αをα1とし、前記第1ポイントと第2ポイントとが前記支持ローラの外周に巻かれていない第2状態にて前記C1を測定した場合の下記式3の伸び率αをα2とした場合、α1−α2≦15が満たされるように前記定着ベルトが前記複数の支持ローラに架けられていることを特徴とする。
ベルト伸び率α(%)={(C1−C0)/C0}×100 式3
前記特徴によれば、定着ベルトにおいて支持ローラに巻かれている領域の伸び率αが10%を超えず、定着ベルトにおいて支持ローラに巻かれていない領域の伸び率が−7%を下回らないようになり、これにより、定着ベルトの離型層の伸縮性能を維持でき、離型層の表面に生じる永久しわを抑制できるという効果を奏することが実験により明らかになっている。
The present invention is an endless fixing belt in which a base material, an elastic layer, and a release layer forming an outer peripheral surface are formed in this order from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and are wound around a plurality of support rollers. And a pressing member that presses the support roller via the fixing belt, the fixing device being arranged along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the fixing belt that is suspended on the plurality of support rollers. The first point and the second point are defined, the interval between the two points in this state is C1, and the first point and the second point when the fixing belt is removed from the plurality of support rollers, , When the C1 is measured in the first state where the first point and the second point of the fixing belt are wound around the outer periphery of the support roller. When the rate α is α1, and when the C1 is measured in the second state where the first point and the second point are not wound around the outer periphery of the support roller, the elongation rate α of the following formula 3 is α2. , Α1−α2 ≦ 15 is satisfied, and the fixing belt is hung on the plurality of support rollers.
Belt elongation rate α (%) = {(C1−C0) / C0} × 100 Equation 3
According to the above feature, the elongation rate α of the region wound around the support roller in the fixing belt does not exceed 10%, and the elongation rate of the region not fixed on the support roller in the fixing belt does not fall below −7%. Thus, it has been proved by experiments that the expansion and contraction performance of the release layer of the fixing belt can be maintained and the permanent wrinkles generated on the surface of the release layer can be suppressed.
さらに、定着ベルトが周回することによって前記定着ベルトにおける前記第1ポイントと第2ポイントとの位置が変わると、前記C1の値が変動し、算出される前記伸び率αの値も変動する。それゆえ、前記定着ベルトにおける前記第1ポイントと第2ポイントとの位置に拘わりなく、α1−α2≦15を満足する定着装置を実現するためには、前記第1状態では、前記α1が最高値になるような位置に前記第1ポイントと第2ポイントとが配され、前記第2状態では、前記α2が最低値になるような位置に前記第1ポイントと第2ポイントとが配されていることが好ましい。 Further, when the position of the first point and the second point on the fixing belt changes due to the rotation of the fixing belt, the value of C1 changes, and the calculated elongation rate α also changes. Therefore, in order to realize a fixing device that satisfies α1−α2 ≦ 15 regardless of the position of the first point and the second point on the fixing belt, α1 is the highest value in the first state. The first point and the second point are arranged at such a position that, in the second state, the first point and the second point are arranged at a position such that the α2 becomes the lowest value. It is preferable.
また、本願発明において、前記定着ベルトは、第1支持ローラと第1支持ローラよりも小径の第2支持ローラとに架けられており、前記加圧部材が前記定着ベルトを介して前記第1支持ローラを押圧することによって前記加圧部材と前記定着ベルトとの間にニップ部が形成される構成であってもよい。 Further, in the present invention, the fixing belt is spanned between a first support roller and a second support roller having a smaller diameter than the first support roller, and the pressure member is interposed between the first support roller and the first support roller. A configuration may be adopted in which a nip portion is formed between the pressure member and the fixing belt by pressing a roller.
前記構成によれば、径の小さな方の第2支持ローラではなく、径の大きな方の第1支持ローラと加圧部材とによって定着ベルトを挟持して前記ニップ部を形成するため、ニップ幅を広く確保でき、ニップ部を通過する用紙に対する熱定着力を高めることができる。 According to the above configuration, since the fixing belt is sandwiched between the first support roller having the larger diameter and the pressure member instead of the second support roller having the smaller diameter, the nip width is formed. It can be secured widely, and the heat fixing force for the paper passing through the nip portion can be increased.
さらに、本願発明において、前記第2支持ローラは、前記第1支持ローラの方から搬送されてきた定着ベルトが前記第1支持ローラの方へ戻るように当該定着ベルトを巻き架けている構成であってもよい。 Further, in the present invention, the second support roller has a configuration in which the fixing belt is wound so that the fixing belt conveyed from the first support roller returns toward the first support roller. May be.
前記構成によれば、前記第1支持ローラから第2支持ローラに向けた方向が用紙搬送方向になり、前記第2支持ローラの外周において定着ベルトは用紙搬送方向から離間するように周回することになるため、この第2支持ローラの外周近傍において、用紙は定着ベルトから剥離することになる。ここで、第2支持ローラは第1支持ローラよりも小径(低曲率)なため、前記定着ベルトは前記用紙搬送方向から急なカーブを描くように離間していき、前記剥離の性能を高めることができる。 According to the above configuration, the direction from the first support roller toward the second support roller is the paper conveyance direction, and the fixing belt circulates away from the paper conveyance direction on the outer periphery of the second support roller. Therefore, the sheet is peeled off from the fixing belt in the vicinity of the outer periphery of the second support roller. Here, since the second support roller has a smaller diameter (lower curvature) than the first support roller, the fixing belt is separated so as to draw a steep curve from the paper transport direction, thereby improving the peeling performance. Can do.
また、第2支持ローラの径が小さければ前記剥離の性能が高くなるが、特に高速の画像形成装置(例えばプロセス速度(用紙搬送速度)が200mm/s以上)に前記定着装置を適用する場合、前記剥離の性能を良好に維持するには、第2支持ローラの径を20mm以下にすることが好ましい事が実験より明らかになっている。 In addition, if the diameter of the second support roller is small, the peeling performance is improved. However, when the fixing device is applied to a high-speed image forming apparatus (for example, a process speed (paper conveyance speed) of 200 mm / s or more), Experiments have shown that the diameter of the second support roller is preferably 20 mm or less in order to maintain the peeling performance satisfactorily.
さらに、本願発明においては、前記定着ベルトが周回駆動を行っていない非駆動時には、前記定着ベルトが周回駆動を行っている駆動時よりも、前記定着ベルトに対して作用する張力を減少させる張力調整機構が備えられている構成であることが好ましい。 Further, in the present invention, the tension adjustment that reduces the tension acting on the fixing belt when the fixing belt is not rotating and when not driving is more than when the fixing belt is rotating. It is preferable that the mechanism is provided.
この構成では、装置停止時は前記定着ベルトに対して作用する張力を減少させることができるため、可能な限り定着ベルトの伸びを緩和することができ、離型層の永久しわの発生を抑制することができる。 In this configuration, since the tension acting on the fixing belt can be reduced when the apparatus is stopped, the elongation of the fixing belt can be reduced as much as possible, and the generation of permanent wrinkles in the release layer is suppressed. be able to.
また、以上にて示した定着装置は、複写機,複合機、プリンタ,ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に備えられるものである。 The fixing device described above is provided in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a multifunction machine, a printer, and a facsimile.
