JP4805059B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置、およびそれを用いた電子写真方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus and an electrophotographic image forming apparatus using the same.
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は、一般的に、互いに圧接された定着ローラと加圧ローラからなり、定着ローラ、あるいは定着ローラと加圧ローラの両方の内部に配置されたハロゲンランプ(ハロゲンヒータ)等からなる加熱手段によりローラを所定の温度(定着温度)に加熱した後、未定着トナー画像が形成された記録紙を定着ローラと加圧ローラとの圧接部(定着ニップ部)に通過させて、熱と圧力によりトナー画像の定着を行う構成のもの(熱ローラ定着方式)が多用されている。 Generally, a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer is composed of a fixing roller and a pressure roller that are pressed against each other. The fixing roller or both the fixing roller and the pressure roller After the roller is heated to a predetermined temperature (fixing temperature) by heating means including a halogen lamp (halogen heater) disposed inside the recording paper, the recording paper on which the unfixed toner image is formed is fixed to a fixing roller and a pressure roller. In many cases, the toner image is fixed by heat and pressure (heat roller fixing method) through a pressure contact portion (fixing nip portion).
特に、カラー用の定着装置においては、定着ローラの表層にシリコンゴム等からなる弾性層を設けた弾性ローラを用いることが一般的である。 In particular, in a color fixing device, an elastic roller in which an elastic layer made of silicon rubber or the like is provided on the surface layer of the fixing roller is generally used.
定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラの表面が、未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー画像面を覆い包むように接触するため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー画像に対しても良好に加熱定着を行うことが可能となると同時に、定着ニップ部での弾性層の歪み解放効果によりモノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対し離型性を向上することができる。さらに、定着ニップ部のニップ形状が上(定着ローラ側)に凸(所謂、逆ニップ形状)となることから、用紙の剥離性能が向上し、剥離爪等の剥離手段を用いずとも用紙の剥離が可能となり(セルフストリップ)、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。 By using an elastic roller as the fixing roller, the surface of the fixing roller is elastically deformed according to the unevenness of the unfixed toner image and comes into contact so as to cover the toner image surface. This makes it possible to perform heat-fixing well on unfixed toner images, and at the same time, improves the releasability of color toners that are more likely to be offset than monochrome due to the effect of strain relief of the elastic layer at the fixing nip. can do. Furthermore, since the nip shape of the fixing nip is convex upward (on the fixing roller side) (so-called reverse nip shape), the paper peeling performance is improved and the paper can be peeled off without using a peeling means such as a peeling claw. (Self-strip) and image defects caused by the peeling means can be eliminated.
なお、単色のトナーを用いる画像形成装置では、定着ローラに弾性層を設けず、加圧ローラにのみ弾性層を設けて定着ニップを確保する構成も用いられている。 Note that an image forming apparatus using monochromatic toner also employs a configuration in which an elastic layer is not provided on the fixing roller but an elastic layer is provided only on the pressure roller to ensure a fixing nip.
ところで、弾性層を具備させた定着ローラまたは加圧ローラは、弾性層の熱伝導性が非常に低いために、ローラ内部に加熱手段を設けた場合、ウォームアップ時間が長くなったり、高速での連続通紙時に定着ローラの温度が低下してしまったりするという問題がある。 By the way, the fixing roller or the pressure roller provided with the elastic layer has a very low heat conductivity of the elastic layer. There is a problem that the temperature of the fixing roller decreases during continuous paper feeding.
このような問題を解決するものとして、定着ローラの表面に外部加熱手段を当接させ、定着ローラを外部から加熱する構成のもの(外部加熱定着方式)が知られている。 In order to solve such a problem, there is known a configuration in which an external heating means is brought into contact with the surface of the fixing roller and the fixing roller is heated from the outside (external heating fixing method).
例えば、特許文献1には、外部加熱手段としてベルト懸架ローラ(支持ローラ)に張架された外部加熱ベルト(無端ベルト)を用いる技術(外部ベルト加熱定着方式)が開示されている。この技術では、外部加熱手段として外部加熱ベルトを用いることにより、外部加熱手段と定着ローラとの接触面積を大きくして外部加熱手段から定着ローラへの熱供給の促進を図っている。
しかしながら、従来の外部ベルト加熱定着方式の定着装置では、支持ローラの軸方向中央部と端部とで温度差が生じ、その結果、定着画像の中央部と端部とに光沢度の差が生じるなどして画像の均一性が損なわれるという問題がある。 However, in the conventional fixing device of the external belt heat fixing system, a temperature difference is generated between the center portion and the end portion in the axial direction of the support roller, and as a result, a difference in glossiness is generated between the center portion and the end portion of the fixed image. For example, the uniformity of the image is impaired.
このような温度差が生じる第1の要因として、まず、定着動作後や昇温後に放置された場合に、ローラ端部から他の部材(例えば、軸受、ベルトの端部に当接してこのベルトの位置を規定するベルト規制部材等)への熱伝導によってローラ端部の温度が低下することが挙げられる。 As a first factor that causes such a temperature difference, first, when left after a fixing operation or after a temperature rise, the belt end comes into contact with another member (for example, a bearing or an end portion of the belt). The temperature of the roller end is lowered by heat conduction to a belt regulating member or the like that defines the position of the roller.
また、第2の要因として、支持ローラの通紙域(定着ローラにおける記録紙に当接する部分に当接するベルトの領域に当接する支持ローラの領域;記録紙通紙領域;画像形成範囲)において奪われる熱が大きい場合に、この通紙域において奪われた熱を補うように支持ローラの軸方向全域で熱を供給すると、ローラ端部の非通紙域(記録紙非通紙領域)の温度が通紙域よりも高くなってしまうことが挙げられる。 Further, as a second factor, the sheet is taken in the sheet passing area of the supporting roller (the area of the supporting roller contacting the area of the belt contacting the portion of the fixing roller contacting the recording sheet; the sheet passing area of the recording sheet; the image forming range). If heat is supplied to the entire area in the axial direction of the support roller so as to compensate for the heat taken away in the paper passing area, the temperature of the non-paper passing area (recording paper non-passing area) at the end of the roller is increased. May be higher than the paper passing area.
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部加熱ベルト定着方式の定着装置において、支持ローラの中央部と端部との温度差を抑制することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to suppress a temperature difference between a central portion and an end portion of a support roller in an external heating belt fixing type fixing device.
本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも1つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、上記複数の支持ローラのうちの少なくとも1つは、内部に加熱源を有する筒状の部材であり、加熱源を有する上記支持ローラにおける上記ベルトに当接する領域のうち、軸方向両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が、軸方向中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さいことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the fixing device of the present invention heats a fixing member, a pressure member, and a belt rotatably stretched between a plurality of support rollers, Including at least one external heating device that heats the member to be heated by contacting the peripheral surface of the pressure member, and the fixing member and the pressure member are conveyed while sandwiching the recording material, In the fixing device for fixing an unfixed image on the recording material to the recording material by heat and pressure, at least one of the plurality of support rollers is a cylindrical member having a heating source therein, The average cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction in the axially opposite end portions of the region of the support roller having the source in contact with the belt is the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction in the axial central portion. of It is characterized in that less than average value.
上記の構成によれば、加熱源を有する支持ローラにおけるベルトに当接する領域のうち、軸方向両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が、軸方向中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さくなっている。これにより、外部への熱伝導によって両端側部分から失われる熱量を抑制することができ、両端側部分の温度が低下することを抑制できる。したがって、両端側部分と中央部分との温度差が生じることを防止して均一で高品位な定着画像を得ることができる。また、中央部分は、両端側部分よりも断面積が大きいので、両端側部分よりも軸方向の熱伝導が促進される。このため、定着処理を行う際の中央部分における温度分布を均一にすることができる。 According to the above configuration, the average value of the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction in the axially opposite end portions in the region of the support roller having the heating source that contacts the belt is the axial value in the axially central portion. It is smaller than the average value of the cross sectional area of the vertical cross section. Thereby, the amount of heat lost from the both end portions due to heat conduction to the outside can be suppressed, and the temperature of both end portions can be suppressed from decreasing. Therefore, a uniform and high-quality fixed image can be obtained by preventing a temperature difference between the both end portions and the central portion. Further, since the central portion has a larger cross-sectional area than both end portions, heat conduction in the axial direction is promoted more than both end portions. For this reason, it is possible to make the temperature distribution in the center portion during the fixing process uniform.
なお、加熱源を有する上記支持ローラは、上記両端側部分における肉厚が、上記中央部分における肉厚よりも薄い構成であってもよい。 The support roller having a heat source may have a structure in which the thickness at the both end portions is thinner than the thickness at the center portion.
上記の構成によれば、両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積を、中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さくできる。 According to said structure, the cross-sectional area of the cross section perpendicular | vertical to the axial direction in a both-ends side part can be made smaller than the cross-sectional area of the cross section perpendicular | vertical to the axial direction in a center part.
また、加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の外径が一定であってもよい。 Further, the support roller having the heating source may have a constant outer diameter in a region in contact with the belt.
ベルトに当接する領域の外径が一定ではない場合、ベルトに支持ローラの軸方向への力が作用するので、蛇行や亀裂の原因となる。これに対して、上記の構成によれば、ベルトに当接する領域の外径が一定なので、ベルトに作用する支持ローラの軸方向への力を抑制してベルトの蛇行や亀裂を防止できる。 When the outer diameter of the region in contact with the belt is not constant, a force in the axial direction of the support roller acts on the belt, which causes meandering and cracking. On the other hand, according to the above configuration, since the outer diameter of the region in contact with the belt is constant, it is possible to suppress meandering and cracking of the belt by suppressing the axial force of the support roller acting on the belt.
また加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の内径が一定であってもよい。 Further, the support roller having the heating source may have a constant inner diameter in a region in contact with the belt.
ベルトに当接する領域の内径が一定ではない場合、加熱源と支持ローラ内周面とのクリアランスが一定でなくなり、加熱源から支持ローラへの伝熱量が位置によって異なるので、温度分布を均一にすることが困難な場合がある。これに対して、上記の構成によれば、ベルトに当接する領域の内径が一定なので、加熱源と支持ローラへの伝熱量を均一化して支持ローラの温度分布を均一化できる。 If the inner diameter of the region in contact with the belt is not constant, the clearance between the heating source and the inner peripheral surface of the support roller is not constant, and the amount of heat transferred from the heating source to the support roller varies depending on the position, so the temperature distribution is made uniform. It can be difficult. On the other hand, according to the above configuration, since the inner diameter of the region in contact with the belt is constant, the heat transfer amount to the heating source and the support roller can be made uniform, and the temperature distribution of the support roller can be made uniform.
また、加熱源を有する上記支持ローラは、上記両端側部分の外周面に穴部を有している構成であってもよい。 Moreover, the structure which has a hole in the outer peripheral surface of the said both end side part may be sufficient as the said support roller which has a heat source.
上記の構成によれば、上記両端側部分の外周面に穴部を設けることで、支持ローラの上記両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値を小さくできる。また、支持ローラの熱容量が小さくなり、短時間で支持ローラの温度を上昇させることができる。 According to said structure, the average value of the cross-sectional area of a cross section perpendicular | vertical to the axial direction in the said both end side part of the support roller can be made small by providing a hole in the outer peripheral surface of the said both end side part. Further, the heat capacity of the support roller is reduced, and the temperature of the support roller can be increased in a short time.
また、上記穴部を有する構成において、加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の外径および内径が一定である構成としてもよい。 Further, in the configuration having the hole portion, the support roller having the heating source may have a configuration in which an outer diameter and an inner diameter of a region in contact with the belt are constant.
