JP2004226822A - Fixing belt, magnetic roller and image forming apparatus - Google Patents

Fixing belt, magnetic roller and image forming apparatus Download PDF

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JP2004226822A JP2003016135A JP2003016135A JP2004226822A JP 2004226822 A JP2004226822 A JP 2004226822A JP 2003016135 A JP2003016135 A JP 2003016135A JP 2003016135 A JP2003016135 A JP 2003016135A JP 2004226822 A JP2004226822 A JP 2004226822A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing belt whose heating efficiency is improved, whose irregular thickness is eliminated and whose damage at the manufacturing time is restrained. <P>SOLUTION: The fixing belt 5 is equipped with a mold-release layer 61 coming into contact with a recording medium, a laminated part 72 coming into contact with a magnetic roller, and an elastic layer 63 positioned between the mold-release layer and the laminated part. The laminated part has a plurality of heat generating layers 66, 68 and 70 containing non-magnetic conductive metal (silver or the like) and supporting layers 65, 67, 69 and 71 supporting the heat generating layers. The respective heat generating layers are made to generate heat simultaneously, and they are thinned to make electric resistance large, so that generated Joule heat is made high and the heating efficiency is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ベルト、磁性ローラ及びそれらを用いる画像形成装置に関するものである。これらの定着ベルト及び磁性ローラは、電子写真方式を採用する、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、トナー画像を加熱して記録媒体に定着させる、定着部に使用される。
【0002】
【従来の技術】
このような定着法としては、従来より、熱定着法、特に、熱ローラ定着法が、広く用いられている。
【0003】
熱ローラ定着法では、加熱ローラと加圧ローラとからなる、一対のローラを圧接させて、ニップ部を形成する。そして、トナー画像が形成された記録媒体を、ニップ部を通過させることにより、記録媒体上のトナーを、加熱して溶融させ、トナーを記録媒体上に融着させる。熱ローラ定着法では、ヒートローラ全体が所定の温度に保持されるため、高速化に適しているが、その反面、待ち時間が長い。
【0004】
そこで近年、エンドレスベルト定着法が、提案されている。この方法では、フィルム状の定着ベルトを介して、記録媒体上のトナーを加熱する。この定着法では、ヒートローラ等が短時間で所定の温度に達し、電源投入時の待ち時間がほぼゼロとなるし、消費電力が少ない。
【0005】
そしてエンドレスベルト定着法をさらに進め、誘導加熱部により電磁誘導を発生させ、加熱ローラを加熱する技術がある。この技術を、図10及び図11を用いて説明する。
【0006】
図10に示すように、定着ローラ100と加圧ローラ101とが圧接してニップ部102が形成される。また、定着ローラ100から離れた位置に、加熱ローラ104が回転自在に軸支され、定着ローラ100と加熱ローラ104とには、無端状の定着ベルト105が調帯されている。この点について、例えば特許文献1を参照されたい。
【0007】
したがって、定着ローラ100と加熱ローラ104とが回転すると、定着ベルト105は矢印で示すように移動する。
【0008】
加熱ローラ104は、例えば鉄等の磁性金属部材から構成され、誘導加熱部103が加熱ローラ104に臨んでいる。誘導加熱部103を駆動すると、電磁誘導により交番磁界が発生し、加熱ローラ104が加熱され、その熱は定着ベルト105へ伝達される。
【0009】
そして、加熱された定着ベルト105がニップ部102に至り、図示しない記録媒体が加熱される。
【0010】
さらに、図11に示すように、定着ベルト106に工夫を凝らした技術もある。このものでは、図11に一部拡大して示しているように、定着ベルト106そのものに単層の発熱層107を設けている。
【特許文献1】特開2001−318546号公報(図1)
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図11に示す従来技術によっても、次のような問題点がある。
(1)単層の発熱層107のみでは、発熱効率向上についての寄与度が小さく不足しがちである。
(2)発熱層107を形成する際、発熱層107の厚みムラが発生することは不可避であるが、単層のみでは、一旦発生した厚みムラを低減するすべがない。
(3)定着ベルト106を製造するについて、定着ベルト106の各層を、使用時と逆順に形成し、最後に、反転させる工法があるが、発熱層107の量を増やすため、発熱層107の厚さを大きくすると、反転時に発熱層107が割れるなど、製造時の破損が発生しやすい。
【0011】
そこで本発明は、発熱効率を向上でき、厚みムラを吸収でき、しかも製造時の破損を抑制できる定着ベルト及びその間連技術を提供することを、目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の定着ベルトは、記録媒体に接触する離型層と、磁性ローラに接触する積層部と、離型層と積層部との間に位置する弾性層とを備え、積層部は、非磁性導電性金属を含む、複数の発熱層と、発熱層を支持する支持層とを有する。
【0013】
この構成において、非磁性導電性金属を含めて、発熱層を構成したので、磁性ローラに発生させる交番磁界を邪魔せず、発熱効率を向上できる。
【0014】
発熱層を、複数分けて設けたので、各発熱層のそれぞれを、同時に発熱させ、発熱効率を向上できる。また、単層で構成する場合に比べ、発熱層全体の厚さを、複数の発熱層の厚さに分割し、各発熱層を薄く形成できるため、各発熱層の電気抵抗を相対的に大きくでき、発生するジュール熱を高めて、発熱効率を向上できる。
【0015】
各発熱層において、それぞれ厚みムラがあっても、複数の発熱層により、厚みムラを平均化あるいは相殺して、各発熱層における厚みムラを吸収し、定着ベルト全体として、均一に発熱できる。
【0016】
請求項2記載の定着ベルトでは、積層部は、発熱層と支持層とを、交互に積層して構成される。
【0017】
この構成により、各発熱層を支持層で挟み、強度を高めることにより、発熱層を破損から保護できる。
【0018】
請求項3記載の定着ベルトでは、非磁性導電性金属は、銀である。
【0019】
この構成により、同種の金は高価であり、銅は酸化あるいは硫化しやすいが、これらに対して、銀はコストがそれほど大でなく、しかも変質しにくいため、好適に適用できる。
【0020】
請求項4記載の定着ベルトでは、離型層は、フッ素樹脂を含み、フッ素樹脂は、四フッ化エチレン重合体(PTFE)、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体(PFA)及びフッ化エチレン−プロピレン共重合体(PFEP)からなる群から、一種又は二種以上選択されたものである。
【0021】
この構成により、トナーの離型性が良好に保持される。
【0022】
請求項5記載の定着ベルトでは、支持層は、耐熱性合成樹脂を含み、耐熱性合成樹脂は、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)からなる群から、一種又は二種以上選択されたものである。
【0023】
この構成により、強度、耐熱性、価格性等が優れた、支持層を形成できる。
【0024】
請求項6記載の定着ベルトでは、発熱層は、積層部に2層以上5層以下設けられる。
【0025】
この構成により、現実的に製造しやすくなる。
【0026】
請求項7記載の定着ベルトでは、発熱層は、積層部において、磁性ローラ側よりも記録媒体側に近接して配置される。
【0027】
この構成により、発熱層が、加熱対象である記録媒体に近づき、熱伝導に対する抵抗を少なくして、記録媒体を効率良く加熱できる。
【0028】
請求項8記載の定着ベルトでは、複数の発熱層は、それぞれ等厚に形成される。
【0029】
この構成により、発熱層形成のプロセスを、同じプロセスの繰り返しにより実現でき、製造容易性及び歩留まりを向上できる。
【0030】
