JP2008139775A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
Fixing device and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008139775A JP2008139775A JP2006328377A JP2006328377A JP2008139775A JP 2008139775 A JP2008139775 A JP 2008139775A JP 2006328377 A JP2006328377 A JP 2006328377A JP 2006328377 A JP2006328377 A JP 2006328377A JP 2008139775 A JP2008139775 A JP 2008139775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fixing belt
- fixing
- belt
- flange
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、加熱部材と加圧部材の圧接ニップ部に被加熱材を通紙して狭持搬送させて被加熱材を加熱する加熱装置、および該加熱装置を画像の加熱定着装置として備えた画像形成装置に関する。 The present invention includes a heating device that heats a heated material by passing the heated material through a pressure nip portion between the heating member and the pressure member and nipping and conveying the heated material, and the heating device as an image heat fixing device. The present invention relates to an image forming apparatus.
より詳しくは、フィルム状の回転体と、該回転体を導くガイド部材と、該ガイド部材に対し該回転体の回転と共に該ニップ内を搬送される転写材を加熱する加熱手段とを有する加熱装置、及び該加熱装置を画像の加熱定着装置として備えた画像形成装置に関するものである。 More specifically, the heating apparatus includes a film-like rotating body, a guide member that guides the rotating body, and a heating unit that heats the transfer material that is conveyed in the nip as the rotating body rotates relative to the guide member. And an image forming apparatus provided with the heating device as a heat fixing device for images.
電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置において、電子写真プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段で転写材(用紙)に間接(転写)あるいは直接に形成担持させた未定着トナー画像を転写材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置としては、従来より熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。 In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, an unfixed toner image formed or supported directly (transferred) or directly on a transfer material (paper) by an appropriate image forming process means such as an electrophotographic process As a fixing device for heat fixing as a permanently fixed image, a heat roller type heat fixing device has been widely used.
近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。また、金属からなるフィルム自身を発熱させる電磁誘導加熱方式の加熱装置も提案されている。 In recent years, a film heating type fixing device has been put into practical use from the viewpoint of quick start and energy saving. There has also been proposed an electromagnetic induction heating type heating device for generating heat from a metal film itself.
a)フィルム式定着装置
フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭63−313182号公報、特開平2−157878号公報、特開平4−44075号公報、特開平4−204980号公報等に提案されている。
a) Film-type fixing device A film-heating-type fixing device is proposed in, for example, JP-A-63-313182, JP-A-2-157878, JP-A-4-44075, and JP-A-4-204980. Has been.
すなわち、加熱体としてのセラミックヒーターと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム(以下、定着フィルム)を挟ませて圧接ニップ(以下、定着ニップ部)を形成させ、該定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた転写材を導入して定着フィルムと一緒に狭持搬送させることで、定着フィルムを介してセラミックヒーターの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を転写材面に定着させるものである。 That is, a heat-resistant film (hereinafter referred to as a fixing film) is sandwiched between a ceramic heater as a heating body and a pressure roller as a pressure member to form a pressure nip (hereinafter referred to as a fixing nip portion), and the fixing By introducing a transfer material that forms and supports an unfixed toner image between the fixing film and the pressure roller at the nip, and transporting it with the fixing film, the heat of the ceramic heater is transferred through the fixing film. The unfixed toner image is fixed on the surface of the transfer material by applying pressure at the fixing nip portion.
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒーター及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒーターに通電して所定の定着温度に発熱させれば良く、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい等の利点がある。 This film heating type fixing device can be configured as an on-demand type device using a ceramic heater and a film having a low heat capacity member, and energizes the ceramic heater as a heat source only at the time of image formation to have a predetermined fixing temperature. Heat generation, and there is an advantage that the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short, and the power consumption during standby is significantly reduced.
b)金属フィルム(定着ベルト)を用いた定着装置
近年、画像形成装置の高速化、カラー化に伴い、フィルム加熱方式の定着装置において、定着フィルムとして、SUSやニッケル等の金属フィルムを用いたり、更に、金属フィルム上に弾性層を設けたベルト状部材(以下、定着ベルト)を用いた定着装置が提案されている。
b) Fixing device using metal film (fixing belt) In recent years, with the increase in speed and colorization of image forming devices, a film heating type fixing device uses a metal film such as SUS or nickel as the fixing film, Further, a fixing device using a belt-like member (hereinafter, a fixing belt) in which an elastic layer is provided on a metal film has been proposed.
従来定着フィルムの基材としては、耐熱性樹脂等が用いられてきたが、画像形成装置の高速化に伴い、定着フィルムの熱伝導率を高くし、セラミックヒーターの熱をより効率的に転写材に伝える必要が生じた。このため、定着フィルム基材としては、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いることが好ましい。このような金属製定着フィルムを用いた定着装置については、特開2003−045615号公報や、特開2003−156954号公報等に開示されている。 Conventionally, heat-resistant resins have been used as the base material for fixing films. However, as the speed of image forming devices increases, the thermal conductivity of the fixing film increases and the heat of the ceramic heater is transferred more efficiently. It became necessary to tell to. For this reason, it is preferable to use a metal having a higher thermal conductivity than the resin as the fixing film substrate. A fixing device using such a metal fixing film is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-045615, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-156554, and the like.
