JP2005107201A - Heating device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電子写真方式等の画像形成装置において、記録材上に形成担持させた未定着トナー像を加熱・加圧定着させるための定着装置(定着器)として用いて好適なフィルム加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を画像加熱定着手段として備えた、電子写真複写機、電子写真プリンター等の画像形成装置に関するものである。 The present invention is a film heating suitable for use as a fixing device (fixing device) for heating and pressure-fixing an unfixed toner image formed and supported on a recording material in an image forming apparatus such as an electrophotographic system. The present invention relates to a heating apparatus of the type, and an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer provided with the heating apparatus as an image heating fixing unit.
一般に、各種の情報、映像機器等においては、その最終出力形態としても、実体の無い情報形式の画像を用紙等の記録材に具体的に実体化させる画像形成装置が用いられる。 In general, in various types of information, video equipment, and the like, an image forming apparatus that specifically substantiates an image in an intangible information format on a recording material such as paper is used as its final output form.
このような複写機等の画像形成装置においては、作図や作画したり、対象物を走査、記録したり、通信転送等によって生成した画像を、記録材に画像パターンに応じて着色剤等を定着させることにより、適正な画像を用紙上に再現するようにしている。 In such an image forming apparatus such as a copying machine, a coloring agent or the like is fixed on a recording material according to an image pattern by drawing or drawing, scanning or recording an object, or generating an image generated by communication transfer or the like. By doing so, an appropriate image is reproduced on the paper.
また、この画像形成装置においては、着色剤(現像剤)として微粒子のトナー粉末を用いており、この用紙上に画像パターン状に配置されたトナーを安定して定着させるためには、簡便性等から加熱方式が広く用いられている。 Further, in this image forming apparatus, fine toner powder is used as a colorant (developer). In order to stably fix the toner arranged in an image pattern on the paper, simplicity, etc. Therefore, the heating method is widely used.
従来、加熱装置としての定着装置には、電熱ローラ方式の定着装置が広く用いられていたが、このような定着装置は、作動開始となるまでの時間が長かったり、消費電力が比較的に多かったりするという不都合が生じていた。 Conventionally, an electrothermal roller type fixing device has been widely used as a fixing device as a heating device. However, such a fixing device takes a long time to start operation and consumes a relatively large amount of power. Inconvenience occurred.
すなわち、この定着装置には、金属製のローラ内部にハロゲンランプを配設し、このハロゲンランプを発熱させて、金属ローラ全体を加熱する構成としていることにより、金属ローラ全体が均一な温度になり動作可能になるまでに時間がかかるので、動作の立ち上げに要する時間が遅いとともに、常に比較的熱容量の大きな金属ローラ全体を加熱しているので、消費電力も多くなっていた。 That is, in this fixing device, a halogen lamp is disposed inside a metal roller, and the halogen lamp is heated to heat the entire metal roller, so that the entire metal roller has a uniform temperature. Since it takes time to become operable, the time required for start-up of the operation is slow, and since the entire metal roller having a relatively large heat capacity is always heated, power consumption is also increased.
そこで、耐熱・耐久性に優れたセラミックの基板上に直接的に抵抗発熱体のパターンを形成して加熱体を構成し、これを発熱源とするとともに、耐熱性の薄いフィルムを介して用紙等の被加熱材に接触させることにより、被加熱材を均一に加熱するフィルム加熱方式の加熱装置の構成方式が提案され、特許文献1等に開示されている。
Therefore, a resistance heating element pattern is directly formed on a ceramic substrate with excellent heat resistance and durability to form a heating element, which is used as a heat source and a sheet of paper etc. via a thin heat resistant film. A configuration method of a heating device of a film heating method that uniformly heats a heated material by contacting the heated material is disclosed in
また、特許文献2等に開示されているような、フィルムをフィルムガイドにルーズに外嵌させ、加圧手段としての加圧ローラを駆動することでフィルムを加圧ローラに対して従動駆動させるテンションフリータイプ(加圧ローラ駆動タイプ)のフィルム加熱方式の加熱装置は、部品点数が少なくて済むためこの加熱装置を採用することが多い。
Further, as disclosed in
このようなフィルム加熱方式の加熱装置によれば、加熱体基板やフィルム自体の熱容量が小さいので、所定温度までの温度立ち上げに要する時間を短縮できるとともに、消費電力も少なくすることができる。
近年、電子写真方式を利用した複写機やプリンターは単位時間あたりのプリント可能枚数が大幅に増え、その結果画像形成装置のスピードアップ化が図られている。 In recent years, copying machines and printers using an electrophotographic method have greatly increased the number of printable sheets per unit time, and as a result, the speed of image forming apparatuses has been increased.
スピードアップ化された場合には、定着装置を記録材が通過する時間が速くなるために、現像剤を記録材上に今までと同様に定着させようとする場合にはスピードアップ化される前の構成以上の熱量、圧力を与える必要がある。 When the speed is increased, the time required for the recording material to pass through the fixing device is increased. Therefore, when the developer is fixed on the recording material as before, the speed is increased. It is necessary to give more heat and pressure than the above structure.
また記録材を挟持搬送するニップ部の幅を広げて定着させる領域を広げる必要もある。前記ニップ幅を広げるためには前記圧力を上げる、若しくは加圧ローラの耐熱性弾性層の硬度を低くする方法がある。 In addition, it is necessary to widen the fixing area by widening the nip portion for nipping and conveying the recording material. In order to widen the nip width, there is a method of increasing the pressure or decreasing the hardness of the heat-resistant elastic layer of the pressure roller.
テンションフリータイプのフィルム加熱方式の定着装置(加熱装置)の場合、単純に圧力を上げるのみであると、ニップ幅は広がるが、加圧ローラ自体が圧力により撓んでしまうため、長手方向でニップ幅を均一に保つことが難しくなり、結果長手方向での定着ムラを生じてしまう。そのためニップ幅を長手方向でストレートに保つためには、加圧ローラの耐熱性弾性層の硬度を低くする方法が好ましくなる。しかしながら硬度を下げすぎるとフィルム自体を支える力が弱まるために、長手での若干の圧力などの差によってフィルムが長手方向にずれ、スライドして動くことにより、フィルムを両端部で支えているフランジ部にフィルム端部が押し付けられる。定着フィルムの長手方向の長さが長く、更には端部が加圧ローラの耐熱性弾性層端部より外側にあると、定着フィルム端部を支えることができなくなるために、フィルムの裂け、破れが発生してしまっていた。 In the case of a tension-free type film heating type fixing device (heating device), if the pressure is simply increased, the nip width will widen, but the pressure roller itself will bend by the pressure, so the nip width in the longitudinal direction It becomes difficult to maintain a uniform thickness, resulting in uneven fixing in the longitudinal direction. Therefore, in order to keep the nip width straight in the longitudinal direction, a method of lowering the hardness of the heat resistant elastic layer of the pressure roller is preferable. However, if the hardness is lowered too much, the force to support the film itself will weaken, so the flange will support the film at both ends by sliding and moving due to a slight difference in pressure in the longitudinal direction. The end of the film is pressed against. If the length of the fixing film is long and the end is outside the end of the heat-resistant elastic layer of the pressure roller, the end of the fixing film cannot be supported. Has occurred.
