JP2006091531A - Fixing device, belt tubular body and image forming apparatus - Google Patents

Fixing device, belt tubular body and image forming apparatus Download PDF

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Kenji Nakatogawa
健司 中戸川
Yosuke Tsutsumi
洋介 堤
Keitarou Sonoguchi
慶太郎 薗口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device which forms high-quality fixed images, while suppressing wrinkles in paper and image defects, such as image shifts and image stain. <P>SOLUTION: The fixing device 60 for fixing a toner image carried on a recording material is equipped with a fixing roll 61, an endless belt 62 which moves as in contact with the fixing roll 61 and which is composed of a single layer prepared by compounding 100 parts by weight of a fluorocarbon resin, such as polytetrafluoroethylene resin and 10 to 40 parts by weight of a reinforcing filler, such as acicular whiskers. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関する。   The present invention relates to a fixing device and the like, and more particularly to a fixing device used in an image forming apparatus using an electrophotographic system.

電子写真方式を用いた複写機、プリンター等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体(感光体ドラム)を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像(トナー像)とし、このトナー像を感光体ドラム上から記録紙に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録紙に定着している。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method, for example, a photosensitive member (photosensitive drum) formed in a drum shape is uniformly charged, and the photosensitive drum is controlled based on image information. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by exposure with the exposed light. The electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image) with toner, and the toner image is transferred onto the recording paper from the photosensitive drum, and then the toner image is fixed on the recording paper with a fixing device.

このような画像形成装置に用いられる定着装置は、円筒状の芯金の内部に加熱源を備え、その芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に離型層とが積層して形成された定着ロールと、この定着ロールに対して圧接配置され、芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層とが積層して形成された加圧ロールとで構成されている。そして、定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、ロールニップ方式と呼ばれて、一般に広く利用されている。   A fixing device used in such an image forming apparatus includes a heat source inside a cylindrical metal core, and is formed by laminating a heat-resistant elastic layer on the metal core and a release layer on the outer peripheral surface thereof. The fixing roll is placed in pressure contact with the fixing roll, and is formed by laminating a heat-resistant elastic body layer on the core metal and a release layer made of a heat-resistant resin film or a heat-resistant rubber film on the outer peripheral surface. And a pressure roll. Then, the recording paper carrying the unfixed toner image is passed between the fixing roll and the pressure roll, and the unfixed toner image is heated and pressed to thereby form the toner image on the recording paper. It has become established. Such a fixing device is called a roll nip method and is generally widely used.

近年、画像形成装置における高生産性やカラー化の進展に伴い、定着装置においても高速化への対応が要求されている。その際、ロールニップ方式の定着装置では、トナーと記録紙に充分な熱量が供給できるように、ニップ幅を定着速度に比例して広く設定することが必要となる。このような要求に応え、本出願人は、画像形成装置の高速化に対応した定着装置に関する技術を提案している(例えば、特許文献1参照)。
即ち、特許文献1に記載した定着装置は、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと定着ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、シートの出口側を局部的に弾性変形させるように構成されたものである。
In recent years, with the progress of high productivity and colorization in image forming apparatuses, it has been required that fixing apparatuses also support high speed. At that time, in the roll nip type fixing device, it is necessary to set the nip width widely in proportion to the fixing speed so that a sufficient amount of heat can be supplied to the toner and the recording paper. In response to such a request, the present applicant has proposed a technique related to a fixing device that can cope with the speeding up of the image forming apparatus (see, for example, Patent Document 1).
That is, the fixing device described in Patent Document 1 is disposed in a non-rotating state inside a rotatable fixing roll whose surface is elastically deformed, an endless belt that can run while being in contact with the fixing roll, and the endless belt. The endless belt is pressed against the fixing roll so that a contact surface with the fixing roll is formed, and the sheet can be passed between the endless belt and the fixing roll. In addition, a belt nip is provided on the surface of the fixing roll, and the exit side of the sheet is locally elastically deformed on the surface of the fixing roll.

このような特許文献1に記載した定着装置(「ベルトニップ方式」という。)では、従来のロールニップ方式の定着装置における加圧ロールに代え、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを定着ロールに圧接させている。このような構成を採用することにより、定着ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅を、従来の定着ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができ、さらに、ニップ部において均一で高いニップ圧を付与することができるので、高速化への対応が可能となり、しかも装置の小型化も容易である。   In such a fixing device described in Patent Document 1 (referred to as “belt nip method”), a pressure pad is used instead of the pressure roll in the conventional roll nip type fixing device, and the endless belt is pressed against the fixing roll. Yes. By adopting such a configuration, the width of the belt nip formed by the fixing roll and the endless belt can be easily made larger than the width of the conventional roll nip between the fixing roll and the pressure roll. In addition, since a uniform and high nip pressure can be applied to the nip portion, it is possible to cope with a high speed, and it is easy to downsize the apparatus.

また、定着ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量は小さく、加えて圧力パッドが非回転状態で配置されていることから、定着ロールから伝わる熱が外部に発散され難い構成を実現している。そのため、定着ロールの回転が開始されても、定着ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は少なく、トナーの溶融に際しての熱効率を高めることができるとともに、ベルトニップでの温度低下も小さいことから、トナーの定着性が向上するという利点も有している。   Further, since the heat capacity of the endless belt pressed against the fixing roll is small, and the pressure pad is arranged in a non-rotating state, a configuration in which the heat transmitted from the fixing roll is hardly dissipated to the outside is realized. Therefore, even when rotation of the fixing roll is started, the amount of heat taken from the fixing roll to the endless belt side is small, the thermal efficiency at the time of melting the toner can be increased, and the temperature drop at the belt nip is also small. There is also an advantage that the fixing property of the toner is improved.

このようなベルトニップ方式の定着装置では、優れた定着画像及び定着性を確保するために、定着ロール−記録紙間のスリップや、記録紙−エンドレスベルト間のスリップを防止することが不可欠である。このため、ポリイミド樹脂等で形成されたエンドレスベルトの基材層の表面にフッ素樹脂からなる離型層を設け、トナー像との離型性を高める方法が採用されている。さらに、定着ロール−記録紙間の摩擦係数μaまたは記録紙−エンドレスベルト間の摩擦係数μbと比べてエンドレスベルト−圧力パッド間の摩擦係数μcを低減させる方法として、例えば、圧力パッド上にフッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シートからなる低摩擦フィルムを設け、その低摩擦フィルムとエンドレスベルトとの間に潤滑剤として変性シリコーンオイルを介在させる方法が報告されている(特許文献2参照)。   In such a belt nip type fixing device, it is indispensable to prevent a slip between the fixing roll and the recording paper and a slip between the recording paper and the endless belt in order to ensure an excellent fixed image and fixability. . For this reason, a method is adopted in which a release layer made of a fluororesin is provided on the surface of the base material layer of the endless belt made of polyimide resin or the like to improve the releasability from the toner image. Furthermore, as a method of reducing the friction coefficient μc between the endless belt and the pressure pad as compared with the friction coefficient μa between the fixing roll and the recording paper or the friction coefficient μb between the recording paper and the endless belt, for example, a fluororesin is formed on the pressure pad. A method has been reported in which a low-friction film made of a glass fiber sheet impregnated with bismuth is provided, and a modified silicone oil is interposed as a lubricant between the low-friction film and the endless belt (see Patent Document 2).

一方、エンドレスベルトは、所定の強度及び弾性を有することが必要である。特に、エンドレスベルトの端部は、非回転部である圧力パッドと接触して擦れながら回転するため、充分な可撓性と強靭性が要求される。このため、エンドレスベルトの構造を、ポリイミド等の耐熱性樹脂に絶縁性無機フィラーを配合した内層と、接着性樹脂に導電性フィラーを配合した中間層と、フッ素樹脂に導電性フィラーを配合した外層と、からなる多層構造にする方法が報告されている(特許文献3参照)。   On the other hand, the endless belt needs to have predetermined strength and elasticity. In particular, since the end portion of the endless belt rotates while being rubbed in contact with the pressure pad which is a non-rotating portion, sufficient flexibility and toughness are required. For this reason, the structure of the endless belt is composed of an inner layer in which an insulating inorganic filler is blended with a heat-resistant resin such as polyimide, an intermediate layer in which a conductive filler is blended in an adhesive resin, and an outer layer in which a conductive filler is blended in a fluororesin A method of forming a multilayer structure consisting of the above has been reported (see Patent Document 3).

特許第3298354号公報(第4−7頁)Japanese Patent No. 3298354 (page 4-7) 特開平10−213984号公報JP-A-10-213984 特許第3351057号公報Japanese Patent No. 3351057

ところで、上述したように、ベルトニップ方式の定着装置において使用されるエンドレスベルトは、通常、ポリイミド等の耐熱性樹脂からなる基材層とエンドレスベルトの定着ロールに圧接される側に設けられた離型層とから構成され、トナー像との離型性が高められている。一方、エンドレスベルトの定着ロールに圧接される側とは反対側は、ポリイミド等の耐熱性樹脂からなる基材表面に、低摩擦フィルムを設けた圧力パッドを押圧している。   By the way, as described above, the endless belt used in the belt nip type fixing device is usually a separation layer provided on the side of the endless belt that is in pressure contact with the base material layer made of a heat-resistant resin such as polyimide. The mold layer is configured to improve the releasability from the toner image. On the other hand, the side of the endless belt opposite to the side pressed against the fixing roll presses a pressure pad provided with a low friction film on the surface of a base material made of a heat resistant resin such as polyimide.

しかし、エンドレスベルトを構成するポリイミド樹脂等からなる基材の表面は、フッ素樹脂からなる離型層表面と比べると摩擦係数が高く、このため、エンドレスベルトと圧力パッドとの摺動抵抗が高いという問題がある。このため、例えば特許文献2に記載されているように、圧力パッドの表面にフッ素樹脂を含浸させた低摩擦フィルムを設けた場合は、この摺動抵抗をある程度低減させているが、定着装置の高速化を図るためには、更なる改良が必要である。   However, the surface of the substrate made of polyimide resin or the like constituting the endless belt has a higher coefficient of friction than the surface of the release layer made of fluororesin, and therefore, the sliding resistance between the endless belt and the pressure pad is high. There's a problem. For this reason, for example, as described in Patent Document 2, when a low friction film impregnated with a fluororesin is provided on the surface of the pressure pad, this sliding resistance is reduced to some extent. Further improvement is necessary to increase the speed.

また、エンドレスベルトは、通常、ポリイミド等の耐熱性樹脂からなる基材とエンドレスベルトの定着ロールに圧接される側に設けられた離型層との2層構造を有している。さらに、特許文献3に記載されているように、エンドレスベルトの可撓性・強靭性を確保しつつ剛性を高めるために、内層/中間層/外層からなる多層構造のエンドレスベルトも報告されている。
しかし、エンドレスベルトの構造がこのような多層構造の場合は、その製造に際し、多くの工程が必要となり、生産性が低下するという問題がある。
Further, the endless belt usually has a two-layer structure of a base material made of a heat resistant resin such as polyimide and a release layer provided on the endless belt on the side pressed against the fixing roll. Furthermore, as described in Patent Document 3, a multi-layered endless belt composed of an inner layer / intermediate layer / outer layer has also been reported in order to increase rigidity while ensuring flexibility and toughness of the endless belt. .
However, when the structure of the endless belt is such a multilayer structure, there are problems that many steps are required in the production thereof and productivity is lowered.