上記の構成によれば、支持ローラの両端側部分に穴部を設けることにより、支持ローラにおけるベルトに当接する領域の外径および内径を一定に保ちつつ、両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値を、中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さくできる。したがって、ベルトの蛇行や亀裂を防止できるとともに、加熱源と支持ローラへの伝熱量を均一化して支持ローラの温度分布を均一化できる。 According to the above configuration, by providing holes in both end portions of the support roller, a cross section perpendicular to the axial direction in both end portions while keeping the outer diameter and inner diameter of the region in contact with the belt in the support roller constant. Can be made smaller than the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction in the central portion. Therefore, meandering and cracking of the belt can be prevented, and the heat transfer amount to the heating source and the support roller can be made uniform, so that the temperature distribution of the support roller can be made uniform.
また、上記穴部は、上記両端側部分のそれぞれにおいて、上記支持ローラの回転方向に沿ってこの支持ローラの両端側から中央側へ向かう螺旋形状の溝であってもよい。 In addition, the hole may be a spiral groove in each of the both end portions along the rotation direction of the support roller from the both ends of the support roller toward the center.
上記の構成によれば、ベルトが一方の端部側へ寄ったときに、寄り方向と反対側におけるベルトと支持ローラの上記穴部が設けられた領域との接触幅が、寄り方向側におけるベルトと支持ローラの上記穴部が設けられた領域との接触幅よりも小さくなる。このため、ベルトは寄り方向とは反対側に付勢される。これにより、ベルトの蛇行を防止できる。また、ベルトの端部が他の部材に接触することを防止すること、あるいは他の部材への当接力を低減することができるので、ベルトの機械的な耐久性を向上させることができる。 According to the above configuration, when the belt approaches the one end side, the contact width between the belt on the opposite side to the side of the deviation and the region where the hole of the support roller is provided is the belt on the side of the deviation. And the contact width of the support roller with the region where the hole is provided. For this reason, the belt is biased to the side opposite to the shifting direction. Thereby, the meandering of the belt can be prevented. In addition, since the end of the belt can be prevented from coming into contact with other members, or the contact force against the other members can be reduced, the mechanical durability of the belt can be improved.
また、上記穴部は、上記支持ローラを貫通していてもよい。 The hole may penetrate the support roller.
上記の構成によれば、支持ローラの内部に備えられた加熱源からの放射熱、赤外線を、穴部を介してベルトに直接作用させることができるので、ベルトの温度を短時間で上昇させることができる。 According to the above configuration, the radiant heat and infrared rays from the heating source provided inside the support roller can be directly applied to the belt through the hole, so that the temperature of the belt can be raised in a short time. Can do.
また、加熱源を有する上記支持ローラは、上記両端側部分および上記中央部分に同一形状の穴部をそれぞれ複数有しており、上記両端側部分における単位表面積あたりの穴部の数が、上記中央部分における単位表面積あたりの穴部の数よりも多い構成としてもよい。 Further, the support roller having a heating source has a plurality of holes of the same shape in the both end portions and the central portion, and the number of holes per unit surface area in the both end portions is the center. It is good also as a structure larger than the number of the holes per unit surface area in a part.
上記の構成によれば、両端側部分における単位表面積あたりの穴部の数が、中央部分における単位表面積あたりの穴部の数よりも多いので、両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値を、中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さくできる。また、両端側部分および中央部分に同一形状の穴部を設けるので、同一の仕様、工具で穴部を形成できるため、加工が容易であるとともに、製造コストを低減できる。 According to the above configuration, since the number of holes per unit surface area in both end portions is larger than the number of holes per unit surface area in the central portion, the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction in both end portions. Can be made smaller than the average value of the cross-sectional areas of the cross section perpendicular to the axial direction in the central portion. Moreover, since the hole part of the same shape is provided in the both end side part and the center part, since a hole part can be formed with the same specification and tool, processing is easy and manufacturing cost can be reduced.
本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも1つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、上記複数の支持ローラのうちの少なくとも1つは内部に加熱源を有する筒状の部材であり、加熱源を有する上記支持ローラにおける熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が60×10−6(W・m/K)以下であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the fixing device of the present invention heats a fixing member, a pressure member, and a belt rotatably stretched between a plurality of support rollers, Including at least one external heating device that heats the member to be heated by contacting the peripheral surface of the pressure member, and the fixing member and the pressure member are conveyed while sandwiching the recording material, In the fixing device for fixing an unfixed image on the recording material to the recording material by heat and pressure, at least one of the plurality of support rollers is a cylindrical member having a heating source therein, and the heating source The product of the thermal conductivity and the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction in the support roller having the above is 60 × 10 −6 (W · m / K) or less.
加熱源を有する支持ローラにおける熱伝導率と上記断面積との積が60×10−6(W・m/K)よりも大きい場合、軸方向両端側で軸方向への熱伝導が過大になる。このため、待機保温時にベルトに接触する領域を均一温度とするように加熱源を制御しても、支持ローラ両端部からの熱伝導により、両端部の温度が低下してしまい、画像端部の定着が不十分になって不均一で低品位な画像となってしまう。 When the product of the thermal conductivity and the cross-sectional area in the support roller having the heating source is larger than 60 × 10 −6 (W · m / K), the heat conduction in the axial direction becomes excessive at both axial ends. . For this reason, even if the heating source is controlled so that the region in contact with the belt at the time of standby heat retention is a uniform temperature, the temperature at both ends decreases due to heat conduction from both ends of the support roller, Inadequate fixing results in a non-uniform and low quality image.
これに対して、上記の構成によれば、支持ローラにおける熱伝導率と上記断面積との積が60×10−6(W・m/K)以下なので、両端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化できる。 On the other hand, according to the above configuration, the product of the thermal conductivity and the cross-sectional area of the support roller is 60 × 10 −6 (W · m / K) or less. The temperature in the belt contact area can be made uniform.
本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも1つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、上記複数の支持ローラは筒状の部材であって、内部に加熱源を備えた支持ローラと、内部に加熱源を備えない支持ローラとがあり、画像形成範囲内において、加熱源を備えた支持ローラの方が、加熱源を備えない支持ローラよりも、熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が大きいことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the fixing device of the present invention heats a fixing member, a pressure member, and a belt rotatably stretched between a plurality of support rollers, Including at least one external heating device that heats the member to be heated by contacting the peripheral surface of the pressure member, and the fixing member and the pressure member are conveyed while sandwiching the recording material, In the fixing device for fixing an unfixed image on the recording material to the recording material by heat and pressure, the plurality of support rollers are cylindrical members, and a support roller provided with a heating source therein, and Within the image forming range, the support roller with the heating source has a cross section perpendicular to the thermal conductivity and the axial direction than the support roller without the heating source. That the product of the area is large. It is a symptom.
加熱源を有する支持ローラにおける熱伝導率と上記断面積との積が小さすぎる場合、軸方向の熱伝導が不足して画像形成範囲(定着部材または加圧部材における記録紙に当接する部分に当接するベルトの領域に当接する支持ローラの領域。画像域。)の温度分布が大きくなる場合がある。一方、加熱源を備えない支持ローラにおける熱伝導率と上記断面積との積が大きすぎる場合には、支持ローラ端部から他の部材への熱伝導等により、支持ローラ端部の温度が低下し、ベルト端部の温度が低下してしまう。 If the product of the thermal conductivity and the cross-sectional area of the support roller having a heating source is too small, the thermal conductivity in the axial direction is insufficient, and the image formation range (the portion that contacts the recording paper in the fixing member or pressure member) The temperature distribution of the area of the support roller that abuts the area of the belt that is in contact (image area) may increase. On the other hand, if the product of the thermal conductivity and the cross-sectional area of the support roller without a heating source is too large, the temperature at the end of the support roller decreases due to heat conduction from the end of the support roller to other members. As a result, the temperature at the belt end is lowered.
これに対して、上記の構成によれば、加熱源を備えた支持ローラの方が加熱源を備えない支持ローラよりも熱伝導率と上記断面積との積が大きいので、加熱源を有する支持ローラにおける軸方向の熱伝導を促進して画像域の温度分布を均一化できる。また、加熱源を備えない支持ローラの端部から他の部材への熱伝導を抑制し、ベルト端部の温度低下を抑制できる。 On the other hand, according to the above configuration, the support roller with the heating source has a larger product of the thermal conductivity and the cross-sectional area than the support roller without the heating source. It is possible to make the temperature distribution in the image area uniform by promoting axial heat conduction in the roller. Further, heat conduction from the end portion of the support roller not provided with a heat source to other members can be suppressed, and a temperature drop at the belt end portion can be suppressed.
また、上記いずれかの構成において、上記外部加熱装置は、昇温加熱時に上記ベルトを回転させ、待機保温時には上記ベルトの回転を停止させる構成としてもよい。 In any one of the above-described configurations, the external heating device may be configured to rotate the belt during temperature rising heating and stop the rotation of the belt during standby temperature keeping.
上記の構成によれば、昇温加熱時にベルトを回転させることにより、ベルトを周方向に沿って均一に加熱することができる。また、待機保温時にベルトの回転を停止させることにより、ベルトを回転させるための電力を削減して省電力を図ることができるとともに、ベルトの回転駆動に伴う騒音を防止できる。さらに、ベルトを回転させないので、ベルト端部からの熱放散を抑制することができる。これにより、支持ローラからベルトへの熱伝導を抑制して支持ローラ端部の温度低下を防止することができる。 According to said structure, a belt can be uniformly heated along the circumferential direction by rotating a belt at the time of temperature rising heating. Further, by stopping the rotation of the belt during the standby temperature keeping, the power for rotating the belt can be reduced to save power, and the noise accompanying the rotation driving of the belt can be prevented. Furthermore, since the belt is not rotated, heat dissipation from the belt end can be suppressed. Thereby, the heat conduction from the support roller to the belt can be suppressed, and the temperature drop at the end of the support roller can be prevented.
また、上記いずれかの構成において、上記外部加熱装置は、加熱源を有する上記支持ローラの待機保温時における表面温度を画像形成動作時よりも低くする構成としてもよい。 In any one of the configurations described above, the external heating device may have a configuration in which the surface temperature of the support roller having the heating source during standby warming is lower than that during the image forming operation.
加熱源を有する支持ローラの待機保温時における表面温度を画像形成動作時と同じ温度に設定する場合、待機保温時には通紙による熱損失がないため、加熱源に供給される加熱用のエネルギは画像形成動作時よりも小さくなる。このため、支持ローラ端部からの熱伝導、熱放散により端部の温度が低下しやすい。したがって、支持ローラの表面温度を画像形成動作時の温度で保温しておくと、支持ローラ端部の温度が低下したまま画像形成を開始することになり、定着画像が定着ムラのある画像品位の低い画像となってしまう。 When the surface temperature of the support roller having the heating source is set to the same temperature as that during the image forming operation when the standby temperature is maintained, there is no heat loss due to paper passing during the standby temperature, so the heating energy supplied to the heating source is the image. It becomes smaller than the time of forming operation. For this reason, the temperature of the end tends to decrease due to heat conduction and heat dissipation from the end of the support roller. Therefore, if the surface temperature of the support roller is kept at the temperature at the time of image forming operation, the image formation is started while the temperature at the end of the support roller is lowered, and the fixed image has an image quality with uneven fixing. It becomes a low image.
