JP2013083683A - Belt fixing device and image forming device including the same - Google Patents

Belt fixing device and image forming device including the same Download PDF

Info

Publication number
JP2013083683A
JP2013083683A JP2011221583A JP2011221583A JP2013083683A JP 2013083683 A JP2013083683 A JP 2013083683A JP 2011221583 A JP2011221583 A JP 2011221583A JP 2011221583 A JP2011221583 A JP 2011221583A JP 2013083683 A JP2013083683 A JP 2013083683A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing
belt
heating
fixing device
fixing belt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011221583A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kageyama
洋行 景山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2011221583A priority Critical patent/JP2013083683A/en
Publication of JP2013083683A publication Critical patent/JP2013083683A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secure and energy-saving belt fixing device configured to be warmed up in a short time, and to provide an image forming device including the same.SOLUTION: The fixing device 15 includes a fixing roller 15a, a pressure roller 15b, a fixing belt 64, and a heating member 60. In the fixing device 15, the fixing belt 64 is stretched between the fixing roller 15a and the heating member 60, and the heating roller 15b is arranged so as to face the fixing roller 15a across the fixing belt 64. On the outside surface of the heating member 60, a groove is formed so as to be perpendicular to or inclined with respect to the moving direction of the fixing belt 64. The groove is filled with highly heat-conductive grease to easily eliminate temperature variation to be caused by film thickness variation of a conductive film, thereby achieving uniform temperature distribution.

Description

本発明は、熱および加圧によってトナー像を記録媒体に定着させるベルト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 fixing device that fixes a toner image on a recording medium by heat and pressure, and an image forming apparatus using the belt fixing device.

複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。熱ローラ定着方式の定着装置は、互いに圧接されたローラ対(定着ローラおよび加圧ローラ)を備え、このローラ対の両方あるいはいずれか一方の内部に配置されたハロゲンヒーター等からなる加熱手段によってローラ対を所定の温度(定着温度)に加熱した後、定着トナー像が形成された記録紙などの記録媒体をローラ対の圧接部(定着ニップ部)に給紙し、圧接部を通過させることで、熱と圧力によって記録紙にトナー像の定着を行うようになっている。   As a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a heat roller fixing type fixing device is frequently used. A heat roller fixing type fixing device includes a roller pair (fixing roller and pressure roller) that are in pressure contact with each other, and is heated by a heating unit including a halogen heater or the like disposed inside or both of the roller pair. After the pair is heated to a predetermined temperature (fixing temperature), a recording medium such as a recording sheet on which a fixed toner image is formed is fed to the pressure contact portion (fixing nip portion) of the roller pair and passed through the pressure contact portion. The toner image is fixed on the recording paper by heat and pressure.

ところで、カラー画像形成装置に備えられる定着装置においては、定着ローラ表層にシリコンゴム等からなる弾性層を設けた弾性ローラを用いることが一般的である。定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラ表面が、未定着トナー像の凸凹に対応して弾性変形し、トナー像面を覆い包むように接触するため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー像に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。また、定着ニップ部での弾性層の歪開放効果によって、モノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対して離型性を向上することができる。さらに、定着ニップのニップ形状が上(定着ローラ側)に凸(所謂、逆ニップ形状)となることから、記録紙の剥離性能を向上させることができ、剥離爪等の剥離手段を用いずとも記録紙の剥離が可能となり(セルフストリッピング)、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。   By the way, in a fixing device provided in a color image forming apparatus, it is common to use an elastic roller provided with an elastic layer made of silicon rubber or the like on the surface of the fixing roller. By using an elastic roller as the fixing roller, the surface of the fixing roller is elastically deformed corresponding to the unevenness of the unfixed toner image, and comes into contact so as to cover the toner image surface. It is possible to perform heat fixing on an unfixed toner image satisfactorily. In addition, due to the strain relief effect of the elastic layer at the fixing nip, it is possible to improve the releasability for color toners that are more likely to be offset than in monochrome. Further, since the nip shape of the fixing nip is convex upward (on the fixing roller side) (so-called reverse nip shape), it is possible to improve the recording paper peeling performance without using a peeling means such as a peeling claw. The recording paper can be peeled off (self-stripping), and image defects caused by the peeling means can be eliminated.

このようなカラー画像形成装置に備えられる定着装置において、高速化に対応するには、定着ニップ部のニップ幅を広くする必要がある。ニップ幅を広くする方法としては、定着ローラの弾性層の層厚を厚くすることや、定着ローラ径を大きくするなどの方法がある。しかしながら、弾性層を具備した定着ローラでは、弾性層の熱伝導性が非常に低いので、定着ローラ内部に加熱手段がある場合、プロセス速度を高速化した場合に定着ローラ温度が追従しなくなる問題がある。一方、定着ローラ径を大きくした場合には、ウオームアップ時間が長くなったり、消費電力が増大するといった問題がある。   In the fixing device provided in such a color image forming apparatus, it is necessary to widen the nip width of the fixing nip portion in order to cope with the high speed. As a method for widening the nip width, there are methods such as increasing the thickness of the elastic layer of the fixing roller and increasing the diameter of the fixing roller. However, in a fixing roller having an elastic layer, since the thermal conductivity of the elastic layer is very low, there is a problem that the temperature of the fixing roller does not follow when the process speed is increased when there is a heating means inside the fixing roller. is there. On the other hand, when the diameter of the fixing roller is increased, there are problems that the warm-up time becomes longer and the power consumption increases.

このような問題を解決するカラー画像形成装置に備えられる定着装置として、特許文献1には、定着ローラと加熱ローラとの間に定着ベルトを掛け渡し、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラとを圧接させた構成のベルト定着方式の定着装置が開示されている。このベルト定着方式の定着装置では、熱容量が小さい定着ベルトを加熱するため、ウオームアップ時間が短く、また定着ローラにハロゲンランプ等の熱源を内蔵する必要がないので、スポンジゴム等からなる低硬度の弾性層を厚く設けることができ、広いニップ幅を確保することができる。   As a fixing device provided in a color image forming apparatus that solves such a problem, Patent Document 1 discloses that a fixing belt is stretched between a fixing roller and a heating roller, and the fixing roller and the pressure roller are interposed via the fixing belt. A belt-fixing type fixing device having a configuration in which the two are in pressure contact with each other is disclosed. In this belt fixing type fixing device, since the fixing belt having a small heat capacity is heated, the warm-up time is short, and it is not necessary to incorporate a heat source such as a halogen lamp in the fixing roller. A thick elastic layer can be provided, and a wide nip width can be secured.

さらに、特許文献2には、ベルト定着方式の定着装置において、加熱手段を面状発熱体として加熱部材と定着ベルトとの接触面積を確保し、加熱部材を定着ローラに近接配置した面状発熱ベルト定着方式の定着装置が開示されている。この面状発熱ベルト定着方式の定着装置では、加熱部材の曲率が定着ローラの曲率よりも大きいために定着ベルトとの接触面積が確保されると同時に低熱容量化が両立しており、加熱手段としての面状発熱体が定着ベルトを直接加熱することから、ハロゲンランプ等を用いて間接的に加熱ローラを加熱する方式に比べて熱応答速度も向上し、ウオームアップ時間の更なる短縮や更なる省エネ化が達成できる。   Further, in Patent Document 2, in a belt fixing type fixing device, a heating unit is used as a planar heating element to secure a contact area between the heating member and the fixing belt, and the heating member is disposed close to the fixing roller. A fixing type fixing device is disclosed. In this sheet heating belt fixing type fixing device, since the curvature of the heating member is larger than the curvature of the fixing roller, a contact area with the fixing belt is ensured and at the same time a low heat capacity is achieved. Since the sheet heating element directly heats the fixing belt, the thermal response speed is improved compared to the method of indirectly heating the heating roller using a halogen lamp or the like, and the warm-up time is further shortened or further increased. Energy saving can be achieved.

特許文献3には、断面円弧状の曲面を備えたアルミニウム等の高熱伝導材料で構成された加熱パネルの裏面に、ポリイミド樹脂等からなる絶縁層の上にステンレスなどの高抵抗金属材料、或いはポリイミド樹脂等に銀を分散させた材料等で構成した発熱線で、定着ベルトの運動方向と直角方向で複数回折り返してパターン化した構成の面状の抵抗発熱体が配置された、直接加熱方式の定着装置が開示されている。なお、加熱パネル内側には加熱パネルの温度を検出する温度センサが配置されている。   In Patent Document 3, a high-resistance metal material such as stainless steel or a polyimide on an insulating layer made of a polyimide resin or the like on the back surface of a heat panel made of a highly heat-conductive material such as aluminum having a curved surface with an arc-shaped cross section. A heating wire composed of a material in which silver is dispersed in a resin or the like, and a planar resistance heating element having a configuration in which a plurality of patterns are bent back and forth in a direction perpendicular to the direction of movement of the fixing belt. A fixing device is disclosed. A temperature sensor that detects the temperature of the heating panel is disposed inside the heating panel.

被加熱部材である定着ベルトは固定配置された加熱パネルと加圧パッドとの間に架設され、押圧部材である加圧ローラが定着ベルトを挟んで加圧パッドに向けて押圧されている。定着ベルトは、加圧ローラの回転により加熱パネルの表面を摺接しながら移動する間に熱が伝達され、定着ベルトは定着処理に適した温度に加熱される。   The fixing belt, which is a member to be heated, is installed between a heating panel fixedly disposed and a pressure pad, and a pressure roller, which is a pressing member, is pressed toward the pressure pad with the fixing belt interposed therebetween. Heat is transmitted while the fixing belt moves while sliding on the surface of the heating panel by the rotation of the pressure roller, and the fixing belt is heated to a temperature suitable for the fixing process.

