JP7638732B2 - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置における定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and in particular to a fixing device in an image forming apparatus that uses an electrophotographic recording method, such as a laser printer, a copier, or a facsimile.
画像形成装置における定着装置として、加熱部材である定着フィルム内部に加熱源を配置し、加圧部材である加圧ローラと定着フィルム間にて定着ニップ部を形成するものが、例えば特許文献１に開示されている。この定着装置は、定着フィルムの熱容量が小さいので、定着フィルムを瞬時に高温に到達させることができる。 As a fixing device for an image forming apparatus, for example, Patent Document 1 discloses a fixing device in which a heat source is placed inside the fixing film, which is a heating member, and a fixing nip is formed between the fixing film and a pressure roller, which is a pressure member. This fixing device can instantly reach a high temperature because the heat capacity of the fixing film is small.
また、例えば特許文献２及び特許文献３には、特許文献１と同様に定着フィルムと加圧ローラとを有し、定着ニップ部に定着フィルムの内周面と接触する定着ニップ形成部材を有する定着装置が開示されている。この定着ニップ形成部材は、用紙の搬送方向の下流側かつ定着ニップ部の領域（以下、定着ニップ領域という）外に突起物を有しており、用紙の分離性能を高めている。 For example, Patent Documents 2 and 3 disclose a fixing device that has a fixing film and a pressure roller, similar to Patent Document 1, and has a fixing nip forming member that contacts the inner surface of the fixing film in the fixing nip portion. This fixing nip forming member has a protrusion on the downstream side in the paper transport direction and outside the fixing nip portion area (hereinafter referred to as the fixing nip area), improving the paper separation performance.
定着ニップ領域を用紙が通過すると、用紙上に形成されたトナー像は加熱されながら定着フィルムと接触する。加熱されたトナーは粘性が高まり、定着フィルムの外表面（以下、定着フィルム外表面という）とトナー像とが接着する傾向がある。この接着力が高すぎる場合、用紙が定着フィルム外表面に接着したまま貼りつき、用紙が定着フィルム外表面から分離できない場合がある。特許文献１の定着装置において、定着フィルムは真円に近い楕円形状であり、定着フィルム外表面の曲率半径はいずれの箇所でもほぼ同じなので、分離性能の向上が課題となる。 When paper passes through the fixing nip area, the toner image formed on the paper comes into contact with the fixing film while being heated. The heated toner becomes more viscous, and the toner image tends to adhere to the outer surface of the fixing film (hereinafter referred to as the outer surface of the fixing film). If this adhesive force is too high, the paper may remain adhered to the outer surface of the fixing film and may not be able to be separated from the outer surface of the fixing film. In the fixing device of Patent Document 1, the fixing film is an ellipse that is close to a perfect circle, and the radius of curvature of the outer surface of the fixing film is almost the same at every point, so improving the separation performance is an issue.
また、画像形成装置には、排出された用紙の積載性も求められる。用紙の表面側に加熱源を配置する定着構成において、用紙の表面の方が裏面より高温に達する。このような場合、用紙の裏面側が内側となる円筒状に用紙が丸まりやすい。丸まり方が強い場合、用紙を排出部に積載できないことがある。特許文献２の定着装置において、ニップ形成部材は、搬送方向の下流側かつ定着ニップ領域の外側に突起物を備え、その突起物は加圧ローラの方向に大きく張り出している。用紙が加圧ローラの回転方向に沿って排出されるので、加熱によって丸まる方向と、排出方向によってつけられるくせの方向とが同一方向となっており、高温高湿下の条件で用紙が円筒状に丸まる場合がある。 Image forming devices are also required to be able to stack ejected paper. In a fixing configuration in which a heat source is placed on the front side of the paper, the front side of the paper reaches a higher temperature than the back side of the paper. In such a case, the paper is likely to curl into a cylindrical shape with the back side of the paper facing inward. If the paper curls severely, it may not be possible to stack the paper on the ejection section. In the fixing device of Patent Document 2, the nip forming member has a protrusion on the downstream side of the conveying direction and outside the fixing nip area, and the protrusion protrudes significantly toward the pressure roller. Since the paper is ejected along the rotation direction of the pressure roller, the direction in which the paper curls due to heating and the direction in which the paper is curled due to the ejection direction are the same, and the paper may curl into a cylindrical shape under high temperature and high humidity conditions.
特許文献３に示す定着装置は、特許文献１に示す定着装置であり、かつ、特許文献２の特徴である突起物を備えている。定着ニップ部の外側にある突起物は定着フィルムと接触する際、定着フィルムの温度を低下させる場合がある。特に、用紙の幅方向において、発熱体よりも外側の領域においては、定着フィルムの温度の低下量が顕著である。定着フィルムの温度の低下量に連動して、発熱体の端部近傍に対応する定着フィルムの温度も低下してしまう。そのため、幅が広い用紙を定着ニップ部に搬送した際に、用紙の幅方向における端部のトナー像の定着性を損ねる場合がある。 The fixing device shown in Patent Document 3 is the fixing device shown in Patent Document 1, and is equipped with protrusions, which are a feature of Patent Document 2. The protrusions on the outside of the fixing nip may lower the temperature of the fixing film when they come into contact with the fixing film. In particular, the temperature of the fixing film drops significantly in the area outside the heating element in the width direction of the paper. In conjunction with the temperature drop in the fixing film, the temperature of the fixing film corresponding to the vicinity of the end of the heating element also drops. Therefore, when wide paper is transported to the fixing nip, the fixability of the toner image at the end of the paper in the width direction may be impaired.
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、用紙の分離性能及び排出された用紙の積載性を向上させつつ、用紙の幅方向における端部の定着性能を低下させないようにすることを目的とする。 The present invention was made under these circumstances, and aims to improve the paper separation performance and stackability of the discharged paper while preventing a decrease in the fixing performance at the ends of the paper in the width direction.
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
（１）回転可能な筒状の第１の回転体と、前記第１の回転体を付勢する第２の回転体と、前記第１の回転体の内周側に位置し、前記第１の回転体を支持して前記第１の回転体と前記第２の回転体との接触領域であるニップ領域を形成するニップ形成部材と、前記第１の回転体の内周面と接するように前記ニップ形成部材によって保持されるヒータ基板と、前記ヒータ基板面上かつ記録材の搬送方向に直交する長手方向に線状となる発熱体と、を有するヒータと、を備え、記録材に担持されたトナー像を前記ニップ領域において加熱する定着装置であって、前記ニップ形成部材が、前記ニップ領域の内側、かつ前記搬送方向の下流側の端部の近傍に位置し、前記第１の回転体の前記内周面と当接する第１の凸部と、前記ニップ領域の外側、かつ前記搬送方向の下流側に位置し、前記第１の回転体の前記内周面と当接する第２の凸部と、を有し、前記長手方向に見たときの前記第１の回転体と接する前記ヒータの面の延長線に対して直交する方向において、前記第１の凸部の先端と前記延長線との間の第１の距離Ｙ１が、前記第２の凸部の先端と前記延長線との間の第２の距離Ｙ２よりも小さく、前記第２の凸部が、前記延長線を越えずに、前記直交する方向において前記第２の回転体の方へ延びており、前記第２の凸部の先端部の曲率半径が、前記第１の回転体の内周円の半径よりも小さく、前記長手方向の中央部における前記第２の距離をＹ２ｃ、前記長手方向の端部における前記第２の距離をＹ２ｅとすると、Ｙ２ｅ＞Ｙ２ｃであることを特徴とする定着装置。
（２）記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、前記（１）に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following configuration.
(1) A fixing device comprising: a rotatable cylindrical first rotating body; a second rotating body that biases the first rotating body; a nip forming member that is located on the inner circumferential side of the first rotating body and supports the first rotating body to form a nip region that is a contact region between the first rotating body and the second rotating body; a heater substrate that is held by the nip forming member so as to be in contact with the inner circumferential surface of the first rotating body; and a heater having a heating element that is linear on the heater substrate surface and in a longitudinal direction perpendicular to a conveying direction of a recording material, the fixing device heating a toner image carried on a recording material in the nip region, the nip forming member being located inside the nip region and in the vicinity of an end portion on the downstream side in the conveying direction, a first convex portion that abuts against the inner circumferential surface of the first rotating body, and a second convex portion that abuts against the inner circumferential surface of the first rotating body and a second convex portion that abuts against the inner circumferential surface of the first rotating body. a second convex portion located on the first side of the heater and on the downstream side of the conveying direction and in contact with the inner circumferential surface of the first rotating body, wherein in a direction perpendicular to an extension line of a surface of the heater that contacts the first rotating body when viewed in the longitudinal direction , a first distance Y1 between a tip of the first convex portion and the extension line is smaller than a second distance Y2 between a tip of the second convex portion and the extension line , the second convex portion extends toward the second rotating body in the perpendicular direction without exceeding the extension line, a radius of curvature of a tip of the second convex portion is smaller than a radius of an inner circumferential circle of the first rotating body, and wherein, when the second distance at a center portion in the longitudinal direction is Y2c and the second distance at an end portion in the longitudinal direction is Y2e, Y2e>Y2c.
(2) An image forming apparatus comprising: an image forming unit for forming a toner image on a recording material; and the fixing device described in (1).
本発明によれば、用紙の分離性能及び排出された用紙の積載性を向上させつつ、用紙の幅方向における端部の定着性能を低下させないようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the paper separation performance and stackability of the discharged paper while preventing a decrease in the fixing performance at the ends in the width direction of the paper.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 The following describes in detail the embodiment of the present invention with reference to the drawings.
［定着装置］
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置における定着装置に関する。実施例１の定着装置１の断面図を図１に示す。定着装置１は、円筒状の回転可能な第１の回転体としての定着フィルム２と、定着フィルム２と共に定着ニップ部を形成する第２の回転体としての加圧ローラ３、ヒータ４、ヒータ４を保持するニップ形成部材５、を有する。ニップ形成部材５は、定着フィルム２の内周側に配置され、定着ニップ部において定着フィルム２を支持する。定着装置１は、定着装置１の長手方向の強度を保持するステー６を更に有する。定着装置１の長手方向は記録材としての用紙の搬送方向に略直交する方向でもある。定着ニップ部は、ニップ形成部材５によって形成される、定着フィルム２と加圧ローラ３との接触領域であるニップ領域に形成される。
[Fixing device]
The present invention relates to a fixing device in an image forming apparatus using an electrophotographic recording method such as a laser printer, a copier, or a facsimile. A cross-sectional view of a fixing device 1 of a first embodiment is shown in FIG. 1. The fixing device 1 has a fixing film 2 as a cylindrical rotatable first rotating body, a pressure roller 3 as a second rotating body forming a fixing nip portion together with the fixing film 2, a heater 4, and a nip forming member 5 for holding the heater 4. The nip forming member 5 is disposed on the inner periphery side of the fixing film 2 and supports the fixing film 2 in the fixing nip portion. The fixing device 1 further has a stay 6 for holding the strength of the fixing device 1 in the longitudinal direction. The longitudinal direction of the fixing device 1 is also a direction substantially perpendicular to the conveying direction of a paper as a recording material. The fixing nip portion is formed in a nip region, which is a contact region between the fixing film 2 and the pressure roller 3, formed by the nip forming member 5.
