JP6816387B2

JP6816387B2 - Belt fixing device and image forming device

Info

Publication number: JP6816387B2
Application number: JP2016118100A
Authority: JP
Inventors: 福畑　好博; 好博福畑; 祐介古市
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2036-06-14
Also published as: JP2017223800A

Description

本発明は、ベルト定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a belt fixing device and an image forming device.

複写機、プリンタ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、近年、ベルト定着方式が採用されるようになってきた。このベルト定着方式は、定着ローラ又は定着パッドと、加熱ローラとの間に定着ベルトを掛け回し、当該定着ベルトを介して、定着ローラ又は定着パッドと、加圧ローラとを圧接させる。定着ベルトのスリップ防止と、加熱ローラから定着ベルトへの熱伝達効率を高めるために、定着ベルトに張力を掛けて定着ベルトと加熱ローラとを密着させるようにしている。 In recent years, the belt fixing method has been adopted as a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copier and a printer. In this belt fixing method, a fixing belt is hung between a fixing roller or a fixing pad and a heating roller, and the fixing roller or the fixing pad and a pressure roller are pressed against each other via the fixing belt. In order to prevent the fixing belt from slipping and to improve the heat transfer efficiency from the heating roller to the fixing belt, tension is applied to the fixing belt so that the fixing belt and the heating roller are brought into close contact with each other.

近年ではベルト定着方式の小型化と低コスト化のため、例えば特許文献１（特開２００４−２８６９３２号公報）や特許文献２（特開２００４−３２５７５０号公報）のように、定着ローラよりも定着パッドを使用した定着装置が使用される傾向にある。この定着パッドを使用した装置では、図４、図５のように所定の張力を掛けた定着ベルト７３が定着パッド７４と摺接するので、定着ベルト７３の駆動トルクが高くなるという課題がある。また、定着ベルト７３が定着パッド７４と摺接するので定着ベルト７３が摩耗しやすいという課題もある。 In recent years, in order to reduce the size and cost of the belt fixing method, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-286932) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-325750) fix the belt more than the fixing roller. Fixing devices that use pads tend to be used. In the device using this fixing pad, as shown in FIGS. 4 and 5, the fixing belt 73 to which a predetermined tension is applied is in sliding contact with the fixing pad 74, so that there is a problem that the driving torque of the fixing belt 73 is increased. Further, since the fixing belt 73 is in sliding contact with the fixing pad 74, there is also a problem that the fixing belt 73 is easily worn.

本発明の目的は定着ベルトの摩耗と駆動トルクを抑制することにある。 An object of the present invention is to suppress wear and drive torque of the fixing belt.

前記課題を解決するため、本発明は、加圧部材と定着部材とを圧接させた状態でこれら両部材間に加熱した定着ベルトを摺動させ、当該定着ベルトと前記加圧部材との間に形成されるニップ部に、顕像化された現像剤を担持した記録媒体を通過させることで、当該記録媒体上の前記現像剤を前記定着ベルトの熱と前記ニップ部の圧力とで前記記録媒体上に熱融着させるようにした定着装置において、前記定着部材から前記加圧部材と反対側に離間した位置に、前記記録媒体の通過方向における前記ニップ部の幅と対応した径を有する加熱ローラを配設し、当該加熱ローラと前記定着部材との間に前記定着ベルトを所定の張力で架け回すと共に、前記ニップ部の入口側と出口側の少なくとも一方に位置する前記定着部材の肩部に、前記ニップ部以外では前記定着ベルトの内周面と接触しない非接触部を形成したことを特徴とするベルト定着装置である。 In order to solve the above problems, the present invention slides a heated fixing belt between the pressure member and the fixing member in a state where the pressure member and the fixing member are in pressure contact with each other, and between the fixing belt and the pressure member. By passing a recording medium carrying the visualized developer through the formed nip portion, the developer on the recording medium is transferred to the recording medium by the heat of the fixing belt and the pressure of the nip portion. In a fixing device that is heat-sealed upward, a heating roller having a diameter corresponding to the width of the nip portion in the passing direction of the recording medium at a position separated from the fixing member on the side opposite to the pressurizing member. Is arranged, the fixing belt is hung between the heating roller and the fixing member with a predetermined tension, and on the shoulder portion of the fixing member located on at least one of the inlet side and the outlet side of the nip portion. The belt fixing device is characterized in that a non-contact portion that does not come into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt is formed except for the nip portion.

本発明は、定着部材の肩部を、ニップ部以外では定着ベルトの内周面と接することなく離間させたので、定着ベルトの摩耗と駆動トルクを抑制することができる。 In the present invention, since the shoulder portion of the fixing member is separated from the fixing member without contacting the inner peripheral surface of the fixing belt except for the nip portion, wear of the fixing belt and driving torque can be suppressed.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。It is the schematic of the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. （ａ）は本発明の実施形態に係るベルト定着装置の概略断面図、（ｂ）は定着パッドが定着ベルトから受ける圧力を示す圧力曲線である。(A) is a schematic cross-sectional view of the belt fixing device according to the embodiment of the present invention, and (b) is a pressure curve showing the pressure received by the fixing pad from the fixing belt. ベルト定着装置及び端部支持板の斜視図である。It is a perspective view of a belt fixing device and an end support plate. ベルト定着装置の線圧と定着ベルトのＲ形状の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the linear pressure of a belt fixing device and the R shape of a fixing belt. （ａ）は従来の画像形成装置のベルト定着装置の概略断面図、（ｂ）は定着パッドが定着ベルトから受ける圧力を示す圧力曲線である。(A) is a schematic cross-sectional view of a belt fixing device of a conventional image forming apparatus, and (b) is a pressure curve showing the pressure received by the fixing pad from the fixing belt. （ａ）は従来の画像形成装置の別のベルト定着装置の概略断面図、（ｂ）は定着パッドが定着ベルトから受ける圧力を示す圧力曲線である。(A) is a schematic cross-sectional view of another belt fixing device of the conventional image forming apparatus, and (b) is a pressure curve showing the pressure received by the fixing pad from the fixing belt.

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

（画像形成装置）
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的な電子写真方式のカラープリンタである。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。モノクロプリンタや、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも本発明の構成を適用可能である。 (Image forming device)
First, with reference to FIG. 1, the overall configuration and operation of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. The image forming apparatus 1 according to the present embodiment is a general electrophotographic color printer. However, the present invention is not limited to this. The configuration of the present invention can also be applied to an image forming apparatus such as a monochrome printer, another printer, a copying machine, a facsimile, or a multifunction device thereof.

画像形成装置１の装置本体の中央には、画像形成部としての４つのプロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋが配置されている。各プロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。 Four process units 2Y, 2M, 2C, and 2Bk as image forming portions are arranged in the center of the apparatus main body of the image forming apparatus 1. Each process unit 2Y, 2M, 2C, 2Bk accommodates developers of different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) corresponding to the color separation components of the color image. It has the same configuration except that it is.

具体的に、各プロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋは、潜像担持体としての感光体と、感光体の表面を帯電させる帯電手段としての帯電装置と、感光体の表面に現像剤を供給する現像手段としての現像装置と、感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置等を備える。 Specifically, each process unit 2Y, 2M, 2C, and 2Bk supplies a photoconductor as a latent image carrier, a charging device as a charging means for charging the surface of the photoconductor, and a developer on the surface of the photoconductor. It is provided with a developing device as a developing means and a cleaning device as a cleaning means for cleaning the surface of the photoconductor.

現像剤としては、例えば、外添剤としてオイル含有シリカを含むトナーを用いることができる。これによって、プロセスユニットの長寿命化やクリーニング性の向上、転写効率の向上を図ることができ、また経時の駆動トルク増加がほとんどない安定した定着装置を提供できる。 As the developing agent, for example, a toner containing oil-containing silica can be used as an external additive. As a result, it is possible to extend the life of the process unit, improve the cleanability, improve the transfer efficiency, and provide a stable fixing device with almost no increase in driving torque over time.

当該トナーは、粉砕トナー又は重合トナーのどちらでもよい。実施形態では、トナー１００部に対して、疎水シリカＲＹ５０（アエロジル製）を２部添加し、２０Ｌヘンシェルミキサーで周速４０ｍ／ｓｅｃ、５分間の混合処理を行なったものを使用する。その後、当該混合物を目開き７５ミクロンの篩にかけることで現像剤トナーを得た。 The toner may be either pulverized toner or polymerized toner. In the embodiment, two parts of hydrophobic silica RY50 (manufactured by Aerosil) are added to 100 parts of toner, and the mixture is mixed with a 20 L Henschel mixer at a peripheral speed of 40 m / sec for 5 minutes. Then, the mixture was sieved to a mesh size of 75 microns to obtain a developer toner.

また、各プロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋは、画像形成装置１の装置本体に対して着脱可能に構成されている。本実施形態では、図１の一点鎖線で示すように、装置本体の上部カバー３を上方へ回動させて開くことで、各プロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋを上方へ取り外したり、反対に上方から取り付けたりすることができるようになっている。 Further, each process unit 2Y, 2M, 2C, and 2Bk are configured to be detachably attached to the main body of the image forming apparatus 1. In the present embodiment, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1, each process unit 2Y, 2M, 2C, and 2Bk can be removed upward by opening the upper cover 3 of the apparatus main body by rotating it upward, or vice versa. It can be installed from above.

各プロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋの上方には、感光体の表面を露光する露光装置４が配置されている。露光装置４は、上部カバー３に取り付けられており、上部カバー３を開くと、上部カバー３と一緒にプロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋの上方付近から退避する。このように構成することで、露光装置４がプロセスユニット着脱作業の妨げにならないようにしている。 Above each process unit 2Y, 2M, 2C, and 2Bk, an exposure device 4 for exposing the surface of the photoconductor is arranged. The exposure device 4 is attached to the upper cover 3, and when the upper cover 3 is opened, the exposure device 4 is retracted from above the process units 2Y, 2M, 2C, and 2Bk together with the upper cover 3. With this configuration, the exposure device 4 does not interfere with the process unit attachment / detachment work.

さらに、画像形成装置１は、転写材としての用紙を供給する転写材供給手段としての給紙装置５と、作像動作により形成された画像を用紙に転写する転写手段としての転写装置６を備える。また、画像形成装置１は、用紙上に画像を定着する定着手段としてのベルト定着装置７と、画像を装置外に排出する転写材排出手段としての排紙ローラ８を備える。 Further, the image forming apparatus 1 includes a feeding device 5 as a transfer material supplying means for supplying paper as a transfer material, and a transfer device 6 as a transfer means for transferring an image formed by an image forming operation onto the paper. .. Further, the image forming apparatus 1 includes a belt fixing device 7 as a fixing means for fixing an image on paper, and a paper ejection roller 8 as a transfer material discharging means for discharging an image to the outside of the device.