請求項9記載の定着ベルトでは、複数の発熱層において、最も記録媒体側に配置される発熱層は、他の発熱層よりも薄く形成される。
【0031】
この構成により、記録媒体に最も近い発熱層の電気抵抗を、他の発熱層に比べ相対的に大きくして、発生するジュール熱を高め、記録媒体を一層効率よく加熱できる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における画像形成装置の断面図である。
【0033】
図1に示すように、この画像形成装置10は、電子写真方式を採用したものであり、さらに詳しくは、タンデム方式によるものである。しかしながら、本発明は、タンデム方式の画像形成装置に限定されるものではなく、例えば、現像部の数や、転写ベルトの有無等にかかわらず、種々の画像形成装置に適用できる。
【0034】
さて、無端状に形成される転写ベルト11は、駆動ローラ12とテンションローラ13とに掛け渡され、顕像化されたトナー像を、保持する。そして、駆動ローラ12とテンションローラ13とが、矢印A方向に回転することにより、転写ベルト11は、矢印N1方向に移動する。
【0035】
転写ベルト11の上部側には、転写ベルト11に、ブラック画像を形成する画像形成部28、シアン画像を形成する画像形成部29、マゼンダ画像を形成する画像形成部30、イエロー画像を形成する画像形成部31が、この順に、配設されている。
【0036】
これらの画像形成部28〜30は、形成する画像の色が異なるだけであるから、以下、主に、ブラック画像を形成する画像形成部28について、説明する。
【0037】
この画像形成部28のうち、帯電部33は、感光体ドラム32の周面を、一様に所定電位に帯電させる。
【0038】
露光部23は、感光体ドラム32の周面上に、レーザビームの走査線24を照射し、感光体ドラム32の周面上に、ブラック成分に関する潜像を形成する。同様に、他の色の画像形成部29〜30についても、露光部23からその感光体ドラムに、走査線25〜27が照射され、当該色成分に関する潜像が形成される。
【0039】
現像部34は、感光体ドラム32の周面上に形成された潜像を顕像化する。転写部35は、感光体ドラム32の周面上に顕像化されたトナー像を、転写ベルト11に転写する。
【0040】
クリーナ36は、転写ベルト11へのトナー像の転写の後に、感光体ドラム32の周面上に残存している、残留トナーを除去する。
【0041】
さらに、画像形成部28〜31により、シアン、マゼンダ、イエローの各成分についても、トナー像が、転写ベルト11に、順次転写され、4色成分が転写ベルト11上に重ね合わされて、フルカラーのトナー像が、転写ベルト11上に形成される。
【0042】
また、記録紙等の記録媒体9は、給紙カセット16に収納されており、給紙ローラ17によって、1枚ずつ搬送路18へ繰り出される。
【0043】
駆動ローラ12には、転写ローラ14が対面しており、搬送路18を進む記録媒体9が、駆動ローラ12と転写ローラ14とに挟持され、転写ベルト11と圧接することにより、記録媒体9に、フルカラーのトナー像が、一括転写される。
【0044】
記録媒体9は、この一括転写の後、搬送路18を進み、定着部19のニップ部22を通過する。この通過の際、記録媒体9に一括転写された、フルカラーのトナー像(未定着)は、ニップ部22において、高温の定着ローラ6と加圧ローラ7とに、挟持されることにより、溶融し加圧され、記録媒体9に定着する。
【0045】
次に、図2を用いて、定着部19について、説明する。図2は、本発明の一実施の形態における定着部の断面図である。
【0046】
まず、図2に示すように、加圧ローラ7は、熱伝導の高い金属(例えば、ステンレス鋼、アルミ等)製で円筒状の芯金7aと、この芯金7aの周面を被覆する、弾性部7bとからなる。この弾性部7bは、耐熱性およびトナー離型性が優れた材料で構成する。
【0047】
加圧ローラ7は、ニップ部22において、定着ベルト5を介し、定着ローラ6を押圧する。
【0048】
なお、本形態では、加圧ローラ7の外径を、定着ローラ6と同じ30mm程度とし、加圧ローラ7の肉厚を2〜5mm程度として定着ローラ6のそれより薄く、さらに、加圧ローラ7の硬度を20〜80°(Asker C)程度として、定着ローラ6のそれより硬くしている。
【0049】
これにより、ニップ部22の出口部において、トナーの剥離作用を大きくすることができる。
【0050】
磁性ローラ39は、磁性金属部材(例えば、ステンレス鋼等)を、中空円筒状(外径:例えば20mm、肉厚:例えば0.3mm)に形成して構成される。磁性ローラ39の熱容量は、低く設定され、それにより、磁性ローラ39が速やかに昇温するようにしている。
【0051】
定着ローラ6は、金属(例えば、ステンレス鋼など)製で円筒状の芯金6aと、この芯金6aの周囲を被覆する、弾性部6bとからなる。この弾性部6bは、耐熱性を有するシリコーンゴムをソリッド状または発泡状にして形成される。
【0052】
なお、本形態では、定着ローラ6の外径を30mm程度とし、磁性ローラ39のそれと同程度とし、弾性部6bの肉厚を3〜8mm程度、弾性部6bの硬度を15〜50°(Asker C)程度としている。このため、加圧ローラ7からの押圧力で、ニップ部22において、定着ローラ6と加圧ローラ7との間に、所定幅の接触部が形成される。
【0053】
加圧ローラ39は、後に詳述するように、誘導加熱部44により加熱される。定着ベルト5は、磁性ローラ39と定着ローラ6とに張架され、加圧ローラ39に周接している。
【0054】
したがって、図示しない駆動手段によって、定着ローラ6が回転すると、定着ベルト5が、矢印N2方向に回転し、定着ベルト5は、その内面が連続的に、全体に亘って、加熱されることになる。
【0055】
次に、誘導加熱部44は、次の要素を有する。まず、ガイド板40は、磁性ローラ39の外周を取り囲むように、半円弧状に形成され、磁性ローラ39に近接配置されている。
【0056】
励磁コイル41は、長い一本の励磁コイル線材を、ガイド板40に沿って、磁性ローラ39の軸方向を向くように、巻き付けられてなり、その巻き付け長さは、定着ベルト5と磁性ローラ39とが接する領域の長さと同じにされている。
【0057】
こうすると、誘導加熱部44により、磁性ローラ39が、効率よく電磁誘導加熱され、発熱している磁性ローラ39の表面と定着ベルト5とが接する時間が、最大となるので、伝熱効率が高くなる。
【0058】
なお、励磁コイル41は、発振回路が周波数可変とされた駆動電源(図示せず)に接続され、励磁されている。
【0059】
励磁コイル41のさらに外側には、フェライト等の強磁性体を、半円弧状に形成したコア42が、配置され、このコア42は、支持部材43に固定されて、励磁コイル41に近接する位置に、支持される。なお、本形態において、コア42の比透磁率は、2500としている。
【0060】
励磁コイル41には、図示しない駆動電源から、10kHz〜1MHzの高周波交流電流、好ましくは20kHz〜800kHzの高周波交流電流が給電され、これにより、励磁コイル41の周囲に、交番磁界が発生する。
【0061】
そして、磁性ローラ39と定着ベルト5とが周接する部分及びその近傍において、この交番磁界が、磁性ローラ39の発熱層及び定着ベルト5の各発熱層(詳細は後述)に作用し、これらの内部では、この交番磁界による、磁界の変化を妨げる方向に渦電流が流れる。
【0062】
この渦電流とこれらの発熱層の電気的抵抗とにより、ジュール熱が発生し、もって、磁性ローラ39及び定着ベルト5が、電磁誘導により発熱するものである。
【0063】
例えば、サーミスタ等からなる、温度センサ45は、ニップ部22の入口側近傍において、定着ベルト5の内面側に当接し、定着ベルト5の内面の温度を検出する。
【0064】
図3は、同定着ベルト製造装置の概略斜視図である。図3に示すように、この製造装置は、手前側の塗布ステージと、奥側のヒータステージとを有する。そして、成形型1は、図示しない回転手段に駆動されて、矢印R1方向に回転しながら、移動経路50に沿って、塗布ステージと、ヒータステージとを、矢印N3方向に移動する。
【0065】
塗布ステージには、各層を構成する樹脂等を、成形型1の成形面1aに向かって、鉛直下向きに塗布するスプレーを備えた、塗布器52が配設されている。塗布器52は、図示しない移動手段に駆動されて、矢印N4方向に往復移動し、成形面1aに均等に樹脂を塗布する。
【0066】
また、ヒータステージには、ヒータ51が配設されており、ヒータ51による加熱条件(時間、温度等)を所定のプロファイルに従って、設定することにより、成形面1aの最外周に塗布された各層を、乾燥したり、焼成したり、することができるようになっている。
【0067】
なお、本例では、各層について、塗装及び焼成を行った後、定着ベルト5全体を最終焼成する。そして、製品を成形型1から離型するのと、同時またはその後に、反転し定着ベルト5となす。
【0068】
次に、図4を用いて、実施の形態1における、定着ベルト5を構成する各層について、記録媒体9側から磁性ローラ39側の順に、説明する。
【0069】
まず、離型層61は、定着ベルト5において、最も記録媒体9側(図4の上側)にあり、記録媒体9に接触する。
【0070】
離型層61に用いるフッ素樹脂は、四フッ化エチレン重合体(PTFE)、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体(PFA)及びフッ化エチレン−プロピレン共重合体(PFEP)からなる群から選択された少なくとも1つであることが好ましい。
【0071】
また、離型層61の焼成温度は、330〜430℃であることが好ましい。この温度範囲であれば、離型層61の成膜性も良好で、離型層61の劣化も発生しない。また、離型層61の焼成後の厚さは、5〜50μmであることが好ましい。この厚さ範囲であれば、離型層61の摩耗耐久性が良好で、表面硬度を高く維持しつつ、離型層61が破壊してしまうことがない。特に、15〜25μmの範囲がより好ましく、本例では、20μmとしている。