以上のように、本願発明の定着装置は、前記式1にて規定される伸び率αが10%以下になるように前記定着ベルトが前記複数の支持ローラに架けられていることを特徴とするものである。また、本願発明の定着装置は、前記式2にて規定されるベルト伸び率αが−7%以上になるように前記定着ベルトが前記複数の支持ローラに架けられていることを特徴とするものである。 As described above, the fixing device of the present invention is characterized in that the fixing belt is hung on the plurality of support rollers so that the elongation rate α defined by the formula 1 is 10% or less. Is. Further, the fixing device of the present invention is characterized in that the fixing belt is hung on the plurality of support rollers so that the belt elongation rate α defined by the formula 2 is -7% or more. It is.
これにより、定着ベルトの離型層の伸縮性能を維持でき、離型層の表面に生じる永久しわを抑制できるという効果を奏する。 Thereby, it is possible to maintain the expansion / contraction performance of the release layer of the fixing belt and to suppress the permanent wrinkle generated on the surface of the release layer.
〔画像形成装置について〕
本発明の一実施形態に係る定着装置の構成を説明する前に、まずは、本発明に一実施形態の定着装置を備える画像形成装置について説明する。
[Image forming device]
Before describing the configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention, first, an image forming apparatus including the fixing device according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、本実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の内部構成を示した図であって画像形成装置の正面側からみた図である。つまり、図1におけるA方向は、画像形成装置100の正面から裏面に向けた方向である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration of an image forming apparatus including a fixing device according to the present embodiment, as viewed from the front side of the image forming apparatus. That is, the A direction in FIG. 1 is a direction from the front side to the back side of the
画像形成装置100は、電子写真方式のプリンタであり、4つの可視像形成ユニット110を記録紙搬送路に沿って配列した所謂タンデム式のプリンタである。具体的には、可視像形成ユニット110に記録紙P(被加熱材,記録媒体)を供給する供給トレイ120と定着装置40との間に形成される記録紙Pの搬送路に沿って4つの可視像形成ユニット110Y・110M・110C・110Bが配設されている。そして、記録紙搬送手段である無端状の搬送ベルト130によって搬送される記録紙Pに対して各可視像形成ユニット110が各色トナー像を重ねて転写し、その後、定着装置40が記録紙Pに対してトナー像を定着し、これによりフルカラー画像が形成される。
The
搬送ベルト130は、駆動ローラ131とアイドリングローラ132とに架けられており、所定の周速度(本実施形態では220mm/s)に制御されて周回する。記録紙Pは、周回している搬送ベルト130に静電吸着することによって搬送される。
The
各可視像形成ユニット110においては、感光体ドラム111が備えられ、この感光体ドラム111の周囲に、帯電ローラ112、レーザ光照射手段113、現像器114、転写ローラ115、クリーナー116が配置されている。
Each visible image forming unit 110 includes a
ここで、可視像形成ユニット110Yの現像器にはイエロートナーを含む現像剤が収容され、可視像形成ユニット110Mの現像器にはマゼンタトナーを含む現像剤が収容され、可視像形成ユニット110Cの現像器にはシアントナーを含む現像剤が収容され、可視像形成ユニット110Bの現像器にはブラックトナーを含む現像剤が収容されている。なお、前記現像剤は、一成分現像剤、二成分現像剤のいずれであってもよい。また、一成分現像剤に含まれるトナーは非磁性であってもよいし磁性であってもよい。また、二成分現像剤に含まれるキャリアは非磁性であってもよいし磁性であってもよい。
Here, a developer containing yellow toner is accommodated in the developing device of the visible
そして、各可視像形成ユニット110において、記録紙P上にトナー像が転写されるが、この転写の手順は以下の通りである。まず、帯電ローラ112によって感光体ドラム111表面を一様に帯電し、その後、レーザ光照射手段113によって画像情報に応じて感光体ドラム111表面をレーザで露光して静電潜像を形成する。さらにその後、感光体ドラム111表面の静電潜像に対して現像器114によってトナーが供給される。これにより、前記静電潜像が現像(顕像化)されてトナー画像が生成される。そして、感光体ドラム111表面に生成されたトナー画像は、このトナー画像のトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された転写ローラ115によって、搬送ベルト(搬送手段)130にて搬送される記録紙Pに順次転写されるようになっている。
In each visible image forming unit 110, the toner image is transferred onto the recording paper P. The transfer procedure is as follows. First, the surface of the
その後、記録紙Pは、搬送ベルト130の湾曲箇所(駆動ローラ131に巻き付いている部分)において搬送ベルト130から剥離し、定着装置40に搬送される。さらに、定着装置40において、所定の温度に加熱された定着ベルトによって記録紙Pに適度な温度と圧力とが与えられる。これにより、記録紙Pのトナーは溶解し、トナーが記録紙Pに定着し、記録紙P上に堅牢な画像が形成される。
Thereafter, the recording paper P is peeled off from the
〔定着装置について〕
次に定着装置40の構成について図2を用いて詳細に説明する。図2は、画像形成装置100の裏面側からみた定着装置40の断面を模式的に示した図である。定着装置40は、未定着のトナー画像が表面に形成された記録紙(記録材)Pに対して熱および圧力を与えることによって、このトナー画像を記録紙Pに定着させるものである。
[Fixing device]
Next, the configuration of the fixing
図2に示すように、定着装置40は、加熱ローラ41と、加熱ローラ41との関係で軸方向が互いに平行になるように配されている剥離ローラ42と、加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられておりこれらローラが回転することによって周回するように駆動する無端状の定着ベルト43と、加熱ローラ41との関係で軸方向が互いに平行になるように配されている加圧ローラ44とを備えている。なお、図2に記載されているN方向は、定着ベルト43の周回方向を示したものである。
As shown in FIG. 2, the fixing
加熱ローラ41および剥離ローラ42は、定着ベルト43の内周側の表面(以下「内周面」と称す)に巻き付かれるような位置に配されている。また、加圧ローラ44は、定着ベルト43を挟むように所定の荷重(ここでは200N)にて加熱ローラ41に押圧されている。そして、加圧ローラ44の外周においては、加熱ローラ41に押圧されている押圧部分とこの押圧部分よりもN方向下流側の一部とが定着ベルト43の外周側の表面(以下「外周面」と称す)に巻き付かれている。
The
なお、加圧ローラ44の外周における前記押圧部分を「実ニップ領域」と称し、加圧ローラ44の外周において前記押圧部分よりも下流側にて定着ベルト43の外周面に巻き付かれている領域を「仮想ニップ領域」と称する。そして、図2の定着装置40では、実ニップ領域のN方向の幅は5mmであり、仮想ニップ領域のN方向の幅は3mmである。
The pressing portion on the outer periphery of the
定着装置40においては、記録紙Pが実ニップ領域と仮想ニップ領域とを順に通過することによって、記録紙P上のトナー画像が記録紙P上に定着するようになっている。なお、記録紙Pが実ニップ領域および仮想ニップ領域を通過する時、定着ベルト43の外周面は記録紙Pのトナー画像形成面に接触し、加圧ローラ44の外周は記録紙Pにおけるトナー画像形成面とは反対の面に接触する。
In the fixing
加熱ローラ41は、所定の温度(ここでは190℃)になるように加熱され、定着ベルト43の内周面から定着ベルト43に熱を伝導するためのものである。なお、加熱ローラ41から熱が伝導された定着ベルト43は、実ニップ領域および仮想ニップ領域を通過する記録紙Pを加熱する。
The
