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JP2005300589A - Fixing apparatus - Google Patents

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JP2005300589A
JP2005300589A JP2004112039A JP2004112039A JP2005300589A JP 2005300589 A JP2005300589 A JP 2005300589A JP 2004112039 A JP2004112039 A JP 2004112039A JP 2004112039 A JP2004112039 A JP 2004112039A JP 2005300589 A JP2005300589 A JP 2005300589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing
fixing belt
belt
roller
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004112039A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kawabata
泰 川幡
Onori Yoshino
大典 吉野
Yuichi Fukuda
雄一 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2004112039A priority Critical patent/JP2005300589A/en
Publication of JP2005300589A publication Critical patent/JP2005300589A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing apparatus capable of preventing the occurrence of image disturbance by setting and arranging constituent members of the fixing apparatus so that a prescribed relationship is fulfilled. <P>SOLUTION: The fixing apparatus includes a fixing belt 41, a fixing roller 44 and a pressurizing roller 45 forming a fixing nip part N, a heating plate 47 fixed and installed so as to come in contact with an inner periphery surface of the fixing belt 41 and a pressurizing belt 48 laid across two or more pressing rollers 56 to 58 in a tensioned condition , brought into a pressurized contact with an outer periphery surface of the fixing belt 41 and rotated following the fixing belt 41. The constituent members are set and arranged so that when the distance from a rotational center of the pressing roller 56, which is placed most downstream among the two or more pressing rollers 56 to 58, to the most upstream part of the fixing nip N is L (mm) and the temperature of the heating plate is T (°C), the relationship of L×(T-97)/S≤4.7 is fulfilled. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、定着対象のトナー像を担持する記録用紙を、加熱されて回転する無端状の定着ベルトに圧接させて密着させたままの状態で搬送した後に剥離させるタイプの定着装置に係り、特に、定着時に記録用紙から水蒸気が発生して定着ベルトとの間に介在することに起因した画像乱れを防止することが可能な定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device of a type in which a recording paper carrying a toner image to be fixed is peeled after being conveyed while being in close contact with a rotating endless fixing belt that is heated and rotated. The present invention relates to a fixing device capable of preventing image disturbance caused by water vapor generated from a recording sheet during fixing and being interposed between the recording sheet and the fixing belt.

特許第2813297号公報Japanese Patent No. 2813297 特開平9−281822号公報JP-A-9-281822 特開2001−166617号公報JP 2001-166617 A 特開平6−314041号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-314041 特開平9−160405号公報JP-A-9-160405

一般に、カラー電子写真画像形成装置においては、高い画像光沢度を得ることが色再現性を良くするために必要である。このため、一対の定着ローラ又は定着ローラと定着ベルト又は一対の定着ベルトといった定着手段で、未定着トナー画像を有する記録用紙を挟持し加熱搬送する定着装置では、定着ローラあるいは定着ベルトを高温化することにより画像光沢度を高くすることが行われている。しかし、このような定着温度の高温化はトナーオフセットを生じさせ易くなる。   In general, in a color electrophotographic image forming apparatus, it is necessary to obtain a high image gloss to improve color reproducibility. For this reason, in a fixing device in which a recording sheet having an unfixed toner image is sandwiched and heated by fixing means such as a pair of fixing rollers or a fixing roller and a fixing belt or a pair of fixing belts, the temperature of the fixing roller or fixing belt is increased. Thus, the image glossiness is increased. However, such a high fixing temperature tends to cause toner offset.

こうしたトナーオフセットを回避するため、加熱ローラと従動ローラで張架された定着ベルトと、従動ローラに対向して設けられた加圧ローラとを有する定着装置において、従動ローラと加圧ローラとで形成した定着ニップ部に記録用紙が進入する上流側で、トナーと記録用紙を定着ベルトからの輻射熱で予熱して、定着ベルトの設定温度を低くすることができる定着装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to avoid such toner offset, in a fixing device having a fixing belt stretched between a heating roller and a driven roller, and a pressure roller provided opposite to the driven roller, formed by the driven roller and the pressure roller. A fixing device has been proposed in which toner and recording paper are preheated with radiant heat from the fixing belt on the upstream side where the recording paper enters the fixing nip portion, so that the set temperature of the fixing belt can be lowered (for example, Patent Document 1).

しかし、輻射熱を利用した予熱手段を用いて高速定着を行うためには、装置全体が大型化する。そこで、予熱手段により、記録用紙を定着ベルトに接触させることにより熱伝導を利用して予熱を行い、装置の小型化等を図った定着装置も提案されている(例えば、特許文献2〜5参照)。   However, in order to perform high-speed fixing using a preheating means using radiant heat, the entire apparatus becomes large. In view of this, there has been proposed a fixing device in which the recording paper is brought into contact with the fixing belt by preheating means to perform preheating using heat conduction to reduce the size of the apparatus (see, for example, Patent Documents 2 to 5). ).

このような熱伝導を利用した予熱手段を用いた定着装置の例として、特許文献2では、加熱ローラと従動ローラとの間に張架された無端状の定着ベルトと、その従動ローラに対向して設けられた加圧ローラとを備え、従動ローラに支持された定着ベルトと加圧ローラとの間に形成される定着ニップ部の上流側において定着ベルトに圧接する補助ローラを設けた定着装置が提示されている。   As an example of a fixing device using preheating means using such heat conduction, in Patent Document 2, an endless fixing belt stretched between a heating roller and a driven roller, and the driven roller are opposed to each other. A fixing device provided with an auxiliary roller that is in pressure contact with the fixing belt upstream of the fixing nip formed between the fixing belt supported by the driven roller and the pressure roller. Presented.

また、特許文献3では、第1定着ローラと発熱ローラとの間に張架されたベルト部材と、この第1定着ローラとの間でニップ部を形成する第2定着ローラとを備え、ベルト部材の内側より当接してそのベルト部材を加熱する面状の発熱体を設け、ベルト部材に転写材を静電的に密着させて予備加熱を行うと共に、ニップ部にて記録用紙上のトナー像を定着するようにした定着装置が提示されている。   In Patent Document 3, a belt member is provided that includes a belt member stretched between a first fixing roller and a heat generating roller, and a second fixing roller that forms a nip portion with the first fixing roller. A sheet-like heating element that heats the belt member by abutting from the inside is provided, and a transfer material is electrostatically brought into close contact with the belt member for preliminary heating, and a toner image on the recording paper is formed at the nip portion. A fixing device for fixing is presented.

さらに、特許文献4では、圧接ニップ部に被加熱材を導入して、この被加熱材を耐熱性フィルムと一緒に圧接ニップ部に挟持搬送することにより加熱体の熱を耐熱性フィルムを介して被加熱材に付与し、この加熱体の複数の発熱分布のピークのうち、少なくとも1つが被加熱材搬送方向上流側に配設されている定着装置が提示されている。   Furthermore, in Patent Document 4, a material to be heated is introduced into the pressure nip portion, and the material to be heated is nipped and conveyed to the pressure nip portion together with the heat resistant film, whereby the heat of the heating body is passed through the heat resistant film. A fixing device is proposed in which at least one of a plurality of heat generation distribution peaks of the heating body is provided on the upstream side of the heated material conveyance direction.