また、画像形成装置のカラー化に伴い、定着フィルムの基材上に、弾性層を設ける必要が生じた。このような定着ベルト及び画像形成装置の例は、特開平10−10893号公報、特開平11−15303等に開示されている。 Also, with the colorization of image forming apparatuses, it has become necessary to provide an elastic layer on the base material of the fixing film. Examples of such a fixing belt and an image forming apparatus are disclosed in JP-A-10-10893, JP-A-11-15303, and the like.
これは、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、従来のフィルム定着装置では、カラー画像の多重に転写されたトナー像の形状に定着フィルム表面が追随することが出来ず、部分的に定着性のムラが生じるためである。定着性のムラは、画像の光沢ムラとして現れたり、OHT(オーバーヘッドプロジェクタ用透明シート)においては、透過性のムラとなり、投影した際に、透過性のムラが画像欠陥として現れる、という問題点があった。 This is because when the toner image passes through the fixing nip portion, the conventional film fixing device cannot follow the shape of the toner image transferred in multiple layers of the color image, and partially fixes the toner image. This is because unevenness of sex occurs. Unevenness of fixing property appears as unevenness in gloss of an image, or becomes non-transparent in OHT (transparent sheet for overhead projector), and unevenness of transparency appears as an image defect when projected. there were.
定着フィルム上に弾性層を設けることにより、弾性層がトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えることにより、均一な定着が達成される。 By providing an elastic layer on the fixing film, the elastic layer is deformed along the toner layer, so that the toner that is unevenly placed on the image is encased in the elastic layer and uniformly heated by applying heat uniformly. Fixing is achieved.
しかしながら、弾性層を設ける分、定着フィルムとしての熱伝導性は劣るため、その分の熱量を余計に与える必要がある。とりわけ、定着装置のオンデマンド性を確保するためには、定着装置を速やかに所定温度に立ち上げる必要があるため、通常の定着フィルムより、基材を金属フィルムとすることにより、熱伝導率を向上した定着ベルトの使用が有利である。 However, since the thermal conductivity of the fixing film is inferior due to the provision of the elastic layer, it is necessary to give an extra amount of heat. In particular, in order to ensure the on-demand property of the fixing device, it is necessary to quickly raise the fixing device to a predetermined temperature. Therefore, by making the base material a metal film rather than a normal fixing film, the thermal conductivity can be reduced. The use of an improved fixing belt is advantageous.
c)電磁誘導加熱方式の定着装置
実開昭51−109739号公報には、磁束により定着フィルムの金属層(発熱層)に渦電流を誘導させて、そのジュール熱で発熱させる誘導過熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着フィルムを発熱させることができ、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
c) Electromagnetic induction heating type fixing device Japanese Utility Model Laid-Open No. 51-109739 discloses an induction overheating fixing device that induces eddy currents in a metal layer (heating layer) of a fixing film by magnetic flux and generates heat by its Joule heat. It is disclosed. This makes it possible to directly heat the fixing film by using the generation of induced current, and achieves a fixing process that is more efficient than a heat roller type fixing device using a halogen lamp as a heat source.
このような電磁誘導タイプの加熱定着装置は、定着フィルムとして、50μm程度の薄い金属を用いている。更に、カラー画像形成装置に電磁誘導加熱方式の定着装置を適用する場合は、金属層上に弾性層を設けた、定着ベルトを使用している。 Such an electromagnetic induction type heat fixing apparatus uses a thin metal of about 50 μm as a fixing film. Further, when an electromagnetic induction heating type fixing device is applied to a color image forming apparatus, a fixing belt having an elastic layer on a metal layer is used.
d)従来の定着ベルト端部亀裂対策
上記の様に、フィルム状の、金属製薄肉回転体を用いた定着方式においては、繰り返し回転状態で使用することにより、定着ベルト端部に亀裂が生じ、破壊に到る、という問題点があった。これは、定着ベルト自体の剛性は高いものの、定着ベルト製造工程において、定着ベルトを、定着装置に適切な長さに切断するに際し、バリや微小なクラックが生じ、繰り返し回転状態で使用することにより、定着ベルト端面が摺擦した際に、こうしたバリや微小なクラック等を起点とした亀裂が生じていた。
d) Conventional fixing belt end crack countermeasures As described above, in the fixing method using a film-like thin metal rotating body, cracks occur at the end of the fixing belt by repeatedly using the rotating state, There was a problem of destruction. This is because although the fixing belt itself has high rigidity, in the fixing belt manufacturing process, when the fixing belt is cut into an appropriate length for the fixing device, burrs and minute cracks are generated and used repeatedly in a rotating state. When the end surface of the fixing belt was rubbed, a crack originated from such burrs and minute cracks.
