JP2012189749A - Fixing device and image forming device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of increasing the durability of a belt more than before by suppressing reduction in mechanical strength of a resistance heating element layer, and an image forming device using the fixing device.SOLUTION: There is provided a fixing device using an endless belt 51 having a resistance heating element layer 512, in which the belt 51 has a first and second electrode layers D1 and D2 which are laminated so as to interposed the entire area of a part corresponding to a sheet passing area R1 of at least a recording sheet of the resistance heating element layer 512 and is configured to supply power to the resistance heating element layer 512 through the first and second electrode layers D1 and D2.

Description

本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体層を有するベルトを用いた定着装置において、当該ベルトの耐久性を向上させるための技術に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus using the fixing device, and more particularly to a technique for improving durability of the belt in a fixing device using a belt having a resistance heating element layer.

近年、プリンタ、複写機等の画像形成装置の定着装置として、ジュール発熱する抵抗発熱体の層を有するベルトを用いた定着装置が利用されている。
特許文献1には、抵抗発熱体層を有する無端状のベルトと、ベルトの周面を押圧してニップ部を形成する加圧ローラとを備え、ニップ部に未定着画像が形成された記録シートを通紙して熱定着させる定着装置が開示されている。ベルトには、その幅方向(回転軸方向)両端に電極層がそれぞれ設けられており、外部電源からの電力が当該両端の電極層を介して抵抗発熱体層に供給される構成となっている。
In recent years, a fixing device using a belt having a layer of a resistance heating element that generates Joule heat has been used as a fixing device of an image forming apparatus such as a printer or a copying machine.
Patent Document 1 includes a recording sheet having an endless belt having a resistance heating element layer and a pressure roller that presses the circumferential surface of the belt to form a nip portion, and an unfixed image is formed in the nip portion. A fixing device that passes the paper and heat-fixes is disclosed. The belt is provided with electrode layers at both ends in the width direction (rotating axis direction), and power from an external power source is supplied to the resistance heating element layer via the electrode layers at both ends. .

また、特許文献1には、かかる抵抗発熱体層を、耐熱性の絶縁樹脂の中に導電性フィラーを分散して構成する技術が開示されている。このような抵抗発熱体層では、絶縁樹脂中の導電性フィラーの量(体積含有率)を変えることにより、単位体積当たりの電気抵抗率[Ω・m]を調整することができ、所望の発熱量が得られる電気抵抗値[Ω]に設定されている。   Patent Document 1 discloses a technique in which such a resistance heating element layer is configured by dispersing conductive fillers in a heat-resistant insulating resin. In such a resistance heating element layer, the electric resistivity [Ω · m] per unit volume can be adjusted by changing the amount (volume content) of the conductive filler in the insulating resin, and the desired heat generation. The electrical resistance value [Ω] is set to obtain the quantity.

特開2009−109997号公報JP 2009-109997 A

ところで、抵抗発熱体層の発熱量は、供給電圧が同じ場合には、電気抵抗値に反比例する。また、抵抗発熱体層の電気抵抗値は、電気抵抗率および通電距離に比例する。
従来の定着装置では、ベルトの幅方向両端に電極層があり、抵抗発熱体層に供給される電流はベルト幅方向に流れるので、通電距離が、記録シートの最大通紙幅以上必要であり長くなっている。このため、所望の発熱量が得られる電気抵抗値にするのに、単位体積当たりの電気抵抗率を低くしなければならず、よって、導電性フィラーの体積含有率を高くしている。この場合、導電性フィラーの体積含有率が高くなり過ぎると、抵抗発熱体層の機械的強度が低下して脆くなるために、ベルトの耐久性が低下するという問題が生じる。
Incidentally, the amount of heat generated by the resistance heating element layer is inversely proportional to the electrical resistance value when the supply voltage is the same. Moreover, the electrical resistance value of the resistance heating element layer is proportional to the electrical resistivity and the energization distance.
In the conventional fixing device, there are electrode layers at both ends of the belt in the width direction, and the current supplied to the resistance heating element layer flows in the belt width direction. Therefore, the energizing distance is required to be longer than the maximum sheet passing width of the recording sheet and becomes longer. ing. For this reason, in order to obtain an electric resistance value at which a desired calorific value can be obtained, the electric resistivity per unit volume must be lowered, and thus the volume content of the conductive filler is increased. In this case, if the volume content of the conductive filler becomes too high, the mechanical strength of the resistance heating element layer decreases and becomes brittle, which causes a problem that the durability of the belt decreases.

本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであって、抵抗発熱体層の機械的強度の低下を抑制して、従来よりもベルトの耐久性を高めることができる定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and a fixing device capable of suppressing a decrease in mechanical strength of the resistance heating element layer and improving the durability of the belt as compared with the related art. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a fixing device.

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、抵抗発熱体層を有する無端状のベルトの周面に加圧部材を押圧させてニップ部を形成し、当該ニップ部に未定着画像が形成された記録シートを通紙して熱定着させる定着装置であって、前記ベルトは、前記抵抗発熱層の、少なくとも記録シートの通紙領域に対応する部分の全域を挟むようにして積層された第1および第2の電極層を有し、当該第1と第2の電極層を介して前記抵抗発熱層に給電するように構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention forms a nip portion by pressing a pressure member on the peripheral surface of an endless belt having a resistance heating element layer, and an unfixed image is formed in the nip portion. In the fixing device, the formed recording sheet is passed and thermally fixed, and the belt is laminated so as to sandwich at least the entire portion of the resistance heating layer corresponding to the sheet passing area of the recording sheet. And a second electrode layer, and is configured to supply power to the resistance heating layer through the first and second electrode layers.

上記構成の定着装置によれば、第1および第2の電極層が、抵抗発熱体層を挟むようにして積層されていて、抵抗発熱体層の厚み方向に通電されるので、抵抗発熱体層のベルトの幅方向に通電される従来の定着装置と比べて、通電距離を大幅に短くすることができる。
これにより、抵抗発熱体層の電気抵抗値が同じであれば、従来よりも通電距離が大幅に短くなった分、単位体積当たりの電気抵抗率を高くすることができるので、抵抗発熱体層が、耐熱性の絶縁樹脂の中に導電性フィラーを分散して構成する場合には、導電性フィラーの体積含有率を低く抑えることができる。その結果、抵抗発熱体層の機械的強度の低下を抑制することができ、よって、従来よりもベルトの耐久性を高めることができる。
According to the fixing device having the above-described configuration, the first and second electrode layers are laminated so as to sandwich the resistance heating element layer, and energized in the thickness direction of the resistance heating element layer. Compared to the conventional fixing device that is energized in the width direction, the energization distance can be significantly shortened.
As a result, if the electric resistance value of the resistance heating element layer is the same, the electric resistance per unit volume can be increased as much as the energization distance is significantly shorter than the conventional one. When the conductive filler is dispersed in the heat-resistant insulating resin, the volume content of the conductive filler can be kept low. As a result, a decrease in mechanical strength of the resistance heating element layer can be suppressed, and therefore the durability of the belt can be enhanced as compared with the conventional case.

ここで、抵抗発熱層は、耐熱性の絶縁樹脂と、当該絶縁樹脂中に分散された導電性フィラーとからなるのが好ましい。
また、ベルトの幅方向の両端部において、第1と第2の電極層の少なくとも一方の電極層の端部が、抵抗発熱体層の端部よりも後退するように形成されているのが好ましい。これは、第1の電極層と第2の電極層との間における、抵抗発熱体層の沿面距離を確保するためであり、それにより、抵抗発熱体層の沿面(表面)を流れる電流を抑制することができるからである。この沿面距離は、5[mm]以上であるのが好ましい。
Here, the resistance heating layer is preferably made of a heat-resistant insulating resin and a conductive filler dispersed in the insulating resin.
In addition, at both ends in the width direction of the belt, it is preferable that an end portion of at least one of the first and second electrode layers is formed so as to recede from an end portion of the resistance heating element layer. . This is to secure the creeping distance of the resistance heating element layer between the first electrode layer and the second electrode layer, thereby suppressing the current flowing on the creeping surface (surface) of the resistance heating element layer. Because it can be done. This creepage distance is preferably 5 [mm] or more.

また、ここで、第1と第2の電極層のそれぞれの非通紙領域部分に接して給電するための第1と第2の給電部材を備え、第1の給電部材と第2の電極層間の空間距離、第2の給電部材と第1の電極層間の空間距離が、それぞれ所定値以上となるように、第1と第2の給電部材の配設位置が決定されているのが好ましい。これは、第1の給電部材と第2の電極層間、および第2の給電部材と第1の電極層間の間で、放電が発生しないようにするためである。ここでの所定値、すなわち空間距離は、4[mm]以上であるのが好ましい。   Further, here, the first and second power supply members for supplying power in contact with the respective non-sheet passing region portions of the first and second electrode layers are provided, and the first power supply member and the second electrode layer are provided. Preferably, the arrangement positions of the first and second power supply members are determined so that the spatial distance between the second power supply member and the first electrode layer is equal to or greater than a predetermined value. This is to prevent discharge from occurring between the first power supply member and the second electrode layer and between the second power supply member and the first electrode layer. The predetermined value here, that is, the spatial distance is preferably 4 [mm] or more.

また、給電部材の取付容易性の観点から、ベルトにおいて、抵抗発熱体層を挟んでベルトの外周側が第1の電極層、ベルトの内周側が第2の電極層としたときに、第2の電極層の、ベルトの幅方向の少なくとも一方の端部が、抵抗発熱体層および第1の電極層の各端部よりもベルト幅方向外側に延びて、その部分の外周面が露出されており、第2の給電部材が、第2の電極層の、露出された外周面に接し、かつ第1の給電部材が第1の電極層の外周面に接するように配設されているのが好ましい。   Further, from the viewpoint of ease of attachment of the power supply member, when the belt is formed with the resistance heating element layer sandwiched between the outer peripheral side of the belt as the first electrode layer and the inner peripheral side of the belt as the second electrode layer, At least one end of the electrode layer in the width direction of the belt extends outward in the belt width direction from each end of the resistance heating element layer and the first electrode layer, and the outer peripheral surface of the portion is exposed. Preferably, the second power supply member is disposed so as to contact the exposed outer peripheral surface of the second electrode layer, and the first power supply member contacts the outer peripheral surface of the first electrode layer. .

一方、小型化の観点からは、ベルトにおいて、抵抗発熱体層を挟んでベルトの外周側が第1の電極層、ベルトの内周側が第2の電極層としたときに、次の2つの構成のうち何れかの構成にするのが好ましい。1つは、第1の給電部材が第1の電極層の外周面に接し、第2の給電部材が第2の電極層の内周面に接するように配置されている構成である。もう1つは、第1の電極層の、ベルトの幅方向の少なくとも一方の端部が、抵抗発熱体層および第2の電極層の各端部よりもベルト幅方向外側に延びて、その部分の内周面が露出されており、第1の給電部材が、第1の電極層の、露出された内周面に接し、かつ第2の給電部材が第2の電極層の内周面に接するように配設されている構成である。   On the other hand, from the viewpoint of miniaturization, when the belt has the first electrode layer on the outer peripheral side of the resistance heating element layer and the second electrode layer on the inner peripheral side of the belt, the following two configurations are provided. Any one of the configurations is preferable. One is a configuration in which the first power supply member is disposed in contact with the outer peripheral surface of the first electrode layer and the second power supply member is in contact with the inner peripheral surface of the second electrode layer. The other is that at least one end of the first electrode layer in the width direction of the belt extends outward in the belt width direction from each end of the resistance heating element layer and the second electrode layer. The first power supply member is in contact with the exposed inner peripheral surface of the first electrode layer, and the second power supply member is on the inner peripheral surface of the second electrode layer. It is the structure arrange | positioned so that it may contact | connect.

