JPH10307501A - Fixing device - Google Patents
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- JPH10307501A JPH10307501A JP13316497A JP13316497A JPH10307501A JP H10307501 A JPH10307501 A JP H10307501A JP 13316497 A JP13316497 A JP 13316497A JP 13316497 A JP13316497 A JP 13316497A JP H10307501 A JPH10307501 A JP H10307501A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
レーザビームプリンタ等の画像形成装置における定着装
置に関する。The present invention relates to an electrophotographic copying machine,
The present invention relates to a fixing device in an image forming apparatus such as a laser beam printer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像形成装置の定着装置において発生す
る転写紙のシワを防止する技術としては、例えば特開平
４−３２２２８２号公報で提案されているものがある。
この技術は、定着ローラ及び加圧ローラからなるローラ
対により構成された熱ローラ定着装置であり、加圧ロー
ラの導電性発泡層の硬度を下げることで転写紙のシワ発
生を防止している。2. Description of the Related Art As a technique for preventing wrinkles of a transfer sheet generated in a fixing device of an image forming apparatus, there is a technique proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-322282.
This technology is a heat roller fixing device including a roller pair including a fixing roller and a pressure roller, and reduces the hardness of a conductive foam layer of the pressure roller to prevent wrinkles of transfer paper.
【０００３】ところが、このような熱ローラ定着装置
は、ローラ対により形成される定着ニップ部の幅に限界
があり、省エネルギーを考慮して低温定着を実現しよう
とした場合には、転写紙が定着ニップ部を搬送される時
間（ニップ時間）を長くするのに定着ローラ及び加圧ロ
ーラの線速度を低くしなければならず、高速化が困難で
ある。また、定着ローラの表面は、常に内部のヒータか
ら熱供給を受けて高温に保たれており、ニップ時間の増
加による転写紙上トナーの温度上昇率が高く、トナーの
定着上限温度であるホットオフセット温度が低くなるの
で、定着離型温度幅（トナーの定着が可能な定着温度
幅）の余裕度が小さくなるという不具合があった。However, such a heat roller fixing device has a limit in the width of a fixing nip formed by a pair of rollers, and when an attempt is made to realize low-temperature fixing in consideration of energy saving, the transfer paper is fixed. In order to extend the time (nip time) in which the sheet is transported through the nip, the linear velocity of the fixing roller and the pressure roller must be reduced, and it is difficult to increase the speed. Further, the surface of the fixing roller is always kept at a high temperature by receiving heat supply from an internal heater, and the temperature rise rate of the toner on the transfer paper due to the increase of the nip time is high. Therefore, there is a problem that the margin of the fixing release temperature width (the fixing temperature width at which the toner can be fixed) becomes small.
【０００４】そこで、上記熱ローラ定着装置の不具合を
解消することを目的としてベルト定着装置が例えば特開
平６−３１８００１号公報で提案されている。このベル
ト定着装置は、定着ローラと加熱ローラとの間にベルト
主体の表面に離型層を有する無端状の定着ベルトを張設
し、該定着ベルトを介して下方から該定着ベルトを押圧
する加圧ローラを設けて、該定着ベルトと該加圧ローラ
との間にニップ部を形成し、該加熱ローラと該ニップ部
間における該定着ベルトの下方の近接位置において記録
媒体支持体を設けて定着ベルトと記録媒体支持体との間
に略直線状の加熱通路を形成している。Therefore, a belt fixing device has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-318001 for the purpose of solving the problems of the heat roller fixing device. In this belt fixing device, an endless fixing belt having a release layer on the surface of a belt main body is stretched between a fixing roller and a heating roller, and the fixing belt is pressed from below through the fixing belt. A pressure roller is provided to form a nip between the fixing belt and the pressure roller, and a recording medium support is provided between the heating roller and the nip at a position close to and below the fixing belt. A substantially linear heating passage is formed between the belt and the recording medium support.
【０００５】このベルト定着装置では、加熱通路により
トナーを予熱する効果でニップ部の定着温度を低くする
ことができ、また、熱容量の小さい定着ベルトの放熱に
よる自己冷却作用によりトナーの温度を過度に高めるこ
となくトナーと定着ベルトとの離型性をよくし、オイル
レスまたは微量オイル塗布によってオフセットのない定
着画像を得ることができる。In this belt fixing device, the fixing temperature of the nip portion can be lowered by the effect of preheating the toner by the heating passage, and the temperature of the toner is excessively increased by the self-cooling effect due to the heat radiation of the fixing belt having a small heat capacity. The releasability between the toner and the fixing belt can be improved without increasing, and a fixed image without offset can be obtained by oilless or by applying a small amount of oil.
【０００６】ここで、熱ローラ定着装置に対するベルト
定着装置の利点について、図４および図５を参照して説
明する。図４は熱ローラ定着装置の定着ニップ部におけ
る、ニップ時間とともに変化する定着ローラ、トナー、
転写紙の各層内非定常温度分布状態を示したものであ
る。Here, the advantages of the belt fixing device over the heat roller fixing device will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 shows a fixing roller, toner,
FIG. 3 shows an unsteady temperature distribution state in each layer of the transfer paper. FIG.
【０００７】定着ローラ２１がシリコンゴムから構成さ
れていて定着ローラ２１の芯金２１ａ内部から常に一定
の熱量が供給されるという仮定のもとにおいては、始め
は定着ローラ２１は一定の温度Ｔ０に保たれている。ま
た、Ｔａは、始めにトナーと転写紙が一定に保たれてい
る温度を示しており、通常は室温（２５℃）である。[0007] Under the assumption that the fixing roller 21 is made of silicon rubber and that a constant amount of heat is always supplied from the inside of the metal core 21a of the fixing roller 21, the fixing roller 21 is initially kept at a constant temperature T0. Is kept. Ta indicates the temperature at which the toner and the transfer paper are kept constant at first, and is usually room temperature (25 ° C.).
【０００８】定着ローラ２１、トナー２２、転写紙２３
の各層内非定常温度分布状態は、トナー２２と転写紙２
３が定着ローラ２１と加圧ローラ２４とで形成される定
着ニップ部内に進入した直後には、Ｔａと一定の温度Ｔ
０とを結ぶ温度分布曲線ｔ１の温度分布をなし、時間が
経過するにつれｔ２，ｔ３のように変化していく。[0008] Fixing roller 21, toner 22, transfer paper 23
The unsteady temperature distribution state in each layer of the toner 22 and the transfer paper 2
Immediately after the roller 3 has entered the fixing nip formed by the fixing roller 21 and the pressure roller 24, Ta and a constant temperature T
It forms a temperature distribution of a temperature distribution curve t1 connecting 0, and changes as t2 and t3 as time passes.
【０００９】このとき、定着ローラ２１のシリコンゴム
層２１ｂとトナー層２２との境界面は、一定の境界温度
Ｔ１（トナーの上面温度にも相当する）を維持してい
る。一方、時間の経過とともに、トナー層２２内部に熱
が伝わり、トナー２２と転写紙２３との境界温度Ｔｆ
（トナーの下面温度に相当する）が上昇する。At this time, the boundary surface between the silicone rubber layer 21b of the fixing roller 21 and the toner layer 22 maintains a constant boundary temperature T1 (corresponding to the upper surface temperature of the toner). On the other hand, as time passes, heat is transmitted to the inside of the toner layer 22, and the boundary temperature Tf between the toner 22 and the transfer paper 23 is increased.
(Corresponding to the lower surface temperature of the toner) increases.