【0072】
これらのフッ素樹脂を離型層61として用いた定着ベルトは、定着性、表面硬度、表面離型性、表面粗度、耐久性、膜厚自由度の点で優れており、特に、トナーの定着性、離型性及び離型層61の耐久性に優れている。
【0073】
なお、フッ素樹脂の中に必要に応じて、導電材、耐摩耗材、良熱伝導材をフィラーとして添加することもできる。
【0074】
プライマ層62は、フッ素ゴム等で薄く形成する。
【0075】
弾性層63は、JIS硬度がA1〜A80度のシリコーンゴムからなることが好ましい。このJIS硬度範囲であれば、弾性層63の強度の低下、密着性の不良を防止しつつ、定着性の不良を防止できる。このシリコーンゴムとしては具体的には、1成分系、2成分系又は3成分系以上のシリコーンゴム、RTV型又はHTV型のシリコーンゴム、縮合型又は付加型のシリコーンゴム等を使用できる。
【0076】
また、弾性層63の焼成温度は、150〜300℃であることが好ましい。この温度範囲であれば、弾性層63の揮発分の残留、強度不足を防止しつつ、弾性層63の劣化及び硬化が発生しない。また、弾性層63の焼成後の厚さは、30〜1000μmであることが好ましい。この厚さ範囲であれば、弾性層63の弾性効果を維持しつつ、断熱性を低く抑えることができて省エネルギー効果を発揮できる。特に、100〜300μmがより好ましく、本例では、115μmとしている。
【0077】
また、プライマ層64は、カップリング剤やフッ素ゴム等で形成する。
【0078】
そして、プライマ層64よりも、磁性ローラ39側には、支持層と発熱層とを交互に積層して構成した、積層部72が設けられる。積層部72の図1の最下面は、磁性ローラ39に接触する。
【0079】
発熱層は、非磁性導電性金属(本例では銀)からなる箔片を、ポリイミド(PI)に含有させたものにより形成され、製造面を考慮し2層以上5層以下設けることが望ましい。本例では、第1発熱層66、第2発熱層68、第3発熱層70の3層設けている。
【0080】
そして、図4に示すように、本形態では、第1発熱層66、第2発熱層68、第3発熱層70を、薄く均一の厚さ(t1=t2=t3=15μm)としている。第1発熱層66、第2発熱層68、第3発熱層70を積層部72内に均等に分布させるのではなく、意図的に、記録媒体9側へ近づくように偏在させている。これにより、記録媒体9への距離を短くして、記録媒体9へ熱が伝わりやすいようにしている。
【0081】
このため、第1支持層65を15μm、第2支持層67及び第3支持層69を10μm、第4支持層71を40μmというように、支持層の厚さを調整してある。
【0082】
勿論、以上の数値は、一例に過ぎないのであって、本発明は、これらの数値に限定されるものではない。
【0083】
次に、図5を用いて、定着ベルト5に複数の発熱層を設けた場合の、定着ベルト5の発熱について説明する。誘導加熱部44を駆動すると、単層の発熱層による場合と同様に、図5に矢印N5で示す交番磁界が発生する。
【0084】
ところが、この交番磁界は、第1発熱層66、第2発熱層68、第3発熱層70の全てを通過するため、第1発熱層66、第2発熱層68、第3発熱層70の全てについて、矢印N6で示すような渦電流が流れる。
【0085】
しかも、第1発熱層66、第2発熱層68、第3発熱層70を一体化した単層の発熱層に比べ、第1発熱層66、第2発熱層68、第3発熱層70は、それぞれ断面積が小さくなっており、電気抵抗が大きくなっている。
【0086】
したがって、第1発熱層66、第2発熱層68、第3発熱層70の全てが、同時に発熱すると共に、電気抵抗が大きくなったことにより、発生するジュール熱が大きくなる。このため、定着ベルト5全体としての、発熱効率が、大幅に向上する。
【0087】
これらの支持層65、67、69、71は、耐熱性合成樹脂からなることが好ましい。耐熱性合成樹脂は、ポリイミド(PI)又はポリアミドイミド(PAI)であることが好ましい。
【0088】
また、これら支持層65、67、69、71の焼成温度は、150〜300℃であることが好ましい。この温度範囲であれば、強度低下もなく、また弾性層63を劣化させることもない。また、これら支持層65、67、69、71の焼成後の合計厚さは、50〜200μmであることが好ましい。この厚さ範囲であれば、支持層4の強度、摩耗耐久性を維持しつつ、可撓性を低下させず、断熱性を低く抑えることができて省エネルギー効果を発揮できる。
【0089】
(実施の形態2)
以下、実施の形態1との相違点のみを述べ、共通点は省略する。
【0090】
さて、実施の形態2では、図6に示すように、第1発熱層66の厚さ(例:t1=13μm)を、他の第2発熱層68、第3発熱層70の厚さ(例:t2=t3=16μm)よりも、小さくしている。
【0091】
これにより、記録媒体9に最も近い第1発熱層66の電気抵抗が、実施の形態1よりもさらに大きくなり、定着ベルト5の発熱効率が向上する。
【0092】
また、この点は、次に述べるように、定着ベルト5を製造する際における問題を改善するものである。即ち、支持層にポリイミド(PI)又はポリアミドイミド(PAI)を使用し、各層の塗布及び焼成を行った後、定着ベルト5全体を最終焼成する際に、支持層のイミド化が進行し、支持層に含まれていた、溶剤が揮発する。その結果、支持層は、大きく収縮する。
【0093】
しかも、図7に一部拡大して示しているように、発熱層82を支持層80と支持層81とで積層した場合、銀粒子83を含む発熱層82は、殆ど収縮せず、支持層80と支持層81とは大きく収縮する。この収縮量の差によって、図8に示すようにウネリが発生する。
【0094】
本発明者らの観察によると、このウネリは、特に、積層部72とプライマ層64との境目付近で顕著に発生している。そこで、この境目に近い、第1発熱層66をより薄くし、第1発熱層66が支持層と同種の素材からなる場合に、極力近づけて、ウネリの発生を抑制しているのである。
【0095】
(実施の形態3)
実施の形態3において、画像形成装置自体の概要については、実施の形態1に係る図1と同様である。
【0096】
しかしながら、実施の形態3では、実施の形態1、2と異なり、熱ローラ定着法を採用し、定着部19を、図9に示すように、構成している。即ち、磁性ローラ90そのものと、加圧ローラ7とにより、ニップ部22を形成する。
【0097】
ここで、磁性ローラ90は、磁性ローラ39と同様に構成されるローラ本体91と、ローラ本体91の周面に設けられる複合層92とを備える。
【0098】
また、複合層92は、実施の形態1又は実施の形態2における、定着ベルト5と同様に構成する。したがって、実施の形態1、2と同様に、ローラ本体91のみの場合よりも、磁性ローラ90の発熱効率を向上できる。
【0099】
なお、複合層92をローラ本体91に設けるには、
(1)定着ベルト5と同様に、ローラ本体91とは別体に複合層92(はじめから円筒状に形成する場合と、帯状に形成したものを丸めて無端状にする場合が考えられる)を設ける、
(2)ローラ本体91の周面に、直接複合層92を構成する各層61〜71を形成する、
のいずれによっても、差し支えない。
【0100】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果がある。
(1)各発熱層のそれぞれを、同時に発熱させ、発熱効率を向上できる。各発熱層における厚みムラを平均化して、吸収できる。
(2)各発熱層を支持層で挟み、発熱層を破損から保護できる。
(3)発熱層を、加熱対象である記録媒体に近づけ、記録媒体を効率良く加熱できる。
(4)また、熱ローラ定着法による、磁性ローラについても、同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における画像形成装置の断面図
【図2】同定着部の断面図
【図3】同定着ベルト製造装置の概略斜視図
【図4】同定着ベルトの断面図
【図5】同定着ベルトによる発熱過程説明図
【図6】本発明の実施の形態2における定着ベルトの断面図
【図7】同定着ベルトの一部断面図
【図8】同定着ベルトの一部断面図
【図9】本発明の実施の形態3における定着ベルトの断面図
【図10】従来の定着部の断面図
【図11】従来の定着部の断面図
【符号の説明】
9 記録媒体
19 定着部
22 ニップ部
28〜31 画像形成部
39、90 磁性ローラ
44 誘導加熱部
61 離型層
63 弾性層
65、67、69、71 支持層
66、68、70 発熱層
91 ローラ本体
92 複合層
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing belt, a magnetic roller, and an image forming apparatus using the same. These fixing belts and magnetic rollers are used in a fixing unit that heats a toner image and fixes it on a recording medium in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, or a printer that employs an electrophotographic method.
[0002]
[Prior art]
As such a fixing method, a heat fixing method, particularly a heat roller fixing method, has been widely used.
[0003]