転写装置６は、無端状の中間転写ベルト９と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１０と、二次転写手段としての二次転写ローラ１１等で構成されている。４つの一次転写ローラ１０は、中間転写ベルト９を介して各プロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋの感光体に接触している。これにより、中間転写ベルト９と各感光体との接触部にて一次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト９を掛け回すローラの１つに対して中間転写ベルト９を介して接触し、当該接触部に二次転写ニップが形成されている。 The transfer device 6 is composed of an endless intermediate transfer belt 9, four primary transfer rollers 10 as primary transfer means, a secondary transfer roller 11 as secondary transfer means, and the like. The four primary transfer rollers 10 are in contact with the photoconductors of each process unit 2Y, 2M, 2C, and 2Bk via the intermediate transfer belt 9. As a result, a primary transfer nip is formed at the contact portion between the intermediate transfer belt 9 and each photoconductor. The secondary transfer roller 11 contacts one of the rollers around which the intermediate transfer belt 9 is hung via the intermediate transfer belt 9, and a secondary transfer nip is formed at the contact portion.

また、本実施形態では、二次転写ローラ１１が、開閉可能な正面カバー１２に取り付けられている。このため、図１の一点鎖線で示すように、正面カバー１２を前方へ回動させて開くと、これに伴って二次転写ローラ１１が中間転写ベルト９から離間する。このように構成することで、二次転写ニップにおける紙詰まり処理が行いやすくなる。 Further, in the present embodiment, the secondary transfer roller 11 is attached to the front cover 12 that can be opened and closed. Therefore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1, when the front cover 12 is rotated forward and opened, the secondary transfer roller 11 is separated from the intermediate transfer belt 9 accordingly. With such a configuration, it becomes easy to perform a paper jam treatment in the secondary transfer nip.

（画像形成装置の作像動作）
続いて前述した画像形成装置１の作像動作について説明する。作像動作が開始されると、各プロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋにて各色の画像が形成される。詳しくは、各プロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋにおいて、感光体が回転駆動され、帯電装置によって感光体の表面が所定の極性に一様に帯電される。 (Image forming operation of image forming apparatus)
Subsequently, the image forming operation of the image forming apparatus 1 described above will be described. When the image drawing operation is started, an image of each color is formed by each process unit 2Y, 2M, 2C, and 2Bk. Specifically, in each process unit 2Y, 2M, 2C, and 2Bk, the photoconductor is rotationally driven, and the surface of the photoconductor is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging device.

次いで、露光装置４によって、感光体の表面が露光され、静電潜像が形成される。このとき、露光装置４が露光する画像情報は、所望のフルカラー画像を、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。そして、現像装置によって、各感光体上の静電潜像にトナーが供給され、静電潜像がトナー画像として現像（可視像化）される。 Next, the surface of the photoconductor is exposed by the exposure apparatus 4, and an electrostatic latent image is formed. At this time, the image information exposed by the exposure apparatus 4 is monochromatic image information obtained by decomposing a desired full-color image into yellow, magenta, cyan, and black color information. Then, toner is supplied to the electrostatic latent image on each photoconductor by the developing device, and the electrostatic latent image is developed (visualized) as a toner image.

各感光体上に形成されたトナー画像は、一次転写ニップにて中間転写ベルト９上に順次重ね合わせて転写される。中間転写ベルト９に転写しきれなかった各感光体上のトナーは、クリーニング装置によって除去される。 The toner image formed on each photoconductor is sequentially superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 9 by the primary transfer nip. The toner on each photoconductor that could not be transferred to the intermediate transfer belt 9 is removed by the cleaning device.

その後、中間転写ベルト９上のトナー画像は、二次転写ニップにて、給紙装置５から供給されてきた用紙に対して一括して転写される。そして、二次転写ニップを通過した用紙はベルト定着装置７へと搬送され、用紙上のトナー画像がベルト定着装置７によって定着（熱融着）される。その後、用紙は、排紙ローラ８によって装置外へ排出される。 After that, the toner image on the intermediate transfer belt 9 is collectively transferred to the paper supplied from the paper feed device 5 by the secondary transfer nip. Then, the paper that has passed through the secondary transfer nip is conveyed to the belt fixing device 7, and the toner image on the paper is fixed (heat-sealed) by the belt fixing device 7. After that, the paper is ejected to the outside of the apparatus by the paper ejection roller 8.

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作である。しかし、前記画像形成装置１はフルカラー画像以外も形成可能である。例えば４つのプロセスユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。 The above description is an image forming operation when forming a full-color image on paper. However, the image forming apparatus 1 can form other than a full-color image. For example, any one of the four process units 2Y, 2M, 2C, and 2Bk can be used to form a monochromatic image, or two or three process units can be used to form a two-color or three-color image. It is also possible to do it.

（定着装置）
以下、本発明のベルト定着装置７の実施形態を図２Ａ、図２Ｂ、図３により説明する。実施形態に係るベルト定着装置７はパッド定着方式である。このベルト定着装置７は本体に対して着脱可能とされている。 (Fixing device)
Hereinafter, embodiments of the belt fixing device 7 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A, 2B, and 3. The belt fixing device 7 according to the embodiment is a pad fixing method. The belt fixing device 7 is removable from the main body.

ベルト定着装置７の軸方向におけるニップ幅を均一にするため、本実施形態では、従来と異なり、第１駆動源に連結された加圧ローラ７６の軸芯を位置固定する。その代わりに、後述するように定着部材としての定着パッド７４を加圧ローラ７６に対して接近離反可能（接離可能）に構成し、バネ等の付勢部材の力で定着パッド７４を加圧ローラ７６に押し込むことで所定幅のニップ部Ｎを形成する。 In this embodiment, in order to make the nip width of the belt fixing device 7 uniform in the axial direction, the shaft core of the pressure roller 76 connected to the first drive source is fixed in position, unlike the conventional case. Instead, as will be described later, the fixing pad 74 as a fixing member is configured to be able to approach and separate (contact and separate) from the pressure roller 76, and the fixing pad 74 is pressed by the force of an urging member such as a spring. A nip portion N having a predetermined width is formed by pushing it into the roller 76.

定着パッド７４を加圧ローラ７６に単に押し込むだけでは、加圧ローラ７６の弾性材７６ａが熱膨張すると当該熱膨張で定着パッド７４が押し返されて押し込み量が変化する。そうすると定着ベルト７３の張力が変化し、当該張力の変化のために定着ベルト７３が軸方向に移動して定着ベルト７３の端部が破損する。また、前記張力の変化で通紙パスの方向が変わることでジャムが発生する。 By simply pushing the fixing pad 74 into the pressure roller 76, when the elastic material 76a of the pressure roller 76 thermally expands, the fixing pad 74 is pushed back by the thermal expansion and the pushing amount changes. Then, the tension of the fixing belt 73 changes, and the fixing belt 73 moves in the axial direction due to the change in the tension, and the end portion of the fixing belt 73 is damaged. In addition, a jam occurs because the direction of the paper passing path changes due to the change in tension.

したがって、加圧ローラ７６の弾性材７６ａの熱膨張に関わらず定着パッド７４の押し込み量が変化しない構造が必要である。本発明の実施形態では、加圧ローラ７６の弾性材７６ａの熱膨張に関わらず当該弾性材７６ａに対する定着パッド７４の押し込み量が変化しないように、定着ベルト７３に対して張力付与部材としての板バネを当てている。 Therefore, a structure is required in which the pushing amount of the fixing pad 74 does not change regardless of the thermal expansion of the elastic material 76a of the pressure roller 76. In the embodiment of the present invention, a plate as a tension applying member to the fixing belt 73 so that the pushing amount of the fixing pad 74 against the elastic material 76a does not change regardless of the thermal expansion of the elastic material 76a of the pressure roller 76. I'm hitting the spring.

ベルト定着装置７は、ハロゲンヒータ等の熱源７２を内蔵した加熱ローラ７１、定着パッド７４、定着パッド７４が取り付けられる補強ステー７５（図２Ｂ参照）、加熱ローラ７１と定着パッド７４との間に周回可能に掛け回された定着ベルト７３を有する。また、ベルト定着装置７は、定着パッド７４と対向して配設された加圧ローラ７６、定着ベルト７３の温度を検知する温度センサ７８、加熱ローラ７１と補強ステー７５を支持する端部支持板６２１を有する。定着ベルト７３の温度が高くなりすぎると温度センサ７８がこれを検知して熱源７２の電力を遮断する。 The belt fixing device 7 circulates between the heating roller 71 containing a heat source 72 such as a halogen heater, the fixing pad 74, the reinforcing stay 75 to which the fixing pad 74 is attached (see FIG. 2B), and the heating roller 71 and the fixing pad 74. It has a fixing belt 73 that is hung around as possible. Further, the belt fixing device 7 includes a pressure roller 76 arranged to face the fixing pad 74, a temperature sensor 78 for detecting the temperature of the fixing belt 73, an end support plate for supporting the heating roller 71 and the reinforcing stay 75. It has 621. When the temperature of the fixing belt 73 becomes too high, the temperature sensor 78 detects this and shuts off the electric power of the heat source 72.

定着パッド７４が、定着ベルト７３を介して、加圧ローラ７６との間でニップ部Ｎを形成する。加熱ローラ７１の熱が定着ベルト７３に伝達し、図２Ａのニップ部Ｎに対して下側から上向きに導入された転写材Ｐのトナー像Ｔを、定着ベルト７３の熱で溶融し、定着する。ニップ部Ｎの上流側には搬送ガイドが配置され、またニップ部Ｎの下流側には分離手段と搬送ガイドが配置されている。 The fixing pad 74 forms a nip portion N with the pressure roller 76 via the fixing belt 73. The heat of the heating roller 71 is transferred to the fixing belt 73, and the toner image T of the transfer material P introduced upward from the lower side with respect to the nip portion N in FIG. 2A is melted and fixed by the heat of the fixing belt 73. .. A transport guide is arranged on the upstream side of the nip portion N, and a separating means and a transport guide are arranged on the downstream side of the nip portion N.

加熱ローラ７１の回転軸と、加圧ローラ７６の回転軸は、定着装置１に配設された支持体に位置固定で支持されている。加熱ローラ７１の回転軸は図２Ｂのように支持体である端部支持板６２１の円形穴６２１１に支持され、加圧ローラ７６の回転軸は別の支持板の軸受に支持されている。加熱ローラ７１と加圧ローラ７６は、それぞれ、画像形成装置に設けられた駆動源としての別々のモータ（第１駆動源、第２駆動源）にギヤ列などを介して連結されている。 The rotating shaft of the heating roller 71 and the rotating shaft of the pressurizing roller 76 are fixedly supported by a support provided in the fixing device 1. As shown in FIG. 2B, the rotating shaft of the heating roller 71 is supported by the circular hole 6211 of the end support plate 621 which is a support, and the rotating shaft of the pressure roller 76 is supported by a bearing of another support plate. The heating roller 71 and the pressurizing roller 76 are respectively connected to separate motors (first drive source, second drive source) as drive sources provided in the image forming apparatus via gear trains and the like.