【００１０】ニップ時間が十分に長いと、その後は定着
ローラ２１、トナー２２、転写紙２３の各層内非定常温
度分布状態がｔ４のような経過をたどり、境界温度Ｔ１
は少しずつ又は漸次に上昇していき、また境界温度Ｔｆ
も上昇していく。一方、上記ベルト定着装置では、ニッ
プ部内に加熱源がないために、定着ベルトの表面が転写
紙に熱を奪われて時間の経過とともにその温度が低下す
るという定着ベルトの自己冷却作用が行われる。したが
って、上記した境界温度Ｔｆは時間の経過とともに上昇
するが、境界温度Ｔ１に関しては内部に熱源を有する熱
ローラ定着装置に比べて温度上昇が小さい。If the nip time is sufficiently long, the unsteady temperature distribution state in each layer of the fixing roller 21, the toner 22, and the transfer paper 23 follows a course like t4, and the boundary temperature T1
Rises little by little or gradually, and the boundary temperature Tf
Also rises. On the other hand, in the belt fixing device, since there is no heat source in the nip portion, the surface of the fixing belt is deprived of heat by the transfer sheet, and the self-cooling action of the fixing belt is performed. . Therefore, the above-mentioned boundary temperature Tf rises with the passage of time, but the temperature rise of the boundary temperature T1 is smaller than that of a heat roller fixing device having a heat source inside.
【００１１】ここで、ホットオフセット現象は、定着ロ
ーラと接触するトナー界面において、その界面接着力が
トナーの溶融時の粘弾性変化に伴う凝集力を上回ったと
きに起こる。すなわち、ホットオフセット現象は、定着
ローラのシリコンゴム層とトナーとの界面の温度である
境界温度Ｔ１の大きさが影響する。また、トナーの定着
は、転写紙と接触するトナー界面において、その界面接
着力がトナーの溶融時の粘弾性変化に伴う凝集力を上回
ったときに定着可能になる。すなわち、トナーの定着
は、トナーと転写紙との界面温度である境界温度Ｔｆの
大きさが影響する。Here, the hot offset phenomenon occurs when the interfacial adhesive force at the interface of the toner contacting the fixing roller exceeds the cohesive force due to the change in viscoelasticity when the toner is melted. That is, the hot offset phenomenon is affected by the magnitude of the boundary temperature T1, which is the temperature of the interface between the silicone rubber layer of the fixing roller and the toner. Further, the toner can be fixed when the interfacial adhesive force at the toner interface in contact with the transfer paper exceeds the cohesive force caused by the change in viscoelasticity when the toner is melted. That is, the fixing of the toner is affected by the magnitude of the boundary temperature Tf which is the interface temperature between the toner and the transfer paper.
【００１２】次に、図５は、熱ローラ定着装置（図５で
は熱ローラ定着、ローラと略示）とベルト定着装置（図
５ではベルト定着、ベルトと略示）との定着温度特性を
示したものである。図５において、横軸はニップ時間、
縦軸は定着温度であり、熱ローラ定着装置のローラ温度
を細い実線で、ベルト定着装置の定着ベルト温度を太い
実線でそれぞれ表し、また熱ローラ定着装置のトナー温
度を細い破線で、ベルト定着装置のトナー温度を太い破
線でそれぞれ表している。FIG. 5 shows the fixing temperature characteristics of a heat roller fixing device (in FIG. 5, heat roller fixing, abbreviated as a roller) and a belt fixing device (in FIG. 5, belt fixing, abbreviated as a belt). It is a thing. In FIG. 5, the horizontal axis is the nip time,
The vertical axis indicates the fixing temperature, the roller temperature of the heat roller fixing device is indicated by a thin solid line, the fixing belt temperature of the belt fixing device is indicated by a thick solid line, and the toner temperature of the heat roller fixing device is indicated by a thin broken line. Are indicated by thick broken lines.
【００１３】図５から分かるように、トナーが定着可能
な定着領域（図中細かいハッチングで示す領域）の温度
領域においては、ニップ時間の増加につれ、熱ローラ定
着装置ではトナーの温度が急激に増加するものの、ベル
ト定着装置では定着ベルトの自己冷却作用により境界温
度Ｔ１の上昇を防ぐことができてトナーの温度上昇がゆ
るやかとなる。これにより、ニップ時間を増やすことが
できる場合においては、ベルト定着装置の方が熱ローラ
定着装置よりもトナーのホットオフセットに対して余裕
度があることが分かる。As can be seen from FIG. 5, in the temperature region of the fixing region where the toner can be fixed (the region indicated by fine hatching in the figure), the temperature of the toner in the heat roller fixing device sharply increases as the nip time increases. However, in the belt fixing device, the self-cooling action of the fixing belt can prevent the boundary temperature T1 from rising, and the temperature of the toner rises slowly. Thus, when the nip time can be increased, it can be seen that the belt fixing device has more latitude for hot offset of toner than the heat roller fixing device.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のベルト定着装置では、トナーを予熱する工程がトナ
ーの雰囲気予熱を行う工程であるため、高速時に予熱が
十分に行えない問題点があった。また、定着ローラがソ
リッドゴムであるため、転写紙の厚みによるストレスを
吸収できず、ニップ部内の圧力分布がニップ部入口、ニ
ップ部出口で低くてニップ部中央で最も高いという不均
一な分布状態になり、予熱工程で定着ベルトから熱を受
けて含水分が蒸発して部分的に凹凸の発生した転写紙が
不均一な圧力分布のニップ部内で強い面圧で押圧され、
転写紙にシワが発生してしまう問題点もあった。However, in the above-mentioned conventional belt fixing device, the step of preheating the toner is a step of preheating the atmosphere of the toner, so that there is a problem that the preheating cannot be sufficiently performed at a high speed. In addition, since the fixing roller is made of solid rubber, it cannot absorb the stress due to the thickness of the transfer paper, and the pressure distribution in the nip is uneven at the entrance and exit of the nip, and is highest at the center of the nip. In the preheating process, the transfer paper receiving the heat from the fixing belt in the preheating process evaporates the moisture content and the partially uneven transfer paper is pressed with a strong surface pressure in the nip portion having an uneven pressure distribution,
There is also a problem that wrinkles are generated on the transfer paper.
【００１５】本発明は、転写紙のシワ発生を防止するこ
とができ、トナーに十分な熱量を供給することができ、
定着ニップ部通過直後の転写紙の定着ベルトへの巻き付
きを防止することができる定着装置を提供するを目的と
する。According to the present invention, the generation of wrinkles on the transfer paper can be prevented, and a sufficient amount of heat can be supplied to the toner.
An object of the present invention is to provide a fixing device capable of preventing the transfer paper from being wound around a fixing belt immediately after passing through a fixing nip portion.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、定着ローラと、加熱ローラ
と、この加熱ローラと前記定着ローラとの間に張架され
た無端状の定着ベルトと、前記定着ローラに対向して設
けられた加圧ローラと、前記加熱ローラと前記加圧ロー
ラのうちの少なくとも前記加熱ローラの内部に設けられ
た定着ベルト加熱用ヒータとを備え、前記加圧ローラが
前記定着ローラに加圧することなく前記定着ベルトに加
圧して第１定着工程部分を形成し、前記加圧ローラが前
記定着ベルトを介して前記定着ローラに加圧して第２定
着工程部分を形成する定着装置において、前記定着ロー
ラが発泡体層を有するものであり、転写紙のシワ発生を
防止することができる。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a fixing roller, a heating roller, and an endless belt stretched between the heating roller and the fixing roller. A fixing belt, a pressure roller provided opposite to the fixing roller, and a heater for heating a fixing belt provided inside at least the heating roller of the heating roller and the pressure roller; A pressure roller presses the fixing belt without pressing the fixing roller to form a first fixing step portion, and the pressure roller presses the fixing roller via the fixing belt to form a second fixing step. In the fixing device for forming a portion, the fixing roller has a foam layer, so that it is possible to prevent the generation of wrinkles on the transfer paper.
【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の定
着装置において、前記定着ローラの硬度がアスカーＣで
１０°以上５０°以下であるものであり、転写紙のシワ
発生を防止することができる。According to a second aspect of the present invention, in the fixing device of the first aspect, the hardness of the fixing roller is 10 ° or more and 50 ° or less at Asker C, and the generation of wrinkles on the transfer paper is prevented. Can be.
【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の定着装置において、前記加圧ローラが発泡体層を
有するものであり、トナーに十分な熱量を供給すること
ができる。The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
In the fixing device described above, the pressure roller has a foam layer, and can supply a sufficient amount of heat to the toner.