また、ここで、第1の給電部材が、ベルトの幅方向の一方の端部に配設されていて、その反対側の端部に、第2の給電部材が配設されているのが好ましい。これは、電極層の内部でも多少なりとも電位勾配が生じることから、第1および第2の給電部材をともにベルト幅方向一端に配設した場合と比べて、抵抗発熱体層を流れる電流分布を均一にすることができるからである。   Here, it is preferable that the first power feeding member is disposed at one end in the width direction of the belt, and the second power feeding member is disposed at the opposite end. . This is because an electric potential gradient is generated somewhat inside the electrode layer, and therefore, the current distribution flowing through the resistance heating element layer is larger than when both the first and second power supply members are arranged at one end in the belt width direction. This is because it can be made uniform.

また、抵抗発熱体層の絶縁樹脂は、ポリイミド樹脂であるのが好ましい。これは、耐熱性および耐圧性の点において、ポリイミド樹脂が優れているからである。
また、本願の発明は、上記構成の定着装置を備えた画像形成装置であってもよく、これにより上記構成の定着装置と同様の効果を得ることができる。
The insulating resin for the resistance heating element layer is preferably a polyimide resin. This is because the polyimide resin is superior in terms of heat resistance and pressure resistance.
Further, the invention of the present application may be an image forming apparatus provided with the fixing device having the above-described configuration, whereby the same effect as that of the fixing device having the above-described configuration can be obtained.

本発明の第1の実施の形態に係るプリンタの構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a printer according to a first embodiment of the present invention. 上記プリンタにおける定着部の主要部の構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a main part of a fixing unit in the printer. 図2の定着装置を仮想面Vで切断したときのY´方向から見た断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the Y ′ direction when the fixing device of FIG. 2 is cut along a virtual plane V. 定着ベルトの積層構造を説明するための部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining a laminated structure of a fixing belt. 本実施の形態の定着部と従来の定着装置において、定着ベルトの抵抗発熱体層の通電距離、通電断面積および電気抵抗率を比較した図である。FIG. 6 is a diagram comparing energization distance, energization cross-sectional area, and electrical resistivity of a resistance heating element layer of a fixing belt in the fixing unit of the present embodiment and a conventional fixing device. (a)は、本発明の第2の実施の形態に係る定着部の主要部の構成を示す模式側面図であり、(b)は、定着部が有する定着ベルトの積層構造を説明するための部分断面図である。(A) is a schematic side view which shows the structure of the principal part of the fixing part which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, (b) is for demonstrating the laminated structure of the fixing belt which a fixing part has It is a fragmentary sectional view. (a)は、本発明の第3の実施の形態に係る定着部の主要部の構成を示す模式側面図であり、(b)は、定着部が有する定着ベルトの積層構造を説明するための部分断面図である。(A) is a schematic side view which shows the structure of the principal part of the fixing part which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, (b) is for demonstrating the laminated structure of the fixing belt which a fixing part has. It is a fragmentary sectional view. (a)は、本発明の第4の実施の形態に係る定着部の主要部の構成を示す模式側面図であり、(b)は、定着部が有する支持部材の積層構造を説明するための部分断面図である。(A) is a schematic side view which shows the structure of the principal part of the fixing part which concerns on the 4th Embodiment of this invention, (b) is for demonstrating the laminated structure of the supporting member which a fixing part has It is a fragmentary sectional view.

<第1の実施の形態>
以下、本発明に係る画像形成装置の第1の実施の形態について、タンデム型フルカラープリンタ(以下、単に「プリンタ」という)を例にして図面に基づき説明する。
<プリンタの全体構成>
図1は、プリンタの構成を示す概略図である。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings by taking a tandem type full color printer (hereinafter simply referred to as “printer”) as an example.
<Overall configuration of printer>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a printer.

同図に示すように、プリンタ1は、画像プロセス部3、給紙部4、定着部5および制御部60を備えている。このプリンタ1は、ネットワーク(例えばLAN)に接続されていて、外部の端末装置(不図示)からのプリントジョブの実行指示を受付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像を形成した後、記録シートへの印刷処理を実行する構成を有している。   As shown in FIG. 1, the printer 1 includes an image process unit 3, a paper feed unit 4, a fixing unit 5, and a control unit 60. When the printer 1 is connected to a network (for example, a LAN) and receives a print job execution instruction from an external terminal device (not shown), each of the colors of yellow, magenta, cyan, and black is received based on the instruction. After a toner image is formed and these are multiplex-transferred to form a full-color image, a printing process on a recording sheet is executed.

以下、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各再現色をY,M,C,Kと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのY,M,C,Kを添字として付加する。
画像プロセス部3は、Y〜K色のそれぞれに対応する作像部3Y,3M,3C,3K、光学部10、中間転写ベルト11などを備えている。
作像部3Yは、感光体ドラム31Y、その周囲に配設された帯電器32Y、現像器33Y、一次転写ローラ34Y、感光体ドラム31Yを清掃するためのクリーナ35Yなどを備えており、感光体ドラム31Y上にY色のトナー像を作像する。他の作像部3M〜3Kも、作像部3Yと同様の構成になっており、同図では符号を省略している。
Hereinafter, the reproduction colors of yellow, magenta, cyan, and black are represented as Y, M, C, and K, and Y, M, C, and K are added as subscripts to the numbers of the components related to the reproduction colors.
The image processing unit 3 includes image forming units 3Y, 3M, 3C, and 3K corresponding to each of Y to K colors, an optical unit 10, an intermediate transfer belt 11, and the like.
The image forming unit 3Y includes a photosensitive drum 31Y, a charger 32Y, a developing unit 33Y, a primary transfer roller 34Y, a cleaner 35Y for cleaning the photosensitive drum 31Y, and the like disposed around the photosensitive drum 31Y. A Y-color toner image is formed on the drum 31Y. The other image forming units 3M to 3K have the same configuration as the image forming unit 3Y, and the reference numerals are omitted in FIG.

中間転写ベルト11は、無端状のベルトであり、駆動ローラ12と従動ローラ13に張架されて矢印A方向に循環走行される。
光学部10は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部60からの駆動信号によりY〜K色の画像形成のためのレーザ光Hを発し、感光体ドラム31Y〜31Kを露光走査する。
The intermediate transfer belt 11 is an endless belt, and is stretched around the driving roller 12 and the driven roller 13 to circulate in the direction of arrow A.
The optical unit 10 includes a light emitting element such as a laser diode, emits laser light H for forming images of Y to K colors by a drive signal from the control unit 60, and exposes and scans the photosensitive drums 31Y to 31K.

この露光走査により、帯電器32Y〜32Kにより帯電された感光体ドラム31Y〜31K上に静電潜像が形成される。
各静電潜像は現像器33Y〜33Kにより現像されて、感光体ドラム31Y〜31K上にY〜K色のトナー像が作像される。
作像された各トナー像は、一次転写ローラ34Y〜34Kに印加された電圧による静電力により中間転写ベルト11上に一次転写される。この際、各色のトナー像が、走行する中間転写ベルト11の同じ位置に重ね合わせて転写されるように、作像部3Y,3M,3C,3Kにおける作像動作は、中間転写ベルト11の走行方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
By this exposure scanning, electrostatic latent images are formed on the photosensitive drums 31Y to 31K charged by the chargers 32Y to 32K.
The electrostatic latent images are developed by developing units 33Y to 33K, and Y to K color toner images are formed on the photosensitive drums 31Y to 31K.
Each of the formed toner images is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 11 by an electrostatic force generated by a voltage applied to the primary transfer rollers 34Y to 34K. At this time, the image forming operation in the image forming units 3Y, 3M, 3C, and 3K is performed by the intermediate transfer belt 11 so that the toner images of the respective colors are transferred to the same position on the intermediate transfer belt 11 that is traveling. It is executed with the timing shifted from the upstream side to the downstream side.

一次転写の後、二次転写ローラ45に印加された電圧による静電力により、中間転写ベルト11上のトナー像が、給紙部4より搬送されてきた記録シートS上に一括して二次転写される。
給紙部4は、記録シートSを収容する給紙カセット41と給紙カセット41内の記録シートSを搬送路43上に一枚ずつ繰り出す繰り出しローラ42と、繰り出された記録シートSを二次転写位置46に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対44などを備えている。記録シートSは、中間転写ベルト11上のトナー像のタイミングに合わせて給紙部4から二次転写位置46に搬送される。
After the primary transfer, the toner image on the intermediate transfer belt 11 is collectively transferred onto the recording sheet S conveyed from the paper feeding unit 4 by the electrostatic force generated by the voltage applied to the secondary transfer roller 45. Is done.
The paper feeding unit 4 stores the recording sheet S, the feeding roller 42 that feeds the recording sheet S in the paper feeding cassette 41 one by one onto the conveying path 43, and the fed recording sheet S to the secondary. A timing roller pair 44 and the like for taking the timing of sending to the transfer position 46 are provided. The recording sheet S is conveyed from the paper feeding unit 4 to the secondary transfer position 46 in accordance with the timing of the toner image on the intermediate transfer belt 11.

上記二次転写により、トナー像(未定着画像)が形成された記録シートSは、さらに定着部5に搬送される。定着部5において、記録シートS上のトナー像が加熱・加圧されて熱定着される。その後、記録シートSは、排出ローラ対71により排出トレイ72上に排出される。
制御部60は、これら画像プロセス部3、給紙部4および定着部5の動作を制御するものである。
<定着部の構成>
次に、定着部5の構成について、図2および図3を参照しながら説明する。
The recording sheet S on which the toner image (unfixed image) is formed by the secondary transfer is further conveyed to the fixing unit 5. In the fixing unit 5, the toner image on the recording sheet S is heated and pressurized to be thermally fixed. Thereafter, the recording sheet S is discharged onto the discharge tray 72 by the discharge roller pair 71.
The control unit 60 controls the operations of the image processing unit 3, the paper feeding unit 4, and the fixing unit 5.
<Configuration of fixing unit>
Next, the configuration of the fixing unit 5 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、定着部5の主要部の構成を示す斜視図であり、図3は、図2の仮想面Vで切断したときのY´方向から見た断面図である。
定着部5は、抵抗発熱体層を有する無端状の定着ベルト51と、定着ベルト51の内側に遊嵌された押圧ローラ52と、定着ベルト51の外側に配された加圧ローラ53と、定着ベルト51に電力を供給する給電部材54a,54b、付勢部56a,56bとを備えている。定着部5では、加圧ローラ53が、定着ベルト51を介して押圧ローラ52に押圧されており、定着ベルト51と加圧ローラ53との間に定着ニップ部N(図3参照)が形成されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the main part of the fixing unit 5, and FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the Y ′ direction when cut along the virtual plane V of FIG.
The fixing unit 5 includes an endless fixing belt 51 having a resistance heating element layer, a pressure roller 52 loosely fitted inside the fixing belt 51, a pressure roller 53 disposed outside the fixing belt 51, and fixing. Power supply members 54a and 54b for supplying power to the belt 51 and urging portions 56a and 56b are provided. In the fixing unit 5, the pressure roller 53 is pressed against the pressure roller 52 via the fixing belt 51, and a fixing nip N (see FIG. 3) is formed between the fixing belt 51 and the pressure roller 53. ing.