In the heat roller fixing method, a nip portion is formed by pressing a pair of rollers including a heating roller and a pressure roller into pressure contact with each other. Then, the recording medium on which the toner image is formed is passed through the nip portion, so that the toner on the recording medium is heated and melted, and the toner is fused on the recording medium. In the heat roller fixing method, since the entire heat roller is maintained at a predetermined temperature, it is suitable for speeding up, but on the other hand, the waiting time is long.
[0004]
Therefore, in recent years, an endless belt fixing method has been proposed. In this method, the toner on the recording medium is heated via a film-like fixing belt. In this fixing method, the temperature of the heat roller or the like reaches a predetermined temperature in a short time, the waiting time when the power is turned on becomes almost zero, and the power consumption is small.
[0005]
Then, there is a technique in which the endless belt fixing method is further advanced, electromagnetic induction is generated by an induction heating unit, and the heating roller is heated. This technique will be described with reference to FIGS.
[0006]
As shown in FIG. 10, the nip portion 102 is formed by pressing the fixing roller 100 and the pressure roller 101 in pressure. A heating roller 104 is rotatably supported at a position distant from the fixing roller 100, and an endless fixing belt 105 is adjusted between the fixing roller 100 and the heating roller 104. In this regard, refer to Patent Document 1, for example.
[0007]
Therefore, when the fixing roller 100 and the heating roller 104 rotate, the fixing belt 105 moves as indicated by an arrow.
[0008]
The heating roller 104 is made of, for example, a magnetic metal member such as iron, and the induction heating unit 103 faces the heating roller 104. When the induction heating unit 103 is driven, an alternating magnetic field is generated by electromagnetic induction, the heating roller 104 is heated, and the heat is transmitted to the fixing belt 105.
[0009]
Then, the heated fixing belt 105 reaches the nip 102, and a recording medium (not shown) is heated.
[0010]
Further, as shown in FIG. 11, there is a technique in which the fixing belt 106 is devised. In this case, as shown in a partially enlarged view in FIG. 11, a single heating layer 107 is provided on the fixing belt 106 itself.
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-318546 (FIG. 1)
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique shown in FIG. 11 has the following problems.
(1) With only the single heating layer 107, the contribution to the improvement of the heating efficiency is small and tends to be insufficient.
(2) When the heat generating layer 107 is formed, it is inevitable that thickness unevenness of the heat generating layer 107 occurs, but there is no way to reduce the once generated thickness unevenness with only a single layer.
(3) In manufacturing the fixing belt 106, there is a method of forming each layer of the fixing belt 106 in the reverse order of use, and finally, inverting the layers. However, in order to increase the amount of the heat generating layer 107, the thickness of the heat generating layer 107 is increased. If the thickness is increased, breakage at the time of manufacturing is likely to occur, such as the heating layer 107 being cracked at the time of inversion.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fixing belt capable of improving heat generation efficiency, absorbing thickness unevenness, and suppressing breakage during manufacturing, and a technique for connecting the fixing belt.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The fixing belt according to claim 1, further comprising: a release layer that contacts the recording medium; a laminated portion that contacts the magnetic roller; and an elastic layer that is located between the release layer and the laminated portion. It has a plurality of heat generating layers containing a non-magnetic conductive metal and a support layer for supporting the heat generating layers.
[0013]
In this configuration, since the heat generation layer includes the nonmagnetic conductive metal, the heat generation efficiency can be improved without disturbing the alternating magnetic field generated in the magnetic roller.