定着フィルム２は、膜厚５０μｍのポリイミド基材の上に、膜厚２００μｍのシリコーンゴム層、その上に、膜厚２０μｍのＰＦＡ離型層で構成される。加圧ローラ３は外径１３ｍｍのＳＵＭ芯金、その上に膜厚３．５ｍｍのシリコーンゴム弾性層、更にその上に膜厚４０μｍのＰＦＡ離型層で構成される。駆動源（不図示）により、加圧ローラ３を回転させ、加圧ローラ３により付勢される定着フィルム２は加圧ローラ３の駆動を受け従動回転する。 The fixing film 2 is composed of a 200 μm thick silicone rubber layer on a 50 μm thick polyimide base material, and a 20 μm thick PFA release layer on top of that. The pressure roller 3 is composed of a SUM core bar with an outer diameter of 13 mm, a 3.5 mm thick silicone rubber elastic layer on top of that, and a 40 μm thick PFA release layer on top of that. The pressure roller 3 is rotated by a drive source (not shown), and the fixing film 2, which is biased by the pressure roller 3, is driven to rotate by the pressure roller 3.
ヒータ４はニップ形成部材５に保持され、定着フィルム２の内周面とヒータ４の表面とが接触する。ステー６は、不図示の手段によって両端が加圧され、その加圧力はニップ形成部材５、定着フィルム２を介して加圧ローラ３が受ける。これにより、定着フィルム２と加圧ローラ３とが押圧接触する定着ニップ部を形成する。ニップ形成部材５は剛性・耐熱性・断熱性を有する必要があり、液晶ポリマーで形成される。 The heater 4 is held by the nip forming member 5, and the inner surface of the fixing film 2 and the surface of the heater 4 are in contact. Both ends of the stay 6 are pressurized by means not shown, and the pressure is received by the pressure roller 3 via the nip forming member 5 and the fixing film 2. This forms a fixing nip where the fixing film 2 and the pressure roller 3 are in pressing contact. The nip forming member 5 must have rigidity, heat resistance, and heat insulation, and is made of a liquid crystal polymer.
ヒータ４は、アルミナなどで形成された板状のセラミック基板の上に、銀とパラジウムが主成分の発熱体とで形成される。セラミック基板上のヒータ４が発熱する。ヒータ４の裏面には、温度検知手段であるサーミスタ（不図示）と安全素子であるサーモスイッチ（不図示）が接触して配置される。サーミスタはチップ抵抗式のサーミスタである。サーミスタのチップ抵抗を検出し、サーミスタにより検出された結果はヒータ４の温度制御に使用される。セラミック基板としてはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等が広く知られている。中でも、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は価格的にも安く工業的に入手容易である。また、基板には、強度面に優れる金属を用いてもよく、金属基板としては、ステンレス（ＳＵＳ）が価格的にも強度的にも優れており好適に用いられる。基板としてセラミック基板、金属基板のいずれを用いる場合においても、導電性を有する場合は絶縁層を設けて使用すればよい。 The heater 4 is formed on a plate-shaped ceramic substrate made of alumina or the like, and a heating element mainly composed of silver and palladium. The heater 4 on the ceramic substrate generates heat. A thermistor (not shown) as a temperature detection means and a thermoswitch (not shown) as a safety element are arranged in contact with each other on the back surface of the heater 4. The thermistor is a chip resistor type thermistor. The chip resistance of the thermistor is detected, and the result detected by the thermistor is used to control the temperature of the heater 4. Alumina (Al2O3), aluminum nitride (AlN), zirconia (ZrO2), silicon carbide (SiC), etc. are widely known as ceramic substrates. Among them, alumina (Al2O3) is inexpensive and easily available industrially. In addition, metals with excellent strength may be used for the substrate, and stainless steel (SUS) is preferable as a metal substrate because it is inexpensive and strong. Whether a ceramic substrate or a metal substrate is used as the substrate, an insulating layer may be provided if the substrate is conductive.
サーミスタは過剰昇温も検出できる。サーモスイッチはバイメタルサーモスイッチであり、ヒータ４とサーモスイッチは電気的に接続されている。サーモスイッチがヒータ４裏面の過剰昇温を検知すると、サーモスイッチ内部のバイメタルが動作し、ヒータ４に供給される電力を遮断することができる。 The thermistor can also detect excessive heating. The thermoswitch is a bimetal thermoswitch, and the heater 4 and thermoswitch are electrically connected. When the thermoswitch detects excessive heating on the backside of the heater 4, the bimetal inside the thermoswitch operates, cutting off the power supplied to the heater 4.
［ヒータの構成］
図２（ａ）はヒータ４の長手方向を示す図である。ヒータ基板４９はアルミナなどで形成された板状のセラミック基板であり、厚みｔ＝１ｍｍ、幅Ｗ＝７．０ｍｍ、長さＬ＝２７７．２ｍｍである。幅Ｗは用紙の搬送方向の長さであり、長さＬは用紙の搬送方向に直交する方向、すなわち長手方向の長さである。ヒータ基板４９上（ヒータ基板面上）に、発熱体４１、４２、４３、４４、導電経路（符号なし）、電力供給接点４５、４６、４７、４８を印刷プロセスで形成する。図２において、発熱体４１、４２、４３、４４（以下、４１～４４のようにも記す）は白で、導電経路は斜線で、電力供給接点４５、４６、４７、４８（以下、４５～４８のようにも記す）は黒で、それぞれ表す。
[Heater configuration]
FIG. 2A is a diagram showing the longitudinal direction of the heater 4. The heater substrate 49 is a plate-shaped ceramic substrate made of alumina or the like, and has a thickness t=1 mm, a width W=7.0 mm, and a length L=277.2 mm. The width W is the length in the paper transport direction, and the length L is the length in the direction perpendicular to the paper transport direction, i.e., the longitudinal direction. Heating elements 41, 42, 43, 44, conductive paths (no reference numerals), and power supply contacts 45, 46, 47, 48 are formed on the heater substrate 49 (on the heater substrate surface) by a printing process. In FIG. 2, the heating elements 41, 42, 43, 44 (hereinafter also referred to as 41 to 44) are represented by white, the conductive paths are represented by oblique lines, and the power supply contacts 45, 46, 47, 48 (hereinafter also referred to as 45 to 48) are represented by black, respectively.
第１の発熱体である発熱体４１、第４の発熱体である発熱体４２、第２の発熱体である発熱体４３、第３の発熱体である発熱体４４の幅Ｗ方向（短手方向）における配置は次のとおりである。長手方向の長さが最も長い（例えば、２２２ｍｍ）発熱体４１、２番目に長い長さ（例えば１８８ｍｍ）の発熱体４３、３番目に長い長さ（例えば、１５４ｍｍ）の発熱体４４、最も長い発熱体４２の順に等間隔に配置する。発熱体４１～４４間のそれぞれ間隔は０．７ｍｍである。発熱体４１～４４は全て長手方向を左右方向とすると、左右対称の形状である。 The first heating element 41, the fourth heating element 42, the second heating element 43, and the third heating element 44 are arranged in the width W direction (short direction) as follows: The heating element 41 has the longest length in the longitudinal direction (e.g., 222 mm), the heating element 43 has the second longest length (e.g., 188 mm), the heating element 44 has the third longest length (e.g., 154 mm), and the longest heating element 42 are arranged at equal intervals. The distance between each of the heating elements 41 to 44 is 0.7 mm. All of the heating elements 41 to 44 have a symmetrical shape when the longitudinal direction is taken as the left-right direction.
図２（ｂ）はヒータ４の端部拡大図である。発熱体４１、４２は左右端部のみ形状の異なる略線状の発熱体である。発熱体４１、４２の右端をＨ、発熱体４１、４２の形状が変化する変化点をＩ、Ｊ、Ｋと表記する。Ｈ－Ｉ間隔は例えば７．０ｍｍ、Ｉ－Ｊ間隔は例えば３．０ｍｍ、Ｊ－Ｋ間隔は例えば１０．０ｍｍである。右端Ｈの位置における発熱体４１、４２の幅ｗ１は例えば１．０ｍｍである。変化点Ｉの位置における発熱体４１、４２の幅ｗ２は例えば０．７ｍｍである。変化点Ｊの位置における発熱体４１、４２の幅ｗ３は例えば０．７ｍｍである。変化点Ｋの位置における発熱体４１、４２の幅ｗ４は例えば０．８０５ｍｍである。発熱体４１、４２の中央部の幅はいずれの箇所でも０．８０５ｍｍの均一形状である。発熱体４１、４２の幅が広い領域（幅広領域、右端Ｈ近傍）は、幅が狭い領域（Ｉ－Ｊ間）に比べて電力密度が低い。このため、実施例１における発熱体４１、４１の両端部は中央部に比べて、電力密度がやや低いという特徴がある。また、発熱体４１、４２の厚みは例えば１０μｍ、長手方向の長さは上述したように例えば２２２ｍｍである。 Figure 2 (b) is an enlarged view of the end of the heater 4. The heating elements 41 and 42 are approximately linear heating elements with different shapes only at the left and right ends. The right ends of the heating elements 41 and 42 are denoted by H, and the change points at which the shapes of the heating elements 41 and 42 change are denoted by I, J, and K. The H-I interval is, for example, 7.0 mm, the I-J interval is, for example, 3.0 mm, and the J-K interval is, for example, 10.0 mm. The width w1 of the heating elements 41 and 42 at the position of the right end H is, for example, 1.0 mm. The width w2 of the heating elements 41 and 42 at the position of the change point I is, for example, 0.7 mm. The width w3 of the heating elements 41 and 42 at the position of the change point J is, for example, 0.7 mm. The width w4 of the heating elements 41 and 42 at the position of the change point K is, for example, 0.805 mm. The width of the central parts of the heating elements 41 and 42 is a uniform shape of 0.805 mm at all points. The wider region of the heating elements 41, 42 (wide region, near the right end H) has a lower power density than the narrower region (between I and J). Therefore, the heating elements 41, 41 in Example 1 are characterized in that the power density is slightly lower at both ends than at the center. The heating elements 41, 42 are each, for example, 10 μm thick, and have a longitudinal length of, for example, 222 mm, as described above.