さらにまた、特許文献5では、平行に設けられた第一ローラ及び第二ローラに掛け渡された無端状の定着ベルトと、この定着ベルトの外側で当接する第三ローラと、定着ベルトの内側で、第三ローラとのニップ部の上流側の所定位置に設けられた加熱部材と、定着ベルトの第三ローラへの巻き始め位置で第三ローラを押圧する定着ベルト内部に設けられた押圧部材とを備えた定着装置が提示されている。   Furthermore, in Patent Document 5, an endless fixing belt stretched between a first roller and a second roller provided in parallel, a third roller that contacts the outside of the fixing belt, and an inside of the fixing belt. A heating member provided at a predetermined position upstream of the nip portion with the third roller, and a pressing member provided inside the fixing belt that presses the third roller at a position where the fixing belt starts to be wound around the third roller; A fixing device is provided.

しかしながら、上記の先行技術にあっては、いずれも予熱部で加熱された記録用紙から水蒸気が発生し、この水蒸気が記録用紙と定着ベルトとの間に介在することにより浮きが生じ、一部のトナーが記録用紙から定着ベルトに転移する。この転移したトナーは、その後、定着ニップ部で定着ベルトから記録用紙に再転移される際には、転移前に存在していた記録用紙上の位置からズレるため、画像乱れが発生するという問題が生じていた。   However, in each of the above prior arts, water vapor is generated from the recording paper heated in the preheating unit, and floating occurs due to the water vapor being interposed between the recording paper and the fixing belt. The toner is transferred from the recording paper to the fixing belt. When the transferred toner is subsequently transferred again from the fixing belt to the recording paper at the fixing nip portion, the toner is displaced from the position on the recording paper that existed before the transfer, so that the image is disturbed. It was happening.

そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、定着装置の構成部材を所定の関係を満たすように設定配置することにより、画像乱れの発生を防止することが可能な定着装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and prevents the occurrence of image distortion by arranging and arranging the constituent members of the fixing device so as to satisfy a predetermined relationship. It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of performing the above-described operation.

上記目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、複数のローラに張架されて所定の方向に回転する無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを介して互いに圧接するように対向配置され、その接触領域において定着ニップ部を形成する定着ローラ及び加圧ローラと、定着ニップ部よりも定着ベルトの回転方向上流側において、この定着ベルトの内周面に接触するように固定配置された加熱板と、この加熱板に対向して配設された複数の押圧ローラと、これら複数の押圧ローラにより張架されると共に、前記定着ベルトの外周面に圧接されて、この定着ベルトに従動して回転する無端状の押圧ベルトとを備え、トナー像が担持された記録用紙を所定の方向に搬送して前記定着ベルトと押圧ベルトとの間に導き入れる定着装置において、前記記録用紙の搬送方向に沿って、前記複数の押圧ローラのうち、最下流に配置された押圧ローラの回転中心から定着ニップ部の最上流部までの距離をL(mm)、プロセススピードをS(mm/s)、加熱板温度をT(℃)としたとき、前記定着装置は、L×(T−97)/S≦4.7の関係を満たすように設定配置されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention is arranged so as to face each other through an endless fixing belt that is stretched around a plurality of rollers and rotates in a predetermined direction. A fixing roller and a pressure roller that form a fixing nip portion in the contact area, and a fixed arrangement so as to come into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt at the upstream side of the fixing nip portion in the rotation direction of the fixing belt. A heating plate, a plurality of pressing rollers disposed opposite to the heating plate, and stretched by the plurality of pressing rollers, and in pressure contact with the outer peripheral surface of the fixing belt, are driven by the fixing belt. An endless pressing belt that rotates in a moving manner, and a recording sheet carrying a toner image is conveyed in a predetermined direction and guided between the fixing belt and the pressing belt. Along the recording sheet conveyance direction, among the plurality of pressing rollers, the distance from the rotation center of the pressing roller disposed at the most downstream side to the most upstream portion of the fixing nip portion is L (mm), and the process speed is S ( mm / s), and the heating plate temperature is T (° C.), the fixing device is set and arranged so as to satisfy the relationship L × (T−97) /S≦4.7. To do.

一般に、定着ニップ部の上流側に加熱手段を有し、この加熱手段により定着ベルトを予備加熱する方式の定着装置においては、定着ベルトにより加熱された記録用紙から水蒸気が発生し、この水蒸気が定着ベルトと記録用紙との間に介在することにより、記録用紙の浮きが生じ、像ずれといった画像乱れが生じる場合がある。   In general, in a fixing device having a heating means upstream of the fixing nip portion and preheating the fixing belt by the heating means, water vapor is generated from the recording paper heated by the fixing belt, and the water vapor is fixed. By interposing between the belt and the recording paper, the recording paper may float and image distortion such as image displacement may occur.

本発明者らは、こうした水蒸気が発生することに起因した画像乱れは、時間(L/S)と温度(T)との積に相関があり、さらに、所定の関係を満たすことにより、こうした画像乱れを防止することができることを見出した。   The present inventors have found that the image turbulence caused by the generation of such water vapor has a correlation with the product of time (L / S) and temperature (T), and further satisfies such a predetermined relationship to satisfy the predetermined relationship. It has been found that disturbance can be prevented.

そこで、上述のように構成した本発明に係る定着装置は、無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを介して互いに圧接するように対向配置された定着ローラ及び加圧ローラと、定着ニップ部よりも定着ベルトの回転方向上流側において、この定着ベルトの内周面に接触するように固定配置された加熱板と、この加熱板に対向して配設された複数の押圧ローラと、これら複数の押圧ローラにより張架されると共に、前記定着ベルトの外周面に圧接されて、この定着ベルトに従動して回転する無端状の押圧ベルトとを備え、トナー像が担持された記録用紙を所定の方向に搬送して、前記定着ベルトと押圧ベルトとの間に導き入れる定着装置において、記録用紙の搬送方向に沿って、複数の押圧ローラのうち、最下流に配置された押圧ローラの回転中心から定着ニップ部の最上流部までの距離をL(mm)、プロセススピードをS(mm/s)、加熱板温度をT(℃)としたとき、L×(T−97)/S≦4.7という所定の関係を満たすように設定配置されているので、定着装置の構成部材を上述の所定の関係を満たすように設定配置することにより、過剰な水蒸気の発生を抑制すると共に、定着ベルトから記録用紙が浮く前に記録用紙を定着ニップ部に進入させることができ、画像乱れの発生を防止することができる。   Therefore, the fixing device according to the present invention configured as described above includes an endless fixing belt, a fixing roller and a pressure roller that are arranged so as to be pressed against each other via the fixing belt, and a fixing nip portion. Also, on the upstream side in the rotation direction of the fixing belt, a heating plate fixedly disposed so as to be in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, a plurality of pressing rollers disposed to face the heating plate, and the plurality of these An endless pressing belt which is stretched by a pressing roller and pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt and rotates in accordance with the fixing belt. In the fixing device that is conveyed between the fixing belt and the pressure belt, rotation of the pressure roller disposed at the most downstream side among the plurality of pressure rollers along the recording sheet conveyance direction. L × (T−97) / S ≦ 4 where L (mm) is the distance from the center to the most upstream part of the fixing nip, S (mm / s) is the process speed, and T (° C.) is the heating plate temperature. .7 is set and arranged so as to satisfy the predetermined relationship, and by setting and arranging the constituent members of the fixing device so as to satisfy the above-described predetermined relationship, generation of excessive water vapor is suppressed and the fixing belt is also arranged. Therefore, the recording paper can enter the fixing nip portion before the recording paper floats up, and image disturbance can be prevented.