加熱ローラ41は、鉄製であって厚み0.3mm且つ直径30mmの円筒状芯金からなるローラである。但し、加熱ローラ41の芯金の材質は、鉄に限定されるものではなく、たとえばステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等であっても構わない。なお、円筒状芯金の外周にシリコーンゴム等の弾性層を形成したものを加熱ローラ41としてもよい。
The
また、加熱ローラ41の内側には、加熱ローラ41を加熱するヒータランプ45が配置されている。ヒータランプ45は、制御回路(図示せず)によって通電されると発光し、赤外線を放射する。これにより、加熱ローラ41の内周側の面が赤外線を吸収して加熱され、加熱ローラ41全体が加熱される。
A
加圧ローラ44は、図2に示されるように、内側から順に芯金44a、弾性層44b、離型層44cが形成されているローラであり、直径30mmである。また、加圧ローラ44の芯金44aの内側には加圧ローラ44を加熱するためのヒータランプ48が備えられている。
As shown in FIG. 2, the
芯金44aは、厚さ3mmであって鉄製の円筒状部材である。なお、芯金44aの材質は、鉄に限定されるものではなく、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等であっても構わない。
The cored
弾性層44bは、厚さ5mmのシリコーンゴムからなる層である。離型層44cは、加圧ローラ44の表層(外周の表面に露出されている層)に相当するものであり、厚さ50μmのPFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)チューブからなるものである。なお、離型層44cの材質は、PFA以外のフッ素樹脂でもよく、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)や、PFAとPTFEとの共重合体であってもよい。
The
剥離ローラ42は、鉄製であって厚み0.5mm且つ直径14mmの円筒状芯金からなるローラである。但し、剥離ローラ42の芯金の材質は、鉄に限定されるものではなく、たとえばステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等であっても構わない。この剥離ローラ42は、実ニップ部および仮想ニップ部を通った記録紙Pを定着ベルト43から剥離するために備えられたローラである。つまり、定着装置40に剥離ローラ42が備えられていることによって、実ニップ部および仮想ニップ部よりも記録紙搬送方向下流側において定着ベルト43は記録紙搬送方向から離れるように曲げられる。このような構成によって記録紙Pは定着ベルト43から剥離するのである。
The peeling
定着ベルト43は、図3に示すように、内周面側から外周面側に向けて、厚さt1の基材43a、厚さt2の弾性層43b、厚さt3の離型層43cがこの順に積層されてなり、内径L1が40mmの無端状のベルトである。なお、図3は、加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられていない状態の定着ベルト43を径方向に平行な平面で切断した場合の断面を示した模式図である。
As shown in FIG. 3, the fixing
基材43aは、定着ベルト43の内周面をなす層であり、ポリイミド(耐熱樹脂)からなり、厚さt1が0.1mmの中空円筒状の部材である。但し、基材43aの材質は、ポリイミドに限定されるものではなく、ステンレスやニッケル等の金属材料であってもよい。なお、定着ベルト43の蛇行を抑制するために、基材43aにフッ素樹脂等をコーティングしてもよい。
The
弾性層43bは、厚さt2が0.2mmのシリコーンゴムからなる層である。離型層43cは、定着ベルト43の表層且つ外周面を構成する層であって、厚さt3が50μmのPFAチューブからなる層である。但し、離型層43cの材質は、PFA以外のフッ素樹脂でもよく、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)や、PFAとPTFEとの共重合体であってもよい。
The
また、図2に示すように、定着装置40においては、定着ベルト43の外周面に接するようにサーミスタ(温度検知手段)46が配され、加圧ローラ44の外周に接するようにサーミスタ(温度検知手段)47が配されている。そして、サーミスタ46は定着ベルト43の外周面の温度を検出し、サーミスタ47は加圧ローラ44の外周の温度を検出する。さらに、図示しない制御回路は、サーミスタ46・47によって検出される温度が各々所定温度に近づくように、ヒータランプ45・48に対する通電状態と非通電状態とを切り替える。
As shown in FIG. 2, in the fixing
そして、実ニップ部および仮想ニップ部に所定の定着速度および複写速度で未定着トナー像が形成された記録紙Pが搬送され、熱と圧力とにより定着処理が行われる。なお、定着速度は、所謂プロセス速度のことで、本実施形態では220mm/secである。また、複写速度は、1分あたりのコピー枚数のことで、本実施形態では50枚/分である。 Then, the recording paper P on which an unfixed toner image is formed at a predetermined fixing speed and copying speed is conveyed to the actual nip portion and the virtual nip portion, and fixing processing is performed by heat and pressure. The fixing speed is a so-called process speed, and is 220 mm / sec in this embodiment. The copying speed is the number of copies per minute, which is 50 sheets / minute in this embodiment.
また、図1および図2には示していないが、画像形成装置100には、実ニップ領域および仮想ニップ領域を記録紙Pが通過するように、加熱ローラ41を回転駆動する駆動モータ(駆動手段)が設けられている。また、剥離ローラ42、加圧ローラ44、定着ベルト43は、加熱ローラ41の回転に従動して回転する。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, the
〔定着ベルトの伸縮度について〕
以上のような定着装置40において良質な画像を生成するためには、定着ベルト43のしわを如何にして抑制するかが課題となる。この課題に対し、本願発明者は、加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられた定着ベルト43の離型層43cにおいては、架けられる前と比べて伸縮が生じることに着目し、この伸縮の度合としわの発生との間に因果関係があるか否かについて検討した。この検討内容を以下にて説明する。
[About the elasticity of the fixing belt]
In order to generate a high-quality image in the fixing
図4は、離型層43cの伸び率の計測方法を示した説明図である。なお、伸び率とは、加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられた定着ベルト43の離型層43cが加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられる前からどの程度伸びたか(どの程度縮んだか)を示すパラメータである。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method for measuring the elongation percentage of the
以下、伸び率の計測手順を説明する。まず、図5(a)図5(b)に示すように、定着ベルト43の外周面(つまり離型層43c)にマーカーAおよびマーカーBを記す。なお、図5(a)図5(b)に示すように、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42からはずされた状態において、マーカーAおよびマーカーBは定着ベルト43の外周面において同一円周上(同一周方向上)に位置するように記される。このようにマーカーを記せば、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられている状態では、図4に示されるように、マーカーAおよびマーカーBは、定着ベルト43の周回方向であるN方向に沿って並ぶように記されていることになる。
Hereinafter, a procedure for measuring the elongation rate will be described. First, as shown in FIGS. 5A and 5B, the marker A and the marker B are marked on the outer peripheral surface of the fixing belt 43 (that is, the
そして、図5(a)に示されるように、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42からはずされた状態のマーカーAとマーカーBとの間隔をC0とし、図4に示されるように、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられた状態のマーカーAとマーカーBとの間隔をC1とする。ここで、加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられた定着ベルト43の離型層43cが架けられる前からどの程度伸びたかを示したパラメータである離型層43cの伸び率は、
伸び率(%)={(C1−CO)/CO}×100
となる。
なお、伸び率の値がプラスであれば離型層43cが伸びていることを示し、伸び率の値がマイナスのときは離型層43cが縮んでいることになる。
Then, as shown in FIG. 5A, the interval between the marker A and the marker B in a state where the fixing
Elongation rate (%) = {(C1-CO) / CO} × 100
It becomes.