また、加圧ローラ53は、モータ(不図示)を動力源とし、歯車ギアやベルトなどの動力伝達機構を介して回転駆動される。押圧ローラ52および定着ベルト51は、加圧ローラ53の回転に従動して回転駆動され、互いに連動している。加圧ローラ53が矢印C方向に、押圧ローラ52および定着ベルト51が矢印B方向にそれぞれ回転する。なお、図2に示す仮想面Vは、定着ベルト51が回転駆動されたときの回転中心の仮想軸J(以下、回転軸Jという)に直交する面である。   The pressure roller 53 is rotationally driven through a power transmission mechanism such as a gear gear or a belt using a motor (not shown) as a power source. The pressure roller 52 and the fixing belt 51 are driven to rotate by the rotation of the pressure roller 53 and are interlocked with each other. The pressure roller 53 rotates in the direction of arrow C, and the pressing roller 52 and the fixing belt 51 rotate in the direction of arrow B, respectively. 2 is a plane orthogonal to the virtual axis J of the rotation center (hereinafter referred to as the rotation axis J) when the fixing belt 51 is rotationally driven.

以下、定着部5における各構成要素について詳しく説明する。
(押圧ローラ)
押圧ローラ52は、長尺で円柱状の芯金521の周囲に弾性層522が形成されてなる。
芯金521は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなり、その軸方向両端部に、定着部5の、不図示の筐体に設けられた軸受部に回転自在に支持される軸部521a,521bを有している。弾性層522は、耐熱性および断熱性の高い、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の発泡弾性体などの材料からなる。この弾性層522を設けることにより、押圧ローラ52と定着ベルト51とが弾性接触するようにして、できるだけ接触圧の偏りを無くし、接触状態が良好になるようにしている。また、この弾性層522が断熱材としても機能するので、定着ベルト51で発生した熱が、押圧ローラ52を介して放熱されるのを抑制することができる。弾性層522の厚みは1〜20[mm]が好ましい。
Hereinafter, each component in the fixing unit 5 will be described in detail.
(Pressing roller)
The pressing roller 52 is formed by forming an elastic layer 522 around a long and cylindrical cored bar 521.
The cored bar 521 is made of, for example, aluminum, iron, stainless steel, and the like, and at both axial ends thereof, shaft portions 521a, which are rotatably supported by bearing portions of the fixing portion 5 provided in a housing (not shown). 521b. The elastic layer 522 is made of a material having high heat resistance and high heat insulation, such as a foamed elastic body such as silicone rubber or fluororubber. By providing the elastic layer 522, the pressing roller 52 and the fixing belt 51 are in elastic contact so that the contact pressure is not biased as much as possible and the contact state is improved. Further, since the elastic layer 522 also functions as a heat insulating material, heat generated in the fixing belt 51 can be suppressed from being radiated through the pressing roller 52. The thickness of the elastic layer 522 is preferably 1 to 20 [mm].

ここでは、芯金521(軸部521a,521bを除く)の外径が約18[mm]、弾性層522の厚みが約5[mm]であり、これらを合わせた押圧ローラ52の外径は、定着ベルト51の内径よりも小さく、30[mm]未満に設定されている。また、押圧ローラ52の軸部521a,521bを除いた長さは、定着ベルト51の幅寸法と等しい。
(加圧ローラ)
加圧ローラ53は、長尺で円柱状の芯金531の周囲に、弾性層532と離型層533とがこの順に積層されている。
Here, the outer diameter of the core metal 521 (excluding the shaft portions 521a and 521b) is about 18 [mm], and the thickness of the elastic layer 522 is about 5 [mm]. The inner diameter of the fixing belt 51 is set to be smaller than 30 [mm]. Further, the length of the pressing roller 52 excluding the shaft portions 521 a and 521 b is equal to the width dimension of the fixing belt 51.
(Pressure roller)
In the pressure roller 53, an elastic layer 532 and a release layer 533 are laminated in this order around a long and cylindrical cored bar 531.

芯金531は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなり、その軸方向両端部に、定着部5の、不図示の筐体に設けられた軸受部に回転自在に支持される軸部531a,531bを有している。弾性層532は、例えば、シリコーンゴムからなり、離型層533は、例えば、PFA等のフッ素系樹脂からなる。この弾性層532を設けることにより、加圧ローラ53と定着ベルト51とが弾性接触するようにして、できるだけ接触圧の偏りを無くし、接触状態が良好になるようにしている。弾性層532の厚みは1〜20[mm]、離型層533の厚みは10〜50[μm]が好ましい。   The metal core 531 is made of, for example, aluminum, iron, stainless steel, and the like, and shaft portions 531a, which are rotatably supported by bearing portions provided in a housing (not shown) of the fixing unit 5 at both axial ends thereof. 531b. The elastic layer 532 is made of, for example, silicone rubber, and the release layer 533 is made of, for example, a fluorine resin such as PFA. By providing the elastic layer 532, the pressure roller 53 and the fixing belt 51 are in elastic contact so that the contact pressure is as small as possible and the contact state is improved. The thickness of the elastic layer 532 is preferably 1 to 20 [mm], and the thickness of the release layer 533 is preferably 10 to 50 [μm].

ここでは、芯金531(軸部531a,531bを除く)の外径が約30[mm]、弾性層532の厚みが約3[mm]である。また、加圧ローラ53の軸部531a,531bを除いた長さは、定着ベルト51の記録シートSが通紙される通紙領域R1の幅よりも大きく、かつ定着ベルト51の両端部において、第1および第2の電極層D1,D2と接触しない大きさ330[mm]に設定されている。
(給電部材)
給電部材54a,54bは、ブロック状のカーボンブラシであって、摺動性および電導性を有する銅黒鉛質や炭素黒鉛質等の材料からなる。給電部材54a,54bは、それぞれリード線55を介して電源500に電気的に接続されている。
Here, the outer diameter of the core metal 531 (excluding the shaft portions 531a and 531b) is about 30 [mm], and the thickness of the elastic layer 532 is about 3 [mm]. Further, the length excluding the shaft portions 531a and 531b of the pressure roller 53 is larger than the width of the sheet passing region R1 through which the recording sheet S of the fixing belt 51 is passed, and at both ends of the fixing belt 51. The size is set to 330 [mm] so as not to contact the first and second electrode layers D1 and D2.
(Power supply member)
The power feeding members 54a and 54b are block-like carbon brushes, and are made of a material such as copper graphite or carbon graphite having slidability and conductivity. The power supply members 54a and 54b are electrically connected to the power source 500 through lead wires 55, respectively.

給電部材54aは、不図示のガイド部材により矢印E方向(図3参照)に移動可能に保持され、付勢部56aにより定着ベルト51に向けて付勢されている。これにより、給電部材54aが、定着ベルト51の第1の電極層D1に摺接される。給電部材54bも、同様に保持されていて、付勢部56bにより定着ベルト51に向けて付勢され、第2の電極層D2に摺接される。   The power supply member 54a is held so as to be movable in the direction of arrow E (see FIG. 3) by a guide member (not shown), and is urged toward the fixing belt 51 by the urging portion 56a. As a result, the power supply member 54a is brought into sliding contact with the first electrode layer D1 of the fixing belt 51. The power supply member 54b is also held in the same manner, and is urged toward the fixing belt 51 by the urging portion 56b and is slidably contacted with the second electrode layer D2.

給電部材54a,54bの大きさは、例えば、縦10[mm](Y軸方向)、横5[mm](X軸方向)、高さ11[mm](Z軸方向)に設定されている。
電源500は、例えば、電圧100[V]、周波数が50[Hz]または60[Hz]の家庭用電源である。なお、リード線55には、制御部60からの入力信号に基づいて、電力供給をON・OFF制御する公知の継電器(リレースイッチ)(不図示)が挿設されている。
(付勢部)
図3に示すように、付勢部56aは、基台57と、基台57に一端が取り付けられた圧縮コイルばね58とで構成されている。この基台57は、定着部5の不図示の筐体もしくはフレームに取り付けられ、圧縮コイルばね58が、圧縮された状態で基台57と給電部材54aとの間に介挿されてなる。
The sizes of the power supply members 54a and 54b are set to, for example, 10 [mm] in the vertical direction (Y-axis direction), 5 [mm] in the horizontal direction (X-axis direction), and 11 [mm] in the height (Z-axis direction). .
The power source 500 is, for example, a household power source having a voltage of 100 [V] and a frequency of 50 [Hz] or 60 [Hz]. Note that a known relay (relay switch) (not shown) that performs ON / OFF control of power supply based on an input signal from the control unit 60 is inserted into the lead wire 55.
(Energizing Department)
As shown in FIG. 3, the urging portion 56 a includes a base 57 and a compression coil spring 58 having one end attached to the base 57. The base 57 is attached to a housing or frame (not shown) of the fixing unit 5, and a compression coil spring 58 is inserted between the base 57 and the power supply member 54 a in a compressed state.

なお、定着ベルト51の内側では、押圧ローラ52が定着ベルト51の内周面に接触して支持する支持部材として機能している。これにより、給電部材54aと押圧ローラ52との間で、定着ベルト51を挟み込むように構成している。ここでの圧縮コイルばね58による付勢方向Eは、押圧ローラ52の半径方向の中心G側に向かう方向となっており、できるだけ給電部材とベルトとの接触圧の偏りを無くして、給電部材の部分的な摩耗を防ぐようにしている。   Note that, inside the fixing belt 51, the pressing roller 52 functions as a support member that contacts and supports the inner peripheral surface of the fixing belt 51. Accordingly, the fixing belt 51 is sandwiched between the power supply member 54a and the pressing roller 52. Here, the biasing direction E by the compression coil spring 58 is a direction toward the center G side in the radial direction of the pressing roller 52, and as much as possible, the bias of the contact pressure between the power supply member and the belt is eliminated. It tries to prevent partial wear.

付勢部56bも同様に構成されている。よって、給電部材54bも、付勢部56bが有する圧縮コイルばねにより付勢されており、付勢された給電部材54bと押圧ローラ52との間で、定着ベルト51を挟み込むように構成している。
(定着ベルト)
図4は、定着ベルト51の構造を説明するため、定着ベルト51を回転軸J方向(図2参照)に切断したときの部分断面図である。
The urging portion 56b is similarly configured. Therefore, the power supply member 54b is also urged by the compression coil spring of the urging portion 56b, and the fixing belt 51 is sandwiched between the urged power supply member 54b and the pressing roller 52. .
(Fixing belt)
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the fixing belt 51 when cut in the direction of the rotation axis J (see FIG. 2) in order to explain the structure of the fixing belt 51.