また、前記定着ニップ部の用紙搬送方向下流側において、記録用紙を定着ベルトの外周面に密着させた状態で所定の距離だけ搬送してから剥離させる剥離手段をさらに備えていてもよい。   Further, on the downstream side of the fixing nip portion in the sheet conveyance direction, a peeling unit may be further provided that peels after the recording sheet is conveyed by a predetermined distance in a state of being in close contact with the outer peripheral surface of the fixing belt.

この場合は、定着ニップ部の用紙搬送方向下流側において、記録用紙を定着ベルトの外周面に密着させた状態で所定の距離だけ搬送してから剥離させる剥離手段をさらに備えているので、定着ニップ部通過後の記録用紙上の定着画像が安定した後に剥離させることができ、これにより画像品質の向上を図ることができる。   In this case, the fixing nip portion further includes a peeling unit that transports the recording paper a predetermined distance in a state of being in close contact with the outer peripheral surface of the fixing belt, and then peels the recording paper in the downstream direction in the paper transport direction. The fixed image on the recording paper after passing through the part can be peeled off after being stabilized, thereby improving the image quality.

さらに、前記剥離手段は、前記記録用紙を所定の温度まで冷却する冷却手段を含んでいてもよい。   Furthermore, the peeling means may include a cooling means for cooling the recording paper to a predetermined temperature.

この場合は、剥離手段が、記録用紙を所定の温度まで冷却する冷却手段を含んでいるので、定着画像の記録用紙上への安定した定着を促進することができる。   In this case, since the peeling means includes a cooling means for cooling the recording paper to a predetermined temperature, stable fixing of the fixed image onto the recording paper can be promoted.

また、本発明に係る定着装置は、複数のローラに張架されて所定の方向に回転する無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを介して互いに圧接するように対向配置され、その接触領域において定着ニップ部を形成する定着ローラ及び加圧ローラと、定着ニップ部よりも定着ベルトの回転方向上流側において、この定着ベルトの内周面に接触するように固定配置された加熱板と、この加熱板に対向して配設された複数の押圧ローラと、これら複数の押圧ローラにより張架されると共に、前記定着ベルトの外周面に圧接されて、この定着ベルトに従動して回転する無端状の押圧ベルトとを備え、トナー像が担持された記録用紙を所定の方向に搬送して前記定着ベルトと押圧ベルトとの間に導き入れる定着装置において、前記定着ベルトの進行方向に沿って、前記複数の押圧ローラのうち、最下流に配置された押圧ローラの回転中心から定着ニップの最上流部までの定着ベルトの長さをL(mm)、定着ベルトの進行速度をS(mm/s)、定着ベルトの温度をT(℃)としたとき、前記定着ベルトが、L×(T−97)/S≦4.7の関係を満たすように設定配置されていることを特徴とする。   The fixing device according to the present invention is disposed so as to face an endless fixing belt that is stretched around a plurality of rollers and rotates in a predetermined direction so as to be in pressure contact with each other via the fixing belt. A fixing roller and a pressure roller that form a fixing nip portion; a heating plate fixedly arranged in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt at an upstream side of the fixing nip portion in the rotation direction of the fixing belt; A plurality of pressing rollers disposed opposite to the plate, and stretched by the plurality of pressing rollers, and in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt, are rotated endlessly by the fixing belt. A fixing device that includes a pressing belt, conveys a recording sheet carrying a toner image in a predetermined direction, and guides the recording sheet between the fixing belt and the pressing belt; Along the length of the fixing belt from the rotation center of the pressing roller arranged at the most downstream side to the most upstream part of the fixing nip among the plurality of pressing rollers, and the traveling speed of the fixing belt as S ( mm / s), and the fixing belt temperature is T (° C.), the fixing belt is set and arranged so as to satisfy the relationship of L × (T−97) /S≦4.7. And

このように構成した本発明に係る定着装置においては、定着ベルトの進行方向に沿って、複数の押圧ローラのうち、最下流に配置された押圧ローラの回転中心から定着ニップの最上流部までの定着ベルトの長さをL(mm)、定着ベルトの進行速度をS(mm/s)、定着ベルトの温度をT(℃)としたとき、定着ベルトが、L×(T−97)/S≦4.7という所定の関係を満たすように設定配置されているので、定着ベルトの簡易な設定配置により、過剰な水蒸気の発生を抑制して画像乱れの発生を防止することができる定着装置を容易に実現することができる。   In the fixing device according to the present invention configured as described above, from the rotation center of the pressing roller arranged at the most downstream side among the plurality of pressing rollers along the traveling direction of the fixing belt to the most upstream portion of the fixing nip. When the length of the fixing belt is L (mm), the traveling speed of the fixing belt is S (mm / s), and the temperature of the fixing belt is T (° C.), the fixing belt is L × (T−97) / S. Since it is set and arranged so as to satisfy the predetermined relationship of ≦ 4.7, a fixing device capable of preventing the occurrence of image distortion by suppressing the generation of excessive water vapor by the simple setting and arrangement of the fixing belt. It can be easily realized.

本発明によれば、定着装置の構成部材を所定の関係を満たすように設定配置することにより、過剰な水蒸気の発生を抑制すると共に、定着ベルトから記録用紙が浮く前に記録用紙を定着ニップ部に進入させることができ、画像乱れの発生を防止することができる。   According to the present invention, the constituent members of the fixing device are set and arranged so as to satisfy a predetermined relationship, thereby suppressing the generation of excessive water vapor and fixing the recording paper before the recording paper floats from the fixing belt. And the occurrence of image disturbance can be prevented.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
<実施の形態>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Embodiment>

まず、本発明に係る定着装置の概略構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。   First, a schematic configuration of a fixing device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.

図1に示されるように、本発明を具現化した定着装置10は、所定の方向(例えば、反時計方向)に回転する無端状の定着ベルト41を備え、この定着ベルト41は第一加熱ローラ42と、この第一加熱ローラ42の下方に配置された第二加熱ローラ50と、この第二加熱ローラ50と略平行な位置に配置された定着ローラ44と、第一加熱ローラ42の上方に配置されたアイドラーローラ51とにより張架されている。また、この定着ベルト41を介して、定着ローラ44と対向して加圧ローラ45が設けられており、その接触領域により定着ニップ部Nが構成されている。そして、定着ローラ44と第二加熱ローラ50との間の領域には、所定の曲率を有する加熱板47が、これらのローラ44,50間に懸架された定着ベルト41の内周面と圧接するように配設されている。   As shown in FIG. 1, a fixing device 10 embodying the present invention includes an endless fixing belt 41 that rotates in a predetermined direction (for example, counterclockwise), and the fixing belt 41 is a first heating roller. 42, a second heating roller 50 disposed below the first heating roller 42, a fixing roller 44 disposed substantially parallel to the second heating roller 50, and above the first heating roller 42. It is stretched by the idler roller 51 arranged. Further, a pressure roller 45 is provided to face the fixing roller 44 through the fixing belt 41, and a fixing nip portion N is configured by the contact area. In a region between the fixing roller 44 and the second heating roller 50, a heating plate 47 having a predetermined curvature comes into pressure contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 41 suspended between these rollers 44 and 50. It is arranged like this.

