JP2002189364A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 部材の数を増やすことなく、定着ベルト、定
着ローラ等の通紙域及び非通紙域に生じる温度分布を低
減し、安定した定着が可能な定着装置を提供することを
課題とする。
【解決手段】 熱拡散部材(ヒートパイプ)の構成は、
アルミ、ステンレス、もしくは炭素鋼等の芯金を中空に
した中空円筒管(70)の内壁に沿って、極細線の芯材
を螺旋状または網の目状に形成したウイック層(11)
を有しており、ジャーナル(10)によって両端を封
じ、中に熱搬送媒体としての液体(8)を封入したもの
である。上記ヒートパイプの表層に必要に応じて離型層
(3)を形成してなるヒートパイプローラ(7)を、ベ
ルト定着装置あるいは熱ローラ定着装置の加圧ローラも
しくはベルト搬送ローラに用いる。
[PROBLEMS] To provide a fixing device capable of reducing a temperature distribution generated in a paper passing area and a non-paper passing area such as a fixing belt and a fixing roller without increasing the number of members, and performing stable fixing. The task is to SOLUTION: The configuration of a heat diffusion member (heat pipe) is as follows.
A wick layer (11) in which a fine wire core material is formed in a spiral or mesh shape along the inner wall of a hollow cylindrical tube (70) in which a core metal such as aluminum, stainless steel, or carbon steel is hollow.
And both ends are sealed by a journal (10), and a liquid (8) as a heat transfer medium is sealed therein. A heat pipe roller (7) having a release layer (3) formed as necessary on the surface layer of the heat pipe is used as a pressure roller or a belt transport roller of a belt fixing device or a heat roller fixing device.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される熱定着
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat fixing device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、複写機、プリンタ、ファクシ
ミリ等の画像形成装置の定着装置としては、熱ローラ定
着装置が一般的に用いられている。熱ローラ定着装置に
おいて、例えば、小サイズ連続通紙直後に大サイズ用紙
に切り換えると、小サイズ用紙の通紙時にできる非通紙
領域が高温になるため、ホットオフセットや巻き付きジ
ャムが発生しやすくなる。又、用紙端部が中央部に比べ
て高温になるため、端部の光沢度が増し、用紙端部と中
央部で光沢ムラが生じる。以上のことから、定着時に定
着ローラ上の温度分布をなくし、均一な定着を行うため
に、種々の検討がなされている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a fixing device of an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, etc., a heat roller fixing device is generally used. In the heat roller fixing device, for example, when switching to large size paper immediately after small size continuous paper passing, the non-sheet passing area formed when small size paper is passed becomes high in temperature, so that hot offset and wrapping jam are likely to occur. . In addition, since the temperature of the paper edge becomes higher than that of the central part, the gloss of the edge part increases, and gloss unevenness occurs at the paper edge and the central part. From the above, various studies have been made to eliminate the temperature distribution on the fixing roller at the time of fixing and to perform uniform fixing.
【0003】例えば、特開平8−190303号公報に
記載の提案では、熱ローラ定着装置において、加圧ロー
ラの端部温度と中央温度との差分が大きくなると冷却モ
ードになる。冷却モードでは、ヒータへの通電をオフ
し、且つ加熱ローラ及び加圧ローラを停止した状態で冷
却ファンを全開で運転し、加圧ローラを冷却する。それ
により、加圧ローラの中央と端部の温度を均一にしてい
る。また、特開平8−220932号公報に記載の提案
では、熱ローラ定着装置において、小サイズ紙に対応す
る配光分布を有する第1ヒータと、それ以外の端部に対
応する配光分布を有する第2ヒータと、大サイズ紙に対
応する配光分布を有する第3ヒータを設けている。小サ
イズ通紙時は、第1ヒータで温度制御することにより、
定着ローラ端部の異常温度上昇を防止している。For example, in the proposal described in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 8-190303, in a heat roller fixing device, a cooling mode is set when the difference between the end temperature and the center temperature of the pressure roller becomes large. In the cooling mode, the power supply to the heater is turned off, and the cooling fan is fully opened while the heating roller and the pressure roller are stopped to cool the pressure roller. Thereby, the temperature of the center and the end of the pressure roller is made uniform. Also, in the proposal described in JP-A-8-220932, a heat roller fixing device has a first heater having a light distribution corresponding to small-size paper and a light distribution corresponding to other end portions. A second heater and a third heater having a light distribution corresponding to large-size paper are provided. At the time of small size paper passing, by controlling the temperature with the first heater,
Abnormal temperature rise at the end of the fixing roller is prevented.