定着ベルト７３は、基本的に、第１駆動源により回転する加圧ローラ７６の作用で連れ回り回転するが、第２駆動源により回転する加熱ローラ７１の回転によっても駆動される。すなわち、ニップ部Ｎで加圧ローラ７６の駆動力が定着ベルト７３に伝達されることによって定着ベルト７３が連れ回り回転し、ニップ部Ｎと反対側で定着ベルト７３が加熱ローラ７１の回転によっても補助的に駆動される。 The fixing belt 73 is basically rotated by the action of the pressurizing roller 76 rotated by the first drive source, but is also driven by the rotation of the heating roller 71 rotated by the second drive source. That is, the driving force of the pressurizing roller 76 is transmitted to the fixing belt 73 at the nip portion N, so that the fixing belt 73 rotates around, and the fixing belt 73 rotates on the opposite side of the nip portion N due to the rotation of the heating roller 71. It is driven auxiliary.

ここで加熱ローラ７１は、加圧ローラ７６よりも、周速にして１〜１０％、定着ベルト７３と同じ方向に増速して駆動可能とされている。下限の１％は、誤差分を含めた場合でも＋１％以上の増速となることを意味する。このように増速駆動可能に構成した理由は以下の通りである。 Here, the heating roller 71 can be driven by increasing the peripheral speed by 1 to 10% in the same direction as the fixing belt 73 as compared with the pressure roller 76. The lower limit of 1% means that the speed is increased by + 1% or more even if the error is included. The reason why the speed-up drive is possible in this way is as follows.

従来、定着ベルト７３を駆動する構成は、第１駆動源としてのモータに連結された加圧ローラ７６の駆動力のみで定着ベルト７３を連れ回り駆動する構成が一般的であった。この場合、加熱ローラ７１は従動回転するのみである。しかし、定着ベルト７３は印字時すなわちニップ部Ｎに用紙が介在する時が最もベルト搬送性が不安定になる。 Conventionally, the configuration for driving the fixing belt 73 has generally been a configuration in which the fixing belt 73 is driven around with only the driving force of the pressurizing roller 76 connected to the motor as the first drive source. In this case, the heating roller 71 only rotates in a driven manner. However, the fixing belt 73 has the most unstable belt transportability at the time of printing, that is, when the paper is interposed in the nip portion N.

従来のように加圧ローラ７６の駆動力のみで定着ベルト７３を連れ回り駆動すると、当該搬送不安定性を解消することが難しい。そこで、加熱ローラ７１の周速を加圧ローラ７６よりも若干速めることにより、定着ベルト７３の搬送性を安定化するのである。 When the fixing belt 73 is driven around with only the driving force of the pressure roller 76 as in the conventional case, it is difficult to eliminate the transport instability. Therefore, by making the peripheral speed of the heating roller 71 slightly faster than that of the pressurizing roller 76, the transportability of the fixing belt 73 is stabilized.

（加圧ローラの回転軸の位置について）
本実施形態では、前述したように加圧ローラ７６の回転軸がベルト定着装置７の支持体の軸受に位置固定で支持されている。従来のこの種のベルト定着装置７では、一般的に、定着パッド７４が支持体に固定され、加圧ローラ７６の回転軸が定着パッド７４に対して接離可能に支持体に配設されている。しかし、この支持構造では、加圧ローラ７６の端部ギヤ駆動に伴って加圧力の偏在と定着ベルト７３の端部破損が発生することが分かった。 (About the position of the rotating shaft of the pressurizing roller)
In the present embodiment, as described above, the rotating shaft of the pressure roller 76 is fixedly supported by the bearing of the support of the belt fixing device 7. In the conventional belt fixing device 7 of this type, generally, the fixing pad 74 is fixed to the support, and the rotation shaft of the pressure roller 76 is arranged on the support so as to be in contact with the fixing pad 74. There is. However, in this support structure, it was found that the pressure is unevenly distributed and the end of the fixing belt 73 is damaged as the end gear of the pressure roller 76 is driven.

そこで本実施形態ではこのような加圧力の偏在と定着ベルト７３の端部破損を回避するために、加圧ローラ７６の回転軸を支持体の軸受に位置固定で支持している。その代わり、定着パッド７４は加圧ローラ７６に対して可動、すなわち加圧ローラ７６に対して接離可能に配設している。以下、定着パッド７４の可動構造を図２Ｂの端部支持板６２１を参照して説明する。 Therefore, in the present embodiment, in order to avoid such uneven distribution of the pressing force and damage to the end of the fixing belt 73, the rotating shaft of the pressure roller 76 is supported by the bearing of the support body in a fixed position. Instead, the fixing pad 74 is arranged so as to be movable with respect to the pressure roller 76, that is, to be in contact with and detach from the pressure roller 76. Hereinafter, the movable structure of the fixing pad 74 will be described with reference to the end support plate 621 of FIG. 2B.

（端部支持板について）
図２Ｂは、ベルト定着装置７の加熱ローラ７１と補強ステー７５の両端を支持する支持部材としての端部支持板６２１の構成を示す図である。端部支持板６２１は摺動性と耐熱性がある樹脂等により矩形板状に形成されている。 (About the end support plate)
FIG. 2B is a diagram showing a configuration of an end support plate 621 as a support member for supporting both ends of the heating roller 71 and the reinforcing stay 75 of the belt fixing device 7. The end support plate 621 is formed in a rectangular plate shape by a resin or the like having slidability and heat resistance.

本実施形態では端部支持板６２１の材料を、定着ベルト７３への攻撃性が小さいＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）としている。端部支持板６２１の材料は、この他にも、耐熱性を有し摺動性に優れる樹脂である液晶ポリマーやＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）等でも構わない。また、端部支持板６２１の材料を、耐熱性フッ素樹脂としてもよい。これにより、耐熱性と摺動性を両立でき、定着ベルト７３の長寿命化が可能になる。 In the present embodiment, the material of the end support plate 621 is PTFE (polytetrafluoroethylene), which has low aggression to the fixing belt 73. The material of the end support plate 621 may also be a liquid crystal polymer, PPS (polyphenylene sulfide), PAI (polyamideimide), or the like, which is a resin having heat resistance and excellent slidability. Further, the material of the end support plate 621 may be a heat-resistant fluororesin. As a result, both heat resistance and slidability can be achieved, and the life of the fixing belt 73 can be extended.

端部支持板６２１は円形穴６２１１と矩形穴６２１２を横並びで有する。円形穴６２１１は加熱ローラ７１の回転軸の端部を回転可能に支持する軸穴である。矩形穴６２１２は補強ステー７５の端部を支持するステー支持穴である。 The end support plate 621 has a circular hole 6211 and a rectangular hole 6212 side by side. The circular hole 6211 is a shaft hole that rotatably supports the end of the rotating shaft of the heating roller 71. The rectangular hole 6212 is a stay support hole that supports the end portion of the reinforcing stay 75.

端部支持板６２１の上下両端縁には、凹溝６２１４と凹溝６２１５が形成されている。これら凹溝６２１４、６２１５は、ベルト定着装置７の板状フレームに端部支持板６２１を取り付けるためのものである。すなわち、板状フレームに形成された横向きの切欠き部の上下の縁に、端部支持板６２１の凹溝６２１４、６２１５が水平方向から係合可能とされている。 Recessed grooves 6214 and recessed grooves 6215 are formed on the upper and lower edges of the end support plate 621. These recessed grooves 6214 and 6215 are for attaching the end support plate 621 to the plate-shaped frame of the belt fixing device 7. That is, the concave grooves 6214 and 6215 of the end support plate 621 can be engaged from the horizontal direction with the upper and lower edges of the laterally cutout portion formed in the plate-shaped frame.

端部支持板６２１は同一形状のものが左右一対で互いに平行に配設されている。したがって、円形穴６２１１とステー支持穴６２１２を左右対称配置とすることができ、加熱ローラ７１と定着パッド７４の正確な平行出しが可能である。当該加熱ローラ７１と定着パッド７４の正確な平行出しにより、蛇行の原因となるベルト張力の左右偏差が防止され、定着ベルト７３の難蛇行性により当該定着ベルトの長寿命化が可能になる。 A pair of left and right end support plates 621 having the same shape are arranged in parallel with each other. Therefore, the circular hole 6211 and the stay support hole 6212 can be arranged symmetrically, and the heating roller 71 and the fixing pad 74 can be accurately parallelized. Accurate parallelization of the heating roller 71 and the fixing pad 74 prevents lateral deviation of the belt tension that causes meandering, and the difficulty of meandering of the fixing belt 73 makes it possible to extend the life of the fixing belt.

ステー支持穴６２１２は、補強ステー７５を図２Ｂで左右方向に摺動可能に支持する。ステー支持穴６２１２の横幅は、補強ステー７５よりもやや幅広に形成し、補強ステー７５を図２Ｂで右方向に付勢するばね等の付勢手段を配設する。 The stay support hole 6212 slidably supports the reinforcing stay 75 in the left-right direction in FIG. 2B. The width of the stay support hole 6212 is formed to be slightly wider than that of the reinforcing stay 75, and an urging means such as a spring for urging the reinforcing stay 75 to the right in FIG. 2B is arranged.

このように補強ステー７５を左右方向に摺動可能にすることで、定着ベルト７３に所定の張力を付与することができる。そして定着ベルト７３に所定の張力が付与されることで、定着ベルト７３の曲がり部７３ｃ、７３ｄ（ニップ部Ｎの入口側と出口側に隣接した部分）の所定の曲率半径が維持され、定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂとの非接触状態が維持される。また、加圧ローラ７６の径方向の寸法バラツキがあってもニップ部Ｎの圧力を一定に維持することができる。つまり、定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂに、ニップ部Ｎ以外では定着ベルト７３の内周面と接触しない非接触部を形成するのである。 By making the reinforcing stay 75 slidable in the left-right direction in this way, a predetermined tension can be applied to the fixing belt 73. Then, by applying a predetermined tension to the fixing belt 73, the predetermined radius of curvature of the bent portions 73c and 73d (the portions adjacent to the inlet side and the outlet side of the nip portion N) of the fixing belt 73 is maintained, and the fixing pad The non-contact state of the 74 with the shoulder portions 74a and 74b is maintained. Further, the pressure of the nip portion N can be kept constant even if the pressure roller 76 has a dimensional variation in the radial direction. That is, non-contact portions that do not come into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 73 other than the nip portion N are formed on the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74.