If the value of the elongation rate is positive, it indicates that the
そして、加熱ローラ41が回転すると、図4に示すように、定着ベルト43はN方向に周回するが、マーカーAとマーカーBとの間隔C1はマーカーAおよびマーカーBの位置に応じて変化する。それゆえ、離型層43cの伸び率も一定ではなく離型層43cの位置に応じて変化するのである。この点について以下具体的に説明する。
When the
図4に示すように、定着ベルト43の離型層43cは、剥離ローラ42の外周にて巻かれている部分において最も大きな伸びを示す。したがって、定着ベルト43においてマーカーAおよびマーカーBが記されている部分が剥離ローラ42の外周にて巻かれている時にC1および伸び率は最大値になる。
As shown in FIG. 4, the
なお、定着ベルト43の離型層43cは、加熱ローラ41の外周にて巻かれている部分においても伸びを示すが、剥離ローラ42の外周にて巻かれている部分の方が伸びは大きい。これは、加熱ローラ41の径よりも剥離ローラ42の径の方が小さく(曲率が小さく)、定着ベルト43において、剥離ローラ42の外周にて巻かれている部分は加熱ローラ41の外周にて巻かれている部分よりも湾曲される度合が大きいからである。したがって、剥離ローラ42の径を小さくするほど、定着ベルト43において剥離ローラ42の外周にて巻かれている部分の伸びが大きくなるとも言える。
Note that the
そして、本願発明者は、定着ベルト43の各層の厚みまたは剥離ローラ42の直径を様々に変更することによって、定着ベルト43の離型層43cにおいてマーカーAおよびマーカーBが記されている部分が剥離ローラ42の外周にて巻かれている時の当該部分の伸び率を様々に変化させ、この伸び率と永久しわ発生の有無との関係を調べてみた。この結果を表1に示す。
The inventor changes the thickness of each layer of the fixing
なお、〔表1〕において、L1は定着ベルト43の内径を示し、t1は基材43aの厚みを示し、t2は弾性層43bの厚みを示し、t3は離型層43cの厚みを示す(図3参照)。また、〔表1〕において、伸び率Eは、定着ベルト43においてマーカーAおよびマーカーBが記されている部分が剥離ローラ42の外周にて巻かれている時の当該部分の離型層43cの伸び率を示したものである。
In Table 1, L1 represents the inner diameter of the fixing
また、定着ベルト43において基材43aの材質をポリイミドからステンレスまたはニッケルに変更しても〔表1〕の結果は殆ど変わらなかった(〔表2〕〔表3〕についても同様)。さらに、定着ベルト43において弾性層43bの材質をシリコーンゴムから例えばフッ素ゴムに変更しても〔表1〕の結果は殆ど変わらなかった(〔表2〕〔表3〕についても同様)。また、定着ベルト43において離型層43cの材質をPFAからPTFEに変更しても〔表1〕の結果は殆ど変わらなかった(〔表2〕〔表3〕についても同様)。
Further, even when the material of the
〔表1〕の結果より、伸び率Eが10%を超えると、離型層43cに元に戻らない永久しわが発生することがわかる(しわの発生は、ベルトを目視することで判定した)。これは、伸び率Eが10%を超えると、離型層43cが伸びきってしまい、元に戻らなくなるためである。この状態で定着処理を行うと、離型層43cのしわに起因して、定着された画像においてスジ状の光沢ムラが発生する。また、伸び率Eは、剥離ローラ42の直径が小さいほど大きくなり、また、定着ベルト43が厚いほど大きくなる。
From the results of [Table 1], it is understood that permanent elongation wrinkles that do not return to the
また、図4に示すように、定着ベルト43の離型層43cは、加圧ローラ44の外周に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない部分(仮想ニップ部)において、最も縮みが大きくなる。したがって、定着ベルト43においてマーカーAおよびマーカーBが記されている部分が加圧ローラ44の外周に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない場合に間隔C1および伸び率は最小値になる。
Further, as shown in FIG. 4, the
そして、本願発明者は、定着ベルト43の各層の厚みまたは剥離ローラ42の直径を様々に変更することによって、定着ベルト43の離型層43cのマーカーAおよびマーカーBが記されている部分が加圧ローラ44に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない時の当該部分の伸び率を様々に変化させ、この伸び率と光沢ムラ(定着処理後の画像に生じる光沢ムラ)の有無との関係を調べてみた。この結果を表2に示す。
The inventor of the present application adds the portions where the markers A and B of the
なお、〔表2〕において、L1は定着ベルト43の内径を示し、t1は基材43aの厚みを示し、t2は弾性層43bの厚みを示し、t3は離型層43cの厚みを示す(図3参照)。また、伸び率Fは、定着ベルト43の離型層43cにおいてマーカーAおよびマーカーBが記されている部分が加圧ローラ44の外周に巻かれ且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない時の当該部分の伸び率を示したものである。但し、〔表2〕に示される各伸び率Fの値は夫々マイナスであるため、定着ベルト43の離型層43cのマーカーAおよびマーカーBが記されている部分が加圧ローラ44に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない時、当該部分は縮んでいることになる。
In Table 2, L1 represents the inner diameter of the fixing
また、〔表2〕に示されるデータより、伸び率Fが−7%よりも小さくなると、定着処理後の画像においてスジ状の光沢ムラが発生することがわかる(ベタ画像を試験的に印刷し、当該ベタ画像にスジ状のムラが生じているか否かを目視にて判定した。表3についても同様。)。また、伸び率Fは、加圧ローラ44の直径が小さくなるほど小さくなり、定着ベルト43が厚くなるほど小さくなる。
Further, from the data shown in Table 2, it is understood that when the elongation rate F is smaller than −7%, streaky gloss unevenness occurs in the image after the fixing process (a solid image is printed on a trial basis). Then, it was visually determined whether or not streaky unevenness occurred in the solid image (the same applies to Table 3). Further, the elongation rate F decreases as the diameter of the
なお、表2の「伸び率F」の値の正負の符号を反転して得られる値は、離型層43cの縮み度の大きさを示した「縮み率F」に相当するものになる。
The value obtained by inverting the sign of the “elongation rate F” value in Table 2 corresponds to the “shrinkage rate F” indicating the degree of shrinkage of the
つぎに、定着ベルト43の伸縮とスジ状の光沢ムラとの関係を〔表3〕に示す。
Next, Table 3 shows the relationship between the expansion and contraction of the fixing
表3に示されるデータより、伸び率Eと伸び率Fとの差が15%を超えると、105枚の印刷でスジ状の光沢ムラが発生し、比較的少ない印刷処理量(短時間)で画質劣化が生じることがわかる。 From the data shown in Table 3, the difference between the elongation E and the elongation F exceeds 15%, 10 streaky gloss unevenness occurred in five printing, a relatively small print throughput (short) It can be seen that image quality degradation occurs.