【0004】しかしながら、上記の提案には、以下のよ
うな問題点がある。特開平8−190303号公報に記
載の提案では、冷却モード時は機械が停止し、端部温度
が下がるまで画像を出力することができない。また、冷
却ファンの設置スペースと気流の抜け道が必要であり、
機械の小型化に対応できない。また、特開平8−220
932号公報に記載の提案では、ヒータを3本用い、ま
た各ヒータにおいて温度制御が必要なため、コストアッ
プにつながる。さらに、小サイズ対応ヒータの配光分布
と、それ以外の端部に対応する配光分布との接続部で
は、定着ローラ上に温度ムラが発生して、定着不良の原
因となる。特に、立ち上がり時間を早めるために用いた
薄肉定着ローラで、その傾向が顕著である。[0004] However, the above proposal has the following problems. According to the proposal described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-190303, the machine stops in the cooling mode, and cannot output an image until the end temperature decreases. In addition, there is a need for a cooling fan installation space and an airflow escape route,
Inability to cope with downsizing of machines. Also, JP-A-8-220
The proposal described in Japanese Patent No. 932 uses three heaters and requires temperature control in each heater, which leads to an increase in cost. Furthermore, at the connection between the light distribution of the heater corresponding to the small size and the light distribution corresponding to the other end, temperature unevenness occurs on the fixing roller, which causes a fixing failure. In particular, the tendency is remarkable in the thin fixing roller used for shortening the rise time.
【0005】一方、通紙領域における定着ローラの表面
温度を均一にするために、特許2669731号公報で
は、加圧ローラ内部にヒートパイプを有する構造として
いる。ヒートパイプの高い熱流動特性によって、定着ロ
ーラの表面温度を均一にし、ヒータの消費電力も低減し
ている。また、特開平5−173451号公報に記載の
提案によると、熱ローラ定着装置において、定着ローラ
内部に複数個ヒートパイプを設けるとともに、小サイズ
紙の通紙面範囲に位置する定着ローラの芯金を熱伝導率
のよいものとし、それ以外の非通紙領域に熱伝導率の低
いローラ材質を用いる。これにより、小サイズ紙の連続
通紙の場合でも、定着ローラにおける温度分布を均一に
保持している。On the other hand, in order to make the surface temperature of the fixing roller uniform in the paper passing area, Japanese Patent Publication No. 2697731 has a structure having a heat pipe inside the pressure roller. Due to the high thermal fluidity of the heat pipe, the surface temperature of the fixing roller is made uniform, and the power consumption of the heater is reduced. According to the proposal described in JP-A-5-173451, in a heat roller fixing device, a plurality of heat pipes are provided inside a fixing roller, and a core metal of the fixing roller located in a paper passing surface area of a small size paper is provided. A roller material having a low thermal conductivity is used in other non-sheet passing areas. As a result, the temperature distribution in the fixing roller is kept uniform even in the case of continuous passing of small size paper.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の提案
では、定着ローラ内部にヒートパイプを用いるため、芯
金肉厚が厚く、熱応答性が悪いので、立ち上がりに時間
がかかる。また、ローラ径が大きくなり、コストも高く
なる等の問題点がある。However, in the above proposal, since a heat pipe is used inside the fixing roller, it takes a long time to start up because the core metal is thick and the thermal response is poor. There are also problems such as an increase in roller diameter and an increase in cost.
【0007】そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、部
材の数を増やすことなく、定着ベルト、定着ローラ等の
通紙域及び非通紙域に生じる温度分布を低減し、安定し
た定着が可能な定着装置の提供を目的とする。In view of the above problems, the present invention reduces the temperature distribution generated in the paper passing area and the non-paper passing area of the fixing belt, the fixing roller, etc. without increasing the number of members, thereby achieving stable fixing. It is an object of the present invention to provide a possible fixing device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、少なくとも定着ローラ
と、加熱ローラと、 該定着ローラ及び該加熱ローラに
張架された無端状定着ベルトと、 該定着ベルトを介し
て、該定着ローラに対向して加圧ローラが設けられてい
るベルト定着装置において、 該加圧ローラは、熱拡散
部材(ヒートパイプ)の表層に離型層を設けてなるヒー
トパイプローラである 定着装置とする。請求項2に記
載の発明は、定着ローラと、該定着ローラに圧接してニ
ップを形成してなる、少なくとも2本のローラで捲回し
てなる加圧用ベルトが設けられているベルト定着装置に
おいて、 該加圧用ベルトを捲回するローラの内、何れ
か一方が、熱拡散部材(ヒートパイプ)からなるヒート
パイプローラ、または熱拡散部材(ヒートパイプ)の表
層に離型層を設けてなるヒートパイプローラである定着
装置とする。請求項3に記載の発明は、少なくとも定着
ローラと、該定着ローラに圧接してニップを形成してな
る加圧ローラで構成される熱ローラ定着装置において、
該加圧ローラが熱拡散部材(ヒートパイプ)の表層に
離型層を設けてなるヒートパイプローラである 定着装
置とする。請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3
のいずれかに記載の定着装置において、 前記ヒートパ
イプローラでなる加圧ローラは、ローラ径が30mm以
上50mm以下、且つ肉厚が0.3mm以上1.0mm
以下となるように構成した定着装置とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 comprises at least a fixing roller, a heating roller, an endless fixing device stretched over the fixing roller and the heating roller. In a belt fixing device provided with a pressure roller facing the fixing roller via the fixing belt, the pressure roller has a release layer on a surface layer of a heat diffusion member (heat pipe). The fixing device is a heat pipe roller provided. According to a second aspect of the present invention, there is provided a belt fixing device provided with a fixing roller and a pressure belt formed by pressing the fixing roller to form a nip and being wound by at least two rollers. One of the rollers for winding the pressure belt is a heat pipe roller formed of a heat diffusion member (heat pipe), or a heat pipe formed by providing a release layer on the surface layer of the heat diffusion member (heat pipe). The fixing device is a roller. According to a third aspect of the present invention, there is provided a heat roller fixing device including at least a fixing roller and a pressure roller formed by pressing the fixing roller to form a nip.