さらに、定着ベルト41と反対方向(例えば、時計方向)に回転する押圧ベルト48を備え、この押圧ベルト48は、加圧ローラ45と、加熱板47に対向して配置された押圧ローラ56〜58と、テンションローラ60とにより張架され、加熱板47から定着ニップ部Nに亘る領域において、定着ベルト41と当接するように構成されている。   Further, a pressing belt 48 that rotates in a direction opposite to the fixing belt 41 (for example, clockwise) is provided, and the pressing belt 48 includes pressing rollers 45 and pressing rollers 56 to 58 disposed to face the heating plate 47. And a tension roller 60, and is configured to contact the fixing belt 41 in a region extending from the heating plate 47 to the fixing nip portion N.

なお、定着ベルト41及び押圧ベルト48は、定着ニップ部Nの用紙搬送方向下流側に、さらに延在するように張架配置されてもよく、記録用紙Pをこの定着ベルト41の外周面に密着させた状態で所定の距離だけ搬送してから剥離させるように構成してもよい。さらに、必要に応じて、定着ニップ部Nの用紙搬送方向下流側に、トナー像Tが加熱定着された記録用紙Pを冷却する冷却装置を配設してもよい。このように所定の距離だけ搬送してから剥離させることにより、定着ニップ部N通過後の記録用紙P上の定着画像が安定し、画像品質の向上を図ることができる。また、冷却装置を配設することにより、定着画像の記録用紙P上への安定した定着を促進することができる。   The fixing belt 41 and the pressing belt 48 may be stretched so as to extend further downstream in the sheet conveyance direction of the fixing nip portion N, and the recording sheet P is closely attached to the outer peripheral surface of the fixing belt 41. You may comprise so that it peels, after conveying only a predetermined distance in the made state. Further, if necessary, a cooling device for cooling the recording paper P on which the toner image T is heated and fixed may be disposed downstream of the fixing nip portion N in the paper conveyance direction. By separating the sheet after being conveyed by a predetermined distance in this way, the fixed image on the recording paper P after passing through the fixing nip portion N is stabilized, and the image quality can be improved. Further, by providing a cooling device, it is possible to promote stable fixing of a fixed image on the recording paper P.

次に、本発明に係る定着装置10の各構成部材の詳細について説明する。   Next, details of each component of the fixing device 10 according to the present invention will be described.

まず、定着ベルト41は、例えば、カーボンブラックを含有させたポリイミド等からなる厚さ50μm程度のベルト基材上に、厚さ60μm程度のシリコーン共重合体(硬度:例えば24°)等からなる弾性層をこの順に形成した構造のものである。   First, the fixing belt 41 is made of an elastic material such as a silicone copolymer (hardness: for example, 24 °) having a thickness of about 60 μm on a belt base material having a thickness of about 50 μm made of polyimide containing carbon black. It has a structure in which layers are formed in this order.

第1加熱ローラ42は、例えば、外径が80〜100mmからなる円筒状の金属製ローラの内部にハロゲンランプ等の加熱源を配置したものであり、定着ベルト41をその外周面側から加熱する。このように定着ベルト41の外周面側から加熱する加熱手段を使用することにより、定着ベルト41として比較的厚いベルトを使用しても、その定着ベルトの外周面を所望の温度まで容易に加熱することができる。一方、第2加熱ローラ50は、例えば、外径が50〜60mmからなる円筒状の金属(アルミニウム等)製ローラの内部にハロゲンランプ等の加熱源を配置したものであり、定着ベルト41をその内周面側から加熱する。そして、第1及び第2加熱ローラ42、50の各表面温度を検知するために設置された温度検知センサの検知結果に基づいて、それぞれの加熱温度が制御されるようになっている。   For example, the first heating roller 42 includes a cylindrical metal roller having an outer diameter of 80 to 100 mm and a heating source such as a halogen lamp disposed therein, and heats the fixing belt 41 from the outer peripheral surface side. . By using the heating means for heating from the outer peripheral surface side of the fixing belt 41 as described above, even if a relatively thick belt is used as the fixing belt 41, the outer peripheral surface of the fixing belt is easily heated to a desired temperature. be able to. On the other hand, the second heating roller 50 has a heating source such as a halogen lamp inside a cylindrical metal (aluminum or the like) roller having an outer diameter of 50 to 60 mm, for example. Heat from the inner surface. And each heating temperature is controlled based on the detection result of the temperature detection sensor installed in order to detect each surface temperature of the 1st and 2nd heating rollers 42 and 50. As shown in FIG.

また、第一加熱ローラ42の外周側には、そのローラ表面に接して清掃を行うための巻取りウエブ方式のクリーニング装置60が配設されている。クリーニング装置60は、そのクリーニング用ウエブ52としてシリコーンオイル等の離型剤を含浸させたものを使用し、かかるウエブ52を送り出しローラから所定量ずつ送り出して巻取りローラに巻き取らせる過程で、押圧ローラ53によって、このウエブ52を第一加熱ローラ42の表面に押し当てている。これにより、定着ベルト41から第一加熱ローラ42に転移付着したトナー等を除去して清掃すると共に、第一加熱ローラ42の表面に微量の離型剤を塗布して定着ベルト41の外周面に転移供給するようになっている。   Further, on the outer peripheral side of the first heating roller 42, a winding web type cleaning device 60 for cleaning in contact with the roller surface is disposed. The cleaning device 60 uses a cleaning web 52 impregnated with a release agent such as silicone oil. In the process of feeding the web 52 by a predetermined amount from the feeding roller and winding it on the winding roller, The web 52 is pressed against the surface of the first heating roller 42 by a roller 53. As a result, the toner transferred and adhered from the fixing belt 41 to the first heating roller 42 is removed and cleaned, and a small amount of a release agent is applied to the surface of the first heating roller 42 so as to be applied to the outer peripheral surface of the fixing belt 41. It is designed to supply a transition.

定着ローラ44及び加圧ローラ45は、例えば、外径が95mm、肉厚が6mmからなる円筒形の金属(アルミニウム等)製ローラ基体に、シリコーンゴム(硬度:例えば17°程度)等からなる厚さ6mm程度の耐熱弾性層を形成した構造のものである。また、定着ローラ44は、固定した状態で回転可能に支持され、加圧ローラ45は、不図示の加圧機構により所定の加圧力(例えば、ニップ荷重が約1500N程度の荷重付加でニップ圧が約0.3N/mm2)で、定着ローラ44に定着ベルト41を介して圧接すると共に、その定着ニップ部Nの幅(ローラ回転方向の長さ寸法)が20mm程度となるように配設されている。 The fixing roller 44 and the pressure roller 45 are, for example, a cylindrical metal (aluminum or the like) roller base having an outer diameter of 95 mm and a thickness of 6 mm, and a thickness made of silicone rubber (hardness: about 17 °, for example). It has a structure in which a heat-resistant elastic layer having a thickness of about 6 mm is formed. The fixing roller 44 is rotatably supported in a fixed state, and the pressure roller 45 is fixed to a predetermined pressure (for example, a nip load of about 1500 N by applying a load of about 1500 N) by a pressure mechanism (not shown). At about 0.3 N / mm 2 ) and pressed against the fixing roller 44 via the fixing belt 41, and the width of the fixing nip portion N (length in the roller rotation direction) is about 20 mm. ing.