つぎに、剥離ローラ42の直径と用紙剥離性との関係について〔表4〕に示す。
Next, the relationship between the diameter of the peeling
〔表4〕に示されるデータからすれば、定着速度(プロセス速度)200mm/s以上の高速機においては、本実施形態の定着装置40にように、剥離ローラ42の直径を20mm以下にする必要があることがわかる。なお、表4は、定着速度100mm/sのマシンと定着速度200mm/sのマシンとの双方において、剥離ローラ42の直径を様々に変化させて試験印刷を行った場合の用紙剥離の可否を示した結果である。また、この試験印刷では、単位面積の重量が90g/m2の用紙に対してカラートナーの濃度が1.5mg/cm2の画像の印刷を行った。
According to the data shown in [Table 4], in a high-speed machine having a fixing speed (process speed) of 200 mm / s or more, the diameter of the peeling
つぎに、定着ベルト43の離型層(PFAチューブ)43cがどの程度伸縮するかを簡易的に見積もる方法について図に基づいて以下説明する。なお、実際には、弾性層43bの厚み変化や基材43aの伸縮があって、見積もりとは異なる場合もある。
Next, a method for simply estimating how much the release layer (PFA tube) 43c of the fixing
図5(a)に示すように、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42からはずされた状態において、定着ベルト43の内径をL1(mm)とすると、定着ベルト43の内周(基材43a)の長さはL1×π(mm)となり、定着ベルト43の外周(離型層43c)の長さは(L1+2(t1+t2+t3))×πとなる。
As shown in FIG. 5A, when the fixing
そして、定着ベルト43の外周面(離型層43c)においてマーカーAとマーカーBとの間隔COは、
CO=(L1+2(t1+t2+t3))×π×θ1/360
となり、
図5(a)に示すように、定着ベルト43の内周面(基材43a)においてマーカーAに対向する箇所とマーカーBに対向する箇所との間隔をCO´とすると、
CO´=L1×π×θ1/360
となる。なお、θ1は、図5(a)に示すように、定着ベルト43の軸とマーカーAとを結ぶ定着ベルト43の半径と、定着ベルト43の軸とマーカーBとを結ぶ定着ベルト43の半径とのなす角度である。
The distance CO between the marker A and the marker B on the outer peripheral surface (
CO = (L1 + 2 (t1 + t2 + t3)) × π × θ1 / 360
And
As shown in FIG. 5A, when the distance between the location facing the marker A and the location facing the marker B on the inner peripheral surface (
CO ′ = L1 × π × θ1 / 360
It becomes. 5A, the radius of the fixing
これにより、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42からはずされている場合、マーカーAとマーカーBとが記されている箇所においての基材43aの長さと離型層43cの長さとの比率Sは、下記の〔数1〕に示すようになる。なお、〔表1〕〜〔表3〕においては、これら表にて示されている各定着ベルトについてSの値を例示している。
Thereby, when the fixing
〔数1〕からすれば、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられていない場合、定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとの間において、離型層43cの長さは基材43aの長さのS倍になることがわかる。
According to Equation 1, when the fixing
つぎに、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられている場合であって、定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている箇所が剥離ローラ42の外周にて巻かれている状態において、当該箇所における基材43aの長さと離型層43cの長さとの比率について検討した。
Next, in the case where the fixing
図6に示すように、定着ベルト43が直径L2(mm)の剥離ローラ42と剥離ローラ42よりも直径の長い加熱ローラ41とに架けられており、定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている部分が剥離ローラ42にて巻かれている場合、定着ベルト43の外周面(離型層43c)のマーカーAとマーカーBとの間隔C1は、
C1=(L2+2(t1+t2+t3))×π×θ2/360
となり、
定着ベルト43の内周面(基材43a)においてマーカーAに対向する箇所とマーカーBに対向する箇所との間隔をC1´とすると、
C1´=L2×π×θ2/360
となる。なお、θ2は、図6に示すように、剥離ローラ42の軸とマーカーAとを結ぶ剥離ローラ42の半径と、剥離ローラ42の軸とマーカーBとを結ぶ剥離ローラ42の半径とのなす角度である。
As shown in FIG. 6, the fixing
C1 = (L2 + 2 (t1 + t2 + t3)) × π × θ2 / 360
And
When the interval between the location facing the marker A and the location facing the marker B on the inner peripheral surface (
C1 ′ = L2 × π × θ2 / 360
It becomes. 6, θ2 is an angle formed by the radius of the peeling
これにより、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられ、且つ定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている部分が剥離ローラ42にて巻かれている状態において、マーカーAとマーカーBとの間において、基材43aの長さと離型層43cの長さとの比率R1は、下記の〔数2〕に示すようになる。なお、〔表1〕〜〔表3〕においては、これら表にて示されている各定着ベルトについてR1の値を例示している。
As a result, in the state where the fixing
〔数2〕からすれば、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられ、且つ定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている部分が剥離ローラ42にて巻かれている場合、定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとの間において離型層43cの長さ(定着ベルト43の外周面の長さ)は基材43aの長さ(定着ベルト43の内周面の長さ)のR1倍になることがわかる。
According to [Equation 2], the fixing
そして、定着ベルト43において基材43aの長さが不変であると仮定し、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられ且つ定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている部分が剥離ローラ42にて巻かれている場合、マーカーAとマーカーBの間の離型層43cの長さは、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられていない状態のマーカーAとマーカーBの間の離型層43cの長さのR1/S倍になる。
Then, assuming that the length of the
さらに、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられ且つ定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている部分が剥離ローラ42にて巻かれている場合、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられていない状態よりも、マーカーAとマーカーBとが記されている部分の離型層43cは伸ばされて長くなっているため、R1>Sとなる。それゆえ、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられ且つ定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている部分が剥離ローラ42にて巻かれている場合、当該部分の離型層43cの伸び率は、
伸び率(%)={(R1/S)−1}×100 …式(a)
と表すことができる。
Further, when the fixing
Elongation rate (%) = {(R1 / S) -1} × 100 Formula (a)
It can be expressed as.
そして、〔数1〕〔数2〕および式(a)からすれば、定着ベルト43において剥離ローラ42に巻かれている箇所の離型層43cの伸び率は、剥離ローラ42の径が小さいほど大きくなり、且つ定着ベルト43が厚いほど大きくなることが分かる。
According to [Equation 1], [Equation 2] and equation (a), the elongation rate of the
つぎに、剥離ローラ42から離間した後であって加熱ローラ41に到達する前の定着ベルト43の離型層43cの伸び率について図7に基づいて説明する。図7に示すように、定着ベルト43は、剥離ローラ42の外周から離間すると加熱ローラ41の外周に到達するまでは真っ直ぐになるように張られる。そして、定着ベルト43の離型層43cは、剥離ローラ42の外周では巻かれつつ伸ばされていたが、剥離ローラ42から離間して真っ直ぐに張られる状態になると基材43aと長さが等しくなるように縮もうとする。
Next, the elongation percentage of the
したがって、式(a)においてR1=1を代入することができ、剥離ローラ42から離間した後であって加熱ローラ41に到達する前の定着ベルト43における離型層43cの伸び率は、
{(1/S)−1}×100<0
となり、伸び率はマイナスを示す。それゆえ、定着ベルト43の離型層43cは、剥離ローラ42から離間して真っ直ぐに張られる状態になると、加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられていない定着ベルト43の離型層43cと比べて縮むか、縮みきれなくなってしわとなる。
Therefore, R1 = 1 can be substituted in the formula (a), and the elongation rate of the
{(1 / S) -1} × 100 <0
The growth rate is negative. Therefore, when the
なお、剥離ローラ42から離間した後であって加熱ローラ41に到達する前の定着ベルト43における離型層43cの伸び率,縮み率は、
伸び率(%)={(1/S)−1}×100…式(b)
縮み率(%)=−{(1/S)−1}×100…式(c)
と表すことができる。
The elongation rate and contraction rate of the
Elongation rate (%) = {(1 / S) -1} × 100 ... Formula (b)
Shrinkage rate (%) =-{(1 / S) -1} * 100 ... Formula (c)
It can be expressed as.