図4に示すように、定着ベルト51は、絶縁層511、第2の電極層D2、抵抗発熱体層512、第1の電極層D1、弾性層513および離型層514がこの順で積層された積層構造となっている。
絶縁層511は、第1の電極層D1の抵抗発熱体層512とは反対側の表面を絶縁するとともに、ベルトの強度を確保する層である。また、絶縁層511は、抵抗発熱体層512で発生した熱が第2の電極層D2を介してベルト内側の押圧ローラ52に熱伝導するのを抑制する機能も有している。このような絶縁層511の構成材料として、例えば、PI(ポリイミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の耐熱性の絶縁樹脂を用いることができる。
As shown in FIG. 4, the fixing belt 51 includes an insulating layer 511, a second electrode layer D2, a resistance heating element layer 512, a first electrode layer D1, an elastic layer 513, and a release layer 514 in this order. It has a laminated structure.
The insulating layer 511 is a layer that insulates the surface of the first electrode layer D1 opposite to the resistance heating element layer 512 and secures the strength of the belt. The insulating layer 511 also has a function of suppressing heat generated in the resistance heating element layer 512 from being thermally conducted to the pressure roller 52 inside the belt via the second electrode layer D2. As a constituent material of such an insulating layer 511, for example, a heat-resistant insulating resin such as PI (polyimide), PPS (polyphenylene sulfide), PEEK (polyether ether ketone), or the like can be used.

抵抗発熱体層512は、電力供給を受けてジュール熱を発生させる層であり、耐熱性の絶縁樹脂に、導電性フィラーを均一に分散して構成されている。このような抵抗発熱体層512では、絶縁樹脂中の導電性フィラーの体積含有率を変えることで、単位体積当たりの電気抵抗率を調整することができ、所望の発熱量が得られる電気抵抗値に設定されている。   The resistance heating element layer 512 is a layer that receives power supply and generates Joule heat, and is configured by uniformly dispersing a conductive filler in a heat-resistant insulating resin. In such a resistance heating element layer 512, the electrical resistivity per unit volume can be adjusted by changing the volume content of the conductive filler in the insulating resin, and an electrical resistance value at which a desired heating value can be obtained. Is set to

抵抗発熱体層512を構成する耐熱性の絶縁樹脂として、PI,PPS,PEEK等を用いることができる。好ましくは、耐熱性および耐圧性の点で最も優れているPIを用いるのがよい。よつて、本実施の形態では、PIを用いている。また、導電性フィラーとしては、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル等の金属粉末や、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ、カーボンマイクロコイル等の炭素化合物粉末、およびこれらのうち2種類以上混合したものを用いることができる。導電性フィラーの形状は、繊維状、フレーク状または球状が好ましい。また、導電性フィラーの大きさは、平均粒径0.01〜10[μm]程度が好ましく、繊維状の場合は、さらに繊維長さが0.1〜30[μm]程度が好ましい。   PI, PPS, PEEK, or the like can be used as a heat-resistant insulating resin constituting the resistance heating element layer 512. It is preferable to use PI which is most excellent in terms of heat resistance and pressure resistance. Therefore, PI is used in this embodiment. In addition, as the conductive filler, metal powder such as silver, copper, aluminum, magnesium and nickel, carbon compound powder such as graphite, carbon black, carbon nanotube, carbon nanofiber, and carbon microcoil, and two of them A mixture of the above can be used. The shape of the conductive filler is preferably fibrous, flaky or spherical. The size of the conductive filler is preferably about 0.01 to 10 [μm] in average particle diameter, and in the case of a fibrous shape, the fiber length is preferably about 0.1 to 30 [μm].

弾性層513は、耐熱性、弾性および絶縁性を有するゴム材や樹脂材、例えばシリコーンゴムからなる。この弾性層513を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止している。
離型層514は、定着後の記録シートSとの離型性を高めるための層であり、耐熱性を有し、離型性に優れた絶縁樹脂からなる。当該絶縁樹脂として、例えば、PFA(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体)等のフッ素樹脂を使用することができる。
The elastic layer 513 is made of a heat-resistant, elastic, and insulating rubber material or resin material such as silicone rubber. By providing the elastic layer 513, it is possible to prevent the toner image from being crushed or the toner image from being melted non-uniformly, thereby preventing the occurrence of image noise.
The release layer 514 is a layer for enhancing the releasability from the recording sheet S after fixing, and is made of an insulating resin having heat resistance and excellent releasability. As the insulating resin, for example, a fluororesin such as PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer) can be used.

第1および第2の電極層D1,D2は、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、真鍮、リン青銅等の金属材料を用いて形成される。本実施の形態では、耐酸化性、耐熱性および良導性に優れたニッケルを用いている。
上記各層511〜514,D1,D2は、定着ベルト51の通紙領域R1の全域、および通紙領域R1のベルト幅方向(図2の回転軸J方向)両側の非通紙領域R2,R3の少なくとも一部に亘ってそれぞれ形成されている。
The first and second electrode layers D1 and D2 are formed using a metal material such as copper, aluminum, nickel, brass, phosphor bronze, or the like. In the present embodiment, nickel having excellent oxidation resistance, heat resistance, and good conductivity is used.
The layers 511 to 514, D1 and D2 are formed in the entire area of the sheet passing area R1 of the fixing belt 51 and the non-sheet passing areas R2 and R3 on both sides of the sheet passing area R1 in the belt width direction (rotation axis J direction in FIG. 2). Each is formed over at least a part.

このうち第1の電極層D1は、ベルト幅方向の一方の端部D1a(非通紙領域R2側)が、弾性層513および離型層514の各端部よりもベルト幅方向外側に延びており、第1の電極層D1の外周面D1cの一部が露出している。この外周面D1cの露出した部分に、給電部材54aが摺接されている。第2の電極層D2は、ベルト幅方向の他方の端部D2b(非通紙領域R3側)が、抵抗発熱体層512の端部512bよりもベルト幅方向外側に延びており、第2の電極層D2の外周面D2cの一部が露出している。この外周面D2cの露出した部分に、給電部材54bが摺接されている。これら給電部材54a,54b、第1および第2の電極層D1,D2を介して、抵抗発熱体層512に電源500(図2参照)からの電力が供給され、抵抗発熱体層512の厚み方向Tに電流が流れる構成となっている。   Of these, the first electrode layer D1 has one end D1a (non-sheet passing region R2 side) in the belt width direction extending outward in the belt width direction from each end of the elastic layer 513 and the release layer 514. Thus, a part of the outer peripheral surface D1c of the first electrode layer D1 is exposed. The power feeding member 54a is in sliding contact with the exposed portion of the outer peripheral surface D1c. The second electrode layer D2 has the other end D2b (non-sheet passing region R3 side) in the belt width direction extending outward in the belt width direction from the end 512b of the resistance heating element layer 512. A part of the outer peripheral surface D2c of the electrode layer D2 is exposed. The power supply member 54b is in sliding contact with the exposed portion of the outer peripheral surface D2c. The electric power from the power source 500 (see FIG. 2) is supplied to the resistance heating element layer 512 via the power supply members 54a and 54b and the first and second electrode layers D1 and D2, and the thickness direction of the resistance heating element layer 512 is increased. The current flows through T.

なお、第1の電極層D1の両端部D1a,D1bは、それぞれ抵抗発熱体層512の両端部512a,512bよりもベルト幅方向内側に後退している。これは、第1の電極層D1と第2の電極層D2との間における、抵抗発熱体層512の沿面距離α1,α2を所定値以上確保するためであり、それにより、抵抗発熱体層512の沿面(表面)を流れる電流を抑制している。また、これにより、例えば、当該沿面に湿気を含んだ埃が付着して、第1の電極層D1と第2の電極層D2間にリーク電流が発生するのを抑制することができる。ここでの沿面距離α1,α2は、5[mm]以上が好ましい。   Note that both end portions D1a and D1b of the first electrode layer D1 recede inward in the belt width direction from both end portions 512a and 512b of the resistance heating element layer 512, respectively. This is to ensure the creepage distances α1 and α2 of the resistance heating element layer 512 between the first electrode layer D1 and the second electrode layer D2 to be equal to or greater than a predetermined value, and thereby the resistance heating element layer 512. The current flowing through the creeping surface (surface) is suppressed. In addition, for example, it is possible to suppress the occurrence of leakage current between the first electrode layer D1 and the second electrode layer D2 due to, for example, dust that includes moisture on the creeping surface. The creepage distances α1 and α2 here are preferably 5 [mm] or more.

また、こうして第1の電極層D1の端部D1bを後退させるとともに、給電部材54bの配置位置を調整することにより、第1の電極層D1と給電部材54bとの間の空間距離βを所定値以上確保している。これにより、第1の電極層D1と給電部材54bとの間で放電が発生しないようにしている。ここでの空間距離βは、4[mm]以上が好ましい。
なお、第2の電極層D2と給電部材54aとの間には、抵抗発熱体層512および第1の電極層D1が介在しているので、放電は発生しないことから、空間距離を考慮する必要がない。
In addition, the end portion D1b of the first electrode layer D1 is retracted in this manner, and the arrangement position of the power supply member 54b is adjusted, whereby the spatial distance β between the first electrode layer D1 and the power supply member 54b is set to a predetermined value. The above is secured. This prevents discharge from occurring between the first electrode layer D1 and the power supply member 54b. The spatial distance β here is preferably 4 [mm] or more.
In addition, since the resistance heating element layer 512 and the first electrode layer D1 are interposed between the second electrode layer D2 and the power supply member 54a, no discharge is generated, so it is necessary to consider the spatial distance. There is no.

上記各層の厚みは、全周に亘って均一である。具体的には、絶縁層511が5〜100[μm]、抵抗発熱体層512が5〜100[μm]、弾性層513が10〜800[μm]、離型層514が5〜100[μm]、第1および第2の電極層D1,D2が5〜50[μm]である。
定着ベルト51の幅寸法は、記録シートSの通紙領域R1、および非通紙領域R2,R3の各幅を考慮して378[mm]に設定されている。なお、通紙領域R1の幅は、例えば、最大通紙幅(A3縦通し)よりも若干大きい寸法に設定されている。定着ベルト51の内径は、30[mm]に設定されている。
The thickness of each said layer is uniform over the perimeter. Specifically, the insulating layer 511 is 5 to 100 [μm], the resistance heating element layer 512 is 5 to 100 [μm], the elastic layer 513 is 10 to 800 [μm], and the release layer 514 is 5 to 100 [μm]. The first and second electrode layers D1 and D2 are 5 to 50 [μm].
The width dimension of the fixing belt 51 is set to 378 [mm] in consideration of the widths of the sheet passing area R1 and the non-sheet passing areas R2 and R3 of the recording sheet S. For example, the width of the sheet passing region R1 is set to be slightly larger than the maximum sheet passing width (A3 lengthwise). The inner diameter of the fixing belt 51 is set to 30 [mm].

上記構成の定着部5によれば、定着ベルト51の第1および第2の電極層D1,D2が、抵抗発熱体層512の少なくとも通紙領域R1に対応する部分の全域を挟むようにして積層され、抵抗発熱体層512の厚み方向Tに電流が流れるので、抵抗発熱体層のベルト幅方向に電流が流れる従来の定着装置と比べて、通電距離L(図4参照)が大幅に短くなっている。   According to the fixing unit 5 having the above-described configuration, the first and second electrode layers D1 and D2 of the fixing belt 51 are laminated so as to sandwich the entire region of the resistance heating element layer 512 corresponding to at least the paper passing region R1. Since current flows in the thickness direction T of the resistance heating element layer 512, the energization distance L (see FIG. 4) is significantly shorter than that of the conventional fixing device in which current flows in the belt width direction of the resistance heating element layer. .