これに対して、上記の構成によれば、待機保温時の支持ローラの表面温度が画像形成動作時の表面温度よりも低いので、画像形成動作開始時に支持ローラの表面温度を所定の動作温度へ昇温させることにより、支持ローラの軸方向の温度分布を均一にし、ベルトの幅方向に均一に熱量を供給することができる。また、待機保温時の温度を低くすることにより、保温加熱のためのエネルギを削減できる。 On the other hand, according to the above configuration, the surface temperature of the support roller at the time of standby heat retention is lower than the surface temperature at the time of image forming operation. By raising the temperature, the temperature distribution in the axial direction of the support roller can be made uniform, and the amount of heat can be supplied uniformly in the width direction of the belt. Moreover, the energy for heat insulation heating can be reduced by lowering the temperature at the time of standby heat insulation.
また、上記いずれかの構成において、定着部材の周面にベルトを当接させてこの定着装置を加熱する外部加熱装置と、加圧部材の周面にベルトを当接させてこの加圧部材を加熱する外部加熱装置とを備えている構成としてもよい。 In any of the above-described configurations, an external heating device that heats the fixing device by bringing the belt into contact with the peripheral surface of the fixing member, and a pressure member that contacts the belt with the peripheral surface of the pressure member. It is good also as a structure provided with the external heating apparatus heated.
上記の構成によれば、定着部材および加圧部材の両方の表面温度を精度良く制御できるので、高品位な画像を安定して得ることができるとともに、高いスループットを継続して得ることができる。 According to the above configuration, since the surface temperatures of both the fixing member and the pressure member can be controlled with high accuracy, a high-quality image can be stably obtained and high throughput can be continuously obtained.
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えている。支持ローラの軸方向に沿って均一な定着性を実現することができるので、均一で高品位な画像を得ることができる。 The image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices described above. Since uniform fixability can be realized along the axial direction of the support roller, a uniform and high-quality image can be obtained.
以上のように、本発明の定着装置は、上記複数の支持ローラのうちの少なくとも1つは、内部に加熱源を有する筒状の部材であり、加熱源を有する上記支持ローラにおける上記ベルトに当接する領域のうち、軸方向両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が、軸方向中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さい。 As described above, in the fixing device according to the present invention, at least one of the plurality of support rollers is a cylindrical member having a heat source therein, and is in contact with the belt in the support roller having the heat source. Of the regions in contact with each other, the average value of the cross-sectional areas of the cross sections perpendicular to the axial direction in the axial both ends is smaller than the average value of the cross-sectional areas of the cross sections perpendicular to the axial direction in the central portion in the axial direction.
それゆえ、外部への熱伝導によって両端側部分から失われる熱量を抑制することができるので、両端側部分の温度が低下することを抑制して両端側部分と中央部分との温度差が生じることを防止することができ、均一で高品位な定着画像を得ることができる。 Therefore, the amount of heat lost from both end portions due to heat conduction to the outside can be suppressed, so that the temperature of both end portions can be suppressed from decreasing, and a temperature difference between the end portions and the center portion can occur. Can be prevented, and a uniform and high-quality fixed image can be obtained.
本発明の定着装置は、上記複数の支持ローラのうちの少なくとも1つは内部に加熱源を有する筒状の部材であり、加熱源を有する上記支持ローラおける熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が60×10−6(W・m/K)以下である。 In the fixing device of the present invention, at least one of the plurality of support rollers is a cylindrical member having a heating source therein, and a cross section perpendicular to the thermal conductivity and the axial direction of the support roller having the heating source. The product with the cross-sectional area is 60 × 10 −6 (W · m / K) or less.
それゆえ、両端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化できる。 Therefore, it is possible to make the temperature in the belt contact region uniform by suppressing the temperature drop at both ends.
本発明の定着装置は、上記複数の支持ローラは筒状の部材であって、内部に加熱源を備えた支持ローラと、内部に加熱源を備えない支持ローラとがあり、加熱源を備えた支持ローラの方が、加熱源を備えない支持ローラよりも、熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が大きい。 In the fixing device of the present invention, the plurality of support rollers are cylindrical members, and include a support roller having a heat source therein and a support roller having no heat source therein, and includes a heat source. The support roller has a larger product of the thermal conductivity and the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction than the support roller without the heating source.
それゆえ、加熱源を有する支持ローラにおける軸方向の熱伝導を促進して画像域の温度分布を均一化できる。また、支持ローラ端部から他の部材への熱伝導を抑制し、ベルト端部の温度低下を抑制できる。 Therefore, the heat distribution in the axial direction of the support roller having the heating source can be promoted, and the temperature distribution in the image area can be made uniform. Further, heat conduction from the support roller end portion to other members can be suppressed, and a temperature drop at the belt end portion can be suppressed.
〔実施形態1〕
(画像形成装置1の構成)
本発明の一実施形態について説明する。まず、図2を参照して本実施形態の定着装置が備えられている画像形成装置1について説明する。図2は、画像形成装置1の内部構造を示した模式図である。この画像形成装置1は、乾式電子写真方式のカラー画像形成装置であり、ネットワークを介して接続される各端末装置から送信される画像データまたはスキャナによって読み取られた画像データに基づいて、用紙(記録材)Pに対してカラー画像またはモノクロ画像を形成するプリンタである。
[Embodiment 1]
(Configuration of image forming apparatus 1)
An embodiment of the present invention will be described. First, the
画像形成装置1は、乾式電子写真方式かつ4連タンデム方式のカラープリンタであって、可視像形成部50、用紙搬送部30、定着装置40、供給トレイ20を備えている。
The
可視像形成部50は、黄色画像形成ユニット50Y、マゼンタ画像形成ユニット50M、シアン画像形成ユニット50C、黒画像形成ユニット50Bから構成される。具体的な配置としては、供給トレイ20と定着装置40との間において、供給トレイ20側から、黄色画像形成ユニット50Y、マゼンタ画像形成ユニット50M、シアン画像形成ユニット50C、黒画像形成ユニット50Bがこの順に併設されている。
The visible
これら画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bは、各々、実質的に同一の構成を有しており、画像データに基づいて、用紙Pに対してそれぞれ黄色画像、マゼンタ画像、シアン画像、黒画像を転写するものである。
Each of these
各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bは、感光体ドラム51を備えており、さらに、帯電ローラ52、LSU53、現像ユニット54、転写ローラ55およびクリーニング装置56を、感光体ドラム51の周囲に、感光体ドラム51の回転方向(図2のF方向)に沿って配置している。
Each of the
各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bの感光体ドラム51は、感光性材料を表面に有するドラム形状の転写ローラであり、矢印F方向に回転駆動する。帯電ローラ52は、感光体ドラム51の表面を一様(均一)に帯電するためのものである。
The photosensitive drum 51 of each of the
画像形成ユニット50Y、50M、50C、50BのLSU(レーザビームスキャナユニット)53には、それぞれ画像データにおける黄色成分、マゼンタ成分、シアン成分および黒色成分に対応する画素信号が入力されるようになっている。そして、各LSU53は、これらの画像信号に基づいて、帯電された感光体ドラム51を露光し、静電潜像を生成するようになっている。
The LSU (laser beam scanner unit) 53 of the
画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bの現像ユニット54は、それぞれ黄色、マゼンタ、シアン、黒色のトナー(現像剤)を有している。そして、これらのトナーによって、感光体ドラム51上に生成された静電潜像を現像し、トナー像(顕像)を生成する機能を有している。なお、上記の現像剤としては、例えば、非磁性一成分現像剤(非磁性トナー)、非磁性二成分現像剤(非磁性トナーおよびキャリア)、磁性現像剤(磁性トナー)等の現像剤を用いることができる。
The developing
画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bの転写ローラ55は、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、このバイアス電圧を用紙Pに与えることによって感光体ドラム51上のトナー像を用紙Pに転写するためのものである。画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bのクリーニング装置56は、用紙Pへの画像転写後に感光体ドラム51上に残留しているトナーを除去するものである。以上のような、用紙Pに対するトナー像の転写は、4色について4回繰り返される。
The
用紙搬送部30は、駆動ローラ31、従動ローラ32、搬送ベルト33からなり、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bによって順に用紙Pにトナー像が形成されるように、用紙Pを搬送するものである。
The
駆動ローラ31および従動ローラ32は、搬送ベルト33を張架するものであり、駆動ローラ31が所定の周速度(本実施形態ではモノクロ画像形成時(モノクロモード)355mm/s、カラー画像形成時(カラーモード)175mm/s)に制御されて回転することで搬送ベルト33が回転するようになっている。
The driving
搬送ベルト33は、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bの感光体ドラム51に接触するように、駆動ローラ31と従動ローラ32との間にかけられたベルトであり、ローラ31・32によって矢印Z方向に摩擦駆動されるようになっている。そして、搬送ベルト33は、供給トレイ20から送り込まれた用紙Pを静電吸着させ、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bに順に用紙Pを搬送する。