長手方向の長さが短い発熱体４３、４４は、幅が長手方向において均一である線状の発熱体である。発熱体４３は、例えば、幅０．８ｍｍ、厚み１０μｍ、長さ１８８ｍｍである。発熱体４４は、例えば、幅０．７ｍｍ、厚み１０μｍ、長さ１５４ｍｍである。 Heating elements 43 and 44, which are short in the longitudinal direction, are linear heating elements whose width is uniform in the longitudinal direction. Heating element 43 is, for example, 0.8 mm wide, 10 μm thick, and 188 mm long. Heating element 44 is, for example, 0.7 mm wide, 10 μm thick, and 154 mm long.
［用紙幅と発熱体の制御］
このような発熱体４１～４４を有する実施例１の定着装置１にて対応できる最大の用紙の幅（以下、用紙幅という）は２１６ｍｍのＬＴＲ用紙である。なお、用紙幅は、搬送方向に略直交する方向における長さである。ＬＴＲ用紙やＡ４用紙などの用紙幅の広い用紙を定着ニップ部にて搬送する（以下、通紙するという）場合、電力供給接点４５と電力供給接点４６との間に交流電圧を印加し、発熱体４１、４２に略同時に電流を流して発熱させる。
[Paper width and heating element control]
The maximum paper width (hereinafter referred to as paper width) that can be handled by the fixing device 1 of the first embodiment having such heating elements 41 to 44 is LTR paper of 216 mm. The paper width is the length in the direction substantially perpendicular to the transport direction. When wide paper such as LTR paper or A4 paper is transported through the fixing nip (hereinafter referred to as paper passing), an AC voltage is applied between the power supply contacts 45 and 46, and current is passed through the heating elements 41 and 42 substantially simultaneously to generate heat.
また、用紙幅１８２ｍｍのＢ５用紙を通紙する場合は、発熱体４１、４２に略同時に電流を流して発熱させる制御１と、電力供給接点４６と電力供給接点４７間に交流電圧を印加し、発熱体４３にのみに電流を流す制御２と、を交互に使用する。さらに、用紙幅１４８．５ｍｍのＡ５用紙を通紙する場合は、発熱体４１、４２に略同時に電流を流して発熱させる制御１と、電力供給接点４７と電力供給接点４８間に交流電圧を印加し、発熱体４４にのみ電流を流して発熱させる制御３と、を交互に使用する。 When B5 paper with a paper width of 182 mm is passed through, control 1 is used alternately to pass current through heating elements 41 and 42 at approximately the same time to generate heat, and control 2 is used alternately to apply an AC voltage between power supply contacts 46 and 47 to pass current only through heating element 43. When A5 paper with a paper width of 148.5 mm is passed through, control 1 is used alternately to pass current through heating elements 41 and 42 at approximately the same time to generate heat, and control 3 is used alternately to apply an AC voltage between power supply contacts 47 and 48 to pass current only through heating element 44 to generate heat.
ＬＴＲ用紙の場合、幅方向における用紙域外にはみ出す発熱体４１、４２の領域が狭い。Ａ４用紙の場合はＬＴＲ用紙に比べその領域が広い。幅方向において、定着フィルム２や加圧ローラ３は発熱体４１～４４よりも長く構成することが一般的である。用紙域外にはみ出した発熱体の領域が狭いと、少ないエネルギー量（発熱量）で用紙域外の広い領域（定着フィルム２や加圧ローラ３の幅方向端部）を加熱することになる。そのため、定着フィルム２や加圧ローラ３の幅方向端部の温度が低くなりやすい。用紙域外にはみ出す発熱体の領域が狭いほど、幅方向における端部の温度低下が課題として顕在化しやすい。一方、Ｂ５用紙やＡ５用紙の場合、長さの長い発熱体４１、４２を使う場合があり、用紙域外にはみ出す発熱体４１～４４の領域が広い制御（制御１）を併用するため、幅方向における定着フィルム２や加圧ローラ３の端部の温度低下のリスクは低い。 In the case of LTR paper, the area of the heating elements 41 and 42 that extend outside the paper area in the width direction is narrow. In the case of A4 paper, the area is wider than that of LTR paper. In the width direction, the fixing film 2 and the pressure roller 3 are generally configured to be longer than the heating elements 41 to 44. If the area of the heating elements that extend outside the paper area is narrow, a wide area outside the paper area (the width direction ends of the fixing film 2 and the pressure roller 3) will be heated with a small amount of energy (heat generation). Therefore, the temperature of the width direction ends of the fixing film 2 and the pressure roller 3 is likely to be low. The narrower the area of the heating elements that extend outside the paper area, the more likely it is that the temperature drop at the ends in the width direction will become an issue. On the other hand, in the case of B5 paper or A5 paper, long heating elements 41 and 42 may be used, and a control (control 1) in which the area of the heating elements 41 to 44 that extend outside the paper area is wide is used in combination, so the risk of temperature drop at the ends of the fixing film 2 and the pressure roller 3 in the width direction is low.
発熱体４１～４４は例えば銀とパラジウムが主成分の導電材、導電経路と電力供給接点４５～４８には例えば銀が主成分の導電材を使用する。発熱体４１～４４の長手方向の両端間の電気抵抗を、例えば、最長の発熱体４１、４２はどちらも２０Ω、２番目の長さの発熱体４３は２０Ω、３番目の長さの発熱体４４は２５Ωとする。最長の発熱体４１、４２の一方の端部に共通の電力供給接点４５、他方の端部に共通の電力供給接点４６が電気的に接続されている。このため、電力供給接点４５、４６間における最長の発熱体４１、４２の合成電気抵抗は１０Ωである。 The heating elements 41-44 are made of a conductive material mainly composed of silver and palladium, for example, and the conductive paths and power supply contacts 45-48 are made of a conductive material mainly composed of silver, for example. The electrical resistance between both ends of the heating elements 41-44 in the longitudinal direction is, for example, 20 Ω for the longest heating elements 41 and 42, 20 Ω for the second longest heating element 43, and 25 Ω for the third longest heating element 44. A common power supply contact 45 is electrically connected to one end of the longest heating elements 41 and 42, and a common power supply contact 46 is electrically connected to the other end. Therefore, the combined electrical resistance of the longest heating elements 41 and 42 between the power supply contacts 45 and 46 is 10 Ω.
［定着装置のニップ形状部材の構成］
図３（ａ）に搬送方向の下流側から見た定着装置１の長手方向の図を示す。定着装置１の長手方向における中央部の位置をＡ－Ａ’、定着装置１の端部（紙面向かって右側）の位置をＢ－Ｂ’とすると、Ａ－Ａ’位置とＢ－Ｂ’位置との距離は１１１ｍｍである。Ｂ－Ｂ’位置はヒータ４の発熱体４１及び発熱体４２の端部の位置に相当する（図２（ｂ）参照）。Ａ－Ａ’位置とＢ－Ｂ’位置との間にＣ－Ｃ’位置を定義し、Ａ－Ａ’位置からＣ－Ｃ’位置までの距離を６１ｍｍとする。同様にＡ－Ａ’位置とＢ－Ｂ’位置との間にＦ－Ｆ’位置も定義し、Ａ－Ａ’位置からＦ－Ｆ’位置までの距離を８６ｍｍとする。また、定着装置１の端部（紙面向かって左側）の位置をＤ－Ｄ’とすると、Ａ－Ａ’位置からＤ－Ｄ’位置までの距離は１１１ｍｍである。
[Configuration of the nip-shaped member of the fixing device]
FIG. 3A shows the longitudinal direction of the fixing device 1 as viewed from the downstream side in the conveying direction. If the position of the center of the fixing device 1 in the longitudinal direction is A-A', and the position of the end of the fixing device 1 (on the right side of the paper) is B-B', the distance between the A-A' position and the B-B' position is 111 mm. The B-B' position corresponds to the end positions of the heating elements 41 and 42 of the heater 4 (see FIG. 2B). The C-C' position is defined between the A-A' position and the B-B' position, and the distance from the A-A' position to the C-C' position is 61 mm. Similarly, the F-F' position is also defined between the A-A' position and the B-B' position, and the distance from the A-A' position to the F-F' position is 86 mm. Furthermore, if the position of the end of the fixing device 1 (on the left side of the paper) is D-D', the distance from the A-A' position to the D-D' position is 111 mm.
図３（ｂ）を用いて定着装置１の中央部Ａ－Ａ’位置及びＣ－Ｃ’位置における定着装置１の断面について説明する。定着フィルム２と加圧ローラ３とが接触する領域をニップ領域Ｎ１、定着フィルム２とヒータ４とが接触する領域をニップ領域Ｎ２とする。ニップ領域Ｎ２の接線をニップ接線Ｗ（破線）とし、ニップ接線Ｗと平行な方向をＸ方向（図３（ｂ）の紙面において右方向（搬送方向と逆方向）がプラス）とする。また、図３（ｂ）の紙面上、ニップ接線Ｗと直交する方向をＹ方向（図３（ｂ）の紙面において上方向がプラス）とする。ニップ接線Ｗは、ヒータ４が定着フィルム２の内周面と接しているニップ領域Ｎ２における定着フィルム２と加圧ローラ３との接触面を通り、接触面と平行に伸びる直線である。 Using FIG. 3B, the cross sections of the fixing device 1 at the central portion A-A' and C-C' of the fixing device 1 will be described. The area where the fixing film 2 and the pressure roller 3 contact each other is called the nip area N1, and the area where the fixing film 2 and the heater 4 contact each other is called the nip area N2. The tangent to the nip area N2 is called the nip tangent W (dashed line), and the direction parallel to the nip tangent W is called the X direction (the right direction (opposite the conveying direction) on the paper surface of FIG. 3B is positive). Also, on the paper surface of FIG. 3B, the direction perpendicular to the nip tangent W is called the Y direction (the upward direction on the paper surface of FIG. 3B is positive). The nip tangent W is a straight line that passes through the contact surface between the fixing film 2 and the pressure roller 3 in the nip area N2 where the heater 4 contacts the inner circumferential surface of the fixing film 2, and extends parallel to the contact surface.