[0014]
Since a plurality of heat generating layers are provided separately, each of the heat generating layers can simultaneously generate heat, thereby improving heat generation efficiency. Also, compared to a single-layer structure, the entire heat-generating layer can be divided into a plurality of heat-generating layers, and each heat-generating layer can be formed thin, so that the electric resistance of each heat-generating layer is relatively large. The heat generation efficiency can be improved by increasing the generated Joule heat.
[0015]
Even if the thickness of each heat generating layer is uneven, the plurality of heat generating layers average or cancel out the thickness unevenness, absorb the thickness unevenness of each heat generating layer, and generate heat uniformly in the entire fixing belt.
[0016]
In the fixing belt according to the second aspect, the laminated portion is configured by alternately laminating the heat generating layers and the support layers.
[0017]
With this configuration, the heat generation layers can be protected from damage by sandwiching each heat generation layer between the support layers and increasing the strength.
[0018]
In the fixing belt according to the third aspect, the nonmagnetic conductive metal is silver.
[0019]
With this configuration, the same type of gold is expensive and copper is easily oxidized or sulfided, whereas silver is not so expensive and hardly deteriorates, so that it can be suitably applied.
[0020]
In the fixing belt according to the fourth aspect, the release layer contains a fluororesin, and the fluororesin is a tetrafluoroethylene polymer (PTFE), an ethylene tetrafluoride-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA), and a fluorine resin. One or more selected from the group consisting of fluorinated ethylene-propylene copolymer (PFEP).
[0021]
With this configuration, the releasability of the toner is favorably maintained.
[0022]
6. The fixing belt according to claim 5, wherein the support layer includes a heat-resistant synthetic resin, and the heat-resistant synthetic resin is selected from one or more of a group consisting of polyimide (PI) and polyamideimide (PAI). It is.
[0023]
With this configuration, a support layer having excellent strength, heat resistance, cost performance, and the like can be formed.
[0024]
In the fixing belt according to the sixth aspect, the heat generating layer is provided in the laminated portion with two to five layers.
[0025]
With this configuration, it becomes practically easy to manufacture.
[0026]
In the fixing belt according to the seventh aspect, the heat generating layer is disposed closer to the recording medium side than to the magnetic roller side in the laminated portion.
[0027]
With this configuration, the heating layer approaches the recording medium to be heated, and the resistance to heat conduction is reduced, so that the recording medium can be efficiently heated.
[0028]
In the fixing belt according to the eighth aspect, the plurality of heat generating layers are each formed to have the same thickness.
[0029]
With this configuration, the process of forming the heat generating layer can be realized by repeating the same process, and the ease of manufacturing and the yield can be improved.
[0030]
In the fixing belt according to the ninth aspect, among the plurality of heat generating layers, the heat generating layer disposed closest to the recording medium is formed thinner than the other heat generating layers.
[0031]
With this configuration, the electric resistance of the heat generating layer closest to the recording medium is made relatively large as compared with the other heat generating layers, the generated Joule heat is increased, and the recording medium can be heated more efficiently.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view of the image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0033]
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 10 employs an electrophotographic system, and more specifically, employs a tandem system. However, the present invention is not limited to a tandem-type image forming apparatus, and can be applied to various image forming apparatuses regardless of the number of developing units, the presence or absence of a transfer belt, and the like.
[0034]
The transfer belt 11 formed endlessly is wound around a drive roller 12 and a tension roller 13 and holds a visualized toner image. Then, when the drive roller 12 and the tension roller 13 rotate in the direction of arrow A, the transfer belt 11 moves in the direction of arrow N1.
[0035]
On the upper side of the transfer belt 11, on the transfer belt 11, an image forming unit 28 for forming a black image, an image forming unit 29 for forming a cyan image, an image forming unit 30 for forming a magenta image, and an image for forming a yellow image The forming parts 31 are arranged in this order.
[0036]
Since these image forming units 28 to 30 differ only in the color of the image to be formed, the image forming unit 28 that forms a black image will be mainly described below.
[0037]
The charging section 33 of the image forming section 28 uniformly charges the peripheral surface of the photosensitive drum 32 to a predetermined potential.
[0038]
The exposure unit 23 irradiates a scanning line 24 of a laser beam onto the peripheral surface of the photosensitive drum 32, and forms a latent image related to a black component on the peripheral surface of the photosensitive drum 32. Similarly, with respect to the image forming units 29 to 30 of other colors, the exposure unit 23 irradiates the photosensitive drums with the scanning lines 25 to 27 to form latent images related to the color components.
[0039]
The developing unit 34 visualizes the latent image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 32. The transfer unit 35 transfers the visualized toner image on the peripheral surface of the photoconductor drum 32 to the transfer belt 11.
[0040]
The cleaner 36 removes residual toner remaining on the peripheral surface of the photosensitive drum 32 after the transfer of the toner image to the transfer belt 11.
[0041]
Further, toner images of cyan, magenta, and yellow components are sequentially transferred to the transfer belt 11 by the image forming units 28 to 31, and the four color components are superimposed on the transfer belt 11 to form a full-color toner. An image is formed on the transfer belt 11.
[0042]
The recording medium 9 such as recording paper is stored in a paper feed cassette 16, and is fed out one by one to a transport path 18 by a paper feed roller 17.
[0043]
The transfer roller 14 faces the drive roller 12, and the recording medium 9 that travels along the transport path 18 is sandwiched between the drive roller 12 and the transfer roller 14 and pressed against the transfer belt 11, so that the recording medium 9 , A full-color toner image is collectively transferred.
[0044]
After the batch transfer, the recording medium 9 advances along the transport path 18 and passes through the nip 22 of the fixing unit 19. During this passage, the full-color toner image (unfixed), which is collectively transferred to the recording medium 9, is melted by being sandwiched between the high-temperature fixing roller 6 and the pressure roller 7 in the nip portion 22. It is pressed and fixed to the recording medium 9.
[0045]
Next, the fixing unit 19 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view of the fixing unit according to the embodiment of the present invention.
[0046]
First, as shown in FIG. 2, the pressure roller 7 is made of a metal having high heat conductivity (for example, stainless steel, aluminum, or the like) and covers a cylindrical core 7 a and a peripheral surface of the core 7 a. And an elastic portion 7b. The elastic portion 7b is made of a material having excellent heat resistance and toner releasability.
[0047]
The pressure roller 7 presses the fixing roller 6 via the fixing belt 5 at the nip portion 22.
[0048]
In this embodiment, the outer diameter of the pressure roller 7 is about 30 mm, which is the same as that of the fixing roller 6, and the thickness of the pressure roller 7 is about 2 to 5 mm, which is thinner than that of the fixing roller 6. The hardness of the fixing roller 6 is set to be about 20 to 80 ° (Asker C) so as to be harder than that of the fixing roller 6.
[0049]
This makes it possible to increase the toner peeling action at the outlet of the nip 22.
[0050]
The magnetic roller 39 is formed by forming a magnetic metal member (for example, stainless steel or the like) into a hollow cylindrical shape (outer diameter: for example, 20 mm, wall thickness: for example, 0.3 mm). The heat capacity of the magnetic roller 39 is set low, so that the temperature of the magnetic roller 39 rises quickly.
[0051]
The fixing roller 6 includes a cylindrical metal core 6a made of metal (for example, stainless steel) and an elastic portion 6b that covers the periphery of the metal core 6a. The elastic portion 6b is formed by solidifying or foaming silicone rubber having heat resistance.
