JP2008170597A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、ベルト式の定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a belt-type fixing device and an image forming apparatus using the same.
定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置であって、押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧されてニップ部が形成され、面状発熱体が定着ベルト内側に当接されて定着ベルトが加熱される定着装置が検討された(例えば、特許文献1参照)。当該定着装置の定着ベルトは、面状発熱体からの渦電流により帯電し、ニップ部を通過した記録部材は定着ベルトから剥離し難かった。
一方、定着ローラと加圧ローラからなるローラ対からなる定着装置であって、未定着のトナー像を載せた記録部材を当該ローラ対で挟持搬送し、トナー像を加熱溶融して記録部材に定着させ、定着ローラからの記録部材の剥離性を向上させるため、カーボンブラックを含むPFA(パーフルオロアルコキシアルカン)層を表面に設けた加圧ローラにバイアスを印加する定着装置が検討された(例えば、特許文献2参照)。当該定着装置の加圧ローラが駆動ローラとされる場合、十分な摩擦力が得られないため、定着ローラが安定的に従動回転せずに滑り、更に、記録部材が加圧ローラに巻き付いてしまうという問題が発生する。
On the other hand, it is a fixing device comprising a roller pair consisting of a fixing roller and a pressure roller, and a recording member on which an unfixed toner image is placed is nipped and conveyed by the roller pair, and the toner image is heated and melted to be fixed to the recording member. In order to improve the releasability of the recording member from the fixing roller, a fixing device that applies a bias to a pressure roller provided with a PFA (perfluoroalkoxyalkane) layer containing carbon black on the surface has been studied (for example, Patent Document 2). When the pressure roller of the fixing device is a driving roller, a sufficient frictional force cannot be obtained, so the fixing roller slides stably without being driven and rotated, and the recording member is wound around the pressure roller. The problem occurs.
本発明が解決しようとする課題は、定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成され、定着ベルト及び加圧ローラからの記録部材の剥離性が高く、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生しない定着装置と当該定着装置を備える画像形成装置の提供である。 The problem to be solved by the present invention is composed of a fixing belt, a pressing member, and a pressure roller. The recording member is highly peelable from the fixing belt and the pressure roller, and the fixing belt and the pressure roller do not slip. A fixing device and an image forming apparatus including the fixing device are provided.
本発明は、定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置であって、定着ベルトは加熱部材によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧され、加圧ローラ表面及び定着ベルト表面に絶縁性フッ素樹脂層が形成されている定着装置である。
本発明の好ましい実施態様は、上記定着装置において、フッ素樹脂がパーフルオロアルコキシアルカンである。
本発明は、上記定着装置を備える画像形成装置である。
本発明の定着装置の加圧ローラと定着ベルトの間には十分に高い摩擦力が発生し、定着ベルトは安定的に従動回転する。本発明の定着装置の定着ベルトは渦電流により帯電せず、定着ベルトからの記録部材の剥離性は高い。更に、本発明の定着装置の加圧ローラは表面に絶縁性フッ素樹脂層を有しており、加圧ローラからの記録部材の剥離性も高い。
The present invention is a fixing device including a fixing belt, a pressing member, and a pressure roller. The fixing belt is heated to a temperature necessary for melting the toner by a heating member, and the pressing member is disposed inside the fixing belt. This is a fixing device in which a pressing member and a pressure roller are pressed via a fixing belt, and an insulating fluororesin layer is formed on the surface of the pressure roller and the surface of the fixing belt.
In a preferred embodiment of the present invention, in the fixing device, the fluororesin is a perfluoroalkoxyalkane.
The present invention is an image forming apparatus including the fixing device.
A sufficiently high frictional force is generated between the pressure roller and the fixing belt of the fixing device of the present invention, and the fixing belt is stably driven and rotated. The fixing belt of the fixing device of the present invention is not charged by eddy current, and the recording member is peelable from the fixing belt. Furthermore, the pressure roller of the fixing device of the present invention has an insulating fluororesin layer on the surface, and the recording member is highly peelable from the pressure roller.