【００１９】請求項４記載の発明は、請求項１、２また
は３記載の定着装置において、前記定着ローラの硬度が
前記加圧ローラの硬度よりも低いものであり、定着ニッ
プ部通過直後の転写紙の定着ベルトへの巻き付きを防止
することができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device of the first, second or third aspect, the hardness of the fixing roller is lower than the hardness of the pressure roller, and the transfer immediately after passing through the fixing nip portion. The paper can be prevented from winding around the fixing belt.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態は、定着ローラ
と、加熱ローラと、この加熱ローラと上記定着ローラと
の間に張架された無端状の定着ベルトと、上記定着ロー
ラに対向して設けられた加圧ローラと、上記加熱ローラ
と上記加圧ローラのうちの少なくとも上記加熱ローラの
内部に設けられた定着ベルト加熱用ヒータとを備え、上
記加圧ローラが上記定着ローラに加圧することなく上記
定着ベルトに加圧して第１定着工程部分を形成し、上記
加圧ローラが上記定着ベルトを介して上記定着ローラに
加圧して第２定着工程部分を形成するものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention is directed to a fixing roller, a heating roller, an endless fixing belt stretched between the heating roller and the fixing roller, and a fixing roller facing the fixing roller. And a fixing belt heating heater provided inside at least the heating roller of the heating roller and the pressure roller, wherein the pressure roller presses the fixing roller. The first fixing step is formed by pressing the fixing belt without applying pressure, and the second fixing step is formed by pressing the pressing roller against the fixing roller via the fixing belt.
【００２１】定着ローラは、転写紙のシワ発生防止を図
る観点から、アスカーＣ硬度：アスカーＣ３００ｇ加重
（ここでは、単に「アスカーＣ」という）で１０°以上
５０°以下の発泡体層を有する耐熱弾性部材層を芯金上
に設けたものが用いられる。発泡体層を有する耐熱弾性
部材としては、例えばシリコンスポンジゴム等が好まし
い。定着ローラにおける耐熱弾性部材層部の硬度（以
下、「ローラ硬度」というときがある）が、アスカーＣ
で１０°未満であると、所望のニップ幅に対してニップ
内の圧力が不足するため、トナーの定着が不十分とな
り、定着下限温度が上昇して離型温度幅が狭くなる等の
不具合を生じ、また、アスカーＣで５０°を超えると転
写紙にシワが発生する。したがって、定着ローラの硬度
は、転写紙に発生するシワを確実に防ぐことを考慮する
と、アスカーＣで１０°以上５０°以下（１０°〜５０
°）が好ましい。また、定着ローラにおける耐熱弾性部
材層部においては発泡体として形成する硬度の上限はア
スカーＣで６０度が限界である（耐熱弾性部材層部は、
硬度がアスカーＣで６０度を越えると、発泡倍率が小さ
くなり、発泡体としての断熱効果、シワ低減効果がなく
なる）。それ故に、定着ローラにおける耐熱弾性部材層
部は、このような範囲のローラ硬度を有する耐熱弾性部
材層ならば、どのような構造のものでもよく、例えば特
開平４−３２２２８２号公報に記載されているような発
泡体層に発泡体の気泡よりも大きい中空部を設けた構造
であってもよい。From the viewpoint of preventing the generation of wrinkles on the transfer paper, the fixing roller has a foam layer of 10 ° to 50 ° with Asker C hardness: 300 g of Asker C (hereinafter simply referred to as “Asker C”). An elastic member layer provided on a core metal is used. As the heat-resistant elastic member having the foam layer, for example, silicon sponge rubber or the like is preferable. The hardness of the heat-resistant elastic member layer portion of the fixing roller (hereinafter sometimes referred to as “roller hardness”) is ASKER C
If the angle is less than 10 °, the pressure in the nip is insufficient with respect to the desired nip width, so that the fixing of the toner becomes insufficient, the fixing lower limit temperature rises, and the mold release temperature width becomes narrow. When the Asker C exceeds 50 °, wrinkles occur on the transfer paper. Therefore, the hardness of the fixing roller should be 10 ° or more and 50 ° or less (10 ° to 50 °) with Asker C in consideration of reliably preventing wrinkles generated on the transfer paper.
°) is preferred. In the heat-resistant elastic member layer portion of the fixing roller, the upper limit of the hardness formed as a foam is limited to 60 degrees with Asker C (the heat-resistant elastic member layer portion is
When the hardness exceeds 60 degrees in Asker C, the expansion ratio becomes small, and the heat insulating effect and the wrinkle reducing effect as a foam are lost. Therefore, the heat-resistant elastic member layer portion of the fixing roller may have any structure as long as it is a heat-resistant elastic member layer having a roller hardness in such a range, for example, as described in JP-A-4-322282. It is also possible to adopt a structure in which a hollow portion larger than the foam cells is provided in such a foam layer.
【００２２】加熱ローラは、定着ベルト加熱用ヒータを
その内部に有し、定着ベルトに適当な熱量を供給できる
構造のものならばどのようなものでもよいが、装置の立
上げ時間を短縮するため、小径かつ薄肉の金属パイプに
より構成して低熱容量化したものが好ましい。The heating roller may be of any type as long as it has a heater for heating the fixing belt and can supply an appropriate amount of heat to the fixing belt. It is preferable to use a small-diameter and thin-walled metal pipe to reduce the heat capacity.
【００２３】なお、定着ベルト加熱用ヒータは、上記し
たように加熱ローラの内部に配設された構成に限らず、
その目的および用途等に応じて、加熱ローラおよび加圧
ローラの各内部に配設されたものであってもよい。定着
ベルトは、自己冷却作用を行うことが可能となるような
小さい熱容量を有し、その表面に離型層を設けて構成さ
れたものが用いられる。The fixing belt heating heater is not limited to the configuration provided inside the heating roller as described above.
Depending on the purpose and use, it may be provided inside each of the heating roller and the pressure roller. The fixing belt has such a small heat capacity as to be able to perform a self-cooling action, and a fixing belt provided with a release layer on its surface is used.
【００２４】加圧ローラは、芯金上に耐熱弾性部材層を
設けたものが用いられるが、トナーに十分な熱量を供給
する観点から、発泡体層を有する耐熱弾性部材層、例え
ばシリコンスポンジゴム等（断熱効果が有る）が好まし
い。また、ニップ部通過直後の転写紙の定着ベルトへの
巻き付きを防止する観点から、加圧ローラのローラ硬度
が定着ローラのローラ硬度よりも高い、換言すれば定着
ローラの硬度が加圧ローラの硬度よりも低いことが望ま
しい。特に、ニップ部通過直後の転写紙の定着ベルトへ
の巻き付きを確実に防止する観点からは、加圧ローラと
定着ローラとの硬度差が、アスカーＣで０°以上３０°
以下（０°〜３０°）であることが好ましい。As the pressure roller, a heat-resistant elastic member layer provided on a cored bar is used. From the viewpoint of supplying a sufficient amount of heat to the toner, a heat-resistant elastic member layer having a foam layer, for example, a silicone sponge rubber is used. (Having a heat insulating effect) is preferred. Further, from the viewpoint of preventing the transfer paper from winding around the fixing belt immediately after passing through the nip portion, the roller hardness of the pressure roller is higher than the roller hardness of the fixing roller, in other words, the hardness of the fixing roller is the hardness of the pressure roller. It is desirable to be lower. In particular, from the viewpoint of reliably preventing the transfer paper from winding around the fixing belt immediately after passing through the nip portion, the hardness difference between the pressure roller and the fixing roller is 0 ° or more and 30 ° or more with Asker C.
It is preferable that it is the following (0 °-30 °).
【００２５】定着ローラの硬度は上述のようにアスカー
Ｃで１０°以上５０°以下であるから、加圧ローラをそ
れよりも硬度の大きなローラで構成するためには、加圧
ローラと定着ローラとの硬度差はアスカーＣで０°以上
３０°以下（０°〜３０°）であることが望ましい。Since the hardness of the fixing roller is 10 ° or more and 50 ° or less for Asker C as described above, in order to form the pressing roller with a roller having a higher hardness, it is necessary to use the pressing roller and the fixing roller. Is preferably 0 ° or more and 30 ° or less (0 ° to 30 °) with Asker C.