つぎに、定着ベルト43において加圧ローラ44の外周に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない部分における定着ベルト43の離型層43cの伸び率について図8に基づいて説明する。図8に示すように、定着ベルト43において加圧ローラ44の外周にて巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない部分はベルトの外周面(つまり離型層43c)が凹んでいる。
Next, the elongation rate of the
図8に示すように、定着ベルト43においてマーカーAとマーカーBとが記されている箇所が直径L3(mm)の加圧ローラ44に巻かれている場合、定着ベルト43の外周面(離型層43c)のマーカーAとマーカーBとの間隔C1は、
C1=L3×π×θ3/360
となり、定着ベルト43の内周面(基材43a)においてマーカーAに対向する箇所とマーカーBに対向する箇所との間隔をC1´とすると、
C1´=(L3+2(t1+t2+t3))×π×θ3/360
となる。なお、θ3は、図8に示すように、加圧ローラ44の軸とマーカーAとを結ぶ加圧ローラ44の半径と、加圧ローラ44の軸とマーカーBとを結ぶ加圧ローラ44の半径とのなす角度である。
As shown in FIG. 8, when the portion where the marker A and the marker B are marked on the fixing
C1 = L3 × π × θ3 / 360
When the interval between the location facing the marker A and the location facing the marker B on the inner peripheral surface (
C1 ′ = (L3 + 2 (t1 + t2 + t3)) × π × θ3 / 360
It becomes. 8, θ3 is the radius of the
これにより、定着ベルト43において基材43aの長さが不変であると仮定すると、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられ、定着ベルト43においてマーカーAとマーカーBとが記されている部分が加圧ローラ44に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない場合、マーカーAとマーカーBとの間においての基材43aの長さC1´と離型層43cの長さC1との比率R2は下記の〔数3〕に示すようになる。なお、〔表2〕〔表3〕においては、これら表にて示されている各定着ベルトについてR2の値を例示している。
As a result, assuming that the length of the
〔数3〕からすれば、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられ且つ定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている箇所が加圧ローラ44の外周に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない場合、定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとの間において、離型層43cの長さ(定着ベルト43の外周面の長さ)は基材43aの長さ(定着ベルト43内周面の長さ)のR2倍になる。
According to [Equation 3], the fixing
さらに、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられ、定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている部分が加圧ローラ44に巻き付き且つ加熱ローラ41に巻かれていない場合、この部分の離型層43cは、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられていない状態よりも縮み、R2<Sが成立する。
Further, the fixing
それゆえ、定着ベルト43のマーカーAとマーカーBとが記されている部分が加圧ローラ44に巻き付き且つ加熱ローラ41に巻かれていない場合、この部分においての離型層43cの伸び率,縮み率を、
伸び率(%)={(R2/S)−1}×100…式(d)
縮み率(%)=−{(R2/S)−1}×100…式(e)
と表すことができる。
Therefore, when the portion where the marker A and the marker B are marked on the fixing
Elongation rate (%) = {(R2 / S) -1} × 100 Formula (d)
Shrinkage rate (%) = − {(R2 / S) −1} × 100 Formula (e)
It can be expressed as.
そして、〔数1〕〔数3〕および式(d)式(e)からすれば、定着ベルト43において加圧ローラ44の外周に巻き付き且つ加熱ローラ41に巻かれていない部分の離型層43cの縮み率は、定着ベルト43の内径L1が小さいほど大きくなり、定着ベルト43が厚いほど大きくなることが分かる。
Then, according to [Equation 1], [Equation 3] and Equation (d) and Equation (e), the part of the
なお、定着ベルト43においては、加圧ローラ44の外周に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない部分(図8)と、いずれもローラ41・42・44にも巻かれていない部分(図7)との双方にて離型層43cの縮みが発生する。しかし、加圧ローラ44の外周に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない部分の方が大きな縮みを示す。したがって、定着ベルト43においてマーカーAおよびマーカーBが記されている部分が加圧ローラ44の外周に巻き付き且つ加熱ローラ41の外周に巻かれていない時にC1およびC1から算出される伸び率は最低値になる。
In the fixing
つぎに、定着ベルト43の離型層43cの伸びを抑制するための機構を以下にて説明する。図9(a)および図9(b)に示すように、定着ベルト43の内側において加熱ローラ41と剥離ローラ42との他にテンションローラ(張力調整機構)49を設ける。さらに、図9(c)に示すように、テンションローラ49は偏心カム(張力調整機構)55に取り付けられており、偏心カム55を回転させることによってテンションローラ49を変位させることができる。
Next, a mechanism for suppressing the elongation of the
このような構成において、定着処理時(定着ベルト43の周回駆動時)は、図9(a)に示すように、定着ベルト43が張られるように加熱ローラ41と剥離ローラ42とテンションローラ49とによって定着ベルト43を架け、定着処理待機時(定着ベルト43の駆動停止時)は、図9(b)に示すように、偏心カム55を回転させることによってテンションローラ49を定着ベルト43から離間させ、定着ベルト43の張力を減少させてベルトを緩めている。このようにすれば、図9(a)および図9(b)に示すように、定着処理待機時は、定着処理時よりも、剥離ローラ42の外周において定着ベルト43の曲率を大きくでき、剥離ローラ42の外周において定着ベルト43の離型層43cの伸び具合を抑えることができる。
In such a configuration, during the fixing process (when the fixing
つぎに、図10において、図2に示した定着装置40とは別の実施形態の定着装置40aを示す。なお、図10において、図2にて示した部材と同一部材については同一参照符号を示す。
Next, FIG. 10 shows a
図10の定着装置40aにおいては、定着ベルト43は加熱ローラ41と懸架ローラ62と剥離ローラ42とによって架けられている。なお、同図に示すように、剥離ローラ42の直径は、加熱ローラ41および懸架ローラ62の直径よりも小さくなるように設計されている。
In the fixing
そして、定着装置40aにおいては、定着ベルト43を介して加圧ローラ44を押圧するように配置されているのは懸架ローラ62である。なお、この懸架ローラ62は、芯金60と弾性層61とからなるローラであり加熱機能は有していない。
In the
以上のような構成の定着装置40aにおいても、定着ベルト43においては剥離ローラ42の外周に接している部分の離型層43cの伸びが最大になる。また、定着ベルト43において加圧ローラ44の外周に接しており懸架ローラ62に接していない部分において離型層43cの伸びが最小(縮みが最大)となる。
Even in the
以上示したように、本実施形態の定着装置40は、図1のように、定着ベルト43と加圧ローラ(加圧部材)44と加熱ローラ(支持ローラ)41と剥離ローラ(支持ローラ)42とを有している。そして、定着ベルト43は、内周側から外周側へ向けて基材43aと弾性層43bと離型層43cとがこの順に形成されていて、加熱ローラ41と剥離ローラ42とに架けられて周回する構成である。また、加圧ローラ44は定着ベルト43を介して加熱ローラ41を押圧している。
As described above, the fixing
さらに、以上の実施形態では、このような定着装置40において、図4に示すように、定着ベルト43の外周面において前記周回の方向に沿って並ぶようなマーカーA(第1ポイント)とマーカーB(第2ポイント)とを記している。
Furthermore, in the above embodiment, in such a
そして、以上の実施形態からすれば、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42からはずされた状態でのマーカーAとマーカーBとの間隔をC0とし、定着ベルト43が加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられた状態でのマーカーAとマーカーBとの間隔をC1とした場合、下記の式10にて規定される伸び率αが10%以下になるように定着ベルト43を加熱ローラ41および剥離ローラ42に架ければ、離型層43cの表面に生じる永久しわを抑制できることがわかる。
伸び率α(%)={(C1−C0)/C0}×100 式10
また、以上の実施形態からすれば、加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられている定着ベルト43において、伸びが大きくなるのは、剥離ローラ42の外周に巻かれている領域であることがわかる。それゆえ、前記C1は、定着ベルト43においてマーカーAとマーカーBとが剥離ローラ42の外周に巻かれている状態にて計測された値であることが好ましい。これにより、最も伸びの大きくなる領域の伸び率αを10%以下に抑えることになるため、永久しわの発生をより効果的に抑制できる。