[0052]
In this embodiment, the outer diameter of the fixing roller 6 is about 30 mm, that of the magnetic roller 39 is about the same, the thickness of the elastic part 6b is about 3 to 8 mm, and the hardness of the elastic part 6b is 15 to 50 ° (Asker C). Therefore, a contact portion having a predetermined width is formed between the fixing roller 6 and the pressure roller 7 at the nip portion 22 by the pressing force from the pressure roller 7.
[0053]
The pressure roller 39 is heated by the induction heating unit 44, as will be described in detail later. The fixing belt 5 is stretched between the magnetic roller 39 and the fixing roller 6 and is in circumferential contact with the pressure roller 39.
[0054]
Therefore, when the fixing roller 6 is rotated by a driving unit (not shown), the fixing belt 5 rotates in the direction of the arrow N2, and the inner surface of the fixing belt 5 is continuously and entirely heated. .
[0055]
Next, the induction heating unit 44 has the following elements. First, the guide plate 40 is formed in a semicircular shape so as to surround the outer periphery of the magnetic roller 39, and is arranged close to the magnetic roller 39.
[0056]
The exciting coil 41 is formed by winding one long exciting coil wire along the guide plate 40 so as to face the axial direction of the magnetic roller 39. The winding length is determined by the fixing belt 5 and the magnetic roller 39. Is the same as the length of the area in contact.
[0057]
In this way, the induction heating section 44 efficiently heats the magnetic roller 39 by electromagnetic induction, and the time during which the surface of the heat generating magnetic roller 39 and the fixing belt 5 are in contact with each other is maximized, so that the heat transfer efficiency is increased. .
[0058]
The excitation coil 41 is connected to a drive power supply (not shown) whose oscillation circuit is variable in frequency and is excited.
[0059]
A core 42 in which a ferromagnetic material such as ferrite is formed in a semicircular arc shape is disposed further outside the excitation coil 41, and the core 42 is fixed to a support member 43 and is located at a position close to the excitation coil 41. It is supported. In this embodiment, the relative magnetic permeability of the core 42 is 2500.
[0060]
A high-frequency AC current of 10 kHz to 1 MHz, preferably a high-frequency AC current of 20 kHz to 800 kHz is supplied to the excitation coil 41 from a drive power supply (not shown), whereby an alternating magnetic field is generated around the excitation coil 41.
[0061]
The alternating magnetic field acts on the heat generating layer of the magnetic roller 39 and each heat generating layer (details will be described later) of the magnetic roller 39 and the fixing belt 5 at and around the portion where the magnetic roller 39 and the fixing belt 5 are in contact with each other. Then, an eddy current flows in a direction that hinders a change in the magnetic field due to the alternating magnetic field.
[0062]
Joule heat is generated by the eddy current and the electric resistance of these heat generating layers, so that the magnetic roller 39 and the fixing belt 5 generate heat by electromagnetic induction.
[0063]
For example, a temperature sensor 45 composed of a thermistor or the like contacts the inner surface of the fixing belt 5 near the entrance side of the nip portion 22 and detects the temperature of the inner surface of the fixing belt 5.
[0064]
FIG. 3 is a schematic perspective view of the apparatus for manufacturing an identification wearing belt. As shown in FIG. 3, this manufacturing apparatus has a coating stage on the front side and a heater stage on the back side. Then, the molding die 1 is driven by rotating means (not shown) to move the coating stage and the heater stage along the moving path 50 in the direction of the arrow N3 while rotating in the direction of the arrow R1.
[0065]
An applicator 52 having a spray for applying a resin or the like constituting each layer to the molding surface 1a of the mold 1 vertically downward is provided on the application stage. The applicator 52 is driven by moving means (not shown) to reciprocate in the direction of the arrow N4 to apply the resin evenly to the molding surface 1a.
[0066]
Further, the heater stage is provided with a heater 51, and by setting heating conditions (time, temperature, etc.) by the heater 51 according to a predetermined profile, each layer applied to the outermost periphery of the molding surface 1a is removed. , Dried or fired.
[0067]
In this example, after the coating and firing are performed for each layer, the entire fixing belt 5 is finally fired. Then, at the same time as or after the product is released from the molding die 1, the product is inverted to form the fixing belt 5.
[0068]
Next, each layer constituting the fixing belt 5 in the first embodiment will be described in order from the recording medium 9 side to the magnetic roller 39 side with reference to FIG.
[0069]
First, the release layer 61 is closest to the recording medium 9 (upper side in FIG. 4) in the fixing belt 5 and comes into contact with the recording medium 9.
[0070]
The fluororesin used for the release layer 61 is a group consisting of a tetrafluoroethylene polymer (PTFE), a tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA), and a fluoroethylene-propylene copolymer (PFEP). It is preferably at least one selected from
[0071]
Further, the firing temperature of the release layer 61 is preferably from 330 to 430 ° C. Within this temperature range, the film forming property of the release layer 61 is good, and the release layer 61 does not deteriorate. The thickness of the release layer 61 after firing is preferably 5 to 50 μm. Within this thickness range, the wear resistance of the release layer 61 is good, and the release layer 61 is not broken while maintaining a high surface hardness. In particular, a range of 15 to 25 μm is more preferable, and in this example, it is 20 μm.
[0072]
A fixing belt using such a fluororesin as the release layer 61 is excellent in fixing property, surface hardness, surface release property, surface roughness, durability, and film thickness freedom. It has excellent properties, release properties and durability of the release layer 61.
[0073]
In addition, a conductive material, a wear-resistant material, and a good heat conductive material can be added as a filler to the fluororesin as needed.
[0074]
The primer layer 62 is formed thinly with fluorine rubber or the like.
[0075]
The elastic layer 63 is preferably made of silicone rubber having a JIS hardness of A1 to A80 degrees. When the hardness is within the JIS hardness range, it is possible to prevent a decrease in the strength of the elastic layer 63 and a defect in adhesion, while preventing a defect in fixability. Specific examples of the silicone rubber include one-component, two-component, three-component or more silicone rubber, RTV-type or HTV-type silicone rubber, condensation-type or addition-type silicone rubber.
[0076]
The firing temperature of the elastic layer 63 is preferably 150 to 300 ° C. In this temperature range, deterioration and hardening of the elastic layer 63 do not occur while preventing volatile components remaining in the elastic layer 63 and insufficient strength. Further, the thickness of the elastic layer 63 after firing is preferably 30 to 1000 μm. In this thickness range, the heat insulating property can be suppressed low while maintaining the elastic effect of the elastic layer 63, and the energy saving effect can be exhibited. In particular, 100 to 300 μm is more preferable, and in this example, it is 115 μm.
[0077]
Further, the primer layer 64 is formed of a coupling agent, fluorine rubber, or the like.
[0078]
Further, on the magnetic roller 39 side of the primer layer 64, there is provided a laminated portion 72 formed by alternately laminating a support layer and a heat generating layer. 1 is in contact with the magnetic roller 39.
[0079]
The heat generating layer is formed of a foil piece made of a non-magnetic conductive metal (silver in this example) contained in polyimide (PI), and it is desirable to provide two to five layers in consideration of manufacturing aspects. In this example, three layers of the first heat generation layer 66, the second heat generation layer 68, and the third heat generation layer 70 are provided.
[0080]
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the first heat generating layer 66, the second heat generating layer 68, and the third heat generating layer 70 have a small and uniform thickness (t1 = t2 = t3 = 15 μm). The first heat generation layer 66, the second heat generation layer 68, and the third heat generation layer 70 are not uniformly distributed in the laminated portion 72 but are intentionally unevenly distributed so as to approach the recording medium 9 side. Thereby, the distance to the recording medium 9 is shortened, so that heat is easily transmitted to the recording medium 9.