こうした定着ベルト端部の亀裂を防止するために、特開平2002−231419号公報において、定着ベルト端部を支持するフランジを、定着スリーブ外周面から支持する構造とし、定着スリーブと共に回転する構成とすることで、定着ベルト端部と定着装置の摺擦を防止する構成が開示されている。 In order to prevent such cracks at the end of the fixing belt, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-231419, a flange supporting the end of the fixing belt is supported from the outer peripheral surface of the fixing sleeve, and is configured to rotate together with the fixing sleeve. Thus, a configuration for preventing the rubbing between the fixing belt end and the fixing device is disclosed.
図7に、定着フランジを定着スリーブ外周面から支持し、定着スリーブと共に回転させる構成の一例の長手方向から見た断面図を示す。 FIG. 7 is a cross-sectional view of an example of a configuration in which the fixing flange is supported from the outer peripheral surface of the fixing sleeve and rotated together with the fixing sleeve, as viewed from the longitudinal direction.
定着フランジ702内径は、定着ベルト701外径より大きく設定されており、加圧ローラ703によって定着ベルト701が押さえられた際に変形することで、定着フランジ702内面に定着ベルト701表面が接触し、摩擦力を生じることで、定着フランジ702は、定着ベルト701の回転に伴って回転する。
The inner diameter of the
定着フランジ702は、不図示の受け部によって支持され、定着ベルト701が長手方向の寄りを生じた場合においても定着フランジ702から脱落することを防止している。
しかしながら、定着ベルト701は、回転に伴い、加圧ローラ703による変形を受け、定着フランジ702に対して、上下方向の運動を繰り返す。従って、均一に離型材でコートもしくはチューブ被覆等層形成された定着ベルトにおいては定着フランジ702が、定着ベルト701と共に回転していても、定着ベルト701端面と定着フランジ702との、ある程度の摺擦は避けられない。
However, the
特開2002−231419号公報に開示された、従来の定着フランジ702においても、図8に示す、長手方向に対し直角方向より見た断面図のごとく、定着フランジ702端部に向かってテーパー形状を取り、定着ベルト701の長手延長線と定着フランジ702が定着ベルト701端面に接する面とのなす角度θを90°以上にすることにより、定着ベルト701が回転に伴い、加圧ローラ703による変形を受けて、定着フランジ702端面で摺擦することを防止する構成も提案されているものの、定着ベルト701が寄った側においては、定着ベルト端面と定着フランジが接触する場所が必ず存在し、定着ベルト701回転に伴う摺擦は避けられない。
Also in the
また、定着ベルト701が寄った側においては、定着フランジ702の受け部において摩擦力が生じ、定着フランジ702が定着ベルト701の回転と同期して回転しない場合がある。そのような場合においては、定着フランジ702と定着ベルト701の回転速度が異なるため、定着フランジ702を設けない定着装置と同様の摺擦が発生することとなり、定着ベルト701の亀裂が発生してしまう場合があった。
Further, on the side where the
さらに、θを大きく取った場合は、定着ベルト701の長手方向の寄り力により、定着フランジが、図8の矢印方向に引き込まれ、定着ベルト701に長手方向の歪みが生じ、定着ベルト701にかかるストレスが大きくなるため、かえって定着ベルト701が疲労破壊を起こしてしまう、という問題があった。
Furthermore, when θ is set large, the fixing flange is pulled in the direction of the arrow in FIG. 8 due to the shifting force in the longitudinal direction of the
特に、定着ベルト701基層を、しごき加工等、塑性加工により形成した定着ベルト701においては、金属層の残留応力が大きく、こうした定着ベルト701端面の摺擦や、長手方向の歪みにより、定着ベルト701端面の微小なクラックを起点とした亀裂が生じたり、疲労破壊を起こしやすい。
In particular, in the
また、特にカラー画像形成装置においては、白黒画像形成装置と比較して、定着ニップ部の圧力を大きくする必要がある。これは、複数色のトナーを重ねることによりカラー画像を形成するため、白黒画像形成装置よりもトナー像高さが高くなり、定着部において、均一に平滑な画像を得るためには、より高い圧力が必要となるためである。 In particular, in the color image forming apparatus, it is necessary to increase the pressure in the fixing nip portion as compared with the monochrome image forming apparatus. This is because a color image is formed by superimposing a plurality of colors of toner, so that the toner image height is higher than that of a black and white image forming apparatus, and a higher pressure is required in order to obtain a uniformly smooth image in the fixing unit. Is necessary.
定着ニップ部の圧力を大きくした場合、定着ベルトが長手方向に寄る力も大きくなるため、定着ベルトの座屈による亀裂が生じやすくなってしまう。 When the pressure at the fixing nip portion is increased, the force that the fixing belt approaches in the longitudinal direction also increases, so that cracking due to buckling of the fixing belt is likely to occur.
これらの理由から、更なる耐久性の向上が求められていた。 For these reasons, further improvement in durability has been demanded.