一対の端部支持板６２１の互いに対向する対向面は、蛇行規制部としての平面状の蛇行規制面６２１３とされている。この蛇行規制面６２１３は端部支持板６２１の片面全面に形成され、定着ベルト７３の左右両側縁の周方向全体が蛇行規制面６２１３に当接可能とされている。 The facing surfaces of the pair of end support plates 621 facing each other are flat meandering regulation surfaces 6213 as meandering regulation portions. The meandering regulation surface 6213 is formed on the entire surface of one side of the end support plate 621 so that the entire circumferential direction of the left and right side edges of the fixing belt 73 can come into contact with the meandering regulation surface 6213.

本実施形態では加熱ローラ７１と補強ステー７５の支持部材である端部支持板６２１に蛇行規制面６２１３を形成しているので、ベルト定着装置７の小型低コスト化を図ることができる。なお、蛇行規制面６２１３は必ずしも端部支持板６２１の片面全面に形成する必要はない。定着パッド７４とは反対側の少なくとも円形穴６２１１の回りなどの必要領域にのみ形成してもよい。これにより蛇行規制面６２１３と定着ベルト７３との間の摩擦を低減することができる。 In the present embodiment, since the meandering regulation surface 6213 is formed on the end support plate 621 which is a support member of the heating roller 71 and the reinforcing stay 75, the belt fixing device 7 can be reduced in size and cost. The meandering regulation surface 6213 does not necessarily have to be formed on the entire surface of one side of the end support plate 621. It may be formed only in a necessary area such as at least around the circular hole 6211 on the opposite side of the fixing pad 74. This makes it possible to reduce the friction between the meandering regulation surface 6213 and the fixing belt 73.

本実施形態では、定着ベルト７３の両端部全周の側方に端部支持板６２１が位置するため、定着ベルト７３の両端部全周が端部支持板６２１によって幅方向に規制される。すなわち、定着ベルト７３が図２Ｂで矢印Ｃ方向に蛇行した場合、最大で定着ベルト７３の一端全周縁が端部支持板６２１の蛇行規制面６２１３に当接して位置規制される。要するに、蛇行規制面６２１３は定着ベルト７３の片寄りを規制する片寄り規制部材として機能する。 In the present embodiment, since the end support plate 621 is located on the side of the entire circumference of both ends of the fixing belt 73, the entire circumference of both ends of the fixing belt 73 is regulated in the width direction by the end support plate 621. That is, when the fixing belt 73 meanders in the direction of arrow C in FIG. 2B, the entire peripheral edge of one end of the fixing belt 73 abuts on the meandering regulation surface 6213 of the end support plate 621 to regulate the position. In short, the meandering regulation surface 6213 functions as a deviation regulation member that regulates the deviation of the fixing belt 73.

（加熱ローラについて） (About heating rollers)

加熱ローラ７１は中空円筒状に構成されている。当該加熱ローラ７１は、アルミ、鉄、ステンレスなどの金属製パイプ材を加工して製作する。実施形態では所定径の鉄のパイプ材を所定長に切断して加熱ローラ７１とする。 The heating roller 71 has a hollow cylindrical shape. The heating roller 71 is manufactured by processing a metal pipe material such as aluminum, iron, or stainless steel. In the embodiment, an iron pipe material having a predetermined diameter is cut to a predetermined length to obtain a heating roller 71.

加熱ローラ７１の内部の熱源７２は、ハロゲンヒータの他に、加熱ローラ７１との空隙が小さく、加熱ローラ７１端部もほとんどスキマがない構造であれば、抵抗発熱体やカーボンヒータを使用可能である。また熱源７２として電磁誘導加熱等も可能である。実施形態では５５０ｗのハロゲンヒータを用いた。 In addition to the halogen heater, the heat source 72 inside the heating roller 71 can use a resistance heating element or a carbon heater as long as the gap between the heating roller 71 and the heating roller 71 is small and the end of the heating roller 71 has almost no gap. is there. Further, electromagnetic induction heating or the like can be used as the heat source 72. In the embodiment, a 550w halogen heater was used.

本実施形態の加熱ローラ７１は、加熱手段の見かけ直径より内径が１ｍｍ大きい円筒形としている。加熱ローラ７１の内面は、ハロゲンヒータなどからの輻射熱を吸収しやすくするために黒色塗装が施されている。 The heating roller 71 of the present embodiment has a cylindrical shape having an inner diameter 1 mm larger than the apparent diameter of the heating means. The inner surface of the heating roller 71 is coated with black to facilitate absorption of radiant heat from a halogen heater or the like.

定着ベルト７３の内面には、定着パッド７４の摺動シート７７との摩擦軽減のために、シリコーンオイルやフッ素グリースなどを潤滑剤が塗布されている。このため、加熱ローラ７１と定着ベルト７３との間に潤滑剤が介在している場合がある。 The inner surface of the fixing belt 73 is coated with a lubricant such as silicone oil or fluorine grease in order to reduce friction between the fixing pad 74 and the sliding sheet 77. Therefore, a lubricant may be interposed between the heating roller 71 and the fixing belt 73.

定着パッド７４が加圧ローラ７６を押す力は、摺動シート７７から定着ベルト７３へと伝わり、加圧ローラ７６で受け止められる。また加熱ローラ７１は第２駆動源に直結し、加熱ローラ７１の回転方向は定着ベルト７３と同じ方向になるように、そして速度（周速）は前述したように加圧ローラ７６よりも１〜１０％程度速めになるように、それぞれ設定されている。 The force of the fixing pad 74 pushing the pressure roller 76 is transmitted from the sliding sheet 77 to the fixing belt 73 and is received by the pressure roller 76. Further, the heating roller 71 is directly connected to the second drive source, the rotation direction of the heating roller 71 is the same as that of the fixing belt 73, and the speed (peripheral speed) is 1 to 1 as described above. Each is set to be about 10% faster.

加熱ローラ７１は積極的に回転することで定着ベルト７３の搬送を補助する目的もある。したがって、加熱ローラ７１の駆動力を定着ベルト７３にロスなく伝達するために、加熱ローラ７１の表面を少し粗して（例えば表面粗さＲａ１０以下）、潤滑剤を保持しやすくしてもよい。加熱ローラ７１の表面を粗らす方法としては、サンドブラストのように物理的に粗らす方法や、エッチングのように化学的に粗らす方法、あるいは、小径ビーズを混ぜた塗料を塗布する方法などあるが、何れの方法も採用することができる。 The heating roller 71 also has the purpose of assisting the transportation of the fixing belt 73 by actively rotating. Therefore, in order to transmit the driving force of the heating roller 71 to the fixing belt 73 without loss, the surface of the heating roller 71 may be slightly roughened (for example, the surface roughness Ra10 or less) to facilitate holding of the lubricant. As a method of roughening the surface of the heating roller 71, a method of physically roughening such as sandblasting, a method of chemically roughening such as etching, or a method of applying a paint mixed with small-diameter beads. However, any method can be adopted.

加熱ローラ７１と定着ベルト７３内面は、速度差による摩擦が発生しないようにする。これにより定着ベルト７３内面と速度差をもって接触する部分は定着パッド７４のニップ部Ｎのみとなる。これにより定着ベルト７３の駆動トルクを低減させることが可能となる。 Friction does not occur between the heating roller 71 and the inner surface of the fixing belt 73 due to the speed difference. As a result, the portion that comes into contact with the inner surface of the fixing belt 73 with a speed difference is only the nip portion N of the fixing pad 74. This makes it possible to reduce the driving torque of the fixing belt 73.

（定着パッドについて）
定着部材としての定着パッド７４は、熱的に安定なシリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性体、又は耐熱性の樹脂、燐青銅などの金属から構成することができる。特に燐青銅は熱伝導性が高いので、定着ベルト７３の均熱化に有効である。すなわち、熱源７２の幅方向発光領域（加熱領域）と通紙された転写材Ｐの幅サイズ又は位置とが異なっていた場合、熱伝導性が高い定着パッド７４によって軸方向の熱移動が促進されて定着ベルト７３の軸方向温度差を低減することが出来る。 (About fixing pad)
The fixing pad 74 as a fixing member can be made of a thermally stable silicone rubber, an elastic body such as fluororubber, a heat-resistant resin, or a metal such as phosphor bronze. In particular, phosphor bronze has high thermal conductivity and is effective in leveling the heat of the fixing belt 73. That is, when the width direction light emitting region (heating region) of the heat source 72 and the width size or position of the transferred transfer material P passed through the paper are different, the heat transfer in the axial direction is promoted by the fixing pad 74 having high thermal conductivity. Therefore, the axial temperature difference of the fixing belt 73 can be reduced.

定着パッド７４は、矩形断面で棒状の補強ステー７５に支持されている。当該補強ステー７５が、スプリングなどにより加圧ローラ７６に対して接近する方向に付勢されることで、定着パッド７４が加圧ローラ７６に対して押圧されている。 The fixing pad 74 has a rectangular cross section and is supported by a rod-shaped reinforcing stay 75. The fixing pad 74 is pressed against the pressure roller 76 by urging the reinforcing stay 75 in a direction approaching the pressure roller 76 by a spring or the like.

前記補強ステー７５の両端部には、レバー等の操作部材を連結することができ、当該操作部材により、補強ステー７５を前後動（図２Ａで左右動）させることができる。当該前後動により、加圧ローラ７６に対する定着パッド７４の押圧と押圧解除を切り替えることができる。定着パッド７４の押圧解除を、少なくともジャム処理時に可能とすることで、ジャムが発生した際、転写材Ｐを容易に取り除くことが可能になる。 An operating member such as a lever can be connected to both ends of the reinforcing stay 75, and the reinforcing stay 75 can be moved back and forth (moved left and right in FIG. 2A) by the operating member. By the back-and-forth movement, it is possible to switch between pressing and releasing the fixing pad 74 against the pressure roller 76. By making it possible to release the pressing of the fixing pad 74 at least during the jam treatment, it is possible to easily remove the transfer material P when a jam occurs.

定着パットの加圧側（図２Ａで右側）は、摺動シート７７（図２Ａでは図示省略）を介して定着ベルト７３の内面と接触している。摺動シート７７と定着ベルト７３との間には、定着ベルト７３の回転を安定化するために必要に応じて耐熱性のグリースを潤滑剤として用いることができる。定着パットの加圧側を摺動シートなしで直接定着ベルト７３の内面と接触させることも可能である。この場合、定着パットの加圧側に必要に応じて摺動性の高い層をコーティングすることができる。 The pressurizing side of the fixing pad (on the right side in FIG. 2A) is in contact with the inner surface of the fixing belt 73 via a sliding sheet 77 (not shown in FIG. 2A). A heat-resistant grease can be used as a lubricant between the sliding sheet 77 and the fixing belt 73, if necessary, in order to stabilize the rotation of the fixing belt 73. It is also possible to directly contact the pressurizing side of the fixing pad with the inner surface of the fixing belt 73 without a sliding sheet. In this case, a highly slidable layer can be coated on the pressurizing side of the fixing pad, if necessary.