また、加熱体中の抵抗発熱体は、前記ニップ内に収めることにより、ニップ部から発熱体が露出した場合、露出部における局所的な昇温による加熱体割れを防いでいたが、加圧ローラの耐熱性弾性層の長手方向の長さが短い場合には、その分加熱体の抵抗発熱体の長さも短くする必要があり、その場合長手端部での定着性を確保することが困難となり、その結果長手方向での定着ムラが発生してしまっていた。 In addition, the resistance heating element in the heating body is housed in the nip, so that when the heating element is exposed from the nip portion, the heating body is prevented from cracking due to local temperature rise in the exposed portion. When the length of the heat-resistant elastic layer in the longitudinal direction is short, it is necessary to shorten the length of the resistance heating element of the heating body, and in that case, it becomes difficult to secure the fixing property at the longitudinal end. As a result, uneven fixing occurred in the longitudinal direction.
そこで本発明の目的は、テンションフリータイプ(加圧ローラ駆動タイプ)のフィルム加熱方式の加熱装置について、上記問題のフィルムの裂け、破れを防止することである。 Therefore, an object of the present invention is to prevent the above-mentioned problem of tearing and tearing of the film in a tension-free type (pressure roller drive type) film heating type heating apparatus.
また他の目的は、フィルムの裂け、破れを防止し、更には長手方向での加熱ムラ(定着ムラ)を防止することである。 Another object is to prevent tearing and tearing of the film, and further to prevent heating unevenness (fixing unevenness) in the longitudinal direction.
更に他の目的は、フィルムの裂け、破れを防止し、更には加圧ローラの摺動性を上げることである。 Still another object is to prevent tearing and tearing of the film and to further improve the slidability of the pressure roller.
また更に他の目的は、本発明の加熱装置を加熱定着装置として備えることにより、高品質な画像を提供することができる画像形成装置を提供することである。 Still another object is to provide an image forming apparatus capable of providing a high-quality image by providing the heating device of the present invention as a heat fixing device.
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置及び画像形成装置である。 The present invention is a heating apparatus and an image forming apparatus having the following configurations.
(1)加熱体と、この加熱体と摺動するフィルムと、芯金上に弾性層を有し、前記フィルムを介して前記加熱体と圧接してニップを形成し、回転駆動される加圧ローラと、を有し、前記ニップで被加熱部材を挟持搬送し、前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により前記被加熱部材を加熱する加熱装置において、
前記加圧ローラの軸線方向を各構成部材の長手方向としたとき、前記フィルムの長手方向の少なくとも一方の端部は前記加圧ローラの弾性層の長手方向の一方の端部と同位置、若しくは前記加圧ローラの弾性層の長手方向の一方の端部よりも内側に存在することを特徴とする加熱装置。
(1) A heating element, a film that slides with the heating element, and an elastic layer on the mandrel, pressurizing the heating element through the film to form a nip, and being rotationally driven A heating apparatus that sandwiches and conveys the member to be heated at the nip, and heats the member to be heated by heat from the heating body via the film,
When the axial direction of the pressure roller is the longitudinal direction of each constituent member, at least one end in the longitudinal direction of the film is at the same position as one end in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller, or A heating device, wherein the heating device exists inside one end portion in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller.
(2)加熱体と、この加熱体と摺動するフィルムと、芯金上に弾性層を有し、前記フィルムを介して前記加熱体と圧接してニップを形成し、回転駆動される加圧ローラと、を有し、前記ニップで被加熱部材を挟持搬送し、前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により前記被加熱部材を加熱する加熱装置において、
前記加圧ローラの軸線方向を各構成部材の長手方向としたとき、前記フィルムの長手方向の長さをL1、前記加圧ローラの弾性層の長手方向の長さをL2とした場合、L1≦L2の関係が成り立ち、且つ前記フィルムの長手方向の端部は前記加圧ローラの弾性層の長手方向の端部と同位置若しくは長手方向で内側に存在することを特徴とする加熱装置。
(2) A heating body, a film sliding with the heating body, an elastic layer on a cored bar, pressurizing with the heating body via the film to form a nip, and pressurizing to rotate A heating apparatus that sandwiches and conveys the member to be heated at the nip, and heats the member to be heated by heat from the heating body via the film,
When the axial direction of the pressure roller is the longitudinal direction of each component, the length in the longitudinal direction of the film is L1, and the length in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller is L2, L1 ≦ A heating apparatus, wherein the relationship of L2 is established, and an end portion in the longitudinal direction of the film is present at the same position or in the longitudinal direction as an end portion in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller.
(3)抵抗発熱体を設けた加熱体と、この加熱体と摺動するフィルムと、芯金上に弾性層を有し、前記フィルムを介して前記加熱体と圧接してニップを形成し、回転駆動される加圧ローラと、を有し、前記ニップで被加熱部材を挟持搬送し、前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により前記被加熱部材を加熱する加熱装置において、
前記加圧ローラの軸線方向を各構成部材の長手方向としたとき、前記フィルムの長手方向の長さをL1、前記加圧ローラの弾性層の長手方向の長さをL2、前記加熱体上の抵抗発熱体の長手方向の長さをL3とした場合、L1≦L3≦L2の関係が成り立ち、且つ前記抵抗発熱体の長手方向の端部は前記加圧ローラの弾性層の長手方向の端部と同位置若しくは長手方向で内側に存在することを特徴とする加熱装置。
(3) A heating element provided with a resistance heating element, a film that slides with the heating element, an elastic layer on a cored bar, and press-contacted with the heating element via the film to form a nip, A heating roller that rotates and drives the heated member in the nip, and heats the heated member by heat from the heating body via the film,
When the axial direction of the pressure roller is the longitudinal direction of each constituent member, the length in the longitudinal direction of the film is L1, the length in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller is L2, and the length on the heating body When the length in the longitudinal direction of the resistance heating element is L3, the relationship of L1 ≦ L3 ≦ L2 holds, and the longitudinal end of the resistance heating element is the longitudinal end of the elastic layer of the pressure roller. The heating device is present at the same position or inside in the longitudinal direction.
(4)前記(1)〜(3)の何れかに記載の加熱装置において、加熱体と加圧ローラの弾性層が接触する加熱体表面の摩擦係数を加熱体のフィルムと接触する表面の摩擦係数よりも小さくすることを特徴とする加熱装置。 (4) In the heating device according to any one of (1) to (3), the friction coefficient of the surface of the heating body in contact with the elastic layer of the heating body and the pressure roller is the friction of the surface in contact with the film of the heating body. A heating device characterized by being smaller than the coefficient.