フィルム状の回転体(以下「定着ベルト」と称す)と、該定着ベルトを導くガイド部材と、該ガイド部材に対し該定着ベルトを介して圧接ニップを形成する加圧部材と、該定着ベルトを昇温せしめ、該定着ベルトの回転とともに該ニップ内を搬送される転写材を加熱する加熱手段とを有する加熱装置において
・該定着ベルトは最上位層の離型性層を含む少なくとも1種類以上の非金属の弾性体層で形成された円筒回転体であり、
・該定着ベルトの全長は、前記加圧部材の当接面長さよりも大きく設定され、
・該定着ベルトはその両端部を外周面側から支持部材であるフランジにより支持される構造であり、
・かつ、該定着ベルトの離型性層の範囲は該フランジと該定着ベルトの接触面より該定着ベルト長手方向内側に形成されている
ことを特徴とすることである。
A film-like rotating body (hereinafter referred to as “fixing belt”), a guide member for guiding the fixing belt, a pressure member for forming a pressure nip with the guide member via the fixing belt, and the fixing belt And a heating device that heats the transfer material conveyed in the nip as the fixing belt rotates. The fixing belt includes at least one or more types of release layers including the uppermost release layer. A cylindrical rotating body formed of a non-metallic elastic layer,
-The total length of the fixing belt is set to be larger than the contact surface length of the pressure member,
The fixing belt has a structure in which both end portions thereof are supported from the outer peripheral surface side by flanges that are support members,
The range of the releasable layer of the fixing belt is characterized in that it is formed on the inner side in the fixing belt longitudinal direction from the contact surface of the flange and the fixing belt.
以上説明したように、本発明によれば、上記構成を採用することで、定着ベルト端面と定着フランジを連れ回らせ、摺擦することを無くすことにより、定着ベルト端面の微小なクラックを起点とした亀裂が生じることを効果的に防止し、定着装置および画像形成装置のさらなる長寿命化に資することが可能となる。 As described above, according to the present invention, by adopting the above-described configuration, the fixing belt end surface and the fixing flange are rotated together, thereby eliminating the rubbing, thereby causing a minute crack on the fixing belt end surface as a starting point. It is possible to effectively prevent the occurrence of cracks and contribute to a longer life of the fixing device and the image forming apparatus.
(実施例1)
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施例1における定着装置を備えた画像形成装置の断面図である。
(Example 1)
(Image forming device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus provided with a fixing device in Embodiment 1 of the present invention.
本実施例においては、カラーオンデマンド定着装置を採用した、フルカラー画像形成装置について説明する。 In this embodiment, a full color image forming apparatus employing a color on demand fixing device will be described.
本実施例における画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る、フルカラー画像形成装置に、本発明の定着装置を組み込んだものである。 The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment is a full-color image forming apparatus that obtains a full-color image by superimposing toner images of four colors of yellow, cyan, magenta, and black using an electrophotographic method. Is incorporated.
本実施の形態における、フルカラー画像形成装置のプロセススピードは、90mm/sec、一分間の印字枚数はUSレターサイズ紙で16枚である。また、一枚目プリント(First Page Out)までの時間(FPOT)は約15秒である。 In the present embodiment, the process speed of the full-color image forming apparatus is 90 mm / sec, and the number of printed sheets per minute is 16 US letter size paper. Further, the time (FPOT) to the first print (First Page Out) is about 15 seconds.
図1を用いて、本発明におけるカラー画像形成装置の構成について説明する。
本発明のカラー画像形成装置においては、像担持体たる感光ドラム(1Y、1C、1M、1K)、帯電手段たる帯電ローラ(2Y、2C、2M、2K)、静電潜像を顕像化するための現像手段(3Y、3C、3M、3K)、感光体ドラムのクリーニング手段(4Y、4C、4M、4K)等をひとつの容器にまとめた、いわゆるオールインワンカートリッジを使用している。
The configuration of the color image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the color image forming apparatus of the present invention, a photosensitive drum (1Y, 1C, 1M, 1K) as an image carrier, a charging roller (2Y, 2C, 2M, 2K) as a charging unit, and an electrostatic latent image are visualized. For this purpose, a so-called all-in-one cartridge is used in which developing means (3Y, 3C, 3M, 3K) and cleaning means for photosensitive drums (4Y, 4C, 4M, 4K) and the like are collected in one container.
イエロー(Y)トナーを現像器に充填したイエローカートリッジ、マゼンタ(M)トナーを現像器に充填したマゼンタカートリッジ、シアン(C)トナーを現像器に充填したシアンカートリッジ、そしてブラック(K)トナーを現像器に充填したブラックカートリッジの4つのカートリッジを使用している。 Develop yellow cartridge with yellow (Y) toner in developer, magenta cartridge with magenta (M) toner in developer, cyan cartridge with cyan (C) toner in developer, and black (K) toner Four cartridges of black cartridge filled in the container are used.
本実施例の画像形成装置においては、感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系5が、上記4色のトナーカートリッジに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。 In the image forming apparatus of this embodiment, the optical system 5 that forms an electrostatic latent image by exposing the photosensitive drums (1Y, 1C, 1M, and 1K) corresponds to the four color toner cartridges. Is provided. A laser scanning exposure optical system is used as the optical system.