トナー像が転写された記録媒体を、定着ベルトと加圧ローラとの間を通過させることで、加熱定着処理が行われる。なお、加圧パッドを加圧ローラに置き換えることもできる(特許文献3参照)。   A heat fixing process is performed by passing the recording medium onto which the toner image has been transferred between a fixing belt and a pressure roller. The pressure pad can be replaced with a pressure roller (see Patent Document 3).

また、定着ベルトの内面に潤滑材を用いて、定着ベルトの走行安定性を得る方法は、特許文献4に記載されており、潤滑性効果だけでなく、熱伝導性効果もあることは類推できる。しかし、ベルトの長手方向の蛇行防止については効果が不十分である。   Further, a method for obtaining the running stability of the fixing belt by using a lubricant on the inner surface of the fixing belt is described in Patent Document 4, and it can be analogized that there is not only a lubricating effect but also a thermal conductivity effect. . However, the effect of preventing meandering in the longitudinal direction of the belt is insufficient.

特開平10−307496号公報JP-A-10-30796 特開2002−333788号公報JP 2002-333788 A 特開2003−287970号公報JP 2003-287970 A 特開2004−286929号公報JP 2004-286929 A

しかしながら、加熱部材が、面状発熱体として抵抗発熱体を用い、基材の上に電気絶縁層と抵抗発熱層を積層してなる面状発熱体であり、上記抵抗発熱層を上記基材に対して上記定着ベルト側に形成したベルト定着方式では、基材と電気絶縁層と抵抗発熱層の線膨張係数が異なるために剥離が生じ、発熱層が剥離し、安全上問題である。また、定着ローラの曲率よりも加熱部材の曲率が大きいため、定着ベルトが滑らかに接触に入らない、或いは滑らかに接触から離れないため、定着ベルトの回転ムラが生じ、さらには定着ベルトの寿命が短くなる。   However, the heating member is a planar heating element in which a resistance heating element is used as the planar heating element, and an electrical insulating layer and a resistance heating layer are laminated on the substrate, and the resistance heating layer is attached to the substrate. On the other hand, in the belt fixing method formed on the fixing belt side, peeling occurs because the linear expansion coefficients of the base material, the electrical insulating layer, and the resistance heating layer are different, and the heating layer peels off, which is a safety problem. In addition, since the curvature of the heating member is larger than the curvature of the fixing roller, the fixing belt does not smoothly enter or exit from the contact, resulting in uneven rotation of the fixing belt and further the life of the fixing belt. Shorter.

また前記した直接加熱方式の定着装置のように、加熱パネルの内側に抵抗発熱体を配置し、該抵抗発熱体を、定着ベルトの運動方向と直角方向で複数回折り返した帯状の抵抗発熱体とした構成では、定着ベルト全体にわたって発熱のムラが発生しない可能性があるが、抵抗発熱体は、SUSのような金属の薄板とポリイミド樹脂製の板を貼り付け、金属薄板側に折り返しパターンと端子を残し、これをエッチングしてパターンのある部分の金属だけを残すことによって得られる発熱体であり、これを加熱パネルの裏側に、例えば接着、または機械的に押圧することで配置すると、どうしても接触熱抵抗の不均一な部分が生じ、また熱膨張係数の違いにより、SUS薄板の剥離が生じるため、その部分が過熱して有機絶縁層から発煙することになり安全上の問題がある。   Further, as in the above-described direct heating type fixing device, a resistance heating element is arranged inside the heating panel, and the resistance heating element is a band-like resistance heating element that is folded back multiple times in the direction perpendicular to the direction of movement of the fixing belt. In the configuration described above, there is a possibility that non-uniformity of heat generation does not occur over the entire fixing belt. However, the resistance heating element is formed by attaching a thin metal plate such as SUS and a polyimide resin plate, and a folded pattern and terminal on the thin metal plate side. Is a heating element obtained by etching and leaving only the metal in the pattern part, and if this is placed on the back side of the heating panel, for example, by bonding or mechanically pressing, it will inevitably come into contact A non-uniform portion of the thermal resistance is generated, and the SUS thin plate is peeled off due to a difference in thermal expansion coefficient, so that the portion overheats and emits smoke from the organic insulating layer. Ri there is a safety problem.

一方、無機材料から構成されるセラミックヒーターを上記加熱パネル部に配置することも考えられるが、平板のセラミックヒーターからの熱を定着ベルトに効率よく伝えることは、伝熱部材の熱容量及び伝熱面積の点で難しい。   On the other hand, it is conceivable to arrange a ceramic heater made of an inorganic material in the heating panel section. However, it is possible to efficiently transfer heat from the flat ceramic heater to the fixing belt. Difficult in terms of

この発明は、上記した課題を解決し、短時間でウオームアップを行うことが可能な安全で省エネ効率の良いベルト定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a safe and energy-saving belt fixing device capable of warming up in a short time and an image forming apparatus using the same. .

本発明は、記録媒体上に担持されているトナー像を記録媒体上に加熱加圧して定着する定着装置であって、
定着部材と、加熱部材と、前記定着部材及び前記加熱部材との間に張架された無端状定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着部材に対向する加圧部材と、を備え、
前記加熱部材は、略半円筒形状を有して、前記定着ベルトと接触して前記定着ベルトを加熱する加熱部には、絶縁層の厚み方向一表面に通電によって発熱する導電膜が製膜され、前記定着ベルトと摺動接する表面に、前記定着ベルトが移動する方向に対して直交又は傾斜角度を有して溝が形成されていることを特徴とする。
The present invention is a fixing device for fixing a toner image carried on a recording medium by heating and pressing on the recording medium,
A fixing member, a heating member, an endless fixing belt stretched between the fixing member and the heating member, and a pressure member facing the fixing member via the fixing belt,
The heating member has a substantially semi-cylindrical shape, and a conductive film that generates heat by energization is formed on one surface in the thickness direction of the insulating layer in the heating portion that heats the fixing belt in contact with the fixing belt. A groove is formed on the surface in sliding contact with the fixing belt so as to have a right angle or an inclined angle with respect to the direction in which the fixing belt moves.

このベルト定着装置によれば、加熱部材の外側表面に定着ベルトの移動方向に対して直行または傾斜角度を有して溝を形成することで、導電膜の膜厚バラツキによる温度バラツキを容易に均一化することが可能となる。   According to this belt fixing device, by forming a groove on the outer surface of the heating member so as to be perpendicular or inclined with respect to the moving direction of the fixing belt, temperature variations due to film thickness variations of the conductive film can be made uniform easily. Can be realized.

本発明のベルト定着装置において、前記溝には高熱伝導性のグリスが充填されていることを特徴とする。   In the belt fixing device of the present invention, the groove is filled with highly heat conductive grease.

また、このベルト定着装置によれば、溝に高伝熱性のグリスを充填することで、溝に沿って熱伝導拡散するため溝の温度は均一になり、定着ベルトの回転に伴い定着ベルとは長手方向に対してより均一の温度分布となる。   In addition, according to this belt fixing device, by filling the groove with highly heat-conductive grease, heat conduction and diffusion are performed along the groove, so that the temperature of the groove becomes uniform. The temperature distribution is more uniform in the longitudinal direction.

本発明のベルト定着装置において、前記定着ベルトが移動する方向に対して直交又は傾斜角度を有して形成された前記溝は、前記定着ベルトの移動方向と直行する方向を長手とする前記加熱部の長手中央部で対照に形成されていることを特徴とする。   In the belt fixing device of the present invention, the groove formed at a right angle or an inclination angle with respect to the direction in which the fixing belt moves has the heating unit having a direction perpendicular to the moving direction of the fixing belt as a longitudinal direction. It is characterized in that it is formed as a contrast at the longitudinal central part of.

また、このベルト定着装置によれば、加熱部の長手中央部で対照になるよう溝を配置することで、定着ベルトは寄り速度が小さくなり、柔軟性が高く剥離性の良好な定着ベルトを使用することが可能となる。したがって高品質な画像が安定して得られ、しかも定着ベルトの寿命が長くなる。   Also, according to this belt fixing device, by arranging a groove so as to be a contrast at the longitudinal center portion of the heating unit, the fixing belt has a low shifting speed, and uses a fixing belt having high flexibility and good releasability. It becomes possible to do. Therefore, a high-quality image can be stably obtained, and the life of the fixing belt is extended.

本発明のベルト定着装置において、前記加熱部材は、前記定着ベルトの移動方向と直行する方向を長手とする前記加熱部の長手両端部においてそれぞれ前記定着ベルトの移動方向に前記溝が形成されていることを特徴とする。   In the belt fixing device of the present invention, the heating member has the grooves formed in the moving direction of the fixing belt at both longitudinal end portions of the heating unit having a longitudinal direction as a direction orthogonal to the moving direction of the fixing belt. It is characterized by that.

また、このベルト定着装置によれば、高熱伝導グリスが加熱部の必要な領域よりも外側に漏れ出し定着ベルト表面(画像に接する面)を汚染しないようにできる。   Further, according to this belt fixing device, it is possible to prevent the high heat conductive grease from leaking outside the necessary area of the heating unit and contaminating the surface of the fixing belt (the surface in contact with the image).