【００２６】そして、本実施形態のベルト定着装置で
は、装置の高速稼働時にトナーの予熱を十分に行うため
に、加圧ローラが定着ローラに加圧することなく定着ベ
ルトに加圧して第１定着工程部分を形成し、加圧ローラ
が定着ベルトを介して定着ローラに加圧して第２定着工
程部分を形成するものである。したがって、上述した定
着ローラ、加熱ローラ、定着ベルトおよび加圧ローラの
各配置関係および形状等は、第１定着工程部分と第２定
着工程部分とを適宜に形成するように構成される。In the belt fixing device of the present embodiment, in order to sufficiently heat the toner when the device operates at a high speed, the pressing roller presses the fixing belt without pressing the fixing roller to perform the first fixing step. And a pressure roller presses the fixing roller via the fixing belt to form a second fixing step. Therefore, the above-described arrangement relationship, shape, and the like of the fixing roller, the heating roller, the fixing belt, and the pressure roller are configured to appropriately form the first fixing process portion and the second fixing process portion.
【００２７】なお、本実施形態のベルト定着装置では、
通常、定着ローラ側を駆動ローラとし、加熱ローラ側を
従動ローラとするように構成されるが、これに限らず、
その目的および用途に応じて、加熱ローラ側を駆動ロー
ラとし、定着ローラ側を従動ローラとしたものであって
も勿論構わない。また、加圧ローラを駆動ローラとし、
又は定着ローラ及び加圧ローラを同時に駆動するように
構成してもよい。In the belt fixing device of the present embodiment,
Usually, the fixing roller side is configured as a driving roller, and the heating roller side is configured as a driven roller, but is not limited thereto.
Depending on the purpose and use, the heating roller side may be a driving roller and the fixing roller side may be a driven roller. In addition, the pressure roller is a driving roller,
Alternatively, the fixing roller and the pressure roller may be simultaneously driven.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。本発明の各実施例に亘り、同一の機能およ
び形状等を有する構成等については、同一符号を付すこ
とによりその説明を省略する。図１は、本発明の実施例
１を示す。この実施例１の定着装置は、同図に示すよう
に、加熱ローラ１、定着ローラ２、定着ベルト３、加圧
ローラ４、ハロゲンヒータからなる定着ベルト加熱用ヒ
ータ５、ガイド板６、サーミスタ７，８および加圧バネ
９，１０から主に構成されている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Throughout the embodiments of the present invention, components having the same function, shape, and the like are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the fixing device of the first embodiment includes a heating roller 1, a fixing roller 2, a fixing belt 3, a pressure roller 4, a fixing belt heating heater 5 including a halogen heater, a guide plate 6, and a thermistor 7. , 8 and pressure springs 9, 10.
【００２９】加熱ローラ１は、装置の立上がり時間を短
縮するため、小径かつ薄肉の金属パイプにより構成して
低熱容量化してある。この金属パイプは、例えばアルミ
ニウム、鉄あるいはステンレススチール等で構成したも
のが用いられるが、この実施例１では、加熱ローラ１と
しては、直径３０ｍｍ、厚さ３ｍｍのアルミニウム製の
ものを用いている。The heating roller 1 is made of a small-diameter, thin-walled metal pipe to reduce the heat capacity in order to shorten the rise time of the apparatus. The metal pipe is made of, for example, aluminum, iron, stainless steel, or the like. In the first embodiment, the heating roller 1 is made of aluminum having a diameter of 30 mm and a thickness of 3 mm.
【００３０】定着ローラ２は、直径３２ｍｍの金属製芯
金２ａ上に厚さ４ｍｍの耐熱弾性部材層２ｂを形成した
ものであり、外周直径が４０ｍｍである。芯金２ａは、
アルミニウム製のものである。耐熱弾性部材層２ｂは、
シリコンスポンジゴムにより構成され、ローラ硬度がア
スカーＣで３０°である。定着ベルト３は、ニッケル電
鋳シートの上にシリコンゴム層を設けたものからなる。
この実施例１では、定着ベルト３は、ニッケル電鋳シー
トの厚さが４０μｍ、シリコンゴム層の厚さが１５０μ
ｍである。The fixing roller 2 is formed by forming a heat-resistant elastic member layer 2b having a thickness of 4 mm on a metal core 2a having a diameter of 32 mm, and has an outer diameter of 40 mm. The core metal 2a is
It is made of aluminum. The heat-resistant elastic member layer 2b is
It is made of silicone sponge rubber and has a roller hardness of 30 ° for Asker C. The fixing belt 3 is formed by providing a silicon rubber layer on a nickel electroformed sheet.
In the first embodiment, the fixing belt 3 has a nickel electroformed sheet having a thickness of 40 μm and a silicon rubber layer having a thickness of 150 μm.
m.
【００３１】加圧ローラ４は、金属製の芯金４ａの上に
耐熱弾性部材層４ｂを設けて構成している。この実施例
１では、加圧ローラ４は、芯金４ａの直径が４８ｍｍ
で、耐熱弾性部材層４ｂの厚さが１ｍｍであり、外周直
径が５０ｍｍである。芯金４ａは、アルミニウム製のも
のである。耐熱弾性部材４ｂは、シリコンゴム系のソリ
ッドゴムが用いられ、ローラ硬度がアスカーＣで４２°
である。The pressure roller 4 is constituted by providing a heat-resistant elastic member layer 4b on a metal core 4a. In the first embodiment, the pressing roller 4 has a core 4a having a diameter of 48 mm.
The thickness of the heat-resistant elastic member layer 4b is 1 mm, and the outer diameter is 50 mm. The core metal 4a is made of aluminum. The heat-resistant elastic member 4b is made of silicon rubber-based solid rubber and has a roller hardness of 42 ° in Asker C.
It is.
【００３２】ハロゲンヒータ５は、加熱ローラ１の内部
に設けられたハロゲンランプからなる。ガイド板６は、
定着ベルト３と加圧ローラ４との間に転写紙１２を導入
・案内するために、定着ベルト３と加圧ローラ４とに近
接した用紙搬送方向の上流側に設けられている。The halogen heater 5 comprises a halogen lamp provided inside the heating roller 1. The guide plate 6
In order to introduce and guide the transfer paper 12 between the fixing belt 3 and the pressure roller 4, the transfer paper 12 is provided upstream of the fixing belt 3 and the pressure roller 4 in the sheet conveyance direction.
【００３３】サーミスタ７は定着ベルト３の加熱ローラ
１により加熱される部分の表面温度を検知し、サーミス
タ８は加圧ローラ４の表面温度を検知する。この定着装
置においては、サーミスタ７により検知された定着ベル
ト３の表面温度およびサーミスタ８により検知された加
圧ローラ４の表面温度に基づいて、図示しない制御手段
でハロゲンヒータ５を随時フィードバック制御すること
によって、定着ベルト３の表面温度および加圧ローラ４
の表面温度を後述するような略一定の温度にそれぞれ保
持する。The thermistor 7 detects the surface temperature of a portion of the fixing belt 3 heated by the heating roller 1, and the thermistor 8 detects the surface temperature of the pressure roller 4. In this fixing device, the halogen heater 5 is feedback-controlled as needed by control means (not shown) based on the surface temperature of the fixing belt 3 detected by the thermistor 7 and the surface temperature of the pressure roller 4 detected by the thermistor 8. The surface temperature of the fixing belt 3 and the pressure roller 4
Is maintained at a substantially constant temperature as described later.