(5)記録材上に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録材上の未定着画像を定着させる加熱定着手段を有する画像形成装置において、前記加熱定着手段として請求項1〜4の何れかに記載の加熱装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
(5) In an image forming apparatus having an image forming means for forming and carrying an unfixed image on a recording material and a heat fixing means for fixing the unfixed image on the recording material, the heat fixing means according to
上記(1)の構成によれば、フィルムの端部を加圧ローラ弾性層で押さえるために、端部でのフィルムの長手との垂直方向の広がりを抑えラッパ状の裂け、破れを防止することが可能となる。 According to the configuration of the above (1), in order to hold the end portion of the film with the pressure roller elastic layer, the spread in the direction perpendicular to the length of the film at the end portion is suppressed and the trumpet-like tearing and tearing are prevented. Is possible.
上記(2)の構成によれば、フィルムの端部を加圧ローラ弾性層で押さえるために、端部でのフィルムの長手との垂直方向の広がりを抑えラッパ状の裂け、破れを防止することが可能となる。 According to the configuration of (2) above, in order to hold the end portion of the film with the pressure roller elastic layer, the spread of the film at the end portion in the direction perpendicular to the length of the film is suppressed, and the trumpet-like tearing and tearing are prevented. Is possible.
上記(3)の構成によれば、フィルムの端部を加圧ローラ弾性層で押さえるために、端部でのフィルムの長手との垂直方向の広がりを抑えラッパ状の裂け、破れを防止することが可能となる。また、加熱体上の抵抗発熱体の長さをフィルムよりも長くすることにより被加熱部材端部の加熱装置の熱量を増やすことが可能となるため、長手方向での加熱ムラを防止することができ、加熱定着装置にあっては画像端部での定着不良を防止することも可能となる。 According to the configuration of the above (3), in order to hold the end portion of the film with the pressure roller elastic layer, the spread in the direction perpendicular to the length of the film at the end portion is suppressed and the trumpet-like tearing and tearing are prevented. Is possible. Moreover, since it becomes possible to increase the calorie | heat amount of the heating apparatus of the to-be-heated member edge part by making the length of the resistance heating element on a heating body longer than a film, it can prevent the heating nonuniformity in a longitudinal direction. In addition, in the heat fixing device, it is possible to prevent a fixing failure at the image end portion.
上記(4)の構成によれば、加圧ローラと加熱体が接触する部分の摩擦力が小さくなるので加圧ローラの回転トルクを減少でき、加熱装置全体の稼動負荷を低減することが可能となる。 According to the configuration of (4) above, the frictional force at the portion where the pressure roller and the heating element come into contact is reduced, so that the rotational torque of the pressure roller can be reduced, and the operating load of the entire heating device can be reduced. Become.
上記(5)の構成によれば、定着フィルム破れを防止し、加熱定着装置自体の稼動負荷も低減でき、更には長手方向での定着ムラが無い高品質な画像を提供できる画像形成装置を提供することが可能となる。 According to the configuration of (5), an image forming apparatus capable of preventing the fixing film from being broken, reducing the operation load of the heat fixing apparatus itself, and providing a high-quality image without fixing unevenness in the longitudinal direction is provided. It becomes possible to do.
以上の本発明によれば、テンションフリータイプ(加圧ローラ駆動タイプ)のフィルム加熱方式の加熱装置について、フィルムの裂け、破れを防止することができる。また、フィルムの裂け、破れを防止し、更には長手方向での加熱ムラ(加熱定着装置にあっては定着ムラ)を防止することができる。更には、フィルムの裂け、破れを防止し、かつ加圧ローラの回転トルクを減少でき、加熱装置全体の稼動負荷を低減することが可能となった。そして、定着フィルム破れを防止し、加熱定着装置自体の稼動負荷も低減でき、更には長手方向での定着ムラが無い高品質な画像を提供できる画像形成装置を提供することが可能となった。 According to the present invention described above, it is possible to prevent tearing and tearing of the film in a tension-free type (pressure roller drive type) film heating type heating apparatus. Further, it is possible to prevent the film from being torn and torn, and further to prevent heating unevenness in the longitudinal direction (fixing unevenness in the heat fixing apparatus). Furthermore, the film can be prevented from being torn and torn, and the rotational torque of the pressure roller can be reduced, thereby reducing the operating load of the entire heating device. Further, it is possible to provide an image forming apparatus that can prevent the fixing film from being broken, reduce the operation load of the heat fixing apparatus itself, and can provide a high-quality image without fixing unevenness in the longitudinal direction.
(1)画像形成装置例
図1は本発明の一実施例の画像形成装置としてのレーザービームプリンタの要部の概略図である。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic view of a main part of a laser beam printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
101は像担持体として有機感光ドラムであり、矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。回転駆動される有機感光ドラム101の周面は、電源E1から所定の帯電バイアスが印加された帯電ロ―ラ102によって所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本例では所定の電位に負帯電処理される。
Reference numeral 101 denotes an organic photosensitive drum as an image carrier, which is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed. The peripheral surface of the organic photosensitive drum 101 that is rotationally driven is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a charging
次いでその一様帯電面に対してレーザー露光装置103によって画像情報のレーザー走査露光Lがなされる。レーザー露光装置103は画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光を出力して有機感光ドラム101の一様帯電面を走査露光する。103aは出力レーザー光を有機感光ドラム101の露光部に偏向するミラーである。このレーザー走査露光Lにより有機感光ドラム101の面に画像情報の走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
Next, laser scanning exposure L of image information is performed on the uniformly charged surface by the
