JP2005062662A

JP2005062662A - 定着ベルト

Info

Publication number: JP2005062662A
Application number: JP2003295033A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Hagiwara; 俊宏萩原; Yoshifumi Kosagi; 祥史小鷺
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】長寿命で安価な耐熱樹脂製ベルト基材を有する定着ベルトを提供する。
【解決手段】少なくとも２層の耐熱樹脂シート１２，１４を積層して接着してなる円筒状のベルト基材１０を有する定着ベルトであって、前記耐熱樹脂シート１２，１４のうち、最も内側のシートが導電性耐熱樹脂シート１２であり、前記導電性耐熱樹脂シート以外のシートが絶縁性耐熱樹脂シート１４であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において記録媒体にトナーを加熱定着するベルト定着装置に用いられる定着ベルトに関する。

従来、複写機等に使用されるベルト定着装置では、所定距離だけ離れて平行に配置された加熱ローラと定着ローラとに無端状の定着ベルトが回転駆動可能に巻き掛けられ、回転可能な加圧ローラが定着ベルトを介して定着ローラに圧接されることにより、定着ベルトと加圧ローラとの間に定着ニップが形成されているものが知られている。

上述したタイプのベルト定着装置では、定着ベルトは回転駆動されながら加熱ローラによって所定の定着温度に加熱された後、表面にトナー画像を担持した記録媒体が定着ニップに導入され、これによりトナー画像が記録媒体に加熱定着されるようになっている。

上記のような定着動作において定着ベルトは記録媒体との摩擦で発生する静電気によって帯電する。これを放置すると、静電ノイズによって記録媒体上の未定着トナー画像が乱れるという問題が発生する。そこで、従来の定着ベルトでは、ベルト基材に導電性を付与してベルト基材をアースに接続することにより、前記静電ノイズによる画像乱れを防止していた。

また、下記各特許文献には、それぞれ導電性を有する複数層の耐熱樹脂シートを積層して定着ベルトのベルト基材を構成することが開示されている。

特開平５−３０３３０３号公報特開平１０−３０５５００号公報特開２００１−１５９８５１号公報

しかしながら、ベルト基材が単層か複数層で構成されるかにかかわらず、耐熱樹脂シートに導電性を付与するために例えばカーボンが樹脂材料中に分散されており、そのために導電性耐熱樹脂シートの機械的強度はカーボンを含有していない絶縁性耐熱樹脂シートに比べて大きく低下し、ひいては、定着ベルトの耐久寿命が短くなるという問題があった。

また、定着ベルトは、一般に、シームレスの円筒状ベルト基材の外周面上をゴム層で覆い、その上に離型層を設けて構成されているが、シームレスのベルト基材はベルト周長が異なるものに応じてそれぞれ専用の金型が必要になるため、製造コストが高くなるという問題もあった。

そこで、前記問題を解決するために本発明は、少なくとも２層の耐熱樹脂シートを積層して接着してなる円筒状のベルト基材を有する定着ベルトであって、
前記耐熱樹脂シートのうち、最も内側のシートが導電性耐熱樹脂シートであり、前記導電性耐熱樹脂シート以外のシートが絶縁性耐熱樹脂シートであることを特徴とするものである。

本発明の定着ベルトでは、前記各耐熱樹脂シートがそれぞれ、帯状樹脂シートを螺旋状に巻回して構成されてもよい。この場合、前記導電性耐熱樹脂シートと前記絶縁性耐熱樹脂シートの螺旋角度が異なってもよい。

また、本発明の定着ベルトでは、前記各耐熱樹脂シートが平巻き状に巻かれていてもよい。

さらに、本発明の定着ベルトでは、前記導電性耐熱樹脂シートが、樹脂中にカーボンを分散した材料で形成されていてもよい。

本発明の定着ベルトによれば、ベルト基材の最内層に導電性耐熱樹脂シートが設けてあるため、記録媒体との摩擦によって帯びた静電気を定着ベルトからアースに逃がすことで静電ノイズによる未定着トナー画像の乱れを防止することができ、一方、ベルト基材の他層は絶縁性耐熱樹脂シートで構成されているため定着ベルトの機械的強度を向上させることができ、定着ベルトの長寿命化を図れる。