これにより、抵抗発熱体層の電気抵抗値が同じであれば、従来の定着装置と比べて、通電距離Lが短くなる分、抵抗発熱体層512において単位体積当たりの電気抵抗率を高くすることができる。したがって、抵抗発熱体層512の導電性フィラーの体積含有率を下げることができるので、導電性フィラーの体積含有率に起因する、抵抗発熱体層512の機械的強度の低下を抑制することができ、脆くなるのを防止することができる。その結果、従来よりもベルトの耐久性を高めることができる。   Accordingly, if the electric resistance value of the resistance heating element layer is the same, the electric resistance per unit volume is increased in the resistance heating element layer 512 as the energization distance L is shortened as compared with the conventional fixing device. Can do. Therefore, since the volume content of the conductive filler of the resistance heating element layer 512 can be lowered, it is possible to suppress a decrease in the mechanical strength of the resistance heating element layer 512 due to the volume content of the conductive filler. , It can be prevented from becoming brittle. As a result, the durability of the belt can be increased as compared with the conventional case.

図5は、本実施の形態の定着部5(実施例)と従来の定着装置(比較例)において、定着ベルトの抵抗発熱体層の通電距離、通電断面積および電気抵抗率を比較した図である。
本比較では、図5に示すように、供給電圧、抵抗発熱体層の各寸法(幅M1、厚みM2、内径M3)および電気抵抗値Rを同じ値にしている。なお、ここでの電気抵抗値Rは、供給電圧100[V]での消費電力が1180W程度になるように設定された値(8.5[Ω])である。
FIG. 5 is a diagram comparing the energization distance, the energization cross-sectional area, and the electrical resistivity of the resistance heating element layer of the fixing belt in the fixing unit 5 (example) of the present embodiment and the conventional fixing device (comparative example). is there.
In this comparison, as shown in FIG. 5, the supply voltage, the resistance heating element layer dimensions (width M1, thickness M2, inner diameter M3), and electrical resistance R are set to the same value. Here, the electric resistance value R is a value (8.5 [Ω]) set so that the power consumption at the supply voltage 100 [V] is about 1180 W.

先ず、通電距離Lを見ると、比較例では、通電距離Lが抵抗発熱体層の幅M1の340[mm]もあるのに対して、実施例では、通電距離Lが抵抗発熱体層の厚みM2の0.04[mm]と大幅に短くなっている(比較例の1/8500)。
一方、通電断面積Sでは、比較例では3.8[mm]しかないのに対して、実施例では32,028[mm]と極めて大きくなっている(比較例の8500倍)。なお、ここでの通電断面積Sは、抵抗発熱体層の内周長さ(=内径M3×円周率)を用いて、比較例では、「内周長さ×厚みM2」で求め、実施例では、「内周長さ×幅M1」で求めたものである。
First, looking at the energization distance L, in the comparative example, the energization distance L is 340 [mm] which is the width M1 of the resistance heating element layer, whereas in the example, the energization distance L is the thickness of the resistance heating element layer. M2 is significantly shorter than 0.04 [mm] (1/8500 of the comparative example).
On the other hand, the energization cross-sectional area S is only 3.8 [mm 2 ] in the comparative example, but is extremely large at 32,028 [mm 2 ] in the example (8500 times that of the comparative example). Here, the energization cross-sectional area S is obtained by “inner circumference length × thickness M2” in the comparative example using the inner circumference length (= inner diameter M3 × circumference ratio) of the resistance heating element layer. In the example, it is obtained by “inner circumference length × width M1”.

そして、単位体積当たりの電気抵抗率ρが、これら電気抵抗値R、通電距離Lおよび通電断面積Sを用いて求められている(ρ=R×(S/L))。
こうして求められた電気抵抗率ρを見ると、比較例では、9.4×10−5[Ω・m]と極めて低いのに対して、実施例では、6.8×10[Ω・m]と逆に極めて高く、本比較においては比較例の約7×10倍にもなっている。したがって、実施例では、抵抗発熱体層の導電性フィラーの体積含有率を、比較例よりも大幅に下げることができるので、抵抗発熱体層の機械的強度の低下を抑制でき、脆くなるのを防止することができるようになる。
The electrical resistivity ρ per unit volume is obtained using the electrical resistance value R, the energization distance L, and the energization cross section S (ρ = R × (S / L)).
Looking at the electrical resistivity ρ thus obtained, the comparative example is extremely low at 9.4 × 10 −5 [Ω · m], whereas in the example, 6.8 × 10 3 [Ω · m. In contrast, in this comparison, it is about 7 × 10 7 times that of the comparative example. Therefore, in the example, the volume content of the conductive filler of the resistance heating element layer can be greatly reduced as compared with the comparative example, so that it is possible to suppress the decrease in the mechanical strength of the resistance heating element layer and to become brittle. Can be prevented.

この場合、電気抵抗率ρを高くするため、導電性フィラーの体積含有率を下げる際、単に、導電性フィラーの量(個数)を減らすのではなく、導電性フィラーの大きさをより小さくして、その分、個数の減少を抑制するのが望ましい。これは、導電性フィラー同士の間隔が、従来と比べて大きくなり過ぎて、それによって抵抗発熱体層に温度ムラが生じ、定着ムラが発生するのを抑制するためである。   In this case, in order to increase the electrical resistivity ρ, when reducing the volume content of the conductive filler, instead of simply reducing the amount (number) of the conductive filler, the size of the conductive filler is reduced. Therefore, it is desirable to suppress the decrease in the number. This is to prevent the interval between the conductive fillers from becoming too large compared to the conventional case, thereby causing temperature unevenness in the resistance heating element layer and fixing unevenness.

なお、本実施の形態では、第1および第2の電極層D1,D2が金属材料で構成されており、熱伝導性が良いことから、仮に、抵抗発熱体層512で温度ムラが生じるとしても、第1および第2の電極層D1,D2で当該温度ムラを緩和することができるので、定着ムラが発生するのを抑制することができる。
<製造方法>
次に、本実施の形態の定着部5が備えた定着ベルト51の製造方法の一例について説明する。
In the present embodiment, since the first and second electrode layers D1 and D2 are made of a metal material and have good thermal conductivity, even if temperature unevenness occurs in the resistance heating element layer 512, Since the first and second electrode layers D1, D2 can alleviate the temperature unevenness, it is possible to suppress the occurrence of fixing unevenness.
<Manufacturing method>
Next, an example of a method for manufacturing the fixing belt 51 provided in the fixing unit 5 of the present embodiment will be described.

ここでは、定着ベルト51の抵抗発熱体層512、第1および第2の電極層D1,D2の製造工程を説明し、他の工程についてはその説明を省略する。また、ここでは、定着ベルト51が完成するまでの中間体を「ベルト中間体」と称する。このベルト中間体の内側には、定着ベルト51が完成するまでの間、円柱状の中子が嵌め込まれている。
(1)先ず、第1ベルト中間体(絶縁層511のみ形成された状態)の外周面に、無電解メッキによりニッケル層を形成する。その後、ニッケル電鋳により、ニッケル層の厚みが、例えば20[μm]になるまでメッキ処理を行う。
Here, the manufacturing process of the resistance heating element layer 512 and the first and second electrode layers D1 and D2 of the fixing belt 51 will be described, and the description of the other processes will be omitted. Here, the intermediate body until the fixing belt 51 is completed is referred to as a “belt intermediate body”. A cylindrical core is fitted into the belt intermediate body until the fixing belt 51 is completed.
(1) First, a nickel layer is formed by electroless plating on the outer peripheral surface of the first belt intermediate (a state where only the insulating layer 511 is formed). Thereafter, a plating process is performed by nickel electroforming until the thickness of the nickel layer becomes, for example, 20 [μm].

この工程で、絶縁層511にニッケル層からなる第2の電極層D2が形成された第2ベルト中間体が形成される。
このように無電解メッキに加えてニッケル電鋳を行うことで、無電解メッキだけの場合と比べて、メッキ処理をより効率的に行うことができる。
(2)次に、耐熱性絶縁樹脂のPIと、導電性フィラーと、エポキシ等の接着成分とを、均一に分散させて、抵抗発熱体層512を形成するためのワニスを調製する。
In this step, a second belt intermediate body in which the second electrode layer D2 made of a nickel layer is formed on the insulating layer 511 is formed.
Thus, by performing nickel electroforming in addition to electroless plating, the plating process can be performed more efficiently than in the case of electroless plating alone.
(2) Next, a varnish for forming the resistance heating element layer 512 is prepared by uniformly dispersing the PI of the heat-resistant insulating resin, the conductive filler, and the adhesive component such as epoxy.

この工程では、抵抗発熱体層512の単位体積当たりの電気抵抗率ρが設計値に近づくように、導電性フィラーの体積含有率を計算して、得られた体積含有率となる量の導電性フィラー分散している。
(3)その後、公知のリングコータ式の製膜機を用いて、抵抗発熱体層を形成する。
具体的に、製膜機の円柱状金型とリングコータとの間に、上記調製したワニスを供給し、リングコータを上に移動させるようにして、円柱状金型の周面に当該ワニスの塗布膜を形成し、これを乾燥させて抵抗発熱体層を形成する。
In this step, the volume content of the conductive filler is calculated so that the electrical resistivity ρ per unit volume of the resistance heating element layer 512 approaches the design value, and the amount of the conductivity that becomes the volume content obtained is calculated. The filler is dispersed.
(3) Thereafter, a resistance heating element layer is formed using a known ring coater type film forming machine.
Specifically, the varnish prepared above is supplied between the cylindrical mold of the film forming machine and the ring coater, and the ring coater is moved upward so that the varnish is placed on the peripheral surface of the cylindrical mold. A coating film is formed and dried to form a resistance heating element layer.

抵抗発熱体層の厚みは、円柱状金型とリングコータとの間のギャップの大きさにより調整することができる。
そして、抵抗発熱層を円柱状金型から取り外して所定の長さに切断し、これを上記工程(1)で形成した第2ベルト中間体の外側に嵌め込むことにより、第2の電極層D2に抵抗発熱体層512が積層された第3ベルト中間体が出来上がる。
The thickness of the resistance heating element layer can be adjusted by the size of the gap between the cylindrical mold and the ring coater.
Then, the resistance heating layer is removed from the cylindrical mold, cut into a predetermined length, and fitted into the outer side of the second belt intermediate formed in the step (1), whereby the second electrode layer D2. A third belt intermediate body having the resistance heating element layer 512 laminated thereon is completed.

この際における、抵抗発熱層の長さは、第2ベルト中間体の長さよりも給電部材54bの接触部D2b(図4)だけ短くなるように設定される。
なお、成膜機の円柱状金型に、予め第2ベルト中間体を嵌め込んだ後に、リングコータによりワニスの塗布膜を形成して、抵抗発熱層512を積層するようにしても構わない。
(4)次に、抵抗発熱体層512が形成された第3ベルト中間体の外周面の一部に、テープなどでマスキングを施す。
In this case, the length of the resistance heating layer is set to be shorter by the contact portion D2b (FIG. 4) of the power feeding member 54b than the length of the second belt intermediate.
Note that the resistance heating layer 512 may be laminated by forming a coating film of varnish with a ring coater after the second belt intermediate is fitted in advance in the cylindrical mold of the film forming machine.
(4) Next, a part of the outer peripheral surface of the third belt intermediate body on which the resistance heating element layer 512 is formed is masked with a tape or the like.