The fixing device is a heat pipe roller in which the pressure roller is provided with a release layer on the surface of a heat diffusion member (heat pipe). The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3
In the fixing device according to any one of the above, the pressure roller formed of the heat pipe roller has a roller diameter of 30 mm or more and 50 mm or less, and a thickness of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.
The fixing device is configured as follows.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。請求項1に記載の定着装置
について説明する。図1は、本発明に係るベルト定着装
置の概略断面図である。定着ローラ(1)と、加熱兼テ
ンションローラ(2)と、加圧ローラ(7a)を備え、
定着ローラ(1)と加熱兼テンションローラ(2)間に
無端状の定着ベルト(4)が張設されている。未定着画
像を担持した記録紙は、定着ベルト(4)を介して定着
ローラ(1)と加圧ローラ(7a)のニップ部で加熱、
加圧され、未定着画像を定着する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The fixing device according to claim 1 will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view of a belt fixing device according to the present invention. A fixing roller (1), a heating and tension roller (2), and a pressure roller (7a);
An endless fixing belt (4) is stretched between the fixing roller (1) and the heating and tension roller (2). The recording paper carrying the unfixed image is heated via a fixing belt (4) at a nip portion between a fixing roller (1) and a pressure roller (7a).
Pressure is applied to fix an unfixed image.
【0010】定着ベルト(4)の基体には、耐熱性樹脂
や、金属から形成された無端状のベルト状基体が用いら
れている。耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げ
られ、金属ベルトの材質としては、ニッケル、アルミニ
ウム、鉄等が挙げられる。厚さは100μm以下の薄肉
のものが望ましい。定着ベルト(4)表面は、記録紙お
よびトナーと加圧接触するため、離型性が必要であり、
また、耐熱性、耐久性に優れたものが好ましい。そのた
め、定着ベルト(4)表層は、フッ素系樹脂、高離型シ
リコンゴム等からなる耐熱離型層が被覆された構成にな
っている。フッ素系樹脂は、吹きつけ等により基体表面
に塗装し、加熱融着させることにより表面離型層を形成
する。高離型シリコンゴム層は、ゴム硬度(JIS A
硬度計)が25〜65度で、厚さが100〜300μm
の範囲が良好な定着性及び熱応答性を得る条件として望
ましい。As the base of the fixing belt (4), an endless belt-like base made of a heat-resistant resin or metal is used. Examples of the material of the heat-resistant resin include polyimide, polyamideimide, and polyetheretherketone, and examples of the material of the metal belt include nickel, aluminum, and iron. It is desirable that the thickness be as thin as 100 μm or less. Since the surface of the fixing belt (4) comes into pressure contact with the recording paper and the toner, it needs to have a releasing property.
Further, those having excellent heat resistance and durability are preferable. Therefore, the surface layer of the fixing belt (4) is configured to be covered with a heat-resistant release layer made of fluorine resin, high release silicone rubber, or the like. The fluorine-based resin is coated on the surface of the base by spraying or the like, and heat-fused to form a surface release layer. The high release silicone rubber layer has a rubber hardness (JIS A
Hardness tester) 25-65 degrees, thickness 100-300 μm
Is desirable as a condition for obtaining good fixing properties and thermal responsiveness.