次いでその静電潜像は現像装置104によりトナー像として現像される。本例の現像装置104は、現像剤Tとして一成分磁性トナー、あるいはトナーと磁性キャリアの混合からなる二成分現像剤を用いた反転現像装置であり、トナーの帯電極性は負極である。現像剤Tは矢印の反時計方向に回転駆動される現像剤担持体としての現像スリーブ104aの周面に磁気的に保持され、塗布量規制部材としてのブレード104bにより層厚が規制されて、現像スリーブ104aの回転で有機感光ドラム101と現像スリーブ104aの対向部である現像領域に搬送される。現像スリーブ104aには電源E2より所定の現像バイアスが印加される。これにより、現像領域において現像スリーブ104a側の負帯電のトナーが有機感光ドラム101面側に静電潜像パターンに対応して選択的に移行付着して静電潜像がトナー像として反転現像される。
Next, the electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing
一方、給紙カセット110内に積載収納されている記録材Pが給紙ローラ111により1枚分離給紙され、それがシートパス112から有機感光ドラム101と転写ローラ106との当接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送され、転写ニップ部を挟持搬送されていく。また転写ローラ106には電源E3からトナーの帯電極性とは反対極性である正極の所定の転写バイアスが印加される。これにより転写ニップ部において記録材Pの面に有機感光ドラム101面側のトナー像が順次に転写されていく。
On the other hand, the recording material P stacked and stored in the
転写ニップ部を出た記録材は有機感光ドラム101面から分離されてシートパス113から加熱定着装置107に導入されトナー像の定着処理を受ける。加熱定着装置107を出た記録材はシートパス114を通って機外の排紙部115にプリントとして排紙される。
The recording material that has exited the transfer nip is separated from the surface of the organic photosensitive drum 101 and is introduced from the
一方、記録材分離後の有機感光ドラム101面はクリーニング装置105のクリーニングブレード105aにより転写残トナーや紙粉等の残留付着物の除去を受けて清浄面化されて繰り返して作像に供される。
On the other hand, the surface of the organic photosensitive drum 101 after separation of the recording material is cleaned by a
116はプリンタ本体1000内の所定箇所1001に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジである。本例のものは、有機感光ドラム101、帯電ロ―ラ102、現像装置104、クリーニング装置105の4つの作像プロセス機器を一括して着脱交換自在のプロセスカートリッジとして構成してある。
(2)加熱定着装置107
図2は加熱定着装置(加熱定着器)107の要部の横断面拡大模型図である。本例の加熱定着装置107は、円筒状のフィルムを用いた、テンションフリータイプ(加圧ローラ駆動タイプ)のフィルム加熱方式の加熱装置である。
(2)
FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the main part of the heat fixing device (heat fixing device) 107. The
100は定着フィルムユニット、6は加圧ローラであり、両者100・6の圧接により定着ニップ部Nを形成させてある。
定着フィルムユニット100において、3は加熱体としてのセラミックヒータであり、図面に垂直方向を長手とする、横長、薄肉の低熱容量の部材である。1は横断面略半円弧状樋型の耐熱樹脂製の横長ステーであり、後述する円筒状のフィルムの内面ガイド部材となる。前記加熱体3はこの横長ステー1の下面中央部に該横長ステー1の長手に沿って形成具備させた加熱体嵌め込み溝に嵌め込んで、固定保持させてある。2は円筒状のフィルムであり、上記のように加熱体1を固定保持させた横長ステー1にルーズに外嵌させてある。7は該横長ステー1の内側に挿通した横断面下向きコ字型の金属製の横長加圧ステーであり、横長加圧ステー7の両端部はそれぞれフィルム2の両端部よりも外方に突出させてある。10はフィルム2の端部を規制するフランジであり、フィルム2の両端部よりも外方に突出させた横長加圧ステー7の両端部にそれぞれ組付けて(図3)該フランジ10の内向き面でフィルム2の端部を受け止めさせてフィルム2の横長ステー1の長手に沿う寄り移動を規制させている。
In the fixing
フィルム2は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム2の膜厚は、総厚100μm以下程度とし、耐熱性、離型性、強度、耐久性等のあるPTFE、PFA、FEPの単層、あるいは、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等の外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングした被全層フィルムを使用できる。本実施例ではこの耐熱性のフィルム2としてポリイミドフィルム50μm、PTFE10μm、層厚60μmにコートしたものを使用した。フィルム2の内周面側には、摺動性を向上させるためにグリスが塗られている。
In order to reduce the heat capacity and improve the quick start property, the
上記の横長ステー1、加熱体3、円筒状の定着フィルム2、横長加圧ステー7、フランジ10の組み立て体が定着フィルムユニット100である。
The assembly of the horizontally
加圧ローラ6は、外径13mmのアルミ製の芯金6bと、この芯金6b上にローラ状に被覆した、長さL=240mm、厚さ3mmのシリコ−ン発泡体の耐熱性弾性層6aによって構成される。そして図3のように芯金6bの両端部側を軸受け8を介して定着装置の不図示の側板間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。また、芯金6bの一端部側にはギヤGを固着して配設し、これに駆動装置の駆動モータMからの駆動力を伝達して弾性加圧ローラ6を回転駆動するようにされている。
The
そしてこの加圧ローラ6の上側に該弾性加圧ローラ6に並行させて前記の定着フィルムユニット101を加熱体3側を下向きにして配列し、図3のようにその両端側のフランジ10の、該フランジに一体の加圧ブロック部10aをそれぞれ加圧バネ10bで加圧ローラ6の弾性に抗して所定の力で下方に押圧状態にする。これにより、横長加圧ステー7、横長ステー1が弾性加圧ローラ4の弾性に抗して押し下げられて加熱体3と加圧ローラ6とがフィルム2を挟んで圧接して加圧ローラ6の弾性層6aの弾性歪により所定幅の定着ニップ部Nが形成される。
Then, the fixing film unit 101 is arranged on the upper side of the
フィルム2は加圧ローラ6の回転駆動により定着ニップ部Nにおいて摩擦力で回転トルクを受け、定着ニップ部Nにおいて内面が加熱体3の面に密着して摺動しながら所定の周速度でフィルム内面ガイド部材となる横長ステー1の外回りを従動回転状態になる。
The
そして、加熱体3に対する通電が開始され、また加圧ローラ6の回転駆動、およびこれに従動して円筒状フィルム2が回転し、加熱体3が所定の温度に立ち上がって温調状態になり、加圧ローラ6とフィルム2の回転が安定化した状態において、定着ニップ部Nのフィルム2と加圧ローラ6との間に未定着トナー像Tを担持している記録材Pが入り口側ガイド部材11に案内されて導入され、挟持搬送され、記録材Pの未定着トナー像担持面がフィルム2の外面に密着して記録材Pがフィルム2と一緒の重なり状態で定着ニップ部Nを通過していく。
The energization of the
この記録材Pの定着ニップ部通過過程で記録材Pは加熱体3の熱をフィルム2を介して受けて加熱され、未定着トナー像Tが記録材P面に加熱加圧定着される。記録材Pは定着ニップ部Nの記録材出口部においてフィルム2の外面から曲率分離して出口側ガイド部材12に案内されて排出搬送される。
In the process of passing the recording material P through the fixing nip, the recording material P is heated by receiving the heat of the
図4は本例で用いた加熱体3の構造模型図である。この加熱体3は、
1)ヒータ基板(セラミック基板)としての、幅7mm×長さ270mm×厚み1mmのアルミナ基板a、
2)このヒータ基板aの表面側に基板長手に沿って、例えばAg/Pd(銀パラジウム)等の電気抵抗材料を厚み約10μm、幅1〜3mmにスクリーン印刷等により塗工形成して具備させた、往復並行2本の抵抗発熱体b、
3)この往復並行2本の抵抗発熱体bの一端部側を電気的に直列に導通させた導電性パターンc、
4)各抵抗発熱体bの他端部に電気的に導通させて具備させた給電用電極パターンd、
5)ヒータ基板aの表面側において抵抗発熱体bと導電性パターンcとを覆わせて設けた、薄層のガラスやフッ素樹脂等の絶縁保護摺動層e、
等からなる。
FIG. 4 is a structural model diagram of the
1) Alumina substrate a having a width of 7 mm, a length of 270 mm, and a thickness of 1 mm as a heater substrate (ceramic substrate);
2) An electric resistance material such as Ag / Pd (silver palladium), for example, is applied and formed on the surface side of the heater substrate a by screen printing to a thickness of about 10 μm and a width of 1 to 3 mm. In addition, two reciprocating parallel resistance heating elements b,
3) A conductive pattern c in which one end portions of the two reciprocating parallel resistance heating elements b are electrically connected in series;
4) An electrode pattern d for feeding that is electrically connected to the other end of each resistance heating element b.