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
画像形成部は、像担持体である感光体1、感光体を一様に帯電する帯電ローラ2、一様に帯電した感光体1に対して画像信号により変調されたレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光機3等からなっている。現像部は、現像ロータリー4内に配置されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像機5からなり、ロータリーの回転により各色現像機が順次感光体1に当接して感光体1上の静電潜像を現像する。
The image forming unit irradiates the photosensitive member 1 that is an image carrier, the charging roller 2 that uniformly charges the photosensitive member, and the uniformly charged photosensitive member 1 with a laser beam modulated by an image signal. It comprises an
感光体上のトナー像は、1次転写位置において感光体1に当接する中間転写ベルト6に転写される。中間転写ベルト6は、駆動ローラ7、従動ローラ8間に渡って張架されている。1次転写位置において転写された中間転写ベルト6上のトナー像は、駆動ローラ7と対向して2次転写ローラ9が配置された2次転写部10において、記録部材上に2次転写される。記録部材は、給紙カセット11から供給され、搬送経路12を通って2次転写部10に搬送され、2次転写後、定着部13に搬送されてトナー像が定着される。両面印字の場合には、記録部材は定着後に反転して両面印字時搬送経路14を経由して再度2次転写部10へ搬送されて裏面への記録が行われる。
The toner image on the photoconductor is transferred to the intermediate transfer belt 6 that contacts the photoconductor 1 at the primary transfer position. The intermediate transfer belt 6 is stretched between the driving roller 7 and the driven roller 8. The toner image on the intermediate transfer belt 6 transferred at the primary transfer position is secondarily transferred onto the recording member in the
次に、図1における定着部の詳細について図2により説明する。
図2は定着部の正面断面図である。
定着ベルト20は、加熱部材である発熱体30と押圧部材40との間にテンション力がかかった状態で掛け渡され、発熱体によりトナー溶融に必要な温度まで加熱昇温される。発熱体30の発熱量は、外部の制御装置(図示せず)により、定着ベルト20表面温度が150 〜180 ℃の範囲で一定に保たれるように制御される。定着ベルト20の直径Φは30〜 50mm (周長95〜160mm )である。定着ベルト20は、(1)厚さ30〜50μmのPI(ポリイミド)などの耐熱性樹脂フィルム又は(2)厚さ20〜40μmのSUS、Ni、Feなどの金属製基材の表層に、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂の層が設けられている積層体からなる。当該フッ素樹脂層はカーボンブラックを含有しない絶縁性層である。また、耐熱性樹脂フィルム又は金属製基材と絶縁性フッ素樹脂層の間に、厚さ150 〜 300μm程度のシリコーンゴム弾性層が設けられ得る。
Next, details of the fixing unit in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a front sectional view of the fixing unit.
The
押圧部材40は、定着ベルト20の内側に配置され、図2に示される固定式部材又は押圧ローラである。押圧ローラは、金属製パイプの表層に、弾性層が設けられているという構造を有している。図2に示される固定式押圧部材40は、定着ベルト20を横方向に張り出す曲面状の翼部分40a、40bと、中間部分40cと、長手方向所定間隔毎に設けられた板状部材40dからなっている。押圧部材40は、PPS(ポリフェニルスルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、PIなどの耐熱性樹脂から形成されている。押圧部材40の表面には、定着ベルト6内面との摩擦力を低減するためにPTFEやPFAなどのフッ素樹脂層が設けられ得る。
The pressing
押圧部材40は、長手方向に延びるたわみ防止部材である直径Φ10〜20mm程度の金属製たわみ防止シャフト60に固定され、定着ベルト20を介して加圧ローラ50を荷重15〜40Kgf 程度で押圧し、定着ニップを形成する。押圧部材40の形状はニップ幅を設定する。ニップ幅は8〜12mm程度である。長手方向所定間隔毎に設けられた板状部材40dは、中央部に窪みが形成され、この窪みにたわみ防止シャフト60の突起部61が嵌合し、この嵌合により押圧部材40はたわみ防止シャフト60に固定される。この構造は、押圧部材40が定着ベルト20内面との摩擦でシャフト回りに回転することを防止する。
The pressing
発熱体30は、(1)ハロゲンヒータを内包した加熱ローラもしくは(2)セラミック製又は金属製の基材の上に抵抗発熱体が形成された加熱部材からなっている。発熱体30は、定着ベルト6の内側において、押圧部材40と対向し、加圧ローラ50と反対側に設けられる。発熱体30と押圧部材40との間には、テンション力として1〜3Kgf の荷重がかかっている。このテンション力により発熱体30が定着ベルト20に充分に押し付けられ、発熱体30の熱が定着ベルト20に効率よく伝達され、更に、ニップ部での定着ベルト20のたわみが防止される。
The
加圧ローラ50は、金属製パイプの表層に、1〜5mm程度の弾性層が設けられ、弾性層の表層にPFA、PTFEなどのフッ素樹脂層が設けられているという構造を有している。当該フッ素樹脂層はカーボンブラックを含有しない絶縁性層である。駆動力が加圧ローラ50に与えられ、定着ベルト20は加圧ローラ50との摩擦力により回転し、加圧ローラ50表面と定着ベルト20表面は等速で回転する。加圧ローラ50の外径Φは30〜40mm程度である。
The
次に、定着装置での印字について説明する。トナーにより画像形成された記録部材は、定着ベルト側を印字面として、定着前ガイド15を経て定着装置に搬送され、外部の駆動装置により駆動されている加圧ローラ50と定着ベルト20との間に挟まれてニップ部を通過する。このとき、加圧ローラ50表面、記録部材、定着ベルト20表面はすべて同じ速度で移動し、それらの移動速度は画像形成装置の印字速度に依存している。
Next, printing with the fixing device will be described. The recording member on which the image is formed with the toner is conveyed to the fixing device through the
(実施例1)
定着装置の定着ベルト及び加圧ローラの表面に絶縁性PFA層を設けた画像形成装置により印字試験を実施した。その結果、定着ベルト及び加圧ローラからの記録部材の剥離性は良好であり、定着ベルトと加圧ローラの滑りは発生しなかった。
(Example 1)
A printing test was performed using an image forming apparatus in which an insulating PFA layer was provided on the surfaces of the fixing belt and the pressure roller of the fixing device. As a result, the releasability of the recording member from the fixing belt and the pressure roller was good, and the fixing belt and the pressure roller did not slip.