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、紙しわの発生や、画像ずれ、画像汚れ等といった画像不良の発生を抑えて高品質な定着画像を形成する定着装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、製造コストが低減化され、生産効率の向上する定着装置用のベルト管状体を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、高品質な定着画像を形成する画像形成装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the technical problems as described above.
That is, an object of the present invention is to provide a fixing device that forms a high-quality fixed image while suppressing the occurrence of image defects such as the occurrence of paper wrinkles, image displacement, and image smearing.
Another object of the present invention is to provide a belt tubular body for a fixing device that is reduced in manufacturing cost and improved in production efficiency.
Furthermore, another object of the present invention is to provide an image forming apparatus that forms a high-quality fixed image.

即ち、本発明によれば、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回動部材と、回動部材に接触しながら移動し、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成されるベルト部材と、を有する定着装置が提供される。   That is, according to the present invention, there is provided a fixing device for fixing a toner image carried on a recording material, which moves while in contact with a rotating member, and contains a fluororesin and a reinforcing filler. And a belt member composed of a single layer.

ここで、ベルト部材は、厚さが、80μm〜500μmであることが好ましい。また、ベルト部材表面の算術平均粗さが、10μm以下であることが好ましい。
さらに、定着装置は、回動部材またはベルト部材を加熱する加熱部材を備えるものであることが好ましい。
Here, the belt member preferably has a thickness of 80 μm to 500 μm. The arithmetic average roughness of the belt member surface is preferably 10 μm or less.
Furthermore, the fixing device preferably includes a heating member that heats the rotating member or the belt member.

次に、本発明によれば、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置に用いられるベルト管状体であって、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成されるベルト管状体が提供される。
ここで、ベルト管状体を構成するフッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂またはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂であることが好ましい。また、補強性フィラーは、針状フィラー、層状フィラーまたは繊維状フィラーであることが好ましい。
このような単一層を形成するフッ素樹脂と補強性フィラーとの配合量は、フッ素樹脂100重量部と、フッ素樹脂に対して補強性フィラー10重量部〜40重量部とを配合することが好ましい。
Next, according to the present invention, a belt tubular body used in a fixing device for fixing a toner image carried on a recording material, comprising a single layer formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler. A belt tubular body is provided.
Here, the fluororesin constituting the belt tubular body is preferably a polytetrafluoroethylene resin or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether resin. The reinforcing filler is preferably an acicular filler, a layered filler, or a fibrous filler.
The blending amount of the fluororesin and the reinforcing filler forming such a single layer is preferably 100 parts by weight of the fluororesin and 10 to 40 parts by weight of the reinforcing filler with respect to the fluororesin.

さらに本発明によれば、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、回動部材と、回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、ベルト部材は、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成される画像形成装置が提供される。   Furthermore, according to the present invention, a toner image forming unit that forms a toner image, a transfer unit that transfers a toner image formed by the toner image forming unit onto a recording material, and a toner image that is transferred onto the recording material are recorded. A fixing means for fixing to the material, the fixing means being disposed inside the belt member, the belt member movable while being in contact with the rotation member, and pressing the belt member against the rotation member. And a pressure member that forms a nip portion through which the recording material passes between the rotating member and the belt member, and the belt member is an image composed of a single layer formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler. A forming apparatus is provided.

かくして本発明によれば、紙しわの発生や、画像ずれ、画像汚れ等といった画像不良の発生を抑えて高品質な定着画像を形成する定着装置が得られる。   Thus, according to the present invention, it is possible to obtain a fixing device that forms a high-quality fixed image while suppressing the occurrence of image defects such as the occurrence of paper wrinkles, image displacement, and image smearing.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という。)について詳細に説明する。尚、本発明は本実施の形態に限定されない。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図1には、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置が示されている。図1に示された画像形成装置は、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kと、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10と、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20と、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置60と、を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the present embodiment.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. FIG. 1 shows an intermediate transfer type image forming apparatus generally called a tandem type. The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a plurality of image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K on which toner images of respective color components are formed by an electrophotographic method, and the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. The primary transfer unit 10 that sequentially transfers (primary transfer) the formed color component toner images to the intermediate transfer belt 15 and the superimposed toner image transferred onto the intermediate transfer belt 15 onto a sheet P that is a recording material (recording sheet). A secondary transfer unit 20 that performs batch transfer (secondary transfer) and a fixing device 60 that fixes the secondary transferred image on the paper P are provided. Moreover, it has the control part 40 which controls operation | movement of each apparatus (each part).

本実施の形態において、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、これらの感光体ドラム11を帯電する帯電器12と、感光体ドラム11上に静電潜像を書込むレーザ露光器13(図1中、露光ビームを符号Bmで示す)と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14と、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16と、感光体ドラム11上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17と、等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の順に、略直線状に配置されている。   In the present embodiment, each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K includes a charger 12 that charges the photosensitive drum 11 around the photosensitive drum 11 that rotates in the direction of arrow A, and a photosensitive drum. A laser exposure unit 13 for writing an electrostatic latent image on the image 11 (in FIG. 1, the exposure beam is indicated by a symbol Bm), and each color component toner is accommodated so that the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 can be transferred with the toner. A developing device 14 for visualizing, a primary transfer roll 16 for transferring each color component toner image formed on the photosensitive drum 11 to the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10, and residual toner on the photosensitive drum 11. The drum cleaner 17 from which the toner is removed and the electrophotographic device such as the like are sequentially arranged. These image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged substantially linearly in the order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) from the upstream side of the intermediate transfer belt 15. Has been.

中間転写体である中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は、10Ωcm〜1014Ωcmとなるように形成されており、その厚さは、例えば、0.1mm程度に構成されている。中間転写ベルト15は、各種ロールによって、図1に示すB方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモーター(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を回動させる駆動ロール31と、各感光体ドラム11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32と、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33と、二次転写部20に設けられるバックアップロール25と、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール34と、を有している。 The intermediate transfer belt 15 as an intermediate transfer member is constituted by a film-like endless belt in which an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black is contained in a resin such as polyimide or polyamide. The volume resistivity is 10 6 Ωcm to 10 14 Ωcm, and the thickness is, for example, about 0.1 mm. The intermediate transfer belt 15 is circulated and driven (rotated) at a predetermined speed in the direction B shown in FIG. 1 by various rolls. As these various rolls, a drive roll 31 that is driven by a motor (not shown) having excellent constant speed and rotates the intermediate transfer belt 15, and extends substantially linearly along the arrangement direction of the photosensitive drums 11. A support roll 32 that supports the intermediate transfer belt 15, a tension roll 33 that functions as a correction roll that applies a constant tension to the intermediate transfer belt 15 and prevents the intermediate transfer belt 15 from meandering, and the secondary transfer unit 20. A backup roll 25 provided; and a cleaning backup roll 34 provided in a cleaning unit that scrapes off residual toner on the intermediate transfer belt 15.

一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に対向して配置される一次転写ロール16により構成されている。一次転写ロール16は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したアクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)とスチレン−ブタジエンゴム(SBR)とエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)とのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が10Ωcm〜10Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール16は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に圧接配置され、さらに一次転写ロール16には、トナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。 The primary transfer unit 10 includes a primary transfer roll 16 that is disposed to face the photosensitive drum 11 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. The primary transfer roll 16 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is, for example, a cylindrical bar made of a metal such as iron or SUS. The sponge layer is made of, for example, a blend rubber of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), and ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) containing a conductive agent such as carbon black, and has a volume resistivity. Is a sponge-like cylindrical roll of 10 7 Ωcm to 10 9 Ωcm. The primary transfer roll 16 is disposed in pressure contact with the photosensitive drum 11 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. Further, the primary transfer roll 16 has a polarity opposite to the toner charging polarity (negative polarity; the same applies hereinafter). A voltage (primary transfer bias) is applied. As a result, the toner images on the respective photosensitive drums 11 are sequentially electrostatically attracted to the intermediate transfer belt 15 so as to form superimposed toner images on the intermediate transfer belt 15.

二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール22と、バックアップロール25と、によって構成される。バックアップロール25は、EPDMゴムからなる内層部とカーボンを分散したEPDM及びNBRのブレンドゴムからなるチューブ状の表面層とから構成されている。そして、その表面抵抗率が10Ω/□〜1010Ω/□となるように形成され、硬度は、例えば70°(アスカーC)に設定されている。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール26が当接配置されている。 The secondary transfer unit 20 includes a secondary transfer roll 22 disposed on the toner image carrying surface side of the intermediate transfer belt 15 and a backup roll 25. The backup roll 25 includes an inner layer portion made of EPDM rubber and a tubular surface layer made of a blend rubber of EPDM and NBR in which carbon is dispersed. The surface resistivity is 10 7 Ω / □ to 10 10 Ω / □, and the hardness is set to 70 ° (Asker C), for example. The backup roll 25 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 15 to form a counter electrode of the secondary transfer roll 22, and a metal power supply roll 26 to which a secondary transfer bias is stably applied is disposed in contact with the backup roll 25. ing.

一方、二次転写ロール22は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層と、で構成されている。シャフトは、例えば、鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムから形成され、体積抵抗率が10Ωcm〜10Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール22は、中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接配置され、さらに二次転写ロール22は接地されてバックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙P上にトナー像を二次転写する。 On the other hand, the secondary transfer roll 22 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is, for example, a cylindrical bar made of a metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR, and EPDM blended with a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7 Ωcm to 10 9 Ωcm. The secondary transfer roll 22 is placed in pressure contact with the backup roll 25 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. Further, the secondary transfer roll 22 is grounded and a secondary transfer bias is formed between the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. The toner image is secondarily transferred onto the paper P conveyed to the next transfer unit 20.

また、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側には、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。   Further, on the downstream side of the secondary transfer portion 20 of the intermediate transfer belt 15, an intermediate transfer belt that removes residual toner and paper dust on the intermediate transfer belt 15 after the secondary transfer and cleans the surface of the intermediate transfer belt 15. A cleaner 35 is provided so as to be able to contact and separate. On the other hand, on the upstream side of the yellow image forming unit 1Y, a reference sensor (home position sensor) 42 that generates a reference signal for taking an image forming timing in each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K is disposed. ing. Further, an image density sensor 43 for adjusting image quality is disposed on the downstream side of the black image forming unit 1K. The reference sensor 42 recognizes a predetermined mark provided on the back side of the intermediate transfer belt 15 and generates a reference signal. Each image forming unit is instructed by an instruction from the control unit 40 based on the recognition of the reference signal. 1Y, 1M, 1C, and 1K are configured to start image formation.

さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ50と、この用紙トレイ50に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール51と、ピックアップロール51により繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52と、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53と、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される用紙Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55と、用紙Pを定着装置60に導く定着入口ガイド56と、を備えている。   Furthermore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as a paper transport system, a paper tray 50 that stores paper P, and a pick-up roll 51 that picks up and transports the paper P collected on the paper tray 50 at a predetermined timing; The transfer roll 52 that transports the paper P fed by the pickup roll 51, the transport chute 53 that feeds the paper P transported by the transport roll 52 to the secondary transfer unit 20, and the secondary transfer by the secondary transfer roll 22. A conveyance belt 55 that conveys the sheet P conveyed after the transfer to the fixing device 60 and a fixing entrance guide 56 that guides the sheet P to the fixing device 60 are provided.