【0011】定着ローラ(1)は、芯金を有し、その外
周にニップ巾を十分な広さにするために柔らかい耐熱性
の材料、例えば発泡シリコンゴム等で構成された断熱性
弾性部材を備えている。また、その厚さは十分な厚さ
で、本実施形態では定着ローラ(1)直径の15〜20
%ほどの厚さを有している。加熱兼テンションローラ
(2)の構成は、アルミ、炭素鋼、ステンレス鋼等の中
空金属円筒の薄肉ローラである。さらには、加熱ローラ
の中に、ハロゲンヒータ等のヒータ(5)を具備してい
る。サーミスタ(6)は、定着ベルト(4)幅の中央部
に設置され、定着ベルト(4)の温度を検知する。そし
て、図示されていない温度制御回路により、ヒータを
ON/OFF し、定着ベルト(4)を所定の温度に維
持する。The fixing roller (1) has a cored bar, and a heat insulating elastic member made of a soft heat-resistant material, for example, a foamed silicon rubber or the like in order to make the nip width sufficiently large on the outer periphery thereof. Have. Further, the thickness of the fixing roller (1) is sufficiently large.
% Of thickness. The configuration of the heating and tension roller (2) is a thin roller of a hollow metal cylinder made of aluminum, carbon steel, stainless steel, or the like. Further, a heater (5) such as a halogen heater is provided in the heating roller. The thermistor (6) is installed at the center of the width of the fixing belt (4), and detects the temperature of the fixing belt (4). The heater is turned on by a temperature control circuit (not shown).
ON / OFF to maintain the fixing belt (4) at a predetermined temperature.
【0012】更に、本発明の定着装置においては、加圧
ローラ(7a)は、熱拡散部材(ヒートパイプ)の表層
に離型層を設けてなるヒートパイプローラであることを
特徴とする。図2は、ヒートパイプで形成されるヒート
パイプローラの構造を示す図である。ヒートパイプの構
成は、アルミ、ステンレス、もしくは炭素鋼等の芯金を
中空にした中空円筒管(70)の内表面にウイック層
(11)を形成し、ジャーナル(10)によって両端を
封じ、中に熱搬送媒体としての液体(8)を封入したも
のである。ここで、ウイック層(11)とは、極細線の
芯材を螺旋状または網の目状に中空円筒管(70)内壁
に沿って形成したものである。中空円筒管(70)内の
熱搬送媒体である液体(8)が熱によって状態変化して
蒸気になると、蒸気がウイック層(11)の構造による
毛管現象によって冷却され、再び液体(8)へと戻る。
また、液体(8)の熱伝導率は、金属の数百倍であるた
め、この循環を繰り返すことによって、ヒートパイプロ
ーラ(7)の温度は瞬時に均一化される。尚、中空円筒
管(70)内は液体の蒸発を早めるために真空状態にな
っている。また、ヒートパイプの表層に、フッ素系樹
脂、高離型シリコーンゴム等からなる耐熱性の離型層
(3)を設けてヒートパイプローラ(7)を構成してい
る。Further, in the fixing device of the present invention, the pressure roller (7a) is a heat pipe roller in which a release layer is provided on a surface layer of a heat diffusion member (heat pipe). FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a heat pipe roller formed by a heat pipe. The structure of the heat pipe is such that a wick layer (11) is formed on the inner surface of a hollow cylindrical tube (70) having a hollow core made of aluminum, stainless steel or carbon steel, and both ends are sealed with a journal (10). And a liquid (8) as a heat transfer medium. Here, the wick layer (11) is obtained by forming a core material of an extremely fine wire in a spiral or mesh shape along the inner wall of the hollow cylindrical tube (70). When the liquid (8), which is the heat transfer medium, in the hollow cylindrical tube (70) changes state by heat and becomes vapor, the vapor is cooled by capillary action due to the structure of the wick layer (11) and returns to the liquid (8). And return.
Further, since the thermal conductivity of the liquid (8) is several hundred times that of metal, the temperature of the heat pipe roller (7) is instantaneously made uniform by repeating this circulation. The inside of the hollow cylindrical tube (70) is in a vacuum state in order to accelerate the evaporation of the liquid. A heat pipe roller (7) is provided by providing a heat-resistant release layer (3) made of a fluorine resin, a high release silicone rubber or the like on the surface layer of the heat pipe.
【0013】以上のような構成の加圧ローラ(7a)
は、本実施の形態において、さらに用紙の定着ベルト
(4)からの剥離性を良くする為、硬度を定着ローラ
(1)よりも硬くし、下向きにニップを形成している。
また、加圧ローラ(7a)の離型層(3)の厚さは、加
圧ローラ(7a)直径の7%未満とし、その硬度(JI
SA硬度計)は40Hs以上とする。The pressure roller (7a) having the above configuration
In the present embodiment, in order to further improve the releasability of the sheet from the fixing belt (4), the hardness is made harder than that of the fixing roller (1), and the nip is formed downward.