The conveyance belt 33 is a belt that is placed between the driving
さらに、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bによってトナー像が転写された用紙Pは、駆動ローラ31の曲率によって搬送ベルト33から剥離され、定着装置40に搬送される(図2の一点鎖線は搬送経路を示す)。なお、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bによって用紙Pに転写された後のトナー像は、用紙Pに対して未定着の状態である。
Further, the sheet P on which the toner image is transferred by each of the
定着装置40は、用紙Pに転写された未定着のトナー像を当該用紙Pに熱圧着させるものである。具体的に、定着装置40には、定着ローラ60と加圧ローラ70とが備えられている。そして、可視像形成部50から所定の定着速度(プロセス速度;モノクロモード355mm/s、カラーモード175mm/s)および複写速度(1分あたりのコピー枚数;例えばA4横送りでモノクロモード70枚/分、カラーモード40枚/分)で搬送されてきた用紙Pは、定着ローラ60と加圧ローラ70との間に形成されている定着ニップ部Nに送り込まれる。さらに、定着ローラ60と加圧ローラ70とが用紙Pを挟持しながら搬送する。このとき、用紙P上のトナー像(未定着画像)は定着ローラ60の周面の熱によって溶融し、定着ローラ60と加圧ローラ70とによって加圧されて、用紙Pに固定された堅牢な画像として定着する。
The fixing
そして、定着装置40によってトナー像の定着処理が行われた後の用紙Pは、画像形成装置1の外部の排紙トレイ(不図示)に排出される。これにより、画像形成処理が終了する。なお、定着装置40の具体的構成については後で詳細に説明する。
Then, the sheet P after the toner image is fixed by the fixing
また、画像形成装置1は、用紙Pに対して各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bが画像転写を行ってカラー画像(多色画像)を形成するカラーモード(多色モード)と、用紙Pに対して黒画像形成ユニット50Bのみが画像転写を行ってモノクロ画像(単色画像)を形成するモノクロモード(単色モード)とを実行できる。具体的に説明すると、画像形成装置1に備えられている制御部(制御用集積回路基板またはコンピュータ,不図示)は、利用者からの入力指示に応じて、カラーモードまたはモノクロモードのうちのいずれかのモードを選択し、選択したモードに応じた画像形成を実行するように各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Bを制御するようになっている。
The
さらに、上記制御部は、カラーモード時においては搬送速度355mm/S(プロセス速度ともいう)で用紙Pを搬送し、モノクロモード時においては搬送速度175mm/Sで用紙Pを搬送するように画像形成装置1の用紙搬送手段(用紙搬送部30,定着ローラ60,加圧ローラ70等)を制御する。
Further, the controller forms an image so as to convey the sheet P at a conveyance speed of 355 mm / S (also referred to as a process speed) in the color mode and convey the sheet P at a conveyance speed of 175 mm / S in the monochrome mode. It controls the sheet conveying means (the
(定着装置40の構成)
次に、定着装置40について具体的に説明する。図3は、定着装置40の概略構成を示す模式図である。定着装置40は、上述した定着ローラ(定着部材)60および加圧ローラ(定着部材)70の他、外部加熱装置80、制御装置90、回転駆動装置91、ベルト移動装置110、加熱電力供給部99を含む構成である。なお、必要に応じて、定着ローラ60の表面をクリーニングするためのウェブクリーニング装置等をさらに設けてもよい。
(Configuration of Fixing Device 40)
Next, the fixing
回転駆動装置91は、定着ローラ60を回転駆動するものであり、例えばモータ、ギア等から構成される。なお、回転駆動装置91の動作は、制御装置90によって制御される。
The
定着ローラ60は、図3に示されるG方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金61、この芯金61の外周面を覆う弾性層62、弾性層62を覆って形成される離型層63から構成される。
The fixing
芯金61は、外径46mmのアルミニウムからなるものであり、筒状の形状をしている。ただし、芯金61の素材は、アルミニウムに限定されるものではなく、例えば、鉄やステンレス等からなるものであってもよい。弾性層62は、厚さ3mmであって、耐熱性を有するシリコンゴム(JIS−A硬度20度)からなる。離型層63は、厚み約30μmのPFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)チューブからなる。なお、離型層63の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れているものであればよく、PFAの他、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素系材料を使用してもよい。こうして構成された定着ローラ60の外径は50mmであって、定着ローラ60の表面硬度は68度(アスカーC硬度)である。なお、定着ローラ60表面の回転軸方向の幅は320mmである。
The cored
定着ローラ60の周面には当該周面の温度を検出するサーミスタ65が接触しており、芯金61の内部には、電力が供給されることによって熱輻射を行うハロゲンランプ(ヒータランプ)64が設置されている。ハロゲンランプ64は定着ローラ60の熱源であり、ハロゲンランプ64に電力供給が行われるとハロゲンランプ64によって定着ローラ60内部が所定の温度(本実施形態では180℃)に加熱され、定着ニップ部Nを通過する未定着トナー画像が形成された記録紙を加熱するようになっている。
A
なお、本実施形態では、ハロゲンランプを1本内蔵しているが、これに限らず、例えば、紙サイズに応じて最適な温度分布を形成できるように、軸方向に発熱分布を分割した複数のハロゲンランプを用いてもよい。また、本実施形態では、定着ローラ60の長手方向中央部にサーミスタ65が接触するように配置しているが、これに限らず、定着ローラ60の長手方向端部(非通紙域)に設置してもよい。また、ハロゲンランプを2本設置するなどして中央部と端部で発熱量が異なる場合等には、中央部と端部の両方にサーミスタを設置してもよい。
In the present embodiment, one halogen lamp is incorporated. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of heat generation distributions divided in the axial direction so as to form an optimum temperature distribution according to the paper size. A halogen lamp may be used. In this embodiment, the
加圧ローラ70は、図3に示すH方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金71、この芯金71の外周面を覆う弾性層72、弾性層72を覆って形成される離型層73、から構成される。
The
芯金71は、外径46mmであって、アルミニウムからなるものである。ただし、芯金71の素材は、アルミニウムに限定されるものではなく、鉄やステンレスからなるものであってもよい。弾性層72は、厚さ2mmであって、耐熱性を有するシリコンゴムからなる。離型層73は、厚み約30μmのPFAチューブからなる。なお、離型層73の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、PFAの他、PTFE等のフッ素系材料を使用してもよい。こうして構成された加圧ローラ70の外径は50mmであって、加圧ローラ70の表面硬度は75度(アスカーC硬度)である。
The cored bar 71 has an outer diameter of 46 mm and is made of aluminum. However, the material of the cored bar 71 is not limited to aluminum, and may be made of iron or stainless steel. The elastic layer 72 is made of silicon rubber having a thickness of 2 mm and having heat resistance. The
そして、加圧ローラ70は、図示していない弾性部材(バネ)によって、定着ローラ60に所定の荷重(ここでは600N)で圧接される。これにより、定着ローラ60周面と加圧ローラ70周面との間に定着ニップ部N(定着ローラ60と加圧ローラ70とが当接する部分、ここでは記録紙搬送方向の幅9mm)が形成される。また、加圧ローラ70は、定着ローラ60の回転に従動して定着ローラ60とは逆方向(定着ニップ部における両ローラ表面の移動方向は同じ)に回転する。なお、本実施形態では、加圧ローラ70は定着ローラ60に従動回転する構成としているが、これに限らず、定着ローラ60とは異なる回転駆動手段によって回転駆動される構成であってもよい。
The
また、加圧ローラ70の周面には当該周面の温度を検出するサーミスタ75が接触しており、芯金71の内部には、電力供給によって熱輻射を行うハロゲンランプ(ヒータランプ)74が設置されている。ハロゲンランプ74は加圧ローラ70の熱源であり、ハロゲンランプ74に電力供給が行われると加圧ローラ70表面が所定の温度(本実施形態では150℃)に加熱されるようになっている。
A
なお、本実施形態では、定着ローラ60のゴム硬度(68度)より加圧ローラ70のゴム硬度(75度)を高くしているが、これは、加圧ローラ70と定着ローラ60との間に形成される定着ニップ部Nを逆ニップ形状(加圧ローラ70の形状は殆ど変わらず定着ローラ60が若干凹む形態)にするためである。このようにして得られた定着ニップ部Nのニップ幅は8.5mmであった。
In this embodiment, the rubber hardness (75 degrees) of the
ここで、加圧ローラ70と定着ローラ60との間の定着ニップ部Nを逆ニップ形状にしている理由を説明する。定着ニップ部Nが逆ニップ形状である場合、定着ニップ部Nを通過した用紙Pは、加圧ローラ70周面に沿った方向に排出されるため、用紙Pが定着ニップ部Nから排出される際に自己剥離(剥離爪などの強制剥離補助手段を必要とせず紙のこしで剥離)し易くなるからである。
Here, the reason why the fixing nip portion N between the
なお、定着ローラ60の表面硬度より加圧ローラ70の表面硬度が低いと、定着ローラ60と加圧ローラ70との間の定着ニップ部Nは、定着ローラ60の形状が殆ど変わらず加圧ローラ70が若干凹む形態になり、定着ニップ部Nを通過した用紙Pは定着ローラ60周面に沿った方向に排出されるため、自己剥離が生じにくい。
When the surface hardness of the
(外部加熱装置80の構成)
外部加熱装置80は、支持ローラ81、支持ローラ82、無端ベルト(外部加熱ベルト)83、ベルト移動装置110、ベルト規制部材121・122(図3には図示せず)を備えている。無端ベルト83は、裏面(内周面)側が各支持ローラ81・82の周面に当接するように各支持ローラ81・82に張架されている。無端ベルト83は、支持ローラ81・82が後述する第1位置にあるとき、所定の押圧力(本実施形態では40N)で定着ローラ60に圧接される。これにより、定着ローラ60との間に加熱ニップ部(無端ベルト83と定着ローラ60との当接部;定着ローラ60の円周方向の幅20mm)が形成されている。
(Configuration of external heating device 80)
The
また、無端ベルト83は、回転する定着ローラ60の周面に当接することにより、定着ローラ60に従動回転するようになっている。これにより、各支持ローラ81・82は、定着ローラ60の回転方向と逆方向(図3のK方向)に回転する。つまり、制御装置90が定着ローラ60の回転駆動装置91を制御して定着ローラ60を回転駆動させると、無端ベルト83と定着ローラ60とが接している部分での摩擦力によって無端ベルト83が定着ローラ60に従動して移動し、支持ローラ81・82および無端ベルト83が回転するようになっている。
Further, the
無端ベルト83は、厚み90μmのポリイミド(宇部興産製、商品名:ユーピレックスS)からなる基材の表面に、離型層としてPTFEとPFAがブレンドされたフッ素樹脂が20μm厚でコーティングされたベルト部材である。ただし、無端ベルト83の構成は、これに限定されるものではなく、ニッケル、ステンレス、鉄などの金属製のベルト部材を用いてもよい。また、無端ベルト83の内径も30mmに限定されるものではない。なお、無端ベルト83の離型層の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性に優れていればよく、例えば、PTFEあるいはPFAを単独で使用してもよい。なお、室温(20℃)における無端ベルト83の内径は30mm(内周長94mm)である。
The
また、無端ベルト83の幅(支持ローラ81・82の軸方向の幅)は、室温で320mmである。ただし、ポリイミドの熱膨張率は5.6×10−5/degなので、200degの温度上昇で、無端ベルト83は軸方向に約3.6mm(320mm×5.6×10−5/deg×200deg≒3.6)熱膨張する。したがって、無端ベルト83の定着動作時の設定温度である220℃におけるベルト幅は323.6mmとなる。
The width of the endless belt 83 (the axial width of the
図1は、支持ローラ81・82の軸方向に平行な断面の断面図である。各支持ローラ81・82は、アルミニウム製の芯金の表面に、離型層としてPTFEとPFAがブレンドされたフッ素樹脂が20μm厚でコーティングされたローラである。なお、この離型層の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性に優れていればよく、例えば、PFAやPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素系材料を使用することができる。また、支持ローラ81・82間の軸間距離は23.0mmに設定されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cross section parallel to the axial direction of the
図1に示すように、支持ローラ81・82における軸方向の中央部Aは外形15mm、内径9mm(肉厚3mm)になっており、その両端側に外形15mm、内径11mm(肉厚2mm)の部分(ベルト接触部の端部B)を備え、さらにその両端側に外形13mm、内径11mm(肉厚1mm)の部分(ローラ端部C)を備えている。これにより、支持ローラ81・82では、中央部Aよりもベルト接触部の端部Bおよびローラ端部Cの方が軸方向に垂直な断面の断面積が小さくなっている。なお、ベルト接触部とは、無端ベルト83が当接する領域、すなわち支持ローラ81・82の軸方向一端側に配置されたベルト規制部材121・122と他端側に配置されたベルト規制部材121・122との間の領域である。
As shown in FIG. 1, the central portion A in the axial direction of the