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
図1に示すような画像形成装置では、画像読取装置(IIT)(図示せず)やパーソナルコンピュータ(PC)(図示せず)等から出力される画像データは、画像処理装置(IPS)(図示せず)により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。IPSでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。
Next, a basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
In the image forming apparatus as shown in FIG. 1, image data output from an image reading device (IIT) (not shown), a personal computer (PC) (not shown), or the like is received by an image processing device (IPS) (see FIG. 1). The image forming operation is performed by the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. In IPS, the input reflectance data is subjected to predetermined image processing such as shading correction, position shift correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame deletion, color editing, moving editing, and other various image editing. Is done. The image data that has undergone image processing is converted into color material gradation data of four colors, Y, M, C, and K, and is output to the laser exposure unit 13.

レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体ドラム11に照射している。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。   The laser exposure unit 13 irradiates, for example, the photosensitive drum 11 of each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K with an exposure beam Bm emitted from a semiconductor laser in accordance with the input color material gradation data. ing. In each of the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the surface is charged by the charger 12, and then the surface is scanned and exposed by the laser exposure unit 13 to form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent images are developed as toner images of respective colors Y, M, C, and K by the respective image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K.

画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが当接する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により、中間転写ベルト15の基材に対し、トナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。   The toner images formed on the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are transferred onto the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10 where the photosensitive drums 11 and the intermediate transfer belt 15 come into contact with each other. Transcribed. More specifically, in the primary transfer unit 10, a voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the charging polarity (negative polarity) of the toner is applied to the base material of the intermediate transfer belt 15 by the primary transfer roll 16. Primary transfer is performed by sequentially superposing the toner images on the surface of the intermediate transfer belt 15.

トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの用紙Pが供給される。ピックアップロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Pは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。   After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 15, the intermediate transfer belt 15 moves and the toner image is conveyed to the secondary transfer unit 20. When the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, in the paper transport system, the pick-up roll 51 rotates in accordance with the timing at which the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, and the paper of a predetermined size is transferred from the paper tray 50. P is supplied. The paper P supplied by the pickup roll 51 is transported by the transport roll 52 and reaches the secondary transfer unit 20 via the transport chute 53. Before reaching the secondary transfer unit 20, the paper P is temporarily stopped, and a registration roll (not shown) rotates in accordance with the movement timing of the intermediate transfer belt 15 on which the toner image is carried. And the position of the toner image are aligned.

二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22がバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22とバックアップロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール22とバックアップロール25とによって押圧される二次転写部20において、用紙P上に一括して静電転写される。   In the secondary transfer unit 20, the secondary transfer roll 22 is pressed against the backup roll 25 via the intermediate transfer belt 15. At this time, the sheet P conveyed at the same timing is sandwiched between the intermediate transfer belt 15 and the secondary transfer roll 22. At this time, when a voltage (secondary transfer bias) having the same polarity as the toner charging polarity (negative polarity) is applied from the power supply roll 26, a transfer electric field is formed between the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. Is done. The unfixed toner image carried on the intermediate transfer belt 15 is collectively electrostatically transferred onto the paper P in the secondary transfer unit 20 pressed by the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. .

その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55では、定着装置60における最適な搬送速度に合わせて、用紙Pを定着装置60まで搬送する。定着装置60に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
Thereafter, the sheet P on which the toner image has been electrostatically transferred is transported as it is while being peeled off from the intermediate transfer belt 15 by the secondary transfer roll 22, and transported downstream of the secondary transfer roll 22 in the sheet transport direction. It is conveyed to the belt 55. The conveyance belt 55 conveys the paper P to the fixing device 60 in accordance with the optimum conveyance speed in the fixing device 60. The unfixed toner image on the paper P conveyed to the fixing device 60 is fixed on the paper P by being subjected to a fixing process by heat and pressure by the fixing device 60. Then, the paper P on which the fixed image is formed is conveyed to a paper discharge placement unit provided in a discharge unit of the image forming apparatus.
On the other hand, after the transfer onto the paper P is completed, the residual toner remaining on the intermediate transfer belt 15 is conveyed to the cleaning unit as the intermediate transfer belt 15 rotates, and the cleaning backup roll 34 and the intermediate transfer belt cleaner 35 are transferred. Is removed from the intermediate transfer belt 15.

次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置60について説明する。
図2は、本実施の形態が適用される定着装置60の構成を示す側断面図である。定着装置60は、回動部材の一例としての定着ロール61と、ベルト部材の一例としてのエンドレスベルト62と、およびエンドレスベルト62を介して定着ロール61から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド64と、により主要部が構成されている。
Next, the fixing device 60 used in the image forming apparatus of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional side view illustrating the configuration of the fixing device 60 to which the exemplary embodiment is applied. The fixing device 60 includes a fixing roll 61 as an example of a rotating member, an endless belt 62 as an example of a belt member, and a pressure pad as an example of a pressure member pressed from the fixing roll 61 via the endless belt 62. 64 constitutes a main part.

定着ロール61は、金属製のコア(円筒状芯金)611の周囲に耐熱性弾性体層612、および離型層613を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されて所定の表面速度(例えば、194mm/sec)で回転する。本実施の形態の定着ロール61は、外径が軸方向で一様な所謂ストレートロールで形成されている。
定着ロール61の内部には、発熱源として、例えば、定格600Wのハロゲンヒータ66が配設されている。一方、定着ロール61の表面には温度センサ69が接触して配置されている。画像形成装置の制御部40は、この温度センサ69による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ66の点灯を制御し、定着ロール61の表面温度が所定の設定温度(例えば、175℃)を維持するように調整している。
The fixing roll 61 is a cylindrical roll configured by laminating a heat-resistant elastic body layer 612 and a release layer 613 around a metal core (cylindrical cored bar) 611, and is rotatably supported. It rotates at a predetermined surface speed (for example, 194 mm / sec). The fixing roll 61 of the present embodiment is formed of a so-called straight roll whose outer diameter is uniform in the axial direction.
Inside the fixing roll 61, for example, a halogen heater 66 having a rating of 600 W is disposed as a heat source. On the other hand, a temperature sensor 69 is disposed in contact with the surface of the fixing roll 61. The control unit 40 of the image forming apparatus controls the lighting of the halogen heater 66 based on the temperature measurement value by the temperature sensor 69 so that the surface temperature of the fixing roll 61 maintains a predetermined set temperature (for example, 175 ° C.). It is adjusted to.

エンドレスベルト62は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトである。エンドレスベルト62は、エンドレスベルト62の内部に配置された圧力パッド64とベルトガイド部材63と、さらにはエンドレスベルト62の両端部に配置されたエッジガイド部材80(後段の図3参照)と、によって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Nにおいて定着ロール61に対して圧接されるように配置され、定着ロール61に従動して回動(例えば、194mm/sec)する。   The endless belt 62 is a seamless endless belt whose original shape is formed in a cylindrical shape so that a defect due to the seam does not occur in the output image. The endless belt 62 includes a pressure pad 64 and a belt guide member 63 arranged inside the endless belt 62, and edge guide members 80 (see FIG. 3 in the subsequent stage) arranged at both ends of the endless belt 62. It is supported rotatably. And it arrange | positions so that it may press-contact with the fixing roll 61 in the nip part N, and it follows the fixing roll 61 and rotates (for example, 194 mm / sec).

ここで、図3は、エンドレスベルト62が支持される構成を説明する図である。図3は、用紙Pの搬送方向下流側から見た定着装置60の一方の端部領域を示している。
図3に示すように、エンドレスベルト62の内部に配置されたホルダ65の両端部にエッジガイド部材80が配設されている。エッジガイド部材80は、ニップ部Nとその近傍に対応する部分に切り欠きが形成された円筒状、すなわち断面がC形状のベルト走行ガイド部801と、このベルト走行ガイド部801の外側に設けられ、エンドレスベルト62の外径よりも大きな外径で形成されたフランジ部802と、さらにフランジ部802の外側に設けられ、エッジガイド部材80を定着装置60本体に位置決めして固定するための保持部803と、で構成されている。
Here, FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration in which the endless belt 62 is supported. FIG. 3 shows one end region of the fixing device 60 viewed from the downstream side in the transport direction of the paper P.
As shown in FIG. 3, edge guide members 80 are disposed at both ends of the holder 65 disposed inside the endless belt 62. The edge guide member 80 is provided in a cylindrical shape in which notches are formed in a portion corresponding to the nip portion N and the vicinity thereof, that is, a belt traveling guide portion 801 having a C-shaped cross section, and an outer side of the belt traveling guide portion 801. A flange portion 802 formed with an outer diameter larger than the outer diameter of the endless belt 62, and a holding portion for positioning and fixing the edge guide member 80 to the main body of the fixing device 60 provided further outside the flange portion 802. 803.

そして、エンドレスベルト62の両端部では、ニップ部Nとその近傍を除いて、両端部の内周面がベルト走行ガイド部801の外周面に支持され、エンドレスベルト62はベルト走行ガイド部801の外周面に沿って回動する。したがって、ベルト走行ガイド部801は、エンドレスベルト62がスムーズに回動することができるように摩擦係数の小さな材質で形成され、さらには、エンドレスベルト62から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。   At both ends of the endless belt 62, the inner peripheral surfaces of both ends are supported by the outer peripheral surface of the belt traveling guide portion 801 except for the nip portion N and the vicinity thereof, and the endless belt 62 is supported by the outer periphery of the belt traveling guide portion 801. Rotate along the surface. Accordingly, the belt traveling guide portion 801 is formed of a material having a small friction coefficient so that the endless belt 62 can smoothly rotate, and further has a low thermal conductivity so that it is difficult to remove heat from the endless belt 62. It is made of material.

また、フランジ部802は、ホルダ65の両端部において対向するように配置された両フランジ部802の内側面が、エンドレスベルト62の幅と略一致する間隔を持つように配置されている。そして、エンドレスベルト62が回動する際には、エンドレスベルト62の端部がフランジ部802の内側面に当接することによって、エンドレスベルト62の幅方向への移動(ベルトウォーク)が制限されている。このように、エンドレスベルト62は、エッジガイド部材80によって片寄りが規制されるように支持されている。   Further, the flange portion 802 is disposed such that inner surfaces of both flange portions 802 disposed so as to face each other at both end portions of the holder 65 have an interval substantially matching the width of the endless belt 62. When the endless belt 62 rotates, the end of the endless belt 62 abuts against the inner surface of the flange portion 802, so that the movement of the endless belt 62 in the width direction (belt walk) is limited. . As described above, the endless belt 62 is supported by the edge guide member 80 so that the deviation is regulated.