The thickness of the release layer (3) of the pressure roller (7a) is less than 7% of the diameter of the pressure roller (7a), and its hardness (JI
SA hardness meter) is 40 Hs or more.
【0014】次に、定着装置における定着ベルトの熱移
動について説明する。図6は、従来の定着装置における
小サイズ紙連続通紙時の定着ベルトの温度分布を示す図
である。前述したように、小サイズ用紙が多数枚連続し
て複写された場合、定着ベルトの非通紙領域である端部
温度が上昇してしまう。その結果、非通紙領域が高温度
になるので、小サイズ連続通紙直後に大サイズ用紙に切
り換えると、ホットオフセットや巻き付きジャムが発生
してしまう。また、用紙端部が中央部に比べて温度が高
くなり、光沢度が増すため、用紙端部と中央部で光沢ム
ラが生じる。更には、ベルト基体に用いられるニッケル
金属や、ポリイミド等の樹脂材料の引張り強度が許容値
を超え、脆くなってしまう。これらの問題を解決する手
段を以下に説明する。図3(a)は、定着部を上から見
た図で、加圧ローラをヒートパイプローラとしたときの
小サイズ紙連続通紙時の定着ベルトの熱移動を示す図で
ある。また、図3(b)は、この時の定着ベルトの温度
分布を示す図である。小サイズ用紙連続通紙時に、定着
ベルト非通紙域の端部温度が上昇すると、定着ベルト端
部の熱は定着ベルトと接触する加圧ローラに伝わる。加
圧ローラは、ヒートパイプの効果によって瞬時に温度分
布を均一にし、その熱を定着ベルトの温度の低い通紙部
に伝える。かかる熱の一部は、ニップを通過する用紙に
吸収される。即ち、定着ベルトの非通紙域端部の温度上
昇は、加圧ローラのヒートパイプ効果とニップ内を通過
する用紙の熱吸収効果によって、図3(b)に示すよう
に防止することが出来る。Next, the heat transfer of the fixing belt in the fixing device will be described. FIG. 6 is a diagram showing a temperature distribution of the fixing belt when the small-size paper is continuously fed in the conventional fixing device. As described above, when a large number of small-size sheets are continuously copied, the temperature of the end portion, which is the non-sheet passing area of the fixing belt, increases. As a result, the non-sheet passing area becomes high in temperature, and therefore, when switching to the large size sheet immediately after the continuous passing of the small size sheets, a hot offset or a wrapping jam occurs. In addition, the temperature of the paper edge becomes higher than that of the central part, and the glossiness increases, so that gloss unevenness occurs at the paper edge and the central part. Further, the tensile strength of a resin material such as a nickel metal or a polyimide used for a belt base exceeds an allowable value and becomes brittle. The means for solving these problems will be described below. FIG. 3A is a view of the fixing unit as viewed from above, and is a diagram illustrating a heat transfer of the fixing belt when the small-size paper is continuously fed when the pressure roller is a heat pipe roller. FIG. 3B is a diagram showing the temperature distribution of the fixing belt at this time. If the temperature at the end of the non-fixing belt non-sheet passing area rises during the continuous feeding of the small size paper, the heat at the end of the fixing belt is transmitted to the pressure roller in contact with the fixing belt. The pressure roller instantaneously makes the temperature distribution uniform by the effect of the heat pipe, and transmits the heat to the paper passing portion where the temperature of the fixing belt is low. Some of this heat is absorbed by the paper passing through the nip. That is, the temperature rise at the end of the non-sheet passing area of the fixing belt can be prevented as shown in FIG. 3B by the heat pipe effect of the pressure roller and the heat absorbing effect of the sheet passing through the nip. .
【0015】次に、請求項2に記載の定着装置について
説明する。図4は、本発明に係るベルト定着装置の概略
断面図である。定着ローラ(9)と、定着ローラ(9)
にベルトを介して圧接し、ニップを形成してなる加圧ロ
ーラ(7b)と、加圧ローラ(7b)とベルト搬送ロー
ラ(7c)で捲回してなる加圧用ベルト(12)で構成
されるベルト定着装置である。本実施の形態において
は、ベルト搬送ローラ(7c)を1つとしたが、2つ以
上設けるものであっても構わない。ここで、加圧ローラ
(7b)とベルト搬送ローラ(7c)の内、何れか一方
が図2に示すヒートパイプで形成されたローラであるこ
とを特徴とする。ベルト搬送ローラ(7c)を2つ以上
設けるものであっても、加圧用ベルト(12)を捲回す
るローラの内、何れか一方がヒートパイプローラであれ
ばよい。特に、ベルト搬送ローラ(7c)をヒートパイ
プで形成する方が、ローラ強度上望ましい。また、この
定着装置においては、ヒートパイプローラである加圧ロ
ーラ(7b)もしくはベルト搬送ローラ(7c)は、直
接用紙と接触するものではないので、ヒートパイプの表
面に離型層を設けなくてもよい。Next, a fixing device according to a second aspect will be described. FIG. 4 is a schematic sectional view of the belt fixing device according to the present invention. Fixing roller (9) and fixing roller (9)
A pressure roller (7b) formed in pressure contact with a belt via a belt, and a pressure belt (12) wound around the pressure roller (7b) and the belt transport roller (7c). It is a belt fixing device. In the present embodiment, one belt transport roller (7c) is provided, but two or more belt transport rollers (7c) may be provided. Here, one of the pressure roller (7b) and the belt transport roller (7c) is a roller formed by a heat pipe shown in FIG. Even if two or more belt transport rollers (7c) are provided, one of the rollers for winding the pressure belt (12) may be a heat pipe roller. In particular, it is desirable to form the belt transport roller (7c) with a heat pipe in terms of roller strength. Further, in this fixing device, since the pressure roller (7b) or the belt transport roller (7c), which is a heat pipe roller, does not directly contact the paper, a release layer is not provided on the surface of the heat pipe. Is also good.