定着装置１の長手方向の中央におけるニップ形成部材５は、第１の凸部５１と、第２の凸部５２と、を備える。第１の凸部５１は、用紙の搬送方向においてヒータ４よりも下流側に位置し、かつ、定着フィルム２を挟んで加圧ローラ３と接触する凸部である。第１の凸部５１は、ニップ領域Ｎ１内（領域内）、かつ搬送方向の下流側のニップ領域Ｎ１の端部の近傍に位置する。第１の凸部５１は、ニップ接線Ｗに略直交する方向において、ニップ接線Ｗを越えずに、加圧ローラ３の方（Ｙ軸方向マイナス側）へ延びて（突出して）いる。第１の凸部５１は、定着フィルム２の内周面を押圧し、押圧されている個所における定着フィルム２の外表面の曲率半径を変化させる。第１の凸部５１は、用紙が定着ニップ部から排出される直前の位置に配置し、高い圧力（ピーク圧）を用紙に付与し、トナー像を用紙に固着させる機能を有する。第１の凸部５１は、定着ニップ部の、搬送方向における下流側の端部近傍において、定着フィルム２の内周面を加圧ローラ３へ向けて押圧する。第１の凸部５１において、ニップ領域Ｎ１内に位置し、かつ、加圧ローラ３側（Ｙ軸方向マイナス側）に最も張り出している点を第１の凸部５１の頂点５１１とする。第１の凸部５１の頂点５１１とニップ接線Ｗとの距離を第１の距離とする。 The nip forming member 5 at the center of the longitudinal direction of the fixing device 1 has a first convex portion 51 and a second convex portion 52. The first convex portion 51 is a convex portion located downstream of the heater 4 in the paper transport direction and contacts the pressure roller 3 with the fixing film 2 sandwiched between them. The first convex portion 51 is located within the nip region N1 (within the region) and near the end of the nip region N1 on the downstream side of the transport direction. The first convex portion 51 extends (protrudes) toward the pressure roller 3 (Y-axis negative side) in a direction approximately perpendicular to the nip tangent line W without crossing the nip tangent line W. The first convex portion 51 presses the inner peripheral surface of the fixing film 2 and changes the radius of curvature of the outer surface of the fixing film 2 at the pressed point. The first convex portion 51 is disposed at a position immediately before the paper is discharged from the fixing nip portion, and has the function of applying high pressure (peak pressure) to the paper and fixing the toner image to the paper. The first convex portion 51 presses the inner surface of the fixing film 2 toward the pressure roller 3 near the downstream end of the fixing nip portion in the conveying direction. The point of the first convex portion 51 that is located within the nip region N1 and protrudes most toward the pressure roller 3 side (negative side in the Y axis direction) is defined as the apex 511 of the first convex portion 51. The distance between the apex 511 of the first convex portion 51 and the nip tangent line W is defined as the first distance.
第２の凸部５２は、搬送方向においてヒータ４及び第１の凸部５１よりも下流側に位置し、かつ、定着フィルム２の内周面と当接し、加圧ローラ３から圧を受けない、言い換えれば定着フィルム２を介して加圧ローラ３とは接しない凸部である。第２の凸部５２は、ニップ領域の外側、かつ搬送方向の下流側に位置する。第２の凸部５２は、ニップ接線Ｗに略直交する方向において、加圧ローラ３の方（Ｙ軸方向マイナス側）へ延びている。第２の凸部５２は、定着フィルム２を挟んで加圧ローラ３と接触しない。第２の凸部５２は、用紙が定着ニップ部から排出された直後の位置において、定着フィルム２の内周面を押圧して定着フィルム２に変曲点を付与することで、定着フィルム２の外表面の曲率半径を小さくできる。これにより、第２の凸部５２は、定着フィルム２から用紙を分離させる機能を有する。第１の凸部５１と第２の凸部５２との間に定着フィルム２の内周面とニップ形成部材５とが当接せず、かつ、定着フィルム２の外表面と加圧ローラ３とが接触しない空間Ｒを設けることで、定着フィルム２を第２の凸部５２に巻きつくように接触させる。これにより、定着フィルム２が第２の凸部５２により確実に接触できるため、用紙の定着フィルム２からの分離性能を安定して付与できる。ここで、ニップ領域Ｎ１は、例えば約８ｍｍ、ニップ領域Ｎ２は約６ｍｍである。 The second convex portion 52 is located downstream of the heater 4 and the first convex portion 51 in the conveying direction, and is in contact with the inner circumferential surface of the fixing film 2. It is not subjected to pressure from the pressure roller 3, in other words, it is a convex portion that does not contact the pressure roller 3 through the fixing film 2. The second convex portion 52 is located outside the nip area and downstream in the conveying direction. The second convex portion 52 extends toward the pressure roller 3 (negative side in the Y-axis direction) in a direction approximately perpendicular to the nip tangent line W. The second convex portion 52 does not contact the pressure roller 3 across the fixing film 2. The second convex portion 52 can reduce the radius of curvature of the outer surface of the fixing film 2 by pressing the inner circumferential surface of the fixing film 2 at a position immediately after the paper is discharged from the fixing nip portion to give the fixing film 2 an inflection point. As a result, the second convex portion 52 has the function of separating the paper from the fixing film 2. By providing a space R between the first convex portion 51 and the second convex portion 52, where the inner surface of the fixing film 2 does not come into contact with the nip forming member 5 and the outer surface of the fixing film 2 does not come into contact with the pressure roller 3, the fixing film 2 is brought into contact as if wrapped around the second convex portion 52. This allows the fixing film 2 to come into more reliable contact with the second convex portion 52, so that the paper can be stably separated from the fixing film 2. Here, the nip area N1 is, for example, about 8 mm, and the nip area N2 is about 6 mm.
第２の凸部５２において、加圧ローラ３側（Ｙ軸方向マイナス側）に最も張り出している点を第２の凸部５２の頂点５２１とする。第１の凸部５１は、第２の凸部５２よりも搬送方向の上流側（Ｘ方向プラス側）に位置し、第１の凸部５１の頂点５１１と第２の凸部５２の頂点５２１との間のＸ方向における距離Ｘａは例えば３ｍｍである。第２の凸部５２はニップ接線Ｗに到達することなく、ニップ接線Ｗと間隔を有して配置され、第２の凸部５２の頂点５２１からニップ接線Ｗまでの第２の距離（最小退避量）Ｙａは例えば０．８ｍｍである。ここで、第２の凸部５２の頂点５２１のニップ接線Ｗまでの距離（最小退避量Ｙａ）とは、ニップ接線Ｗに対して略直交する方向における、第２の凸部５２の頂点５２１とニップ接線Ｗとの間の距離である。なお、第１の凸部５１の頂点５１１（先端）とニップ接線Ｗとの間の第１の距離（距離Ｙ１）は、第２の凸部５２の頂点５２１（先端）とニップ接線Ｗとの間の第２の距離（距離Ｙ２）よりも小さい。また、長手方向の中央部における第２の距離をＹ２ｃ、長手方向の端部における第２の距離をＹ２ｅとすると、Ｙ２ｅ＞Ｙ２ｃの関係が成り立つ。 In the second convex portion 52, the point that protrudes most toward the pressure roller 3 side (negative side in the Y-axis direction) is the apex 521 of the second convex portion 52. The first convex portion 51 is located upstream of the second convex portion 52 in the conveying direction (positive side in the X-direction), and the distance Xa in the X-direction between the apex 511 of the first convex portion 51 and the apex 521 of the second convex portion 52 is, for example, 3 mm. The second convex portion 52 is disposed at a distance from the nip tangent line W without reaching the nip tangent line W, and the second distance (minimum retraction amount) Ya from the apex 521 of the second convex portion 52 to the nip tangent line W is, for example, 0.8 mm. Here, the distance (minimum retraction amount Ya) of the apex 521 of the second convex portion 52 to the nip tangent line W is the distance between the apex 521 of the second convex portion 52 and the nip tangent line W in a direction approximately perpendicular to the nip tangent line W. The first distance (distance Y1) between the apex 511 (tip) of the first convex portion 51 and the nip tangent line W is smaller than the second distance (distance Y2) between the apex 521 (tip) of the second convex portion 52 and the nip tangent line W. In addition, if the second distance at the center in the longitudinal direction is Y2c and the second distance at the end in the longitudinal direction is Y2e, then the relationship Y2e>Y2c holds.
第２の凸部５２の先端部分は長手方向に略直交する方向における断面形状が例えば半径４ｍｍの半円形状であり、定着フィルム２の内周面と当接する領域の曲率半径Ｒ５２は４ｍｍである。定着フィルム２は内周円の半径が９ｍｍの略円筒形状であり、外表面の曲率半径は基本的には約９ｍｍである。曲率半径の小さい第２の凸部５２を定着フィルム２の内周面に押圧接触させ、押圧箇所における定着フィルム２の表面の曲率半径を小さくすることで、用紙の定着フィルム２からの分離性能を高めることができる。第２の凸部５２の曲率半径は、定着フィルム２の内周円の半径より小さいことが好ましい。ここで、定着フィルム２の内周円の半径とは、円筒状の定着フィルム２の円筒が延びる方向に直交する断面において、定着フィルム２が形成する略円形に内接する最大の円の半径である。 The tip of the second protrusion 52 has a cross-sectional shape in a direction approximately perpendicular to the longitudinal direction, for example, a semicircular shape with a radius of 4 mm, and the radius of curvature R52 of the area in contact with the inner surface of the fixing film 2 is 4 mm. The fixing film 2 has an approximately cylindrical shape with an inner circle radius of 9 mm, and the radius of curvature of the outer surface is basically about 9 mm. By pressing the second protrusion 52 with a small radius of curvature against the inner surface of the fixing film 2 and reducing the radius of curvature of the surface of the fixing film 2 at the pressed point, the separation performance of the paper from the fixing film 2 can be improved. The radius of curvature of the second protrusion 52 is preferably smaller than the radius of the inner circle of the fixing film 2. Here, the radius of the inner circle of the fixing film 2 is the radius of the largest circle inscribed in the approximately circular shape formed by the fixing film 2 in a cross section perpendicular to the direction in which the cylindrical fixing film 2 extends.
図３（ｃ）を用いてＦ－Ｆ’位置における定着装置１の断面について説明する。第１の凸部５１はＡ－Ａ’位置やＣ－Ｃ’位置の形状と同様である。一方、第２の凸部５２がニップ接線Ｗから遠ざかる。例えばＦ－Ｆ’位置における最小退避量Ｙｂは１．６ｍｍである（Ｙｂ＞Ｙａ）。このように、第２の凸部５２の頂点５２１は、Ｃ－Ｃ’位置からＢ－Ｂ’位置に向かうに従って最小退避量Ｙｂの値が大きくなるようなスロープ形状を成している。 The cross section of the fixing device 1 at the F-F' position will be described using Figure 3(c). The first convex portion 51 has the same shape as the A-A' and C-C' positions. On the other hand, the second convex portion 52 is farther away from the nip tangent line W. For example, the minimum retraction amount Yb at the F-F' position is 1.6 mm (Yb>Ya). In this way, the apex 521 of the second convex portion 52 forms a slope shape such that the value of the minimum retraction amount Yb increases from the C-C' position toward the B-B' position.