また、中央部Aの幅(軸方向の長さ)は、最大通紙域(この定着装置において定着処理を行える最大幅の記録紙を通紙するときに、定着ローラ60における記録紙に当接する部分に当接する無端ベルト83の領域に当接する支持ローラ81・82の領域;最大記録紙通紙領域)の幅と略同等であり、無端ベルト83の幅よりも狭くなっている。
Further, the width (the length in the axial direction) of the central portion A is the maximum sheet passing area (when the recording sheet having the maximum width capable of performing the fixing process in this fixing device is passed, the sheet contacts the recording sheet in the fixing
また、支持ローラ81・82の軸方向の両端部Cには、支持ローラ81・82の外周面に当接するようにベルト規制部材121・122および軸受117・118が設けられている。ベルト規制部材121・122および軸受117・118の詳細については後述する。
Further,
また、各支持ローラ81・82は、後述するベルト移動装置110によって、無端ベルト83を介して定着ローラ60の周面に所定の荷重で押圧される。これにより、無端ベルト83表面は定着ローラ60周面に接触し、無端ベルト83表面と定着ローラ60周面との間にニップ部が形成される。なお、無端ベルト83表面と定着ローラ60周面との間のニップ幅は20mm(定着ローラ60周方向に沿った幅)である。
The
無端ベルト83における支持ローラ81との接触部の外面には、この無端ベルト83の表面温度を検出するサーミスタ85aが接触している。また、支持ローラ81内部には、電力供給によって発熱するハロゲンランプ(ヒータランプ)86aが設けられている。また、無端ベルト83における支持ローラ82との接触部の外面には、この無端ベルト83の表面温度を検出するサーミスタ85bが接触しており、支持ローラ82の内部には、電力供給によって発熱するハロゲンランプ(ヒータランプ)86bが設けられている。ハロゲンランプ86a・86bは無端ベルト83の熱源であり、ハロゲンランプ86a・86bに電力供給が行われると、ハロゲンランプ86a・86bから熱が輻射され、支持ローラ81・82を介して無端ベルト83が所定の温度(本実施形態では220℃)に加熱される。そして、無端ベルト83は、定着ローラ60の外部から定着ローラ60周面に接触しているため、この接触箇所を介して定着ローラ60周面を加熱することができる。本実施形態では、上記のような2本の薄肉小径の支持ローラ81・82と薄膜の無端ベルト83とを用いているため、無端ベルト83の温度を早く昇温させることができる。
A
次に、定着装置40に備えられるベルト移動装置110およびベルト規制部材121・122について説明する。図4(a)はベルト移動装置110によって支持ローラ81・82をこの支持ローラ81・82が無端ベルト83を介して定着ローラ60に当接する位置(第1位置)に配置されている状態を示す断面図であり、図4(b)はベルト移動装置110によって支持ローラ81・82が定着ローラ60から離間した位置(第2位置)に配置されている状態を示す断面図である。また、図5(a)は、ベルト移動装置110の構成を示す上面図であり、図5(b)は支持ローラ82、無端ベルト83、ベルト規制部材122の構成を示す断面図である。
Next, the
図4(a)および図4(b)に示すように、ベルト移動装置110は、サイドフレーム111、アーム112、偏心カム113、支点(支点部材)114、支点(支点部材)115、コイルバネ116を備えている。
4A and 4B, the
サイドフレーム111は、支持ローラ81・82の両端側にそれぞれ設けられており、図5(a)に示すように、軸受117・118を介して支持ローラ81・82を回転可能に支持するものである。なお、軸受117・118は、サイドフレーム111に対して、所定の軸間距離で固定されており、これによって支持ローラ81と支持ローラ82との平行度が確保されている(本実施形態では支持ローラ81と支持ローラ82との平行度公差は100μm以下となっている)。
The side frames 111 are provided at both ends of the
また、このサイドフレーム111は、アーム112に対して支点114で支持ローラ81・82の軸方向に略垂直な方向に対して回転可能に軸支されている。
The
アーム112は、図示しない定着装置40のフレームに固定された支点115で回転可能に支持されており、支点115を軸としてコイルバネ116によって定着ローラ60に接する方向に付勢されている。
The
偏心カム113は、アーム112の端部近傍に当接するように備えられている。この偏心カム113は、制御装置90が図示しないモータ等の駆動手段を制御することによって回転駆動される。
The
これにより、制御装置90(移動制御部90c)が上記駆動手段を制御して偏心カム113を回転させ、図4(a)に示すように支持ローラ81・82を第1位置に移動させたり、偏心カム113をそこから180度回転させ、図4(b)に示すように支持ローラ81・82を第2位置に移動させたりできるようになっている。
As a result, the control device 90 (
なお、第1位置における支点114と定着ローラ60の周面との間隔は28mmであり、第2位置における支点114と定着ローラ60の周面との間隔は29.5mmである。すなわち、第1位置から第2位置へ移動させる場合の、支点114の移動量(離間長さ)は1.5mmである。また、支点114と支点115との間隔は15mm、アーム112と偏心カム113との当接部と支点115との間隔は15mmである(したがって、レバー比1:1)。したがって、アーム112の偏心カム113との当接部の移動量も1.5mmである。
The distance between the
また、第2位置において定着ローラ60の回転を停止させている時の無端ベルト83と定着ローラ60との回転方向の接触幅(加熱ニップ幅)は約10mm程度となる。ただし、この接触幅は無端ベルト83の曲がり癖や温度によって変化しうる値である。一般に、ベルトが加熱されていると、ベルトの周長が伸びるので、接触幅は増加する。なお、本実施形態では上記の離間長さを1.5mmとしているが、この離間長さを4mmに設定した場合、第2位置に移動させることで、無端ベルト83と定着ローラ60とは接触せずに完全に離間した状態となる。
Further, when the rotation of the fixing
なお、図5(a)および図5(b)に示すように、支持ローラ81・82と軸受117・118との間には、ベルト規制部材121・122が設けられている。このベルト規制部材121・122は、無端ベルト83が蛇行してきた際に、ベルト端部と当接して回転することで無端ベルト83の支持ローラ81・82の軸方向への寄りを規制すると同時に、無端ベルト83の端部が軸受117・118と摺動することによって磨耗や割れが生じることを防止するためのものである。
As shown in FIGS. 5A and 5B,
ベルト規制部材121・122は、支持ローラ81・82に対して回転可能(支持ローラ81・82の回転軸を中心として支持ローラ81・82の回転とは個別に回転できる)であり、かつ、支持ローラ81・82の軸方向にも支持ローラ81・82とは独立して移動可能なように設置されている。また、図5(b)に示すように、ベルト規制部材121・122は、支持ローラ81・82の軸方向から見た断面形状が、支持ローラ81・82の断面がなす円と同心円状になっており、支持ローラ81・82の周面(ベルト懸架面)からの高さH(mm)が2.5mmとなるように設けられている。
The
(制御装置90の構成)
制御装置90は、温度制御部90a、回転制御部90b、移動制御部90cを備え、無端ベルト83の表面温度、定着ローラ60の表面温度、加圧ローラ70の表面温度、定着ローラ60の回転駆動、ベルト移動装置110によるベルト位置の移動などを制御する制御用集積回路基板である。
(Configuration of control device 90)
The
温度制御部90aは、サーミスタ65・75・85a・85b、加熱電力供給部99に接続されている。加熱電力供給部99は、ハロゲンランプ64・74・86a・86bに接続され、これらのハロゲンランプに加熱のための電力を供給するものである。そして、温度制御部90aが、サーミスタ65・75・85a・85bの温度検出結果や画像形成モード等に基づいて、加熱電力供給部99から各ハロゲンランプへの供給電力を切り替えることで、各ハロゲンランプの発熱量を制御し、無端ベルト83、定着ローラ60、加圧ローラ70の温度を所定の温度となるよう制御するようになっている。
The
回転制御部90bは、定着ローラ60を回転駆動するための回転駆動装置91に接続されている。回転制御部90bは、回転駆動装置91の動作を制御することにより、定着ローラ60の回転速度を制御する。
The
移動制御部90cは、ベルト移動装置110に接続されており、このベルト移動装置110に備えられる偏心カム113の動作を制御することにより、外部加熱装置80に備えられる支持ローラ81・82と定着ローラ60との相対位置を制御し、無端ベルト83と定着ローラ60との接触幅(加熱ニップ幅)を変化させて、外部加熱装置80から定着ローラ60への熱供給量を制御するようになっている。例えば、移動制御部90cは、各部材の温度状態、転写媒体(記録紙)の種類、画像形成モード(モノクロ画像形成モードの場合とカラー画像形成モード、あるいは通紙用紙が1枚の場合と連続通紙の場合など)等に応じて、支持ローラ81・82の定着ローラ60に対する相対位置を、第1位置と第2位置との間で制御し、無端ベルト83の接触面積(加熱ニップ幅)を制御させて外部加熱装置80から定着ローラ60への熱供給量を制御する。
The
複写速度を低下させる場合、移動制御部90cは、支持ローラ81・82を第1位置から第2位置に移動させる。例えば、モノクロモードにおける用紙搬送速度が355mm/sでカラーモードが175mm/sに設定され、モノクロモードでの定着ローラ設定温度とカラーモードでの定着ローラ設定温度が180℃で同じ場合であって、かつ無端ベルト83と定着ローラ60との加熱ニップ幅が20mmで同じ場合、無端ベルト83の設定温度を、モノクロモードの場合220℃、カラーモードの場合205℃にすれば、用紙に奪われる熱量と外部加熱装置80から定着ローラ60に供給する熱量がほぼ釣り合う。
When the copying speed is decreased, the
このため、モノクロモードからカラーモードに変更する場合には、無端ベルト83の温度が設定温度より高すぎる。そして、無端ベルト83の温度が高すぎる状態でカラー画像の定着処理を行うと、定着ローラ60の温度が高くなりすぎてカラー画像の光沢が過剰になったり、光沢ムラが生じて画像品位が低下したりする。このような問題を回避するためには、モノクロモードからカラーモードへの移行時に無端ベルト83の温度が所定の温度に低下するまで待つことが考えられる。しかしながら、無端ベルト83の温度が220℃から205℃まで低下するには30秒以上の時間が必要であり、モノクロモードからカラーモードへの移行をスムーズに行うことができず、待ち時間が生じてしまう。
For this reason, when changing from the monochrome mode to the color mode, the temperature of the
そこで、本実施形態では、移動制御部90cが、支持ローラ81・82の定着ローラ60に対する相対位置を制御することで(例えば第1位置から第2位置に機械的に移動させることで)、無端ベルト83と定着ローラ60との接触面積を小さくして外部加熱装置80から定着ローラ60への熱供給を抑制する。
Therefore, in this embodiment, the
また、移動制御部90cは、連続通紙時には、外部加熱装置80から定着ローラ60への熱供給量を増加させて用紙へ奪われる熱量を補うために、無端ベルト83と定着ローラ60との接触面積を大きくする。
In addition, the
また、画像形成動作の開始直後は定着ローラ60における周方向の温度分布を均一にするために、定着ローラ60は加熱・回転されるが、定着ニップを記録紙が通過しないので、定着ローラ60が記録紙によって熱を奪われることはない。この状態で支持ローラ81・82が第1位置にあると、無端ベルト83から定着ローラ60への熱供給が過剰になり、定着ローラ60の温度が設定温度よりも高くなってしまう。そこで、移動制御部90cは、定着ローラ60への熱の過供給を回避するために、外部加熱装置80から定着ローラ60への熱供給量を短時間で変更させるため、ベルト移動装置110を制御して無端ベルト83と定着ローラ60との接触面積を小さくする。
Immediately after the start of the image forming operation, the fixing
なお、移動制御部90cが、各部材の温度状態、転写媒体(記録紙)の種類、画像形成モード等に応じて、支持ローラ81・82の定着ローラ60に対する相対位置を、第1位置と第2位置との間の任意の位置に制御するようにしてもよい。
The
また、定着装置40では、待機保温時には、回転制御部90bが定着ローラ60の回転を停止させるとともに、温度制御部90aが加熱電力供給部99から各ハロゲンランプへの供給電力を制御し、定着ローラ60の表面温度を170℃、支持ローラ81・82の表面温度(支持ローラ81・82に当接する位置における無端ベルト83の表面温度)を190℃の一定温度に保つようになっている。
Further, in the fixing
そして、保温待機状態から画像形成動作状態(定着動作状態)への移行時には、回転制御部90bが定着ローラ60の回転を開始させるとともに、温度制御部90aが加熱電力供給部99から各ハロゲンランプへの供給電力を制御し、定着ローラ60の表面温度を185℃、支持ローラ81・82の表面温度(支持ローラ81・82に当接する位置における無端ベルト83の表面温度)を220℃に設定する。つまり、本実施形態では、待機保温時における定着ローラ60および支持ローラ81・82の温度を、定着動作時における定着ローラ60および支持ローラ81・82の温度よりも低く設定する。
At the time of transition from the heat insulation standby state to the image forming operation state (fixing operation state), the
以上のように、本実施形態にかかる定着装置40では、外部加熱装置80に備えられる支持ローラ81・82におけるベルト接触部の端部Bにおける軸方向に垂直な断面の断面積が、ベルト接触部の中央部Aの軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さくなっている。
As described above, in the fixing
これにより、支持ローラ81・82における中央部Aから端部B,C方向への熱伝導を抑制し、端部B,Cから他の部材(軸受117・118、ベルト規制部材121・122)、あるいは空気中への熱伝導によって支持ローラ81・82から失われる熱量を抑制できる。したがって、中央部Aと端部Bとの温度差を抑制でき、均一で高品位な定着画像を得ることができる。
Thereby, heat conduction from the central portion A to the end portions B and C in the
また、中央部Aにおける軸方向に垂直な断面の断面積が端部B,Cにおける断面積よりも大きいので、中央部Aにおける軸方向の熱伝導を促進でき、支持ローラ81・82における通紙域の温度分布を均一にすることができる。 Further, since the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction at the central portion A is larger than the cross-sectional areas at the end portions B and C, the heat conduction in the axial direction at the central portion A can be promoted. The temperature distribution in the region can be made uniform.