5) Insulating protective sliding layer e such as thin glass or fluororesin provided to cover resistance heating element b and conductive pattern c on the surface side of heater substrate a,
Etc.
また、ヒータ基板aの裏面側には加熱体温度をモニタする温度検知素子としてのサーミスタ4を配設してある。
A
そして、この加熱体3を、横長ステー1の下面中央部に該部材の長手に沿って形成具備させた加熱体嵌め込み溝内に加熱体表面側を外側に露呈させて嵌め入れて固定保持させてある。
Then, the
13は加熱体3の給電用電極パターンd側に嵌着させた給電用コネクタである。加熱体3は、この給電用コネクタ13、給電用電極パターンdを介してAC電源14から抵抗発熱体bに給電がなされて抵抗発熱体bが全長にわたって発熱することで急峻に昇温する。その加熱体3の昇温がサーミスタ4で検知され、検知温度情報が制御回路15に入力する。制御回路15はその検知温度情報に基づいてAC電源14から抵抗発熱体bに通電する電力を位相、波数制御等により制御して、加熱体3の温度を所定の温度に温調制御する。
次に本実施例の加熱定着装置107における、フィルム2、加圧ローラ6の長手方向の関係を図3を用いて説明する。なお、ここで加圧ローラ6の軸線方向を装置の構成部材の長手方向とする。
Next, the relationship in the longitudinal direction of the
本実施例においては、フィルム2の長手方向の長さはL1=225mm、加圧ローラ6の弾性層であるシリコーンゴム発泡体部6aの長手方向長さをL2=240mmとし、L1<L2の関係としている。またフィルム2の端部fは加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aの端部gよりも内側に存在するような構成になっている。
In this embodiment, the length in the longitudinal direction of the
ところで、フィルム2には、定着ニップ部Nの長手方向での若干の圧力の差、加圧ローラ6の硬度の差が存在した場合にはフィルムガイド部材である横長ステー1の長手方向への寄り力が発生する。その場合、フィルム2が横長ステー1の長手方向に沿ってスライドして長手方向に動き、寄った方向の端部fがフランジ101の内面に押し付けられて受け止められ、フィルムの寄り移動が規制される。しかし、押し付け力が強すぎるとフィルム端部fに座屈を生じて、フィルム端部がラッパ状に開き、裂けることにより最終的にはフィルム破れに至る問題が発生する。
By the way, when there is a slight pressure difference in the longitudinal direction of the fixing nip N and a difference in hardness of the
特に一定時間あたりのプリント枚数の多い、いわゆる中高速機では定着性能を確保するために、定着ニップ部Nの幅を大きくとり、定着できる領域を広くする工夫をしているが、このような構成の場合、加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの硬度を低く抑えているためにフィルム自体を押さえつける力が働かなくなり、長手端部方向へフィルム2が寄り易くなる傾向がある。
In particular, so-called medium- and high-speed machines with a large number of prints per fixed time are designed to increase the width of the fixing nip portion N and widen the fixing area in order to ensure the fixing performance. In this case, since the hardness of the heat-resistant
しかしながら本実施例のように、フィルム2の長さL1と加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの長手方向の長さL2の関係を上記のように保つことにより、フィルム2が長手端部方向へ寄り移動する力が増えフランジ101への押し付け力が強くなった場合にもフィルム端部への加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aからの加圧方向への力が働くため、フィルム端部が長手方向と垂直方向にラッパ状に開き、裂け、フィルム破れに至ることは無くなるのである。
However, as in the present embodiment, by maintaining the relationship between the length L1 of the
そこで、この構成の加熱定着装置107が備わった画像形成装置を用いて50000枚の耐久試験を行い、フィルム2が画像形成装置本体寿命まで持つかどうかの確認を行った。
Therefore, an endurance test of 50,000 sheets was performed using the image forming apparatus provided with the
本実施例の画像形成装置本体は、プロセススピード140mm/s、スループット25ppmの画像形成装置本体を用いた。定着性能を確保するために定着ニップ部幅を確保する目的で加圧ローラ6のアスカーC硬度を低く抑えている。加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6aの硬度は長手方向で両端部から10mm位置、周方向4点の計8点で硬度測定を行い、平均で42°とかなり低くし、ニップ幅N=9mmとしている。シリコーンゴム発泡体6aは1本の中で全く同じ硬度を保って製造することは非常に困難であり、同一加圧ローラ内でも1°〜2°ぐらいの硬度のばらつきが発生してしまうことが多い。本実施例においても左右硬度差がある加圧ローラであり、駆動側が41.3°、反駆動側が42.7°である。
The main body of the image forming apparatus of this example was an image forming apparatus main body having a process speed of 140 mm / s and a throughput of 25 ppm. In order to secure the fixing performance, the Asker C hardness of the
比較例1としては図5のような、フィルム2の長手方向長さL1=225mm、加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6aの長手方向長さL2=218mmの構成の定着装置を用いて同様の耐久試験を行った。上記のようにL1>L2の関係となっており、加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6aの長手方向端部gがフィルム端部fの内側にある構成となっている。また加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aの硬度は本実施例と同様にアスカーC硬度で42°(駆動側が41.6°、反駆動側が42.4°)のものを用いた。
As Comparative Example 1, a fixing device having a configuration in which the length L1 of the
表1は画像形成装置本体の寿命耐久でのフィルムの状態を表している。 Table 1 shows the state of the film at the endurance of the image forming apparatus main body.