さらに、定着ローラ44及び加圧ローラ45は、その内部空間にハロゲンランプ等の加熱源を有し、このローラ44,45を定着動作時の温度まで上昇させるいわゆるウォームアップ時と定着動作時に加熱を行うようにしている。定着ローラ44及び加圧ローラ45のそれぞれの加熱源は、各ローラ44,45の表面温度を検知するために設置された温度検知センサの検知結果に基づいて、各加熱動作(電源の供給)が制御されるようになっている。
加熱板47は、定着ベルト41に接触する側の面がそのベルト回転方向(本実施の形態においては、図中反時計方向)に沿って、例えば、R900程度の曲率からなる湾曲鏡面に形成された厚さ3mm程度のアルミニウム基板と、定着ベルト41に接触しない側の面に配置され、加熱板47を所定の温度にまで加熱するラバーヒータとで構成されている。そして、この加熱板47は、定着ベルト41に沿った長さが、200〜400mm程度であり、第2加熱ローラ50の下流側の近傍位置から定着ニップ部Nの上流側の近傍位置までの領域において、定着ベルト41に沿って配置されている。
Further, the fixing roller 44 and the pressure roller 45 have a heating source such as a halogen lamp in their internal space, and are heated during so-called warm-up and fixing operations that raise the rollers 44 and 45 to the temperature during the fixing operation. Like to do. Each heating source of the fixing roller 44 and the pressure roller 45 performs each heating operation (power supply) based on the detection result of the temperature detection sensor installed to detect the surface temperature of each of the rollers 44 and 45. To be controlled.
The surface of the heating plate 47 in contact with the fixing belt 41 is formed in a curved mirror surface having a curvature of, for example, about R900 along the belt rotation direction (counterclockwise in the drawing in the present embodiment). The aluminum substrate having a thickness of about 3 mm and a rubber heater which is disposed on the surface not in contact with the fixing belt 41 and heats the heating plate 47 to a predetermined temperature. The heating plate 47 has a length along the fixing belt 41 of about 200 to 400 mm, and a region from a position near the downstream side of the second heating roller 50 to a position near the upstream side of the fixing nip N. In FIG. 3, the fixing belt 41 is disposed along the fixing belt 41.

押圧ベルト48は、ポリイミド等からなる厚さ130μm程度の無端状のベルト基材上に、シリコーンゴム等からなる厚さ20μm程度の弾性層をこの順に積層形成した構造のものであり、そのベルト幅は、定着ベルト41と略同等の幅である。また、押圧ベルト48は、3つの押圧ローラ56,57,58と、テンション用ローラ60と、加圧ローラ45とに張架されており、押圧ローラ56〜58間で、これらの押圧ローラ56〜58により加熱板47に支持された定着ベルト41の外周面に圧接され、定着ベルト41に従動して回転するようになっている。   The pressing belt 48 has a structure in which an elastic layer made of silicone rubber or the like having a thickness of about 20 μm is laminated in this order on an endless belt base material made of polyimide or the like having a thickness of about 130 μm. Is approximately the same width as the fixing belt 41. The pressing belt 48 is stretched between three pressing rollers 56, 57, 58, a tension roller 60, and a pressure roller 45, and these pressing rollers 56 to 58 are interposed between the pressing rollers 56 to 58. 58 is brought into pressure contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 41 supported by the heating plate 47, and is rotated by being driven by the fixing belt 41.

上記3つの押圧ロール56,57,58のうち、上流側に配置された2つの押圧ローラ57,58は、例えば、外径が30〜40mmの金属製ローラ芯材にシリコーンゴム等からなる厚さが4mm程度の弾性層を形成したものであり、最下流に配置された押圧ローラ56は、加圧ローラ45に近接して配置されるため、例えば、外径が10〜20mmの金属製ローラ芯材にシリコーンゴム等からなる厚さが4mm程度の弾性層を形成したものである。   Of the three pressing rolls 56, 57, 58, the two pressing rollers 57, 58 arranged on the upstream side are, for example, a metal roller core material having an outer diameter of 30 to 40 mm and a thickness made of silicone rubber or the like. Is formed with an elastic layer of about 4 mm, and the pressing roller 56 disposed on the most downstream side is disposed in the vicinity of the pressing roller 45. For example, a metal roller core having an outer diameter of 10 to 20 mm An elastic layer made of silicone rubber or the like and having a thickness of about 4 mm is formed on the material.

そして、これらの押圧ローラ56,57,58は、バネ等を利用した公知の加圧機構により所定の荷重(例えば、荷重が100N〜200N)で加熱板47に定着ベルト41、押圧ベルト48を介して圧接されている。テンションローラ60は、ステンレス等からなる金属製ローラである。また、これらの押圧ローラ56〜58、テンションローラ60及び加圧ローラ45は、いずれも加熱板47に支持されている定着ベルト41に対して接離可能となるように公知の変位機構により支持されており、例えば、ウォームアップ時において定着ベルト41から離間した位置に変位するようになっている。   These pressing rollers 56, 57, and 58 are connected to the heating plate 47 via the fixing belt 41 and the pressing belt 48 with a predetermined load (for example, the load is 100N to 200N) by a known pressing mechanism using a spring or the like. Are in pressure contact. The tension roller 60 is a metal roller made of stainless steel or the like. The pressure rollers 56 to 58, the tension roller 60, and the pressure roller 45 are all supported by a known displacement mechanism so as to be able to contact and separate from the fixing belt 41 supported by the heating plate 47. For example, it is displaced to a position away from the fixing belt 41 during warm-up.

なお、本実施の形態において、複数の押圧ローラ56〜58は、導入部押圧ローラ58、中間部押圧ローラ57及び導出部押圧ローラ56と3個配置されているが、配置数は3個に限定されるものではなく、適宜増減してもよい。また、下流側の押圧ローラ56は、他の2つの押圧ローラに比べて、小型のものを用いているが、これは配置する上での物理的な制約によるものであり、これら押圧ローラを全て同様な大きさで構成してもよい。
このように構成された定着装置10において、定着ベルト41は第一加熱ローラ42と第二加熱ローラ50とにより所定温度に加熱される。そして、記録用紙ガイド49より挿入された記録用紙Pは、定着ベルト41と押圧ベルト48とにより挟持され加熱板47上で予熱された後、定着ローラ44と加圧ローラ45との定着ニップ部Nで加熱・加圧されることにより記録用紙P上のトナー像Tが定着されるようになっている。
In the present embodiment, the plurality of pressing rollers 56 to 58 are arranged as the introduction portion pressing roller 58, the intermediate portion pressing roller 57, and the outlet portion pressing roller 56, but the number of arrangement is limited to three. However, it may be increased or decreased as appropriate. In addition, the downstream pressure roller 56 is smaller than the other two pressure rollers, but this is due to physical restrictions in arrangement, and all of these pressure rollers are used. You may comprise by the same magnitude | size.
In the fixing device 10 configured as described above, the fixing belt 41 is heated to a predetermined temperature by the first heating roller 42 and the second heating roller 50. The recording paper P inserted from the recording paper guide 49 is sandwiched between the fixing belt 41 and the pressing belt 48 and preheated on the heating plate 47, and then the fixing nip portion N between the fixing roller 44 and the pressure roller 45. The toner image T on the recording paper P is fixed by being heated and pressurized at.

具体的には、まず、加熱板47が延在している領域に略対応している予熱領域Aにおいて、トナー像Tは記録用紙Pに仮定着される。この仮定着において、トナー像Tは記録用紙Pに固着するほど十分に溶融された状態となる。さらに定着ニップ部Nに対応しているニップ領域Cにおいて、トナー像Tは加圧され記録用紙Pに定着される。   Specifically, first, the toner image T is presupposed on the recording paper P in the preheating area A that substantially corresponds to the area where the heating plate 47 extends. In this assumption, the toner image T is sufficiently melted to be fixed to the recording paper P. Further, in the nip region C corresponding to the fixing nip portion N, the toner image T is pressurized and fixed on the recording paper P.