なお、支持ローラ81・82は、中央部Aよりも端部B,Cの断面積が小さい構成なので、仮に支持ローラ81・82だけを加熱する場合を考えると、昇温直後には端部B,Cの温度が中央部Aよりも高くなる。しかしながら、本実施形態の構成では、支持ローラ81・82に無端ベルト83が張架されているので、支持ローラ81・82の熱は無端ベルト83へ伝導する。そして、無端ベルト83の回転によってベルト端部から空気中への放熱が促進されるので、ベルト端部および支持ローラ81・82の端部B,Cの温度上昇が抑制される。これにより、支持ローラ81・82表面の温度を均一化できる。
Since the
また、本実施形態では、支持ローラ81・82におけるベルト接触部(中央部Aおよび端部B)の外径を略一様にしている。これにより、無端ベルト83に作用する張力を支持ローラ81・82の軸方向に沿って均一にすることができ、無端ベルト83の蛇行や亀裂を防止できる。つまり、ベルト接触部の外径が一様でなかったり、段差が設けられていたりすると、無端ベルト83の蛇行や亀裂の原因になる可能性があるので、ベルト接触部の外径は略一様であることが好ましい。
In the present embodiment, the outer diameters of the belt contact portions (central portion A and end portion B) of the
また、本実施形態では、待機保温時には定着ローラ60の回転を停止し、定着動作時(昇温加熱時)に定着ローラ60を回転させるようになっている。なお、無端ベルト83は定着ローラ60に従動回転する構成なので、待機保温時には回転停止し、定着動作時に回転する。
Further, in the present embodiment, the rotation of the fixing
このように、待機保温時に定着ローラ60の回転を停止させることで、省電力化および低騒音化を図ることができる。また、待機保温時に無端ベルト83の回転を停止することで、無端ベルト83の端部からの熱放散を抑制でき、支持ローラ81・82における端部B,Cの温度が低下することを抑制できる。
In this manner, by stopping the rotation of the fixing
なお、待機保温時には無端ベルト83は回転しないので、無端ベルト83における支持ローラ81・82に当接していない部分の温度は低下するが、無端ベルト83は薄肉で支持ローラ81・82および定着ローラ60よりも熱容量が小さいので、保温待機状態から定着動作状態への移行時に回転開始させることで、周方向(無端ベルト83の回転方向)の温度を短時間で均一に昇温させることができる。
Since the
また、本実施形態では、待機保温時における支持ローラ81・82の温度を、定着動作時よりも低く設定している。
In the present embodiment, the temperature of the
待機時には通紙による熱損失がないので、支持ローラ81・82を一定温度に保つための加熱電力(保温加熱電力)は小さい。このため、端部B,Cからの熱伝導、熱放散により端部B,Cの温度が中央部Aよりも低下しやすくなる。したがって、待機保温時に支持ローラ81・82の温度を定着動作時の温度と同様に設定して保温しておくと、端部B,Cの温度が低下したままの状態で定着動作が開始されてしまい、保温待機終了後、1枚目の画像が定着ムラのある画像品位の低い画像となってしまう。
Since there is no heat loss due to paper passing during standby, the heating power (heat retaining heating power) for maintaining the
これに対して、本実施形態では、待機保温時における支持ローラ81・82の温度を、定着動作時よりも低く設定しているので、定着動作開始時に所定の動作温度へ昇温させることにより、支持ローラ81・82の幅方向(軸方向)に均一で大きな熱量を供給できる。したがって、中央部Aおよび端部B,Cの温度を動作温度まで素早く上昇させ、端部B,Cの温度低下を解消して支持ローラ81・82における軸方向の温度分布を均一にすることができる。また、待機保温時の温度を低く設定することで、待機保温時の加熱電力を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the temperature of the
(支持ローラ81・82の変形例)
なお、本実施形態では、ベルト接触部の端部Bの内径を小さくすることで、この端部Bの断面積を中央部Aの断面積よりも小さくしているが、支持ローラ81・82の形状はこれに限るものではなく、中央部Aよりも端部Bの方が軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が小さくなる構成であればよい。
(Modification of
In this embodiment, by reducing the inner diameter of the end portion B of the belt contact portion, the cross-sectional area of the end portion B is made smaller than the cross-sectional area of the central portion A. The shape is not limited to this, and any shape may be used as long as the average value of the cross-sectional areas of the cross section perpendicular to the axial direction is smaller at the end B than at the center A.
図6(a)は支持ローラ81・82の一変形例を示す平面図であり、図6(b)は図6(a)に示した支持ローラ81・82の軸方向に平行な断面の断面図である。
FIG. 6A is a plan view showing a modification of the
この変形例にかかる支持ローラ81・82は、ベルト接触部の端部Bに、支持ローラ81・82の肉厚よりも浅い半径1mmの断面が半球型の穴部87aを備えている。なお、支持ローラ81・82におけるベルト接触部(中央部Aおよび端部B)は、穴部87aを含む部分を除いて肉厚が均一(外径15mmm、内径11mm)になっている。
The
穴部87aの軸方向のピッチは3mmであり、周方向のピッチは24度(周方向に沿って等間隔で15個配置されている)である。この構成により、穴部87aを設けたベルト接触部の端部Bにおける断面積の平均値を、穴部87aを設けていない中央部Aにおける断面積の平均値よりも小さくできる。
The pitch in the axial direction of the
図6(a)および図6(b)に示した構成によれば、支持ローラ81・82の周面に穴部87aを設けることで、支持ローラ81・82の内周面および外周面に段差を設けることなく(内径および外径を変化させることなく)、端部Bの断面積の平均値を変化させることができる。したがって、外周面に段差がある場合(外径が一定でない場合)に生じる無端ベルト83の蛇行や亀裂の発生を防止できる。また、内周面に段差がないので(内径が一定なので)、ハロゲンランプ86a・86bと支持ローラ81・82の芯金とのクリアランスを一定に保つことができ、温度分布を均一にすることができる。
According to the configuration shown in FIGS. 6A and 6B, the
なお、穴部87aでは支持ローラ81・82と無端ベルト83とが接触しないので、端部Bにおける支持ローラ81・82から無端ベルト83への伝熱量は中央部Aよりも少なくなる。しかしながら、端部Bは通紙領域外のため、記録紙に熱を奪われない。このため、支持ローラ81・82における軸方向の温度分布を均一に保ち、高品位な定着画像を得ることができる。
Since the
また、穴部の形状、軸方向および周方向のピッチは図6(a)および図6(b)に示した例に限るものではなく、適宜変更してもよい。また、図6(a)および図6(b)に示した構成では、穴部87aをベルト接触部の端部Bにのみ設けているが、これに限らず、中央部Aにも設けてもよい。この場合、例えば、中央部Aに設ける穴部87aの単位表面積あたりの数(軸方向および/または周方向ピッチ;数密度)を端部Bよりも大きくすればよい。
Moreover, the shape of a hole part, the pitch of an axial direction and the circumferential direction are not restricted to the example shown to Fig.6 (a) and FIG.6 (b), You may change suitably. Further, in the configuration shown in FIGS. 6A and 6B, the
図7(a)は支持ローラ81・82の他の変形例を示す平面図であり、図7(b)は図7(a)に示した支持ローラ81・82の軸方向に平行な断面の断面図である。
FIG. 7A is a plan view showing another modification of the
この変形例にかかる支持ローラ81・82は、ベルト接触部の端部Bに、溝状の穴部(溝部)87bを備えている。なお、支持ローラ81・82におけるベルト接触部(中央部Aおよび端部B)は、穴部87bを除くと肉厚が均一(外径15mmm、内径11mm)になっている。
The
穴部87bは、支持ローラ81・82の肉厚よりも浅い半径1mmの半円状の断面を有しており、穴部87bの軸方向のピッチは4mmである。また、穴部87bは、支持ローラ81・82の回転方向に沿ってこの支持ローラ81・82の軸方向中心側に向かうように、支持ローラ81・82の外周面に螺旋状に形成されている(回転方向に沿って軸方向の中央側へ傾斜するように穴部87bが形成されている)。したがって、穴部87bの螺旋の巻方向は、軸方向の両端側で互いに傾斜方向が逆になっている。なお、図7(a)および図7(b)の構成では、穴部87bの軸方向に垂直な断面に対する傾斜角は30度である。
The
このように、ベルト接触部の端部Bに穴部87bを設けることで、この端部Bにおける軸方向に垂直な断面の断面積の平均値を、中央部Aにおける断面積の平均値よりも小さくできる。
Thus, by providing the
また、穴部87bが回転方向に沿って軸方向中央側に傾斜するように設けられているので、無端ベルト83が支持ローラ81・82の一端側へ寄った場合、この寄り方向とは反対側の端部Bでは、無端ベルト83との接触幅が寄り方向側の端部Bにおける無端ベルト83との接触幅よりも小さくなる。これにより、無端ベルト83は、軸方向中央側へ付勢される。すなわち、寄り方向側の方が、無端ベルト83と端部B(穴部87bが形成された部分)との接触幅が大きくなるので、無端ベルト83に作用する力が大きくなり、無端ベルト83はこの寄り方向とは反対側に付勢される。これにより、無端ベルト83のベルト規制部材121・122への当接圧力を低くできるので、無端ベルト83の機械的な耐久性を向上させることができる。
Further, since the
なお、穴部87bの形状、ピッチは図7(a)および図7(b)に示した例に限るものではなく、適宜変更してもよい。
The shape and pitch of the
図8(a)は支持ローラ81・82のさらに他の変形例を示す平面図であり、図8(b)はその軸方向に平行な断面の断面図である。
FIG. 8A is a plan view showing still another modified example of the
この変形例にかかる支持ローラ81・82は、ベルト接触部の端部Bに、支持ローラ81・82を貫通する半径1mmの円形状の穴部87cを備えている。なお、この支持ローラ81・82は、穴部87cが支持ローラ81・82を貫通している点以外は、図6(a)および図6(b)に示した構成と同様である。
The
この構成により、穴部87cを設けたベルト接触部の端部Bにおける断面積の平均値を、穴部87cを設けていない中央部Aにおける断面積の平均値よりも小さくすることができ、支持ローラ81・82における軸方向の熱伝導を抑制することができる。また、支持ローラ81・82の熱容量が小さくなるので、支持ローラ81・82の温度を短時間で上昇させることができる。また、穴部87cが支持ローラ81・82を貫通しているので、支持ローラ81・82の内部に備えられたハロゲンランプ86a・86bからの放射熱、赤外線を無端ベルト83に直接作用させることができ、無端ベルト83の温度を短時間で上昇させることができる。なお、穴部87cの形状、ピッチは図8(a)および図8(b)に示した構成に限るものではなく、適宜変更してもよい。
With this configuration, the average cross-sectional area at the end B of the belt contact portion provided with the
図9(a)は支持ローラ81・82のさらに他の変形例を示す平面図であり、図9(b)はその軸方向に平行な断面の断面図である。
FIG. 9A is a plan view showing still another modified example of the
この変形例にかかる支持ローラ81・82は、図8(a)および図8(b)に示した構成に加えて、中央部Aに、支持ローラ81・82を貫通する穴部87dを備えている。この穴部87dの形状は、ベルト接触部の端部Bに設けられた穴部87cと同様、半径1mmの円形状である。
The
ただし、端部Bでは、穴部87cが軸方向のピッチ3mm、円周方向のピッチ24度(円周方向15等分)で設けられているのに対して、中央部Aでは、穴部87dが、軸方向のピッチ6mm、円周方向のピッチ45度(円周方向8等分)で設けられている。したがって、中央部Aに設けられる穴部87dおよび端部Bに設けられる穴部87cは同じ形状を有しているものの、端部Bにおける単位面積当たりの穴部87cの数(数密度)の方が、中央部Aにおける単位面積当たりの穴部87dの数よりも多くなっている。
However, in the end portion B, the
これにより、ベルト接触部の端部Bにおける断面積の平均値を、中央部Aにおける断面積の平均値よりも小さくすることができ、支持ローラ81・82における軸方向の熱伝導を抑制することができる。
Thereby, the average value of the cross-sectional area at the end portion B of the belt contact portion can be made smaller than the average value of the cross-sectional area at the central portion A, and the heat conduction in the axial direction in the
また、穴部87cと穴部87dとは同じ形状なので、各穴部の加工を同一の仕様、工具で行えるため(加工条件を変更する必要がないため)、加工が容易であり、穴の径、穴の深さを軸方向で変える場合に比べて、支持ローラ81・82の加工費を低減できる。なお、穴部87cおよび穴部87dの形状、個数は、図9(a)および図9(b)に示した構成に限るものではなく、適宜変更してもよい。また、穴部87cと穴部87dとで、形状が異なっていてもよい。
Also, since the
なお、本実施形態では、2本の支持ローラ81・82を備えており、各支持ローラ81・82の外径が同じであって、各支持ローラ81・82の内部にハロゲンランプ(加熱源)86a・86bを設けた構成について説明したが、これに限らず、本発明は任意の形態の外部ベルト加熱方式の定着装置に適用できる。例えば、支持ローラを3本以上備えていてもよい。また、各支持ローラの外径が異なっていてもよい。さらに、加熱源を備えた支持ローラを少なくとも1本備えていればよく、加熱源を備えない支持ローラが含まれていてもよい。また、加熱源が各支持ローラの内部とは異なる位置に備えられていてもよい。また、定着動作時にいずれの支持ローラ(ベルト懸架ローラ)も定着ローラ60に圧接せず、無端ベルト83のみが定着ローラ60に当接する構成であってもよい。
In the present embodiment, two
また、本実施形態では、外部加熱装置80によって定着ローラ60を加熱する構成について説明したが、これに限るものではなく、例えば、外部加熱装置80は加圧ローラ70を加熱するものであってもよく、定着ローラ60を加熱する外部加熱装置80と加圧ローラ70を加熱する外部加熱装置80とをそれぞれ設けてもよい。
In this embodiment, the configuration in which the fixing
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1で説明した部材と同様の機能を有する部材については実施形態1と同じ符号を用い、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.