本発明のベルト定着装置において、前記加熱部材は、前記加熱部材の長手方向内側の前記定着ベルトの移動方向に対して直交または傾斜角度を持って形成された前記溝よりも前記定着ベルトの移動方向の前記溝は深く形成されていることを特徴とする。   In the belt fixing device according to the aspect of the invention, the heating member may move in the moving direction of the fixing belt rather than the groove formed at a right angle or an inclination angle with respect to the moving direction of the fixing belt inside the longitudinal direction of the heating member. The groove is formed deeply.

また、このベルト定着装置によれば、定着ベルトの回転移動に伴い長手方向内側から外側にグリスが移動するときに、外側の溝からグリスがオーバーフローしないようにできる。   Further, according to this belt fixing device, when the grease moves from the inner side in the longitudinal direction to the outer side with the rotational movement of the fixing belt, the grease can be prevented from overflowing from the outer groove.

本発明のベルト定着装置において、通電により発熱する前記導電膜は、ITO、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、フッ素添加酸化スズ、ニオブ添加二酸化チタンのいずれかから選ばれる材料を用いることを特徴とする。   In the belt fixing device of the present invention, the conductive film that generates heat when energized uses a material selected from ITO, aluminum-added zinc oxide, gallium-added zinc oxide, fluorine-added tin oxide, and niobium-added titanium dioxide. And

また、このベルト定着装置によれば、接触熱抵抗を抑制するためには発熱体が基材に密着して製膜されることが必要であり、そのために蒸着などにより製膜が可能な材料を用いている。さらに、透明な導電膜を形成することが可能である為、製造工程で製膜不良を短時間に検査除外することが可能となり、品質管理が容易となる。   Further, according to this belt fixing device, in order to suppress the contact thermal resistance, it is necessary that the heating element is formed in close contact with the base material, and therefore a material that can be formed by vapor deposition or the like is used. Used. Furthermore, since it is possible to form a transparent conductive film, it is possible to exclude a defective film formation in a manufacturing process in a short time, and quality control becomes easy.

本発明のベルト定着装置において、前記加熱部材は、基材がガラスであることを特徴とする。   In the belt fixing device of the present invention, the heating member is characterized in that the base material is glass.

また、このベルト定着装置によれば、加熱部材は、ITO膜との熱膨張係数が近く、加熱/冷却による導電膜の剥離を抑制し、寿命を長くすることが出来る。   Further, according to this belt fixing device, the heating member has a thermal expansion coefficient close to that of the ITO film, can suppress the peeling of the conductive film due to heating / cooling, and can extend the life.

本発明のベルト定着装置において、前記導電膜は、幅狭の記録用紙に対応する第1の加熱領域、幅広の記録用紙に対応する第2の加熱領域を有し、前記導電膜に給電するための給電膜を有し、前記給電膜への給電により加熱領域を制御することを特徴とする。   In the belt fixing device of the present invention, the conductive film has a first heating area corresponding to a narrow recording sheet and a second heating area corresponding to a wide recording sheet, and supplies power to the conductive film. The heating region is controlled by supplying power to the power supply film.

また、このベルト定着装置によれば、蒸着膜の製膜過程でのマスク、製膜後のエッチングをしなくても、電極の配置をパターン化することにより容易に蒸着膜の加熱領域を分割することができる。これにより記録用紙の大きさが変わっても用紙がない領域の過熱を防止でき、安全であると共に省エネを図れる。   Further, according to this belt fixing device, the heating region of the vapor deposition film can be easily divided by patterning the arrangement of the electrodes without performing a mask in the vapor deposition film formation process and etching after the film formation. be able to. As a result, even if the size of the recording paper changes, it is possible to prevent overheating in an area where there is no paper, which is safe and energy saving.

本発明は、前記定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。   The present invention is an image forming apparatus including the fixing device.

以上詳細に説明したとおり、この発明では、略半円筒形状の加熱部材は高温耐熱性を確保した無機材料から構成され、発熱層は基材に製膜され、基材の表面には定着ベルトの移動方向に対して直交又は傾斜角度を持って配置された溝と、加熱部材の長手方向において該溝の外側に定着ベルトの移動方向と同じ方向の溝を形成しており、それらの溝に高伝熱性のグリスが充填されているものであるから、定着ベルトは回転ムラが無く、定着ベルト全体にわたり温度ムラが無く均一な温度分布となる為、省エネで高品質な画像を提供できる。   As described above in detail, in the present invention, the substantially semi-cylindrical heating member is made of an inorganic material ensuring high-temperature heat resistance, the heat generating layer is formed on the substrate, and the surface of the fixing belt is formed on the surface of the substrate. Grooves arranged at right angles or at an inclination angle with respect to the moving direction and grooves in the same direction as the fixing belt moving direction are formed outside the grooves in the longitudinal direction of the heating member. Since it is filled with heat-conducting grease, the fixing belt has no rotation unevenness and uniform temperature distribution without temperature unevenness throughout the fixing belt, so that it is possible to provide energy-saving and high-quality images.

本発明の実施の一形態である画像形成装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態である定着装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device according to a first embodiment of the present invention. 定着装置が有する加熱部材の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a heating member included in the fixing device. 加熱部材の外側表面に形成した溝を示す図である。It is a figure which shows the groove | channel formed in the outer surface of a heating member. 加熱部材の第1例である面状発熱体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the planar heating element which is the 1st example of a heating member. 通電によって発熱する導電膜と電極により形成される発熱領域を示す図である。It is a figure which shows the heat_generation | fever area | region formed with the electrically conductive film and electrode which generate | occur | produce with electricity.

以下、この発明の複数の実施の形態について説明する。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described.

図1は、本発明の実施の一形態である画像形成装置100の構成を示す図である。画像形成装置100は、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して送信された画像データに基づいて記録紙に対して多色および単色の画像を形成する装置である。画像形成装置100は、露光ユニット10、感光体ドラム101(101a〜101d)、現像装置102(102a〜102d)、帯電ローラ103(103a〜103d)、クリーニングユニット104(104a〜104d)、中間転写ベルト11、一次転写ローラ13(13a〜13d)、二次転写ローラ14、定着装置15、用紙搬送路P1,P2,P3、給紙カセット16、手差し給紙トレイ17および排紙トレイ18を備えている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 100 is an apparatus that forms multicolor and single color images on recording paper based on image data of a read original document or image data transmitted via a network or the like. The image forming apparatus 100 includes an exposure unit 10, a photosensitive drum 101 (101a to 101d), a developing device 102 (102a to 102d), a charging roller 103 (103a to 103d), a cleaning unit 104 (104a to 104d), and an intermediate transfer belt. 11, a primary transfer roller 13 (13a to 13d), a secondary transfer roller 14, a fixing device 15, paper transport paths P1, P2, and P3, a paper feed cassette 16, a manual paper feed tray 17, and a paper discharge tray 18. .

画像形成装置100は、ブラック(K)およびカラー画像を色分解して得られる減法混色の3原色であるシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色の各色相に対応した画像データを用いて、各色相に対応した画像形成部Pa〜Pdにおいて画像形成を行う。各画像形成部Pa〜Pdは、同様の構成であり、たとえば、ブラック(K)の画像形成部Paは、感光体ドラム101a、現像装置102a、帯電ローラ103a、転写ローラ13aおよびクリーニングユニット104a等から構成される。この画像形成部Pa〜Pdは、中間転写ベルト11の移動方向(副走査方向)に一列に配列されている。   The image forming apparatus 100 corresponds to the hues of four colors of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), which are three subtractive primary colors obtained by color separation of black (K) and a color image. Using the image data, image formation is performed in the image forming units Pa to Pd corresponding to each hue. Each of the image forming portions Pa to Pd has the same configuration. For example, the black (K) image forming portion Pa includes a photosensitive drum 101a, a developing device 102a, a charging roller 103a, a transfer roller 13a, a cleaning unit 104a, and the like. Composed. The image forming portions Pa to Pd are arranged in a line in the moving direction (sub-scanning direction) of the intermediate transfer belt 11.

帯電ローラ103は、感光体ドラム101の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ103に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、または、帯電ワイヤを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。   The charging roller 103 is a contact-type charger that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 101 to a predetermined potential. Instead of the charging roller 103, a contact type charger using a charging brush or a non-contact type charger using a charging wire may be used.

露光ユニット10は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー4、第1反射ミラー7、第2反射ミラー8等を備えており、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)の各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体ドラム101a〜101dのそれぞれに照射する。各感光体ドラム101a〜101dは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)の各色相の画像データによる静電潜像を形成する。   The exposure unit 10 includes a semiconductor laser (not shown), a polygon mirror 4, a first reflection mirror 7, a second reflection mirror 8, and the like. Black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y). Each of the photosensitive drums 101a to 101d is irradiated with a light beam such as a laser beam modulated by the image data of each hue. Each of the photosensitive drums 101a to 101d forms an electrostatic latent image based on image data of each hue of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y).

現像装置102は、静電潜像が形成された感光体ドラム101の表面に現像剤であるトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置102a〜102dのそれぞれは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)の各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム101a〜101dのそれぞれに形成された各色相の静電潜像を、各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット104は、現像・画像転写後における感光体ドラム101上の表面に残留したトナーを除去・回収する。   The developing device 102 supplies toner as a developer to the surface of the photosensitive drum 101 on which the electrostatic latent image is formed, and develops the electrostatic latent image into a toner image. Each of the developing devices 102a to 102d contains toner of each hue of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), and is formed on each of the photosensitive drums 101a to 101d. The electrostatic latent image of each hue is visualized into a toner image of each hue. The cleaning unit 104 removes and collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 101 after development and image transfer.