ここで摺動シートや定着ベルト７３を介して、加圧ローラ７６からの荷重を利用してニップ部Ｎを構成し、このニップ部Ｎ内における圧力と熱によりトナーを熱溶融させて定着することができる。 Here, the nip portion N is formed by utilizing the load from the pressure roller 76 via the sliding sheet and the fixing belt 73, and the toner is thermally melted and fixed by the pressure and heat in the nip portion N. Can be done.

転写材Ｐの通過方向における定着パッド７４の中央部分は、定着ベルト７３を介して加圧ローラ７６と圧着することでニップ部Ｎを形成する。転写材Ｐの通過方向におけるニップ部Ｎの入口側（上流側）と出口側（下流側）の定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂの形状は、定着ベルト７３の内面と非接触の形状とされている。すなわち、「非接触」となるように、肩部７４ａ、７４ｂは、ニップ部Ｎの前後における定着ベルト７３の曲がり部７３ｃ、７３ｄの曲率半径よりも、小さい曲率半径の円弧状とされている（非接触部の形成）。当該非接触部により、定着ベルト７３の曲がり部７３ｃ、７３ｄはニップ部Ｎの入口側と出口側に対して、定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂと接触することなく、接線方向で出入りする。 The central portion of the fixing pad 74 in the passing direction of the transfer material P forms the nip portion N by crimping with the pressure roller 76 via the fixing belt 73. The shapes of the shoulders 74a and 74b of the fixing pads 74 on the inlet side (upstream side) and the exit side (downstream side) of the nip portion N in the passing direction of the transfer material P are not in contact with the inner surface of the fixing belt 73. ing. That is, the shoulder portions 74a and 74b are formed into an arc shape having a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the bent portions 73c and 73d of the fixing belt 73 before and after the nip portion N so as to be “non-contact” ( Formation of non-contact part). Due to the non-contact portion, the bent portions 73c and 73d of the fixing belt 73 enter and exit the inlet side and the outlet side of the nip portion N in the tangential direction without contacting the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74.

静止時に定着パッド７４が受ける圧力は、図２Ａ（ｂ）に示すようにニップ部Ｎの中心が最も高く（Ｐmax）、両端（入口端と出口端）に近づくに従い弱まり、ニップ部Ｎの両端部でゼロになる（Ｐmin）。図２Ａ（ｂ）の圧力曲線は、分解能が０．７５ｍｍの圧力センサー（ニッタ株式会社製ＰＩＮＣＨ）で測定したものを簡易的に示したものである。後述する図４（ｂ）、図５（ｂ）の圧力曲線も同様である。なお、前述した定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂの円弧形状は、後述するように定着パッド７４に作用する圧力がニップ部Ｎの入口端と出口端で最も低くなる（Ｐmin）ことと、直接的には関係しない。 As shown in FIG. 2A (b), the pressure received by the fixing pad 74 at rest is highest at the center of the nip portion N (Pmax), weakens as it approaches both ends (inlet end and outlet end), and both ends of the nip portion N. Becomes zero (Pmin). The pressure curve in FIG. 2A (b) simply shows what was measured by a pressure sensor (PINCH manufactured by Nitta Corporation) having a resolution of 0.75 mm. The same applies to the pressure curves of FIGS. 4 (b) and 5 (b), which will be described later. The arcuate shape of the shoulders 74a and 74b of the fixing pad 74 described above means that the pressure acting on the fixing pad 74 is the lowest at the inlet end and the outlet end of the nip portion N (Pmin), as will be described later. It doesn't matter.

定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂを確実に非接触にしてＰmin〜Ｐendで最低圧を実現するのは、あくまで定着ベルト７３に掛ける張力荷重に依る。この張力荷重については図３で後述する。 It depends on the tension load applied to the fixing belt 73 to ensure that the shoulders 74a and 74b of the fixing pad 74 are not in contact with each other and the minimum pressure is achieved in Pmin to Pend. This tension load will be described later in FIG.

本実施形態では、前述のように定着パッド７４に作用する最低圧ゼロがＰmin→Ｐendまで拡大される。Ｐendが定着パッド７４の端部である。図２Ａ（ｂ）の曲線と、図４（ｂ）及び図５（ｂ）の曲線とを比較すると、図２Ａ（ｂ）の曲線の方が裾野の広がりが拡大している。 In the present embodiment, as described above, the minimum pressure zero acting on the fixing pad 74 is expanded from Pmin to Pend. The Pend is the end of the fixing pad 74. Comparing the curve of FIG. 2A (b) with the curves of FIGS. 4 (b) and 5 (b), the curve of FIG. 2A (b) has a wider base.

しかし、当該拡大部分（Ｐmin→Ｐend）では定着ベルト７３が定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂと非接触のため、当該肩部から曲げられるための圧力を受けない。拡大部分（Ｐmin→Ｐend）では肩部７４ａ、７４ｂから浮いた定着ベルト７３の曲がり部７３ｃ、７３ｄが加圧ローラ７６からの荷重のみを受ける。定着パッド７４が受ける圧力の総和は、図４及び図５の従来構成と比べて不変である。 However, in the enlarged portion (Pmin → Pend), the fixing belt 73 does not come into contact with the shoulders 74a and 74b of the fixing pad 74, so that the fixing belt 73 is not subjected to the pressure for bending from the shoulder. In the enlarged portion (Pmin → Pend), the bent portions 73c and 73d of the fixing belt 73 floating from the shoulder portions 74a and 74b receive only the load from the pressure roller 76. The total pressure received by the fixing pad 74 is unchanged as compared with the conventional configurations of FIGS. 4 and 5.

なお、定着ベルト７３の移動方向（転写材Ｐの通過方向）における定着パッド７４の幅は、軸方向中央部で最も細く、両端部に行くに従って太くなるように形成することができる。これにより、経時の駆動トルク増加がほとんどない安定した定着装置とすることができる。本実施形態の定着パッド７４の幅は、軸方向中央部が５．２ｍｍ、両端部で５．７ｍｍである。 The width of the fixing pad 74 in the moving direction of the fixing belt 73 (passing direction of the transfer material P) can be formed so as to be the narrowest in the central portion in the axial direction and thickened toward both ends. As a result, a stable fixing device with almost no increase in drive torque over time can be obtained. The width of the fixing pad 74 of the present embodiment is 5.2 mm at the central portion in the axial direction and 5.7 mm at both ends.

一方、定着パッド７４の軸方向形状は、加圧ローラ７６との対向面がフラットである。したがって、ニップ部Ｎに突入してきた転写材Ｐはストレートパスにて排出される。但し、加圧ローラ７６はその軸方向の中央部で撓みが発生するので、その補正手段として、加圧ローラ７６の弾性材７６ａの軸方向の中央部を、両端部に比べて定着パッド７４側にやや膨らむ形に形成することができる。例えば加圧ローラ７６の標準外径をφ２５とすると、当該膨らみの程度はφ２５．１〜φ２５．２である。 On the other hand, the axial shape of the fixing pad 74 has a flat surface facing the pressure roller 76. Therefore, the transfer material P that has entered the nip portion N is discharged by a straight pass. However, since the pressure roller 76 bends at the central portion in the axial direction, as a correction means, the central portion of the elastic material 76a of the pressure roller 76 in the axial direction is closer to the fixing pad 74 than both ends. It can be formed into a slightly bulging shape. For example, assuming that the standard outer diameter of the pressure roller 76 is φ25, the degree of swelling is φ25.1 to φ25.2.

（定着ベルトについて）
定着ベルト７３は、薄肉であって可撓性と所定の曲げ剛性とを併有する無端状ベルトであって、図２Ａで矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。定着ベルト７３は、内周面（固定部材２６との摺接面である。）側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。 (About fixing belt)
The fixing belt 73 is a thin-walled, endless belt having both flexibility and a predetermined flexural rigidity, and rotates (runs) in the arrow direction (counterclockwise direction) in FIG. 2A. In the fixing belt 73, a base material layer, an elastic layer, and a release layer are sequentially laminated from the inner peripheral surface (the sliding contact surface with the fixing member 26) side, and the total thickness thereof is 1 mm or less. It is set.

定着ベルト７３の基材層は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料や、ポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂等の樹脂材料で形成されている。実施形態ではポリイミドを用いた。定着ベルト７３のポリイミド基材の裏面粗さ（加熱ローラ７１と接触する面の粗さ）はＲａ５以下とする。定着ベルト７３の内面にはシリコ−ンオイル又はグリースを塗布する。 The base material layer of the fixing belt 73 has a layer thickness of 30 to 50 μm and is formed of a metal material such as nickel or stainless steel or a resin material such as polyimide, polyamide or fluororesin. In the embodiment, polyimide was used. The roughness of the back surface of the polyimide base material of the fixing belt 73 (roughness of the surface in contact with the heating roller 71) is Ra5 or less. Silicone oil or grease is applied to the inner surface of the fixing belt 73.

定着ベルト７３の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、熱的に安定なシリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料で形成されている。当該弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト７３表面の微小な凹凸が形成されなくなり、転写材Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。 The elastic layer of the fixing belt 73 has a layer thickness of 100 to 300 μm and is made of a rubber material such as thermally stable silicone rubber, foamable silicone rubber, or fluororubber. By providing the elastic layer, minute irregularities on the surface of the fixing belt 73 at the nip portion are not formed, heat is uniformly transferred to the toner image T on the transfer material P, and the generation of a yuzu skin image is suppressed.

シリコーンゴム層などの弾性層がない場合は熱容量が小さくなって昇温性は向上するが、未定着トナー画像を均一に押し潰すことが出来ず、定着の際に紙の表面の微妙な凹凸に応じた画像が残るという不具合が生じる。これを改善するには、シリコーンゴム層などの弾性層を望ましくは１００μｍ以上設ける必要がある。このような弾性層の変形により微妙な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善される。 If there is no elastic layer such as a silicone rubber layer, the heat capacity will be small and the temperature rise will be improved, but the unfixed toner image cannot be crushed uniformly, and the surface of the paper will have subtle irregularities during fixing. There is a problem that the corresponding image remains. In order to improve this, it is necessary to provide an elastic layer such as a silicone rubber layer, preferably 100 μm or more. By such deformation of the elastic layer, subtle irregularities are absorbed and the yuzu skin image is improved.

当該弾性層は、転写材Ｐ上のトナーが定着ベルト７３に付着しないように離型性（剥離性）を担保するため離型層で被覆されている。離型層は層厚が５〜５０μｍであって、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等の材料で形成されている。 The elastic layer is coated with a release layer in order to ensure releasability (removability) so that the toner on the transfer material P does not adhere to the fixing belt 73. The release layer has a layer thickness of 5 to 50 μm, and has PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), polyimide, polyetherimide, PES (polyethersulfide), etc. It is made of the material of.