図３（ｄ）を用いて定着装置１端部のＢ－Ｂ’位置における定着装置１の断面について説明する。定着装置１の長手方向の端部におけるニップ形成部材５は第１の凸部５１を備える。ここで、ニップ形成部材５には、中央部とは異なり、第２の凸部が存在しない。第１の凸部５１の頂点５１１から搬送方向の下流に距離Ｘａ離れた位置において、ニップ形成部材５とニップ接線Ｗとの間の距離Ｙｃは、例えば２．８ｍｍである。ニップ領域Ｎ１を通過した定着フィルム２はいずれの部材にも接触しないので、定着フィルム２の温度低下を抑制できる。 The cross section of the fixing device 1 at position B-B' at the end of the fixing device 1 will be described using FIG. 3(d). The nip forming member 5 at the longitudinal end of the fixing device 1 has a first convex portion 51. Unlike the central portion, the nip forming member 5 does not have a second convex portion. At a position distance Xa downstream in the transport direction from the apex 511 of the first convex portion 51, the distance Yc between the nip forming member 5 and the nip tangent line W is, for example, 2.8 mm. Since the fixing film 2 that has passed through the nip region N1 does not come into contact with any member, a decrease in temperature of the fixing film 2 can be suppressed.
図３（ａ）のＡ－Ａ’位置とＣ－Ｃ’位置間におけるニップ形成部材５の断面形状は図３（ｂ）で示した断面形状が幅方向に連続する。そして、Ｃ－Ｃ’位置から端部のＢ－Ｂ’位置に向かうに従って、第２の凸部５２の頂点５２１がニップ接線Ｗから遠ざかり、第２の凸部５２が幅方向にスロープ形状を成す。なお、幅方向において、ニップ形成部材５はＡ－Ａ’位置を中心とした左右対称の形状である。よって、紙面向かって右側の長手方向の形状について詳細な説明を実施し、左側の説明については一部省略する。 The cross-sectional shape of the nip forming member 5 between positions A-A' and C-C' in FIG. 3(a) is a continuation of the cross-sectional shape shown in FIG. 3(b) in the width direction. From position C-C' toward position B-B' at the end, the apex 521 of the second convex portion 52 moves away from the nip tangent W, and the second convex portion 52 forms a slope shape in the width direction. Note that in the width direction, the nip forming member 5 has a shape symmetrical on the left and right sides with respect to position A-A'. Therefore, a detailed explanation will be given of the longitudinal shape on the right side of the paper, and some explanations of the left side will be omitted.
［ニップ形成部材の長手方向の構成］
図４（ａ）はニップ形成部材５の斜視図であり、搬送方向の下流側にある第２の凸部５２を紙面手前とした斜めから見た図である。また、図４（ｂ）は図４（ａ）の一部（主に右側の端部）を拡大した図である。また、図４には、図３のＡ－Ａ’位置等も示している。これらの図より、ニップ形成部材５の第２の凸部５２の幅方向における特徴について説明する。第２の凸部５２は、Ａ－Ａ’位置からＣ－Ｃ’位置まではニップ接線Ｗと第２の凸部５２の頂点５２１との間の距離は同一（一定）である。Ｃ－Ｃ’位置からＥ－Ｅ’位置までは、ニップ接線Ｗと頂点５２１との間の距離が徐々に拡大するスロープ形状である。Ｅ－Ｅ’位置からＢ－Ｂ’位置を含む外側の領域には第２の凸部は存在しない。すなわち、ニップ形成部材５は、発熱体４１、４２の幅広領域に対応する領域を除いた領域に第２の凸部５２を有している。なお、Ａ－Ａ’位置とＥ－Ｅ’位置との間の距離は１０５ｍｍ、Ａ－Ａ’位置とＣ－Ｃ’位置との間の距離は６１ｍｍである。
[Longitudinal configuration of nip forming member]
FIG. 4(a) is a perspective view of the nip forming member 5, and is a view in which the second convex portion 52 on the downstream side in the conveying direction is viewed obliquely from the front of the paper. FIG. 4(b) is an enlarged view of a part (mainly the right end) of FIG. 4(a). FIG. 4 also shows the A-A' position in FIG. 3. The characteristics of the second convex portion 52 of the nip forming member 5 in the width direction will be described with reference to these figures. The second convex portion 52 has the same (constant) distance between the nip tangent W and the apex 521 of the second convex portion 52 from the A-A' position to the C-C' position. From the C-C' position to the E-E' position, the second convex portion 52 has a slope shape in which the distance between the nip tangent W and the apex 521 gradually increases. The second convex portion does not exist in the outer region including the E-E' position to the B-B' position. That is, the nip forming member 5 has the second convex portion 52 in an area excluding the areas corresponding to the wide areas of the heating elements 41, 42. The distance between the A-A' position and the E-E' position is 105 mm, and the distance between the A-A' position and the C-C' position is 61 mm.
スロープ形状を選択した理由について以下に説明する。もし、第２の凸部がＡ－Ａ’位置からＥ－Ｅ’位置まで同一の断面形状で、Ｅ－Ｅ’位置より外側で急に第２の凸部がなくなるような（言い換えれば不連続な）ニップ形成部材であれば、Ｅ－Ｅ’位置にて定着フィルム２に急峻な変位を付与することになる。急峻な変位は定着フィルム２に摩耗や、亀裂などの破壊を発生させるおそれがある。よって、実施例１では、第２の凸部５２として、定着フィルム２に急峻な変位を付与させないスロープ形状を採用している。 The reason for selecting the sloped shape is explained below. If the second protrusion had the same cross-sectional shape from position A-A' to position E-E', and the second protrusion suddenly disappeared outside position E-E' (in other words, if the nip forming member was discontinuous), a steep displacement would be imparted to the fixing film 2 at position E-E'. The steep displacement could cause wear or damage such as cracks to the fixing film 2. Therefore, in Example 1, a sloped shape that does not impart a steep displacement to the fixing film 2 is adopted as the second protrusion 52.
［ニップ形成部材とヒータとの関係］
図５（ａ）はニップ形成部材５とヒータ４の端部（右側の端部）の拡大図である。紙面向かって上側が搬送方向の下流側である。発熱体４１、４２の最端部の位置をＨ１－Ｈ１’位置とする。ニップ形成部材５の第２の凸部５２の頂点５２１は、端部に向かうほどニップ接線Ｗから遠ざかり、Ｅ－Ｅ’位置より外側の領域において第２の凸部５２は存在しない。Ｅ－Ｅ’位置とＨ１－Ｈ１’位置との間は例えば７ｍｍである。第２の凸部５２は、最長の発熱体である発熱体４１、４２の端部よりも幅方向における内側（紙面向かって左側）に限定して配置されている。
[Relationship between nip forming member and heater]
5A is an enlarged view of the end (right end) of the nip forming member 5 and the heater 4. The upper side in the paper is the downstream side in the transport direction. The positions of the ends of the heating elements 41 and 42 are defined as positions H1-H1'. The apex 521 of the second convex portion 52 of the nip forming member 5 moves farther away from the nip tangent line W toward the end, and the second convex portion 52 does not exist in the area outside the position E-E'. The distance between the position E-E' and the position H1-H1' is, for example, 7 mm. The second convex portion 52 is arranged in a limited area inside (left side in the paper) in the width direction from the end of the heating elements 41 and 42, which are the longest heating elements.
さらに、発熱体４１、４２は、図２で説明したように両端（図２（ｂ）のＨ）の幅が中央部より広い。つまり、発熱体４１、４２の両端部は、単位長さあたりの発熱量が小さい。本発明は幅方向の温度低下を課題とするので、発熱量の小さい領域においても、可能であれば第２の凸部を設置しない方がよい。実施例１では、単位長さあたりの発熱量が幅方向において相対的に小さい領域（Ｈ１－Ｈ１’位置からＥ－Ｅ’位置）において、第２の凸部５２を設けていない。言い換えれば、幅方向において、単位長さあたりの発熱量が相対的に小さくない領域（発熱体の端部より紙面向かって左側）に限定して、第２の凸部５２を配置している。 Furthermore, as explained in FIG. 2, the width of both ends (H in FIG. 2(b)) of the heating elements 41 and 42 is wider than that of the center. In other words, the amount of heat generated per unit length is small at both ends of the heating elements 41 and 42. Since the present invention aims to reduce the temperature in the width direction, it is better not to provide the second protrusions, if possible, even in areas where the amount of heat generated is small. In Example 1, the second protrusions 52 are not provided in areas where the amount of heat generated per unit length is relatively small in the width direction (from the H1-H1' position to the E-E' position). In other words, the second protrusions 52 are placed only in areas where the amount of heat generated per unit length is not relatively small in the width direction (to the left of the end of the heating element as you look at the paper).
図５（ｂ）はニップ形成部材５とヒータ４の端部拡大図であり、前述した説明に対して、幅方向に反対方向（左側の端部）を示す図である。発熱体４１、４２の最端部の位置をＨ２－Ｈ２’位置とする。こちらの方向においても、第２の凸部５２を最長の発熱体である発熱体４１、４２の端部よりも幅方向における内側（紙面向かって右側）に限定して配置している。また、単位長さあたりの発熱量が相対的に小さい領域には、第２の凸部５２を設けていない。 Figure 5(b) is an enlarged view of the ends of the nip forming member 5 and heater 4, showing the opposite direction in the width direction (the left end) to the above explanation. The positions of the extreme ends of the heating elements 41 and 42 are taken as positions H2-H2'. In this direction as well, the second convex portion 52 is positioned only on the inside in the width direction (to the right as you face the paper) of the ends of the heating elements 41 and 42, which are the longest heating elements. Furthermore, the second convex portion 52 is not provided in areas where the amount of heat generated per unit length is relatively small.
［効果］
実施例１の効果を確認するために、ニップ形成部材の形状が異なる比較例１、比較例２との比較により、（ｉ）用紙の分離性能、（ｉｉ）排出された用紙の積載性、（ｉｉｉ）用紙の幅方向における端部の定着性能を確認した。
[effect]
In order to confirm the effects of Example 1, the results were compared with Comparative Examples 1 and 2, which have different shapes of nip forming members, to confirm (i) the paper separation performance, (ii) the stackability of the discharged paper, and (iii) the fixing performance of the end portions in the width direction of the paper.