また、エンドレスベルト62の両端部を除く長手方向の領域では、エンドレスベルト62は、圧力パッド64とベルトガイド部材63とに支持されている(図2も参照)。そして、エンドレスベルト62の両端部を除く領域では、エンドレスベルト62の内周面が圧力パッド64とベルトガイド部材63とに摺擦しながら回動する。
ベルトガイド部材63は、エンドレスベルト62の内部に配置されたホルダ65に、長手方向に沿って取り付けられている。また、ベルトガイド部材63には、エンドレスベルト62の回転方向に向けて複数のリブが形成され、エンドレスベルト62内周面との接触面積を極力少なくするように構成されている。さらに、ベルトガイド部材63は、エンドレスベルト62がスムーズに回動することができるように摩擦係数が低い材質であって、かつ、エンドレスベルト62から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質で形成されている。具体的にはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)やポリフェニレンサルファイド(PPS)等の耐熱性樹脂が用いられる。
Further, the endless belt 62 is supported by the pressure pad 64 and the belt guide member 63 in the longitudinal region excluding both ends of the endless belt 62 (see also FIG. 2). In the region excluding both ends of the endless belt 62, the inner peripheral surface of the endless belt 62 rotates while sliding on the pressure pad 64 and the belt guide member 63.
The belt guide member 63 is attached to a holder 65 disposed inside the endless belt 62 along the longitudinal direction. The belt guide member 63 is formed with a plurality of ribs in the rotational direction of the endless belt 62 so as to minimize the contact area with the inner peripheral surface of the endless belt 62. Further, the belt guide member 63 is made of a material having a low coefficient of friction so that the endless belt 62 can smoothly rotate, and a material having a low thermal conductivity so that it is difficult to remove heat from the endless belt 62. Is formed. Specifically, a heat resistant resin such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) or polyphenylene sulfide (PPS) is used.

次に、圧力パッド64は、エンドレスベルト62の内側において金属製のホルダ65に支持されている。そして、エンドレスベルト62を介して定着ロール61に押圧される状態で配置され、定着ロール61との間でニップ部Nを形成している。圧力パッド64は、ニップ部Nの入口側(上流側)に、幅の広いニップ部Nを確保するためのプレニップ部材64aを配置している。また、ニップ部Nの出口側(下流側)には、定着ロール61表面を局所的に押圧することで、トナー像表面を平滑化して画像光沢を付与するとともに、定着ロール61表面に歪み(凹み)を与えて用紙Pにダウンカールを形成するための剥離ニップ部材64bを配置している。   Next, the pressure pad 64 is supported by a metal holder 65 inside the endless belt 62. Then, it is arranged in a state of being pressed against the fixing roll 61 via the endless belt 62, and forms a nip portion N with the fixing roll 61. In the pressure pad 64, a pre-nip member 64 a for securing a wide nip portion N is disposed on the inlet side (upstream side) of the nip portion N. Further, on the outlet side (downstream side) of the nip portion N, the surface of the fixing roll 61 is locally pressed to smooth the surface of the toner image and impart image gloss, and the surface of the fixing roll 61 is distorted (dented). ), And a peeling nip member 64b for forming a down curl on the paper P is disposed.

さらに、圧力パッド64には、エンドレスベルト62の内周面と圧力パッド64との摺動抵抗を小さくするために、エンドレスベルト62と接する面に摺擦部材の一例としての低摩擦シート68が設けられている。
低摩擦シート68は、ニップ部Nの上流側端部が低摩擦シート固定部材68aによってホルダ65に固定されている。そして、エンドレスベルト62の回動方向に沿って、圧力パッド64とエンドレスベルト62内周面との間に挟持された状態で、ニップ部Nの全域に亘って配設されている。なお、低摩擦シート68のニップ部N下流側は、低摩擦シート68に歪みが生じないように、固定されず自由端(フリー)の状態に設定されている。そして、低摩擦シート68は、ニップ部Nにおいて圧力パッド64と定着ロール61との間に押圧力が印加されている状態の下で、エンドレスベルト62内周面と圧力パッド64との摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減している。
Further, the pressure pad 64 is provided with a low friction sheet 68 as an example of a rubbing member on the surface in contact with the endless belt 62 in order to reduce the sliding resistance between the inner peripheral surface of the endless belt 62 and the pressure pad 64. It has been.
The low friction sheet 68 is fixed to the holder 65 at the upstream end of the nip portion N by a low friction sheet fixing member 68a. And it is arrange | positioned over the whole region of the nip part N in the state clamped between the pressure pad 64 and the inner peripheral surface of the endless belt 62 along the rotation direction of the endless belt 62. The downstream side of the nip portion N of the low friction sheet 68 is not fixed and set to a free end (free) state so that the low friction sheet 68 is not distorted. The low friction sheet 68 has a sliding resistance between the inner peripheral surface of the endless belt 62 and the pressure pad 64 under a state in which a pressing force is applied between the pressure pad 64 and the fixing roll 61 at the nip portion N. (Friction resistance) is reduced.

このような構成において、定着ロール61は、図示しない駆動モーターに連結されて矢印C方向に回転し、この回転に従動してエンドレスベルト62も定着ロール61と同じ方向に回動する。図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された用紙Pは、定着入口ガイド56によって導かれて、ニップ部Nに搬送される。そして、用紙Pがニップ部Nを通過する際に、用紙P上のトナー像はニップ部Nに作用する圧力と、定着ロール61から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置60では、ほぼ定着ロール61の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材64aによりニップ部Nを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。   In such a configuration, the fixing roll 61 is connected to a drive motor (not shown) and rotates in the direction of arrow C, and the endless belt 62 rotates in the same direction as the fixing roll 61 following this rotation. The sheet P on which the toner image is electrostatically transferred in the secondary transfer unit 20 of the image forming apparatus shown in FIG. 1 is guided by the fixing inlet guide 56 and conveyed to the nip N. When the paper P passes through the nip portion N, the toner image on the paper P is fixed by the pressure acting on the nip portion N and the heat supplied from the fixing roll 61. In the fixing device 60 of the present embodiment, since the nip portion N can be configured widely by the concave pre-nip member 64a that substantially follows the outer peripheral surface of the fixing roll 61, stable fixing performance can be ensured.

なお、ニップ部Nの下流側近傍には、剥離ニップ部材64bによって定着ロール61から剥離された用紙Pを完全に定着ロール61から分離し、画像形成装置の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材70が配設されている。剥離補助部材70は、剥離バッフル71が定着ロール61の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ロール61と近接する状態でバッフルホルダ72によって保持されている。   In the vicinity of the downstream side of the nip portion N, the paper P peeled off from the fixing roll 61 by the peeling nip member 64b is completely separated from the fixing roll 61 and guided to the paper discharge path toward the discharge portion of the image forming apparatus. A peeling assisting member 70 is provided for this purpose. The peeling auxiliary member 70 is held by a baffle holder 72 in a state in which the peeling baffle 71 is close to the fixing roll 61 in a direction (counter direction) opposite to the rotation direction of the fixing roll 61.

次に、定着装置60を構成する各部材について説明する。
まず、定着ロール61では、コア611は、鉄、アルミニウム(例えば、A−5052材)、SUS、銅等の熱伝導率の高い金属または合金、セラミックス、FRMで形成された、例えば外径φ30mm、肉厚1.8mm、長さ360mmの円筒体で構成されている。
耐熱性弾性体層612は、耐熱性の高い弾性体で構成され、特に、ゴム硬度が15°〜45°(JIS−A)程度のゴム、エラストマー等の弾性体を用いるのが好ましい。具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。なかでも、表面張力が小さく、弾性に優れる点でシリコーンゴムが好ましい。このようなシリコーンゴムとしては、例えば、RTVシリコーンゴム、HTVシリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)などが挙げられる。本実施の形態の定着装置60では、ゴム硬度が35°(JIS−A)のHTVシリコーンゴムを600μmの厚さでコア611に被覆している。耐熱性弾性体層612の厚さは、通常、3mm以下、好ましくは、0.1mm〜1.5mmの範囲内である。耐熱性弾性体層612のコア611の表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、公知のコーティング法、成型などが採用できる。
Next, each member constituting the fixing device 60 will be described.
First, in the fixing roll 61, the core 611 is made of a metal or alloy having high thermal conductivity such as iron, aluminum (for example, A-5052 material), SUS, copper, ceramics, FRM, and the outer diameter is 30 mm, for example. It is composed of a cylindrical body having a wall thickness of 1.8 mm and a length of 360 mm.
The heat-resistant elastic body layer 612 is composed of an elastic body having high heat resistance, and it is particularly preferable to use an elastic body such as rubber or elastomer having a rubber hardness of about 15 ° to 45 ° (JIS-A). Specifically, silicone rubber, fluorine rubber, or the like can be used. Of these, silicone rubber is preferred because it has a low surface tension and is excellent in elasticity. Examples of such silicone rubbers include RTV silicone rubber and HTV silicone rubber. Specifically, polydimethyl silicone rubber (MQ), methyl vinyl silicone rubber (VMQ), and methyl phenyl silicone rubber (PMQ). And fluorosilicone rubber (FVMQ). In fixing device 60 of the present embodiment, HTV silicone rubber having a rubber hardness of 35 ° (JIS-A) is coated on core 611 with a thickness of 600 μm. The thickness of the heat-resistant elastic body layer 612 is usually 3 mm or less, preferably in the range of 0.1 mm to 1.5 mm. There is no restriction | limiting in particular as a method to form in the surface of the core 611 of the heat resistant elastic body layer 612, For example, a well-known coating method, a shaping | molding, etc. are employable.

本実施の形態においては、耐熱性弾性体層612の外周面に離型層613が形成されていることにより、トナー像のオフセットを効果的に防止でき、安定した状態で定着装置60を稼動させることができる。離型層613の材質としては、トナー像に対し適度な離型性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材質の中でもフッ素樹脂が好適に挙げられる。
フッ素樹脂としては、特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE);テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体(MFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体(EFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体等のテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等が挙げられる。さらに、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。これらの中でも、特に耐熱性、機械特性等の面から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、及び、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体(MFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体(EFA)等のテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)が好適に用いられる。
離型層613の厚さは、通常、10μm〜50μm、好ましくは15μm〜30μmの範囲内である。離型層613を形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、上述したコーティング法などが挙げられる。また、押出し成型によって形成されたチューブを被覆する方法が挙げられる。本実施の形態の定着装置60では、厚さ30μmのPFAを被覆している。
In the present embodiment, since the release layer 613 is formed on the outer peripheral surface of the heat resistant elastic body layer 612, offset of the toner image can be effectively prevented, and the fixing device 60 is operated in a stable state. be able to. The material of the release layer 613 is not particularly limited as long as it shows an appropriate release property for the toner image, and examples thereof include fluorine rubber, silicone rubber, and fluorine resin. Among these materials, a fluororesin is preferable.
The fluororesin is not particularly limited. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE); tetrafluoroethylene-perfluoromethyl vinyl ether copolymer (MFA), tetrafluoroethylene-perfluoroethyl vinyl ether copolymer (EFA), And tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) such as tetrafluoroethylene-perfluoropropyl vinyl ether copolymer. Further, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoride ethylene (PCTFE), polyvinyl fluoride (PVF) Etc. Among these, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoromethyl vinyl ether copolymer (MFA), and tetrafluoroethylene-perfluoroethyl vinyl ether copolymer are particularly preferred in terms of heat resistance, mechanical properties, and the like. A tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) such as a combination (EFA) is preferably used.
The thickness of the release layer 613 is usually in the range of 10 μm to 50 μm, preferably 15 μm to 30 μm. There is no restriction | limiting in particular as a method of forming the release layer 613, For example, the coating method etc. which were mentioned above are mentioned. Moreover, the method of coat | covering the tube formed by extrusion molding is mentioned. In fixing device 60 of the present embodiment, PFA having a thickness of 30 μm is coated.