比較例1においては27000枚弱でフィルム破れが発生し、耐久を停止した。これはまず加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aのアスカーC硬度が低く、且つ微小な左右硬度差によりフィルム2が長手方向にスライドする力が働き、フィルム端部fはフランジ10に押し付けられる力が働く。更にはフィルム2の長手方向長さL1が加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aの長さL2より短いために(図5)、フィルム端部がフリーの状態になることにより加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aでフィルム端部を加圧方向に押さえる力が働かないために、フランジ10に押し付けられたフィルム端部に座屈を生じてフィルム端部fがラッパ状に開き、フィルム裂き、破れが発生してしまうのである。
In Comparative Example 1, film breakage occurred at a little less than 27,000 sheets, and durability was stopped. First, the Asker C hardness of the silicone
実施例1においてはフィルム破れが発生することなく50000枚通紙OKとなった。これは加圧ローラ6自体は比較例1と同じようにシリコーンゴム発泡体部6aで左右硬度差があり、フィルム2も長手方向にスライドする力が働き、フィルム端部fはフランジ10に押し付けられる力が働く。しかし加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aの長さL2がフィルム2の長手方向長さL1より長く、且つフィルム端部fよりも外側にあるために(図3)、フィルム端部fを定着ニップ部Nにおいて長手方向と垂直方向にフィルム端部を押さえつける力が働き、フランジ10に押し付けられたフィルム端部fがラッパ状になることなく裂き、破れ状態にはならないのである。
In Example 1, 50,000 sheets were passed without film breakage. This is because the
このようにして加圧ローラ6の耐熱性弾性層部6aの長手方向の長さL2をフィルム2の長手方向長さL1よりも長くし、且つ加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの端部gをフィルム2の端部fよりも外側にすることでフィルム破れの発生を完全に防止することが可能となり、画像形成装置本体の寿命まで高品質な画像を提供することが可能となるのである。
In this way, the longitudinal length L2 of the heat resistant
尚、本実施例において、加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの長さL2を定着フィルム2の長手方向の長さL1よりも長くし、加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの端部gが定着フィルム2の端部fよりも外側に存在する構成としたが、加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの少なくとも一方の端部gが定着フィルム2の端部fと同位置であっても同様の効果が得られる。また加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの少なくとも一方の端部gが定着フィルム2の端部fよりも内側に存在する構成であっても、定着フィルム2が他方側に寄る構成であれば同様の効果が得られる。更には加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの材質をシリコーンゴム発泡体としたが同様の効果が得られればこれに限定されることはない。更にはフィルム2の長さL1を225mm、加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの長さL2を240mmと限定したが同様の効果が得られれば当然これに限定されるものではない。
In this embodiment, the length L2 of the heat-resistant
本実施例においては、上述した実施例1の加熱体3上の抵抗発熱体bの長手方向の長さL3(図3)をフィルム2の長さL1よりも長くし、加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの長さL2よりも短い構成としている。また、加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの端部gは、加熱体3中の抵抗発熱体bの端部h、フィルム端部fよりも外側に存在する。
In this embodiment, the length L3 (FIG. 3) in the longitudinal direction of the resistance heating element b on the
つまり、L1<L3<L2の関係が成り立ち、且つ加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの端部gが加熱体3の抵抗発熱体bの端部hよりも外側、加熱体3の抵抗発熱体bの端部hがフィルム端部fよりも外側の関係を持つ。
That is, the relationship of L1 <L3 <L2 is satisfied, and the end g of the heat-resistant
上記の関係構成以外の定着装置構成、画像形成装置構成は実施例1と同様であるから再度の説明は省略する。 Since the configuration of the fixing device and the configuration of the image forming apparatus other than the above-described related configurations are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
上記の本実施例の装置構成により、フィルム端部fで発生するフィルム破れを防止することはもちろん、端部での画像の定着性もアップさせ、長手方向での定着ムラを防止できるのである。 According to the above-described apparatus configuration of the present embodiment, not only film tearing that occurs at the film edge f can be prevented, but also the fixability of the image at the edge can be improved, and fixing unevenness in the longitudinal direction can be prevented.
そこで、この構成の加熱定着装置が備わった画像形成装置本体を用いて50000枚の耐久試験を行い、フィルム2が本体寿命まで持つかどうか、更には定着性の実力確認を行った。
Therefore, an endurance test of 50,000 sheets was performed using the main body of the image forming apparatus provided with the heat fixing device of this configuration, and whether or not the
本実施例の画像形成装置本体は、プロセススピード140mm/s、スループット25ppmの画像形成装置本体を用いた。定着性能を確保するためにニップ幅を確保する目的で加圧ローラのアスカーC硬度を低く抑えている。加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6aの硬度は長手方向で両端部から10mm位置、周方向4点の計8点で硬度測定を行い、平均で41.5°とかなり低くし、ニップ幅N=9mmとしている。シリコーンゴム発泡体は1本の中で全く同じ硬度を保って製造することは非常に困難であり、同一加圧ローラ内でも1°〜2°ぐらいの硬度のばらつきが発生してしまうことが多い。本実施例においても左右硬度差がある加圧ローラであり、駆動側が40.9°、反駆動側が42.1°である。
The main body of the image forming apparatus of this example was an image forming apparatus main body having a process speed of 140 mm / s and a throughput of 25 ppm. In order to secure the fixing performance, the Asker C hardness of the pressure roller is kept low for the purpose of securing the nip width. The hardness of the
定着装置の長手方向の関係は、フィルム2の長さL1=225mm、加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6aの長さL2=240mm、加熱体3の抵抗発熱体bの長さをL3=231mmとし、L1<L3<L2の関係が成り立っている。
The longitudinal relationship of the fixing device is that the length L1 of the
また加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6aの端部gは加熱体3の抵抗発熱体bの端部hの外側にあり、加熱体3の抵抗発熱体bの端部hはフィルム2の端部fよりも外側にある。
Also, the end g of the
比較例2としては図5のような、フィルム2の長手方向長さL1、加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6a部の長手方向長さL2、加熱体3の抵抗発熱体bの長さをL3とした場合の構成の定着装置を用いて同様の耐久試験を行った。L1=225mm、L2=218mm、L3=216mmであり、L1>L2>L3の関係となっており、加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6aの長手方向端部gがフィルム端部fの内側にあり、加熱体3の抵抗発熱体bの端部hが加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体6aの端部gの内側にある構成となっている。
As Comparative Example 2, the longitudinal length L1 of the
抵抗発熱体bは加圧ローラ6と定着フィルムユニット100とがなす定着ニップ部内に収めないと、収まらない部位において異常発熱し、加熱体割れを起こしてしまう恐れがある。
If the resistance heating element b does not fit within the fixing nip formed by the
また加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aの硬度は実施例と同様にアスカーC硬度で42°(駆動側が41.8°、反駆動側が42.2°)のものを用いた。
Further, the hardness of the silicone
定着性は1〜100枚までのサンプルの平均値であり、ハーフトーンの定着擦り試験機で擦る前と擦った後の濃度低下率を表している。今回耐久では紙種としてFoxRiverBond75g/m2紙(レターサイズ)を用いた。 The fixability is an average value of samples of 1 to 100 sheets, and represents a density reduction rate before and after rubbing with a halftone fixing rubbing tester. In this durability test, Fox River Bond 75 g / m 2 paper (letter size) was used as the paper type.
表2は画像形成装置本体の寿命耐久でのフィルムの状態と定着性を表している。 Table 2 shows the state of the film and the fixability in the life of the image forming apparatus main body.
定着性濃度低下率は20%を超えるとNGレベル、20%以内であればOKレベルである。 If the fixing density reduction rate exceeds 20%, it is NG level, and if it is within 20%, it is OK level.