ここでは、第2の電極層D2の外周面D2cの露出した領域、および抵抗発熱体層512のベルト幅方向の両端部512a,512b(図4参照)をマスキングする。これにより、次工程で形成される第1の電極層D1の両端部D1a,D1bが、抵抗発熱体層512の両端部512a,512bよりもベルト幅方向内側に後退するようにしている。
(5)そして、マスキングを施した第3ベルト中間体の外周面に、無電解メッキによりニッケル層を形成し、その後、ニッケル電鋳により、ニッケル層の厚みが、例えば20[μm]になるまでメッキ処理を行う。
Here, the exposed region of the outer peripheral surface D2c of the second electrode layer D2 and both end portions 512a and 512b (see FIG. 4) of the resistance heating element layer 512 in the belt width direction are masked. Thus, both end portions D1a and D1b of the first electrode layer D1 formed in the next step are set back from the both end portions 512a and 512b of the resistance heating element layer 512 in the belt width direction.
(5) Then, a nickel layer is formed on the outer peripheral surface of the masked third belt intermediate by electroless plating, and then the thickness of the nickel layer is, for example, 20 [μm] by nickel electroforming. Perform plating.

この工程で、ニッケル層からなる第1の電極層D1が積層された第4ベルト中間体が形成される。なお、ここでも、先に無電解メッキを行うのは、抵抗発熱体層512が完全な導電体ではないからであり、メッキの接着性を高めるためである。
以上の工程を実施することにより、均一な厚みの抵抗発熱体層512、第1および第2の電極層D1,D2を形成することができる。
In this step, a fourth belt intermediate body in which the first electrode layer D1 made of a nickel layer is laminated is formed. Also in this case, the electroless plating is performed first because the resistance heating element layer 512 is not a perfect conductor and is intended to improve the adhesion of plating.
By carrying out the above steps, the resistance heating element layer 512 and the first and second electrode layers D1 and D2 having a uniform thickness can be formed.

最後に、上記第4ベルト中間体に弾性層513および離型層514を形成して、定着ベルト51が完成する。
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態に係る定着部は、定着ベルトに給電する2つの給電部材のうちの一方が、定着ベルトの内側に配されている点で、第1の実施の形態とは相違する。
Finally, the elastic layer 513 and the release layer 514 are formed on the fourth belt intermediate body, and the fixing belt 51 is completed.
<Second Embodiment>
The fixing unit according to the second embodiment is different from the first embodiment in that one of two power supply members that supply power to the fixing belt is disposed inside the fixing belt.

その他の構成については基本的に第1の実施の形態の定着部5と同様であるので、同じ構成については、簡単のため、同じ符号で示し、その説明を省略する。
図6(a)は、第2の実施の形態に係る定着部100の主要部の構成を示す模式側面図である。
図6(a)に示す定着部100では、定着ベルト110の内側に、押圧ローラ102および給電部材104bが配され、定着ベルト110の外側に、加圧ローラ53、給電部材104aおよび付勢部105が配されている。
Since other configurations are basically the same as those of the fixing unit 5 of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals for the sake of simplicity, and description thereof is omitted.
FIG. 6A is a schematic side view showing the configuration of the main part of the fixing unit 100 according to the second embodiment.
In the fixing unit 100 shown in FIG. 6A, the pressure roller 102 and the power supply member 104 b are arranged inside the fixing belt 110, and the pressure roller 53, the power supply member 104 a and the urging unit 105 are outside the fixing belt 110. Is arranged.

押圧ローラ102の外径寸法は、定着ベルト110の内側に、給電部材104bを配するスペースを確保するため、第1の実施の形態の押圧ローラ52に比べて小さく設定されている。給電部材104bは、定着ベルト110の内周に摺接するように、不図示のフレームなどに支持され、上記確保されたスペースに配されている。他方の給電部材104aは、定着ベルト110を挟んで給電部材104bとは反対側に配され、付勢部105により付勢(矢印E方向)されて定着ベルト110の外周に摺接されている。   The outer diameter of the pressing roller 102 is set smaller than that of the pressing roller 52 of the first embodiment in order to secure a space for arranging the power supply member 104 b inside the fixing belt 110. The power supply member 104b is supported by a frame (not shown) or the like so as to be in sliding contact with the inner periphery of the fixing belt 110, and is arranged in the secured space. The other power supply member 104 a is disposed on the opposite side of the power supply member 104 b with the fixing belt 110 interposed therebetween, and is urged (in the direction of arrow E) by the urging unit 105 and is in sliding contact with the outer periphery of the fixing belt 110.

図6(b)は、定着ベルト110を回転軸方向に切断したときの部分断面図である。
図6(b)に示すように、定着ベルト110は、絶縁層111、第2の電極層D4、抵抗発熱体層112、第1の電極層D3、弾性層113および離型層114がこの順で積層され、抵抗発熱体層112に供給される電流が厚み方向Tに流れるように構成されている点で、第1の実施の形態の定着ベルト51と共通している。
FIG. 6B is a partial cross-sectional view when the fixing belt 110 is cut in the rotation axis direction.
As shown in FIG. 6B, the fixing belt 110 includes an insulating layer 111, a second electrode layer D4, a resistance heating element layer 112, a first electrode layer D3, an elastic layer 113, and a release layer 114 in this order. The fixing belt 51 is the same as the fixing belt 51 of the first embodiment in that the current supplied to the resistance heating element layer 112 flows in the thickness direction T.

なお、定着ベルト110が、第1の実施の形態の定着ベルト51と相違するのは、給電部材104bを第2の電極層D4の内周面D4cに摺接させるため、絶縁層111の端部111a(非通紙領域R2側)を、第2の電極層D4の端部D4aよりもベルト幅方向内側に後退させ、第2の電極層D4の内周面D4cの一部を露出させている点のみである。
本実施の形態においても、抵抗発熱体層112の厚み方向Tに電流が流れるので、従来の定着装置と比べて、通電距離Lが大幅に短くなり、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
The fixing belt 110 is different from the fixing belt 51 of the first embodiment because the feeding member 104b is brought into sliding contact with the inner peripheral surface D4c of the second electrode layer D4, so that the end portion of the insulating layer 111 is changed. 111a (non-sheet passing region R2 side) is retracted inward in the belt width direction from the end D4a of the second electrode layer D4 to expose a part of the inner peripheral surface D4c of the second electrode layer D4. It is only a point.
Also in the present embodiment, since a current flows in the thickness direction T of the resistance heating element layer 112, the energization distance L is significantly shortened compared to the conventional fixing device, and the same effect as that of the first embodiment is obtained. Obtainable.

また、本実施の形態では、給電部材104a,104bが、定着ベルト110の外周側、内周側に配されているので、図6(b)に示すように、ベルト幅方向(Y−Y´方向)に見たときに、給電部材104a,104bの位置を合わせることができる。これにより、第1の実施の形態のように、給電部材54a,54bがベルト幅方向にずれる場合と比べて、定着ベルトの幅を短くすることができ、よって、定着部の小型化が図れるという利点がある。
<第3の実施の形態>
第3の実施の形態に係る定着部は、定着ベルトに給電する2つの給電部材が、共に定着ベルトの内側に配されている点で、第1の実施の形態とは相違する。
In this embodiment, since the power supply members 104a and 104b are arranged on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the fixing belt 110, as shown in FIG. 6B, the belt width direction (YY ' (Direction), the positions of the power feeding members 104a and 104b can be adjusted. As a result, the width of the fixing belt can be shortened as compared with the case where the power feeding members 54a and 54b are shifted in the belt width direction as in the first embodiment, and thus the fixing unit can be downsized. There are advantages.
<Third Embodiment>
The fixing unit according to the third embodiment is different from the first embodiment in that two power supply members that supply power to the fixing belt are both disposed inside the fixing belt.

その他の構成については基本的に第1の実施の形態の定着部5と同様であるので、同じ構成については、簡単のため、同じ符号で示し、その説明を省略する。
図7(a)は、第3の実施の形態に係る定着部140の主要部の構成を示す模式側面図である。
図7(a)に示す定着部140では、定着ベルト150の内側に、押圧ローラ142、給電部材144a,144bおよび付勢部145が配され、定着ベルト150の外側に加圧ローラ53が配されている。
Since other configurations are basically the same as those of the fixing unit 5 of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals for the sake of simplicity, and description thereof is omitted.
FIG. 7A is a schematic side view showing the configuration of the main part of the fixing unit 140 according to the third embodiment.
In the fixing unit 140 shown in FIG. 7A, the pressure roller 142, the power supply members 144 a and 144 b and the urging unit 145 are arranged inside the fixing belt 150, and the pressure roller 53 is arranged outside the fixing belt 150. ing.

押圧ローラ142の外径寸法は、定着ベルト110の内側に、給電部材144a,144bおよび付勢部145を配するスペースを確保するため、第1の実施の形態の押圧ローラ52に比べて小さく設定されている。こうして確保されたスペースに、給電部材144a,144bが配され、付勢部145により付勢(矢印E方向)されて定着ベルト150の内周に摺接されている。なお、付勢部145は不図示のフレームに支持されている。   The outer diameter of the pressing roller 142 is set smaller than that of the pressing roller 52 of the first embodiment in order to secure a space for arranging the power feeding members 144a and 144b and the urging portion 145 inside the fixing belt 110. Has been. The power supply members 144 a and 144 b are arranged in the space secured in this way, and are urged (in the direction of arrow E) by the urging unit 145 and are slidably contacted with the inner periphery of the fixing belt 150. The urging unit 145 is supported by a frame (not shown).

図7(b)は、定着ベルト150を回転軸方向に切断したときの部分断面図である。
図7(b)に示すように、定着ベルト150は、絶縁層151、第2の電極層D6、抵抗発熱体層152、第1の電極層D5、弾性層153および離型層154がこの順で積層され、抵抗発熱体層152に供給される電流が厚み方向Tに流れるように構成されている点で、第1の実施の形態の定着ベルト51と共通している。
FIG. 7B is a partial cross-sectional view when the fixing belt 150 is cut in the rotation axis direction.
As shown in FIG. 7B, the fixing belt 150 includes an insulating layer 151, a second electrode layer D6, a resistance heating element layer 152, a first electrode layer D5, an elastic layer 153, and a release layer 154 in this order. The fixing belt 51 is the same as the fixing belt 51 of the first embodiment in that the current supplied to the resistance heating element layer 152 flows in the thickness direction T.

なお、定着ベルト150が、第1の実施の形態の定着ベルト51と相違するのは、給電部材144aを第1の電極層D5の内周面D5cに、給電部材144bを第2の電極層D6の内周面D6cにそれぞれ摺接させるため、内周面D5c,D6cの一部を露出させている点のみである。
本実施の形態においても、抵抗発熱体層152の厚み方向Tに電流が流れるので、従来の定着装置と比べて、通電距離Lが大幅に短くなり、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
The fixing belt 150 is different from the fixing belt 51 of the first embodiment in that the power supply member 144a is on the inner peripheral surface D5c of the first electrode layer D5 and the power supply member 144b is on the second electrode layer D6. This is only a point where a part of the inner peripheral surfaces D5c and D6c is exposed to be brought into sliding contact with the inner peripheral surface D6c.
Also in the present embodiment, since a current flows in the thickness direction T of the resistance heating element layer 152, the energization distance L is significantly shortened compared with the conventional fixing device, and the same effect as that of the first embodiment is obtained. Obtainable.