光学系5より、画像データに基づいた走査光が、帯電手段(2Y、2C、2M、2K)により一様に帯電された感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上を露光することにより、感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)表面に画像に対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源より現像ローラ(3Y、3C、3M、3K)に印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像(露後部)電位の間の適切な値に設定することで、負の極性に帯電されたトナーが、感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上の静電潜像に選択的に付着されることにより、現像が行われる。 The scanning light based on the image data is exposed from the optical system 5 on the photosensitive drum (1Y, 1C, 1M, 1K) uniformly charged by the charging means (2Y, 2C, 2M, 2K). Then, an electrostatic latent image corresponding to the image is formed on the surface of the photosensitive drum (1Y, 1C, 1M, 1K). By setting the developing bias applied to the developing roller (3Y, 3C, 3M, 3K) from a bias power source (not shown) to an appropriate value between the charged potential and the latent image (rear exposure) potential, the negative polarity The toner charged on the surface is selectively attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum (1Y, 1C, 1M, 1K), whereby development is performed.
感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上に現像された単色トナー画像は、該感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)と同期して、略等速で回転する中間転写体上へ転写される。本実施例においては、中間転写体として、中間転写ベルト6を用いており、駆動ローラ7によって駆動され、テンションローラ8によって張架されている。中間転写ベルト6へ感光体ドラム(1Y、1C、1M、1K)上のトナー像を転写する、一次転写手段としては、一次転写ローラ(9Y、9C、9M、9K)を用いている。一次転写ローラ(9Y、9C、9M、9K)に対して、不図示のバイアス電源より、トナーと逆極性の一次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト6に対して、トナー像が一次転写される。
The single color toner image developed on the photosensitive drum (1Y, 1C, 1M, 1K) is synchronized with the photosensitive drum (1Y, 1C, 1M, 1K) on the intermediate transfer member that rotates at a substantially constant speed. Is transferred to. In this embodiment, an intermediate transfer belt 6 is used as an intermediate transfer member, which is driven by a driving roller 7 and stretched by a
一次転写後、感光体(1Y、1C、1M、1K)上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段(4Y、4C、4M、4K)により除去される。本実施例においては、クリーニング手段として、ウレタンブレードによるブレードクリーニングを用いている。 After the primary transfer, the toner remaining as a transfer residue on the photoreceptor (1Y, 1C, 1M, 1K) is removed by the cleaning means (4Y, 4C, 4M, 4K). In this embodiment, blade cleaning using a urethane blade is used as the cleaning means.
上記工程を中間転写ベルト6の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト6上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。単色のみの画像形成(単色モード)時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。 The above process is performed for each color of yellow, magenta, cyan, and black in synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 6, and the primary transfer toner images of the respective colors are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 6. At the time of image formation of only a single color (monochrome mode), the above process is performed only for the target color.
また、転写材供給部となる転写材カセット10にセットされた転写材Pは、給送ローラ11により給送され、二次転写部に所定のタイミングで、レジストローラ12により、中間転写ベルト6と二次転写手段とのニップ部に搬送される。
Further, the transfer material P set in the transfer material cassette 10 serving as a transfer material supply unit is fed by a feed roller 11 and is transferred to the secondary transfer unit at a predetermined timing by the
中間転写ベルト6上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラ13に、不図示のバイアス印加手段より印加される、トナーと逆極性のバイアスにより、転写材P上に一括転写される。また、14は、二次転写ローラ対向ローラである。
The primary transfer toner image formed on the intermediate transfer belt 6 is applied onto the transfer material P by a bias having a polarity opposite to that of the toner, which is applied to a
二次転写後中間転写ベルト6上に残った二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段15により除去される。本実施例においては、感光体ドラムのクリーニング手段と同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。 The secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 6 after the secondary transfer is removed by the intermediate transfer belt cleaning unit 15. In the present embodiment, the intermediate transfer member is cleaned by the urethane blade in the same manner as the photosensitive drum cleaning means.
転写材P上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる定着装置Fを通過することで、転写材P上に溶融定着され、画像形成装置の出力画像となる。 The toner image secondarily transferred onto the transfer material P passes through the fixing device F serving as a fixing unit, so that the toner image is melted and fixed onto the transfer material P and becomes an output image of the image forming apparatus.
(定着装置F)
図2に、本実施例における定着装置の断面図を示す。
(Fixing device F)
FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixing device in this embodiment.
本実施例における定着装置は、ヒーター100、ヒーターホルダ17、サーミスタ18、定着ベルト20、加圧ローラ22、入り口ガイド23により構成される。
The fixing device in this embodiment includes a
ヒーターホルダ17は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒーター100を保持し、定着ベルト20をガイドする役割を果たす。
The
本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト(登録商標)7755(商品名)を使用した。ゼナイト(登録商標)7755の最大使用可能温度は、約270℃である。 In this example, DuPont's Zenite (registered trademark) 7755 (trade name) was used as the liquid crystal polymer. The maximum usable temperature of Zenite® 7755 is about 270 ° C.
