JPH10123869A - Fixing device - Google Patents
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- JPH10123869A JPH10123869A JP29955596A JP29955596A JPH10123869A JP H10123869 A JPH10123869 A JP H10123869A JP 29955596 A JP29955596 A JP 29955596A JP 29955596 A JP29955596 A JP 29955596A JP H10123869 A JPH10123869 A JP H10123869A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は定着装置の改良に関
するものであり、特に複写機、レーザプリンタ、ファク
シミリ等の電子写真式画像形成装置に用いる定着装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device, and more particularly to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, a facsimile, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等
の電子写真式画像形成装置において、紙やフィルムなど
の転写材の表面に転写された未定着トナーを転写材上に
定着する方法としては、加熱源を有する加熱ローラと、
加熱ローラの周面に圧接される加圧ローラとから成る定
着装置により定着する方法が一般に用いられ、加熱ロー
ラが加熱された状態で回転することにより、加圧ローラ
との接触部を通過する転写材上にトナーを定着する。２
つのローラのうち一方を加熱する場合、加熱する方のロ
ーラを加熱ローラと呼び、他方のローラを加圧ローラと
呼ぶ。加熱ローラには、ハロゲンランプあるいはセラミ
ックスヒータ等の熱源が加熱ローラの内部に内装されて
いる。また、加熱ローラの外側表面には温度センサーが
取り付けられており、加熱ローラと加圧ローラとの接触
部であるニップ部の温度が、定着に適した温度に維持さ
れるように、熱源への電力供給量が制御されている。と
ころで、従来の加熱ローラにおいては、ローラ自体の熱
容量が比較的大きく、また中空状の加熱ローラ内の軸心
位置にある熱源から空気を介してその表面を加熱する構
成であるため、冷えた状態にある加熱ローラを所定の定
着温度にまで加熱するのにかなりの時間を要する。従っ
て、電源投入後の未使用時（待機時）に加熱ローラが冷
えていると、コピーしようとしても直ちに使用すること
ができないという問題がある。そのため、一般には、電
源投入後の未使用時においても加熱ローラを予備加熱し
ておき、コピー時にすぐに所定温度に昇温できるように
している。しかし、このような方法では、未使用時を含
めて常時、加熱ローラを加熱するための電力を必要とす
るので、省エネルギーという点で問題である。この問題
を解決し省エネルギー化を促進する方法としては、加熱
ローラの熱容量を小さくして加熱ローラがすぐに昇温で
きるようにした構成や、ガラスやセラミックスの基材表
面に加熱源を設けた表面発熱型の加熱ローラ構成を採用
し、実際に定着に用いられる加熱ローラの表面だけを集
中的に効率よく加熱する方法などがある。尚、基材の材
料としては上記したガラスやセラミックス以外にも、ス
テンレスやアルミニウムなどの金属を用い、その表面に
ＳｉＯ2 などの電気的な絶縁層を設けた加熱ローラも知
られている。2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, etc., as a method for fixing unfixed toner transferred onto the surface of a transfer material such as paper or film onto the transfer material, heating is performed. A heating roller having a source;
In general, a method of fixing by a fixing device including a pressing roller pressed against the peripheral surface of the heating roller is used. When the heating roller rotates while being heated, a transfer that passes through a contact portion with the pressing roller is performed. Fix the toner on the material. 2
When heating one of the rollers, the roller to be heated is called a heating roller, and the other roller is called a pressure roller. In the heating roller, a heat source such as a halogen lamp or a ceramic heater is provided inside the heating roller. In addition, a temperature sensor is attached to the outer surface of the heating roller, so that the temperature of the nip portion, which is the contact portion between the heating roller and the pressure roller, is maintained at a temperature suitable for fixing so that a heat source is applied. The power supply is controlled. By the way, in the conventional heating roller, the heat capacity of the roller itself is relatively large, and since the surface is heated via air from a heat source located at the axial position in the hollow heating roller, the surface of the heating roller is cooled. It takes a considerable amount of time to heat the heating roller to a predetermined fixing temperature. Therefore, if the heating roller is cold when not in use (standby) after the power is turned on, there is a problem that the copying operation cannot be performed immediately even if copying is attempted. Therefore, generally, the heating roller is preliminarily heated even when not used after turning on the power so that the temperature can be immediately raised to a predetermined temperature at the time of copying. However, such a method requires power for heating the heating roller at all times, even when not in use, which is a problem in terms of energy saving. As a method of solving this problem and promoting energy saving, there are a configuration in which the heat capacity of the heating roller is reduced so that the temperature of the heating roller can be raised immediately, or a surface in which a heating source is provided on a glass or ceramic base material surface. There is a method in which a heat-generating heating roller configuration is adopted, and only the surface of the heating roller actually used for fixing is heated intensively and efficiently. In addition, as a material of the base material, in addition to the above-described glass and ceramics, a heating roller using a metal such as stainless steel or aluminum and having an electric insulating layer such as SiO 2 on the surface thereof is also known.