図10は、本実施形態にかかる支持ローラ81b・82bの軸方向に平行な断面の断面図である。なお、この支持ローラ81b・82bは、実施形態1における支持ローラ81・82に代えて定着装置40の外部加熱装置80に備えられるものである。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a cross section parallel to the axial direction of the
支持ローラ81b・82bは、外径15mm、厚さ40μm、中心軸に垂直な断面の断面積が約1.88mm2のステンレス製であり、熱伝導率は約15W/m・Kである。したがって、断面積と熱伝導率の積Sは28.20×10−6(W・m/K)である。
The
また、本実施形態では、無端ベルト83として、内径30mm、厚さ100μmのポリイミドからなる基材の表面に、離型層として厚さ20μmのフッ素樹脂をコーティングしたベルト部材を用いた。これにより、ポリイミド部分の断面積は9.46mm2、フッ素樹脂部分の断面積は1.90mm2になっている。なお、上記ポリイミドの熱伝導率0.29W/m・Kであり、上記フッ素樹脂の熱伝導率は0.29W/m・Kである。したがって、無端ベルト83全体の熱伝導率と断面積との積Sは、3.29×10−6(W・m/K)である。
In this embodiment, as the
支持ローラ81b・82bにおける熱伝導率と断面積との積Sが大きい場合には、支持ローラ81b・82bにおける無端ベルト83が接触する部分よりも軸方向外側で軸方向の熱伝導が過大となる。このため、待機保温時にベルト接触部分を均一温度とするように加熱しても、支持ローラ81b・82bにおける軸方向の端部から軸受117・118やベルト規制部材121・122への熱伝導により、端部の温度が低下してしまう。これにより、画像端部を定着させるための温度が不足して不均一で低品位な画像となってしまったり、定着不良が生じたりする。
When the product S of the heat conductivity and the cross-sectional area of the
したがって、支持ローラ端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化するためには、支持ローラの熱伝導率と断面積の積Sを小さくする必要がある。具体的には、支持ローラの熱伝導率と断面積の積Sを、0以上60×10−6(W・m/K)以下とすることで、端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化できる。なお、厚さの下限値は、機構的な応力に耐えることができればよい。 Therefore, in order to suppress the temperature drop at the end portion of the support roller and make the temperature in the belt contact area uniform, it is necessary to reduce the product S of the heat conductivity and the cross-sectional area of the support roller. Specifically, the product S of the thermal conductivity and the cross-sectional area of the support roller is set to 0 or more and 60 × 10 −6 (W · m / K) or less, thereby suppressing the temperature drop at the end portion to contact the belt. The temperature of the area can be made uniform. In addition, the lower limit of thickness should just be able to endure mechanical stress.
本実施形態にかかる支持ローラ81b・82bは、支持ローラの熱伝導率(W/m・K)と断面積(mm2)との積Sが3.29×10−6(W・m/K)であり、60×10−6(W・m/K)よりも小さいので、支持ローラ81b・82bにおける端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化することができる。
In the
なお、本実施形態では、軸方向に垂直な断面の断面積が一定である支持ローラ81b・82bを用いたが、これに限るものではない。支持ローラの各部における断面積と熱伝導率との積が0以上60×10−6(W・m/K)以下であればよく、例えば、実施形態1に示した支持ローラ81・82と同様の形状を有していてもよい。
In the present embodiment, the
〔実施形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1,2で説明した各部材と同様の機能を有する部材については実施形態1,2と同じ符号を用い、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Still another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those in the first and second embodiments, and the description thereof is omitted.
本実施形態は、加圧ローラ70の周面を加熱する外部加熱装置を備える点が、実施形態1と異なっている。つまり、本実施形態にかかる定着装置40は、定着ニップ部において、記録紙の裏面(未定着画像が形成されていない面)に接触する加圧ローラ70の周面に当接してこの加圧ローラ70の周面を加熱する外部加熱装置を備えている。
This embodiment is different from the first embodiment in that an external heating device that heats the peripheral surface of the
図11(a)および図11(b)は、加圧ローラ70、およびこの加圧ローラ70の周面を加熱する外部加熱装置130の構成を示す説明図である。なお、図11(a)は外部加熱装置130に備えられる支持ローラ132が後述する第1位置にある場合を示しており、図11(b)は支持ローラ132が後述する第2位置にある場合を示している。
FIG. 11A and FIG. 11B are explanatory diagrams showing the configuration of the
これらの図に示すように、外部加熱装置130は、支持ローラ131、支持ローラ(加熱ローラ)132、無端ベルト133、ベルト移動装置140を備えている。
As shown in these drawings, the
無端ベルト133は、裏面側が各支持ローラ131・132の周面に当接するように各支持ローラ131・132に張架されている。無端ベルト133は、定着ニップ部に対して加圧ローラ70の回転方向上流側に設けられており、支持ローラ132が後述する第1位置にあるとき、所定の押圧力(本実施形態では40N)で加圧ローラ70に圧接される。これにより、加圧ローラ70との間に加熱ニップ部(無端ベルト133と加圧ローラ70との当接部;加圧ローラ70の円周方向の幅20mm)が形成される。
The
また、無端ベルト133は、回転する加圧ローラ70の周面に当接することにより、加圧ローラ70に従動回転するようになっている。これにより、各支持ローラ131・132は、加圧ローラ70の回転方向と逆方向(図11のK方向)に回転する。つまり、制御装置90が定着ローラ60の回転駆動装置91を制御して定着ローラ60を回転駆動させると、加圧ローラ70が定着ローラ60に従動回転し、無端ベルト133と加圧ローラ70とが接している部分での摩擦力によって無端ベルト133が加圧ローラ70に従動して移動し、支持ローラ131・132および無端ベルト133が回転するようになっている。
Further, the
無端ベルト133は、実施形態1の外部加熱装置80に備えられる無端ベルト83と同様のものである。
The
支持ローラ131は、実施形態2における支持ローラ81b・82bと同様の構成である。すなわち、支持ローラ131は、外径15mm、厚さ40μm、中心軸に垂直な断面の断面積が約1.88mm2のステンレス製であり、熱伝導率は約15W/m・K、断面積と熱伝導率の積Sは28.20×10−6(W・m/K)である。なお、この支持ローラ131の内部には、ハロゲンランプ(加熱源)は備えられていない。
The
支持ローラ132は、外径15mm、肉厚2mm、中心軸に垂直な断面積が81.68mm2のアルミニウム製のローラであり、熱伝導率は236W/m・K、断面積と熱伝導率の積Sは19276×10−6(W・m/K)である。また、支持ローラ132の内部にはハロゲンランプが備えられている。
このように、内部にハロゲンランプを備えた支持ローラ132の方が、ハロゲンランプを備えない支持ローラ131よりも、熱伝導率と軸方向に垂直な断面(直径方向の断面)の断面積との積が大きくなっている。
As described above, the
なお、無端ベルト133の支持ローラ132との当接部における外周面には温度検出手段(図示せず)が備えられており、この温度検出手段の検出結果に基づいて制御装置90が支持ローラ132の内部に備えられるハロゲンランプへの電力供給量、ベルト移動装置140による支持ローラ131・132の移動位置などを制御するようになっている。
Note that a temperature detecting means (not shown) is provided on the outer peripheral surface of the contact portion of the
また、各支持ローラ131・132は、ベルト移動装置140によって、無端ベルト133を介して加圧ローラ70の周面に所定の荷重で押圧される。これにより、無端ベルト133表面は加圧ローラ70周面に接触し、無端ベルト133表面と加圧ローラ70周面との間にニップ部(加熱ニップ部)が形成される。なお、無端ベルト133表面と加圧ローラ70周面との間の加熱ニップ幅は20mm(加圧ローラ70周方向に沿った幅)である。
The
ベルト移動装置140は、サイドフレーム141、アーム142、偏心カム143、コイルバネ144、支点(支点部材)145を備えている。
The
サイドフレーム141は、支持ローラ131・132の両端側にそれぞれ設けられており、支持ローラ131・132を図示しない軸受を介して回転可能に支持するものである。なお、この軸受は、実施形態1の外部加熱装置80に備えられる軸受117・118と同様、軸間距離を固定されていてもよく、軸間距離が可変であってもよい。
The side frames 141 are provided on both ends of the
また、このサイドフレーム141は、アーム142に固定されている。さらに、アーム142は、定着装置40のフレーム(図示せず)に対して支点145で支持ローラ131・132の軸方向に略垂直な方向に対して回転可能に軸支されている。なお、この支点145は支持ローラ131の回転軸と一致する位置に設けられている。したがって、支点145を中心としてアーム142を回転させても、支持ローラ131の位置(支持ローラ131と加圧ローラ70の軸間距離)は変化しないようになっている。ここで、支持ローラ131と加圧ローラ70との軸間距離は、両ローラが無端ベルト133を介して所定の圧力で圧接するように設定されている。また、アーム142における支持ローラ132を挟んだ支点145の反対側の位置には、コイルバネ144が取り付けられており、このコイルバネ144によってアーム142に取り付けられたサイドフレーム141が加圧ローラ70の方向に付勢されている。
Further, the
偏心カム143は、アーム142の端部近傍に当接するように備えられている。この偏心カム143は、制御装置90が図示しないモータ等の駆動手段を制御することによって回転駆動される。これにより、制御装置90が上記駆動手段を制御して偏心カム143を回転させ、図11(a)に示すように支持ローラ132を第1位置に移動させてこの支持ローラ131・132を加圧ローラ70に圧接させたり、偏心カム143をそこから180度回転させ、図11(b)に示すように支持ローラ132を第2位置に移動させて支持ローラ132を加圧ローラ70から離間させたりできるようになっている。なお、第2位置においても支持ローラ131は加圧ローラ70に圧接する。
The
なお、支持ローラ131・132と、この支持ローラ131・132の両端側に備えられた軸受との間には、実施形態1における外部加熱装置80に備えられるベルト規制部材121・122と同様にベルト規制部材(図示せず)が設けられている。つまり、支持ローラ131・132の軸方向の両端側には、第2位置における支持ローラ131・132と加圧ローラ70との間隔よりも、支持ローラ131・132の周面からの高さが高いベルト規制部材が備えられている。
A belt between the
以上のように、本実施形態では、内部にハロゲンランプを備えた支持ローラ132の方が、ハロゲンランプを備えない支持ローラ131よりも、画像形成範囲内における熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が大きくなっている。
As described above, in this embodiment, the
加熱源を有する支持ローラ132における通紙域(加圧ローラ70における記録紙に当接する部分に当接する無端ベルト133の領域に当接する支持ローラ132の領域;画像形成範囲)内の熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積Sが小さすぎる場合には、軸方向の熱伝導が不足して通紙域内の温度分布が大きくなる場合がある。また、無端ベルト133の幅よりも幅の狭い紙を連続して出力する場合には、記録紙が接触通過する部分のみが熱を奪われ、奪われた熱を補うように支持ローラ132の軸方向全域に熱を供給すると、通紙域外の支持ローラ132および無端ベルト133の端部の温度が高くなってしまう。そして、この状態で上記の記録紙よりも幅の広い記録紙を通紙すると、支持ローラ132および無端ベルト133の端部が高温になっているため、定着像の均一性が失われ、不均一で低品位な画像となってしまう。
Thermal conductivity in a sheet passing area of the
また、内部に加熱源を有さない支持ローラ131における熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積Sが大きすぎる場合には、支持ローラ131の端部からの軸受、支持板金、ベルト規制部材121・122等への熱伝導により、支持ローラ131の端部の温度が低下し、無端ベルト133端部の温度が低下してしまう。
Further, when the product S of the thermal conductivity and the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction in the
これに対して、本実施形態では、加熱源を内蔵する支持ローラ132の方が、加熱源を内蔵しない支持ローラ131よりも、熱伝導率と断面積の積Sが大きくなっているので、支持ローラ131の端部からの熱損失を抑制すると同時に、支持ローラ132の軸方向への熱伝導を促進して軸方向の温度分布を平均化でき、無端ベルト133の軸方向の温度分布を均一にすることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