このとき、予熱領域Aとニップ領域Cとの中間の領域である非加圧領域B(最下流に配置された押圧ローラ56の回転中心から定着ニップ部Nの最上流部までに対応する領域)においては、定着ベルト41に記録用紙Pが押圧される力がほとんど期待できず、かつ、定着ベルト41に加熱板47等の位置規制部材の当接がないことから定着ベルト41の波打ちが発生する。この非加圧領域Bでは記録用紙Pから発生する水蒸気量が所定値を超えると定着ベルト41と記録用紙P間に浮きが生じ、これによる画像乱れが発生してしまう。   At this time, a non-pressurization region B that is an intermediate region between the preheating region A and the nip region C (region corresponding to the rotation center of the pressure roller 56 disposed on the most downstream side to the most upstream portion of the fixing nip portion N). In this case, almost no force can be expected to press the recording paper P against the fixing belt 41, and the fixing belt 41 does not come into contact with a position restricting member such as the heating plate 47. . In this non-pressurized area B, if the amount of water vapor generated from the recording paper P exceeds a predetermined value, floating occurs between the fixing belt 41 and the recording paper P, resulting in image disturbance.

この画像乱れは、予熱領域Aにおける予熱工程において一部のトナー像Tが記録用紙Pから定着ベルト41に転移し、その後、記録用紙Pが定着ニップ部Nに進入して、転移したトナー像Tが定着ベルト41から記録用紙Pへ再転移する際、未定着時にあった位置と完全に一致した場所に戻らないために生じるものである。このとき、トナー像Tが完全に一致した場所に再転移しない理由は、定着ベルト41と記録用紙Pとが接触した後に、それぞれが完全に同一の移動経路を通らないためであり、これは記録用紙Pから発生する水蒸気により定着ベルト41から記録用紙Pが浮き上がってしまうことによるものと考えられる。   This image disturbance is caused by a part of the toner image T being transferred from the recording paper P to the fixing belt 41 in the preheating process in the preheating area A, and then the recording paper P entering the fixing nip portion N, and the transferred toner image T. This occurs because when the toner image is re-transferred from the fixing belt 41 to the recording paper P, it does not return to a position that completely coincides with the position that was not fixed. At this time, the reason why the toner image T does not re-transfer to the completely coincident location is that after the fixing belt 41 and the recording paper P contact each other, they do not completely pass through the same moving path, which is the reason for the recording. It is considered that the recording paper P is lifted from the fixing belt 41 by water vapor generated from the paper P.

この画像乱れを解決するためには、まず、予熱工程において、記録用紙Pが定着ベルト41に接触搬送される部分に押圧ベルト48と押圧ローラ56〜58を設け、定着ベルト41からの記録用紙Pの浮きを防止することが有効である。しかしながら、記録用紙の種類(例えば、コート紙)においては、定着ベルト41との密着性が比較的良くないものもあり、依然として画像乱れが発生するものがあった。これは、前述したように非加圧領域Bにおいて定着ベルト41から記録用紙Pが浮き上がることによるものであり、この非加圧領域Bにおいては、定着ベルト41の裏面から当接し定着ベルト41の位置を規制する加熱板47等の位置規制部材を配置することが物理的にできず、また、ニップ領域Cまでがストレートパスとなるため、定着ベルト41内の温度差による定着ベルト41自身の波打ちが発生し易く、かつ、定着ベルト41と押圧ベルト48間にはテンションによる押し付け力も働かないためであると考えられる。   In order to solve this image disturbance, first, in the preheating process, a pressing belt 48 and pressing rollers 56 to 58 are provided in a portion where the recording paper P is brought into contact with the fixing belt 41 and the recording paper P from the fixing belt 41 is provided. It is effective to prevent the floating. However, some types of recording paper (for example, coated paper) have relatively poor adhesion to the fixing belt 41, and some still cause image distortion. This is because the recording paper P floats from the fixing belt 41 in the non-pressurized area B as described above. In this non-pressurized area B, the position of the fixing belt 41 comes into contact with the back surface of the fixing belt 41. It is physically impossible to arrange a position restricting member such as a heating plate 47 that restricts the temperature, and since the straight path extends to the nip region C, the fixing belt 41 itself is wavy due to a temperature difference in the fixing belt 41. This is considered to occur because it is easy to occur and the pressing force due to the tension does not act between the fixing belt 41 and the pressing belt 48.

また、非加圧領域Bにおける定着ベルト41からの記録用紙Pの浮きは、予熱領域Aの通過直後に発生するわけではなく、徐々に発生することが分かり、定着ベルト41あるいは加熱板47の温度が高いほど発生速度が速くなることが分かった。   Further, it is understood that the floating of the recording paper P from the fixing belt 41 in the non-pressurized area B does not occur immediately after passing through the preheating area A, but gradually occurs, so that the temperature of the fixing belt 41 or the heating plate 47 is increased. It was found that the higher the value, the faster the generation rate.

そこで、本発明の定着装置10においては、非加圧領域Bの長さをL(mm)、プロセススピードをS(mm/s)、加熱板温度をT(℃)とした場合、下式(1)を満足するように構成されている。
L×(T−97)/S≦4.7 ………………………………………… (1)
Therefore, in the fixing device 10 of the present invention, when the length of the non-pressurized region B is L (mm), the process speed is S (mm / s), and the heating plate temperature is T (° C.), the following formula ( It is configured to satisfy 1).
L × (T-97) /S≦4.7 ………………………………………… (1)

これにより、非加圧領域Bにおける過剰な水蒸気の発生を抑制すると共に、定着ベルト41から記録用紙Pが浮く前に記録用紙Pをニップ領域Cに進入させることができ、画像乱れのない良好な定着画像を得ることが可能となる。   This suppresses the generation of excessive water vapor in the non-pressurized area B and allows the recording paper P to enter the nip area C before the recording paper P floats from the fixing belt 41, which is good without image distortion. A fixed image can be obtained.

なお、定着ベルト41に沿った加熱板47の長さを200〜400mm程度の現実的な長さとし、実質的に良好な定着性を得るための加熱板温度Tは、110℃未満であるとトナーの溶融が不十分となり、130度を超えると過剰な水蒸気が発生するため、110℃以上130°以下であることが好ましい。   The length of the heating plate 47 along the fixing belt 41 is a practical length of about 200 to 400 mm, and the heating plate temperature T for obtaining substantially good fixing properties is less than 110 ° C. When the temperature exceeds 130 degrees, excessive water vapor is generated. Therefore, the temperature is preferably 110 ° C. or higher and 130 ° or lower.

次に、式(1)を導いた根拠について、実施例として以下に説明する。   Next, the grounds for deriving formula (1) will be described below as an example.

まず、経験的に水蒸気による像ずれは、時間(L/S)と温度(T)との積に相関があることが分かっており、記録用紙Pからの水蒸気は、時間(L/S)と温度(T−97)との積が大きいと出易いことが判明した。   First, it is empirically known that the image shift due to water vapor has a correlation with the product of time (L / S) and temperature (T), and the water vapor from the recording paper P is related to time (L / S). It was found that when the product with the temperature (T-97) is large, it is easy to come out.

そこで、時間(L/S)及び温度(T)と像ずれとの関係を導くべく、以下のような検証実験を行った。検証実験に用いた定着装置の構成を図2に示す。   Therefore, in order to derive the relationship between time (L / S) and temperature (T) and image shift, the following verification experiment was performed. The configuration of the fixing device used in the verification experiment is shown in FIG.