次に、エンドレスベルト62について説明する。
本実施の形態が適用される定着装置60において、エンドレスベルト62は、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成されている。また、単一層のマトリックスを構成する部分は、実質的にフッ素樹脂のみで構成されることが好ましい。本実施の形態において、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層のエンドレスベルト62を使用することにより、圧力パッド64または低摩擦シート68とエンドレスベルト62の内面との摺動抵抗を大幅に低減することができる。また、エンドレスベルト62の構造を単一層とすることにより、従来、ポリイミド樹脂等の基材層と離型層との2層構造を有する場合と比べ、例えば、押し出し成型機等を用いる簡便な方法によりエンドレスベルト62を製造することが可能となり、製造コストを低減することができる。
Next, the endless belt 62 will be described.
In the fixing device 60 to which this exemplary embodiment is applied, the endless belt 62 is configured by a single layer formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler. Moreover, it is preferable that the part which comprises a single layer matrix is substantially comprised only with a fluororesin. In this embodiment, by using a single layer endless belt 62 formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler, the sliding resistance between the pressure pad 64 or the low friction sheet 68 and the inner surface of the endless belt 62 is reduced. It can be greatly reduced. In addition, by making the structure of the endless belt 62 as a single layer, compared with the conventional case of having a two-layer structure of a base material layer such as polyimide resin and a release layer, for example, a simple method using an extrusion molding machine or the like Thus, the endless belt 62 can be manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.

エンドレスベルト62に使用するフッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE);テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体(MFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体(EFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体等のテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等が挙げられる。さらに、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。   Examples of the fluororesin used for the endless belt 62 include polytetrafluoroethylene (PTFE); tetrafluoroethylene-perfluoromethyl vinyl ether copolymer (MFA), tetrafluoroethylene-perfluoroethyl vinyl ether copolymer (EFA). And tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) such as tetrafluoroethylene-perfluoropropyl vinyl ether copolymer. Further, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoride ethylene (PCTFE), polyvinyl fluoride (PVF) Etc.

これらのフッ素樹脂の中でも、特に耐熱性、機械特性等の面から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、及び、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体(MFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体(EFA)等のテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)が好適に用いられる。
さらに、離型性、低摩擦性等の点から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)が特に好ましい。これらのフッ素樹脂は、単独または2種以上を適宜組み合わせて使用される。
Among these fluororesins, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoromethyl vinyl ether copolymer (MFA), tetrafluoroethylene-perfluoroethyl, especially from the viewpoint of heat resistance, mechanical properties, etc. A tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) such as a vinyl ether copolymer (EFA) or a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) is preferably used.
Furthermore, polytetrafluoroethylene (PTFE) and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) are particularly preferable from the viewpoints of releasability and low friction. These fluororesins are used individually or in combination of 2 or more types as appropriate.

エンドレスベルト62に使用する補強性フィラーは、従来、高分子材料用のフィラーとして知られているものの中でも、上述したフッ素樹脂に配合することにより、エンドレスベルト62としての機械的強度を増大させることが可能な特に補強性を有するものが挙げられる。補強性フィラーとしては、特に限定されないが、例えば、針状(ウィスカー)フィラー、層状フィラー、繊維状フィラーが挙げられる。これらのフィラーは、フッ素樹脂に配合することにより、マトリックスを形成するフッ素樹脂から脱離し難いアンカー効果を奏するものと考えられる。   The reinforcing filler used for the endless belt 62 is conventionally known as a filler for polymer materials, and can increase the mechanical strength of the endless belt 62 by blending with the above-described fluororesin. Those having particularly reinforcing ability are mentioned. Although it does not specifically limit as a reinforcing filler, For example, a needle-like (whisker) filler, a layered filler, and a fibrous filler are mentioned. These fillers are considered to have an anchor effect that is difficult to be detached from the fluororesin forming the matrix by being blended with the fluororesin.

補強性フィラーの具体例としては、針状(ウィスカー)フィラーとしては、例えば、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、炭酸カルシウム、塩基性硫酸マグネシウム、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの中でも、フッ素樹脂への分散性等の点から、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、酸化亜鉛が好ましい。また、針状(ウィスカー)フィラーのなかでも、酸化亜鉛は、テトラポット状ウィスカーとして知られており、商品名パナテトラ(松下アムテック株式会社製)として市販されている。   Specific examples of the reinforcing filler include acicular (whisker) fillers such as potassium titanate, aluminum borate, silicon carbide, silicon nitride, calcium carbonate, basic magnesium sulfate, and zinc oxide. Among these, potassium titanate, aluminum borate, and zinc oxide are preferable from the viewpoint of dispersibility in a fluororesin. Among needle-like (whisker) fillers, zinc oxide is known as a tetrapot-like whisker and is commercially available under the trade name Panatetra (manufactured by Matsushita Amtec Corporation).

また、層状フィラーとしては、例えば、ケイ酸塩、リン酸ジルコニウム等のリン酸塩、チタン酸カリウム等のチタン酸塩、タングステン酸ナトリウム等のタングステン酸塩、ウラン酸ナトリウム等のウラン酸塩、バナジン酸カリウム等のバナジン酸塩、モリブデン酸マグネシウム等のモリブデン酸塩、ニオブ酸カリウム等のニオブ酸塩、黒鉛等が挙げられる。これらの中でも、層状ケイ酸塩が好ましい。層状ケイ酸塩は、主として酸化ケイ素の四面体シートと、主として金属水酸化物の八面体シートから形成され、例えば、スメクタイト族粘土および膨潤性雲母等があげられる。スメクタイト族粘土の具体例としては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、鉄サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイトおよびベントナイト等、またはこれらの置換体、誘導体、あるいはこれらの混合物が挙げられる。膨潤性雲母としては、例えば、リチウム型テニオライト、ナトリウム型テニオライト、リチウム型四ケイ素雲母、ナトリウム型四ケイ素雲母等、またはこれらの置換体、誘導体、あるいはこれらの混合物が挙げられる。   Examples of the layered filler include silicates, phosphates such as zirconium phosphate, titanates such as potassium titanate, tungstates such as sodium tungstate, uranates such as sodium uranate, and vanadine. Examples thereof include vanadate such as potassium acid, molybdate such as magnesium molybdate, niobate such as potassium niobate, graphite and the like. Among these, layered silicate is preferable. The layered silicate is mainly formed of a tetrahedral sheet of silicon oxide and an octahedral sheet of metal hydroxide, and examples thereof include smectite group clay and swellable mica. Specific examples of the smectite group clay include, for example, montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, iron saponite, hectorite, soconite, stevensite, bentonite, and the like, or a substitution product, a derivative thereof, or a mixture thereof. Examples of the swellable mica include lithium-type teniolite, sodium-type teniolite, lithium-type tetrasilicon mica, sodium-type tetrasilicon mica, etc., or their substitutes, derivatives, or mixtures thereof.

繊維状フィラーとしては、炭素繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム繊維、黒鉛繊維等の無機短繊維;アラミド繊維等の有機短繊維が挙げられる。   Examples of the fibrous filler include inorganic short fibers such as carbon fibers, glass fibers, silicon carbide fibers, potassium titanate fibers, and graphite fibers; and organic short fibers such as aramid fibers.

エンドレスベルト62に使用する補強性フィラーの配合量は、特に限定されないが、通常、フッ素樹脂100重量部に対して、補強性フィラー10重量部〜40重量部、好ましくは、15重量部〜35重量部である。補強性フィラーの配合量が過度に少ないと、エンドレスベルト62の強度が低下する傾向がある。補強性フィラーの配合量が過度に多いと、エンドレスベルト62の離型性が低下し、表面摩擦係数が増大する傾向がある。   The blending amount of the reinforcing filler used for the endless belt 62 is not particularly limited, but is usually 10 to 40 parts by weight, preferably 15 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fluororesin. Part. If the blending amount of the reinforcing filler is excessively small, the strength of the endless belt 62 tends to decrease. If the compounding amount of the reinforcing filler is excessively large, the releasability of the endless belt 62 is lowered and the surface friction coefficient tends to increase.

エンドレスベルト62の厚さは、特に限定されないが、通常、80μm〜500μm、好ましくは、120μm〜200μmである。エンドレスベルト62の厚さが過度に薄いと、強度が低下する傾向にある。エンドレスベルト62の厚さが過度に厚いと、エンドレスベルト62の熱容量が増大し、その結果、定着に必要な供給熱量を確保するための消費電力が増加する傾向がある。また、エンドレスベルト62の周長及び幅は、特に限定されず、適宜選択される。
さらに、エンドレスベルト62の表面は、滑らかであることが好ましく具体的には、算術平均粗さ(Ra)(JIS B0601−1994)が、10.0μm以下、好ましくは、5μm以下である。エンドレスベルト62表面の算術平均粗さ(Ra)が過度に大きいと、画像欠陥が発生するおそれがあるので好ましくない。
The thickness of the endless belt 62 is not particularly limited, but is usually 80 μm to 500 μm, and preferably 120 μm to 200 μm. If the endless belt 62 is too thin, the strength tends to decrease. If the endless belt 62 is excessively thick, the heat capacity of the endless belt 62 increases, and as a result, power consumption for securing the amount of heat supplied for fixing tends to increase. Further, the peripheral length and width of the endless belt 62 are not particularly limited and are appropriately selected.
Further, the surface of the endless belt 62 is preferably smooth, and specifically, the arithmetic average roughness (Ra) (JIS B0601-1994) is 10.0 μm or less, preferably 5 μm or less. If the arithmetic average roughness (Ra) on the surface of the endless belt 62 is excessively large, image defects may occur, which is not preferable.

エンドレスベルト62の製造方法は、特に限定されないが、例えば、予め、フッ素樹脂及び補強性フィラーを溶融状態で混合してペレットを調製し、この調製したペレットを押し出し機に投入して所定の温度において混練し、所定の厚さを有するチューブ状に押し出した後、所定の幅に切断して製造することができる。   The manufacturing method of the endless belt 62 is not particularly limited. For example, a pellet is prepared by mixing a fluororesin and a reinforcing filler in a molten state in advance, and the prepared pellet is put into an extruder and is set at a predetermined temperature. After being kneaded and extruded into a tube shape having a predetermined thickness, it can be manufactured by cutting into a predetermined width.