また、本発明の定着ベルトの円筒状基材について、各耐熱樹脂シートがそれぞれ、帯状樹脂シートを螺旋状に巻回して構成されているか、または、各耐熱樹脂シートが平巻き状に巻かれて構成されていれば、従来のようにシームレス円筒状の耐熱樹脂製ベルト基材を金型で形成する必要がなくなり、ベルト基材ひいては定着ベルトの製造コストを低減することができる。

さらに、各耐熱樹脂シートがそれぞれ、帯状樹脂シートを螺旋状に巻回して構成される場合において、導電性耐熱樹脂シートと絶縁性耐熱樹脂シートの螺旋角度を異ならせれば、各シートの機械的強度が最も弱い方向が一致しなくなることで各シートが互いに補強し合う関係になり、その結果、各シートの螺旋角度が同一である場合に比べてベルト基材ひいては定着ベルトの機械的強度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１および２は、本発明の一実施形態である定着ベルトのベルト基材１０を示す。ベルト基材１０は、無端状の円筒形状をなしている。なお、図１では少しつぶれた楕円状断面を示してあるが、何も外力が作用しないときには円形状断面をなしている。

ベルト基材１０は、最も内側の層である導電性耐熱樹脂シート１２と、外側の層である絶縁性耐熱樹脂シート１４とを積層して耐熱性接着剤で接着した２層構造を有している。各シート１２，１４の材質としては例えばポリイミド系樹脂が好適に用いられ、内側のシート１２には樹脂材料中にカーボンを分散してあることで導電性が付与されている。

なお、定着ベルトは、弾性を有する離型層でベルト基材１０の外周面を覆って構成されるのが一般的であるが、図１および２での図示は省略されている。

各耐熱樹脂シート１２，１４はそれぞれ、図２に示すように、帯状樹脂シートが螺旋状に巻回されて構成されている。このように帯状樹脂シートを螺旋状に巻いてベルト基材１０を構成することにより、ベルト回転方向のノイズや円筒状ベルト基材１０の軸芯Ｘ方向の引張荷重に対して有利な構成となる。

具体的には、内側の導電性耐熱樹脂シート１２は、帯状樹脂シート１２ａが互いの縁部が重ならないように隙間１３をあけて螺旋状に巻かれている。外側の絶縁性耐熱樹脂シート１４は、前記導電性耐熱樹脂シート１２が巻かれて形成された後に、その上から帯状樹脂シート１４ａが互いの縁部が重ならないように隙間１５をあけて螺旋状に巻かれている。耐熱性接着剤は、予め巻かれる前に帯状樹脂シート１２ａの表面または帯状樹脂シート１４ａの裏面に塗布されている。

なお、導電性耐熱樹脂シート１２と絶縁性耐熱樹脂シート１４の接着方法としては、内側の帯状耐熱樹脂シート１２ａの表面または外側の帯状耐熱樹脂シート１４ａの裏面に例えばフッ素樹脂をラミネートしておき、前記各帯状耐熱樹脂シート１２ａ，１４ａを螺旋巻きした後、ベルト基材１０を加熱して前記ラミネート層を溶かして接着剤としてもよい。

前記帯状樹脂シート１２ａ，１４ａはそれぞれ、互いに重ならないように隙間１３，１５をあけて巻かれているが、これは互いに重なり部をもつように巻くと、帯状樹脂シート１２ａ，１４ａの厚み分だけ段差ができてしまい、ベルト基材１０の外周面を弾性離型層で覆ったときに弾性離型層の表面を均一に平坦に形成するのに困難さを伴うことになるからである。ただし、前記各隙間１３，１５は、ベルト基材１０の強度および表面平坦性の観点から、無いのが理想的であって極力小さくするのが好ましい。

導電性耐熱樹脂シート１２と絶縁性耐熱樹脂シート１４とは、各隙間１３，１５が重ならないように帯状樹脂シート１２ａ，１４ａが互いにずれた位置に巻かれている。また、本実施形態では、帯状樹脂シート１２ａと帯状樹脂シート１４ａとについて、螺旋角度（すなわち円筒状ベルト基材１０の軸芯Ｘに対する螺旋巻き方向の角度）および螺旋巻き方向を同一としたが、螺旋角度を異ならせてもよいし、螺旋巻き方向を互いに交差するように異ならせてもよい。このように導電性耐熱樹脂シート１２と絶縁性耐熱樹脂シート１４の螺旋角度等を異ならせれば、各シート１２，１４の機械的強度が最も弱い方向が一致しなくなることで各シート１２，１４が互いに補強し合う関係になり、その結果、各シート１２，１４の螺旋角度等が同一である場合に比べてベルト基材１０ひいては定着ベルトの機械的強度を向上させることができる。