サーミスタ18は、定着ベルト20内面の温度を検知し、温調制御を行うために配設されている。
The
サーミスタ18は、ステンレス製のアーム先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アームが揺動することにより、定着ベルト20内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着ベルト20内面に常に接する状態に保たれる。
The
サーミスタ18は、CPU117に接続され、CPU117は、サーミスタ18の出力をもとに、ヒーター100の温調制御内容を決定し、ヒーター100への通電を制御する。
The
定着ベルト20は、金属製の基層上に弾性層、離型性層を形成してなる。定着ベルト構成については、後に詳述する。
The fixing
加圧ローラ22は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約3mmのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約40μmのPFA樹脂チューブを被覆してなる。
The
図6に被覆位置を示す。定着フランジと接触周面部にはPFA樹脂チューブ20cは被覆されてなくシリコーンゴム20bが最外周層となる。
Fig. 6 shows the coating position. The fixing flange and the contact peripheral surface portion are not covered with the
入り口ガイド23は、二次転写ニップを抜けた転写材Pが、定着ニップ部に正確にガイドされるよう、転写材を導く役割を果たす。本実施例の入り口ガイドは、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂により形成されている。
The
加圧ローラ22、入り口ガイド23は、それぞれフレーム24に組みつけられ、その上にヒーターホルダ17に接着された定着ヒーター100を内蔵した定着ベルト20が置かれ、不図示の加圧機構により、20kgf(片側10kgf)の力で加圧されている。加圧機構は、不図示の圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、転写材Pの除去が容易な構成となっている。
The
本実施例の定着装置においては、加圧ローラ22が回転することによって、定着ベルト20が従動回転する。その際、定着ベルト20内面とヒーターホルダ17は摺動する構成となっている。定着ベルト20内面にはグリスが塗布され、ヒーターホルダ17と定着ベルト20内面との摺動性を確保している。
In the fixing device of this embodiment, the fixing
通常使用においては、定着装置の回転開始とともに、定着ベルト20の従動回転が開始し、ヒーター100温度の上昇とともに、定着ベルト20内面温度も上昇していく。
In normal use, the rotation of the fixing
(定着ベルト20)
図3に、本実施例で使用した定着ベルト20の断面図を示す。
(Fixing belt 20)
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the fixing
定着ベルト20は、SUSの素管を引き抜き加工により、厚さ50μmの厚みのシームレスベルト状に形成したSUSベルト20a上に、シリコーンゴム層20bを、リングコート法により形成した上に、離型性層20cとして、厚み30μmのPFA樹脂チューブを被覆してなる。シリコーンゴム層20bには、極力熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト20の熱容量を小さくすることが、温度立上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約1.0×10−3cal/sec・cm・Kと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。
The fixing
一方、OHT透過性や、画像上の「す」(微小なグロスムラ)といった、画質の観点からは、定着ベルト20のシリコーンゴム層20bを極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、200μm以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。
On the other hand, it is desirable that the
本実施例におけるシリコーンゴム層20bは、厚み250μmとした。また、本実施例における定着ベルト20の外径は24mmとした。
The
こうして形成した定着ベルト20の熱容量を測定したところ、2.8×10−2cal/cm2K(定着ベルト1cm2あたりの熱容量)であった。一般に、定着ベルト20の熱容量が1.0cal/cm2K以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に1.0×10−2cal/cm2K以下にしようとすると、定着ベルト20のゴム層が極端に薄くせざるを得なくなり、OHT透過性や「す」のレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着ベルト20の熱容量は、1.0×10−2cal/cm2K以上1.0cal・cm2K以下の範囲に含まれることが分かる。
When the heat capacity of the fixing
さらに、定着ベルト20表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着ベルト20表面にトナーが一旦付着し、再度転写材Pに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。
Further, by providing a fluororesin layer on the surface of the fixing
また、定着ベルト20表面の離型性層20cを、PFAチューブとすることで、より簡便に、均一な離型性層を形成することが可能となる。
Further, by using a PFA tube as the
(定着フランジ)
図4a、4bを用いて、本実施例における定着フランジについて詳述する。
(Fusing flange)
The fixing flange in this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4a and 4b.