また、本実施の形態では、給電部材144a,144bが、共に定着ベルト110の内側に配されているので、給電部材を定着ベルトの外側に配する場合と比べて、定着部の小型化を図ることができる。しかも、定着ベルトの内側は、定着ベルトの外側に比べると、紙粉等の異物が比較的少ないので、当該異物が電極層に付着して、電極層と給電部材との間に接触不良が生じる可能性を低くすることができるという利点がある。
<第4の実施の形態>
第4の実施の形態に係る定着部は、定着ベルトの内側に、押圧ローラに代えて長尺状の支持部材を配し、加圧ローラを、定着ベルトを介して当該支持部材に押圧することにより定着ニップ部を形成する構成としている点で、第3の実施の形態とは相違する。
In the present embodiment, since the power supply members 144a and 144b are both arranged inside the fixing belt 110, the fixing unit can be downsized as compared with the case where the power supply member is arranged outside the fixing belt. be able to. In addition, since the foreign matter such as paper dust is relatively small inside the fixing belt compared to the outside of the fixing belt, the foreign matter adheres to the electrode layer, resulting in poor contact between the electrode layer and the power supply member. There is an advantage that the possibility can be reduced.
<Fourth embodiment>
In the fixing unit according to the fourth embodiment, a long support member is disposed inside the fixing belt instead of the pressing roller, and the pressure roller is pressed against the supporting member via the fixing belt. Thus, the third embodiment is different from the third embodiment in that the fixing nip is formed.

その他の構成については基本的に第3の実施の形態の定着部140と同様であるので、同じ構成については、簡単のため、同じ符号で示し、その説明を省略する。
図8(a)は、第4の実施の形態に係る定着部160の主要部の構成を示す模式側面図である。
図8(a)に示す定着部160では、定着ベルト150の内側に、長尺状の支持部材162、給電部材144aおよび不図示の給電部材144bが配されている。この支持部材162には、定着ベルト150の内周に摺接される円弧状の摺接面162cが形成されている。また、支持部材162は、図8(b)に示すように、長さ方向の両端に切欠部162a,162bが形成されている。この切欠部162aの位置に、給電部材144aが配され、支持部材162に取り付けられた圧縮コイルばね165により付勢(矢印E方向)されている。これにより、給電部材144aが定着ベルト150の第1の電極層D5の内周面D5c(図7(b)参照)に摺接される。また、切欠部162bにおいても同様であり、不図示の給電部材144bが配されていて、圧縮コイルばね165により付勢されている。これにより、給電部材144bが定着ベルト150の第1の電極層D5の内周面D5c(図7(b)参照)に摺接される。
Since other configurations are basically the same as those of the fixing unit 140 of the third embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals for the sake of simplicity, and description thereof is omitted.
FIG. 8A is a schematic side view showing the configuration of the main part of the fixing unit 160 according to the fourth embodiment.
In the fixing unit 160 shown in FIG. 8A, an elongate support member 162, a power supply member 144 a, and a power supply member 144 b (not shown) are arranged inside the fixing belt 150. The support member 162 is formed with an arcuate sliding contact surface 162 c that is in sliding contact with the inner periphery of the fixing belt 150. Further, as shown in FIG. 8B, the support member 162 has notches 162a and 162b formed at both ends in the length direction. A power supply member 144a is disposed at the position of the notch 162a, and is biased (in the direction of arrow E) by a compression coil spring 165 attached to the support member 162. As a result, the power supply member 144a is brought into sliding contact with the inner peripheral surface D5c (see FIG. 7B) of the first electrode layer D5 of the fixing belt 150. The same applies to the notch 162b. A power supply member 144b (not shown) is arranged and is urged by the compression coil spring 165. As a result, the power supply member 144b is brought into sliding contact with the inner peripheral surface D5c (see FIG. 7B) of the first electrode layer D5 of the fixing belt 150.

本実施の形態においても、第3の実施の形態の定着ベルト150を用いており、抵抗発熱体層152の厚み方向Tに電流が流れるので、従来の定着装置と比べて、通電距離Lが大幅に短くなり、第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
[変形例]
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
Also in this embodiment, since the fixing belt 150 of the third embodiment is used and a current flows in the thickness direction T of the resistance heating element layer 152, the energization distance L is significantly larger than that of the conventional fixing device. The effect similar to that of the third embodiment can be obtained.
[Modification]
As described above, the present invention has been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications can be implemented.

(1)上記実施の形態では、定着ベルトの抵抗発熱体層を、耐熱性の絶縁樹脂と、当該絶縁樹脂中に均一に分散された導電性フィラーとからなる構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、これらに加えて、機械的強度を高めるために、ガラスファイバー、ウィスカ、酸化チタン、チタン酸カリウムなどを用いてもよく、また、熱伝導性を高めるために、窒化アルミ、アルミナなどを用いても構わない。さらに、製造安定性を向上させるため、イミド化剤、カップリング剤、界面活性剤、消泡剤などを加えても良い。   (1) In the above embodiment, the resistance heating element layer of the fixing belt has been configured to include a heat-resistant insulating resin and a conductive filler uniformly dispersed in the insulating resin. Not what you want. For example, in addition to these, glass fiber, whisker, titanium oxide, potassium titanate, or the like may be used to increase mechanical strength, and aluminum nitride, alumina, or the like is used to increase thermal conductivity. It doesn't matter. Furthermore, an imidizing agent, a coupling agent, a surfactant, an antifoaming agent, or the like may be added to improve production stability.

また、導電性フィラーとして、金属粉末や炭素化合物粉末を用いる構成を示したが、これに限定するものではなく、例えば、金属合金や金属間化合物などの導電性粒子を用いた構成としてもよい。金属粉末や炭素化合物粉末に、金属合金や金属間化合物などの導電性粒子を加えた構成とすることもできる。
抵抗発熱体層の構成は、定着ベルトの仕様に応じて、適宜選択することができる。
Moreover, although the structure which uses a metal powder or a carbon compound powder was shown as an electroconductive filler, it is not limited to this, For example, it is good also as a structure using electroconductive particles, such as a metal alloy and an intermetallic compound. It can also be set as the structure which added electroconductive particles, such as a metal alloy and an intermetallic compound, to the metal powder or the carbon compound powder.
The configuration of the resistance heating element layer can be appropriately selected according to the specifications of the fixing belt.

(2)上記実施の形態では、抵抗発熱体層が、定着ベルトの通紙領域R1だけでなく、非通紙領域R2,R3に亘って形成された構成を示したが、抵抗発熱体層は、少なくとも通紙領域R1にあればよいので、非通紙領域R2,R3に抵抗発熱体層がない構成とすることができる。この場合には、定着ベルトの非通紙領域R2,R3での発熱を抑制することができるので、熱効率を高めることができる。もっとも、この場合、非通紙領域R2,R3においては、第1および第2の電極層の間に絶縁層を設けるのが好ましい。それにより、第1および第2の電極層の間での放電を防止するとともに、第1および第2の電極層の間の沿面距離を所定値以上確保することができる。   (2) In the above embodiment, the resistance heating element layer is formed not only in the sheet passing area R1 but also in the non-sheet passing areas R2 and R3 of the fixing belt. Since at least the sheet passing area R1 is sufficient, the non-sheet passing areas R2 and R3 can be configured to have no resistance heating element layer. In this case, heat generation can be suppressed because heat generation in the non-sheet passing regions R2 and R3 of the fixing belt can be suppressed. In this case, however, it is preferable to provide an insulating layer between the first and second electrode layers in the non-sheet passing regions R2 and R3. Thereby, while preventing the discharge between the 1st and 2nd electrode layer, the creeping distance between the 1st and 2nd electrode layer can be ensured more than predetermined value.

(3)上記実施の形態では、第1の電極層と第2の電極層とが同じ金属材料(ニッケル)からなる構成を示したが、これに限定するものではなく、異なる金属材料で構成することもできる。
(4)上記実施の形態では、定着ベルトが、絶縁層、第2の電極層、抵抗発熱体層、第1の電極層、弾性層および離型層がこの順で積層された積層構造を有する構成を示したが、これに限定するものではない。定着ベルトにおいて、抵抗発熱体層の少なくとも通紙領域に対応する部分の全域が、第1および第2の電極層に挟まれるように積層されていればよく、定着ベルト、または定着部の仕様に応じて、定着ベルトの構成を適宜選択することができる。
(3) In the above embodiment, the first electrode layer and the second electrode layer are composed of the same metal material (nickel). However, the present invention is not limited to this and is composed of different metal materials. You can also
(4) In the above embodiment, the fixing belt has a laminated structure in which the insulating layer, the second electrode layer, the resistance heating element layer, the first electrode layer, the elastic layer, and the release layer are laminated in this order. Although the configuration is shown, it is not limited to this. In the fixing belt, it suffices that at least the entire portion of the resistance heating element layer corresponding to the sheet passing region is laminated so as to be sandwiched between the first and second electrode layers. Accordingly, the configuration of the fixing belt can be appropriately selected.

例えば、他の部材との絶縁性を確保できるのであれば、定着ベルト自体に絶縁層を設ける必要はない。この場合には、定着ベルトの電極層は、例えば、SUS等の芯金上に直接メッキ処理することにより形成することができる。このようにSUS等の芯金上にメッキ処理する場合には、予め芯金に離型剤を塗っておくことにより、形成された電極層を取外し易くすることができる。   For example, if it is possible to ensure insulation from other members, it is not necessary to provide an insulating layer on the fixing belt itself. In this case, the electrode layer of the fixing belt can be formed, for example, by direct plating on a core metal such as SUS. Thus, when plating on the core metal such as SUS, the formed electrode layer can be easily removed by applying a release agent to the core metal in advance.

(5)上記第1の実施の形態では、定着ベルト51を挟み込む押圧ローラ52が、定着ベルト51の内側に遊嵌された構成を示したが、これに限定するものではなく、例えば、押圧ローラ52が定着ベルト51の内側に絞まり嵌めされた構成としても構わない。
(6)上記実施の形態では、給電部材を付勢する付勢部材として圧縮コイルばねを用いた構成を示したが、これに限定するものではなく、例えば、板バネを用いて付勢する構成としてもよい。
(5) In the first embodiment, the configuration in which the pressing roller 52 that sandwiches the fixing belt 51 is loosely fitted inside the fixing belt 51 is shown, but the present invention is not limited to this. The configuration may be such that 52 is squeezed and fitted inside the fixing belt 51.
(6) In the above-described embodiment, the configuration using the compression coil spring as the biasing member that biases the power supply member is shown. However, the configuration is not limited to this. For example, the configuration using the leaf spring is used. It is good.