【００３４】加圧バネ９は、定着ベルト３を所定の張力
で張架すべく、加熱ローラ１の軸部の両端に一対配設さ
れている。加圧バネ１０は、加圧ローラ４を所定の付勢
力で加圧すべく、加圧ローラ４の軸部の両端に一対配設
されている。加圧ローラ４は、加圧バネ１０により定着
ベルト３を介して定着ローラ２に圧接する向きに付勢さ
れている。なお、加圧ローラ４のサーミスタ８が当接す
る部分の上部近傍には、第２ニップ部Ｂを通過してきた
転写紙１２を加圧ローラ４から剥離するための分離爪
（図示せず）が配設されている。A pair of pressure springs 9 are provided at both ends of the shaft of the heating roller 1 so as to stretch the fixing belt 3 with a predetermined tension. A pair of pressure springs 10 are provided at both ends of the shaft of the pressure roller 4 so as to press the pressure roller 4 with a predetermined urging force. The pressure roller 4 is urged by a pressure spring 10 in a direction in which the pressure roller 4 comes into pressure contact with the fixing roller 2 via the fixing belt 3. A separation claw (not shown) for separating the transfer paper 12 passing through the second nip portion B from the pressure roller 4 is provided near the upper portion of the pressure roller 4 where the thermistor 8 contacts. Has been established.
【００３５】符号１１はトナーを示し、トナー１１とし
てはポリエステル系のものを用いている。符号１２は転
写紙を示し、転写紙１２としては厚さ１００μｍ程度の
普通紙を用いている。Reference numeral 11 denotes a toner. As the toner 11, a polyester-based toner is used. Reference numeral 12 denotes a transfer sheet, and plain paper having a thickness of about 100 μm is used as the transfer sheet 12.
【００３６】加圧ローラ４が定着ローラ３に加圧するこ
となく定着ベルト３に加圧して第１定着工程部分として
の第１ニップ部Ａが形成され、加圧ローラ４が定着ベル
ト３を介して定着ローラ２に加圧して第２定着工程部分
としての第２ニップ部Ｂが形成される。第１ニップ部Ａ
および第２ニップ部Ｂの長さは、それぞれ１０ｍｍ程度
に設定されている。第２ニップ部Ｂのニップ面圧は、
１．５ｋｇ／ｃｍ2程度に設定されている。The pressing roller 4 presses the fixing belt 3 without pressing the fixing roller 3 to form a first nip portion A as a first fixing step, and the pressing roller 4 passes through the fixing belt 3 via the fixing belt 3. Pressure is applied to the fixing roller 2 to form a second nip portion B as a second fixing step. First nip A
The length of the second nip portion B is set to about 10 mm. The nip surface pressure of the second nip portion B is
It is set to about 1.5 kg / cm 2 .
【００３７】上記構成の定着装置においては、まず、電
子写真方式の画像形成装置にて帯電、露光、現像、転写
の各工程を経て転写紙１２上にトナー１１の層（トナー
像）が形成され、このトナー層が形成された転写紙１２
がガイド板６により案内されつつ定着工程へ搬送されて
くる。このとき、定着ベルト３において加熱ローラ１に
より加熱されてサーミスタ７が当接する部分の表面温度
は、約１４０℃に設定されている。一方、加圧ローラ４
は表面温度が定着ベルト３との接触、回転により１１０
℃程度になっており、加熱ローラ１、定着ベルト３、定
着ローラ２および加圧ローラ４は、それぞれ図中矢印で
示す方向に回転している。In the fixing device having the above configuration, first, a layer (toner image) of the toner 11 is formed on the transfer paper 12 through the steps of charging, exposing, developing, and transferring in an electrophotographic image forming apparatus. Transfer paper 12 on which this toner layer is formed
Is transported to the fixing process while being guided by the guide plate 6. At this time, the surface temperature of the portion of the fixing belt 3 that is heated by the heating roller 1 and is in contact with the thermistor 7 is set to about 140 ° C. On the other hand, the pressing roller 4
Has a surface temperature of 110 due to contact with the fixing belt 3 and rotation.
C., and the heating roller 1, the fixing belt 3, the fixing roller 2, and the pressure roller 4 rotate in the directions indicated by arrows in the figure.
【００３８】続いて、転写紙１２が第１ニップ部Ａを通
過する際に、定着ベルト３から熱を与えられたトナー１
１が徐々に溶融して転写紙１２の表面に仮定着される。
定着ベルト３自体は、その熱源である加熱ローラ１から
離れるため、放熱による自己冷却作用によりその温度が
下がっていく。第２ニップ部Ｂにおいては、トナー１１
は転写紙１２上に完全に定着され、第２ニップ部Ｂの出
口で転写紙１２が定着ベルト３から剥離される。このと
き、先述したように、定着ベルト３の表面は自己冷却作
用によりその表面温度が１２０℃以下になる程度まで減
少しており、定着ベルト３とトナー１１との界面温度は
内部に熱源を有する熱ローラ定着装置に比べて温度上昇
が小さいので、トナー１１の定着ベルト３へのホットオ
フセットが防止される。Subsequently, when the transfer paper 12 passes through the first nip portion A, the toner 1 to which heat is applied from the fixing belt 3 is applied.
1 gradually melts and is temporarily attached to the surface of the transfer paper 12.
Since the fixing belt 3 itself is separated from the heat roller 1, which is a heat source, the temperature of the fixing belt 3 decreases due to a self-cooling effect of heat radiation. In the second nip portion B, the toner 11
Is completely fixed on the transfer paper 12, and the transfer paper 12 is separated from the fixing belt 3 at the outlet of the second nip portion B. At this time, as described above, the surface temperature of the fixing belt 3 is reduced by the self-cooling action until the surface temperature becomes 120 ° C. or less, and the interface temperature between the fixing belt 3 and the toner 11 has a heat source inside. Since the temperature rise is smaller than that of the heat roller fixing device, hot offset of the toner 11 to the fixing belt 3 is prevented.
【００３９】上記の定着工程において、転写紙１２は、
まず、第１ニップ部Ａを通過する際に定着ベルト３およ
び加圧ローラ４からの熱により、転写紙１２中の含水分
が蒸発し、転写紙１２上に部分的に凹凸状のうねりが生
じる。続いて、転写紙１２が第２ニップ部Ｂに進入する
際、定着ベルト３を内側から押圧している定着ローラ２
が、もしもソリッドゴムタイプの高硬度のローラである
と、上記した１０ｍｍ程度のニップ幅を得ることが困難
となる。さらに、定着ローラ２が、もしもソリッドゴム
タイプの高硬度のローラであると、第１ニップ部Ａで生
じた転写紙１２の上記うねりを高い押圧力で押しつぶす
形となり、その結果として転写紙１２上にシワが発生し
てしまう。In the above fixing step, the transfer paper 12
First, when passing through the first nip portion A, the heat from the fixing belt 3 and the pressure roller 4 evaporates the water content in the transfer paper 12, and a partially uneven undulation occurs on the transfer paper 12. . Subsequently, when the transfer paper 12 enters the second nip portion B, the fixing roller 2 pressing the fixing belt 3 from the inside
However, if the roller is a solid rubber type high hardness roller, it is difficult to obtain the nip width of about 10 mm described above. Further, if the fixing roller 2 is a solid rubber type high hardness roller, the undulation of the transfer paper 12 generated in the first nip portion A is crushed with a high pressing force. Wrinkles will occur.
【００４０】ここでさらに、定着ローラをソリッドロー
ラにより構成した場合と、定着ローラをスポンジローラ
により構成した場合との違いを図７（ａ），（ｂ）を用
いて説明する。図７（ａ）は定着ローラをスポンジロー
ラにより構成した場合のニップ部の圧力分布を示し、図
７（ｂ）は定着ローラをソリッドローラにより構成した
場合のニップ部の圧力分布を示す。Here, the difference between the case where the fixing roller is constituted by a solid roller and the case where the fixing roller is constituted by a sponge roller will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIG. 7A shows the pressure distribution at the nip when the fixing roller is constituted by a sponge roller, and FIG. 7B shows the pressure distribution at the nip when the fixing roller is constituted by a solid roller.