【0016】次に、請求項3に記載の定着装置について
説明する。図5は、本発明に係るローラ定着装置の概略
構成図である。定着ローラ(16)は、芯金ローラ(1
4)上に、シリコ−ンゴム層又はシリコ−ンゴムを発泡
成形した弾性効果の有る耐熱弾性層(15)を形成して
なる。表層には、離型層を有する。この様に構成された
定着ローラ(16)の加熱手段として、外部加熱ローラ
(17)を定着ローラ(16)表面に圧接する。一方、
加圧ローラ(7d)は、図2に示す、ヒートパイプの表
面に離型層を有するヒートパイプローラである。かかる
定着装置の特徴としては、定着ローラ(16)が外部加
熱ローラ(17)によって瞬時に加熱されるため、立ち
上げ時間が早いことである。加えて、加圧ローラ(7
d)は前述の構成の特徴によって、小サイズ用紙連続通
紙時の非通紙域端部の温度上昇を防止することが可能で
あるため、定着ローラ(16)上の温度分布をなくすこ
とができる。また、ベルト定着装置と比べても、簡易な
構成でこれを達成することができる。Next, a fixing device according to a third aspect will be described. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the roller fixing device according to the present invention. The fixing roller (16) is a core metal roller (1).
4) A silicon rubber layer or a heat-resistant elastic layer (15) having an elastic effect formed by foaming and molding silicone rubber. The surface layer has a release layer. An external heating roller (17) is pressed against the surface of the fixing roller (16) as a heating means of the fixing roller (16) thus configured. on the other hand,
The pressure roller (7d) is a heat pipe roller having a release layer on the surface of the heat pipe shown in FIG. The feature of such a fixing device is that the start-up time is short because the fixing roller (16) is instantaneously heated by the external heating roller (17). In addition, a pressure roller (7
d) It is possible to prevent a rise in the temperature at the end of the non-sheet passing area during continuous sheet feeding of small-size sheets by the above-described feature of the configuration, and thus eliminate the temperature distribution on the fixing roller (16). it can. In addition, this can be achieved with a simple configuration as compared with a belt fixing device.
【0017】上記のヒートパイプローラを加圧ローラと
して使用する場合には、低熱容量化して立ち上がり時間
を早くするために、ローラ径及びその肉厚は小さいほど
好ましい。一方で、ローラの変形、撓みが起こらない強
度を保証するローラ径及びその肉厚である必要がある。
双方を実現するために、好ましくは、ローラ径が30m
m以上50mm以下、且つ肉厚が0.3mm以上1.0
mm以下である。When the above heat pipe roller is used as a pressure roller, the roller diameter and the wall thickness are preferably as small as possible in order to reduce the heat capacity and shorten the rise time. On the other hand, it is necessary that the roller diameter and the wall thickness of the roller ensure a strength that does not cause deformation or bending of the roller.
To realize both, preferably, the roller diameter is 30 m
m to 50 mm and thickness 0.3 mm to 1.0
mm or less.