【０００３】省エネルギー化を促進する方法として上述
した加熱ローラの熱容量を小さくする方法としては、加
熱ローラの肉厚を薄くする方法が最も一般的である。ま
た、表面発熱型の加熱ローラは、ハロゲンランプ等を用
いた加熱ローラに比べ、熱源と加熱ローラとが一体化し
ていることと、熱源が定着が行われる加熱ローラ表面近
傍を直接加熱することから、加熱効率がよく、消費電力
の低減が図れるとともに、定着温度までの昇温時間を短
くすることができるという長所がある。しかし、このよ
うな表面発熱タイプの定着方式においても、昇温時間を
１５秒以下、望ましくは１０秒以下にするためには、熱
容量を小さくして暖まりやすくする必要があり、前者の
低熱容量化の場合と同様に、加熱ローラの肉厚を薄く形
成する必要がある。ところが、毎分３０枚以上の処理能
力を有した中高速機やカラー機では、トナーに対して定
着に必要な熱を十分供給するために大きなニップ幅が必
要であるために、加圧ローラからの加圧力を高く設定し
ている。そのため、加熱ローラを薄くした場合には加熱
ローラのたわみが大きくなり、中央部で十分定着されな
いという不具合が生じる。また、場合によっては、高い
加圧力のために加熱ローラが破損してしまうことも考え
られる。この問題を解決する方法として、特開平２−７
３２７９号公報、特開平４−３２４４７６号公報、特開
平５−８０６６６号公報に記載された技術が開発されて
いる。これらの技術は、加圧ベルトを用いることによっ
て、ニップ幅を大きくする方法に関するものであるが、
これらの技術に於て加熱対象となるのは加熱ローラであ
り、したがって、加熱ローラの昇温時間ということで
は、従来の加圧ローラを用いた方法と何ら変わるところ
がなく、昇温時間の短縮化を図ったものではない。As a method for promoting energy saving, the most common method for reducing the heat capacity of the heating roller is to reduce the thickness of the heating roller. In addition, compared with a heating roller using a halogen lamp or the like, the surface heating type heating roller has a heat source and a heating roller integrated with each other and directly heats the vicinity of the heating roller surface where the fixing is performed by the heat source. This has the advantage that the heating efficiency is good, the power consumption can be reduced, and the time for raising the temperature to the fixing temperature can be shortened. However, even in such a surface heating type fixing method, it is necessary to reduce the heat capacity to make it easier to warm in order to reduce the heating time to 15 seconds or less, preferably 10 seconds or less. As in the case (1), the thickness of the heating roller must be reduced. However, in a medium- or high-speed machine or a color machine having a processing capacity of 30 sheets or more per minute, a large nip width is required to sufficiently supply heat necessary for fixing the toner. Is set high. Therefore, when the heating roller is made thinner, the deflection of the heating roller becomes large, and there is a problem that the fixing is not sufficiently performed at the central portion. In some cases, the heating roller may be damaged due to the high pressing force. As a method for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No.
Techniques described in Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 3279, 4-324476 and 5-80666 have been developed. These techniques relate to a method of increasing the nip width by using a pressure belt,
In these technologies, the object to be heated is the heating roller.Therefore, in terms of the heating time of the heating roller, there is no difference from the method using the conventional pressure roller, and the heating time can be reduced. It is not intended.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれら従来技
術の欠点に鑑みなされたものであり、請求項１の発明
は、中高速機やカラー機に用いられる定着装置のよう
に、加熱ローラと加圧ローラとの接触部に大きなニップ
幅を必要とする場合であっても、加熱ローラの撓みによ
る定着不良が発生することなく、加熱ローラの昇温時間
を早くし、しかも十分な定着性が得られる定着装置を提
供することを目的とする。請求項２の発明は、芯金への
放熱を低減し、さらに昇温時間を早くした定着装置を提
供することを目的とする。請求項３の発明は、更に温度
むらが少ない定着装置を提供することを目的としてい
る。請求項４の発明は、トナーとベルトとの離型性をよ
くして、オフセットの生じない定着装置を提供すること
を目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and the invention of claim 1 uses a heating roller, such as a fixing device used in a medium-to-high-speed machine or a color machine. Even when a large nip width is required in the contact area with the pressure roller, the heating time of the heating roller can be shortened and sufficient fixing performance can be achieved without causing fixing failure due to the bending of the heating roller. It is an object to provide a fixing device that can be obtained. Another object of the present invention is to provide a fixing device that reduces heat radiation to a cored bar and has a further increased temperature rising time. A third object of the present invention is to provide a fixing device with less temperature unevenness. The fourth object of the present invention is to provide a fixing device which improves the releasability of a toner and a belt and does not cause offset.