According to the above embodiment, the interval between the marker A and the marker B when the fixing
Elongation rate α (%) = {(C1-C0) / C0} × 100 Equation 10
Further, according to the above embodiment, it can be seen that in the fixing
さらに、以上の実施形態からすれば、前記式10にて規定される伸び率αが−7%以上になるように定着ベルト43を加熱ローラ41および剥離ローラ42に架ければ、離型層の表面に生じる永久しわを抑制できることがわかる。
Further, according to the above embodiment, if the fixing
また、以上の実施形態からすれば、加熱ローラ41および剥離ローラ42に架けられている定着ベルト43において縮みが大きくなるのは、加熱ローラ41および剥離ローラ42に巻かれていない領域(加熱ローラ41および剥離ローラに巻かれていないが加圧ローラ44に巻き付いている領域も含む)であることがわかる。それゆえ、前記C1は、定着ベルト43においてマーカーAとマーカーBとが加熱ローラ41の外周および剥離ローラ42の外周に巻かれていない状態にて計測されたものであることが好ましい。これにより、縮みの大きくなる領域の伸び率αを−7%以上にできるため、永久しわの発生をより効果的に抑制できる。
Further, according to the above-described embodiment, the shrinkage of the fixing
さらに、以上の実施形態からすれば、定着ベルト43におけるマーカーAとマーカーBとが剥離ローラ42の外周に巻かれている第1状態にて前記C1を測定した場合の前記式10の伸び率αをα1とし、定着ベルト43におけるマーカーAとマーカーBとが加熱ローラ41および剥離ローラ42の外周に巻かれていない第2状態にて前記C1を測定した場合の前記式10の伸び率αをα2とした場合、α1−α2≦15が満たされるように定着ベルト43を加熱ローラ41および剥離ローラ42に架ければ、離型層の表面に生じる永久しわを抑制できることがわかる。
Further, according to the above embodiment, the elongation rate α of the equation 10 when the C1 is measured in the first state in which the marker A and the marker B on the fixing
さらに、定着ベルト43が周回することによって定着ベルト43におけるマーカーAとマーカーBとの位置が変わると、前記C1の値が変動し、算出される伸び率αの値も変動する。それゆえ、定着ベルト43におけるマーカーAとマーカーBとの位置がいずれに配されようとも、α1−α2≦15を満足する定着装置40を実現するためには、前記第1状態では、算出される伸び率α1が最高値になるような位置にマーカーAとマーカーBとが配され、前記第2状態では、算出される伸び率α2が最低値になるような位置にマーカーAとマーカーBとが配されていることが好ましい。
Further, when the positions of the marker A and the marker B on the fixing
また、定着ベルトは、内側から順にポリイミドの基材、シリコーンゴムの弾性層、PFAチューブの薄い離型層から成る。そして、定着ベルトの内径よりも小径の懸架ローラに定着ベルトを巻きかけて使用すると、懸架ローラに接している部分の定着ベルトの離型層は周方向に伸ばされる。基材の伸縮が無いとすると、外側の弾性層が伸び、それにつれて薄い離型層のPFAチューブが伸びる。このときの伸びが離型層の伸縮可能な長さよりも大きいと、元の長さに戻らなくなり、離型層にしわが生じる可能性がある。しわが生じると、定着画像にしわによって生じるスジ状の光沢ムラが発生し、画質が著しく低下する。特にベルト停止時において、小径の懸架ローラに巻きかけられている部分のベルトは継続して離型層が伸びる方向にストレスがかかるので、離型層が伸びて元の長さに戻らなくなる可能性が増す。その結果、その部分において、永久的なしわが生じてしまう。そこで、式10の伸び率αを10%以下に抑えると、前記永久しわが生じにくくでき、定着ニップにおける離型層のしわが画像に与える影響を少なくすることが出来ることが実験から分かった。 The fixing belt is composed of a polyimide base material, a silicone rubber elastic layer, and a thin release layer of a PFA tube in order from the inside. When the fixing belt is wound around a suspension roller having a diameter smaller than the inner diameter of the fixing belt, the part of the release layer of the fixing belt in contact with the suspension roller is stretched in the circumferential direction. If there is no expansion and contraction of the base material, the outer elastic layer is extended, and the PFA tube having a thin release layer is extended accordingly. If the elongation at this time is larger than the extendable length of the release layer, it may not return to the original length, and the release layer may be wrinkled. When wrinkles occur, streaky gloss unevenness caused by wrinkles occurs in the fixed image, and the image quality deteriorates remarkably. Especially when the belt is stopped, the belt around the small-diameter suspension roller is continuously stressed in the direction in which the release layer extends, so the release layer may not expand and return to its original length. Increase. As a result, permanent wrinkles occur at that portion. Therefore, it has been experimentally found that when the elongation rate α in Expression 10 is suppressed to 10% or less, the permanent wrinkles can be hardly generated, and the influence of the wrinkles of the release layer in the fixing nip on the image can be reduced.
さらに、懸架ローラに定着ベルトを巻きかけて使用すると、懸架ローラに接していない部分の定着ベルトはほぼ平坦になる。このとき定着ベルトの離型層は周方向に縮むかしわとなる。基材の伸縮が無いとすると、外側の弾性層が縮み、それにつれて薄い離型層のPFAチューブが縮む。このときの縮みが離型層の伸縮可能な範囲よりも大きいと、離型層にしわが生じる。しわが生じると、定着画像にしわによって生じるスジ状の光沢ムラが発生し、画質が著しく低下する。特に定着ニップ部において、離型層にしわがあって且つ定着ベルトと用紙との圧接力が弱い場合、画像にスジ状の光沢ムラが現れる可能性がある。これに対し、式10の伸び率を−7%以上(縮み率を7%以下)にすると、前記光沢ムラが生じにくくなることが実験から分かった。 Further, when a fixing belt is wound around the suspension roller, the portion of the fixing belt that is not in contact with the suspension roller becomes substantially flat. At this time, the release layer of the fixing belt is wrinkled or shrunk in the circumferential direction. If there is no expansion and contraction of the base material, the outer elastic layer shrinks, and the PFA tube of the thin release layer shrinks accordingly. If the shrinkage at this time is larger than the stretchable range of the release layer, the release layer is wrinkled. When wrinkles occur, streaky gloss unevenness caused by wrinkles occurs in the fixed image, and the image quality deteriorates remarkably. In particular, in the fixing nip portion, when the release layer is wrinkled and the pressure contact force between the fixing belt and the paper is weak, streaky gloss unevenness may appear in the image. On the other hand, it has been found from experiments that when the elongation percentage of Formula 10 is −7% or more (the shrinkage ratio is 7% or less), the gloss unevenness hardly occurs.