【0018】以下に、ヒートパイプローラのローラ径及
び肉厚を決定するに相応しい実験例を示す。 (実験例)図1に示す定着装置において、加圧ローラの
ローラ径を30mmと60mm、芯金を0.3mmと
1.0mmとしたそれぞれ加圧ローラを用いて、以下の
定着条件により、定着装置の立ち上げ時間及び加圧ロー
ラの変形量を測定した。尚、定着装置の立ち上げ時間
は、操作性、省エネの観点から、好ましくは60秒以
下、更に好ましくは30秒であり、加圧ローラの許容変
形量は、光沢ムラや定着不良が起こらない0.3mm以
下と設定している。 <定着条件> ・ヒータ容量:1200W ・定着設定温度:160℃ ・定着圧力:15kg/片側 ・定着ベルト構成:3層ベルト (基体:ポリイミド厚さ50μm、中間層:シリコーン
ゴム厚さ150μm、表層:フッ素樹脂厚さ20μm) ・定着ローラ:ローラ径30mm(シリコーン発泡ゴム
厚さ6mm) ・加熱ローラ:ローラ径30mm(芯金厚さ0.6m
m)An experimental example suitable for determining the roller diameter and thickness of the heat pipe roller will be described below. (Experimental Example) In the fixing device shown in FIG. 1, fixing was performed under the following fixing conditions using pressure rollers having a roller diameter of 30 mm and 60 mm and a core metal of 0.3 mm and 1.0 mm, respectively. The startup time of the device and the amount of deformation of the pressure roller were measured. The start-up time of the fixing device is preferably 60 seconds or less, and more preferably 30 seconds, from the viewpoint of operability and energy saving. .3 mm or less. <Fixing conditions> Heater capacity: 1200 W Fixing temperature: 160 ° C. Fixing pressure: 15 kg / one side Fixing belt configuration: 3-layer belt (base: polyimide thickness 50 μm, intermediate layer: silicone rubber thickness 150 μm, surface layer:・ Fixing roller: roller diameter 30 mm (silicone foam rubber thickness 6 mm) ・ Heating roller: roller diameter 30 mm (core metal thickness 0.6 m)
m)
【0019】結果を表1及び表2に示す。The results are shown in Tables 1 and 2.
【表1】 [Table 1]
【0020】[0020]
【表2】 [Table 2]
【0021】表1の結果より、ローラ径、芯金厚さが小
さいほど、定着装置の立ち上げ時間が短くなっているこ
とがわかる。ローラ径が30mmで芯金厚さが0.3m
mの加圧ローラでは、立ち上げ時間が29秒と、好まし
い値になっている一方、ローラ径が60mmで芯金厚さ
が1.0mmの加圧ローラでは、59秒であり、これ以
上ローラ径及び芯金厚さが増すと設定した立ち上げ時間
を上回り、好ましくないことがわかる。また、表2の結
果より、ローラ径、芯金厚さが大きいほど、加圧ローラ
の変形量が小さいことがわかる。ローラ径が60mmで
芯金厚さが1.0mmの加圧ローラでは、変形量が0.
02mmと、好ましい値になっている一方、ローラ径が
30mmで芯金厚さが0.3mmの加圧ローラでは、
0.3mmであり、これ以上ローラ径及び芯金厚さを小
さくすると設定した許容変形量を上回り、好ましくない
ことがわかる。From the results shown in Table 1, it can be seen that the smaller the roller diameter and the core thickness, the shorter the start-up time of the fixing device. Roller diameter is 30mm and core thickness is 0.3m
In the pressure roller having a roller diameter of 60 mm and a core metal thickness of 1.0 mm, the rise time is 59 seconds. When the diameter and the core thickness increase, the set-up time exceeds the set start-up time, which is not preferable. Further, from the results in Table 2, it can be seen that the larger the roller diameter and the core metal thickness, the smaller the amount of deformation of the pressure roller. In a pressure roller having a roller diameter of 60 mm and a core metal thickness of 1.0 mm, the deformation amount is 0.
02 mm, which is a preferable value, while a roller having a roller diameter of 30 mm and a core metal thickness of 0.3 mm,
It is 0.3 mm, and if the roller diameter and the core metal thickness are further reduced, the allowable deformation amount exceeds the set allowable deformation amount.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明によ
り、ベルト定着装置における加圧ローラもしくはベルト
搬送ローラ、熱ローラ定着装置における加圧ローラを熱
拡散部材(ヒートパイプ)で形成することで、定着ベル
トあるいは定着ローラの非通紙域の温度上昇を抑えるこ
とができ、ホットオフセットや巻き付きジャムの発生、
あるいは光沢ムラを防ぎ、安定した画像の定着が可能な
定着装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, the pressure roller or the belt transport roller in the belt fixing device and the pressure roller in the heat roller fixing device are formed by a heat diffusion member (heat pipe). The temperature rise in the non-sheet passing area of the fixing belt or the fixing roller can be suppressed, causing hot offset and wrapping jam,
Alternatively, it is possible to provide a fixing device capable of preventing uneven gloss and fixing a stable image.
【図1】請求項1の発明に係るベルト定着装置の概略断
面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a belt fixing device according to the first embodiment of the present invention.
【図2】ヒートパイプで形成されるヒートパイプローラ
の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of a heat pipe roller formed by a heat pipe.