中間転写ベルト11は、感光体ドラム101の上方に配置されており、駆動ローラ11aと従動ローラ11bとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト11の外周面は、感光体ドラム101d、感光体ドラム101c、感光体ドラム101bおよび感光体ドラム101aにこの順に対向する。この中間転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム101a〜101dに対向する位置に、一次転写ローラ13a〜13dが配置されている。中間転写ベルト11が感光体ドラム101a〜101dに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。また、中間転写ベルト11は、厚さ100〜150μm程度のフィルムで形成されている。   The intermediate transfer belt 11 is disposed above the photosensitive drum 101, and is stretched between the driving roller 11a and the driven roller 11b to form a loop-shaped moving path. The outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11 faces the photosensitive drum 101d, the photosensitive drum 101c, the photosensitive drum 101b, and the photosensitive drum 101a in this order. Primary transfer rollers 13a to 13d are arranged at positions facing the respective photosensitive drums 101a to 101d with the intermediate transfer belt 11 interposed therebetween. Each of the positions where the intermediate transfer belt 11 faces the photosensitive drums 101a to 101d is a primary transfer position. The intermediate transfer belt 11 is formed of a film having a thickness of about 100 to 150 μm.

一次転写ローラ13a〜13dには、感光体ドラム101a〜101dの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト11上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム101a〜101dに形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト11の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト11の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。   The primary transfer rollers 13a to 13d have constant voltage control of a primary transfer bias opposite to the charging polarity of the toner in order to transfer the toner images carried on the surfaces of the photosensitive drums 101a to 101d onto the intermediate transfer belt 11. Applied. As a result, the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 101a to 101d are sequentially transferred onto the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11, and a full-color toner image is formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11. .

ただし、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の色相の一部のみの画像データが入力された場合には、4つの感光体ドラム101a〜101dのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体101のみにおいて静電潜像およびトナー像の形成が行われる。たとえば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム101aのみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト11の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。   However, when image data of only a part of the hues of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is input, input is performed among the four photosensitive drums 101a to 101d. The electrostatic latent image and the toner image are formed only on a part of the photoconductors 101 corresponding to the hue of the image data. For example, when forming a monochrome image, an electrostatic latent image and a toner image are formed only on the photosensitive drum 101a corresponding to the black hue, and only the black toner image is transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11. Is done.

各一次転写ローラ13a〜13dは、直径8〜10mmのステンレスなどの金属を基材とする軸の表面を導電性の弾性材(たとえばEPDM、発泡ウレタン等)によって被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト11に均一に高電圧を印加する。   Each of the primary transfer rollers 13a to 13d is configured by covering the surface of a shaft whose base is a metal such as stainless steel having a diameter of 8 to 10 mm with a conductive elastic material (for example, EPDM, urethane foam, etc.). A high voltage is uniformly applied to the intermediate transfer belt 11 by the elastic material.

各一次転写位置において中間転写ベルト11の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト11の回転によって、二次転写ローラ14との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ14は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ11aの周面に接触する中間転写ベルト11の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。給紙カセット16または手差し給紙トレイ17から給紙された記録紙が、二次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間を通過する際に、二次転写ローラ14にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト11の外周面から記録紙の表面にトナー像が転写される。   The toner image transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11 at each primary transfer position is conveyed to a secondary transfer position that is a position facing the secondary transfer roller 14 by the rotation of the intermediate transfer belt 11. The secondary transfer roller 14 is pressed against the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11 whose inner peripheral surface is in contact with the peripheral surface of the driving roller 11a at a predetermined nip pressure during image formation. When the recording paper fed from the paper feed cassette 16 or the manual paper feed tray 17 passes between the secondary transfer roller 14 and the intermediate transfer belt 11, what is the charging polarity of the toner on the secondary transfer roller 14? A high voltage of reverse polarity is applied. As a result, the toner image is transferred from the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11 to the surface of the recording paper.

なお、感光体ドラム101から中間転写ベルト11に付着したトナーのうち、記録紙上に転写されずに中間転写ベルト11上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、転写クリーニングユニット12によって回収される。   Of the toner adhering to the intermediate transfer belt 11 from the photosensitive drum 101, the toner remaining on the intermediate transfer belt 11 without being transferred onto the recording paper is used for the transfer cleaning unit in order to prevent color mixing in the next process. 12 is collected.

トナー像が転写された記録紙は、後述する本発明の定着装置15に導かれ、定着ローラ15aおよび加熱部材60の間に張架された定着ベルト64と、加圧ローラ15bとの間に形成される定着ニップ部を通過して加熱および加圧を受ける。これによって、トナー像が、記録紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した記録紙は、排紙ローラ18aによって排紙トレイ18上に排出される。   The recording paper on which the toner image has been transferred is guided to the fixing device 15 of the present invention, which will be described later, and is formed between the fixing belt 64 stretched between the fixing roller 15a and the heating member 60 and the pressure roller 15b. It passes through the fixing nip portion to be heated and pressurized. As a result, the toner image is firmly fixed on the surface of the recording paper. The recording paper on which the toner image is fixed is discharged onto the paper discharge tray 18 by the paper discharge roller 18a.

また、画像形成装置100には、用紙カセット16に収納されている記録紙を、二次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間および定着装置15を経由して、排紙トレイ18に送るための略垂直方向に延びる用紙搬送路P1が設けられている。用紙搬送路P1には、用紙カセット16内の記録紙を一枚ずつ用紙搬送路P1内に繰り出すピックアップローラ16a、繰り出された記録紙を上方に向けて搬送する搬送ローラ16b、搬送されてきた記録紙を所定のタイミングで2次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間に導くレジストローラ19、記録紙を排紙トレイ18に排出する排紙ローラ18aが配置されている。   Further, in the image forming apparatus 100, the recording paper stored in the paper cassette 16 is sent to the paper discharge tray 18 between the secondary transfer roller 14 and the intermediate transfer belt 11 and via the fixing device 15. A sheet transport path P1 extending in a substantially vertical direction is provided. In the paper transport path P1, a pickup roller 16a that feeds the recording paper in the paper cassette 16 one by one into the paper transport path P1, a transport roller 16b that transports the fed recording paper upward, and the recording that has been transported. A registration roller 19 that guides the paper between the secondary transfer roller 14 and the intermediate transfer belt 11 at a predetermined timing, and a paper discharge roller 18 a that discharges the recording paper to the paper discharge tray 18 are disposed.

また、画像形成装置100の内部には、手差し給紙トレイ17からレジストローラ19に至る間に、ピックアップローラ17aおよび搬送ローラ16bを配置した用紙搬送路P2が形成されている。さらに、排紙ローラ18aから用紙搬送路P1におけるレジストローラ19の上流側に至る間には、用紙搬送路P3が形成されている。   Further, inside the image forming apparatus 100, a paper conveyance path P2 in which a pickup roller 17a and a conveyance roller 16b are arranged is formed between the manual paper feed tray 17 and the registration rollers 19. Further, a paper transport path P3 is formed between the paper discharge roller 18a and the upstream side of the registration roller 19 in the paper transport path P1.

排紙ローラ18aは、正逆両方向に回転自在にされており、記録紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、および、記録紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第2面画像形成時に正転方向に駆動されて記録紙を排紙トレイ18に排出する。一方、両面画像形成における第1面画像形成時には、排出ローラ18aは、用紙の後端が定着装置15を通過するまで正転方向に駆動された後、記録紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて記録紙を用紙搬送路P3内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された記録紙は、表裏面および前後端を反転した状態で用紙搬送路P1に導かれる。   The paper discharge roller 18a is rotatable in both forward and reverse directions, and is used to form a second side image when forming a single-sided image for forming an image on one side of the recording paper and for forming a double-sided image for forming an image on both sides of the recording paper. At the time of formation, the recording paper is driven in the normal rotation direction and discharged to the paper discharge tray 18. On the other hand, when the first side image is formed in the double-sided image formation, the discharge roller 18a is driven in the forward direction until the rear end of the paper passes through the fixing device 15, and then the rear end of the recording paper is sandwiched. Driven in the reverse direction, the recording paper is guided into the paper transport path P3. As a result, the recording paper on which the image is formed only on one side at the time of double-sided image formation is guided to the paper conveyance path P1 with the front and back sides and the front and rear ends reversed.

レジストローラ19は、用紙カセット16または手差し給紙トレイ17から給紙され、または、用紙搬送路P3を経由して搬送された記録紙を、中間転写ベルト11の回転に同期したタイミングで2次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間に導く。このため、レジストローラ19は、感光体ドラム101や中間転写ベルト11の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト11の回転に先立って給紙または搬送された記録紙は、前端をレジストローラ19に当接させた状態で用紙搬送路P1内における移動を停止する。この後、レジストローラ19は、2次転写ローラ14と中間転写ベルト11とが圧接する位置で、記録紙の前端部と中間転写ベルト11上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。   The registration roller 19 performs the secondary transfer of the recording paper fed from the paper cassette 16 or the manual paper feed tray 17 or conveyed via the paper conveyance path P3 at a timing synchronized with the rotation of the intermediate transfer belt 11. Guided between the roller 14 and the intermediate transfer belt 11. For this reason, the registration roller 19 stops rotating when the operation of the photosensitive drum 101 and the intermediate transfer belt 11 is started, and the recording paper fed or conveyed prior to the rotation of the intermediate transfer belt 11 is registered at the front end. The movement in the paper transport path P1 is stopped in a state where it is in contact with the roller 19. Thereafter, the registration roller 19 is a position at which the secondary transfer roller 14 and the intermediate transfer belt 11 are in pressure contact with each other, and the front end portion of the recording paper and the front end portion of the toner image formed on the intermediate transfer belt 11 face each other. To start rotation.