比較例2においては27000枚強でフィルム破れが発生し、耐久を停止した。これはまず加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aのアスカーC硬度が低く、且つ微小な左右硬度差によりフィルム2が長手方向にスライドする力が働き、フィルム端部fはフランジ10に押し付けられる力が働く。更にはフィルム2の長手方向長さL1が加圧ローラ6のシリコーンゴム発泡体部6aの長さL2より短いために(図5)、フィルム端部fがフリーの状態になることにより加圧ローラ6のゴム部6aでフィルム端部fを加圧方向に抑える力が働かないために、フランジ10に押し付けられたフィルム端部に座屈を生じてフィルム端部fがラッパ状に開き、フィルム裂き、破れが発生してしまうのである。
In Comparative Example 2, film breakage occurred at a little over 27,000 sheets, and the durability was stopped. First, the Asker C hardness of the silicone
定着性に関しては中央部の定着性は12.1%でOKレベルであるが、端部の定着性がNGレベルである。これはまず比較例2の抵抗発熱体bの長さL3が加圧ローラ6のゴム部6aの長さL2より短く、更にはレターサイズの横幅216mmより2mm長いだけであるため端部から熱が逃げてしまうと画像端部での定着性が低下してしまうからである。
Regarding the fixing property, the fixing property at the center is 12.1%, which is an OK level, but the fixing property at the end is an NG level. This is because the length L3 of the resistance heating element b of Comparative Example 2 is shorter than the length L2 of the
実施例1においてはフィルム破れは50000枚OKである。これは先ほども説明したが加圧ローラ6自体は比較例1と同じようにシリコーンゴム発泡体部6aで左右硬度差があり、フィルム2も長手方向にスライドする力が働き、フィルム端部fはフランジ10に押し付けられる力が働く。しかし加圧ローラ6のゴム部6aの長さL2が長く、且つゴム部端部gがフィルム端部fよりも外側にあるために(図3)、フィルム端部fを定着ニップ部Nにおいて長手方向と垂直方向にフィルム端部fを押さえつける力が働き、フランジ10に押し付けられたフィルム端部fがラッパ状になることなく裂き、破れ状態にはならないのである。
In Example 1, the film breakage is 50,000 sheets OK. As described above, the
定着性に関しては中央部の定着性は10.2%でOKレベル、端部の定着性もOkレベルであるが、端部の定着性が19.5%と、ほとんどマージンがない状態である。これはまず実施例1(図3)の抵抗発熱体bの長さL3が比較例2(図5)と同様にレターサイズの横幅216mmより2mm長いだけであり、加圧ローラ6のゴム部6aの長さL2は比較例2よりも長くなるため熱の逃げは比較例2よりは少なくなり端部定着性としては比較例2よりは良くなる。ただし抵抗発熱体bの長さL3が短いため端部の定着性はやはり低下する傾向にある。 Regarding the fixing property, the fixing property at the center is 10.2%, which is OK level, and the fixing property at the edge is also OK level, but the fixing property at the edge is 19.5%, and there is almost no margin. First, the length L3 of the resistance heating element b of Example 1 (FIG. 3) is only 2 mm longer than the letter-size lateral width 216 mm as in Comparative Example 2 (FIG. 5). Since the length L2 of this is longer than that of the comparative example 2, the heat escape is smaller than that of the comparative example 2, and the end fixability is better than that of the comparative example 2. However, since the length L3 of the resistance heating element b is short, the fixability of the end portion tends to be lowered.
実施例2においてはフィルム破れが発生することなく50000枚通紙OKとなった。これは加圧ローラ6自体は比較例1と同じようにシリコーンゴム発泡体部で左右硬度差があり、フィルム2も長手方向にスライドする力が働き、フィルム端部fはフランジ101に押し付けられる力が働く。しかし加圧ローラ6のゴム部6aの長さL2が長く、且つゴム部端部gがフィルム端部fよりも外側にあるためにフィルム端部fをニップ部Nにおいて長手方向と垂直方向にフィルム端部fを押さえつける力が働き、フランジ10に押し付けられたフィルム端部fがラッパ状になることなく裂き、破れ状態にはならないのである。
In Example 2, 50,000 sheets were passed without film breakage. This is because the
定着性においては画像中央部、端部共にOKレベルである。これは加熱体3の抵抗発熱体bの長さL3が十分に長く、画像幅216mmよりも15mm長くなっている関係で、端部から熱が逃げても画像端部では十分に定着可能な状態になっているからである。また、抵抗発熱体bは加圧ローラ6のゴム部6a内に存在するために局所的な異常発熱も無く、加熱体割れに至ることもないのである。
In terms of fixability, both the center and the edge of the image are at the OK level. This is because the length L3 of the resistance heating element b of the
このようにして加圧ローラ6の耐熱性弾性層部6aの長手方向の長さL2を加熱体3の抵抗発熱体bの長さよりも長くし、加熱体3の抵抗発熱体bの長さL3をフィルム2の長手方向長さL1よりも長くし、且つ加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの端部gを加熱体3の抵抗発熱体bの端部hよりも外側にし、加熱体3の抵抗発熱体bの端部hをフィルム2の端部fよりも外側にすることでフィルム破れの発生を完全に防止することが可能となり、更には画像端部の定着性をアップさせ、長手方向の定着ムラを完全に無くすことができる。つまり画像形成装置本体の寿命まで高品質な画像を提供することが可能となるのである。
In this way, the length L2 of the heat-resistant
尚、本実施例においては、加熱体3の抵抗発熱体bの端部hが加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの端部gよりも内側に存在する構成としたが、抵抗発熱体bの端部hの位置と加圧ローラ6の耐熱性弾性層端部gの位置が同位置であっても同様の効果が得られる。また加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの材質をシリコーンゴム発泡体としたが同様の効果が得られればこれに限定されることはない。更にはフィルム2の長さL1を225mm、加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aの長さL2を240mm、加熱体3の抵抗発熱体bの長さL3を231mmと限定したが同様の効果が得られれば当然これに限定されるものではない。
In the present embodiment, the end h of the resistance heating element b of the
本実施例の特徴とするところは実施例1および2において加熱体3と加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aとがフィルム2を介さずに直接接触する部分i(図3、N1〜N2間)の加熱体表面の摩擦係数を、加熱体3と加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aとが直接接触しない部分(フィルム2が介在しているL1対応部分)jよりも小さくすることが特徴である。上記の構成以外の定着装置構成、画像形成装置構成は実施例1・2と同様であるから再度の説明は省略する。
A feature of the present embodiment is that in the first and second embodiments, the
本実施例においては、加熱体3の絶縁保護摺動層eの、加熱体3と加圧ローラ6の耐熱性弾性層6aとが直接接触する部分iの摩擦係数を減らすための加工を施している。本実施例において加熱体3の絶縁保護摺動層eはガラス層であり、このガラス層eの上記部分iの摩擦係数を減らすための具体的な加工方法としてはガラス表面と加圧ローラ表層との接触面積が少ない方が摩擦力が減少するため、加熱体3のガラス表面を加圧ローラ6の回転方向と同方向に、細かい目のやすりで磨いた。上記部分i以外のガラス層部分jはやすりで磨かない。やすりで磨いていないガラス層部分jの摩擦係数μ=0.3に対して、やすりで磨いたガラス層部分jは摩擦係数μ=0.2となる。
In this embodiment, the insulating protective sliding layer e of the
本構成の加熱体3を用いて加熱定着装置におけるトルクの測定を行った。比較例としては加熱体3のガラス層eの加圧ローラ6との直接接触表面部分jの上記のような加工を行わずにガラス層eの全体の摩擦係数μ=0.3のままとしたものを用いた。
Using the
トルク測定方法は、加圧ローラ6自体にトルク測定装置を連結して加熱体3は180℃に温調しながら空回転測定し、加熱定着装置のみのトルク値を測定している。トルク値自体は空回転スタートから5分間回し続けたときの平均値である。
In the torque measuring method, a torque measuring device is connected to the
表3は上記条件で測定したときの本実施例3と比較例3のトルク測定値を表している。 Table 3 shows the measured torque values of Example 3 and Comparative Example 3 when measured under the above conditions.