[0081]
For this reason, the thickness of the support layer is adjusted so that the first support layer 65 is 15 μm, the second support layer 67 and the third support layer 69 are 10 μm, and the fourth support layer 71 is 40 μm.
[0082]
Of course, the above numerical values are merely examples, and the present invention is not limited to these numerical values.
[0083]
Next, heat generation of the fixing belt 5 when a plurality of heat generating layers are provided on the fixing belt 5 will be described with reference to FIG. When the induction heating unit 44 is driven, an alternating magnetic field indicated by an arrow N5 in FIG. 5 is generated as in the case of the single heating layer.
[0084]
However, since this alternating magnetic field passes through all of the first heating layer 66, the second heating layer 68, and the third heating layer 70, all of the first heating layer 66, the second heating layer 68, and the third heating layer 70 are provided. , An eddy current flows as indicated by an arrow N6.
[0085]
Moreover, as compared with a single heat generation layer in which the first heat generation layer 66, the second heat generation layer 68, and the third heat generation layer 70 are integrated, the first heat generation layer 66, the second heat generation layer 68, and the third heat generation layer 70 Each has a small cross-sectional area and a large electric resistance.
[0086]
Therefore, the first heat generation layer 66, the second heat generation layer 68, and the third heat generation layer 70 all generate heat at the same time, and the Joule heat generated increases because the electric resistance increases. Therefore, the heat generation efficiency of the entire fixing belt 5 is greatly improved.
[0087]
These support layers 65, 67, 69, 71 are preferably made of a heat-resistant synthetic resin. The heat-resistant synthetic resin is preferably polyimide (PI) or polyamideimide (PAI).
[0088]
The firing temperature of the support layers 65, 67, 69, 71 is preferably 150 to 300C. In this temperature range, the strength does not decrease and the elastic layer 63 does not deteriorate. The total thickness of these support layers 65, 67, 69, 71 after firing is preferably 50 to 200 μm. Within this thickness range, the strength and wear durability of the support layer 4 are maintained, the flexibility is not reduced, and the heat insulating property can be suppressed to a low level.
[0089]
(Embodiment 2)
Hereinafter, only differences from the first embodiment will be described, and common points will be omitted.
[0090]
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, the thickness of the first heating layer 66 (for example, t1 = 13 μm) is changed to the thickness of the other second heating layer 68 and the third heating layer 70 (for example, : T2 = t3 = 16 μm).
[0091]
As a result, the electric resistance of the first heat generating layer 66 closest to the recording medium 9 is further increased as compared with the first embodiment, and the heat generation efficiency of the fixing belt 5 is improved.
[0092]
In addition, as described below, this point improves a problem when the fixing belt 5 is manufactured. That is, polyimide (PI) or polyamideimide (PAI) is used for the support layer, and after each layer is coated and fired, when the entire fixing belt 5 is finally fired, imidization of the support layer progresses, The solvent contained in the layer evaporates. As a result, the support layer contracts greatly.
[0093]
Moreover, as shown in FIG. 7 in a partially enlarged manner, when the heat generating layer 82 is laminated with the support layer 80 and the support layer 81, the heat generating layer 82 containing the silver particles 83 hardly shrinks, 80 and the support layer 81 contract greatly. Due to this difference in the amount of contraction, undulation occurs as shown in FIG.
[0094]
According to the observations made by the present inventors, this undulation is particularly noticeable near the boundary between the laminated portion 72 and the primer layer 64. Therefore, the first heat generation layer 66 near the boundary is made thinner, and when the first heat generation layer 66 is made of the same material as the support layer, the first heat generation layer 66 is made as close as possible to suppress generation of undulation.
[0095]
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the outline of the image forming apparatus itself is the same as that in FIG. 1 according to the first embodiment.
[0096]
However, in the third embodiment, unlike the first and second embodiments, the heat roller fixing method is employed, and the fixing unit 19 is configured as shown in FIG. That is, the nip portion 22 is formed by the magnetic roller 90 itself and the pressure roller 7.
[0097]
Here, the magnetic roller 90 includes a roller main body 91 configured similarly to the magnetic roller 39 and a composite layer 92 provided on a peripheral surface of the roller main body 91.
[0098]
The composite layer 92 has the same configuration as the fixing belt 5 in the first or second embodiment. Therefore, as in the first and second embodiments, the heat generation efficiency of the magnetic roller 90 can be improved as compared with the case where only the roller body 91 is used.
[0099]
In order to provide the composite layer 92 on the roller body 91,
(1) Similar to the fixing belt 5, the composite layer 92 (a case where it is formed in a cylindrical shape from the beginning, and a case where it is formed into a belt shape and then rounded to an endless shape) can be considered separately from the roller body 91. To provide,
(2) forming the layers 61 to 71 constituting the composite layer 92 directly on the peripheral surface of the roller main body 91;
It does not matter if any of the above.
[0100]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Each of the heat generating layers can generate heat at the same time, and the heat generation efficiency can be improved. The thickness unevenness in each heat generating layer can be averaged and absorbed.
(2) Each heat generating layer can be sandwiched between support layers to protect the heat generating layer from damage.
(3) The heating layer is brought close to the recording medium to be heated, and the recording medium can be efficiently heated.
(4) The same effect can be obtained for a magnetic roller by the heat roller fixing method.
[Brief description of the drawings]
1 is a sectional view of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 2 is a sectional view of an identification attaching section; FIG. 3 is a schematic perspective view of an identification attaching belt manufacturing apparatus; FIG. 5 is an explanatory view of a heat generation process by the identification attaching belt. FIG. 6 is a sectional view of the fixing belt according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial sectional view of the identification attaching belt. FIG. 9 is a cross-sectional view of a fixing belt according to a third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional fixing unit. FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional fixing unit.
9 Recording medium 19 Fixing section 22 Nip section 28 to 31 Image forming section 39, 90 Magnetic roller 44 Induction heating section 61 Release layer 63 Elastic layers 65, 67, 69, 71 Support layers 66, 68, 70 Heating layer 91 Roller body 92 Composite layer

Claims (20)

記録媒体に接触する離型層と、
磁性ローラに接触する積層部と、
前記離型層と前記積層部との間に位置する弾性層とを備え、
前記積層部は、
非磁性導電性金属を含む、複数の発熱層と、
前記発熱層を支持する支持層とを有する、定着ベルト。
A release layer that contacts the recording medium;
A laminated portion that contacts the magnetic roller;
An elastic layer located between the release layer and the laminated portion,
The laminating section includes:
Including a plurality of heating layers, including a non-magnetic conductive metal,
And a support layer for supporting the heat generating layer.