【０００５】[0005]
【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する為、請
求項１の発明は、パイプ状又は円筒状の芯金と、該芯金
の外周面上に設けた弾性体層とからなる支持ローラと、
該支持ローラの外周面の一部と内面の一部が接するよう
に支持ローラを内部に有したエンドレスなベルトと、該
ベルトを加熱するための加熱手段と、該ベルトを該支持
ローラに圧接させるための加圧部材と、を有することを
特徴とする。請求項２の発明は、前記弾性体層が、発泡
ゴムであることを特徴とする。請求項３の発明は、前記
ベルトが金属から成ることを特徴とする。請求項４の発
明は、前記ベルト表面に離型材料から成る層を有するこ
とを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a first aspect of the present invention provides a support comprising a pipe-shaped or cylindrical core and an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the core. Laura and
An endless belt having a support roller therein so that a part of an outer peripheral surface and a part of an inner surface of the support roller are in contact with each other, a heating unit for heating the belt, and pressing the belt against the support roller. And a pressurizing member. The invention according to claim 2 is characterized in that the elastic layer is a foamed rubber. The invention according to claim 3 is characterized in that the belt is made of metal. A fourth aspect of the present invention is characterized in that the belt surface has a layer made of a release material.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示した
形態例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の定着
装置の要部概略図であり、この定着装置は、表面に弾性
体層を有する支持ローラ１と、支持ローラ１の外径方向
に配置され内周面で支持ローラ１の外周面の一部と接し
つつ回転する大径のエンドレスベルト４と、エンドレス
ベルト４を介して支持ローラを加圧する加圧ローラ（加
圧部材）２と、ベルト４の表面温度を検知するためのセ
ンサ３と、ベルトの外周面に接してベルトを加熱するた
めの加熱手段５とを有する。符号６は記録紙やＯＨＰフ
ィルムなどの記録材７を、ベルト４と加圧ローラ２との
ニップ部に導入するためのガイドである。加圧ローラ２
は、バネなどで構成される圧接機構によってベルト４に
向けて加圧され、ベルト４を支持ローラ１に圧接してい
る。なお、全体の形状は図５を参照。ベルト４は、略円
筒状、或は楕円筒状等の形態を維持してセンサ３と加熱
手段５に近接しながら支持ローラ１及び加圧ローラ２に
連れ回りするように構成する。必要に応じて図示しない
ガイド手段を用いてベルト４の形状を維持すると共に、
回転動作を円滑にするようにしてもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view of a main part of a fixing device according to the present invention. The fixing device includes a support roller 1 having an elastic layer on a surface thereof, and a support roller 1 disposed on an inner peripheral surface of the support roller 1 in an outer diameter direction. A large-diameter endless belt 4 that rotates while being in contact with a part of the outer peripheral surface, a pressure roller (pressing member) 2 that presses a support roller via the endless belt 4, and a surface temperature of the belt 4. And a heating means 5 for heating the belt in contact with the outer peripheral surface of the belt. Reference numeral 6 denotes a guide for introducing a recording material 7 such as a recording paper or an OHP film into a nip portion between the belt 4 and the pressure roller 2. Pressure roller 2
Is pressed toward the belt 4 by a pressing mechanism constituted by a spring or the like, and presses the belt 4 against the support roller 1. The overall shape is shown in FIG. The belt 4 is configured so as to rotate along with the support roller 1 and the pressure roller 2 while maintaining a shape such as a substantially cylindrical shape or an elliptical cylindrical shape while approaching the sensor 3 and the heating means 5. If necessary, while maintaining the shape of the belt 4 using guide means (not shown),
The rotation operation may be made smooth.
【０００７】図２(a) 及び(b) は夫々支持ローラの形態
例の構造を示した断面図である。(a) の支持ローラは、
ステンレスＳＵＳやアルミニウムＡｌなどの金属材料か
らなるパイプ状の芯金８の表面にシリコーンゴムなどの
耐熱性を有する弾性体層９を被覆形成したもの、或は
(b) のように芯金８をＳＵＳやＡｌなどの金属からなる
棒状（円筒状）とし、その表面に弾性体層９を被覆した
ものとする。弾性体層９の厚さが薄過ぎると、ベルト４
を介して加熱手段５から伝達された熱が芯金８に伝わり
やすくなり、ベルト４を定着温度に昇温するのに時間を
要したり、ベルトの温度を維持するのに大きな電力を必
要とする等の不具合が生じるため好ましくない。従っ
て、弾性体層９の厚さは１mm以上とするのが好ましい。
また、弾性体層９として発泡シリコーンゴムなどのスポ
ンジ状の弾性体を用いた場合には、層内部の空孔に空気
層を有しているため断熱効果が大きくなり、ベルトの熱
が弾性体層を伝わって芯金８に逃げにくくなり、昇温時
間の短縮、ベルト温度を維持する電力の低減を更に図る
ことができる。FIGS. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views each showing the structure of an embodiment of a supporting roller. The support roller in (a) is
A pipe-shaped cored bar 8 made of a metal material such as stainless steel SUS or aluminum Al coated with a heat-resistant elastic layer 9 such as silicone rubber on the surface, or
As shown in (b), the core metal 8 is formed in a rod shape (cylindrical shape) made of a metal such as SUS or Al, and the surface thereof is covered with an elastic layer 9. If the thickness of the elastic layer 9 is too thin, the belt 4
The heat transmitted from the heating means 5 via the heating member 5 is easily transmitted to the metal core 8, and it takes time to raise the temperature of the belt 4 to the fixing temperature or requires a large amount of electric power to maintain the temperature of the belt. It is not preferable because troubles such as the occurrence of the problem occur. Therefore, the thickness of the elastic layer 9 is preferably 1 mm or more.