実施形態では１００μｍ厚みの弾性材７６ａと最表層に２０μｍ厚みのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆した。また、定着ベルト７３の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されている。なお、本実施の形態１では、定着ベルト７３の内径が３０ｍｍに設定されている。 In the embodiment, a 100 μm-thick elastic material 76a and a 20 μm-thick PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) tube were coated on the outermost layer. Further, the diameter of the fixing belt 73 is set to be 15 to 120 mm. In the first embodiment, the inner diameter of the fixing belt 73 is set to 30 mm.

シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、昇温性が向上するが、未定着トナー画像を均一に押し潰すことが出来ず、定着の際に紙の表面の微妙な凹凸に応じた画像が残るという不具合が生じる。これを改善するには、シリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微妙な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。 If there is no silicone rubber layer, the heat capacity will be small and the temperature rise will be improved, but the unfixed toner image cannot be crushed uniformly, and the image corresponding to the delicate unevenness of the paper surface will be displayed during fixing. There is a problem that it remains. In order to improve this, it is necessary to provide a silicone rubber layer of 100 μm or more. Due to the deformation of the silicone rubber layer, subtle irregularities are absorbed and the yuzu skin image is improved.

定着ベルト７３に掛ける張力荷重は、転写材ＰがＡ４サイズの場合１００〜２５０Ｎである。当該張力荷重は、定着ベルト７３のスパンの内側に張力付与部材しての張力ローラ、板バネ、クリーニングローラ等の部材を設置することにより付与する。 The tension load applied to the fixing belt 73 is 100 to 250 N when the transfer material P is A4 size. The tension load is applied by installing a member such as a tension roller, a leaf spring, or a cleaning roller as a tension applying member inside the span of the fixing belt 73.

定着ベルト７３の張力荷重は、小さ過ぎると定着ベルト７３と加熱ローラ７１との密着力が不十分になって加熱ローラ７１の駆動力や熱が定着ベルト７３に十分に伝わらずに定着ベルト７３のスリップや加熱不足が発生する。これとは反対に張力荷重が大き過ぎても、定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂで定着ベルト７３が折れ曲がることで定着ベルト７３のスリップが発生する。 If the tension load of the fixing belt 73 is too small, the adhesion between the fixing belt 73 and the heating roller 71 becomes insufficient, and the driving force and heat of the heating roller 71 are not sufficiently transmitted to the fixing belt 73. Slip and insufficient heating occur. On the contrary, even if the tension load is too large, the fixing belt 73 is bent at the shoulders 74a and 74b of the fixing pad 74, so that the fixing belt 73 slips.

なお、定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂは、定着ベルト７３の折れ曲がり防止のためにＲ１以下の曲率を避けるのがよい。定着ベルト７３の張力ないし密着力は実際には測定できないので、０．５Ｎ／ｍから１０Ｎ／ｍのような加重管理を行うことで前記のような不具合が発生することなく良好な張力設定ができる。また、肩部７４ａ、７４ｂを定着パッド７４とは別部材とし、ニップ部Ｎの前後のベルト内側領域に例えばニップ形成部材を構成する「ガイド板」を定着ベルト７３と非接触で配置することも可能である。 It is preferable that the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74 avoid a curvature of R1 or less in order to prevent the fixing belt 73 from bending. Since the tension or adhesion of the fixing belt 73 cannot be actually measured, it is possible to set a good tension without causing the above-mentioned problems by performing load management such as 0.5 N / m to 10 N / m. .. Further, the shoulder portions 74a and 74b may be separated from the fixing pad 74, and a "guide plate" constituting, for example, a nip forming member may be arranged in the belt inner region before and after the nip portion N in a non-contact manner with the fixing belt 73. It is possible.

（加圧ローラについて）
加圧ローラ７６は、中空又は中実の金属ローラで構成されている。図２Ａは中実の金属ローラによる加圧ローラ７６を示している。当該加圧ローラ７６は、アルミ、鉄、ステンレスなどの金属製パイプ材又は中実棒材を加工して製作する。実施形態では所定径の鉄のパイプ材を所定長に切断して加圧ローラ７６とする。 (About pressure roller)
The pressurizing roller 76 is composed of a hollow or solid metal roller. FIG. 2A shows a pressurizing roller 76 with a solid metal roller. The pressure roller 76 is manufactured by processing a metal pipe material such as aluminum, iron, or stainless steel, or a solid bar material. In the embodiment, an iron pipe material having a predetermined diameter is cut to a predetermined length to obtain a pressure roller 76.

加圧ローラ７６の周面に、幅広で浅い溝７６ｂが周方向に形成されている。当該溝７６ｂ内に、ニップ部Ｎの幅や圧力等が確保するため、熱的に安定な弾性材７６ａが設けられている。当該弾性材７６ａの外表面に、転写材Ｐの離型性を得るために、離型層（ＰＦＡ樹脂層またはＰＴＦＥ樹脂層）を設けることができる。実施形態では、加圧ローラ７６の弾性材７６ａの厚みを６ｍｍとした。 A wide and shallow groove 76b is formed in the circumferential direction on the peripheral surface of the pressure roller 76. A thermally stable elastic material 76a is provided in the groove 76b in order to secure the width and pressure of the nip portion N. A mold release layer (PFA resin layer or PTFE resin layer) can be provided on the outer surface of the elastic material 76a in order to obtain the releasability of the transfer material P. In the embodiment, the thickness of the elastic material 76a of the pressure roller 76 is 6 mm.

前記弾性材７６ａは、熱的に安定な例えばシリコーンゴム、ソリッドゴム又は発泡状のスポンジゴムで構成することができる。スポンジゴムを用いると断熱性が高まり、定着ベルト７３の熱が加圧ローラ７６の芯金に伝導し難くなる。定着ベルト７３の熱が芯金に伝導し難くなると、定着ベルトの温度制御の正確性が高まるため望ましい。 The elastic material 76a can be made of, for example, silicone rubber, solid rubber, or foamed sponge rubber that is thermally stable. When the sponge rubber is used, the heat insulating property is improved, and it becomes difficult for the heat of the fixing belt 73 to be conducted to the core metal of the pressure roller 76. It is desirable that the heat of the fixing belt 73 is less likely to be conducted to the core metal because the accuracy of temperature control of the fixing belt is improved.

加圧ローラ７６は、溝７６ｂの外側の両端部に、弾性材７６ａがない芯金の陸部分を有する。当該陸部分の径Ｄａと弾性材７６ａの径Ｄｂを比べると、同径（Ｄａ＝Ｄｂ）であるか、弾性材７６ａの径Ｄｂの方が大きい（Ｄａ＜Ｄｂ）。 The pressure roller 76 has land portions of the core metal without the elastic material 76a at both ends on the outer side of the groove 76b. Comparing the diameter Da of the land portion and the diameter Db of the elastic material 76a, the diameters are the same (Da = Db), or the diameter Db of the elastic material 76a is larger (Da <Db).

加圧ローラ７６の弾性材７６ａに向けて、前述したようにスプリングなどの付勢手段で付勢された定着パッド７４が圧着されているので、加圧ローラ７６の弾性材７６ａに定着パッド７４が食い込む形で弾性材７６ａが押し潰されて変形する。これにより、ニップ部Ｎにおいて転写材Ｐの通過方向で所定のニップ幅が形成される。 Since the fixing pad 74 urged by the urging means such as a spring is crimped toward the elastic material 76a of the pressure roller 76 as described above, the fixing pad 74 is attached to the elastic material 76a of the pressure roller 76. The elastic material 76a is crushed and deformed in the form of biting. As a result, a predetermined nip width is formed in the nip portion N in the passing direction of the transfer material P.

当該ニップ幅は例えば５ｍｍとすることができる。また、加圧ローラ７６の内部にハロゲンヒータなどの熱源を加熱ローラ７１の熱源７２とは別に設けてもよい。実施形態ではハロゲンヒータは加熱ローラ７１の内部のみである。加圧ローラ７６は、画像形成装置１に設けられたモータなどの第１駆動源からギア列などを介して駆動力が伝達されて回転駆動される。 The nip width can be, for example, 5 mm. Further, a heat source such as a halogen heater may be provided inside the pressurizing roller 76 separately from the heat source 72 of the heating roller 71. In the embodiment, the halogen heater is only inside the heating roller 71. The pressurizing roller 76 is rotationally driven by transmitting a driving force from a first drive source such as a motor provided in the image forming apparatus 1 via a gear train or the like.

（定着ベルトの駆動トルク）
定着ベルト７３は前述のように、定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂと非接触を維持するように、その曲げ剛性と張力が設定されている。このため、加熱ローラ７１による定着ベルト７３の摩耗と駆動トルクを、図４、図５のような従来のベルト定着装置に比べて低減することが可能である。 (Fixing belt drive torque)
As described above, the flexural rigidity and tension of the fixing belt 73 are set so as to maintain non-contact with the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74. Therefore, it is possible to reduce the wear and drive torque of the fixing belt 73 by the heating roller 71 as compared with the conventional belt fixing device as shown in FIGS. 4 and 5.

以下の表１は、定着ベルト７３の駆動トルクの変化を、本発明の実施形態１、２と、従来構成１（図４）、従来構成２（図５）とを対比する形で示したものである。駆動トルクは、動トルク測定器(KYOWA製モデルTP-10KCE)で測定した。この動トルク測定器を、定着装置とモータ（第２駆動源）のギアとの間に配設する。そしてモータで定着装置を駆動させたときの動トルク測定器からの信号を、シグナルコンディショナー(KYOWA製CDV-456B)で電圧値に変換し、最終的に駆動トルク(N・m)として算出した。

Table 1 below shows changes in the drive torque of the fixing belt 73 in comparison with the first and second embodiments of the present invention and the conventional configuration 1 (FIG. 4) and the conventional configuration 2 (FIG. 5). Is. The drive torque was measured with a dynamic torque measuring device (KYOWA model TP-10KCE). This dynamic torque measuring device is arranged between the fixing device and the gear of the motor (second drive source). Then, the signal from the dynamic torque measuring instrument when the fixing device was driven by the motor was converted into a voltage value by a signal conditioner (CDV-456B manufactured by KYOWA), and finally calculated as a driving torque (Nm).

（実施形態１と２）
実施形態１は、図３の定着ベルト７３に掛ける張力荷重（線圧）とＲ形状の関係に基いて当該荷重を適正に調整することで、図２Ａのように定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂを定着ベルト７３と非接触にしたものである。加熱ローラ７１の外径は、ニップ部Ｎの幅と対応させて、５ｍｍにしてある。実施形態２は、定着パッド７４に作用する総圧を２２０Ｎにしたもので、それ以外は実施形態１と同じである。定着パッド７４が受ける圧力の総和（総圧）は、実施形態２を除いて従来構成も１４０Ｎで同じである。 (Embodiments 1 and 2)
In the first embodiment, the shoulder portion 74a of the fixing pad 74, as shown in FIG. 2A, is formed by appropriately adjusting the load based on the relationship between the tension load (linear pressure) applied to the fixing belt 73 of FIG. 3 and the R shape. 74b is not in contact with the fixing belt 73. The outer diameter of the heating roller 71 is set to 5 mm so as to correspond to the width of the nip portion N. The second embodiment is the same as the first embodiment except that the total pressure acting on the fixing pad 74 is 220 N. The total pressure (total pressure) received by the fixing pad 74 is 140 N in the conventional configuration except for the second embodiment.