【００４１】定着ローラをスポンジローラにより構成し
た場合は、図７（ａ）のようにニップ幅Ｌ全体にわたり
略均一で低い圧力分布を示すが、定着ローラをソリッド
ローラにより構成した場合は定着ローラをスポンジロー
ラにより構成した場合と同一のニップ幅Ｌを得る際に７
（ｂ）に示すようにニップ部中央で圧力がかなり高くな
ってしまう。凹凸のある転写紙１２は圧力が強いほどシ
ワを発生するので、結果的に定着ローラをソリッドロー
ラにより構成した場合の方がシワが発生しやすいことに
なる。アスカーＣ３０°のソリッドローラで定着ローラ
を構成した場合は転写紙にシワが発生し、アスカーＣ５
０°のスポンジローラで定着ローラを構成した場合は転
写紙にシワが発生しないことが確認されている。When the fixing roller is constituted by a sponge roller, a substantially uniform and low pressure distribution is shown over the entire nip width L as shown in FIG. 7A, but when the fixing roller is constituted by a solid roller, the fixing roller is constituted by a solid roller. In order to obtain the same nip width L as in the case of using a sponge roller, 7
As shown in (b), the pressure becomes considerably high at the center of the nip. Since the transfer paper 12 having irregularities is more wrinkled as the pressure is higher, wrinkles are more likely to be generated when the fixing roller is constituted by a solid roller. When the fixing roller is constituted by a solid roller of Asker C30 °, wrinkles are generated on the transfer paper, and Asker C5
It has been confirmed that when the fixing roller is constituted by a sponge roller of 0 °, no wrinkles occur on the transfer paper.
【００４２】しかしながら、実施例１では、定着ローラ
２がアスカーＣで３０°の低硬度のシリコンスポンジゴ
ムで構成したローラであるため、転写紙１２の上記した
ストレスを吸収し、転写紙１２の凹凸状のうねりに対し
ても強い圧力で押しつぶすことがないので、ニップ部通
過後における転写紙１２のシワの発生を防ぐことができ
る。However, in the first embodiment, since the fixing roller 2 is a roller made of Asker C and made of silicone sponge rubber having a low hardness of 30 °, the above-mentioned stress of the transfer paper 12 is absorbed, and the unevenness of the transfer paper 12 is reduced. Since the undulation is not crushed by a strong pressure, it is possible to prevent the transfer paper 12 from wrinkling after passing through the nip portion.
【００４３】ここで、定着ローラ２のローラ硬度を変え
て、転写紙１２のシワの発生について実験を行った結果
を次の表１に示す。なお、表１の実験条件は、以下のと
おりである。Here, the results of an experiment conducted on the generation of wrinkles on the transfer paper 12 by changing the roller hardness of the fixing roller 2 are shown in Table 1 below. The experimental conditions in Table 1 are as follows.
【００４４】表１の実験条件 定着ベルト３の加熱ローラによる加熱部分の温度…１４
０［℃］ 加圧ローラ温度…１００［℃］ 定着ベルト線速度…１００［ｍｍ／ｓ］ 第１ニップ部…１０［ｍｍ］ 第２ニップ部…１０［ｍｍ］ 転写紙としての普通紙…厚さ０．１［ｍｍ］ 定着ローラ…発泡体Experimental conditions in Table 1 Temperature of heated portion of fixing belt 3 by heating roller 14
0 [° C] Pressure roller temperature 100 [° C] Fixing belt linear speed 100 [mm / s] First nip section 10 [mm] Second nip section 10 [mm] Plain paper as transfer paper ... Thickness 0.1 [mm] Fusing roller: foam
【００４５】[0045]
【表１】 [Table 1]
【００４６】表１の実験結果より、定着ローラ２のロー
ラ硬度がアスカーＣで１０°以上５０°以下の範囲内で
あれば、転写紙１２にシワが発生しないことが確認され
た。上述した実施例１では、定着ローラ２として低硬度
（アスカーＣで１０°以上５０°以下）の発泡体のロー
ラを用いているので、所望のニップ幅に対してニップ面
圧を低下することができるとともに、転写紙１２通過時
のストレスを吸収して転写紙１２のシワ発生を防ぐこと
ができる。また、第２定着工程である第２ニップ部Ｂ通
過直後における、定着ローラ２と定着ベルト３とが接し
ている部分については、後述の実施例２に関する説明で
詳述するように定着ローラ２の熱伝導率が悪く、定着ロ
ーラ２の発泡体層が断熱体として作用し、定着ベルト３
裏面から熱を吸収してしまうことがほとんどないので、
定着ベルト３の温度低下を最小限に止めることができる
利点もある。From the experimental results in Table 1, it was confirmed that wrinkles did not occur on the transfer paper 12 when the roller hardness of the fixing roller 2 was in the range of 10 ° to 50 ° with Asker C. In the first embodiment described above, since a roller of a foam having low hardness (10 ° or more and 50 ° or less with Asker C) is used as the fixing roller 2, the nip surface pressure may be reduced with respect to a desired nip width. In addition, it is possible to prevent the transfer paper 12 from wrinkling by absorbing the stress when the transfer paper 12 passes. Further, immediately after passing through the second nip portion B, which is the second fixing step, the portion where the fixing roller 2 and the fixing belt 3 are in contact with each other is described later with reference to the second embodiment. The thermal conductivity is poor, and the foam layer of the fixing roller 2 acts as a heat insulator, and the fixing belt 3
Since it hardly absorbs heat from the back,
There is also an advantage that a decrease in the temperature of the fixing belt 3 can be minimized.
【００４７】このように、実施例１は、請求項１に係る
発明の一実施例であって、定着ローラ１と、加熱ローラ
２と、この加熱ローラ１と前記定着ローラ２との間に張
架された無端状の定着ベルト３と、前記定着ローラ２に
対向して設けられた加圧ローラ４と、前記加熱ローラ１
と前記加圧ローラ４のうちの少なくとも前記加熱ローラ
１の内部に設けられた定着ベルト加熱用ヒータ５とを備
え、前記加圧ローラ４が前記定着ローラ２に加圧するこ
となく前記定着ベルト３に加圧して第１定着工程部分を
形成し、前記加圧ローラ４が前記定着ベルト３を介して
前記定着ローラ２に加圧して第２定着工程部分を形成す
る定着装置において、前記定着ローラ２が発泡体層を有
するので、所望のニップ幅に対してニップ面圧を低下さ
せることができ、転写紙のシワの発生を防ぐことができ
る。また、定着ベルトが自己冷却作用により放熱して
も、第２定着工程において定着ローラの発泡体層が断熱
体として作用し、熱が第２定着工程外に逃げることが少
なく、トナーに十分な熱量を供給することができる効果
がある。As described above, the first embodiment is an embodiment of the first aspect of the present invention, and includes a fixing roller 1, a heating roller 2, and a tension between the heating roller 1 and the fixing roller 2. An endless fixing belt 3, a pressure roller 4 provided opposite to the fixing roller 2, and a heating roller 1.
And a heater 5 for heating a fixing belt provided at least inside the heating roller 1 of the pressing roller 4, wherein the pressing roller 4 applies a pressure to the fixing belt 3 without pressing the fixing roller 2. In a fixing device in which a first fixing step portion is formed by applying pressure, and the pressure roller 4 presses the fixing roller 2 via the fixing belt 3 to form a second fixing step portion, Because of the foam layer, the nip surface pressure can be reduced with respect to a desired nip width, and the generation of wrinkles on the transfer paper can be prevented. Further, even if the fixing belt radiates heat by the self-cooling action, the foam layer of the fixing roller acts as a heat insulator in the second fixing step, and the heat hardly escapes to the outside of the second fixing step. There is an effect that can be supplied.
【００４８】また、実施例１は、請求項２に係る発明の
一実施例であって、請求項１記載の定着装置において、
前記定着ローラ２の硬度がアスカーＣで１０°以上５０
°以下であるので、所望のニップ幅に対してニップ面圧
を低下させることができ、転写紙のシワ発生を防止する
ことができる。Further, Embodiment 1 is an embodiment of the invention according to Claim 2, and in the fixing device according to Claim 1,
The hardness of the fixing roller 2 is 10 ° or more and 50 in Asker C.
° or less, the nip surface pressure can be reduced with respect to the desired nip width, and the generation of wrinkles on the transfer paper can be prevented.