図2に示されるように、この定着装置は、実施の形態に係る定着装置と基本的な構成は同様であるが、非加圧領域Bにおける像ずれの影響を明確にするために、ニップ領域Cの下流側にさらに冷却装置である冷却板70を設け、これに伴い、定着ベルト41及び押圧ベルト48を、共に定着ニップ部Nの下流側にまで、延在させて張架させたものである。その他は、実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。なお、冷却板70の長さは、その最下流部における温度が90度以下となるような長さに設定されており、定着ニップ部Nで加熱加圧されたトナー像Tが、十分に冷却された後、記録用紙P自体の剛性により定着ベルト41から自然剥離するように構成されている。   As shown in FIG. 2, this fixing device has the same basic configuration as the fixing device according to the embodiment, but in order to clarify the influence of image shift in the non-pressurized region B, the nip region A cooling plate 70 as a cooling device is further provided on the downstream side of C, and accordingly, the fixing belt 41 and the pressing belt 48 are both extended and stretched to the downstream side of the fixing nip portion N. is there. Others are the same as in the embodiment, and the description thereof is omitted. Note that the length of the cooling plate 70 is set such that the temperature at the most downstream portion is 90 degrees or less, and the toner image T heated and pressed at the fixing nip portion N is sufficiently cooled. Then, the recording paper P itself is configured to be naturally separated from the fixing belt 41 due to the rigidity of the recording paper P itself.

以下に、実施例に用いた定着装置の概略仕様を示す。   The general specifications of the fixing device used in the examples are shown below.

押圧ベルトとしては、ポリイミドからなる厚さ130μmのベルト基材上に、シリコーンゴムからなる厚さ20μmの弾性コート層が積層形成されたものを用いた。   As the pressing belt, a belt in which an elastic coating layer made of silicone rubber and having a thickness of 20 μm was laminated on a belt base material made of polyimide and having a thickness of 130 μm was used.

押圧ローラとしては、同様なサイズのものを5個互いに55mmの間隔で配置し、それぞれのローラは、φ20mm(表面ゴム層5mm)で、ローラ長を340mmとし、150Nの押圧荷重を加えた。   As the pressure rollers, five similar sized rollers were arranged at intervals of 55 mm. Each roller had a diameter of 20 mm (surface rubber layer 5 mm), a roller length of 340 mm, and a pressing load of 150 N was applied.

定着ローラ44及び加圧ローラ45は、φ95mm(表面ゴム層6mm)で、ローラ長を400mmとし、2000Nの接触荷重を加え、定着ニップ幅は18mmとした。また、加熱板47の定着ベルト41に沿った長さは、240mmとした。   The fixing roller 44 and the pressure roller 45 had a diameter of 95 mm (surface rubber layer 6 mm), a roller length of 400 mm, a contact load of 2000 N, and a fixing nip width of 18 mm. The length of the heating plate 47 along the fixing belt 41 was 240 mm.

サンプリングチャートとしては、図3に示されるようなパターンを用い、記録用紙Pに転写画像を形成し、画像定着を行った。   As a sampling chart, a pattern as shown in FIG. 3 was used, a transfer image was formed on the recording paper P, and image fixing was performed.

なお、使用したパターンは、図3において、左からK(黒)、プロセスブラックPB(Y,M,Cで形成される黒色)、B(M,Cで形成される青色)、G(Y,Cで形成される緑色)、R(Y,Mで形成される赤色)、Y(イエロー)、M(マゼンダ)、S(シアン)の各色からなる四角形のパッチ像であり、これら各色のパッチ像について、その面積率を段階的に異ならせたものを縦方向に複数個段階別に並べたパターン像である。   In FIG. 3, the patterns used are K (black) from the left, process black PB (black formed by Y, M, C), B (blue formed by M, C), G (Y, C (green formed by C), R (red formed by Y, M), Y (yellow), M (magenta), and S (cyan). Is a pattern image in which the area ratios are varied in stages in the vertical direction.

記録用紙Pとしては、王子製紙(株)製OKトップコートN 127.9gsmを用い、像ずれの有無を目視により観察した。   As recording paper P, OK Top Coat N 127.9 gsm manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used, and the presence or absence of image shift was visually observed.

このような検証用定着装置を用いて、非加圧領域Bの長さL、加熱板47/定着ローラ44の温度T及びプロセススピードSを変化させて、像ずれの発生の有無を検証した。検証結果を表1に示し、この検証結果に対応する式(1)に基づいた計算結果を表2に示す。

Figure 2005300589
Figure 2005300589
Using such a verification fixing device, the length L of the non-pressurized area B, the temperature T of the heating plate 47 / fixing roller 44, and the process speed S were changed to verify the occurrence of image shift. The verification result is shown in Table 1, and the calculation result based on the expression (1) corresponding to the verification result is shown in Table 2.
Figure 2005300589
Figure 2005300589

表1、表2から理解されるように、式(1)の算出結果が大きくなるにつれて像ずれが発生していることがわかる。また、像ずれが発生しない範囲での、式(1)の算出結果の最大値は、4.7であることも理解される。   As can be seen from Tables 1 and 2, it can be seen that image displacement occurs as the calculation result of Expression (1) increases. It is also understood that the maximum value of the calculation result of Expression (1) within a range where no image shift occurs is 4.7.

そこで、式(1)の算出結果が、4.7以下となるように、非加圧領域Bの長さL、プロセススピードS及び加熱板47の温度Tを設定配置することにより、像ずれの発生が防止できることがわかる。   Therefore, by setting and arranging the length L of the non-pressurized region B, the process speed S, and the temperature T of the heating plate 47 so that the calculation result of the expression (1) becomes 4.7 or less, the image shift is reduced. It can be seen that the occurrence can be prevented.

なお、加熱板47及び定着ローラ44と定着ベルト41との温度が同等であると見做せる場合には、式(1)を定着ベルト41の特性を表わす式として、読み替えることができる。   When it can be considered that the temperatures of the heating plate 47 and the fixing roller 44 and the fixing belt 41 are equal, the equation (1) can be read as an equation representing the characteristics of the fixing belt 41.

すなわち、非加圧領域Bに対応する定着ベルト41の長さをL(mm)、定着ベルト41の進行速度をS(mm/s)、非加圧領域Bにおける定着ベルト41の温度をT(℃)としたときに、定着ベルト41が、
L×(T−97)/S≦4.7
を満たすように、設定配置されていればよい。
That is, the length of the fixing belt 41 corresponding to the non-pressure area B is L (mm), the traveling speed of the fixing belt 41 is S (mm / s), and the temperature of the fixing belt 41 in the non-pressure area B is T ( ° C), the fixing belt 41 is
L × (T-97) /S≦4.7
It suffices if they are arranged so as to satisfy the above.

このような条件の下においても、定着ベルトの簡易な設定配置により、上述した場合と同様に過剰な水蒸気の発生を抑制することができ、画像乱れのない良好な定着画像を容易に得ることが可能となる。   Even under such conditions, the simple setting and arrangement of the fixing belt can suppress the generation of excessive water vapor as in the case described above, and can easily obtain a good fixed image without image distortion. It becomes possible.