図4aは、定着フランジ400、定着ベルト20、加圧ローラ22を、図2の断面図と同じ方向から見た図である。また、図4bは、定着ベルト20、定着フランジ400を、長手方向に垂直な面で切った断面図である。
4A is a view of the fixing
図4aに示すように、定着フランジ400は、定着ベルト20外径より大きな内径を持ち、加圧ローラ22により変形を受けた定着ベルト20が定着フランジ400に内接することで摩擦力を生じ、定着ベルト20と定着フランジ400が共に回転することにより、定着ベルト20端面の摺擦を防止する構成をとっている。
As shown in FIG. 4 a, the fixing
定着フランジ400は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂により形成され、本実施例においては、内径を25.5mmとした。
The fixing
定着フランジ400の定着ベルト20外周面を保持する内径が小さすぎると、定着ベルト20が定着フランジ400内で全く変形できず、定着フランジ400との嵌合部と加圧ローラ22の当接部分(ニップ形成部)とで、定着ベルト20に長手方向の歪みが生じ、耐久使用時において、定着ベルト20に加圧・加熱によるストレスが大きく作用して、定着ベルト20が疲労破壊を起こしてしまう。
If the inner diameter of the fixing
一方、定着フランジ400内径が大きすぎると、定着ベルト20表面と定着フランジ400内面との間に十分な摩擦力が発生せず、定着ベルト20と定着フランジ400がスリップを起こし、定着フランジ400が削れて破損を起こしたり、定着ベルト20の端部が摺擦により亀裂を生じる等の問題が発生する。
On the other hand, if the inner diameter of the fixing
適切な定着ベルト20外径と定着フランジ400内径との関係を維持することにより、定着ベルト20表面と定着フランジ400内面との間に摩擦力を生じ、定着ベルト20のダメージを大きくすることなく、定着フランジ400に回転力を付与することが出来る。
By maintaining an appropriate relationship between the outer diameter of the fixing
また、本実施例における定着フランジ400は、定着スリーブ20外周面と接する面と、定着スリーブ20端面が接触する面との角度θを、90°に設定している。
In the fixing
(耐久試験)
本実施例の定着装置を用いて、耐久試験を行った。
(An endurance test)
A durability test was performed using the fixing device of this example.
耐久試験は、本実施例における定着装置を、画像形成装置にセットし、通紙を行うことで実施した。転写材2枚通紙後6秒休止という出力パターンの繰り返しで、15万枚の転写材を通紙耐久したところ、長手両端の定着フランジ400はいずれも定着ベルト20と同速度で回転し続けた。このとき、定着ベルト20に損傷は無く、定着性能も悪化することは無かった。
The durability test was performed by setting the fixing device in the present example in the image forming apparatus and performing paper feeding. After repeating the output pattern of 6 seconds after passing the two transfer materials, 150,000 sheets of the transfer material were put through, and the fixing
(比較例)
比較例として、定着フランジ400と定着ベルト20の接触周面に離型材が被覆されていないことを除いては、実施例1と同様の定着装置を作成し、実施例1と同様の耐久試験を行った。
(Comparative example)
As a comparative example, a fixing device similar to that in Example 1 was prepared and the durability test similar to that in Example 1 was performed, except that the release peripheral material was not coated on the contact peripheral surface of the fixing
8万枚通紙した時点で、定着ベルト20端部に約2cmの長さの亀裂が一本発生した。更に耐久を継続すると、8万5千枚時点で亀裂数が6本に増加した。9万枚通紙時点では、亀裂長さが15cmに達し、画像上に定着性のムラとして欠陥を生じてた。10万枚通紙時点で、定着ベルト20が完全に破壊し、定着装置は使用不能となった。
When 80,000 sheets were passed, a crack of about 2 cm in length occurred at the end of the fixing
これは、定着フランジ400の連れまわりが不十分なため、定着フランジ400内面に定着ベルト20端面が摺擦することにより、定着ベルト20端面に存在する微小クラックを拡大する力が働くためである。特に、塑性加工により形成された定着ベルト20は、残留応力が大きく、摺擦による亀裂の拡大を生じやすい。このため、定着ベルト20端面と定着フランジ400の摺動性が確保されていない状態においては、定着ベルト20の破損が生じてしまう。本実施例においては、定着フランジと定着ベルトの接触周面に離型材の層を形成しないことにより、定着フランジが定着ベルトに確実に連れまわることで定着ベルト端面の微小クラックの拡大を防ぐことができる。また、本実施例においては、カラー画像形成装置について詳述したが、白黒画像形成装置に本発明を適用することは一向に差し支えない。白黒画像形成装置においても、金属ベルトの使用は高速化対応に有効であり、更に、定着ベルトに弾性層を設けることにより、光沢ムラ等の画像レベルを向上することが可能となる。
This is because the follow-up of the fixing
(実施例2)
本実施例は、実施例1とほぼ同様であるものの、定着ベルト外周に均一に被覆されたPAF樹脂チューブ上で、定着フランジと定着ベルトの接触周面にシリコンゴムの層を形成することにより、実施例1と同様の、定着ベルト破損防止効果を得るものである。
(Example 2)
Although this example is substantially the same as Example 1, by forming a silicon rubber layer on the contact peripheral surface of the fixing flange and the fixing belt on the PAF resin tube uniformly coated on the outer periphery of the fixing belt, The same fixing belt damage preventing effect as that of the first embodiment is obtained.
図5に、定着ベルトの一例を示す。 FIG. 5 shows an example of the fixing belt.
本実施例の定着装置を用いて、実施例1と同様の耐久試験を行ったところ、15万枚の通紙によっても定着ベルトはダメージを受けず、定着性能が悪化することもなかった。 When the same durability test as in Example 1 was performed using the fixing device of this example, the fixing belt was not damaged even when 150,000 sheets were passed, and the fixing performance was not deteriorated.