なお、画像形成部Pa〜Pdの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ13a〜13dが中間転写ベルト11を感光体ドラム101a〜101dの全てに圧接させる。一方、画像形成部Paのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ13aのみを中間転写ベルト11を感光体ドラム101aに圧接させる。   At the time of full color image formation in which image formation is performed in all of the image forming portions Pa to Pd, the primary transfer rollers 13a to 13d press the intermediate transfer belt 11 against all of the photosensitive drums 101a to 101d. On the other hand, at the time of monochrome image formation in which image formation is performed only in the image forming portion Pa, only the primary transfer roller 13a is brought into pressure contact with the photosensitive drum 101a.

図2は、本発明の第1実施形態である定着装置15の構成を示す断面図である。定着装置15は、定着ローラ15aと、加圧ローラ15bと、定着ベルト64と、加熱部材60とを含んで構成される。定着装置15においては、定着ベルト64が定着ローラ15aと加熱部材60との間に張架され、加圧ローラ15bが定着ベルト64を介して定着ローラ15aに対向するように配置されている。そして、定着ローラ15aと加熱部材60とは、定着ローラ15aの軸線方向において、略平行となるように配置されている。そのため、定着ローラ15aと加熱部材60との間に張架される定着ベルト64が摺動するとき、蛇行するのを防止して、定着ベルト64の耐久性を高く維持することができる。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the fixing device 15 according to the first embodiment of the present invention. The fixing device 15 includes a fixing roller 15a, a pressure roller 15b, a fixing belt 64, and a heating member 60. In the fixing device 15, the fixing belt 64 is stretched between the fixing roller 15 a and the heating member 60, and the pressure roller 15 b is disposed so as to face the fixing roller 15 a through the fixing belt 64. The fixing roller 15a and the heating member 60 are disposed so as to be substantially parallel in the axial direction of the fixing roller 15a. Therefore, when the fixing belt 64 stretched between the fixing roller 15a and the heating member 60 slides, it can be prevented from meandering and the durability of the fixing belt 64 can be maintained high.

定着装置15は、加熱部材60が定着ベルト64と接触して定着ベルト64を加熱し、定着ベルト64と加圧ローラ15bとで形成する定着ニップ部15cを、所定の定着速度(本実施の形態では220mm/sec)および複写速度で記録媒体である記録紙82が通過したとき、記録紙82上に担持されている未定着のトナー像81を記録紙82上に加熱加圧して定着する装置である。   In the fixing device 15, the heating member 60 comes into contact with the fixing belt 64 to heat the fixing belt 64, and the fixing nip portion 15 c formed by the fixing belt 64 and the pressure roller 15 b has a predetermined fixing speed (this embodiment). 220 mm / sec), and a recording medium 82 which is a recording medium at a copying speed passes through and fixes an unfixed toner image 81 carried on the recording paper 82 by heating and pressing on the recording paper 82. is there.

なお、未定着のトナー像81は、たとえば、非磁性一成分現像剤(非磁性トナー)、非磁性二成分現像剤(非磁性トナーおよびキャリア)、磁性現像剤(磁性トナー)などの現像剤(トナー)によって形成される。また、定着速度とは所謂プロセス速度であり、複写速度とは1分あたりのコピー枚数のことである。また、記録紙82が定着ニップ部15cを通過するときには、定着ベルト64は、記録紙82のトナー像担持面とは反対側の面に当接するようになっている。   The unfixed toner image 81 includes, for example, a developer such as a nonmagnetic one-component developer (nonmagnetic toner), a nonmagnetic two-component developer (nonmagnetic toner and carrier), and a magnetic developer (magnetic toner). Toner). The fixing speed is a so-called process speed, and the copying speed is the number of copies per minute. When the recording paper 82 passes through the fixing nip portion 15c, the fixing belt 64 comes into contact with the surface of the recording paper 82 opposite to the toner image carrying surface.

定着ローラ15aは、定着ベルト64を介して加圧ローラ15bに圧接することで定着ニップ部15cを形成すると同時に、定着ベルト64を介して加圧ローラ15bに対向しかつ圧接し、回転軸線まわりに回転自在に設けられている。加圧ローラ15bは、定着ローラ15aの回転(回転方向Y1)に従動して回転方向Y2に回転する。定着ローラ15aは、直径が30mmで、その内側から順に芯金、弾性層が形成された2層構造からなり、芯金には、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適している。なお、本実施の形態では、定着ローラ15aが定着ベルト64を介して加圧ローラ15bに圧接するときの力は、216N程度である。   The fixing roller 15a is pressed against the pressure roller 15b via the fixing belt 64 to form the fixing nip portion 15c. At the same time, the fixing roller 15a is opposed to and pressed against the pressure roller 15b via the fixing belt 64, and rotates around the rotation axis. It is provided rotatably. The pressure roller 15b follows the rotation of the fixing roller 15a (rotation direction Y1) and rotates in the rotation direction Y2. The fixing roller 15a has a diameter of 30 mm and has a two-layer structure in which a core metal and an elastic layer are formed in order from the inside. The core metal includes, for example, a metal such as iron, stainless steel, aluminum, copper, or the like. An alloy or the like is used. For the elastic layer, a heat-resistant rubber material such as silicon rubber or fluorine rubber is suitable. In this embodiment, the force when the fixing roller 15a is pressed against the pressure roller 15b via the fixing belt 64 is about 216N.

加圧ローラ15bは、図示しない駆動モーター(駆動手段)により回転軸線まわりに回転方向Y2に回転駆動することによって、定着ベルト64を搬送する。加圧ローラ15bは、その内側から順に芯金、弾性層、離型層が形成された3層構造からなっている。   The pressure roller 15b conveys the fixing belt 64 by being driven to rotate in the rotation direction Y2 around the rotation axis by a drive motor (drive means) (not shown). The pressure roller 15b has a three-layer structure in which a metal core, an elastic layer, and a release layer are formed in this order from the inside.

芯金には、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、離型層にはPFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂が適している。また、加圧ローラ15bの内部には、加圧ローラ15bを加熱するヒータランプ66が配置されている。後述する制御部が電源回路からヒータランプ66に電力を供給(通電)させることによって、ヒータランプ66が発光し、ヒータランプ66から赤外線が放射される。これによって、加圧ローラ15bの内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ15b全体が加熱される。   For the metal core, for example, a metal such as iron, stainless steel, aluminum, copper, or an alloy thereof is used. For the elastic layer, a rubber material having heat resistance such as silicon rubber and fluorine rubber is suitable, and for the release layer, PFA (copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) or PTFE (polytetrafluoroethylene) is suitable. A fluororesin such as fluoroethylene) is suitable. A heater lamp 66 for heating the pressure roller 15b is disposed inside the pressure roller 15b. When a control unit described later supplies power to the heater lamp 66 from the power supply circuit (energization), the heater lamp 66 emits light, and infrared rays are emitted from the heater lamp 66. As a result, the inner peripheral surface of the pressure roller 15b is heated by absorbing infrared rays, and the entire pressure roller 15b is heated.

定着ベルト64は、加熱部材60によって所定の温度に加熱され、定着ニップ部15cを通過する未定着トナー像81および記録紙82を加熱する。定着ベルト64は、直径50mmの無端状のベルトで、加熱部材60と定着ローラ15aによって懸架され、定着ローラ15aに所定の角度で巻きかかっている。定着ベルト64は、定着ローラ15aの回転時には、定着ローラ15aに従動して回転方向Y1に回転するようになっている。   The fixing belt 64 is heated to a predetermined temperature by the heating member 60, and heats the unfixed toner image 81 and the recording paper 82 that pass through the fixing nip portion 15c. The fixing belt 64 is an endless belt having a diameter of 50 mm, is suspended by the heating member 60 and the fixing roller 15a, and is wound around the fixing roller 15a at a predetermined angle. When the fixing roller 15a rotates, the fixing belt 64 follows the fixing roller 15a and rotates in the rotation direction Y1.

定着ベルト64は、ポリイミド等の耐熱性樹脂あるいはステンレスやニッケル等の金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、弾性層として耐熱性および弾性に優れたエラストマー材料(たとえばシリコンゴム)が形成され、さらにその表面に離型層として耐熱性および離型性に優れた合成樹脂材料(たとえばPFAやPTFE等のフッ素樹脂)が形成された3層構造となっている。また、基材のポリイミドにフッ素樹脂を内添してもよい。これによって、加熱部材60との摺動負荷を低減することができる。   The fixing belt 64 is formed of an elastomer material (for example, silicon rubber) excellent in heat resistance and elasticity as an elastic layer on the surface of a hollow cylindrical base material made of a heat resistant resin such as polyimide or a metal material such as stainless steel or nickel. Furthermore, a three-layer structure in which a synthetic resin material (for example, a fluororesin such as PFA or PTFE) having excellent heat resistance and releasability is formed on the surface as a release layer. Moreover, you may add a fluororesin internally to the polyimide of a base material. Thereby, the sliding load with the heating member 60 can be reduced.