（比較例１）
図６（ａ）に搬送方向の下流側から見た比較例１の定着装置の長手方向の図を示す。定着装置の中央部の位置をＡ－Ａ’、定着装置の端部（紙面向かって右側）の位置をＢ－Ｂ’とする。ここで、Ａ－Ａ’位置とＢ－Ｂ’位置との間の距離は１１１ｍｍである。なお、図３と共通する部材や名称には同じ符号を付している。
(Comparative Example 1)
6(a) shows a longitudinal view of the fixing device of Comparative Example 1 as seen from the downstream side in the transport direction. The position of the center of the fixing device is designated as A-A', and the position of the end of the fixing device (on the right side as you face the page) is designated as B-B'. Here, the distance between the A-A' position and the B-B' position is 111 mm. Note that the same reference numerals are used for members and names that are common to FIG. 3.
図６（ｂ）は定着装置の中央部のＡ－Ａ’位置における定着装置の断面図であり、図６（ｃ）は定着装置の端部のＢ－Ｂ’位置における定着装置の断面図である。比較例１では、ニップ形成部材６０には、幅方向いずれの箇所においても第２の凸部が存在しない。第１の凸部６１は実施例１で説明した第１の凸部５１と同様の形状であり、幅方向に同一形状で連続する。実施例１と比較例１とを比較することにより、第２の凸部の効果について確認する。定着フィルム２、加圧ローラ３、ヒータ４など実施例１と同様の条件に付いては説明を省略する。 Figure 6(b) is a cross-sectional view of the fixing device at position A-A' in the center of the fixing device, and Figure 6(c) is a cross-sectional view of the fixing device at position B-B' at the end of the fixing device. In Comparative Example 1, the nip forming member 60 does not have a second convex portion at any point in the width direction. The first convex portion 61 has the same shape as the first convex portion 51 described in Example 1, and is continuous with the same shape in the width direction. By comparing Example 1 and Comparative Example 1, the effect of the second convex portion is confirmed. Explanations of the same conditions as in Example 1, such as the fixing film 2, pressure roller 3, and heater 4, are omitted.
（比較例２）
図７（ａ）に搬送方向の下流側から見た比較例２の定着装置の長手方向の図を示す。定着装置の中央部の位置をＡ－Ａ’、定着装置の端部（紙面向かって右側）の位置をＢ－Ｂ’とする。ここで、Ａ－Ａ’位置とＢ－Ｂ’位置との間の距離は１１１ｍｍである。なお、図３と共通する部材や名称には同じ符号を付している。
(Comparative Example 2)
7(a) shows a longitudinal view of the fixing device of Comparative Example 2 as seen from the downstream side in the transport direction. The position of the center of the fixing device is A-A', and the position of the end of the fixing device (on the right side as you face the page) is B-B'. Here, the distance between the A-A' position and the B-B' position is 111 mm. Note that the same reference numerals are used for members and names that are common to FIG. 3.
図７（ｂ）は定着装置の中央部のＡ－Ａ’位置における定着装置の断面図であり、図７（ｃ）は定着装置の端部のＢ－Ｂ’位置における定着装置の断面図である。比較例２の定着装置はニップ形成部材７０を有しており、ニップ形成部材７０には頂点７１１を有する第１の凸部７１及び頂点７２１を有する第２の凸部７２が設けられている。比較例２では、実施例１とは大きく異なる点が２つある。１つ目は、第２の凸部７２がニップ接線Ｗと交差する点である。第２の凸部７２の頂点７２１とニップ接線Ｗとの、ニップ接線Ｗに直交する方向における距離は０．３ｍｍである。２つ目はＡ－Ａ’位置からＢ－Ｂ’位置まで第２の凸部７２の形状が同一（一定）で幅方向に連続する点である。この２つの大きな違いを実施例１の構成と比較する。定着フィルム２、加圧ローラ３、ヒータ４など実施例１と同様の条件に付いては説明を省略する。 7B is a cross-sectional view of the fixing device at the A-A' position in the center of the fixing device, and FIG. 7C is a cross-sectional view of the fixing device at the B-B' position at the end of the fixing device. The fixing device of Comparative Example 2 has a nip forming member 70, and the nip forming member 70 is provided with a first convex portion 71 having an apex 711 and a second convex portion 72 having an apex 721. Comparative Example 2 has two major differences from Example 1. The first is the point where the second convex portion 72 intersects with the nip tangent line W. The distance between the apex 721 of the second convex portion 72 and the nip tangent line W in the direction perpendicular to the nip tangent line W is 0.3 mm. The second is that the shape of the second convex portion 72 is the same (constant) and continues in the width direction from the A-A' position to the B-B' position. These two major differences will be compared with the configuration of Example 1. Explanations of the same conditions as in Example 1, such as the fixing film 2, pressure roller 3, and heater 4, will be omitted.
（ｉ）用紙の分離性能
用紙の分離性能について、実施例１、比較例１、２の構成にて比較した。定着フィルム２と加圧ローラ３とで形成される定着ニップ部に、トナー像が定着フィルム２と接触する向きで用紙を突入させた。定着ニップ部から排出された用紙が定着フィルム２から分離されたかどうかを確認した。
(i) Paper Separation Performance The paper separation performance was compared between the configurations of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. A paper was inserted into the fixing nip portion formed by the fixing film 2 and the pressure roller 3 in a direction such that the toner image contacted the fixing film 2. It was confirmed whether the paper discharged from the fixing nip portion was separated from the fixing film 2.
試験条件について以下に記す。試験室の温度を３０℃、湿度を８０％とした。用紙は坪量６０ｇ／ｍ２、厚さ８１μｍのキヤノン製ＣＳ－０６０ＦのＡ４用紙を使用した。定着装置１内のサーミスタが２２０℃を維持するよう定着装置１に投入する電力を制御した。駆動源（不図示）より加圧ローラ３を回転させ、用紙を２００ｍｍ／ｓｅｃで搬送させた。先後端余白５ｍｍ、左右余白５ｍｍ、マゼンタ色のトナーを０．５ｍｇ／ｃｍ２、シアン色のトナーを０．５ｍｇ／ｃｍ２の密度にて重ねて用紙上に形成した。ここで先後端とは用紙の搬送方向の下流側（先端）の端部と上流側（後端）の端部をいう。 The test conditions are as follows. The temperature of the test room was 30°C and the humidity was 80%. A4 size paper of Canon CS-060F with a basis weight of 60 g/ m2 and a thickness of 81 μm was used. The power input to the fixing device 1 was controlled so that the thermistor in the fixing device 1 was maintained at 220°C. The pressure roller 3 was rotated by a driving source (not shown), and the paper was transported at 200 mm/sec. The paper was formed with leading and trailing margins of 5 mm, left and right margins of 5 mm, and with magenta toner and cyan toner overlapped at a density of 0.5 mg/ cm2 and 0.5 mg/ cm2 , respectively. Here, the leading and trailing ends refer to the downstream end (leading end) and upstream end (rear end) of the paper in the transport direction.
用紙の分離性能について確認結果を記す。実施例１、比較例２は用紙を分離することができた。その一方、比較例１は用紙を分離できなかった。分離性能の試験結果について考察する。実施例１のニップ形成部材５では曲率半径が小さい第２の凸部５２を有し、比較例２のニップ形成部材７０では曲率半径が小さい第２の凸部７２を有し、定着フィルム２の内周面に押圧接触させている。これにより押圧箇所において定着フィルム２の表面の曲率半径を大幅に小さくすることができ、その域にて用紙を分離することが可能になった。一方、比較例１では第２の凸部を有しておらず、定着フィルム２の表面の曲率半径を小さくできず、用紙を分離することが不可能であった。 The results of the paper separation performance are as follows. Example 1 and Comparative Example 2 were able to separate the paper. On the other hand, Comparative Example 1 was unable to separate the paper. The test results of the separation performance are considered. The nip forming member 5 of Example 1 has a second convex portion 52 with a small radius of curvature, and the nip forming member 70 of Comparative Example 2 has a second convex portion 72 with a small radius of curvature, which is pressed into contact with the inner peripheral surface of the fixing film 2. This allows the radius of curvature of the surface of the fixing film 2 to be significantly reduced at the pressed location, making it possible to separate the paper in that area. On the other hand, Comparative Example 1 does not have a second convex portion, and the radius of curvature of the surface of the fixing film 2 cannot be reduced, making it impossible to separate the paper.
（ｉｉ）定着装置１から排出される用紙の積載性
（画像形成装置について）
図８に示す画像形成装置を使用して、実施例１、比較例１、２の構成にて、排出される用紙の積載可否を確認した。画像形成装置はインライン方式のカラーレーザビームプリンタである。以下に画像形成装置の構成について説明する。画像形成装置は、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｂｋ）色の４つのステーションを備える。各ステーションは、いずれも同構成であり、図８では、ブラック（Ｂｋ）のステーションに符号を付し他のステーションの符号は省略する。各ステーションには像担持体である感光ドラム２０、感光ドラム２０を帯電する帯電ローラ２１、感光ドラム２０上のトナーを回収するクリーニングユニット２２、現像ローラとトナーと現像ブレードとからなる現像ユニット２３が備わっている。これらは画像形成装置から着脱自在な一体型のプロセスカートリッジである。露光装置２４はレーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットであり、画像信号に基づいて変調された走査ビームを感光ドラム２０上に照射する。感光ドラム２０と１次転写ローラ２５は中間転写ベルト１３を挟んで対向配置される。中間転写ベルト１３はテンションローラ１４、２次転写対向ローラ１２、補助ローラ１５に張架し、２次転写対向ローラ１２に２次転写ローラ１１を対向配置する。中間転写ベルトクリーニングユニット１６は中間転写ベルト１３上のトナーを除去する。定着装置１は搬送方向において２次転写ローラ１１より下流側に配置する。
(ii) Loading capacity of paper discharged from the fixing device 1 (for image forming apparatus)
Using the image forming apparatus shown in FIG. 8, whether or not the discharged paper can be loaded was confirmed in the configurations of Example 1, Comparative Examples 1, and 2. The image forming apparatus is an in-line type color laser beam printer. The configuration of the image forming apparatus will be described below. The image forming apparatus has four stations, namely, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk). Each station has the same configuration, and in FIG. 8, the black (Bk) station is numbered, and the numbers of the other stations are omitted. Each station is equipped with a photosensitive drum 20, which is an image carrier, a charging roller 21 that charges the photosensitive drum 20, a cleaning unit 22 that collects toner on the photosensitive drum 20, and a developing unit 23 consisting of a developing roller, toner, and a developing blade. These are integrated process cartridges that are detachable from the image forming apparatus. The exposure device 24 is a scanner unit that scans laser light using a polygonal mirror, and irradiates the photosensitive drum 20 with a scanning beam modulated based on an image signal. The photosensitive drum 20 and the primary transfer roller 25 are disposed opposite to each other with the intermediate transfer belt 13 in between. The intermediate transfer belt 13 is stretched around a tension roller 14, a secondary transfer opposing roller 12, and an auxiliary roller 15, and the secondary transfer roller 11 is disposed opposite to the secondary transfer opposing roller 12. An intermediate transfer belt cleaning unit 16 removes toner on the intermediate transfer belt 13. The fixing device 1 is disposed downstream of the secondary transfer roller 11 in the transport direction.