エンドレスベルト62の内部に配置された圧力パッド64は、上述したように、プレニップ部材64aと剥離ニップ部材64bとで構成され、バネや弾性体によって定着ロール61を、例えば35kgfの荷重で押圧するようにホルダ65に支持されている。プレニップ部材64aには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール61側の面は、ほぼ定着ロール61の外周面に倣う凹状曲面で形成されている。本実施の形態の定着装置60では、幅10mm、厚さ5mm、長さ320mmのシリコーンゴムを用いている。圧力パッド64の硬さは、特に限定されず、通常、JIS−A硬度が10°〜40°の範囲である。
剥離ニップ部材64bは、PPS、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、SUS等の金属で形成されている。剥離ニップ部材64bの形状としては、ニップ部Nにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸状曲面に形成されている。
そして、本実施の形態の定着装置60では、エンドレスベルト62は、圧力パッド64により定着ロール61に約40°の巻き付き角度でラップされ、約8mm幅のニップ部Nを形成している。
As described above, the pressure pad 64 disposed inside the endless belt 62 includes the pre-nip member 64a and the peeling nip member 64b, and presses the fixing roll 61 with a load of, for example, 35 kgf by a spring or an elastic body. Is supported by the holder 65. An elastic body such as silicone rubber or fluororubber, a leaf spring, or the like can be used for the prenip member 64 a, and the surface on the fixing roll 61 side is formed with a concave curved surface that substantially follows the outer peripheral surface of the fixing roll 61. In the fixing device 60 of the present embodiment, silicone rubber having a width of 10 mm, a thickness of 5 mm, and a length of 320 mm is used. The hardness of the pressure pad 64 is not particularly limited, and usually the JIS-A hardness is in the range of 10 ° to 40 °.
The peeling nip member 64b is formed of a heat-resistant resin such as PPS, polyimide, polyester, or polyamide, or a metal such as iron, aluminum, or SUS. As the shape of the peeling nip member 64b, the outer surface shape in the nip portion N is formed as a convex curved surface having a constant radius of curvature.
In the fixing device 60 of the present embodiment, the endless belt 62 is wrapped around the fixing roll 61 by the pressure pad 64 at a winding angle of about 40 ° to form a nip portion N having a width of about 8 mm.

さらに、ホルダ65には、定着装置60の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材67が配設されている。潤滑剤塗布部材67は、エンドレスベルト62内周面に対して接触するように配置され、潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト62と低摩擦シート68との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート68を介したエンドレスベルト62と圧力パッド64との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト62の円滑な回動を図っている。また、エンドレスベルト62の内周面や低摩擦シート68表面の摩耗を抑制する効果も有している。   Further, the holder 65 is provided with a lubricant application member 67 along the longitudinal direction of the fixing device 60. The lubricant application member 67 is disposed so as to contact the inner peripheral surface of the endless belt 62 and supplies an appropriate amount of lubricant. As a result, the lubricant is supplied to the sliding portion between the endless belt 62 and the low friction sheet 68, and the sliding resistance between the endless belt 62 and the pressure pad 64 via the low friction sheet 68 is further reduced. 62 is smoothly rotated. Further, it has an effect of suppressing wear on the inner peripheral surface of the endless belt 62 and the surface of the low friction sheet 68.

なお、潤滑剤としては、定着温度環境下での長期使用に対する耐久性を有し、かつ、エンドレスベルト62内周面との濡れ性を維持できるものが適している。例えば、シリコーンオイルやフッ素オイル等の液体状のオイルや、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリース等、さらにはこれらを組み合わせたものを用いることができる。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩およびヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイル等を用いることもできる。また、フッ素オイルとしては、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイルを用いることもできる。本実施の形態の定着装置60では、粘度400csのメチルフェニルシリコーンオイル(信越化学株式会社製:KF54)を用いている。   As the lubricant, a lubricant that has durability against long-term use under a fixing temperature environment and can maintain wettability with the inner peripheral surface of the endless belt 62 is suitable. For example, liquid oil such as silicone oil or fluorine oil, synthetic lubricating oil grease in which a solid substance and a liquid are mixed, or a combination thereof can be used. Silicone oils include dimethyl silicone oil, dimethyl silicone oil with organometallic salt addition, dimethyl silicone oil with hindered amine addition, dimethyl silicone oil with organometallic salt and hindered amine addition, methylphenyl silicone oil, amino-modified silicone oil, amino-modified silicone-added amino-modified silicone. Oil, hindered amine-added amino-modified silicone oil, carboxy-modified silicone oil, silanol-modified silicone oil, sulfonic acid-modified silicone oil, and the like can also be used. Moreover, as fluoro oil, perfluoropolyether oil and modified perfluoropolyether oil can be used. In the fixing device 60 according to the present embodiment, methylphenyl silicone oil having a viscosity of 400 cs (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KF54) is used.

尚、エンドレスベルト62は、弾性率を2,500MPa〜11,000MPaに設定している。このように、弾性率を設定することで、定着ロール61の耐熱性弾性体層612を、紙しわの発生が抑制される程度に凹状に湾曲した形状とすることが可能となる。また、上述した用紙Pとエンドレスベルト62外周面との間の微視的なスリップによって、用紙Pの速度が幅方向に向けて連続的に変化するように、用紙Pにおいて自律的な調整が行なわれる程度に用紙Pの伸びを抑えることが可能となる。エンドレスベルト62の弾性率が所定値よりも低い場合には、定着ロール61の耐熱性弾性体層612を、紙しわの発生が抑制される程度に凹状に湾曲した形状とするように押圧することができない。一方、弾性率が所定値よりも高い場合には、エンドレスベルト62の定着ロール61に対する当接圧が高くなりすぎるために、用紙Pの一部が伸び易くなり、上述した用紙Pとエンドレスベルト62外周面との間の微視的なスリップだけでは、用紙Pの速度の不連続性を回復できない程度となる場合がある。   The endless belt 62 has an elastic modulus set to 2,500 MPa to 11,000 MPa. Thus, by setting the elastic modulus, the heat-resistant elastic body layer 612 of the fixing roll 61 can be formed into a concavely curved shape to the extent that the occurrence of paper wrinkles is suppressed. In addition, autonomous adjustment is performed on the paper P such that the speed of the paper P continuously changes in the width direction due to the microscopic slip between the paper P and the outer peripheral surface of the endless belt 62 described above. As a result, the elongation of the paper P can be suppressed to the extent possible. When the elastic modulus of the endless belt 62 is lower than a predetermined value, the heat-resistant elastic body layer 612 of the fixing roll 61 is pressed so as to have a concavely curved shape so that the generation of paper wrinkles is suppressed. I can't. On the other hand, when the elastic modulus is higher than a predetermined value, the contact pressure of the endless belt 62 with respect to the fixing roll 61 becomes too high, so that a part of the paper P is easily stretched. There may be a case where the discontinuity of the speed of the paper P cannot be recovered only by microscopic slip with the outer peripheral surface.

(第2の実施の形態)
前述した第1の実施の形態では、加熱手段として発熱源を有する定着ロール61を用い、加圧手段として圧力パッド64が押圧されたエンドレスベルト62を用いた定着装置60が搭載された画像形成装置について説明した。第2の実施の形態では、図1に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱源が押圧された定着ベルトを用い、加圧手段として加圧ロールを用いた定着装置について説明する。尚、第1の実施の形態と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, an image forming apparatus in which a fixing roll 61 having a heat source is used as a heating unit and a fixing device 60 using an endless belt 62 with a pressure pad 64 pressed as a pressing unit is mounted. Explained. In the second embodiment, the fixing device is mounted on the image forming apparatus shown in FIG. 1, and a fixing belt with a heat source pressed is used as a heating unit, and a fixing roll is used as a pressing unit. The apparatus will be described. In addition, the same code | symbol is used about the structure similar to 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted here.

図4は、第2の実施の形態が適用される定着装置90の構成を示す側断面図である。図4に示すように、本実施の形態の定着装置90では、ベルト部材の一例としての定着ベルト92が用紙Pのトナー像担持面側に配置されている。定着ベルト92の内側に、ホルダ65に保持された発熱源の一例としての抵抗発熱体であるセラミックヒータ82が配設され、セラミックヒータ82からニップ部Nに熱を供給するように構成している。
セラミックヒータ82は、加圧ロール91側の面がほぼフラットに形成されている。そして、定着ベルト92を介して加圧ロール91に押圧される状態で配置され、ニップ部Nを形成している。したがって、セラミックヒータ82は圧力部材としても機能している。ニップ部Nを通過した用紙Pは、ニップ部Nの出口領域(剥離ニップ部)において定着ベルト92の曲率の変化によって定着ベルト92から剥離される。
さらに、定着ベルト92内周面とセラミックヒータ82との間には、定着ベルト92の内周面とセラミックヒータ82との摺動抵抗を小さくするため、摺擦部材の一例としての低摩擦シート68が配設されている。この低摩擦シート68は、セラミックヒータ82と別体に構成しても、セラミックヒータ82と一体的に構成しても、いずれでもよい。
FIG. 4 is a side sectional view showing the configuration of the fixing device 90 to which the second exemplary embodiment is applied. As shown in FIG. 4, in the fixing device 90 of the present embodiment, a fixing belt 92 as an example of a belt member is disposed on the toner image carrying surface side of the paper P. Inside the fixing belt 92, a ceramic heater 82, which is a resistance heating element as an example of a heat source held by the holder 65, is disposed, and heat is supplied from the ceramic heater 82 to the nip portion N. .
The ceramic heater 82 has a substantially flat surface on the pressure roll 91 side. Then, it is arranged in a state of being pressed against the pressure roll 91 via the fixing belt 92 and forms a nip portion N. Therefore, the ceramic heater 82 also functions as a pressure member. The sheet P that has passed through the nip portion N is peeled off from the fixing belt 92 by the change in the curvature of the fixing belt 92 in the exit region (peeling nip portion) of the nip portion N.
Further, in order to reduce the sliding resistance between the inner peripheral surface of the fixing belt 92 and the ceramic heater 82 between the inner peripheral surface of the fixing belt 92 and the ceramic heater 82, a low friction sheet 68 as an example of a rubbing member. Is arranged. The low friction sheet 68 may be configured separately from the ceramic heater 82 or may be configured integrally with the ceramic heater 82.

一方、加圧ロール91は定着ベルト92に対向するように配置され、図示しない駆動モーターにより矢印D方向に回転し、この回転により定着ベルト92が従動回転するように構成されている。加圧ロール91は、コア(円柱状芯金)911と、コア911の外周面に被覆した耐熱性弾性体層912と、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層913とが積層されて構成されている。
また、本実施の形態の定着装置90では、定着ベルト92は、原形が円筒形状に形成された無端ベルトであり、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成されている。
また、剥離の補助手段として、定着ベルト92のニップ部Nの下流側に、剥離補助部材70を配設することも可能である。剥離補助部材70は、剥離バッフル71が定着ベルト92の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ベルト92と近接する状態でバッフルホルダ72によって保持されている。
On the other hand, the pressure roll 91 is disposed so as to face the fixing belt 92, and is configured to rotate in the direction of arrow D by a drive motor (not shown), and the rotation of the fixing belt 92 is driven by this rotation. The pressure roll 91 includes a core (cylindrical core metal) 911, a heat-resistant elastic body layer 912 coated on the outer peripheral surface of the core 911, and a release layer 913 made of heat-resistant resin or heat-resistant rubber. Has been configured.
Further, in the fixing device 90 of the present embodiment, the fixing belt 92 is an endless belt whose original shape is formed in a cylindrical shape, and is composed of a single layer formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler.
Further, as an auxiliary means for peeling, a peeling auxiliary member 70 can be disposed on the downstream side of the nip portion N of the fixing belt 92. The peeling auxiliary member 70 is held by a baffle holder 72 in a state where the peeling baffle 71 is close to the fixing belt 92 in a direction (counter direction) opposite to the rotation direction of the fixing belt 92.