図３および４は、別の実施形態の円筒状ベルト基材２０を示す。ベルト基材２０もまた、前記ベルト基材１０と同様に、内側の導電性耐熱樹脂シート２２と外側の絶縁性樹脂シート２４とを積層して接着した２層構造を有しているが、前記ベルト基材１０と異なるところは各シート２２，２４がそれぞれ平巻き状に巻かれている点である。このように各シート２２，２４を平巻き状に巻いてベルト基材２０を構成することにより、円筒状ベルト基材２０の軸芯Ｘ方向の座屈荷重に対して有利な構成になる。

ここで、「平巻き」とは、矩形シートの互いに平行な２つの縁部が隣接するようにシートを巻くことをいう。図３，４に示すように、内側の導電性耐熱樹脂シート２２はその両側縁部間に隙間２３があくように平巻きされており、外側の絶縁性耐熱樹脂シート２４はその両側縁部間に隙間２５があくように平巻きされているが、導電性耐熱樹脂シート２２の隙間２３と絶縁性耐熱樹脂シート２４の隙間２５とは位置がずらしてある。各シート２２，２４の両側縁部を重ねることなく隙間２３，２５を設けた理由、および、隙間２３，２５は極力小さいことが好ましいことについては、前記ベルト基材１０と同様である。

以上に説明したように本実施形態のベルト基材１０または２０を有する定着ベルトによれば、ベルト基材１０，２０の最内層に導電性耐熱樹脂シート１２，２２が設けてあるため、記録媒体との摩擦によって帯びた静電気を定着ベルトからアースに逃がすことで静電ノイズによる未定着トナー画像の乱れを防止することができ、一方、ベルト基材１０，２０の他層は絶縁性耐熱樹脂シート１４，２４で構成されているため定着ベルトの機械的強度を向上させることができ、定着ベルトの長寿命化を図れる。

また、円筒状ベルト基材１０，２０について、各耐熱樹脂シート１２，１４，２２，２４がそれぞれ、帯状樹脂シートを螺旋状に巻回して構成されているか、または、各耐熱樹脂シートが平巻き状に巻かれて構成されていれば、従来のようにシームレス円筒状の耐熱樹脂製ベルト基材を金型で形成する必要がなくなり、ベルト基材ひいては定着ベルトの製造コストを低減することができる。

なお、前記ベルト基材１０，２０は２層構造としたが、最も内側の層を導電性耐熱樹脂シートとし、それ以外の層を絶縁性耐熱樹脂シートで構成すれば、３層以上の耐熱樹脂シートで構成されてもよい。

螺旋巻きで形成したベルト基材の円形断面図。螺旋巻きで形成したベルト基材の円筒側面図。平巻きで形成したベルト基材の円形断面図。平巻きで形成したベルト基材の円筒側面図。

符号の説明

１０，２０…ベルト基材、１２，２２…導電性耐熱樹脂シート、１４，２４…絶縁性耐熱樹脂シート、１２ａ，１４ａ…帯状樹脂シート、１３，１５，２３，２５…隙間。

Claims

少なくとも２層の耐熱樹脂シートを積層して接着してなる円筒状のベルト基材を有する定着ベルトであって、
前記耐熱樹脂シートのうち、最も内側のシートが導電性耐熱樹脂シートであり、前記導電性耐熱樹脂シート以外のシートが絶縁性耐熱樹脂シートであることを特徴とする定着ベルト。
前記各耐熱樹脂シートはそれぞれ、帯状樹脂シートを螺旋状に巻回して構成されることを特徴とする請求項１に記載の定着ベルト。
前記導電性耐熱樹脂シートと前記絶縁性耐熱樹脂シートの螺旋角度が異なることを特徴とする請求項２に記載の定着ベルト。
前記各耐熱樹脂シートが平巻き状に巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の定着ベルト。
前記導電性耐熱樹脂シートは、樹脂中にカーボンを分散した材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし４に記載の定着ベルト。