When a sponge-like elastic material such as foamed silicone rubber is used as the elastic material layer 9, since the air layer is provided in the pores inside the layer, the heat insulating effect is increased, and the heat of the belt is reduced. It is difficult for the core metal 8 to escape through the layer, and the time for raising the temperature can be shortened, and the power for maintaining the belt temperature can be further reduced.
【０００８】ベルト４は、ポリイミドやシリコーンなど
の耐熱性の樹脂板や、ニッケルＮｉ、ステンレスＳＵＳ
などの金属薄板を無端ベルト状に成形したものである。
特にＮｉやＳＵＳなどの金属で形成したベルトは熱伝導
率が高いため、ベルト内での熱伝導が良く、そのため温
度むらが少ないというメリットがあるため最適である。
ベルトの厚さは、加圧ローラ２と支持ローラ１との圧接
部でベルト４の一部が変形することにより、加圧ローラ
２との間で十分なニップ幅が確保できるように、可撓性
を有する厚みにするのがよい。この厚みの程度はベルト
の材質によって異なるが、ＮｉやＳＵＳなどの金属の場
合は通常０．３mm以下、好ましくは０．２mm以下であ
る。また、ベルト４を加熱したときの昇温時間を早くす
るという点からも、ベルト４の厚みはベルトが円形状あ
るいは楕円形状を維持できる範囲内で薄い方が好まし
い。また、ベルト４の加圧ローラ側表面、すなわち記録
材７上のトナーと接触する面に、テフロンやシリコーン
ゴムなどの、トナーに対して十分な離型性を有する材料
で離型層を形成することがトナーの転移を防止する上で
好ましい。ベルト４を加熱するための加熱手段５として
は、図１に示したセラミックスヒータ、或は図３に示し
たハロゲンヒータ等の一般的な加熱手段が好適に用いら
れる。加熱手段５の設置位置としては、図１、図３など
のようにベルト４の外側に設けてもよいし、或は内側に
設けてもよい。The belt 4 is made of a heat-resistant resin plate such as polyimide or silicone, nickel Ni or stainless steel SUS.
And the like are formed into an endless belt shape.
In particular, a belt formed of a metal such as Ni or SUS has a high thermal conductivity, and therefore has a merit that heat conduction in the belt is good and therefore there is little temperature unevenness.
The thickness of the belt is flexible so that a sufficient nip width can be secured between the pressure roller 2 and the pressure roller 2 when a part of the belt 4 is deformed at the pressure contact portion between the pressure roller 2 and the support roller 1. It is good to have a thickness having properties. The thickness varies depending on the material of the belt, but is usually 0.3 mm or less, preferably 0.2 mm or less for metals such as Ni and SUS. Also, from the viewpoint of shortening the temperature rise time when the belt 4 is heated, the thickness of the belt 4 is preferably as thin as possible within a range where the belt can maintain a circular or elliptical shape. Further, a release layer is formed on the surface of the belt 4 on the pressure roller side, that is, on the surface of the recording material 7 which comes into contact with the toner, using a material having sufficient release properties for the toner, such as Teflon or silicone rubber. It is preferable to prevent the transfer of the toner. As the heating means 5 for heating the belt 4, a general heating means such as the ceramic heater shown in FIG. 1 or the halogen heater shown in FIG. 3 is preferably used. The installation position of the heating means 5 may be provided outside the belt 4 as shown in FIGS. 1 and 3 or may be provided inside.
【０００９】また、ベルト４を金属材料とした場合には
電磁誘導等を用いた誘導加熱などを用いることができ、
電磁誘導加熱の為のコイル等の発熱手段をベルトの適所
に設けることとなる。加熱手段５としてハロゲンヒータ
を用いる場合には、効率的にベルトを加熱するために、
図３に示した反射板１０を用いるのが好ましい。また、
図１に示したセラミックスヒータを用いる場合には、効
率よくベルトに熱を伝えるために、ベルトとヒータとの
接触面積をできるだけ大きく確保するのが好ましい。ま
た、加熱手段５をベルト４に接触させる構成を採用する
場合には、加熱手段とベルトとが接触する部分に接触に
よってベルトやヒータが傷つくのを防止する目的で、ポ
リイミドなどの耐熱性の樹脂による耐摩耗層を設けるの
が有効である。加圧ローラ２としては、ＳＵＳ、鉄、Ａ
ｌ、真鍮などの金属の心棒、あるいはこれらの材料から
なるパイプの外周面上に、シリコーンゴムなどの弾性体
層を形成したものを用いる。また、定着に必要なニップ
幅を確保するための加圧力を低減することを目的とし
て、弾性体層として発泡シリコーンゴムなどの比較的柔
らかい材料も最近では用いられてきている。When the belt 4 is made of a metal material, induction heating using electromagnetic induction or the like can be used.