なお、加熱源を有する支持ローラの温度分布を均一化するためには、熱伝導率と上記断面積との積は大きいほどよい。ただし、支持ローラの厚さが薄い方が、内部の熱源からベルトへの熱伝導の遅れを短縮でき、ベルトの温度を高精度に制御することができる。また、加熱源を有する支持ローラの熱容量が小さい方が、短時間で所定温度に昇温させることができる。このため、加熱源を有する支持ローラの画像形成範囲内における熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積は、5000×10−6(W・m/K)よりも大きく、25000×10−6(W・m/K)よりも小さいことが好ましい。 In order to make the temperature distribution of the support roller having the heating source uniform, the larger the product of the thermal conductivity and the cross-sectional area, the better. However, the thinner the support roller, the shorter the heat conduction delay from the internal heat source to the belt, and the belt temperature can be controlled with high accuracy. Moreover, the one where the heat capacity of the support roller having the heating source is small can be raised to a predetermined temperature in a short time. For this reason, the product of the thermal conductivity in the image forming range of the support roller having a heating source and the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction is larger than 5000 × 10 −6 (W · m / K), and 25000. It is preferably smaller than × 10 −6 (W · m / K).
また、加熱源を有さない支持ローラの画像形成範囲内における熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積は、加熱源を有する支持ローラの半分以下にすることが好ましい。これにより、温度分布の均一性を大きく損なうことなく昇温時間を短縮できる。 Further, the product of the thermal conductivity in the image forming range of the support roller having no heating source and the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction is preferably less than half of that of the support roller having the heating source. Thereby, the temperature raising time can be shortened without greatly impairing the uniformity of the temperature distribution.
また、上記各実施形態では、定着ローラ60を加熱する外部加熱装置、または加圧ローラ70を加熱する外部加熱装置を設ける構成について説明したが、これに限らず、定着ローラ60を加熱する外部加熱装置と加圧ローラ70を加熱する外部加熱装置とをそれぞれ設けてもよい。定着ローラ60および加圧ローラ70のそれぞれに外部加熱装置を設ける場合、連続通紙時も待機時も、定着ローラ60および加圧ローラ70の両方の表面温度を精度良く制御できる。これにより、高品位な画像を安定して得ると同時に、高いスループットを継続して得ることができる。
In each of the above-described embodiments, the configuration in which the external heating device that heats the fixing
また、実施形態1、2の外部加熱装置80を実施形態3の外部加熱装置130に代えて用いてもよく、実施形態3の外部加熱装置130を実施形態1、2の外部加熱装置80に代えて用いてもよい。
Further, the
また、本実施形態では搬送ベルトを用いて紙を搬送する画像形成装置について説明したが、画像形成装置の構成はこれに限るものではない。本発明は、電子写真方式の画像形成装置であれば適用でき、例えば、中間転写ベルトを用いる構成であってもよく、感光体から記録紙に転写する構成であってもよい。また、単色画像を形成するものであっても、多色画像を形成するものであってもよい。 In this embodiment, the image forming apparatus that transports paper using the transport belt has been described. However, the configuration of the image forming apparatus is not limited to this. The present invention can be applied to any electrophotographic image forming apparatus. For example, an intermediate transfer belt may be used, or a structure in which a photosensitive member is transferred to a recording sheet may be used. Further, it may be a single color image or a multicolor image.
また、上記各実施形態では、制御装置90は制御用集積回路基板から構成されているものとしたが、これに限らず、CPU等のプロセッサを用いて制御装置90に備えられる各制御部の機能をソフトウェアによって実現するものであってもよい。この場合、例えば、制御装置90は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などから構成される。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御装置90の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御装置90に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによって達成される。
In each of the above embodiments, the
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。 Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.
また、制御装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークは、特に限定されるものではなく、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体は、特に限定されるものではなく、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号(データ信号列)の形態でも実現され得る。 The control device may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. This communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, A satellite communication network or the like can be used. Further, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, infrared rays such as IrDA and remote control, It is also possible to use wireless such as Bluetooth (registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal (data signal sequence) embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.
また、上記各実施形態では、ローラ形状の定着部材(定着ローラ)および加圧部材(加圧ローラ)を用いているが、これに限るものではなく、例えばベルト状のものなどを用いてもよい。 In each of the above embodiments, a roller-shaped fixing member (fixing roller) and a pressure member (pressure roller) are used. However, the present invention is not limited to this. For example, a belt-shaped member may be used. .
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining the respective technical means disclosed in the above-described embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ、MFP(Multi Function Printer)等の電子写真方式の画像形成装置に備えられる定着装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a fixing device provided in an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a copier, a facsimile machine, or an MFP (Multi Function Printer).
1 画像形成装置
40 定着装置
60 定着ローラ(定着部材)
64,74,86a,86b ハロゲンランプ(加熱源)
65,75,85a,85b サーミスタ
70 加圧ローラ(加圧部材)
80,130 外部加熱装置
81,81b,82,82b 支持ローラ83,133 無端ベルト
87a,87b,87c,87d 穴部
117,118 軸受
121,122 ベルト規制部材
131 支持ローラ(加熱源を備えない支持ローラ)
132 支持ローラ(加熱源を備えた支持ローラ)
A ベルト接触部の中央部(中央部分)
B ベルト接触部の端部(両端側部分)
C ローラ端部
1
64, 74, 86a, 86b Halogen lamp (heating source)
65, 75, 85a,
80, 130
132 Support roller (support roller with heating source)
A Center part of belt contact part (center part)
B End of belt contact part (both ends)
C Roller end
Claims (7)
上記複数の支持ローラのうちの少なくとも1つは、筒状の芯金の内部に加熱源を有する筒状の部材であり、
加熱源を有する上記支持ローラにおける上記ベルトに当接する領域のうち、軸方向両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が、軸方向中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さく、
加熱源を有する上記支持ローラは、上記両端側部分の外周面における一部の領域に他の領域よりも軸方向に垂直な面の外径が小さくなるように上記芯金の外周面を窪ませた穴部を有しており、かつ上記中央部分には穴部が設けられておらず当該中央部分の外径は一定であり、
上記両端側部分が有する上記穴部は、上記両端側部分のそれぞれにおいて、上記支持ローラの回転方向に沿ってこの支持ローラの両端側から中央側へ向かって傾斜した螺旋形状の溝であることを特徴とする定着装置。 The member to be heated by heating a fixing member, a pressure member, and a belt that is rotatably stretched between a plurality of support rollers and bringing the belt into contact with the peripheral surface of the fixing member or the pressure member that is the member to be heated At least one external heating device that heats the recording material, and the fixing member and the pressure member convey the recording material while sandwiching the recording material, whereby an unfixed image on the recording material is heated and pressed by the recording material. In the fixing device for fixing to
At least one of the plurality of support rollers is a cylindrical member having a heat source inside the cylindrical cored bar,
In the region of the support roller having the heating source that is in contact with the belt, the average value of the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction at the axially opposite end portions is the cross section of the cross section perpendicular to the axial direction at the central portion in the axial direction. Smaller than the average area,
The support roller having a heat source, recess the outer peripheral surface of the core metal so that the outer diameter of a plane perpendicular to the axial direction than other areas in a part of the region definitive outer peripheral surface of the both end side portions is reduced And the central portion is not provided with a hole , and the outer diameter of the central portion is constant,
The hole portions of the both end portions are spiral grooves inclined from the both end sides of the support roller toward the center side along the rotation direction of the support roller in each of the both end portions. A fixing device characterized.
上記両端側部分における肉厚が、上記中央部分における肉厚よりも薄いことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The support roller having a heating source is
The fixing device according to claim 1, wherein a thickness of the both end portions is thinner than a thickness of the central portion.
An image forming apparatus characterized in that it comprises a fixing device according to any one of claims 1 to 6.
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