そして、図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された用紙Pは、定着入口ガイド56によって定着装置90のニップ部Nに導かれる。用紙Pがニップ部Nを通過する際には、用紙P上のトナー像は、ニップ部Nに作用する圧力と、定着ベルト92側のセラミックヒータ82から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置90でも、加圧ロール91とセラミックヒータ82との間でニップ部Nを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。   The paper P on which the toner image has been electrostatically transferred in the secondary transfer unit 20 of the image forming apparatus shown in FIG. 1 is guided to the nip N of the fixing device 90 by the fixing inlet guide 56. When the paper P passes through the nip portion N, the toner image on the paper P is fixed by the pressure acting on the nip portion N and the heat supplied from the ceramic heater 82 on the fixing belt 92 side. Also in the fixing device 90 of the present embodiment, since the nip portion N can be configured widely between the pressure roll 91 and the ceramic heater 82, stable fixing performance can be ensured.

ここで、本実施の形態の定着装置90では、定着ベルト92が、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等のフッ素樹脂と、フッ素樹脂100重量に対して、チタン酸カリウム、酸化亜鉛等の針状(ウィスカー)フィラーである補強性フィラー10重量部〜40重量部を配合してなる単一層から構成されている。定着ベルト92をこのように形成することによって、第1の実施の形態と同様に、セラミックヒータ82または低摩擦シート68と定着ベルト92の内面との摺動抵抗を大幅に低減することができる。また、定着ベルト92の構造を単一層とすることにより、例えば、押し出し成型機等を用いる簡便な方法により定着ベルト92を製造することが可能となる。その結果、用紙Pにおける紙しわの発生や、画像ずれ等の画像不良の発生を抑制することが可能となる。
尚、セラミックヒータ82の押圧力は、軸方向において一定に設定すればよいので、セラミックヒータ82の設定に際して複雑な調整を必要とせず、生産性の向上、製造コストの低下を図ることもできる。
Here, in the fixing device 90 of the present embodiment, the fixing belt 92 includes a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and 100 wt. On the other hand, it is comprised from the single layer which mix | blends 10-40 weight part of reinforcing fillers which are acicular (whisker) fillers, such as potassium titanate and zinc oxide. By forming the fixing belt 92 in this manner, the sliding resistance between the ceramic heater 82 or the low friction sheet 68 and the inner surface of the fixing belt 92 can be greatly reduced as in the first embodiment. In addition, since the fixing belt 92 has a single layer structure, the fixing belt 92 can be manufactured by a simple method using, for example, an extrusion molding machine. As a result, it is possible to suppress the occurrence of paper wrinkles on the paper P and the occurrence of image defects such as image displacement.
Since the pressing force of the ceramic heater 82 may be set constant in the axial direction, complicated adjustment is not required when setting the ceramic heater 82, and productivity can be improved and manufacturing cost can be reduced.

以下、実施例に基づき、本実施の形態をさらに具体的に説明する。なお、本実施の形態は実施例に限定されるものではない。
1.画質評価
第1の実施の形態において説明した定着装置60と同様な構成の定着装置を備えた画像形成装置(富士ゼロックス株式会社製:カラープリンター DocuPrint C1616)を用いて、フルカラーのパターン画像をJ紙に出力し、以下の基準に従い画質を評価した。
(画質評価基準)
○:画質欠陥が発生しない。
△:画質欠陥は軽微に存在するが、実用上問題ない。
×:実用上問題のある画質欠陥が発生する。
Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically based on examples. Note that this embodiment is not limited to the examples.
1. Image Quality Evaluation Using an image forming apparatus (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd .: Color Printer DocuPrint C1616) having a fixing device having the same configuration as the fixing device 60 described in the first embodiment, a full-color pattern image is printed on J paper. The image quality was evaluated according to the following criteria.
(Image quality evaluation criteria)
○: Image quality defect does not occur.
(Triangle | delta): Although the image quality defect exists slightly, there is no problem practically.
X: An image quality defect having a practical problem occurs.

2.駆動トルク
ダイレクトトルクメーター(富士ゼロックス株式会社内作製機器)の測定ギヤを定着ロールのギヤ部に嵌め合わせて、定着ロールの初期駆動及び経時駆動に駆動に要するトルクを測定した(単位:Nm)。駆動トルクが1.0Nmを超えると、駆動源である定着ロールの駆動ギヤに負担がかかり、実用上問題がある。特に不具合を示す現象としては、画像を得る用紙に紙皺が発生したり、ギヤの異音が発生する。
2. Driving torque The measurement gear of a direct torque meter (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) was fitted to the gear portion of the fixing roll, and the torque required for the initial driving and the temporal driving of the fixing roll was measured (unit: Nm). When the driving torque exceeds 1.0 Nm, a load is applied to the driving gear of the fixing roll as a driving source, which causes a problem in practical use. In particular, as a phenomenon indicating a malfunction, a paper flaw occurs on a sheet from which an image is obtained, or abnormal gear noise occurs.

尚、評価に用いた定着装置の各構成部品の仕様は以下のとおりである。
定着ロールは、外径24.5mm、肉厚1.5mm、長さ260mmである円筒状鉄製のコアの外周面に、厚さ600μmのシリコーンHTVゴム(ゴム硬度33度:JIS−A)の弾性層が設けられ、この弾性層の表面に、厚さ25μmのテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)のチューブが離型層として被覆され、鏡面状態に近い表面に仕上げられている。
定着ロールのコアの内部には、加熱源としてハロゲンランプ(600w)が配設されている。定着ロールの表面温度は、加熱された定着ロールの表面に当接した状態で配置された感温素子である温度センサー及び温度コントローラーとにより175℃に制御した。
The specifications of each component of the fixing device used for the evaluation are as follows.
The fixing roll has an elastic surface of a 600 μm-thick silicone HTV rubber (rubber hardness 33 degrees: JIS-A) on the outer peripheral surface of a cylindrical iron core having an outer diameter of 24.5 mm, a wall thickness of 1.5 mm, and a length of 260 mm. A layer of 25 μm thick tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) tube is coated as a release layer on the surface of the elastic layer, and finished to a surface close to a mirror state. .
Inside the core of the fixing roll, a halogen lamp (600w) is disposed as a heating source. The surface temperature of the fixing roll was controlled to 175 ° C. by a temperature sensor and a temperature controller which are temperature sensitive elements arranged in contact with the surface of the heated fixing roll.

エンドレスベルトを押圧する圧力パッドは、幅10mm、厚さ5mm、長さ340mmのシリコーンゴムからなる支持体上に低摩擦シートが設けられ、低摩擦シート表面には、潤滑剤としてパーフルオロポリエーテルオイル(ダイキン工業株式会社製:S100)が供給されている。また、支持体の上に配置されたベルトガイド部材の表面には、ベルト回転方向のリブが設けられており、エンドレスベルトの内周面との接触面積を少なくしている。圧力パッドは、エンドレスベルトを介して圧縮コイルスプリングにより定着ロールを10kgの荷重で押圧している。   The pressure pad for pressing the endless belt is provided with a low friction sheet on a support made of silicone rubber having a width of 10 mm, a thickness of 5 mm, and a length of 340 mm. The surface of the low friction sheet is perfluoropolyether oil as a lubricant. (Daikin Industries, Ltd. product: S100) is supplied. Further, ribs in the belt rotation direction are provided on the surface of the belt guide member disposed on the support so as to reduce the contact area with the inner peripheral surface of the endless belt. The pressure pad presses the fixing roll with a load of 10 kg by a compression coil spring through an endless belt.

定着ロールへのエンドレスベルトの巻き付け角度は約40°であり、ニップ部の幅は、約10mmであった。モーターから定着ロールに伝達された駆動力により、定着ロール及びエンドレスベルトは、速度104mm/secで回転した。   The winding angle of the endless belt around the fixing roll was about 40 °, and the width of the nip portion was about 10 mm. The driving force transmitted from the motor to the fixing roll rotated the fixing roll and the endless belt at a speed of 104 mm / sec.

(実施例1)
フッ素樹脂(ダイキン工業株式社製:ネオフロンAP230)100重量部と、補強性フィラーとして導電性チタン酸カリウムウィスカー(大塚化学株式会社製:ティスモ)30重量部とを、予め溶融させながら分散させて混合ペレットを作製した。次に、この混合ペレットを押出し機を用いて、温度380℃にて、厚さ120μm、周長94mmのチューブ形状になるように押出し成型した。続いて、長さ255mmになるように切りそろえ、フッ素樹脂とチタン酸カリウムウィスカーからなる単一層のエンドレスベルトを調製した。尚、このエンドレスベルト表面の算術平均粗さRa(JIS B0601−1994)は、1.8μmであった。
Example 1
100 parts by weight of fluororesin (Daikin Kogyo Co., Ltd .: Neoflon AP230) and 30 parts by weight of conductive potassium titanate whisker (Otsuka Chemical Co., Ltd .: Tismo) as a reinforcing filler are dispersed and mixed in advance. A pellet was prepared. Next, this mixed pellet was extruded using an extruder at a temperature of 380 ° C. so as to form a tube shape having a thickness of 120 μm and a circumferential length of 94 mm. Subsequently, it was trimmed to a length of 255 mm to prepare a single-layer endless belt made of a fluororesin and potassium titanate whiskers. The arithmetic average roughness Ra (JIS B0601-1994) of the endless belt surface was 1.8 μm.