前記積層部は、前記発熱層と前記支持層とを、交互に積層して構成される、請求項1記載の定着ベルト。The fixing belt according to claim 1, wherein the stacking unit is configured by alternately stacking the heat generating layers and the support layers. 前記非磁性導電性金属は、銀である、請求項1から2記載の定着ベルト。The fixing belt according to claim 1, wherein the nonmagnetic conductive metal is silver. 前記離型層は、フッ素樹脂を含み、前記フッ素樹脂は、四フッ化エチレン重合体(PTFE)、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体(PFA)及びフッ化エチレン−プロピレン共重合体(PFEP)からなる群から、一種又は二種以上選択されたものである、請求項1から3記載の定着ベルト。The release layer contains a fluororesin, and the fluororesin is a tetrafluoroethylene polymer (PTFE), a tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA), and a fluoroethylene-propylene copolymer The fixing belt according to claim 1, wherein the fixing belt is selected from one or more members selected from the group consisting of (PFEP). 前記支持層は、耐熱性合成樹脂を含み、前記耐熱性合成樹脂は、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)からなる群から、一種又は二種以上選択されたものである、請求項1から4記載の定着ベルト。The support layer includes a heat-resistant synthetic resin, and the heat-resistant synthetic resin is one or two or more kinds selected from a group consisting of polyimide (PI) and polyamideimide (PAI). 4. The fixing belt according to item 4. 前記発熱層は、前記積層部に2層以上5層以下設けられる、請求項1から5記載の定着ベルト。6. The fixing belt according to claim 1, wherein the heat generating layer is provided in the stacked portion with two to five layers. 前記発熱層は、前記積層部において、磁性ローラ側よりも記録媒体側に近接して配置される、請求項1から6記載の定着ベルト。7. The fixing belt according to claim 1, wherein the heat generating layer is arranged closer to a recording medium side than a magnetic roller side in the lamination portion. 8. 前記複数の発熱層は、それぞれ等厚に形成される、請求項1から7記載の定着ベルト。The fixing belt according to claim 1, wherein each of the plurality of heat generating layers is formed to have an equal thickness. 前記複数の発熱層において、最も記録媒体側に配置される発熱層は、他の発熱層よりも薄く形成される、請求項1から7記載の定着ベルト。8. The fixing belt according to claim 1, wherein the heating layer disposed closest to the recording medium among the plurality of heating layers is formed thinner than other heating layers. 9. 磁性金属部材を含むローラ本体と、
前記ローラ本体の周面に設けられる複合層とを備え、
前記複合層は、
記録媒体に接触する離型層と、
前記ローラ本体の前記周面に接触する積層部と、
前記離型層と前記積層部との間に位置する弾性層とを備え、
前記積層部は、
非磁性導電性金属を含む、複数の発熱層と、
前記発熱層を支持する支持層とを有する、磁性ローラ。
A roller body including a magnetic metal member,
A composite layer provided on the peripheral surface of the roller body,
The composite layer,
A release layer that contacts the recording medium;
A lamination portion that contacts the peripheral surface of the roller body,
An elastic layer located between the release layer and the laminated portion,
The laminating section includes:
Including a plurality of heating layers, including a non-magnetic conductive metal,
A magnetic roller, comprising: a support layer that supports the heat generating layer.
前記積層部は、前記発熱層と前記支持層とを、交互に積層して構成される、請求項10記載の磁性ローラ。The magnetic roller according to claim 10, wherein the stacked unit is configured by alternately stacking the heat generating layer and the support layer. 前記非磁性導電性金属は、銀である、請求項10から11記載の磁性ローラ。The magnetic roller according to claim 10, wherein the nonmagnetic conductive metal is silver. 前記離型層は、フッ素樹脂を含み、前記フッ素樹脂は、四フッ化エチレン重合体(PTFE)、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体(PFA)及びフッ化エチレン−プロピレン共重合体(PFEP)からなる群から、一種又は二種以上選択されたものである、請求項10から12記載の磁性ローラ。The release layer contains a fluororesin, and the fluororesin is a tetrafluoroethylene polymer (PTFE), a tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA), and a fluoroethylene-propylene copolymer The magnetic roller according to claim 10, wherein one or two or more kinds are selected from the group consisting of (PFEP). 前記支持層は、耐熱性合成樹脂を含み、前記耐熱性合成樹脂は、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)からなる群から、一種又は二種以上選択されたものである、請求項10から13記載の磁性ローラ。The support layer includes a heat-resistant synthetic resin, and the heat-resistant synthetic resin is one or two or more kinds selected from the group consisting of polyimide (PI) and polyamideimide (PAI). 14. The magnetic roller according to item 13. 前記発熱層は、前記積層部に2層以上5層以下設けられる、請求項10から14記載の磁性ローラ。15. The magnetic roller according to claim 10, wherein the heat generating layer is provided in the stacked portion with two to five layers. 前記発熱層は、前記積層部において、磁性ローラ側よりも記録媒体側に近接して配置される、請求項10から15記載の磁性ローラ。The magnetic roller according to claim 10, wherein the heat generating layer is disposed closer to a recording medium side than a magnetic roller side in the laminated portion. 前記複数の発熱層は、それぞれ等厚に形成される、請求項10から16記載の磁性ローラ。17. The magnetic roller according to claim 10, wherein the plurality of heat generating layers are formed to have the same thickness. 前記複数の発熱層において、最も記録媒体側に配置される発熱層は、他の発熱層よりも薄く形成される、請求項10から16記載の磁性ローラ。17. The magnetic roller according to claim 10, wherein, of the plurality of heat generating layers, a heat generating layer disposed closest to a recording medium is formed thinner than other heat generating layers. トナーで構成される画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部が、形成した、トナーで構成される画像を、記録媒体に転写する転写ローラと、
前記記録媒体に転写されたトナーを、溶融・加圧して前記記録媒体に定着させる定着部とを備え、
前記定着部は、
磁性ローラと、
前記磁性ローラを、電磁誘導により加熱する誘導加熱部と、
前記磁性ローラから離れて配置される定着ローラと、
前記磁性ローラと前記定着ローラとに周接するように掛け渡される定着ベルトと、
前記定着ローラと対面し、前記定着ローラと共に、トナーが転写された記録媒体を挟持するニップ部を形成する、加圧ローラとを有し、
前記定着ベルトは、請求項1から9記載の定着ベルトである、画像形成装置。
An image forming unit that forms an image composed of toner,
A transfer roller for transferring the image formed by the image forming unit and formed of toner to a recording medium;
A fixing unit for fixing the toner transferred to the recording medium to the recording medium by melting and pressing,
The fixing unit,
A magnetic roller,
An induction heating unit that heats the magnetic roller by electromagnetic induction,
A fixing roller disposed apart from the magnetic roller,
A fixing belt that is wound around the magnetic roller and the fixing roller so as to be in contact with the fixing roller;
Facing the fixing roller, together with the fixing roller, forming a nip portion for sandwiching the recording medium on which the toner has been transferred, comprising a pressure roller,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing belt is the fixing belt according to claim 1.
トナーで構成される画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部が、形成した、トナーで構成される画像を、記録媒体に転写する転写ローラと、
前記記録媒体に転写されたトナーを、溶融・加圧して前記記録媒体に定着させる定着部とを備え、
前記定着部は、
磁性ローラと、
前記磁性ローラを、電磁誘導により加熱する誘導加熱部と、
前記磁性ローラと対面し、前記磁性ローラと共に、トナーが転写された記録媒体を挟持するニップ部を形成する、加圧ローラとを有し、
前記磁性ローラは、請求項10から18記載の磁性ローラである、画像形成装置。
An image forming unit that forms an image composed of toner,
A transfer roller for transferring the image formed by the image forming unit and formed of toner to a recording medium;
A fixing unit for fixing the toner transferred to the recording medium to the recording medium by melting and pressing,
The fixing unit,
A magnetic roller,
An induction heating unit that heats the magnetic roller by electromagnetic induction,
Facing the magnetic roller, together with the magnetic roller, forming a nip portion for sandwiching the recording medium on which the toner has been transferred, a pressure roller,
The image forming apparatus according to claim 10, wherein the magnetic roller is the magnetic roller according to claim 10.
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