以上説明したように、本発明に係る定着装置においては、その構成部材を所定の関係を満たすように設定配置することにより、過剰な水蒸気の発生を抑制すると共に、定着ベルトから記録用紙が浮く前に記録用紙を定着ニップ部に進入させることができ、画像乱れの発生を防止することが検証できた。   As described above, in the fixing device according to the present invention, the constituent members are set and arranged so as to satisfy the predetermined relationship, thereby suppressing the generation of excessive water vapor and before the recording sheet floats from the fixing belt. In addition, it was verified that the recording paper can enter the fixing nip portion and prevent the occurrence of image disturbance.

本発明に係る定着装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a fixing device according to the present invention. 本発明に係る関係式を導くために行った検証に用いた定着装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a fixing device used for verification performed to derive a relational expression according to the present invention. 検証に用いた画像形成パターンを示す図である。It is a figure which shows the image formation pattern used for verification.

符号の説明Explanation of symbols

10:定着装置、41:定着ベルト、42:第一加熱ローラ、44:定着ローラ、45:加圧ローラ、47:加熱板、48:押圧ベルト、49:記録用紙ガイド、50:第二加熱ローラ、51:アイドラーローラ、52:クリーニング用ウエブ、55:クリーニング装置、56,57,58:押圧ローラ、60:テンションローラ、70:冷却板、A:予熱領域、B:非加圧領域、C:ニップ領域、N:定着ニップ部、P:記録用紙   10: fixing device, 41: fixing belt, 42: first heating roller, 44: fixing roller, 45: pressure roller, 47: heating plate, 48: pressing belt, 49: recording paper guide, 50: second heating roller , 51: idler roller, 52: cleaning web, 55: cleaning device, 56, 57, 58: pressure roller, 60: tension roller, 70: cooling plate, A: preheating area, B: non-pressurizing area, C: Nip area, N: fixing nip, P: recording paper

Claims (6)

複数のローラに張架されて所定の方向に回転する無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを介して互いに圧接するように対向配置され、その接触領域において定着ニップ部を形成する定着ローラ及び加圧ローラと、定着ニップ部よりも定着ベルトの回転方向上流側において、この定着ベルトの内周面に接触するように固定配置された加熱板と、この加熱板に対向して配設された複数の押圧ローラと、これら複数の押圧ローラにより張架されると共に、前記定着ベルトの外周面に圧接されて、この定着ベルトに従動して回転する無端状の押圧ベルトとを備え、トナー像が担持された記録用紙を所定の方向に搬送して前記定着ベルトと押圧ベルトとの間に導き入れる定着装置において、
前記記録用紙の搬送方向に沿って、前記複数の押圧ローラのうち、最下流に配置された押圧ローラの回転中心から定着ニップ部の最上流部までの距離をL(mm)、プロセススピードをS(mm/s)、加熱板温度をT(℃)としたとき、
前記定着装置は、
L×(T−97)/S≦4.7
の関係を満たすように設定配置されていることを特徴とする定着装置。
An endless fixing belt that is stretched around a plurality of rollers and rotates in a predetermined direction, and a fixing roller that forms a fixing nip portion in the contact region, and a fixing roller that are disposed so as to be in pressure contact with each other via the fixing belt. A pressure roller, a heating plate fixedly arranged in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, upstream of the fixing nip portion in the rotation direction of the fixing belt, and a plurality of plates arranged facing the heating plate And an endless pressure belt which is stretched by the plurality of pressure rollers and is pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt and rotates by being driven by the fixing belt. In a fixing device that conveys the recording sheet thus formed in a predetermined direction and guides the recording paper between the fixing belt and the pressing belt,
Along the recording sheet conveyance direction, the distance from the rotation center of the pressure roller arranged at the most downstream of the plurality of pressure rollers to the most upstream portion of the fixing nip portion is L (mm), and the process speed is S. (Mm / s), when the heating plate temperature is T (° C.),
The fixing device includes:
L × (T-97) /S≦4.7
A fixing device characterized by being set and arranged so as to satisfy the above relationship.
前記定着ニップ部の用紙搬送方向下流側において、記録用紙を定着ベルトの外周面に密着させた状態で所定の距離だけ搬送してから剥離させる剥離手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a separating unit that conveys the recording sheet by a predetermined distance in a state in which the recording sheet is in close contact with the outer peripheral surface of the fixing belt at a downstream side of the fixing nip portion in the sheet conveying direction. The fixing device according to 1. 前記剥離手段は、前記記録用紙を所定の温度まで冷却する冷却手段を含んでいることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 2, wherein the peeling unit includes a cooling unit that cools the recording sheet to a predetermined temperature. 複数のローラに張架されて所定の方向に回転する無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを介して互いに圧接するように対向配置され、その接触領域において定着ニップ部を形成する定着ローラ及び加圧ローラと、定着ニップ部よりも定着ベルトの回転方向上流側において、この定着ベルトの内周面に接触するように固定配置された加熱板と、この加熱板に対向して配設された複数の押圧ローラと、これら複数の押圧ローラにより張架されると共に、前記定着ベルトの外周面に圧接されて、この定着ベルトに従動して回転する無端状の押圧ベルトとを備え、トナー像が担持された記録用紙を所定の方向に搬送して前記定着ベルトと押圧ベルトとの間に導き入れる定着装置において、
前記定着ベルトの進行方向に沿って、前記複数の押圧ローラのうち、最下流に配置された押圧ローラの回転中心から定着ニップの最上流部までの定着ベルトの長さをL(mm)、定着ベルトの進行速度をS(mm/s)、定着ベルトの温度をT(℃)としたとき、
前記定着ベルトは、
L×(T−97)/S≦4.7
の関係を満たすように設定配置されていることを特徴とする定着装置。
An endless fixing belt that is stretched around a plurality of rollers and rotates in a predetermined direction, and a fixing roller that forms a fixing nip portion in the contact region, and a fixing roller that are disposed so as to be in pressure contact with each other via the fixing belt. A pressure roller, a heating plate fixedly arranged in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, upstream of the fixing nip portion in the rotation direction of the fixing belt, and a plurality of plates arranged facing the heating plate And an endless pressure belt which is stretched by the plurality of pressure rollers and is pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt and rotates by being driven by the fixing belt. In a fixing device that conveys the recording sheet thus formed in a predetermined direction and guides the recording paper between the fixing belt and the pressing belt,
Along the traveling direction of the fixing belt, the length of the fixing belt from the rotation center of the pressing roller disposed at the most downstream side to the most upstream portion of the fixing nip among the plurality of pressing rollers is L (mm), fixing. When the belt traveling speed is S (mm / s) and the fixing belt temperature is T (° C.),
The fixing belt is
L × (T-97) /S≦4.7
A fixing device characterized by being set and arranged so as to satisfy the above relationship.
前記定着ニップ部の用紙搬送方向下流側において、記録用紙を定着ベルトの外周面に密着させた状態で所定の距離だけ搬送してから剥離させる剥離手段をさらに備えていることを特徴とする請求項4に記載の定着装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a separating unit that conveys the recording sheet by a predetermined distance in a state in which the recording sheet is in close contact with the outer peripheral surface of the fixing belt at a downstream side of the fixing nip portion in the sheet conveying direction. 5. The fixing device according to 4. 前記剥離手段は、前記記録用紙を所定の温度まで冷却する冷却手段を含んでいることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 5, wherein the peeling unit includes a cooling unit that cools the recording sheet to a predetermined temperature.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007155848A (en) * 2005-11-30 2007-06-21 Kyocera Mita Corp Fixing device
JP2007163677A (en) * 2005-12-12 2007-06-28 Kyocera Mita Corp Fixing device

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