また、定着装置15においては、温度検出手段として、定着ベルト64の周面には発熱体側サーミスタ63、加圧ローラ15bの周面には加圧ローラ側サーミスタ65が配設されており、それぞれの表面温度を検出するようになっている。発熱体側サーミスタ63によって検出された定着ベルト64の表面温度に基づいて、後述する導電膜に対する通電が制御される。本実施の形態における発熱体側サーミスタ63は、非接触式の温度検出手段であり、赤外線検知型の温度センサである。接触式の温度検出手段を定着ベルト64に接触して配置する構成では、定着ベルト64と接触する界面において、接触式温度検出手段が定着ベルト64の表面離型層を摩耗させる場合がある。このようにして定着ベルト64の表面離型層が損傷、劣化した場合には、画像にその影響を及ぼし、劣悪な画像となる。また、加圧ローラ側サーミスタ65によって検出された加圧ローラ15bの表面温度に基づいて、ヒータランプ66に対する通電が制御される。   Further, in the fixing device 15, as a temperature detecting means, a heating element side thermistor 63 is disposed on the peripheral surface of the fixing belt 64, and a pressure roller side thermistor 65 is disposed on the peripheral surface of the pressure roller 15b. The surface temperature is detected. Based on the surface temperature of the fixing belt 64 detected by the heating element side thermistor 63, energization to the conductive film described later is controlled. The heating element side thermistor 63 in the present embodiment is a non-contact type temperature detection means, and is an infrared detection type temperature sensor. In the configuration in which the contact-type temperature detection unit is disposed in contact with the fixing belt 64, the contact-type temperature detection unit may wear the surface release layer of the fixing belt 64 at the interface in contact with the fixing belt 64. In this way, when the surface release layer of the fixing belt 64 is damaged or deteriorated, the influence is exerted on the image, resulting in a poor image. The energization of the heater lamp 66 is controlled based on the surface temperature of the pressure roller 15b detected by the pressure roller side thermistor 65.

図3は、定着装置15が有する加熱部材60の構成を示す図である。図4は、加熱部材の表面の溝の形成状態を示す展開図である。加熱部材60は、定着ベルト64に接触して、定着ベルト64を所定の温度に加熱するための部材である。加熱部材60は、基材62と、後述する導電膜、電極75を含んで構成される。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the heating member 60 included in the fixing device 15. FIG. 4 is a development view showing a formation state of grooves on the surface of the heating member. The heating member 60 is a member for contacting the fixing belt 64 and heating the fixing belt 64 to a predetermined temperature. The heating member 60 includes a base material 62, a conductive film and an electrode 75 described later.

基材62は、中空のロール形状であり、略下半分が切断された略半円筒状の断面形状となっている。略半円筒の内側表面には後述する導電膜が製膜されて、導電膜で発生する熱を定着ベルト64に伝達するための部分(加熱部20)である。そのため、基材62は、高耐熱性の剛性を有する材料から形成する必要がある。基材62を構成する材料としては、アルミニウムなどの金属、ガラスを挙げることができる。   The base material 62 has a hollow roll shape, and has a substantially semi-cylindrical cross-sectional shape in which a substantially lower half is cut. A conductive film, which will be described later, is formed on the inner surface of the substantially semi-cylindrical portion, and is a portion (heating unit 20) for transferring heat generated in the conductive film to the fixing belt 64. Therefore, the base material 62 needs to be formed from a material having high heat resistance rigidity. Examples of the material constituting the substrate 62 include metals such as aluminum and glass.

ベルト定着装置15においては、ベルト64を加熱するために基材62の絶縁層表面に通電により発熱する導電膜が形成された加熱部材60において、加熱部材60から定着ベルト64へ高効率に伝熱させるためには伝熱面積を広く取ることが望ましい。従って熱容量を考慮すると肉厚の薄い略半円筒形状の加熱部材が好ましい。   In the belt fixing device 15, heat is transferred from the heating member 60 to the fixing belt 64 with high efficiency in the heating member 60 in which a conductive film that generates heat by energization is formed on the surface of the insulating layer of the base material 62 in order to heat the belt 64. In order to achieve this, it is desirable to increase the heat transfer area. Therefore, considering the heat capacity, a heating member having a thin semi-cylindrical shape is preferable.

また、定着ベルト64と接触する部分となる基材62の加熱部20には、略半円筒の内側表面には通電により発熱する導電膜が製膜されており、定着ベルト64と摺動する面には、定着ベルト64が移動する方向に対して直交又は傾斜角度を有して溝71が形成されていることが好ましい。   In addition, a conductive film that generates heat by energization is formed on the inner surface of the substantially semi-cylindrical surface of the heating portion 20 of the base material 62 that is in contact with the fixing belt 64, and a surface that slides on the fixing belt 64. In this case, it is preferable that the groove 71 is formed so as to have an orthogonal or inclined angle with respect to the direction in which the fixing belt 64 moves.

加熱部材60の加熱効率を上げるための構成としては、加熱部材表面に通電により発熱する導電膜が直接製膜形成されていることが伝熱ロスおよび耐久性から好ましい。   As a configuration for increasing the heating efficiency of the heating member 60, it is preferable from the viewpoint of heat transfer loss and durability that a conductive film that generates heat by energization is directly formed on the surface of the heating member.

略半円筒加熱部材60の外表面又は内表面の曲面に導電膜を製膜させる方法は、導電膜材料により選択することが望ましく、公知の方法である蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、スプレー熱分解法、CVD法などを使用できる。しかし、曲面に製膜形成した面状発熱体は、曲面への製膜であることから膜厚にバラツキが生じやすく、導電膜の抵抗値が変わるため発熱量にバラツキが生じ、その結果、ベルト表面の温度バラツキが生じて、画像にムラが発生することが新たに判明した。そこで、導電膜の膜厚を一定にする為、マスク又はエッチングによりパターン化することが考えられるが、略半円筒形状の曲面への製膜におけるパターン化は非常に複雑であり実現性は困難である。そこで、図4(a)(b)に示すように、加熱部材60の外側表面に定着ベルト64の移動方向に対して直行または傾斜角度を有して溝71を形成し、その溝71に高伝熱性のグリスを充填することで、導電膜の膜厚バラツキによる温度バラツキを容易に均一化することが可能となることがわかった。   The method for forming the conductive film on the outer surface or the curved surface of the inner surface of the substantially semi-cylindrical heating member 60 is preferably selected according to the conductive film material, and is a known method such as vapor deposition, sputtering, ion plating, Spray pyrolysis, CVD, etc. can be used. However, since a sheet heating element formed on a curved surface is formed on a curved surface, the film thickness tends to vary, and the resistance value of the conductive film changes, resulting in variations in the amount of heat generated. It has been newly found that unevenness occurs in the image due to surface temperature variations. Therefore, in order to make the film thickness of the conductive film constant, it is conceivable to perform patterning by masking or etching, but patterning in film formation to a substantially semi-cylindrical curved surface is very complicated and difficult to realize. is there. Therefore, as shown in FIGS. 4A and 4B, a groove 71 is formed on the outer surface of the heating member 60 so as to be perpendicular or inclined with respect to the moving direction of the fixing belt 64. It was found that the temperature variation due to the film thickness variation of the conductive film can be easily uniformed by filling the heat conductive grease.

溝71に高伝熱性のグリスを充填することで、溝71に沿って熱伝導拡散するため溝の温度は均一になり、定着ベルト64の回転に伴い定着ベルトとは長手方向に対してより均一の温度分布となる。溝71の深さは、グリスの保持性から50μmよりも深いことが好ましい。これよりも浅いとグリスが枯渇しやすく温度分布が生じ。またベルト摺動性が問題となる。   Filling the groove 71 with highly heat-conducting grease causes heat conduction and diffusion along the groove 71 so that the temperature of the groove becomes uniform, and as the fixing belt 64 rotates, the fixing belt 64 is more uniform in the longitudinal direction. Temperature distribution. The depth of the groove 71 is preferably deeper than 50 μm from the standpoint of grease retention. If it is shallower than this, grease will be easily depleted and temperature distribution will occur. Also, belt slidability becomes a problem.

図4に示すように、定着ベルト64が移動する方向に対して直交又は傾斜角度を有して形成された溝71は、定着ベルトの移動方向と直行する方向を長手とする該加熱部の長手中央部で対照に形成されていることが好ましい。   As shown in FIG. 4, the groove 71 formed at a right angle or an inclination angle with respect to the direction in which the fixing belt 64 moves is the length of the heating unit having the direction perpendicular to the direction of movement of the fixing belt as the length. It is preferable that it is formed as a control at the center.

定着ベルト64の移動方向に対して傾斜を有した一方向の螺旋状の溝71であると、該溝71より一方向にベルトが寄り続け、定着ベルト端部が破壊される。そこで該加熱部20の長手中央部で対照になるよう溝を配置することで、定着ベルト64は寄り速度が小さくなり、柔軟性が高く剥離性の良好な定着ベルト64を使用することが可能となる。したがって高品質な画像が安定して得られ、しかも定着ベルト64の寿命が長くなる。   If the spiral groove 71 is unidirectional and has an inclination with respect to the moving direction of the fixing belt 64, the belt keeps moving in one direction from the groove 71, and the end portion of the fixing belt is destroyed. Therefore, by arranging a groove so as to be a contrast at the longitudinal center portion of the heating unit 20, the fixing belt 64 has a low shifting speed, and it is possible to use the fixing belt 64 having high flexibility and good peelability. Become. Accordingly, a high-quality image can be stably obtained, and the life of the fixing belt 64 is extended.

加熱部材60は、定着ベルト64の移動方向と直行する方向を長手とする該加熱部20の長手両端部においてそれぞれ定着ベルト64の移動方向に溝72が形成されていることが好ましい。こうして、高熱伝導グリスが加熱部20の必要な領域よりも外側に漏れ出し定着ベルト表面(画像に接する面)を汚染しないようにすることができる。   In the heating member 60, it is preferable that grooves 72 are formed in the moving direction of the fixing belt 64 at both longitudinal end portions of the heating unit 20 having a direction perpendicular to the moving direction of the fixing belt 64 as a longitudinal direction. In this way, it is possible to prevent the high thermal conductive grease from leaking outside the necessary area of the heating unit 20 and contaminating the fixing belt surface (surface in contact with the image).