【００４９】図２は本発明の実施例２を示す。この実施
例２の定着装置は、上記実施例１の定着装置とは、シリ
コンゴム系のソリッドゴムで構成している耐熱弾性部材
層４ｂを有する加圧ローラ４に代えて、発泡体層を有す
る耐熱弾性部材層４Ａｂをシリコンスポンジゴムで構成
した加圧ローラ４Ａを用いた点のみが相違する。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The fixing device of the second embodiment differs from the fixing device of the first embodiment in that a foam layer is provided instead of the pressure roller 4 having the heat-resistant elastic member layer 4b made of silicon rubber-based solid rubber. The only difference is that a pressure roller 4A in which the heat-resistant elastic member layer 4Ab is made of silicon sponge rubber is used.
【００５０】シリコンゴムの熱伝導率は０．１９Ｗ／ｍ
・Ｋであり、空気の熱伝導率は０．０３４Ｗ／ｍ・Ｋで
あるので、空気の方がシリコンゴムより熱伝導が悪く、
内部に発泡体層を有する中空部（空気層）を持つシリコ
ンスポンジゴムローラは、ソリッドのシリコンゴムロー
ラに比べて熱を吸収しにくい。The thermal conductivity of silicon rubber is 0.19 W / m
K, the thermal conductivity of air is 0.034 W / m · K, so air has lower thermal conductivity than silicone rubber,
A silicon sponge rubber roller having a hollow portion (air layer) having a foam layer inside has less heat absorption than a solid silicon rubber roller.
【００５１】ここで、第１ニップ部Ａで予熱された転写
紙１２とトナー１１とが第２ニップ部Ｂに進入してきた
とき、加圧ローラ４Ａおよび定着ローラ２の熱伝導率が
ともに悪く、加圧ローラ４Ａよび定着ローラ２の各発泡
体層がともに断熱体として作用するので、定着ベルト３
から与えられる熱が転写紙１２を通して加圧ローラ４Ａ
および定着ローラ２に伝わることはほとんどなく、転写
紙１２は保温され、定着ベルト３から受けた熱により転
写紙１２上のトナー１１を実施例１よりもさらに効率よ
く十分に溶融させることができる。Here, when the transfer paper 12 and the toner 11 preheated in the first nip portion A enter the second nip portion B, both the heat conductivity of the pressure roller 4A and the heat conductivity of the fixing roller 2 are poor. Since the pressure roller 4A and the foam layers of the fixing roller 2 both act as heat insulators, the fixing belt 3
From the pressure roller 4A through the transfer paper 12
The transfer paper 12 is hardly transmitted to the fixing roller 2, and the transfer paper 12 is kept warm, and the toner 11 on the transfer paper 12 can be sufficiently and sufficiently melted by the heat received from the fixing belt 3 more efficiently than in the first embodiment.
【００５２】このように、実施例２は、請求項３に係る
発明の一実施例であって、請求項１または２記載の定着
装置において、前記加圧ローラ４が発泡体層を有する加
圧ローラ４Ａであるので、定着ベルトが自己冷却作用に
より放熱しても、第２定着工程において加圧ローラ及び
／又は定着ローラの発泡体層が断熱体として作用し、熱
が第２定着工程外に逃げることがほとんどなく、トナー
に十分な熱量を供給することができる。As described above, the second embodiment is an embodiment of the third aspect of the present invention. In the fixing device according to the first or second aspect, the pressure roller 4 has a foam layer. Since the fixing belt is the roller 4A, even if the fixing belt radiates heat by the self-cooling action, the foam layer of the pressure roller and / or the fixing roller acts as a heat insulator in the second fixing step, and the heat is discharged outside the second fixing step. There is almost no escape, and a sufficient amount of heat can be supplied to the toner.
【００５３】図３は本発明の実施例３を示す。この実施
例３の定着装置は、実施例２の定着装置に対して、定着
ローラのローラ硬度を変化させた場合の実施例である。
図３（ｂ）は、この実施例３において定着ローラ２のロ
ーラ硬度＜加圧ローラ４のローラ硬度とした場合の各ロ
ーラの変形状態を示す。図３（ａ）は、実施例３との比
較のために実施例２において定着ローラ２のローラ硬度
＞加圧ローラ４のローラ硬度とした場合における各ロー
ラの変形状態を示す。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The fixing device of the third embodiment is an embodiment in which the roller hardness of the fixing roller is changed with respect to the fixing device of the second embodiment.
FIG. 3B shows a deformation state of each roller when the roller hardness of the fixing roller 2 <the roller hardness of the pressure roller 4 in the third embodiment. FIG. 3A shows a deformed state of each roller when the roller hardness of the fixing roller 2 is greater than the roller hardness of the pressure roller 4 in the second embodiment for comparison with the third embodiment.
【００５４】比較例では、図３（ａ）に示すように、定
着ローラ２のローラ硬度が加圧ローラ４のローラ硬度よ
りも高いので、第２ニップ部Ｂでの変形形状は加圧ロー
ラ４側に凸となり、定着ベルト３により搬送される転写
紙１２は第２ニップ部Ｂ通過後に定着ベルト３側に巻き
付くように排紙されてしまう。この場合は転写紙１２の
巻き付き、およびこの巻き付きによるニップ時間の増加
に伴うトナー１１の過溶融・ホットオフセットが起きる
不具合が発生する。In the comparative example, as shown in FIG. 3A, since the roller hardness of the fixing roller 2 is higher than the roller hardness of the pressure roller 4, the deformed shape at the second nip portion B is The transfer paper 12 conveyed by the fixing belt 3 is ejected so as to wind around the fixing belt 3 after passing through the second nip portion B. In this case, there occurs a problem that the transfer paper 12 is wound and the toner 11 is overmelted and hot offset due to an increase in the nip time due to the winding.
【００５５】これに対し、実施例３においては、図３
（ｂ）に示すように定着ローラ２のローラ硬度をアスカ
ーＣで２６°、加圧ローラ４のローラ硬度をアスカーＣ
で３０°としたので、ニップ部の変形形状は定着ローラ
２側に凸となり、転写紙１２は定着ベルト３から離れる
方向に進み、転写紙１２の巻き付き、およびこの巻き付
きによるニップ時間の増加に伴うトナー１１の過溶融・
ホットオフセットの不具合を防止することができる。On the other hand, in Embodiment 3, FIG.
As shown in (b), the roller hardness of the fixing roller 2 is 26 ° with Asker C, and the roller hardness of the pressure roller 4 is
, The deformed shape of the nip portion becomes convex toward the fixing roller 2 side, and the transfer paper 12 advances in the direction away from the fixing belt 3, and the transfer paper 12 is wound and the nip time due to the winding is increased. Over melting of toner 11
The problem of hot offset can be prevented.
【００５６】図６は、上述した熱ローラ定着装置に対す
るベルト定着装置の利点について、図４および図５の考
察をふまえ、実施例１〜３の各構成における条件の下
に、実際に実験を行った結果を示す。図６において、横
軸はニップ時間を、縦軸は定着温度を示す。図６に示す
実験結果より、実施例１〜３のベルト定着装置の方が熱
ローラ定着装置よりも定着温度離型幅（定着可能な温度
領域の幅）が広く、余裕度が大きいことが確認された。FIG. 6 is a graph showing the advantages of the belt fixing device with respect to the above-described heat roller fixing device, based on the considerations in FIGS. The results are shown below. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the nip time, and the vertical axis indicates the fixing temperature. From the experimental results shown in FIG. 6, it was confirmed that the belt fixing devices of Examples 1 to 3 have a wider fixing temperature release width (width of a temperature region in which fixing can be performed) and a larger margin than the heat roller fixing device. Was done.
【００５７】このように、実施例３は、請求項４に係る
発明の一実施例であって、請求項１、２または３記載の
定着装置において、前記定着ローラ２の硬度が前記加圧
ローラ４の硬度よりも低いので、定着ローラと加圧ロー
ラとで形成される第２定着工程におけるニップ部が定着
ローラ側に凸となり、転写紙の剥離角度が大きくなって
定着ベルトへの転写紙の巻き付きを防止することができ
る。また、転写紙の巻き付きによるトナーの過溶融を防
ぐことができ、トナーの定着温度離型幅を安定化するこ
とができる。As described above, the third embodiment is an embodiment of the invention according to the fourth aspect, and in the fixing device according to the first, second or third aspect, the hardness of the fixing roller 2 is the same as that of the pressure roller. 4, the nip portion in the second fixing step formed by the fixing roller and the pressure roller becomes convex toward the fixing roller, and the peeling angle of the transfer paper increases, so that the transfer paper is transferred to the fixing belt. Winding can be prevented. Further, it is possible to prevent the toner from being excessively melted due to the winding of the transfer paper, and to stabilize the toner fixing temperature release width.