実施例3と比較例3を比較すると、実施例3の方が明らかにトルク値が下がっていることがわかる。これは加熱体表面と加圧ローラが直接に接触する部分iの摩擦係数が下がっているために、加熱体3と加圧ローラ6との摩擦力が低下し、結果的にトルクが下がっているのである。
When Example 3 and Comparative Example 3 are compared, it can be seen that the torque value is clearly lower in Example 3. This is because the friction coefficient of the portion i where the heating body surface and the pressure roller are in direct contact with each other is lowered, so that the frictional force between the
このようにして加熱体3と加圧ローラ6が接触する部分iの加熱体表面の摩擦係数を下げることで、加熱体3と加圧ローラ6の摩擦力を低減することが可能となり、加熱定着装置のトルクを低減させることが可能となる。更には画像形成装置全体としての稼動負荷を低減させることができ、コスト的に高価でハイパワーな駆動装置を用いる必要もなくなるのである。
Thus, by reducing the friction coefficient of the surface of the heating body at the portion i where the
尚、本実施例において摩擦係数を下げるために加熱体の表面をやすりで磨いたが、同様の効果が得られればこの方法に限定されない。 In this embodiment, the surface of the heating element is polished with a file in order to reduce the friction coefficient. However, the present invention is not limited to this method as long as the same effect can be obtained.
[その他]
1)本発明の加熱装置は実施例の加熱定着装置に限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
[Others]
1) The heating device of the present invention is not limited to the heat fixing device of the embodiment, but an image heating device that heats a recording material carrying an image to improve surface properties such as gloss, an image heating device that is supposed to be worn, It can be widely used as a means / device for heat-treating a material to be heated, such as a heating / drying device or a heating laminating device.
2)加熱体3としてのセラミックヒータの構成は実施例に示した構造のものに限られるものではないことは勿論である。また加熱体3はセラミックヒータに限られうものではなく、その他、例えば電磁誘導発熱部材、ニクロムヒータ等のタイプの加熱体を用いることもできる。
2) Of course, the structure of the ceramic heater as the
1・・ステー、2・・フィルム、3・・加熱体、b・・抵抗発熱体、4・・サーミスタ、6・・加圧ローラ、6a・・加圧ローラの耐熱性弾性層、6b・・加圧ローラの芯金、T・・トナー、P・・記録材、101・・感光体、102・・帯電ローラ、103・・レーザー露光装置、104・・現像装置、105a・・クリーニングブレード、106・・転写ローラ、107・・定着装置、100・・定着フィルムユニット
1 .. Stay 2 ..
Claims (5)
前記加圧ローラの軸線方向を各構成部材の長手方向としたとき、前記フィルムの長手方向の少なくとも一方の端部は前記加圧ローラの弾性層の長手方向の一方の端部と同位置、若しくは前記加圧ローラの弾性層の長手方向の一方の端部よりも内側に存在することを特徴とする加熱装置。 A heating body, a film that slides with the heating body, a pressure roller that has an elastic layer on the core, forms a nip in pressure contact with the heating body via the film, and is driven to rotate. A heating device that sandwiches and conveys the member to be heated at the nip, and heats the member to be heated by heat from the heating body via the film,
When the axial direction of the pressure roller is the longitudinal direction of each constituent member, at least one end in the longitudinal direction of the film is at the same position as one end in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller, or A heating device, wherein the heating device exists inside one end portion in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller.
前記加圧ローラの軸線方向を各構成部材の長手方向としたとき、前記フィルムの長手方向の長さをL1、前記加圧ローラの弾性層の長手方向の長さをL2とした場合、L1≦L2の関係が成り立ち、且つ前記フィルムの長手方向の端部は前記加圧ローラの弾性層の長手方向の端部と同位置若しくは長手方向で内側に存在することを特徴とする加熱装置。 A heating body, a film that slides with the heating body, a pressure roller that has an elastic layer on the core, forms a nip in pressure contact with the heating body via the film, and is driven to rotate. A heating device that sandwiches and conveys the member to be heated at the nip, and heats the member to be heated by heat from the heating body via the film,
When the axial direction of the pressure roller is the longitudinal direction of each component, the length in the longitudinal direction of the film is L1, and the length in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller is L2, L1 ≦ A heating apparatus, wherein the relationship of L2 is established, and an end portion in the longitudinal direction of the film is present at the same position or in the longitudinal direction as an end portion in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller.
前記加圧ローラの軸線方向を各構成部材の長手方向としたとき、前記フィルムの長手方向の長さをL1、前記加圧ローラの弾性層の長手方向の長さをL2、前記加熱体上の抵抗発熱体の長手方向の長さをL3とした場合、L1≦L3≦L2の関係が成り立ち、且つ前記抵抗発熱体の長手方向の端部は前記加圧ローラの弾性層の長手方向の端部と同位置若しくは長手方向で内側に存在することを特徴とする加熱装置。 A heating element provided with a resistance heating element, a film that slides with the heating element, and an elastic layer on a core metal, and press-contacted with the heating element through the film to form a nip, which is driven to rotate. A heating roller that sandwiches and conveys the heated member at the nip, and heats the heated member by heat from the heating body via the film,
When the axial direction of the pressure roller is the longitudinal direction of each constituent member, the length in the longitudinal direction of the film is L1, the length in the longitudinal direction of the elastic layer of the pressure roller is L2, and the length on the heating body When the length in the longitudinal direction of the resistance heating element is L3, the relationship of L1 ≦ L3 ≦ L2 holds, and the longitudinal end of the resistance heating element is the longitudinal end of the elastic layer of the pressure roller. The heating device is present at the same position or inside in the longitudinal direction.
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