20 定着ベルト
22 加圧ローラ
400 定着フランジ
500 摺動シート
20 fixing
Claims (6)
・該定着ベルトは最上位層の離型性層を含む少なくとも1種類以上の非金属の弾性体層で形成された円筒回転体であり、
・該定着ベルトの全長は、前記加圧部材の当接面長さよりも大きく設定され、
・該定着ベルトはその両端部を外周面側から支持部材であるフランジにより支持される構造であり、
・かつ、該定着ベルトの離型性層の範囲は該フランジと該定着ベルトの接触面より該定着ベルト長手方向内側に形成されている
ことを特徴とする、画像形成装置の定着装置。 A film-like rotating body (hereinafter referred to as “fixing belt”), a guide member for guiding the fixing belt, a pressure member for forming a pressure nip with the guide member via the fixing belt, and the fixing belt And a heating device that heats the transfer material conveyed in the nip as the fixing belt rotates. The fixing belt includes at least one or more types of release layers including the uppermost release layer. A cylindrical rotating body formed of a non-metallic elastic layer,
-The total length of the fixing belt is set to be larger than the contact surface length of the pressure member,
The fixing belt has a structure in which both end portions thereof are supported from the outer peripheral surface side by flanges that are support members,
The fixing belt of the image forming apparatus is characterized in that the range of the releasable layer of the fixing belt is formed on the inner side in the fixing belt longitudinal direction from the contact surface of the flange and the fixing belt.
・該定着ベルトは離型性層を含む少なくとも1種類以上の非金属の弾性体層で形成された円筒回転体であり、
・該定着ベルトの全長は、前記加圧部材の当接面長さよりも大きく設定され
・該定着ベルトはその両端部を外周面側から支持部材であるフランジにより支持される構造であり、
・かつ、該定着ベルトの該フランジと該定着ベルトの接触面周部に該定着ベルトの回転にともなって該フランジを連れまわす程度の摩擦係数を持つ層を形成している
ことを特徴とする、画像形成装置の定着装置。 A film-like rotating body (hereinafter referred to as “fixing belt”), a guide member for guiding the fixing belt, a pressure member for forming a pressure nip with the guide member via the fixing belt, and the fixing belt A heating device having a heating means for heating the transfer material conveyed in the nip as the fixing belt rotates; and the fixing belt includes at least one non-metallic elasticity including a releasable layer A cylindrical rotating body formed of body layers,
The total length of the fixing belt is set to be larger than the contact surface length of the pressure member.The fixing belt has a structure in which both ends thereof are supported from the outer peripheral surface side by flanges that are support members.
Further, a layer having a coefficient of friction that causes the flange to rotate with the rotation of the fixing belt is formed on a contact surface peripheral portion of the flange of the fixing belt and the fixing belt, A fixing device of an image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006328377A JP2008139775A (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Fixing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006328377A JP2008139775A (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Fixing device and image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008139775A true JP2008139775A (en) | 2008-06-19 |
Family
ID=39601279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006328377A Withdrawn JP2008139775A (en) | 2006-12-05 | 2006-12-05 | Fixing device and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008139775A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015022047A (en) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
JP2015079083A (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
CN104749929A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-01 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
WO2015162977A1 (en) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
JP2019215427A (en) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | キヤノン株式会社 | Fixation device |
-
2006
- 2006-12-05 JP JP2006328377A patent/JP2008139775A/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015022047A (en) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
JP2015079083A (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
CN104749929A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-01 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
JP2015121744A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
CN104749929B (en) * | 2013-12-25 | 2017-04-12 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
WO2015162977A1 (en) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
CN105209979A (en) * | 2014-04-24 | 2015-12-30 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
JP5948506B2 (en) * | 2014-04-24 | 2016-07-06 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
US9501009B2 (en) | 2014-04-24 | 2016-11-22 | Kyocera Document Solutions Inc. | Fixing device and image forming apparatus |
CN105209979B (en) * | 2014-04-24 | 2017-08-04 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and image processing system |
JP2019215427A (en) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | キヤノン株式会社 | Fixation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4695976B2 (en) | Fixing apparatus, image forming apparatus, and image forming method | |
JP2005234294A (en) | Image heating device and image forming apparatus equipped with the same | |
JP6111657B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2006220950A (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6131707B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus having the same | |
JP2011180220A (en) | Fixing device and image forming apparatus including the same | |
JP4262135B2 (en) | Image heating device | |
JP4078235B2 (en) | Heating device | |
JP2009294391A (en) | Image heating device and image forming apparatus | |
JP2008139775A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP4551932B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus having the same | |
US8295750B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus equipped therewith | |
JP2008070582A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2005156918A (en) | Fixing device | |
JP4332593B2 (en) | Image heating device | |
JP2004021079A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
US7725066B2 (en) | Fixing roller and image forming apparatus | |
JP6859994B2 (en) | Fixing device and image forming device | |
JP2005158639A (en) | Fixing device and image forming device | |
JP2018045083A (en) | Fixing device, and image forming device | |
JP6848371B2 (en) | Fixing device and image forming device | |
JP2008292750A (en) | Fixing sleeve and fixing device | |
JP2004093842A (en) | Heating device and image forming apparatus | |
JPH10319753A (en) | Heater, heating device and image forming device | |
JP2006126576A (en) | Heat fixing device and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100302 |