【００５８】以上の説明は、本発明を特定の実施形態や
実施例等について述べたが、本発明は、上述した実施形
態および実施例等に限定されるものではなく、これらを
適宜組合わせて構成してもよく、本発明の範囲内におい
て、その必要性および目的・用途等に応じて種々の実施
形態や実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかで
ある。In the above description, the present invention has been described with respect to specific embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples and the like, and these may be appropriately combined. It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments and examples may be configured according to the necessity, purpose, application, and the like within the scope of the present invention.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、定着ローラと、加熱ローラと、この加熱ロー
ラと前記定着ローラとの間に張架された無端状の定着ベ
ルトと、前記定着ローラに対向して設けられた加圧ロー
ラと、前記加熱ローラと前記加圧ローラのうちの少なく
とも前記加熱ローラの内部に設けられた定着ベルト加熱
用ヒータとを備え、前記加圧ローラが前記定着ローラに
加圧することなく前記定着ベルトに加圧して第１定着工
程部分を形成し、前記加圧ローラが前記定着ベルトを介
して前記定着ローラに加圧して第２定着工程部分を形成
する定着装置において、前記定着ローラが発泡体層を有
するので、転写紙のシワ発生を防止することができ、ト
ナーに十分な熱量を供給することができる効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, the fixing roller, the heating roller, and the endless fixing belt stretched between the heating roller and the fixing roller are provided. A pressure roller provided opposite to the fixing roller; and a heating roller for heating a fixing belt provided inside at least the heating roller of the heating roller and the pressure roller; Presses the fixing belt without pressing the fixing roller to form a first fixing step portion, and the pressing roller presses the fixing roller via the fixing belt to form a second fixing step portion. Since the fixing roller has a foam layer in the fixing device, it is possible to prevent the generation of wrinkles on the transfer paper and to supply a sufficient amount of heat to the toner.
【００６０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の定着装置において、前記定着ローラの硬度がアスカ
ーＣで１０°以上５０°以下であるので、転写紙のシワ
発生を防止することができる。According to the second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, since the hardness of the fixing roller is 10 ° or more and 50 ° or less at Asker C, it is possible to prevent wrinkling of transfer paper. Can be.
【００６１】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の定着装置において、前記加圧ローラが発泡
体層を有するので、トナーに十分な熱量を供給すること
ができる。According to the third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, since the pressure roller has a foam layer, a sufficient amount of heat can be supplied to the toner.
【００６２】請求項４記載の発明によれば、請求項１、
２または３記載の定着装置において、前記定着ローラの
硬度が前記加圧ローラの硬度よりも低いので、定着ニッ
プ部通過直後の転写紙の定着ベルトへの巻き付きを防止
することができる。また、転写紙の巻き付きによるトナ
ーの過溶融を防ぐことができ、トナーの定着温度離型幅
を安定化することができる。According to the invention set forth in claim 4, claim 1,
4. In the fixing device described in 2 or 3, since the hardness of the fixing roller is lower than the hardness of the pressure roller, it is possible to prevent the transfer paper from winding around the fixing belt immediately after passing through the fixing nip. Further, it is possible to prevent the toner from being excessively melted due to the winding of the transfer paper, and to stabilize the toner fixing temperature release width.
【図１】本発明の実施例１の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view illustrating a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図３】比較例における定着ローラと加圧ローラとによ
り形成される第２ニップ部の変形状態と、本発明の実施
例３における第２ニップ部の変形状態の一部を拡大して
示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a deformed state of a second nip formed by a fixing roller and a pressure roller in a comparative example, and a part of a deformed state of a second nip in Example 3 of the present invention. FIG.
【図４】従来の熱ローラ定着装置のニップ部におけるニ
ップ時間とともに変化する各層内非定常温度分布状態を
表す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an unsteady temperature distribution state in each layer that changes with a nip time in a nip portion of a conventional heat roller fixing device.
【図５】従来の熱ローラ定着装置に対するベルト定着装
置の利点を比較説明するための定着温度特性線図であ
る。FIG. 5 is a fixing temperature characteristic diagram for comparing and explaining advantages of a belt fixing device with respect to a conventional heat roller fixing device.
【図６】従来の熱ローラ定着装置に対する上記実施例１
〜３の利点を各実験結果により比較説明するための定着
温度特性線図である。FIG. 6 shows a first embodiment of the present invention for a conventional heat roller fixing device.
FIG. 6 is a fixing temperature characteristic diagram for comparing and explaining advantages of Nos. 1 to 3 with each experimental result.
【図７】スポンジローラのニップ部の圧力分布と、ソリ
ッドローラのニップ部の圧力分布を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a pressure distribution in a nip portion of a sponge roller and a pressure distribution in a nip portion of a solid roller.
１ 加熱ローラ ２ 定着ローラ ２ｂ 定着ローラにおける発泡体層を有する耐熱弾
性部材層 ３ 定着ベルト ４，４Ａ 加圧ローラ ４ｂ 加圧ローラの耐熱弾性部材層 ４Ａｂ 加圧ローラにおける発泡体層を有する耐熱
弾性部材層 ５ 定着ベルト加熱用ヒータとしてのハロゲンヒー
タ １１ トナー １２ 転写紙 Ａ 第１定着工程としての第１ニップ部 Ｂ 第２定着工程としての第２ニップ部REFERENCE SIGNS LIST 1 heating roller 2 fixing roller 2 b heat-resistant elastic member layer having foam layer in fixing roller 3 fixing belt 4, 4 A pressure roller 4 b heat-resistant elastic member layer of pressure roller 4 Ab heat-resistant elastic member having foam layer in pressure roller Layer 5 Halogen heater as heater for heating fixing belt 11 Toner 12 Transfer paper A First nip part as first fixing step B Second nip part as second fixing step
Claims (4)
ーラと前記定着ローラとの間に張架された無端状の定着
ベルトと、前記定着ローラに対向して設けられた加圧ロ
ーラと、前記加熱ローラと前記加圧ローラのうちの少な
くとも前記加熱ローラの内部に設けられた定着ベルト加
熱用ヒータとを備え、前記加圧ローラが前記定着ローラ
に加圧することなく前記定着ベルトに加圧して第１定着
工程部分を形成し、前記加圧ローラが前記定着ベルトを
介して前記定着ローラに加圧して第２定着工程部分を形
成する定着装置において、前記定着ローラが発泡体層を
有することを特徴とする定着装置。An endless fixing belt stretched between the heating roller and the fixing roller; a pressure roller provided opposite the fixing roller; A fixing belt heating heater provided at least inside the heating roller of the heating roller and the pressure roller, wherein the pressure roller presses the fixing belt without pressing the fixing roller. In a fixing device that forms a first fixing step portion and the pressure roller presses the fixing roller via the fixing belt to form a second fixing step portion, the fixing roller has a foam layer. Characteristic fixing device.
着ローラの硬度がアスカーＣで１０°以上５０°以下で
あることを特徴とする定着装置。2. The fixing device according to claim 1, wherein said fixing roller has a hardness of 10 ° or more and 50 ° or less with Asker C.
て、前記加圧ローラが発泡体層を有することを特徴とす
る定着装置。3. The fixing device according to claim 1, wherein said pressure roller has a foam layer.
いて、前記定着ローラの硬度が前記加圧ローラの硬度よ
りも低いことを特徴とする定着装置。4. The fixing device according to claim 1, wherein the hardness of the fixing roller is lower than the hardness of the pressure roller.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13316497A JP3506880B2 (en) | 1997-01-21 | 1997-05-23 | Fixing device |
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| JP885997 | 1997-01-21 | ||
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|---|---|---|---|---|
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| JP2012068401A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Canon Inc | Image heating device |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP13316497A patent/JP3506880B2/en not_active Expired - Fee Related
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