A heating means such as a coil for electromagnetic induction heating is provided at an appropriate position on the belt. When a halogen heater is used as the heating means 5, in order to heat the belt efficiently,
It is preferable to use the reflector 10 shown in FIG. Also,
When the ceramic heater shown in FIG. 1 is used, it is preferable to secure a contact area between the belt and the heater as large as possible in order to efficiently transfer heat to the belt. In the case where the heating unit 5 is configured to be in contact with the belt 4, a heat-resistant resin such as polyimide is used for the purpose of preventing the belt and the heater from being damaged by the contact between the heating unit and the belt. It is effective to provide a wear-resistant layer by the following method. SUS, iron, A
1, a mandrel made of metal such as brass, or a pipe made of such a material in which an elastic layer such as silicone rubber is formed on the outer peripheral surface is used. In addition, relatively soft materials such as foamed silicone rubber have recently been used as the elastic layer for the purpose of reducing the pressing force for securing the nip width required for fixing.
【００１０】支持ローラ１表面の弾性体層９、及び加圧
ローラ２の弾性体層として、発泡状のゴムを使用するメ
リットとしてはその断熱性の良さを挙げることができ
る。すなわち、発泡ゴムはゴム中に空気層が多数含まれ
ているため、その空気層が極めて良好な断熱層になっ
て、ベルトから伝達された熱がローラ内部に伝熱して奪
われることによる電力の消耗を防止できる。また、各ロ
ーラ１、２の弾性体層の表面に、さらに離型性を持たせ
るための離型層を設ける。離型層には摩擦などによって
離型層が帯電し、その静電気力や放電の発生などによっ
て未定着のトナー画像に乱れが発生するのを防ぐための
導電層として、カーボンなどの導電性材料を表面近傍に
含有させるようにしてもよい。なお、本形態例では、押
圧部材としてローラ状の加圧部材２を用いているが、こ
れは一例であり、板状の金属やセラミックスの上に、シ
リコーンなどの樹脂層を設けた板状押圧部材を用いるこ
ともできる。An advantage of using foamed rubber as the elastic layer 9 on the surface of the support roller 1 and the elastic layer of the pressure roller 2 is its good heat insulating property. That is, since foamed rubber contains a large number of air layers in the rubber, the air layer becomes an extremely good heat insulating layer, and the heat transmitted from the belt is transferred to the inside of the roller and taken away by the power. Wear can be prevented. In addition, a release layer is provided on the surface of the elastic body layer of each of the rollers 1 and 2 to further provide a release property. A conductive layer such as carbon is used as a conductive layer to prevent the release layer from being charged due to friction or the like, and the unfixed toner image from being disturbed due to electrostatic force or discharge. It may be contained near the surface. In this embodiment, the roller-shaped pressing member 2 is used as the pressing member. However, this is merely an example, and a plate-shaped pressing member in which a resin layer such as silicone is provided on a plate-shaped metal or ceramics is used. A member can also be used.
【００１１】以上のような構成の加熱装置において、加
圧ローラ２は図示しないバネなどの加圧手段によって、
支持ローラ１の方向に加圧される。加圧ローラ２、支持
ローラ１の外周面は弾性体層で形成されているため、ベ
ルト４を挟んで対向する部分がそれぞれ変形する。ベル
ト４も変形可能な厚さに形成されているため、図４の要
部拡大図に示すように、ほぼ加圧ローラ２、支持ローラ
１の弾性体層の変形形状に追随して変形することができ
る。したがって、加圧ローラ２とベルト４との間に、図
示のごとき大きなニップ幅を形成することができる。一
方、ベルト４は十分に薄いためその熱容量は小さい。ま
た、ベルト４と接触している支持ローラ１の表面はシリ
コーンなどの比較的熱伝導性の悪い材料で形成されてい
るため、ベルト４の熱が芯金８に放熱されにくい。その
ため、加熱手段５によって、熱容量の小さいベルト４を
容易に昇温させることができ、ベルト４を加熱するため
の昇温時間が短くて済む。そのため、コピーを行わない
待機状態において、加熱手段５への電力供給を停止する
か、あるいはベルト温度を低い温度に維持することによ
っても、コピーを開始する際のベルト４の昇温を十分に
早くすることが可能となる。その結果、待機時に於ては
極めてわずかの電力を加熱手段に供給しておくことによ
り、コピー開始と同時にユーザをほとんど待たせること
なく、設定温度にまで昇温させることができるため、省
エネルギー化が実現できる。また、熱伝導率の大きな金
属のベルトを用いることにより、小さなサイズの紙を連
続通紙したときに生じる、端部（非通紙部）の温度上昇
という、いわゆる端部温度上昇の問題も防止できる。In the heating device configured as described above, the pressure roller 2 is pressed by a pressure means such as a spring (not shown).