（従来構成１）
図４の従来構成１は、ニップ部Ｎの幅＜定着パッド７４の幅＜加圧ローラ７６の径の関係にしたものである。静止時に定着パッド７４が受ける圧力は、ニップ部Ｎの中心が最も高く（Ｐmax）、両端（入口端と出口端）に近づくに従い弱まり、ニップ部Ｎの両端部で一旦ゼロになる（Ｐmin）。その後定着パッド７４が受ける圧力は定着パッド７４の両端部に行くにつれてやや増大してＰendで終わる。定着パッド７４が受ける圧力の総和（１４０Ｎ）は、実施形態１と同じである。 (Conventional configuration 1)
In the conventional configuration 1 of FIG. 4, the relationship is such that the width of the nip portion N <the width of the fixing pad 74 <the diameter of the pressure roller 76. The pressure received by the fixing pad 74 at rest is highest at the center of the nip portion N (Pmax), weakens as it approaches both ends (inlet end and outlet end), and temporarily becomes zero at both ends of the nip portion N (Pmin). After that, the pressure received by the fixing pad 74 increases slightly toward both ends of the fixing pad 74 and ends at Pend. The total pressure (140N) received by the fixing pad 74 is the same as that of the first embodiment.

定着パッド７４の両端部は、定着ベルト７３が曲げられて当たるために若干圧力を受ける。図４の右側円内拡大図から分かるように、矢印で示すベルト通過方向での定着パッド７４の幅に比べてニップ部Ｎの幅が狭い場合は、定着ベルト７３の屈曲部７３ｄの内面が定着パッド７４のエッジ７４ｄと接触する。 Both ends of the fixing pad 74 receive some pressure because the fixing belt 73 is bent and hits. As can be seen from the enlarged view in the circle on the right side of FIG. 4, when the width of the nip portion N is narrower than the width of the fixing pad 74 in the belt passing direction indicated by the arrow, the inner surface of the bent portion 73d of the fixing belt 73 is fixed. It contacts the edge 74d of the pad 74.

この接触を回避するため図４の左側円内拡大図のように面取り７４ｃを設けても、面取り７４ｃの端に形成されるエッジ７４ｄ又は７４ｅの少なくとも一方に定着ベルト７３の屈曲部７３ｄの内面が接触する。したがって、定着パッド７４の両端部に定着ベルト７３からの圧力Ｐendが作用する。 Even if the chamfer 74c is provided as shown in the enlarged view of the left circle in FIG. 4 in order to avoid this contact, the inner surface of the bent portion 73d of the fixing belt 73 is formed on at least one of the edges 74d or 74e formed at the end of the chamfer 74c. Contact. Therefore, the pressure Pend from the fixing belt 73 acts on both ends of the fixing pad 74.

（従来構成２）
図５の従来構成２は、ニップ部Ｎの幅＝定着パッド７４の幅＜加圧ローラ７６の径の関係にしたものである。静止時に定着パッド７４が受ける圧力は、従来構成１と同様にニップ部Ｎの中心が最も高く（Ｐmax）、両端（入口端と出口端）に近づくに従い弱まり、ニップ部Ｎの両端部で一旦ゼロになる（Ｐmin）。定着パッド７４が受ける圧力の総和（１４０Ｎ）は、従来構成１と同様に実施形態１と同じである。 (Conventional configuration 2)
In the conventional configuration 2 of FIG. 5, the relationship is such that the width of the nip portion N = the width of the fixing pad 74 <the diameter of the pressure roller 76. The pressure received by the fixing pad 74 when stationary is the highest (Pmax) at the center of the nip portion N as in the conventional configuration 1, weakens as it approaches both ends (inlet end and outlet end), and temporarily becomes zero at both ends of the nip portion N. Becomes (Pmin). The total pressure (140N) received by the fixing pad 74 is the same as that of the first embodiment as in the conventional configuration 1.

回転時は、ニップ部Ｎの範囲内で変形していた加圧ローラ７６の弾性材７６ａの圧力がニップ部Ｎの出口側で解放される。この解放の際、当該弾性材７６ａが静止時のニップ部Ｎの出口側端部よりも外側に一時的に膨張する。これにより図５（ｂ）のようにニップ部Ｎの出口側の幅が若干広がり、その影響で定着パッド７４が圧力を受ける領域もＰendまで若干拡大する。ニップ部Ｎの入口側端部は圧力の解放ではないが同様の現象が起こる。加圧ローラ７６の弾性材７６ａがニップ部Ｎの入口側端部で圧縮され始める直前に定着ベルト７３に接触し、その接触圧で定着パッド７４が圧力を受ける領域が出口側と同様にＰendまで若干拡大するのである。 During rotation, the pressure of the elastic material 76a of the pressure roller 76, which has been deformed within the range of the nip portion N, is released on the outlet side of the nip portion N. At the time of this release, the elastic material 76a temporarily expands outward from the outlet side end of the nip portion N at rest. As a result, as shown in FIG. 5B, the width of the nip portion N on the outlet side is slightly widened, and as a result, the region where the fixing pad 74 receives pressure is also slightly widened to Pend. Although the pressure is not released at the inlet side end of the nip portion N, the same phenomenon occurs. Immediately before the elastic material 76a of the pressure roller 76 starts to be compressed at the inlet side end of the nip portion N, it comes into contact with the fixing belt 73, and the region where the fixing pad 74 receives pressure due to the contact pressure reaches the Pend as well as the outlet side. It expands a little.

従来構成１、２において５０時間以降で駆動トルクが高くなったのは、定着ベルト７３内面が削れ、この削れた粉がグリースと混ざったために潤滑剤がなくなったためである。これに対して実施形態１、２では５０時間以降で駆動トルクの増加は生じなかった。表１の結果から、駆動トルクを安定して低くするには、ニップ部Ｎの入口側と出口側において定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂを定着ベルト７３と非接触にするのが望ましいことが分かった。 In the conventional configurations 1 and 2, the drive torque became high after 50 hours because the inner surface of the fixing belt 73 was scraped and the scraped powder was mixed with the grease to eliminate the lubricant. On the other hand, in the first and second embodiments, the drive torque did not increase after 50 hours. From the results in Table 1, in order to stably reduce the drive torque, it is desirable that the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74 are not in contact with the fixing belt 73 on the inlet side and the outlet side of the nip portion N. Do you get it.

（定着ベルトが定着パッドの肩部と接触しないための条件）
図３は、定着ベルト７３が定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂと接触しないための条件を示したものである。定着ベルト７３の基材として厚みが７０μｍのポリイミドを用いて曲がり部７３ｃ、７３ｄのＲ形状を測定した。図中の一点鎖線が、基材上にシリコーンゴムを０μ（ゴムなし）とした定着ベルト７３の場合であり、実線が基材上にシリコーンゴムを１８０μｍ（ゴム硬度１度）とした定着ベルト７３の場合である。 (Conditions for the fixing belt not to come into contact with the shoulder of the fixing pad)
FIG. 3 shows the conditions for the fixing belt 73 not to come into contact with the shoulders 74a and 74b of the fixing pad 74. The R shape of the bent portions 73c and 73d was measured using a polyimide having a thickness of 70 μm as the base material of the fixing belt 73. The one-point chain line in the figure is the case of the fixing belt 73 in which the silicone rubber is 0 μm (without rubber) on the base material, and the solid line is the fixing belt 73 in which the silicone rubber is 180 μm (rubber hardness 1 degree) on the base material. This is the case.

図３から分かるように、例えばシリコーンゴムなしで定着ベルト７３に付与された張力（線圧）が１．４ｋｇｆ／ｍの時、定着ベルト７３の曲がり部７３ｃ、７３ｄの曲率半径は３ｍｍになる。このため、当該部分で定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂを非接触にするためには、肩部７４ａ、７４ｂの形状を曲率半径２ｍｍ（Ｒ２）程度にすることで定着ベルト７３との隙間を０．５ｍｍ前後にすることができる。他の張力（線圧）でも曲がり部７３ｃ、７３ｄの曲率半径（図３縦軸）よりも、定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂの曲率半径を１ｍｍ程度小さくすることで当該肩部７４ａ、７４ｂを定着ベルト７３から確実に離間させることができる。 As can be seen from FIG. 3, for example, when the tension (linear pressure) applied to the fixing belt 73 without silicone rubber is 1.4 kgf / m, the radius of curvature of the bent portions 73c and 73d of the fixing belt 73 is 3 mm. Therefore, in order to make the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74 non-contact in the relevant portion, the shape of the shoulder portions 74a and 74b is set to a radius of curvature of about 2 mm (R2) so as to create a gap with the fixing belt 73. It can be around 0.5 mm. Even with other tensions (linear pressure), the radius of curvature of the shoulders 74a and 74b of the fixing pad 74 is made smaller by about 1 mm than the radius of curvature of the bent portions 73c and 73d (vertical axis in FIG. 3), so that the shoulders 74a and 74b Can be reliably separated from the fixing belt 73.

また定着ベルト７３の基材上にシリコーンゴムがある場合はベルトの曲げ剛性が大きくなるので、定着ベルト７３の曲がり部７３ｃ、７３ｄの曲率半径が大きくなる。この場合の定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂの曲率半径は、それに合わせて、ベルトと非接触の範囲で必ずしも大きくする必要はない。 Further, when the silicone rubber is present on the base material of the fixing belt 73, the bending rigidity of the belt is increased, so that the radius of curvature of the bent portions 73c and 73d of the fixing belt 73 is increased. In this case, the radius of curvature of the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74 does not necessarily have to be increased in the range of non-contact with the belt.

但し、何らかの理由でベルトの張力が変化してベルトが一時的に定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂに接触する可能性もある。このような場合のニップ部Ｎに対するベルトの摺動性を安定化するためには、肩部７４ａ、７４ｂと定着ベルト７３の曲がり部７３ｃ、７３ｄとの間に必要以上に大きな隙間が存在しない方が望ましい。 However, there is a possibility that the tension of the belt changes for some reason and the belt temporarily contacts the shoulders 74a and 74b of the fixing pad 74. In order to stabilize the slidability of the belt with respect to the nip portion N in such a case, the one in which there is no unnecessarily large gap between the shoulder portions 74a and 74b and the bent portions 73c and 73d of the fixing belt 73. Is desirable.