次に、このように調製したエンドレスベルトに用いた定着装置を画像形成装置(富士ゼロックス株式会社製:カラープリンター DocuPrint C1616)に組み込み、20万枚までのランニング試験を実施し、初期と経時(20万枚プリント後)でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質及びエンドレスベルト走行状態を確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。また、エンドレスベルトの挫屈は発生せず、表面の磨耗などは実用上問題ないレベルであった。結果を表1に示す。   Next, the fixing device used for the endless belt prepared as described above is incorporated into an image forming apparatus (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd .: Color Printer DocuPrint C1616), and a running test is performed up to 200,000 sheets. The driving torque, the image quality of the print, and the endless belt running state were confirmed after printing 10,000 sheets. As a result, there was no change in the driving torque between the initial stage and time, and the image quality was very good. Further, the endless belt was not buckled, and the surface wear and the like were at a level that is practically acceptable. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
補強性フィラーとして導電性チタン酸カリウムウィスカー(大塚化学株式会社製:ティスモ)10重量部を配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でエンドレスベルトを調製した。エンドレスベルトの厚さは110μmであり、表面の算術平均粗さ(Ra)は、1.3μmであった。
次に、実施例1と同様に、このように調製したエンドレスベルトに用いた定着装置を画像形成装置(富士ゼロックス株式会社製:カラープリンター DocuPrint C1616)に組み込み、20万枚までのランニング試験を実施し、初期と経時(20万枚プリント後)でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質及びエンドレスベルト走行状態を確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。また、エンドレスベルトの挫屈は発生せず、表面の磨耗などは実用上問題ないレベルであった。結果を表1に示す。
(Example 2)
An endless belt was prepared under the same conditions as in Example 1 except that 10 parts by weight of conductive potassium titanate whisker (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd .: Tismo) was blended as the reinforcing filler. The thickness of the endless belt was 110 μm, and the arithmetic average roughness (Ra) of the surface was 1.3 μm.
Next, in the same manner as in Example 1, the fixing device used for the endless belt prepared in this way is incorporated into an image forming apparatus (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd .: color printer DocuPrint C1616), and a running test up to 200,000 sheets is performed. Then, the driving torque, the print image quality, and the endless belt running state at the time of printing at the initial stage and over time (after printing 200,000 sheets) were confirmed. As a result, there was no change in the driving torque between the initial stage and time, and the image quality was very good. Further, the endless belt was not buckled, and the surface wear and the like were at a level where there was no practical problem. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
補強性フィラーとして導電性チタン酸カリウムウィスカー(大塚化学株式会社製:ティスモ)35重量部を配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でエンドレスベルトを調製した。エンドレスベルトの厚さは200μmであり、表面の算術平均粗さ(Ra)は、1.9μmであった。
次に、実施例1と同様に、このように調製したエンドレスベルトに用いた定着装置を画像形成装置(富士ゼロックス株式会社製:カラープリンター DocuPrint C1616)に組み込み、20万枚までのランニング試験を実施し、初期と経時(20万枚プリント後)でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質及びエンドレスベルト走行状態を確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。また、エンドレスベルトの挫屈は発生せず、表面の磨耗などは実用上問題ないレベルであった。結果を表1に示す。
(Example 3)
An endless belt was prepared under the same conditions as in Example 1 except that 35 parts by weight of conductive potassium titanate whisker (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd .: Tismo) was added as a reinforcing filler. The thickness of the endless belt was 200 μm, and the arithmetic average roughness (Ra) of the surface was 1.9 μm.
Next, in the same manner as in Example 1, the fixing device used for the endless belt prepared in this way is incorporated into an image forming apparatus (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd .: color printer DocuPrint C1616), and a running test up to 200,000 sheets is performed. Then, the driving torque, the print image quality, and the endless belt running state at the time of printing at the initial stage and over time (after printing 200,000 sheets) were confirmed. As a result, there was no change in the driving torque between the initial stage and time, and the image quality was very good. Further, the endless belt was not buckled, and the surface wear and the like were at a level that is practically acceptable. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
補強性フィラーとして酸化亜鉛ウィスカー(松下アムテック株式会社製:パナテトラ)30重量部を配合したこと以外は、実施例1と同様の条件でエンドレスベルトを調製した。エンドレスベルトの厚さは130μmであり、表面の算術平均粗さ(Ra)は、1.5μmであった。
次に、実施例1と同様に、このように調製したエンドレスベルトに用いた定着装置を画像形成装置(富士ゼロックス株式会社製:カラープリンター DocuPrint C1616)に組み込み、20万枚までのランニング試験を実施し、初期と経時(20万枚プリント後)でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質及びエンドレスベルト走行状態を確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。また、エンドレスベルトの挫屈は発生せず、表面の磨耗などは実用上問題ないレベルであった。結果を表1に示す。
Example 4
An endless belt was prepared under the same conditions as in Example 1 except that 30 parts by weight of zinc oxide whisker (manufactured by Matsushita Amtec Co., Ltd .: Panatetra) was blended as a reinforcing filler. The thickness of the endless belt was 130 μm, and the arithmetic average roughness (Ra) of the surface was 1.5 μm.
Next, in the same manner as in Example 1, the fixing device used for the endless belt prepared in this way is incorporated into an image forming apparatus (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd .: color printer DocuPrint C1616), and a running test up to 200,000 sheets is performed. Then, the driving torque, the print image quality, and the endless belt running state at the time of printing at the initial stage and over time (after printing 200,000 sheets) were confirmed. As a result, there was no change in the driving torque between the initial stage and time, and the image quality was very good. Further, the endless belt was not buckled, and the surface wear and the like were at a level that is practically acceptable. The results are shown in Table 1.

(比較例)
予め調製したポリイミド樹脂を含有するワニスを金型にコーティングして焼成し、次に、その上にフッ素樹脂(PFA)をコーティングした後、PFA樹脂を焼成して、ポリイミド樹脂の基材層とフッ素樹脂からなる厚さ30μmの離型層との2層構造のベルト管状体を調製した。このように調製したベルト管状体の厚さは120μmであり、断面の直径(φ)は30mmである。
次に、実施例1と同様に、このように調製した2層構造のベルト管状体に用いた定着装置を画像形成装置(富士ゼロックス株式会社製:カラープリンター DocuPrint C1616)に組み込み、20万枚までのランニング試験を実施し、初期と経時(20万枚プリント後)でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質及びエンドレスベルト走行状態を確認した。その結果、初期にはトルクは問題のない値であったが、経時的に潤滑剤の効果が薄れると、元々摩擦係数の高いポリイミド樹脂を基材層に用いているためにトルクが上昇し、紙皺や画質欠陥が発生した。結果を表1に示す。
(Comparative example)
A varnish containing a polyimide resin prepared in advance is coated on a mold and baked. Next, a fluororesin (PFA) is coated on the varnish, and then the PFA resin is baked to form a polyimide resin base layer and fluorine. A two-layer belt tubular body with a release layer made of resin and having a thickness of 30 μm was prepared. The belt tubular body thus prepared has a thickness of 120 μm and a cross-sectional diameter (φ) of 30 mm.
Next, in the same manner as in Example 1, the fixing device used for the two-layered belt tubular body prepared in this way is incorporated into an image forming apparatus (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd .: color printer DocuPrint C1616), and up to 200,000 sheets. The running test was conducted, and the driving torque, the image quality of the print, and the endless belt running state were confirmed at the initial time and after printing (after printing 200,000 sheets). As a result, the torque was a value with no problem at the beginning, but when the effect of the lubricant was reduced over time, the torque increased because the polyimide resin was originally used for the base material layer with a high friction coefficient, Paper defects and image quality defects occurred. The results are shown in Table 1.

Figure 2006091531
Figure 2006091531

以上説明したように、本実施の形態の定着装置60では、エンドレスベルト62は、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成されていることにより、圧力パッド64または低摩擦シート68とエンドレスベルト62の内面との摺動抵抗を大幅に低減することができる。また、エンドレスベルト62の構造を単一層とすることにより、従来、ポリイミド樹脂等の基材層と離型層との2層構造を有する場合と比べ、例えば、押し出し成型機等を用いる簡便な方法によりエンドレスベルト62を製造することが可能となり、製造コストを低減することができる。   As described above, in the fixing device 60 of the present embodiment, the endless belt 62 is composed of a single layer formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler, so that the pressure pad 64 or the low friction sheet is formed. The sliding resistance between 68 and the inner surface of the endless belt 62 can be greatly reduced. In addition, by making the structure of the endless belt 62 as a single layer, compared with the conventional case of having a two-layer structure of a base material layer such as polyimide resin and a release layer, for example, a simple method using an extrusion molding machine or the like Thus, the endless belt 62 can be manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.

本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンター等の画像形成装置への適用、例えば記録紙(用紙)上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。また、インクジェット方式を用いた複写機、プリンター等の画像形成装置への適用、例えば記録紙(用紙)上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。   As an application example of the present invention, application to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, for example, application to a fixing apparatus that fixes an unfixed toner image carried on a recording paper (paper). is there. In addition, there is application to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an inkjet method, for example, application to a fixing device that dries an undried ink image carried on a recording paper (paper).

本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. 第1の実施の形態が適用される定着装置の構成を示す側断面図である。1 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device to which a first exemplary embodiment is applied. エンドレスベルトが支持される構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure by which an endless belt is supported. 第2の実施の形態が適用される定着装置の構成を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view showing a configuration of a fixing device to which a second embodiment is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1Y,1M,1C,1K…画像形成ユニット、11…感光体ドラム、12…帯電器、13…レーザ露光器、14…現像器、15…中間転写ベルト、16…一次転写ロール、17…ドラムクリーナ、20…二次転写部、60,90,100…定着装置、61…定着ロール、62…エンドレスベルト、63…ベルトガイド部材、64…圧力パッド、64a…プレニップ部材、64b…剥離ニップ部材、65…ホルダ、66…ハロゲンヒータ、67…潤滑剤塗布部材、68…低摩擦シート、69…温度センサ、70…剥離補助部材、82…セラミックヒータ、91…加圧ロール、92…定着ベルト 1Y, 1M, 1C, 1K ... image forming unit, 11 ... photosensitive drum, 12 ... charger, 13 ... laser exposure device, 14 ... developer, 15 ... intermediate transfer belt, 16 ... primary transfer roll, 17 ... drum cleaner , 20 ... secondary transfer part, 60, 90, 100 ... fixing device, 61 ... fixing roll, 62 ... endless belt, 63 ... belt guide member, 64 ... pressure pad, 64a ... pre-nip member, 64b ... peeling nip member, 65 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Holder, 66 ... Halogen heater, 67 ... Lubricant application member, 68 ... Low friction sheet, 69 ... Temperature sensor, 70 ... Peeling auxiliary member, 82 ... Ceramic heater, 91 ... Pressure roll, 92 ... Fixing belt

Claims (9)

記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動し、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成されるベルト部材と、を有する
ことを特徴とする定着装置。
A fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A rotating member;
A fixing device comprising: a belt member configured to move in contact with the rotating member and configured by a single layer formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler.
前記ベルト部材の厚さが、80μm〜500μmであることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the belt member has a thickness of 80 μm to 500 μm. 前記ベルト部材表面の算術平均粗さが、10μm以下であることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein an arithmetic average roughness of the surface of the belt member is 10 μm or less. 前記回動部材または前記ベルト部材を加熱する加熱部材をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, further comprising a heating member that heats the rotating member or the belt member. 記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置に用いられるベルト管状体であって、
フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成されることを特徴とするベルト管状体。
A belt tubular body used in a fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A belt tubular body comprising a single layer formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler.
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂またはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂であることを特徴とする請求項5記載のベルト管状体。   The belt tubular body according to claim 5, wherein the fluororesin is a polytetrafluoroethylene resin or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether resin. 前記補強性フィラーは、針状フィラー、層状フィラーまたは繊維状フィラーであることを特徴とする請求項5記載のベルト管状体。   The belt tubular body according to claim 5, wherein the reinforcing filler is a needle-like filler, a layer-like filler, or a fibrous filler. 前記フッ素樹脂100重量部と、当該フッ素樹脂に対して前記補強性フィラー10重量部〜40重量部とを配合してなることを特徴とする請求項5記載のベルト管状体。   The belt tubular body according to claim 5, wherein 100 parts by weight of the fluororesin and 10 to 40 parts by weight of the reinforcing filler are blended with the fluororesin. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、
前記ベルト部材は、フッ素樹脂と補強性フィラーとを配合してなる単一層から構成されることを特徴とする画像形成装置。
Toner image forming means for forming a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed by the toner image forming means onto a recording material;
Fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material,
The fixing means is
A rotating member;
A belt member movable while contacting the rotating member;
A pressure member that is disposed inside the belt member and that presses the belt member against the rotating member to form a nip portion through which the recording material passes between the rotating member and the belt member;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the belt member includes a single layer formed by blending a fluororesin and a reinforcing filler.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009216800A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
CN102736497A (en) * 2011-04-04 2012-10-17 株式会社理光 Fixing device and image forming apparatus
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