次に画像形成プロセスについて説明する。露光装置２４により感光ドラム２０上に静電潜像を形成する。その感光ドラム２０がトナーを表面に保持する現像ローラと接触し、感光ドラム２０上にトナー像を現像する。１次転写ローラ２５に電圧を印加し、感光ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１３に転写する。２次転写ローラ１１に電圧を印加し、給紙ローラ１７によって搬送路に給紙され、搬送ローラによって２次転写ローラ１１に搬送される用紙（用紙束の最上面の１枚）に、中間転写ベルト１３上のトナー像を転写する。定着装置１に到達するまでに用紙上に未定着のトナー像を形成するために寄与する部材は画像形成手段として機能する。定着装置１はトナー像を用紙上に加熱固着させる。その用紙は画像形成装置の排出部に積載される。 Next, the image forming process will be described. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 20 by the exposure device 24. The photosensitive drum 20 comes into contact with a developing roller that holds toner on its surface, and a toner image is developed on the photosensitive drum 20. A voltage is applied to the primary transfer roller 25, and the toner image on the photosensitive drum 20 is transferred to the intermediate transfer belt 13. A voltage is applied to the secondary transfer roller 11, and the toner image on the intermediate transfer belt 13 is transferred to a sheet of paper (the uppermost sheet of a stack of paper) that is fed to the conveying path by the paper feed roller 17 and conveyed to the secondary transfer roller 11 by the conveying roller. The members that contribute to forming an unfixed toner image on the paper before it reaches the fixing device 1 function as an image forming means. The fixing device 1 heats and fixes the toner image on the paper. The paper is then loaded onto the discharge section of the image forming device.
試験条件について以下に記す。試験室の温度を３０℃、湿度を８０％とした。用紙は坪量６０ｇ／ｍ２、厚さ８１μｍのキヤノン製ＣＳ－０６０ＦのＡ４用紙を使用した。定着装置１内のサーミスタが２２０℃を維持するよう定着装置１に投入する電力を制御した。画像形成装置のプロセススピードは２００ｍｍ／ｓｅｃである。トナー像を用紙に形成せずに、用紙を連続で１０枚通紙し、用紙の丸まり方と排出部の積載可否を確認した。 The test conditions are as follows. The temperature in the test room was 30°C and the humidity was 80%. Canon CS-060F A4 paper with a basis weight of 60 g/ m2 and a thickness of 81 μm was used. The power input to the fixing device 1 was controlled so that the thermistor in the fixing device 1 was maintained at 220°C. The process speed of the image forming device was 200 mm/sec. Without forming a toner image on the paper, 10 sheets of paper were passed through in succession to check how the paper curled and whether it could be loaded at the discharge section.
図９に、実施例１の用紙の積載性の説明図を示す。図９（ａ）は、定着装置１から排出される用紙の状態を示している。図９（ａ）において、搬送方向に対して、用紙の表面（表側の面）が内側となるように緩やかに湾曲して、定着装置１から用紙が排出された。図９（ａ）において、斜線が示されている面が用紙の裏面である。図９（ｂ）に、用紙を連続で排出した際の１枚目から３枚目までの、排出部において用紙が積載される様子を示す。用紙は画像形成装置の排出部にきれいに重なって積載された。実施例１のみならず、比較例１においても、ほぼ同様に用紙は難なく積載された。 Figure 9 shows an explanatory diagram of the paper stacking ability of Example 1. Figure 9(a) shows the state of the paper discharged from the fixing device 1. In Figure 9(a), the paper was discharged from the fixing device 1 with a gentle curve so that the front surface (front side) of the paper was facing inward in the transport direction. In Figure 9(a), the surface with diagonal lines is the back surface of the paper. Figure 9(b) shows how the first to third sheets of paper are stacked in the discharge section when the sheets are continuously discharged. The sheets were neatly stacked in the discharge section of the image forming device. Not only in Example 1, but also in Comparative Example 1, the sheets were stacked without difficulty in almost the same way.
次に、図１０に、比較例２の用紙の積載性の説明図を示す。図１０（ａ）は、定着装置１から排出される用紙の状態を示している。用紙の長手方向において、用紙の裏面が内側となるよう円筒状に丸まって用紙が排出された。図１０（ａ）において、斜線が示されている面が用紙の裏面である。図１０（ｂ）に、用紙を連続で排出した際の１枚目から３枚目までの、排出部に用紙が排出される様子を示す。まず、円筒状に丸まった用紙が１枚目として排出部に排出された。２枚目の用紙は、１枚目の用紙を押し出しつつ、排出部に排出された。同じように、３枚目の用紙は、２枚目の用紙を押し出し、２枚目の用紙が１枚目の用紙を押し出し、１枚目の用紙は排出部より落下した。比較例２では用紙の積載は不可であった。 Next, FIG. 10 shows an explanatory diagram of the stackability of paper in Comparative Example 2. FIG. 10(a) shows the state of paper discharged from the fixing device 1. The paper was discharged in a cylindrical shape with the back side of the paper facing inward in the longitudinal direction of the paper. In FIG. 10(a), the surface with diagonal lines is the back side of the paper. FIG. 10(b) shows how the first to third sheets of paper are discharged to the discharge section when the paper is continuously discharged. First, the cylindrically curled paper was discharged to the discharge section as the first sheet. The second sheet of paper was discharged to the discharge section while pushing out the first sheet of paper. In the same way, the third sheet of paper pushed out the second sheet of paper, which pushed out the first sheet of paper, and the first sheet of paper fell from the discharge section. In Comparative Example 2, paper stacking was not possible.
図１１に、分離性能として、各定着装置１による定着フィルム２からの用紙の分離の可（〇）否（×）と、排出された用紙の積載性として、排出部における用紙積載の可（〇）否（×）と、を示す。また、搬送方向の下流側におけるニップ形成部材５、６０、７０の長手方向における中央部の部分断面図と、用紙の排出方向Ｎｗを示す。用紙の排出方向Ｎｗは、搬送方向の下流側における定着フィルム２と加圧ローラ３とが接触するニップ部の接線から求められる方向である。すなわち、排出方向Ｎｗは、定着ニップ部の用紙の搬送方向における下流側の端部における接線方向である。また、図１１にはニップ接線Ｗに平行なＸ方向とＸ方向に略直交するＹ方向も図示する。 Figure 11 shows the separation performance, i.e., whether or not the paper can be separated from the fixing film 2 by each fixing device 1 (◯) and whether or not the paper can be stacked in the discharge section (◯) as the stackability of the discharged paper. It also shows a partial cross-sectional view of the center in the longitudinal direction of the nip forming members 5, 60, 70 on the downstream side of the transport direction, and the paper discharge direction Nw. The paper discharge direction Nw is the direction determined from the tangent of the nip section where the fixing film 2 and the pressure roller 3 contact on the downstream side of the transport direction. In other words, the discharge direction Nw is the tangent direction at the end of the fixing nip section on the downstream side in the transport direction of the paper. Figure 11 also shows the X direction parallel to the nip tangent W and the Y direction approximately perpendicular to the X direction.
実施例１、比較例１においては、排出方向ＮｗがＹ軸方向プラス側の方向成分を有して傾斜した状態で用紙が排出されている。加熱によって用紙が丸まる向きとは逆向きに用紙にくせをつけて用紙が排出されるため、排出部における用紙の積載が可能であった。一方、比較例２においては、第２の凸部７２が、Ｙ軸方向において、第１の凸部７１よりもマイナス側に突出しており、用紙の排出方向ＮｗがＹ軸方向マイナス側の方向成分を有して傾斜した状態で用紙が排出されている。そのため、用紙が丸まり、用紙の積載は不可であった。排出方向ＮｗがＹ軸方向プラス側に傾斜するように用紙を排出させると、用紙表面が内側になるように用紙を湾曲させて排出できるため、加熱によって用紙が円筒状に丸まる方向とは逆方向に用紙にくせづけすることができる。第１の凸部５１と第２の凸部５２とを有するニップ形成部材５を定着装置１に搭載する際には、第２の凸部５２の先端を、Ｙ軸方向において、少なくとも第１の凸部の先端よりプラス側に配置することで、用紙の積載を可能にすることができた。これらのことから、実施例１の構成であれば、用紙の分離性能と排出された用紙の積載性を両立できることが確認できた。 In Example 1 and Comparative Example 1, the paper is discharged with the discharge direction Nw tilted with a directional component on the positive side of the Y axis direction. Since the paper is discharged with the paper curled in the opposite direction to the direction in which the paper curls due to heating, it was possible to stack the paper in the discharge section. On the other hand, in Comparative Example 2, the second convex portion 72 protrudes more negatively in the Y axis direction than the first convex portion 71, and the paper is discharged with the discharge direction Nw of the paper tilted with a directional component on the negative side of the Y axis direction. As a result, the paper curls and cannot be stacked. If the paper is discharged with the discharge direction Nw tilted to the positive side of the Y axis direction, the paper can be discharged with a curved shape so that the paper surface faces inward, so the paper can be curled in the opposite direction to the direction in which the paper curls into a cylindrical shape due to heating. When mounting the nip forming member 5 having the first convex portion 51 and the second convex portion 52 on the fixing device 1, the tip of the second convex portion 52 is positioned at least on the positive side of the tip of the first convex portion in the Y-axis direction, making it possible to stack paper. From these findings, it was confirmed that the configuration of Example 1 can achieve both paper separation performance and stackability of discharged paper.