加圧ローラ７６の弾性材７６ａの径方向熱膨張量は、温度やゴム特性にもよるが、１５０℃から２００℃になると弾性材７６ａ厚みの約１０％程度の熱膨張量が発生する。実施形態では弾性材７６ａ厚みを６ｍｍとしたため、約０．６ｍｍだけ径方向外側（定着パッド７４側）に熱膨張する。弾性材７６ａが０．６ｍｍだけ定着パッド７４側に熱膨張すると、通常、定着パッド７４は０．６ｍｍ弱押し込み量が減少することになる。 The radial thermal expansion amount of the elastic material 76a of the pressure roller 76 depends on the temperature and rubber characteristics, but when the temperature is 150 ° C. to 200 ° C., a thermal expansion amount of about 10% of the thickness of the elastic material 76a is generated. In the embodiment, since the elastic material 76a has a thickness of 6 mm, it thermally expands outward by about 0.6 mm (on the fixing pad 74 side). When the elastic material 76a thermally expands toward the fixing pad 74 by 0.6 mm, the amount of pushing the fixing pad 74 by a little less than 0.6 mm is usually reduced.

定着ベルト７３は必要な大きさの張力で掛け回されているので、ゴム特性や付与荷重によっても異なるが、定着パッド７４が０．４ｍｍ前後押し戻されただけでも、その分だけ張力付与部材である板バネの作動範囲の増大となり、ベルト張力が低下するおそれがある。そうすると定着パッド７４端部の蛇行規制用ツバ部と定着ベルト７３端部の接触幅が短くなり、その結果、定着ベルト７３の軸方向寄りに対して定着ベルト７３端部が破損しやすくなる。なお、本実施形態では前記蛇行規制用ツバ部を端部支持板６２１の蛇行規制面６２１３で構成する。 Since the fixing belt 73 is hung with a tension of a required size, it varies depending on the rubber characteristics and the applied load, but even if the fixing pad 74 is pushed back by about 0.4 mm, it is a tension applying member by that amount. The operating range of the leaf spring is increased, and the belt tension may decrease. Then, the contact width between the meandering regulation brim portion at the end of the fixing pad 74 and the end of the fixing belt 73 becomes short, and as a result, the end of the fixing belt 73 is liable to be damaged with respect to the axial direction of the fixing belt 73. In the present embodiment, the meandering regulation brim portion is composed of the meandering regulation surface 6213 of the end support plate 621.

弾性材７６ａの変形については、変形後の弾性材７６ａの厚みが変形前の８０％以上（変形率２０％未満）とする。これは８０％未満（変形率２０％以上）で長時間押し込みが続くと、永久ひずみにより弾性が幾分なくなり、定着パッド７４と加圧ローラ７６との間に設定した所定の密着圧を確保できなくなるためである。所定の密着圧を確保できなくなると、軸方向の定着ニップ幅の不均一化、定着ベルト７３の軸方向移動による端部破損及びジャム等の不具合が発生する。 Regarding the deformation of the elastic material 76a, the thickness of the elastic material 76a after the deformation is 80% or more before the deformation (deformation rate is less than 20%). If the pressure is less than 80% (deformation rate of 20% or more) and the pushing is continued for a long time, the elasticity is somewhat lost due to the permanent strain, and the predetermined contact pressure set between the fixing pad 74 and the pressure roller 76 can be secured. This is because it disappears. If a predetermined adhesion pressure cannot be secured, problems such as non-uniformity of the fixing nip width in the axial direction, end damage due to the axial movement of the fixing belt 73, and jam will occur.

以上、本発明を実施形態及び変形実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前記実施形態及び変形実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiment and the modified embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the modified embodiment, and the technical idea described in the claims is defined. Needless to say, various changes can be made within the range.

例えば実施形態では、加圧部材を加圧ローラ７６で構成し、定着部材を定着パッド７４で構成したが、加圧部材や定着部材はこれに限られない。例えば特開２００７−１４０３０９号公報に記載のように、ローラ対による上流側第１ニップと、パッド対による下流側第２ニップを有するベルト定着装置にも本発明を適用可能である。 For example, in the embodiment, the pressurizing member is composed of the pressurizing roller 76 and the fixing member is composed of the fixing pad 74, but the pressurizing member and the fixing member are not limited to this. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-140309, the present invention can also be applied to a belt fixing device having an upstream first nip by a roller pair and a downstream second nip by a pad pair.

また、実施形態ではニップ部Ｎの入口側と出口側の両方で定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂを定着ベルト７３と非接触にしたが、定着パッド７４の肩部７４ａ、７４ｂは必ずしも入口側と出口側の両方で定着ベルト７３と非接触にする必要はない。画像形成装置の機種によって、ニップ部Ｎの入口側（肩部７４ａ）と出口側（肩部７４ｂ）の一方のみで定着パッド７４の肩部７４ａを定着ベルト７３と非接触にし、他方では従来通り肩部を定着ベルト７３に接触させてもよい。 Further, in the embodiment, the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74 are not in contact with the fixing belt 73 on both the inlet side and the outlet side of the nip portion N, but the shoulder portions 74a and 74b of the fixing pad 74 are not necessarily on the inlet side. It is not necessary to make contact with the fixing belt 73 on both the side and the outlet side. Depending on the model of the image forming apparatus, the shoulder portion 74a of the fixing pad 74 is made non-contact with the fixing belt 73 only on one of the inlet side (shoulder portion 74a) and the exit side (shoulder portion 74b) of the nip portion N, and the other is as before. The shoulder portion may be brought into contact with the fixing belt 73.

１：画像形成装置 2Y、2M、2C、2Bk：プロセスユニット
３：上部カバー４：露光装置
５：給紙装置６：転写装置
７：定着装置８：排紙ローラ
９：中間転写ベルト１０：一次転写ローラ
１１：二次転写ローラ１２：正面カバー
７１：加熱ローラ７２：熱源
７３：定着ベルト７３ｃ、７３ｄ：曲がり部
７４：定着パッド７４ａ、７４ｂ：肩部
７５：補強ステー７６：加圧ローラ
７６ａ：弾性材７６ｂ：溝
７７：摺動シート７８：温度センサ
７９：軸受け部６２１：端部支持板
６２１１：円形穴６２１２：矩形穴（ステー支持穴）
６２１３：蛇行規制面６２１４、６２１５：凹溝
Ｎ：定着ニップＰ：転写材
Ｔ：トナー像 1: Image forming device 2Y, 2M, 2C, 2Bk: Process unit 3: Top cover 4: Exposure device 5: Paper feeding device 6: Transfer device 7: Fixing device 8: Paper ejection roller 9: Intermediate transfer belt 10: Primary transfer Roller 11: Secondary transfer roller 12: Front cover 71: Heating roller 72: Heat source 73: Fixing belt 73c, 73d: Bent part 74: Fixing pad 74a, 74b: Shoulder 75: Reinforcing stay 76: Pressurized roller 76a: Elastic Material 76b: Groove 77: Sliding sheet 78: Temperature sensor 79: Bearing part 621: End support plate 6211: Circular hole 6212: Rectangular hole (stay support hole)
6213: Meander control surface 6214, 6215: Recessed groove N: Fixing nip P: Transfer material T: Toner image

特開２００４−２８６９３２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-286932 特開２００４−３２５７５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-325750

Claims

加圧部材と定着部材とを圧接させた状態でこれら両部材間に加熱した定着ベルトを摺動させ、当該定着ベルトと前記加圧部材との間に形成されるニップ部に、顕像化された現像剤を担持した記録媒体を通過させることで、当該記録媒体上の前記現像剤を前記定着ベルトの熱と前記ニップ部の圧力とで前記記録媒体上に熱融着させるようにした定着装置において、
前記定着部材に対し前記加圧部材と反対側に離間した位置に、内部に熱源を有する加熱ローラを配設し、当該加熱ローラと前記定着部材との間に前記定着ベルトを所定の張力で直接架け回すと共に、前記ニップ部の出口側において前記定着ベルトが前記加熱ローラに向けて前記定着部材と非接触で曲がる曲がり部の上流側に位置する前記定着部材の肩部に、前記ニップ部以外では前記定着ベルトの内周面と接触しない非接触部を形成したことを特徴とするベルト定着装置。 A heated fixing belt is slid between the pressure member and the fixing member in a state of being in pressure contact with each other, and is visualized in a nip portion formed between the fixing belt and the pressure member. A fixing device in which the developer on the recording medium is heat-sealed onto the recording medium by the heat of the fixing belt and the pressure of the nip portion by passing the developing medium carrying the developing agent. In
A heating roller having a heat source inside is arranged at a position separated from the fixing member on the opposite side of the pressurizing member, and the fixing belt is directly placed between the heating roller and the fixing member with a predetermined tension. At the outlet side of the nip portion, the fixing belt bends toward the heating roller in a non-contact manner with the fixing member, and is located on the shoulder portion of the fixing member located on the upstream side of the bending portion. A belt fixing device characterized in that a non-contact portion that does not come into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt is formed.

前記記録媒体の通過方向における前記定着部材の幅が、軸方向中央部で最も細く、両端部に行くに従って太くなることを特徴とする請求項１の定着装置 The fixing device according to claim 1, wherein the width of the fixing member in the passing direction of the recording medium is the narrowest in the central portion in the axial direction and becomes thicker toward both ends.

前記ニップ部の出口側に隣接した部分の前記定着ベルトの曲率半径に比べて、前記定着部材の前記肩部の曲率半径を小さくしたことを特徴とする請求項１又は２のベルト定着装置。 The belt fixing device according to claim 1 or 2, wherein the radius of curvature of the shoulder portion of the fixing member is made smaller than the radius of curvature of the fixing belt in a portion adjacent to the outlet side of the nip portion.

前記定着ベルトが、ポリイミド等の樹脂又はニッケル等の金属により形成され、かつ、当該定着ベルトが前記定着部材の肩部から離間するのに必要な所定の曲げ剛性を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項のベルト定着装置。 The claim is characterized in that the fixing belt is formed of a resin such as polyimide or a metal such as nickel, and has a predetermined bending rigidity necessary for the fixing belt to be separated from the shoulder portion of the fixing member. The belt fixing device according to any one of 1 to 3.

前記加圧部材が第１駆動源によって駆動される加圧ローラを有し、前記加熱ローラが第２駆動源によって前記加圧部材よりも高速で駆動されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項のベルト定着装置。 Claims 1 to 4, wherein the pressurizing member has a pressurizing roller driven by a first drive source, and the heating roller is driven by a second drive source at a higher speed than the pressurizing member. The belt fixing device according to any one of the above.

前記定着部材の両端部に、前記定着ベルトの端部全周が当接することで当該定着ベルトの片寄りを規制する片寄り規制部材を配設したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のベルト定着装置。 Any of claims 1 to 5, wherein a bias regulating member that regulates the bias of the fixing belt by contacting both ends of the fixing member with the entire circumference of the end of the fixing belt is provided. The belt fixing device of item 1.

請求項１から６のいずれか１項のベルト定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the belt fixing apparatus according to any one of claims 1 to 6.