(比較例1)
定着装置の定着ベルト及び加圧ローラの表面に、カーボンブラックを含有する導電性PFA層を設けた画像形成装置により印字試験を実施した。その結果、定着ベルトに渦電流が発生し、定着ベルトへの記録部材の巻き付きが発生し、加圧ローラへの記録部材の巻き付きも発生した。定着ベルト及び加圧ローラが帯電するから、記録部材の挙動は不安定であった。更に、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生し、記録部材の搬送速度は低かった。
(Comparative Example 1)
A printing test was conducted with an image forming apparatus in which a conductive PFA layer containing carbon black was provided on the surfaces of the fixing belt and the pressure roller of the fixing device. As a result, an eddy current is generated in the fixing belt, the recording member is wound around the fixing belt, and the recording member is also wound around the pressure roller. Since the fixing belt and the pressure roller are charged, the behavior of the recording member is unstable. Further, the fixing belt and the pressure roller slipped, and the recording member conveyance speed was low.
(比較例2)
定着装置の定着ベルトの表面にカーボンブラックを含有する導電性PFA層を設け、加圧ローラの表面に絶縁性PFA層を設けた画像形成装置により印字試験を実施した。その結果、定着ベルトに渦電流が発生し、定着ベルトへの記録部材の巻き付きが発生した。更に、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生し、記録部材の搬送速度は低かった。
(Comparative Example 2)
A printing test was conducted with an image forming apparatus in which a conductive PFA layer containing carbon black was provided on the surface of the fixing belt of the fixing device, and an insulating PFA layer was provided on the surface of the pressure roller. As a result, an eddy current was generated in the fixing belt, and the recording member was wound around the fixing belt. Further, the fixing belt and the pressure roller slipped, and the recording member conveyance speed was low.
(比較例3)
定着装置の定着ベルトの表面に絶縁性PFA層を設け、加圧ローラの表面にカーボンブラックを含有する導電性PFA層を設けた画像形成装置により印字試験を実施した。その結果、定着ベルト表面と加圧ローラ表面の摩擦により、加圧ローラ表面が帯電し、加圧ローラへの記録部材の巻き付きが発生した。更に、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生し、記録部材の搬送速度は低かった。
(Comparative Example 3)
A printing test was conducted with an image forming apparatus in which an insulating PFA layer was provided on the surface of the fixing belt of the fixing device, and a conductive PFA layer containing carbon black was provided on the surface of the pressure roller. As a result, the surface of the pressure roller was charged by the friction between the surface of the fixing belt and the surface of the pressure roller, and the recording member was wound around the pressure roller. Further, the fixing belt and the pressure roller slipped, and the recording member conveyance speed was low.
1…感光体、2…帯電ローラ、3…露光機、4…現像ロータリー、5…現像機、6…中間転写ベルト、7…駆動ローラ、8…従動ローラ、9…2次転写ローラ、10…2次転写部、11…給紙カセット、12…搬送経路、13…定着部、14…両面印字時搬送経路、15…定着前ガイド、20…定着ベルト、30…発熱体、40…押圧部材、50…加圧ローラ、60…たわみ防止シャフト、61…突起部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photoconductor, 2 ... Charging roller, 3 ... Exposure machine, 4 ... Development rotary, 5 ... Developer, 6 ... Intermediate transfer belt, 7 ... Drive roller, 8 ... Driving roller, 9 ... Secondary transfer roller, 10 ... Secondary transfer section, 11 ... feed cassette, 12 ... conveyance path, 13 ... fixing section, 14 ... conveyance path for double-sided printing, 15 ... pre-fixing guide, 20 ... fixing belt, 30 ... heating element, 40 ... pressing member, 50 ... Pressure roller, 60 ... Deflection prevention shaft, 61 ... Projection
Claims (3)
定着ベルトは加熱部材によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、
押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、
定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧され、
加圧ローラ表面及び定着ベルト表面に絶縁性フッ素樹脂層が形成されている、定着装置。 A fixing device including a fixing belt, a pressing member, and a pressure roller,
The fixing belt is heated to a temperature necessary for melting the toner by a heating member,
The pressing member is disposed inside the fixing belt,
The pressing member and the pressure roller are pressed through the fixing belt,
A fixing device in which an insulating fluororesin layer is formed on a pressure roller surface and a fixing belt surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007002243A JP2008170597A (en) | 2007-01-10 | 2007-01-10 | Fixing device and image forming apparatus |
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