Pressure is applied in the direction of the support roller 1. Since the outer peripheral surfaces of the pressure roller 2 and the support roller 1 are formed of an elastic layer, portions facing each other with the belt 4 interposed therebetween are deformed. Since the belt 4 is also formed to have a deformable thickness, as shown in an enlarged view of a main part in FIG. 4, the belt 4 deforms substantially following the deformed shape of the elastic layer of the pressure roller 2 and the support roller 1. Can be. Therefore, a large nip width as shown in the drawing can be formed between the pressure roller 2 and the belt 4. On the other hand, since the belt 4 is sufficiently thin, its heat capacity is small. In addition, since the surface of the support roller 1 that is in contact with the belt 4 is formed of a material having relatively low heat conductivity such as silicone, heat of the belt 4 is not easily radiated to the core 8. Therefore, the heating unit 5 can easily raise the temperature of the belt 4 having a small heat capacity, and the heating time for heating the belt 4 can be shortened. Therefore, in a standby state in which copying is not performed, the power supply to the heating unit 5 is stopped or the belt temperature is maintained at a low temperature, so that the temperature of the belt 4 can be increased sufficiently quickly when copying is started. It is possible to do. As a result, by supplying a very small amount of power to the heating means during standby, it is possible to raise the temperature to the set temperature without making the user wait almost at the same time as the start of copying. realizable. In addition, by using a metal belt having a high thermal conductivity, the problem of so-called edge temperature rise, which is an increase in the temperature of the end portion (non-sheet passing portion), which occurs when small size paper is continuously passed, is prevented. it can.
【００１２】次に、この定着装置を用いた定着動作につ
いて説明する。図示しない画像形成装置本体のコピース
タートボタンを押し下げることにより原稿画像等の画像
情報が読み込まれ、該画像情報に基づいて感光体上に形
成された静電潜像が現像装置により可視像化されてトナ
ー像になると、このトナー像が記録材７上に転写される
が、コピースタートボタンの押下げを基準とした所定の
タイミングにより、定着装置の加熱手段５に電力が供給
され、ベルト４の加熱が開始される。それとともに、モ
ータなどの駆動手段（図示せず）によって、支持ローラ
１の軸方向端部に設けたギヤ１０を介して支持ローラ１
が回転駆動される。支持ローラ１の回転とともに、ベル
ト４、加圧ローラ２も従動して回転する。ベルト４の温
度は、サーミスタなどの温度検知手段３により検知さ
れ、この検知情報を受けた図示しない制御部が所定の温
度になるように加熱手段５への供給電力を制御する。一
方、上記のごとく電子写真プロセスに従った感光体表面
の帯電、露光、現像によって感光体上にトナー像が形成
され、転写部において感光体上のトナー像が記録材７に
転写される。このあと、記録材７は、定着装置のニップ
部に搬送され、所定温度になったベルト４によって、加
熱定着される。次に、本発明の具体的な実施例について
説明する。Next, a fixing operation using the fixing device will be described. Image information such as a document image is read by depressing a copy start button of an image forming apparatus main body (not shown), and an electrostatic latent image formed on a photoconductor is visualized by a developing device based on the image information. When the toner image is transferred to the recording material 7, the power is supplied to the heating unit 5 of the fixing device at a predetermined timing based on the depression of the copy start button, and Heating is started. At the same time, the driving roller 1 is driven by a driving means (not shown) such as a motor through a gear 10 provided at an axial end of the supporting roller 1.
Is driven to rotate. With the rotation of the support roller 1, the belt 4 and the pressure roller 2 also follow and rotate. The temperature of the belt 4 is detected by a temperature detection unit 3 such as a thermistor, and a control unit (not shown) that has received the detection information controls power supplied to the heating unit 5 so as to reach a predetermined temperature. On the other hand, as described above, a toner image is formed on the photoconductor by charging, exposing, and developing the surface of the photoconductor in accordance with the electrophotographic process, and the toner image on the photoconductor is transferred to the recording material 7 in the transfer unit. Thereafter, the recording material 7 is conveyed to the nip portion of the fixing device, and is heated and fixed by the belt 4 having a predetermined temperature. Next, specific examples of the present invention will be described.