さらに、加熱部材60は、加熱部材60の長手方向内側の定着ベルト64の移動方向に対して直交または傾斜角度を持って形成された溝71よりも定着ベルト64の移動方向の溝は深く形成されていることが好ましい。こうして定着ベルト64の回転移動に伴い長手方向内側から外側にグリスが移動するときに、外側の溝からグリスがオーバーフローしないようにすることができる。   Further, in the heating member 60, the groove in the moving direction of the fixing belt 64 is formed deeper than the groove 71 formed at a right angle or an inclination angle with respect to the moving direction of the fixing belt 64 on the inner side in the longitudinal direction of the heating member 60. It is preferable. In this way, it is possible to prevent the grease from overflowing from the outer groove when the grease moves from the inner side in the longitudinal direction to the outer side as the fixing belt 64 rotates.

なお、加熱部材表面の溝71,72の形成は、機械的形成、写真製版、レーザ彫刻により形成できる。また溝の断面形状は、V字、U字、凹字のどれであっても良いが、均一な形状であることが好ましい。溝のピッチは、温度バラツキ抑制、ベルト摺動性、形成性から、適宜選択するのが好ましい。   The grooves 71 and 72 on the surface of the heating member can be formed by mechanical formation, photolithography, or laser engraving. Further, the cross-sectional shape of the groove may be V-shaped, U-shaped, or concave, but is preferably uniform. The pitch of the grooves is preferably selected appropriately from temperature variation suppression, belt slidability, and formability.

加熱部20には定着ベルト64との間の摩擦力が低減可能なトップコート層73を形成してもよい。トップコート層73を構成する材料としては、PTFE樹脂とPFA樹脂の少なくともいずれか1つの材料、または摺動性を有するガラス層を挙げることができる。これによって、加熱部材60と定着ベルト64との間の摩擦力を低減することができ、定着ベルト64が摩耗するのを防止して定着ベルト64の高い耐久性を確保することができるとともに、定着ベルト64を駆動する定着ローラ15aおよび加圧ローラ15bへの負荷も低減することができ各ローラ15a,15bの耐久性も確保し、低電力で駆動することが可能となる。   A top coat layer 73 capable of reducing the frictional force with the fixing belt 64 may be formed on the heating unit 20. Examples of the material constituting the top coat layer 73 include at least one material of PTFE resin and PFA resin, or a glass layer having slidability. As a result, the frictional force between the heating member 60 and the fixing belt 64 can be reduced, the wear of the fixing belt 64 can be prevented, and high durability of the fixing belt 64 can be ensured. The load on the fixing roller 15a and the pressure roller 15b for driving the belt 64 can also be reduced, and the durability of the rollers 15a and 15b can be ensured and the roller can be driven with low power.

ジャーナル部60bは、加熱部20の両端部に形成される部分であり、加熱部材60自身が定着ベルト64との摩擦力で回転しないように、定着装置15のサイドフレーム68に固定されている。このように、加熱部材60自身は回転しないように構成されているので、導電膜が発熱するときに導電膜に高電流が供給されても、安全性を充分確保することができる。   The journal part 60 b is a part formed at both ends of the heating part 20, and is fixed to the side frame 68 of the fixing device 15 so that the heating member 60 itself does not rotate due to frictional force with the fixing belt 64. Thus, since the heating member 60 itself is configured not to rotate, safety can be sufficiently ensured even if a high current is supplied to the conductive film when the conductive film generates heat.

さらに、ジャーナル部60bには、定着ベルト64が回転摺動するときに、蛇行するのを防止する蛇行防止用カラー67が定着ベルト64の端部に接触するように形成されている。なお、蛇行防止用カラー67としては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)からなるカラーを用いることができるが、これに限定されるものではなく、加熱部材60と独立で回転できる構成のものであってもよい。このように、蛇行防止用カラー67が独自に設置されているので、定着ベルト64が蛇行防止用カラー67に当接しても負荷がかかることなく摺動せず、定着ベルト64がわれてしまうのを防止して、定着ベルト64の耐久性を高く維持することができる。   Further, a meandering prevention collar 67 that prevents meandering when the fixing belt 64 rotates and slides is formed in the journal portion 60 b so as to contact the end portion of the fixing belt 64. The meander-preventing collar 67 may be a color made of polyphenylene sulfide (PPS), but is not limited to this, and may have a configuration that can rotate independently of the heating member 60. . Thus, since the meandering prevention collar 67 is uniquely installed, even if the fixing belt 64 abuts against the meandering prevention collar 67, no load is applied without sliding, and the fixing belt 64 is broken. The durability of the fixing belt 64 can be maintained high.

次に、加熱部材60が有する導電膜について説明する。図5は、加熱部材60の第1例である面状発熱体の構成を示す断面図である。また、図6は、通電によって発熱する導電膜と電極により形成される発熱領域を示す図である。   Next, the conductive film included in the heating member 60 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar heating element that is a first example of the heating member 60. FIG. 6 is a diagram showing a heat generation region formed by a conductive film and electrodes that generate heat when energized.

面状発熱体は、基材の厚み方向一表面に、発熱領域となる導電膜が面状に形成されている。さらに、面状発熱体20は、複数の発熱領域から構成されており、複数の分割された発熱領域を有する。本実施の形態では、面状発熱体20は、電気絶縁性を有する基材の長手方向に対して両端部の発熱領域と、中央部の発熱領域との2つに分割された発熱領域が形成されるように、電気絶縁性基材の長手方向中央部に発熱領域、両端部にそれぞれ発熱領域が形成されている。   In the planar heating element, a conductive film to be a heating region is formed in a planar shape on one surface in the thickness direction of the substrate. Furthermore, the planar heating element 20 is composed of a plurality of heat generating regions, and has a plurality of divided heat generating regions. In the present embodiment, the planar heating element 20 is formed with a heating area divided into two, a heating area at both ends and a heating area at the center, with respect to the longitudinal direction of the electrically insulating base material. As described above, a heat generating region is formed at the longitudinal center portion of the electrically insulating substrate, and heat generating regions are formed at both end portions.

各発熱領域は、電圧が印加されて通電することによって発熱する導電膜が、全体として一定の形状の面を構成して形成される。ここで、導電膜は、ITO、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、フッ素添加酸化スズ、ニオブ添加二酸化チタンのいずれかから選ばれる材料を用いることが好ましい。接触熱抵抗を抑制するためには発熱体が基材に密着して製膜されることが必要であり、そのためには蒸着などにより製膜が可能な材料を用いる必要がある。さらに、これらの材料は透明な導電膜を形成することが可能である為、製造工程で製膜不良を短時間に検査除外することが可能となり、品質管理が容易となる。   In each heat generating region, a conductive film that generates heat when energized with voltage applied is formed as a whole with a surface having a certain shape. Here, the conductive film is preferably made of a material selected from ITO, aluminum-added zinc oxide, gallium-added zinc oxide, fluorine-added tin oxide, and niobium-added titanium dioxide. In order to suppress the contact thermal resistance, it is necessary to form a film with the heating element in close contact with the substrate. For this purpose, it is necessary to use a material that can be formed by vapor deposition. Furthermore, since these materials can form a transparent conductive film, it is possible to exclude film formation defects in a manufacturing process in a short time, and quality control becomes easy.

基材62は、高耐熱性で高剛性を有するものとして、アルミ、鉄、ガラス、アルミナなどのセラミックス材料や、ポリイミド樹脂などの耐熱性ポリマー材料などによって形成される基材が考えられるが、通電によって発熱する導電膜を蒸着などにより製膜するための基材としてはガラスが好ましい。ITOなどの導電膜との熱膨張係数が近く、加熱/冷却による導電膜の剥離を抑制し、寿命を長くすることが出来る。   The substrate 62 may be a substrate formed of a ceramic material such as aluminum, iron, glass, or alumina, or a heat-resistant polymer material such as polyimide resin, as having high heat resistance and high rigidity. As a base material for forming a conductive film that generates heat by vapor deposition or the like, glass is preferable. The thermal expansion coefficient of the conductive film such as ITO is close, and peeling of the conductive film due to heating / cooling can be suppressed and the life can be extended.

加熱部材60に形成される発熱領域は、幅狭の記録用紙に対応する第1の加熱領域、幅広の記録用紙に対応する第2加熱領域を有し、前記導電膜に給電するための給電膜77を有し、給電膜77への給電により加熱領域を制御することが好ましい。蒸着膜の製膜過程でのマスク、製膜後のエッチングをしなくても、電極の配置をパターン化することにより容易に蒸着膜の加熱領域を分割することができる。これにより記録用紙の大きさが変わっても用紙がない領域の過熱を防止でき、安全であると共に省エネを図れる。   The heat generation region formed in the heating member 60 has a first heating region corresponding to a narrow recording sheet and a second heating region corresponding to a wide recording sheet, and a power supply film for supplying power to the conductive film 77, and the heating region is preferably controlled by supplying power to the power supply film 77. The heating region of the deposited film can be easily divided by patterning the arrangement of the electrodes without performing a mask in the process of forming the deposited film and etching after the deposition. As a result, even if the size of the recording paper changes, it is possible to prevent overheating in an area where there is no paper, which is safe and energy saving.