（ｉｉｉ）用紙幅方向端部の定着性能
幅方向における端部の定着性能について、実施例１、比較例１、２の構成を比較した。定着フィルム２と加圧ローラ３とで形成される定着ニップ部に、トナー像が定着フィルム２と接触する向きで用紙を突入させた。定着ニップ部から排出された用紙にトナー像が定着できているかどうかを確認した。
(iii) Fixing performance at the end in the width direction of the paper The configurations of Example 1, Comparative Examples 1 and 2 were compared with each other with regard to the fixing performance at the end in the width direction. A paper was inserted into the fixing nip portion formed by the fixing film 2 and the pressure roller 3 in a direction in which the toner image contacted the fixing film 2. It was confirmed whether the toner image was fixed on the paper discharged from the fixing nip portion.
試験条件について以下に記す。試験室の温度を１５℃、湿度を１０％とした。用紙は坪量９０ｇ／ｍ２、ＨＰ製のＬａｓｅｒＪｅｔＰａｐｅｒ（ＬＴＲ用紙）を使用した。定着装置１内のサーミスタが２２０℃を維持するよう定着装置１に投入する電力を制御した。駆動源（不図示）より加圧ローラ３を回転させ、用紙を２００ｍｍ／ｓｅｃで搬送させた。先後端余白５ｍｍ、左右余白５ｍｍ、マゼンタ色のトナーを０．５ｍｇ／ｃｍ２、シアン色のトナーを０．５ｍｇ／ｃｍ２の密度にて重ねて用紙上に形成した。ここで先後端とは用紙の搬送方向の下流側（先端）の端部と上流側（後端）の端部をいう。連続して１０枚を通紙し、用紙上にトナー像が定着できたかどうかを確認した。 The test conditions are described below. The temperature of the test room was 15°C and the humidity was 10%. The paper used was HP LaserJet Paper (LTR paper) with a basis weight of 90 g/ m2 . The power input to the fixing device 1 was controlled so that the thermistor in the fixing device 1 was maintained at 220°C. The pressure roller 3 was rotated by a driving source (not shown), and the paper was transported at 200 mm/sec. The paper was formed on the paper with leading and trailing margins of 5 mm, left and right margins of 5 mm, and a density of 0.5 mg/ cm2 of magenta toner and 0.5 mg/ cm2 of cyan toner. Here, the leading and trailing ends refer to the end on the downstream side (leading end) and the end on the upstream side (rear end) of the paper transport direction. Ten sheets were passed through in succession, and it was confirmed whether the toner image was fixed on the paper.
実施例１、比較例１の場合、用紙上のトナー像は全域で定着できた。一方、比較例２の場合、用紙の幅方向における端部の位置にて、トナー像が用紙に定着できていない箇所が複数発生した。実施例１は発熱体４１、４２の端部より外側かつ搬送方向の下流側かつニップ域外に第２の凸部が存在しない。また、比較例１は第２の凸部が存在しない。一方、比較例２は、全域に第２の凸部７２が存在する。実施例１も比較例１も幅方向の端部における定着フィルム２の温度低下が発生しなかったため、用紙全域にてトナー像が定着できた。一方、比較例２においては、ＬＴＲ用紙の幅方向の端部かつ、搬送方向の下流側かつニップ域外において、定着フィルム２に第２の凸部７２が接触する。このため、その近傍にて定着フィルム２の温度低下が発生し、それが原因で用紙上のトナー像を定着できない箇所が発生した。なお、用紙の幅方向における端部の定着性能についても、図１１に可（〇）否（×）を記載する。 In the case of Example 1 and Comparative Example 1, the toner image on the paper could be fixed over the entire area. On the other hand, in the case of Comparative Example 2, multiple locations occurred where the toner image could not be fixed on the paper at the end positions in the width direction of the paper. In Example 1, the second convex portion does not exist outside the ends of the heating elements 41 and 42, downstream in the conveying direction, and outside the nip area. In Comparative Example 1, the second convex portion does not exist. On the other hand, in Comparative Example 2, the second convex portion 72 exists over the entire area. In both Example 1 and Comparative Example 1, the temperature drop of the fixing film 2 did not occur at the end in the width direction, so the toner image could be fixed over the entire area of the paper. On the other hand, in Comparative Example 2, the second convex portion 72 comes into contact with the fixing film 2 at the end in the width direction of the LTR paper, downstream in the conveying direction, and outside the nip area. As a result, a temperature drop occurred in the vicinity of the fixing film 2, which caused a location where the toner image on the paper could not be fixed. The fixing performance at the end in the width direction of the paper is also indicated in FIG. 11 as good (◯) or bad (×).
この比較実験により、発熱体４１～４４の端部より外側かつ搬送方向の下流側かつニップ域外において、定着フィルム２と接触する第２の凸部が存在することで、定着フィルムの温度低下を招き、定着不良が発生することが確認できた。つまり、前述した領域に第２の凸部を設けないことが用紙の幅方向における端部の定着性能を満たすためには重要であることが確認できた。 This comparative experiment confirmed that the presence of the second protrusions in contact with the fixing film 2 outside the ends of the heating elements 41-44, downstream in the transport direction, and outside the nip area causes a drop in the temperature of the fixing film, resulting in poor fixing. In other words, it was confirmed that not providing the second protrusions in the aforementioned areas is important in order to satisfy the fixing performance at the ends in the width direction of the paper.
以上、実施例１によれば、第２の凸部５２の先端部分の曲率半径を定着フィルム２の内表面の半径よりも小さくすると共に、第２の凸部５２の先端を第１の凸部５１よりも加圧ローラ３又はニップ接線Ｗから遠位に配置する。これにより、用紙の分離性能及び排出された用紙の積載性を両立させることができる。さらに、用紙の幅方向において、発熱体４１、４２の内側に限定して、第２の凸部５２を配置することで、最大用紙幅のＬＴＲ用紙の端部の定着性の低下を回避できる。
以上の説明において、カラーレーザビームプリンタを例に説明したが、実施例１の定着装置は、モノクロ、カラーに関わらず、電子写真記録方式を利用する画像形成装置であれば、特に制限なく用いることができる。
As described above, according to the first embodiment, the radius of curvature of the tip portion of the second convex portion 52 is made smaller than the radius of the inner surface of the fixing film 2, and the tip of the second convex portion 52 is disposed farther from the pressure roller 3 or the nip tangent line W than the first convex portion 51. This makes it possible to achieve both paper separation performance and stackability of the discharged paper. Furthermore, by disposing the second convex portion 52 only inside the heating elements 41 and 42 in the width direction of the paper, it is possible to avoid a decrease in fixation at the end of LTR paper with the maximum paper width.
In the above description, a color laser beam printer has been taken as an example, but the fixing device of the first embodiment can be used without particular restrictions in any image forming apparatus that uses an electrophotographic recording method, regardless of whether it is monochrome or color.
以上、実施例１によれば、用紙の分離性能及び排出された用紙の積載性を向上させつつ、用紙の幅方向における端部の定着性能を低下させないようにすることができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to improve the paper separation performance and stackability of the discharged paper while preventing a decrease in the fixing performance at the ends in the width direction of the paper.
２ 定着フィルム
３ 加圧ローラ
４ ヒータ
５ ニップ形成部材
５１ 第１の凸部
５２ 第２の凸部
2 Fixing film 3 Pressure roller 4 Heater 5 Nip forming member 51 First convex portion 52 Second convex portion
Claims (8)
前記ニップ形成部材が、前記ニップ領域の内側、かつ前記搬送方向の下流側の端部の近傍に位置し、前記第１の回転体の前記内周面と当接する第１の凸部と、前記ニップ領域の外側、かつ前記搬送方向の下流側に位置し、前記第１の回転体の前記内周面と当接する第２の凸部と、を有し、
前記長手方向に見たときの前記第１の回転体と接する前記ヒータの面の延長線に対して直交する方向において、前記第１の凸部の先端と前記延長線との間の第１の距離Ｙ１が、前記第２の凸部の先端と前記延長線との間の第２の距離Ｙ２よりも小さく、前記第２の凸部が、前記延長線を越えずに、前記直交する方向において前記第２の回転体の方へ延びており、前記第２の凸部の先端部の曲率半径が、前記第１の回転体の内周円の半径よりも小さく、前記長手方向の中央部における前記第２の距離をＹ２ｃ、前記長手方向の端部における前記第２の距離をＹ２ｅとすると、Ｙ２ｅ＞Ｙ２ｃであることを特徴とする定着装置。 a nip forming member located on an inner circumferential side of the first rotor and supporting the first rotor to form a nip region which is a contact region between the first rotor and the second rotor; a heater substrate held by the nip forming member so as to be in contact with an inner circumferential surface of the first rotor; and a heater having a heating element which is linear on the surface of the heater substrate and in a longitudinal direction perpendicular to a conveying direction of a recording material, the fixing device heating a toner image carried on a recording material in the nip region,
the nip forming member has a first convex portion located inside the nip region and in the vicinity of a downstream end in the transport direction and in contact with the inner circumferential surface of the first rotating body, and a second convex portion located outside the nip region and downstream in the transport direction and in contact with the inner circumferential surface of the first rotating body,
a fixing device characterized in that, in a direction perpendicular to an extension line of the surface of the heater that contacts the first rotating body when viewed in the longitudinal direction , a first distance Y1 between the tip of the first convex portion and the extension line is smaller than a second distance Y2 between the tip of the second convex portion and the extension line , the second convex portion extends toward the second rotating body in the perpendicular direction without exceeding the extension line, a radius of curvature of the tip of the second convex portion is smaller than a radius of an inner circle of the first rotating body, and the second distance at the center in the longitudinal direction is Y2c and the second distance at an end in the longitudinal direction is Y2e, Y2e > Y2c.
前記ニップ形成部材は、前記幅広領域に対応する領域を除いた領域に前記第２の凸部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。 the heat generating element has wide regions at both ends in the longitudinal direction, the wide regions having a width greater than a width of a central portion in the transport direction;
The fixing device according to claim 1 , wherein the nip forming member has the second protrusion in an area other than an area corresponding to the wide area.
前記ヒータは、前記第１の発熱体と対称となるように前記ヒータ基板の前記短手方向の他方の端部に配置された第４の発熱体を有し、
前記第２の発熱体及び前記第３の発熱体は、前記ヒータ基板の前記短手方向において前記第１の発熱体と前記第４の発熱体との間に配置されることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。 the first heating element is disposed at one end in a short side direction of the heater substrate,
the heater has a fourth heating element disposed at the other end of the heater substrate in the short side direction so as to be symmetrical to the first heating element,
7. The fixing device according to claim 6, wherein the second heat generating element and the third heat generating element are disposed between the first heat generating element and the fourth heat generating element in the short-side direction of the heater substrate.
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 an image forming means for forming a toner image on a recording material;
The fixing device according to claim 1 ,
An image forming apparatus comprising:
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