【００１３】＜実施例１＞図１及び図２に示した定着装
置及び支持ローラの構成で、以下に示すような定着装置
を試作した。 支持ローラのサイズ：幅３３５ｍｍ、径３０ｍｍ 支持ローラの材料 芯材：アルミパイプ（厚さ＝１．５mm） 弾性体層：シリコーンゴム（厚さ＝２mm） ベルト 材質：Ｎｉ（厚さ０．１mm） サイズ：幅３１０mm、径４０mm 加熱手段：ハロゲンヒータ ヒータ供給電力：９００Ｗ 加圧ローラ：径３０mm、芯材＝鉄、弾性体層：シリコー
ンゴム 加圧力：１５ｋｇｆ 記録紙：リコータイプ６２００紙 Ａ３用紙 記録紙送り速度：２００ｍｍ／ｓ ベルトの設定温度：１８０℃ ＜実施例２＞ 支持ローラのサイズ：幅３３５ｍｍ、径３０ｍｍ 支持ローラの材料 芯材：アルミパイプ（厚さ＝１．５mm） 弾性体層：発砲シリコーンゴム（厚さ＝３mm） ベルト 材質：Ｎｉ（厚さ０．１mm） サイズ：幅３１０mm、径４０mm 離型層：テフロンコート 加熱手段：セラミックスヒータ（ベルトとの接触面にポ
リイミドフィルム挿入） ヒータ供給電力：９００Ｗ 加圧ローラ：径３０mm、芯材＝鉄、弾性体層＝シリコー
ンゴム 加圧力：１５ｋｇｆ 記録紙：リコータイプ６２００紙 Ａ３用紙 記録紙送り速度：２００ｍｍ／ｓ ベルトの設定温度：１８０℃ 上記構成を備えた定着装置により、実際に定着画像を１
０枚作成し、その定着率をクロックメータ法により測定
した。測定場所は、Ａ３用紙の先頭、中央、後端部の、
それぞれ左右と中央部の計９個所である。その結果、一
枚中のどの場所でも定着率９０％以上を確保することが
でき、さらに１０枚すべてにおいて同様の定着率を確保
することができた。また、室温から設定温度までのベル
トの昇温時間を測定したところ、実施例１で約１０秒、
実施例２で約８秒、と十分に早かった。また、実施例２
では、離型層を設けることにより、トナーがベルト側に
付着するオフセットがまったく生じておらず、良好な記
録画像を得ることができた。また、これらの定着装置に
Ｂ５用紙を連続５０枚通紙し、非通紙部の温度上昇を測
定しても、その上昇分は２５℃以下と問題にならないレ
ベルであった。なお、本発明は、記録材を搬送しながら
加熱する装置、たとえばリサイクルコピア（＝コピー済
みの記録紙から、トナーを剥離する装置）にも応用する
ことができる。<Example 1> A fixing device as shown below was prototyped with the fixing device and the supporting rollers shown in FIGS. 1 and 2. Support roller size: 335 mm width, diameter 30 mm Support roller material Core material: Aluminum pipe (thickness = 1.5 mm) Elastic layer: silicone rubber (thickness = 2 mm) Belt material: Ni (0.1 mm thickness) Size: width 310 mm, diameter 40 mm Heating means: halogen heater Heating power: 900 W Pressure roller: diameter 30 mm, core material = iron, elastic layer: silicone rubber Pressure: 15 kgf Recording paper: Ricoh type 6200 paper A3 paper Recording paper Feeding speed: 200 mm / s Set temperature of belt: 180 ° C. <Example 2> Size of supporting roller: width 335 mm, diameter 30 mm Material of supporting roller Core material: aluminum pipe (thickness = 1.5 mm) Elastic body layer: firing Silicone rubber (thickness = 3mm) Belt Material: Ni (0.1mm thick) Size: 310mm width, 40mm diameter Release layer: Teflon coating Heating means: ceramic Heater (a polyimide film is inserted into the contact surface with the belt) Heater power supply: 900 W Pressure roller: Diameter 30 mm, core material: iron, elastic layer: silicone rubber Pressure: 15 kgf Recording paper: Ricoh type 6200 paper A3 paper Recording paper Feeding speed: 200 mm / s Set temperature of belt: 180 ° C. With the fixing device having the above-described configuration, a fixed image is actually formed by 1
Zero sheets were prepared, and the fixing rate was measured by a clock meter method. The measurement location is at the top, center, and rear edge of A3 paper.
There are a total of nine locations on the left, right, and center. As a result, a fixing rate of 90% or more could be secured at any place on one sheet, and a similar fixing rate could be secured for all 10 sheets. Further, when the time required for the belt to rise from room temperature to the set temperature was measured, it was found that in Example 1, about 10 seconds,
In Example 2, the time was about 8 seconds, which was sufficiently fast. Example 2
By providing the release layer, no offset occurred in which the toner adhered to the belt side, and a good recorded image could be obtained. Further, even when 50 sheets of B5 paper were continuously passed through these fixing devices and the temperature rise in the non-sheet passing portion was measured, the rise was 25 ° C. or less, which was a level that was not a problem. The present invention can also be applied to a device for heating a recording material while transporting it, for example, a recycle copier (= a device for peeling toner from copied recording paper).