【図3】(a)は、定着部を上から見た図で、加圧ロー
ラをヒートパイプローラとしたときの小サイズ紙連続通
紙時の定着ベルトの熱移動を示す図である。(b)は、
この時の定着ベルトの温度分布を示す図である。小サイ
ズ連続通紙時の非通紙域の端部温度上昇を示す温度分布
図である。FIG. 3A is a diagram of the fixing unit viewed from above, showing heat transfer of the fixing belt when a small-size sheet is continuously fed when a pressure roller is a heat pipe roller. (B)
FIG. 6 is a diagram illustrating a temperature distribution of the fixing belt at this time. FIG. 9 is a temperature distribution diagram showing an end temperature rise in a non-sheet passing area during small-size continuous sheet passing.
【図4】請求項2の発明に係るベルト定着装置の概略断
面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of the belt fixing device according to the second aspect of the present invention.
【図5】請求項3の発明に係る熱ローラ定着装置の概略
構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a heat roller fixing device according to the invention of claim 3;
【図6】従来の定着装置における小サイズ紙連続通紙時
の定着ベルトの温度分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a temperature distribution of a fixing belt when a small-size sheet is continuously fed in a conventional fixing device.
1 定着ローラ 2 加熱兼テンションローラ 3 離型層 4 定着ベルト 5 ヒータ 6 サーミスタ 7 ヒートパイプローラ 70 中空円筒管 7a 加圧ローラ 7b 加圧ローラ 7c ベルト搬送ローラ 7d 加圧ローラ 8 液体(熱搬送媒体) 9 定着ローラ 10 ジャーナル 11 ウイック層 12 加圧用ベルト 14 芯金ローラ 15 耐熱弾性層 16 定着ローラ 17 外部加熱ローラ 18 駆動源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing roller 2 Heating and tension roller 3 Release layer 4 Fixing belt 5 Heater 6 Thermistor 7 Heat pipe roller 70 Hollow cylindrical tube 7a Pressure roller 7b Pressure roller 7c Belt conveyance roller 7d Pressure roller 8 Liquid (heat transfer medium) Reference Signs List 9 fixing roller 10 journal 11 wick layer 12 pressurizing belt 14 core metal roller 15 heat-resistant elastic layer 16 fixing roller 17 external heating roller 18 drive source
Claims (4)
と、 該定着ローラ及び該加熱ローラに張架された無端状定着
ベルトと、 該定着ベルトを介して、該定着ローラに対向して加圧ロ
ーラが設けられているベルト定着装置において、 該加圧ローラは、熱拡散部材(ヒートパイプ)の表層に
離型層を設けてなるヒートパイプローラであることを特
徴とする定着装置。An endless fixing belt stretched over the fixing roller and the heating roller; and a pressure roller opposed to the fixing roller via the fixing belt. In the provided belt fixing device, the pressure roller is a heat pipe roller in which a release layer is provided on a surface layer of a heat diffusion member (heat pipe).
ニップを形成してなる、少なくとも2本のローラで捲回
してなる加圧用ベルトが設けられているベルト定着装置
において、 該加圧用ベルトを捲回するローラの内、何れか一方が、
熱拡散部材(ヒートパイプ)からなるヒートパイプロー
ラ、または熱拡散部材(ヒートパイプ)の表層に離型層
を設けてなるヒートパイプローラであることを特徴とす
る定着装置。2. A belt fixing device comprising: a fixing roller; and a pressure belt formed by pressing the fixing roller to form a nip, the pressure belt being wound by at least two rollers. Either of the rollers for winding
A fixing device comprising a heat pipe roller formed of a heat diffusion member (heat pipe) or a heat pipe roller formed by providing a release layer on a surface layer of the heat diffusion member (heat pipe).
に圧接してニップを形成してなる加圧ローラで構成され
る熱ローラ定着装置において、 該加圧ローラが熱拡散部材(ヒートパイプ)の表層に離
型層を設けてなるヒートパイプローラであることを特徴
とする定着装置。3. A heat roller fixing device including at least a fixing roller and a pressure roller formed by pressing the fixing roller to form a nip, wherein the pressure roller is a surface layer of a heat diffusion member (heat pipe). A heat pipe roller provided with a release layer.
着装置において、 前記ヒートパイプローラでなる加圧ローラは、ローラ径
が30mm以上50mm以下、且つ肉厚が0.3mm以
上1.0mm以下となるように構成したことを特徴とす
る定着装置。4. The fixing device according to claim 1, wherein the pressure roller formed of the heat pipe roller has a roller diameter of 30 mm or more and 50 mm or less, and a thickness of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less. A fixing device having the following configuration.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001077795A JP2002189364A (en) | 2000-10-13 | 2001-03-19 | Fixing device |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP2000314050 | 2000-10-13 | ||
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