また、ベルトを懸架するローラの中で最もローラ径の小さなローラに接しているとき、定着ベルトの離型層の伸び率が最大(Tmax)になり、逆に定着ベルトが懸架ローラに接しておらず加圧ローラにだけ接しているときに定着ベルトの離型層の伸びは最小(マイナスの値を取り縮んでいる。)となる。定着ベルトが回転する中で、離型層は伸びと縮みのストレスを受け続ける。その結果、長期間の使用において、定着ニップ部分で離型層にしわが生じやすくなることが実験から明らかになった。しわが生じると画像面にスジとなって現れる。Tmax−Tminの値を15%以下にすれば、前記ストレスを受けても定着ニップにおけるしわが画像に与える影響を少なくすることが出来る。 Also, when the belt is in contact with the roller having the smallest roller diameter among the rollers for suspending the belt, the elongation rate of the release layer of the fixing belt is maximized (Tmax), and conversely, the fixing belt is not in contact with the suspension roller. First, when only in contact with the pressure roller, the elongation of the release layer of the fixing belt is minimal (a negative value is reduced). As the fixing belt rotates, the release layer continues to receive stresses of expansion and contraction. As a result, it has become clear from experiments that wrinkles are likely to occur in the release layer at the fixing nip portion during long-term use. When wrinkles occur, they appear as streaks on the image surface. If the value of Tmax−Tmin is set to 15% or less, the influence of wrinkles in the fixing nip on the image can be reduced even if the stress is applied.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining the respective technical means disclosed in the above-described embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.
本発明の画像形成装置は、電子写真方式のプリンタ、複写機、複合機、ファクシミリに好適であり、モノクロ画像を形成する画像形成装置、カラー画像を形成するカラー画像形成装置のいずれに用いることも可能である。 The image forming apparatus of the present invention is suitable for an electrophotographic printer, a copying machine, a multifunction machine, and a facsimile, and can be used for any of an image forming apparatus that forms a monochrome image and a color image forming apparatus that forms a color image. Is possible.
40 定着装置
40a 定着装置
41 加熱ローラ(支持ローラ)
42 剥離ローラ(支持ローラ)
43 定着ベルト
43a 基材
43b 弾性層
43c 離型層
44 加圧ローラ(加圧部材)
49 テンションローラ(張力調整機構)
55 偏心カム(張力調整機構)
62 懸架ローラ(支持ローラ)
100 画像形成装置
40
42 Peeling roller (supporting roller)
43 fixing
49 Tension roller (tension adjustment mechanism)
55 Eccentric cam (tension adjustment mechanism)
62 Suspension roller (support roller)
100 Image forming apparatus
Claims (11)
前記複数の支持ローラに架けられている状態の定着ベルトの外周面において前記周回の方向に沿って並ぶような第1ポイントと第2ポイントとを定め、この状態でのこれら両ポイント間の間隔をC1とし、前記定着ベルトが前記複数の支持ローラからはずされた状態での第1ポイントと第2ポイントとの間隔をC0とした場合、下記の式1にて規定される伸び率αが10%以下になるように前記定着ベルトが前記複数の支持ローラに架けられていることを特徴とする定着装置。
伸び率α(%)={(C1−C0)/C0}×100 式1 An endless fixing belt in which a base material, an elastic layer, and a release layer forming an outer peripheral surface are formed in this order from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and are wound around a plurality of support rollers, and the fixing belt In a fixing device having a pressure member that presses the support roller via
A first point and a second point are defined on the outer peripheral surface of the fixing belt in a state of being laid on the plurality of support rollers so as to be aligned along the direction of the rotation, and an interval between the two points in this state is determined. When C1 is set and the interval between the first point and the second point in a state where the fixing belt is removed from the plurality of support rollers is C0, the elongation rate α defined by the following equation 1 is 10%. The fixing device, wherein the fixing belt is hung on the plurality of support rollers as follows.
Elongation rate α (%) = {(C1-C0) / C0} × 100 Formula 1
前記複数の支持ローラに架けられている状態の定着ベルトの外周面において前記周回の方向に沿って並ぶような第1ポイントと第2ポイントとを定め、この状態でのこれら両ポイント間の間隔をC1とし、前記定着ベルトが前記複数の支持ローラからはずされた状態での第1ポイントと第2ポイントとの間隔をC0とした場合、下記の式2にて規定されるベルト伸び率αが−7%以上になるように前記定着ベルトが前記複数の支持ローラに架けられていることを特徴とする定着装置。
伸び率α(%)={(C1−C0)/C0}×100 式2 An endless fixing belt in which a base material, an elastic layer, and a release layer forming an outer peripheral surface are formed in this order from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and are wound around a plurality of support rollers, and the fixing belt In a fixing device having a pressure member that presses the support roller via
A first point and a second point are defined on the outer peripheral surface of the fixing belt in a state of being laid on the plurality of support rollers so as to be aligned along the direction of the rotation, and an interval between the two points in this state is determined. Assuming that C1 is C0 and the interval between the first point and the second point when the fixing belt is removed from the plurality of support rollers is C0, the belt elongation rate α defined by the following equation 2 is − The fixing device, wherein the fixing belt is suspended on the plurality of support rollers so as to be 7% or more.
Elongation rate α (%) = {(C1-C0) / C0} × 100 Formula 2
前記複数の支持ローラに架けられている状態の定着ベルトの外周面において前記周回の方向に沿って並ぶような第1ポイントと第2ポイントとを定め、この状態でのこれら両ポイント間の間隔をC1とし、前記定着ベルトが前記複数の支持ローラからはずされた状態での第1ポイントと第2ポイントとの間隔をC0とした場合、前記定着ベルトにおける前記第1ポイントと第2ポイントとが前記支持ローラの外周に巻かれている第1状態にて前記C1を測定した場合の下記式3の伸び率αをα1とし、前記第1ポイントと第2ポイントとが前記支持ローラの外周に巻かれていない第2状態にて前記C1を測定した場合の下記式3の伸び率αをα2とした場合、α1−α2≦15が満たされるように前記定着ベルトが前記複数の支持ローラに架けられていることを特徴とする定着装置。
ベルト伸び率α(%)={(C1−C0)/C0}×100 式3 An endless fixing belt in which a base material, an elastic layer, and a release layer forming an outer peripheral surface are formed in this order from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and are wound around a plurality of support rollers, and the fixing belt In a fixing device having a pressure member that presses the support roller via
A first point and a second point are defined on the outer peripheral surface of the fixing belt in a state of being laid on the plurality of support rollers so as to be aligned along the direction of the rotation, and an interval between the two points in this state is determined. When C1 is set and the interval between the first point and the second point in a state where the fixing belt is removed from the plurality of support rollers is C0, the first point and the second point in the fixing belt are When the C1 is measured in the first state wound around the outer periphery of the support roller, the elongation rate α of the following formula 3 is α1, and the first point and the second point are wound around the outer periphery of the support roller. In the second state, when the C1 is measured and the elongation rate α of the following formula 3 is α2, the fixing belt is hung on the plurality of support rollers so that α1−α2 ≦ 15 is satisfied. A fixing device characterized in that is.
Belt elongation rate α (%) = {(C1−C0) / C0} × 100 Equation 3
前記加圧部材が前記定着ベルトを介して前記第1支持ローラを押圧することによって前記加圧部材と前記定着ベルトとの間にニップ部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing belt is stretched between a first support roller and a second support roller having a smaller diameter than the first support roller,
The nip portion is formed between the pressure member and the fixing belt by the pressure member pressing the first support roller through the fixing belt. Item 7. The fixing device according to any one of items 6 to 6.
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