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上のように請求項１の発明では、パイ
プ状或は棒状の芯金の外周に弾性体層を形成した支持ロ
ーラと、加圧ローラとで薄板状のエンドレスベルトを挟
んで、このベルトを加熱手段によって加熱するようにし
たので、少ない加圧力でも大きなニップ幅が確保でき、
しかも、熱容量の小さなベルトを使用しているため、ベ
ルトを設定温度にまで加熱するのに短い時間でよく、安
定した定着性を確保でき、省エネルギーに向いた定着装
置を提供することができる。請求項２の発明では、請求
項１の効果に加えて、さらに、支持ローラの弾性体層と
して、スポンジ状ゴムを使用したので、断熱性が向上
し、ベルトの熱が断熱体層を通じて、芯金に放熱される
のが低減され、ベルトが効率よく加熱される。そのた
め、昇温時間をさらに短縮することができる。請求項３
の発明では、請求項１の効果に加えて、さらにベルトを
熱伝導性のよい金属で構成したので、ベルト内での温度
のむらが少なくなって、均一な定着画像を得ることがで
きる。また、小さなサイズの紙を連続通紙したときに生
じる、端部（非通紙部）の温度が上昇してしまうとい
う、いわゆる端部温度上昇の問題も低減できる。請求項
４の発明では、請求項１の効果に加えて、さらに、ベル
トのトナーと接触する面に離型層を設けたので、オフセ
ットなどが生じず、高品質の定着画像を得ることができ
る。As described above, according to the first aspect of the present invention, a thin plate-shaped endless belt is sandwiched between a supporting roller in which an elastic layer is formed on the outer periphery of a pipe-shaped or rod-shaped cored bar and a pressing roller. Since the belt is heated by the heating means, a large nip width can be secured with a small pressing force.
Moreover, since a belt having a small heat capacity is used, it takes only a short time to heat the belt to the set temperature, a stable fixing property can be secured, and a fixing device suitable for energy saving can be provided. According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, since the sponge-like rubber is used as the elastic layer of the support roller, the heat insulating property is improved, and the heat of the belt is transferred to the core through the heat insulating layer. Heat release to the gold is reduced, and the belt is efficiently heated. Therefore, the time for raising the temperature can be further reduced. Claim 3
According to the present invention, in addition to the effect of the first aspect, since the belt is made of a metal having good thermal conductivity, the unevenness in temperature in the belt is reduced, and a uniform fixed image can be obtained. In addition, the problem of so-called edge temperature rise, which occurs when small-sized paper is continuously passed, that is, the temperature at the end (non-sheet passing portion) increases. According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, since a release layer is provided on the surface of the belt that contacts the toner, a high-quality fixed image can be obtained without offset or the like. .
【図１】本発明の一形態例の定着装置の要部構成を示す
略図。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a fixing device according to an embodiment of the invention.
【図２】(a) 及び(b) はいずれも支持ローラの構成例を
示す断面図。FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views each showing a configuration example of a support roller.
【図３】本発明の他の形態例の定着装置の要部構成を示
す略図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a fixing device according to another embodiment of the present invention.
【図４】支持ローラと加圧ローラとのニップ部にベルト
がはさまった状態を示す拡大図。FIG. 4 is an enlarged view showing a state in which a belt is inserted into a nip between a support roller and a pressure roller.
【図５】本発明の定着装置の一例の外観斜視図。FIG. 5 is an external perspective view of an example of a fixing device according to the present invention.
１ 支持ローラ、２ 加圧ローラ、３ センサ、４ ベ
ルト、５ 加熱手段、６記録材、８ 芯金、９ 弾性体
層、REFERENCE SIGNS LIST 1 support roller, 2 pressure roller, 3 sensor, 4 belt, 5 heating means, 6 recording material, 8 cored bar, 9 elastic layer,
Claims (4)
外周面上に設けた弾性体層とからなる支持ローラと、 該支持ローラの外周面の一部と内面の一部が接するよう
に支持ローラを内部に有したエンドレスなベルトと、該
ベルトを加熱するための加熱手段と、該ベルトを該支持
ローラに圧接させるための加圧部材と、を有することを
特徴とする定着装置。1. A supporting roller comprising a pipe-shaped or cylindrical cored bar, and an elastic layer provided on an outer peripheral surface of the cored bar, wherein a part of an outer peripheral surface and a part of an inner surface of the supporting roller are formed. A fixing device comprising: an endless belt having a support roller therein so as to be in contact with the belt; a heating unit for heating the belt; and a pressing member for pressing the belt against the support roller. apparatus.
特徴とする請求項１記載の定着装置。2. The fixing device according to claim 1, wherein the elastic layer is a foamed rubber.
する請求項１記載の定着装置。3. The fixing device according to claim 1, wherein the belt is made of metal.
有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。4. The fixing device according to claim 1, further comprising a layer made of a release material on the surface of the belt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29955596A JPH10123869A (en) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | Fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29955596A JPH10123869A (en) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | Fixing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10123869A true JPH10123869A (en) | 1998-05-15 |
Family
ID=17874146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29955596A Pending JPH10123869A (en) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | Fixing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10123869A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002071157A1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-09-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Fixing device |
| JP2002278334A (en) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Toshiba Tec Corp | Fixing device and image forming device |
| JP2007108392A (en) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Fixing device and image forming apparatus |
| JP2007272088A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Ricoh Co Ltd | Image fixing device and image forming device |
-
1996
- 1996-10-23 JP JP29955596A patent/JPH10123869A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002071157A1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-09-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Fixing device |
| JP2002278334A (en) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Toshiba Tec Corp | Fixing device and image forming device |
| JP2007108392A (en) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Fixing device and image forming apparatus |
| JP2007272088A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Ricoh Co Ltd | Image fixing device and image forming device |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040409 |
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