(7)上記実施の形態において、給電部材の大きさ、形状、配置等を限定するものではない。給電部材と定着ベルトの電極層との接触が良好に維持できればよく、給電部材の大きさ、形状、配置等は、定着部の仕様に応じて、適宜選択することができる。
例えば、給電部材より定着ベルトの電極層に電流を供給したとき、電極層の内部では、多少なりとも電位勾配が生じることから、上記第1の実施の形態のように給電部材をベルト幅方向両端にそれぞれ配した構成は、上記第2の実施の形態のように給電部材をベルト幅方向一端にのみ配した構成と比べて、抵抗発熱体層を流れる電流分布を均一にすることができ、よって温度ムラを抑制することができるので、この点において好ましい。
(7) In the said embodiment, the magnitude | size, shape, arrangement | positioning, etc. of an electric power feeding member are not limited. It is only necessary to maintain good contact between the power supply member and the electrode layer of the fixing belt, and the size, shape, arrangement, and the like of the power supply member can be appropriately selected according to the specifications of the fixing unit.
For example, when a current is supplied from the power supply member to the electrode layer of the fixing belt, a potential gradient is generated in the electrode layer. Therefore, the power supply member is connected to both ends in the belt width direction as in the first embodiment. Compared with the configuration in which the power feeding member is disposed only at one end in the belt width direction as in the second embodiment, the configuration disposed in each can make the current distribution flowing through the resistance heating element layer uniform. This is preferable in this respect because temperature unevenness can be suppressed.

(8)上記実施の形態では、画像形成装置として、タンデム型フルカラープリンタを用いて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限らず、抵抗発熱体を用いた定着部を有する複写機、ファクシミリ装置、プリンタなどに適用することができる。
また、上記実施の形態及び変形例の内容は、可能な限り組み合わせても構わない。
(9)上記第1の実施の形態では、定着部5が備えた定着ベルト51の製造方法について説明したが、定着ベルトの製造方法を特に限定するものではない。例えば、第1および第2の電極層D1,D2の形成では、ニッケル箔を導電性接着剤で接着させるようにしてもよいし、ニッケルをインク状またはペースト状にして塗布しても構わない。
(8) In the above embodiment, a tandem full-color printer has been described as the image forming apparatus. However, the scope of the present invention is not limited to this, and a copying machine having a fixing unit using a resistance heating element, The present invention can be applied to a facsimile machine, a printer, and the like.
Further, the contents of the above-described embodiment and modification examples may be combined as much as possible.
(9) In the first embodiment, the method for manufacturing the fixing belt 51 provided in the fixing unit 5 has been described. However, the method for manufacturing the fixing belt is not particularly limited. For example, in forming the first and second electrode layers D1 and D2, a nickel foil may be adhered with a conductive adhesive, or nickel may be applied in an ink form or a paste form.

定着ベルトの仕様または用途に合わせて、その製造方法を適宜選択することができる。   The manufacturing method can be appropriately selected according to the specification or application of the fixing belt.

本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体層を有するベルトを用いた定着装置において、当該ベルトの耐久性を向上させる技術として利用できる。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus using the fixing device, and in particular, in a fixing device using a belt having a resistance heating element layer, can be used as a technique for improving the durability of the belt.

1 プリンタ
3 画像プロセス部
3 作像部
4 給紙部
5 定着部
10 光学部
11 中間転写ベルト
12 駆動ローラ
13 従動ローラ
31 感光体ドラム
32 帯電器
33 現像器
34 一次転写ローラ
35 クリーナ
41 給紙カセット
42 ローラ
43 搬送路
44 タイミングローラ対
45 二次転写ローラ
46 二次転写位置
51 定着ベルト
52 押圧ローラ
53 加圧ローラ
54a 給電部材(第1の給電部材)
54b 給電部材(第2の給電部材)
56a,56b 付勢部
60 制御部
71 排出ローラ対
72 排出トレイ
100,140,160 定着部
104a,104b 給電部材
110,150 定着ベルト
112,152 抵抗発熱体層
144a,144b 給電部材
162 支持部材
500 電源
511 絶縁層
512 抵抗発熱体層
512a,512b 端部(抵抗発熱体層)
513 弾性層
514 離型層
R1 通紙領域
R2,R3 非通紙領域
D1,D3,D5 第1の電極層
D1a,D1b 端部(第1の電極層)
D1c 外周面(第1の電極層)
D2,D4,D6 第2の電極層
D2b 端部(第2の電極層)
D2c 外周面(第2の電極層)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printer 3 Image process part 3 Image forming part 4 Paper feed part 5 Fixing part 10 Optical part 11 Intermediate transfer belt 12 Drive roller 13 Driven roller 31 Photoreceptor drum 32 Charger 33 Developer 34 Primary transfer roller 35 Cleaner 41 Paper feed cassette 42 Roller 43 Conveying path 44 Timing roller pair 45 Secondary transfer roller 46 Secondary transfer position 51 Fixing belt 52 Pressing roller 53 Pressure roller 54a Power supply member (first power supply member)
54b Power supply member (second power supply member)
56a, 56b Energizing section 60 Control section 71 Discharge roller pair 72 Discharge tray 100, 140, 160 Fixing section 104a, 104b Power supply member 110, 150 Fixing belt 112, 152 Resistance heating element layer 144a, 144b Power supply member 162 Support member 500 Power supply 511 Insulating layer 512 Resistance heating element layer 512a, 512b End (resistance heating element layer)
513 Elastic layer 514 Release layer R1 Paper passing area R2, R3 Non-paper passing area D1, D3, D5 First electrode layer D1a, D1b End (first electrode layer)
D1c Outer peripheral surface (first electrode layer)
D2, D4, D6 Second electrode layer D2b End (second electrode layer)
D2c outer peripheral surface (second electrode layer)

Claims (12)

抵抗発熱体層を有する無端状のベルトの周面に加圧部材を押圧させてニップ部を形成し、当該ニップ部に未定着画像が形成された記録シートを通紙して熱定着させる定着装置であって、
前記ベルトは、前記抵抗発熱層の、少なくとも記録シートの通紙領域に対応する部分の全域を挟むようにして積層された第1および第2の電極層を有し、
当該第1と第2の電極層を介して前記抵抗発熱層に給電するように構成されている
ことを特徴とする定着装置。
A fixing device that forms a nip portion by pressing a pressing member on the peripheral surface of an endless belt having a resistance heating element layer, and passes a recording sheet on which an unfixed image is formed in the nip portion to thermally fix the nip portion. Because
The belt has first and second electrode layers stacked so as to sandwich at least the entire portion of the resistance heating layer corresponding to the sheet passing area of the recording sheet,
The fixing device is configured to supply power to the resistance heating layer via the first and second electrode layers.
前記抵抗発熱層は、耐熱性の絶縁樹脂と、当該絶縁樹脂中に分散された導電性フィラーとからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The fixing device according to claim 1, wherein the resistance heating layer includes a heat-resistant insulating resin and a conductive filler dispersed in the insulating resin.
前記ベルトの幅方向の両端部において、前記第1と第2の電極層の少なくとも一方の電極層の端部が、前記抵抗発熱体層の端部よりも後退するように形成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。
At both ends in the width direction of the belt, an end of at least one of the first and second electrode layers is formed so as to recede from an end of the resistance heating element layer. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is a fixing device.
前記ベルトの幅方向の両端部において、前記第1と第2の電極層の沿面距離が5[mm]以上である
ことを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
The fixing device according to claim 3, wherein a creepage distance between the first and second electrode layers is 5 [mm] or more at both ends in the width direction of the belt.
前記第1と第2の電極層のそれぞれの非通紙領域部分に接して給電するための第1と第2の給電部材を備え、
前記第1の給電部材と第2の電極層間の空間距離、前記第2の給電部材と第1の電極層間の空間距離が、それぞれ所定値以上となるように、前記第1と第2の給電部材の配設位置が決定されている
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の定着装置。
Comprising first and second power supply members for supplying power in contact with the respective non-sheet passing regions of the first and second electrode layers;
The first and second power feeds so that the spatial distance between the first power feed member and the second electrode layer and the spatial distance between the second power feed member and the first electrode layer are equal to or greater than a predetermined value, respectively. The fixing device according to claim 1, wherein an arrangement position of the member is determined.
前記所定値は、4[mm]以上である
ことを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
The fixing device according to claim 5, wherein the predetermined value is 4 mm or more.
前記ベルトにおいて、前記抵抗発熱体層を挟んでベルトの外周側が前記第1の電極層、ベルトの内周側が前記第2の電極層としたときに、
前記第2の電極層の、前記ベルトの幅方向の少なくとも一方の端部が、前記抵抗発熱体層および第1の電極層の各端部よりもベルト幅方向外側に延びて、その部分の外周面が露出されており、
前記第2の給電部材が、前記第2の電極層の、前記露出された外周面に接し、かつ前記第1の給電部材が前記第1の電極層の外周面に接するように配設されている
ことを特徴とする請求項5または6に記載の定着装置。
In the belt, when the outer peripheral side of the belt sandwiches the resistance heating element layer is the first electrode layer, and the inner peripheral side of the belt is the second electrode layer,
At least one end portion of the second electrode layer in the width direction of the belt extends outward in the belt width direction from each end portion of the resistance heating element layer and the first electrode layer, and an outer periphery of the portion. The surface is exposed,
The second power supply member is disposed so as to be in contact with the exposed outer peripheral surface of the second electrode layer, and the first power supply member is in contact with an outer peripheral surface of the first electrode layer. The fixing device according to claim 5, wherein the fixing device is a fixing device.
前記ベルトにおいて、前記抵抗発熱体層を挟んでベルトの外周側が前記第1の電極層、ベルトの内周側が前記第2の電極層としたときに、
前記第1の給電部材が前記第1の電極層の外周面に接し、前記第2の給電部材が前記第2の電極層の内周面に接するように配置されている
ことを特徴とする請求項5または6に記載の定着装置。
In the belt, when the outer peripheral side of the belt sandwiches the resistance heating element layer is the first electrode layer, and the inner peripheral side of the belt is the second electrode layer,
The first power supply member is disposed so as to contact an outer peripheral surface of the first electrode layer, and the second power supply member is disposed so as to contact an inner peripheral surface of the second electrode layer. Item 7. The fixing device according to Item 5 or 6.
前記ベルトにおいて、前記抵抗発熱体層を挟んでベルトの外周側が前記第1の電極層、ベルトの内周側が前記第2の電極層としたときに、
前記第1の電極層の、前記ベルトの幅方向の少なくとも一方の端部が、前記抵抗発熱体層および第2の電極層の各端部よりもベルト幅方向外側に延びて、その部分の内周面が露出されており、
前記第1の給電部材が、前記第1の電極層の、前記露出された内周面に接し、かつ前記第2の給電部材が前記第2の電極層の内周面に接するように配設されている
ことを特徴とする請求項5または6に記載の定着装置。
In the belt, when the outer peripheral side of the belt sandwiches the resistance heating element layer is the first electrode layer, and the inner peripheral side of the belt is the second electrode layer,
At least one end of the first electrode layer in the width direction of the belt extends outward in the belt width direction from each end of the resistance heating element layer and the second electrode layer, The peripheral surface is exposed,
The first power supply member is disposed so as to be in contact with the exposed inner peripheral surface of the first electrode layer, and the second power supply member is in contact with an inner peripheral surface of the second electrode layer. The fixing device according to claim 5, wherein the fixing device is provided.
前記第1の給電部材が、前記ベルトの幅方向の一方の端部に配設されていて、その反対側の端部に、前記第2の給電部材が配設されている
ことを特徴とする請求項5から9のいずれかに記載の定着装置。
The first power supply member is disposed at one end of the belt in the width direction, and the second power supply member is disposed at the opposite end. The fixing device according to claim 5.
前記抵抗発熱体層の前記絶縁樹脂は、ポリイミド樹脂である
ことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の定着装置。
The fixing device according to claim 1, wherein the insulating resin of the resistance heating element layer is a polyimide resin.
請求項1から11のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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