幅広の記録用紙の場合、給電端子aと給電端子dに通電することにより記録用紙全体を加熱し、幅狭の記録用紙の場合、給電端子bと給電端子cに通電することにより、記録用紙が通過しない領域を余分に加熱する必要がなく、安全かつ省エネとなるよう、発熱領域が区別された状態で通電可能となるように、制御部91によって通電制御される。   In the case of a wide recording sheet, the entire recording sheet is heated by energizing the power supply terminals a and d. In the case of a narrow recording sheet, the recording sheet is energized by energizing the power supply terminals b and c. The energization control is performed by the control unit 91 so that energization is possible in a state where the heat generation area is distinguished, so that it is not necessary to heat the area that does not pass excessively and is safe and energy saving.

電極および給電端子材料としては、体積抵抗率が5.9×10−8Ωcm程度の亜鉛、体積抵抗率が2.05×10−8Ωcm程度の金、体積抵抗率が1.55×10−8Ωcm程度の銅、体積抵抗率が1.47×10−8Ωcm程度の銀などを挙げることができるが、その中でも体積抵抗率が小さく低コストである銀または銅が好ましい。 Electrodes and power supply terminals as the material, a volume resistivity of 5.9 × 10 -8 Ωcm about zinc, gold volume resistivity of about 2.05 × 10 -8 Ωcm, the volume resistivity is 1.55 × 10 - 8 [Omega] cm approximately copper, volume resistivity and the like 1.47 × 10 -8 Ωcm about silver, silver or copper volume resistivity among them are small low cost are preferred.

以上のように、加熱部においては、加熱部の長手方向における発熱量を、通電状態を切替えることによって調整することができ、加熱部材表面における温度分布が所望の温度分布となるように調整することができる。   As described above, in the heating unit, the amount of heat generated in the longitudinal direction of the heating unit can be adjusted by switching the energization state, and the temperature distribution on the surface of the heating member is adjusted to a desired temperature distribution. Can do.

ここで、制御部91は、本体の制御手段によって制御されて、発熱体側サーミスタ63により検出された温度から、供給電力を制御するように構成されている。
なお、給電は定着ベルト64の回転もしくは定着ローラ15aの回転と連動しており、回転していないときには給電されないよう安全性を確保されている。
Here, the control part 91 is controlled by the control means of the main body, and is configured to control the supplied power from the temperature detected by the heating element side thermistor 63.
The power supply is interlocked with the rotation of the fixing belt 64 or the rotation of the fixing roller 15a, and safety is ensured so that power is not supplied when the fixing belt 64 is not rotating.

[実施例] [Example]

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
実施例1において使用した定着装置は、前述した定着装置である。実施例1における詳細条件は、以下のようにした。
Example 1
The fixing device used in Example 1 is the fixing device described above. Detailed conditions in Example 1 were as follows.

<定着ローラ>
直径が30mmで、心金が直径15mmのステンレス鋼、弾性層が厚さ7.5mmのシリコンスポンジであるものを使用した。
<Fixing roller>
A stainless steel having a diameter of 30 mm, a mandrel of 15 mm in diameter, and a silicon sponge having a thickness of 7.5 mm was used.

<加圧ローラ>
直径が30mmでシリコンソリッドゴムからなり、離型層には厚さ30μmのPFAチューブ、内部に定格電力400Wのヒータランプを配置したものを使用した。
<Pressure roller>
A 30 mm diameter PFA tube having a diameter of 30 mm and a heater lamp having a rated power of 400 W was used as the release layer.

<定着ベルト>
ベルト基材に厚さ70μmのポリイミド、弾性層に厚さ150μmのシリコンゴム、離型層に厚さ30μmのPFAチューブを使用し、巻きかけ角度θを185°とした。
<Fixing belt>
A 70 μm thick polyimide was used for the belt substrate, a 150 μm thick silicon rubber was used for the elastic layer, a 30 μm thick PFA tube was used for the release layer, and the winding angle θ was 185 °.

<蛇行防止用カラー>
内径28mm、直径32mm、幅7mmのポリフェニレンサルファイド(PPS)カラーを、定着ベルト端部と接するように配置した。
<Color to prevent meandering>
A polyphenylene sulfide (PPS) collar having an inner diameter of 28 mm, a diameter of 32 mm, and a width of 7 mm was disposed in contact with the end of the fixing belt.

<加熱部材>
基材:加熱部およびジャーナル部の直径が28mmであり、肉厚1mmのガラス製パイプで、周方向において40%カットされた円弧形状を有するものを用いた。なお、外表面には、図4(b)に示したパターンに深さ0.3mmの溝をレーザ加工により形成した。
<Heating member>
Base material: A glass pipe having a diameter of 28 mm and a heating part and a journal part of 1 mm and having an arc shape cut by 40% in the circumferential direction was used. A groove having a depth of 0.3 mm was formed on the outer surface by laser processing in the pattern shown in FIG.

導電膜上の絶縁層:厚み30μm、ポリイミドからなる絶縁層
導電膜:定着ローラの軸線方向に対応して延びる方向である長手方向の長さは330mmとし、上記基材の内側表面に、導電膜としてITOを、長手方向中央部の領域の厚みが100nmとなるように蒸着法により形成した。なお、発熱層の長手方向の長さが330mmに対して、両端部がそれぞれ30mmに設定されているので、発熱層の長手方向中央部の長さは、270mmとなる。この発熱層の長手方向中央部の長さは、記録紙の最大幅よりも小さく設定されている。
電極:厚み10μmになるよう、図6(b)に示した配置に銀ペーストを塗布後、焼成して形成した。
Insulating layer on the conductive film: 30 μm thick, insulating layer made of polyimide. Conductive film: The length in the longitudinal direction, which is the direction extending corresponding to the axial direction of the fixing roller, is 330 mm. ITO was formed by vapor deposition so that the thickness of the central region in the longitudinal direction was 100 nm. Since the length of the heat generating layer in the longitudinal direction is set to 330 mm with respect to both ends, the length of the central portion in the longitudinal direction of the heat generating layer is 270 mm. The length of the central portion in the longitudinal direction of the heat generating layer is set to be smaller than the maximum width of the recording paper.
Electrode: A silver paste was applied to the arrangement shown in FIG. 6B so as to have a thickness of 10 μm and then baked.

<サーミスタ>
発熱体側サーミスタとして非接触式、加圧ローラ側サーミスタとして接触式のものを使用した。
<Thermistor>
A non-contact type was used as the heating element side thermistor, and a contact type was used as the pressure roller side thermistor.

<定着条件>
定着ニップ部長さ:7mm(定着ニップ部の記録紙搬送方向の長さ)
定着ニップ部幅:325mm(定着ローラの軸線方向に対応する長さ)
定着速度:220mm/sec
加熱ニップ部長さ:44mm(定着ベルトと加熱部材との記録紙搬送方向の接触長さ)
加熱ニップ部幅:330mm(定着ローラの軸線方向に対応する長さ)
記録紙の最大幅:300mm(定着ローラの軸線方向に対応する長さ)
<Fixing conditions>
Fixing nip length: 7 mm (the length of the fixing nip in the recording paper conveyance direction)
Fixing nip width: 325 mm (length corresponding to the axial direction of the fixing roller)
Fixing speed: 220mm / sec
Heating nip length: 44 mm (contact length in the recording paper conveyance direction between the fixing belt and the heating member)
Heating nip width: 330 mm (length corresponding to the axial direction of the fixing roller)
Maximum width of recording paper: 300 mm (length corresponding to the axial direction of the fixing roller)

実施例1の面状発熱体(加熱部20)から発生する熱は、基材を介して定着ベルトに伝わる。基材表面に加熱部材の長手方向中央部で対称になるよう溝が形成され、その溝に高熱伝導性のグリスが充填されているので、定着ベルト表面の温度分布は、長手方向で175℃プラスマイナス5℃以内と均一になり、高品質の画像を得ることができた。   The heat generated from the sheet heating element (heating unit 20) of Example 1 is transmitted to the fixing belt through the base material. Grooves are formed on the surface of the base member so as to be symmetric at the center in the longitudinal direction of the heating member, and the grooves are filled with high thermal conductivity grease, so that the temperature distribution on the surface of the fixing belt is 175 ° C. plus in the longitudinal direction. It became uniform within minus 5 ° C., and a high quality image could be obtained.

また、異なるサイズの記録紙の連続印刷時に、通電領域を制御することにより、これ以上の過上昇は抑制できた。したがって、安全性を確保し定着部材の寿命を維持するだけでなく、省エネ化した状態で記録紙上への画像形成が可能であった。   Further, by controlling the energization area during continuous printing of recording papers of different sizes, further excessive increase could be suppressed. Therefore, it is possible not only to ensure safety and maintain the life of the fixing member, but also to form an image on the recording paper in an energy-saving state.

(比較例1)
基材の外側表面に、溝を形成していない加熱部材とした以外は、実施例1と同様にした。導電膜への通電を調整したが、定着ベルトにおける定着温度とのバランスが調整できず、長手方向の温度分布は175℃プラスマイナス10℃となり、記録紙上のトナー像の定着性が不均一なものであった。そのため、高品質の画像形成が確保できなかった。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the heating member was not formed with grooves on the outer surface of the substrate. Although the power supply to the conductive film was adjusted, the balance with the fixing temperature on the fixing belt could not be adjusted, and the temperature distribution in the longitudinal direction was 175 ° C. plus or minus 10 ° C., and the fixability of the toner image on the recording paper was non-uniform Met. Therefore, high quality image formation could not be secured.

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are also claimed. Included in the range.

15 定着装置
15a 定着ローラ
15b 加圧ローラ
15c 定着ニップ部
20 加熱部
60 加熱部材
60b ジャーナル部
62 基材
63 発熱体側サーミスタ
64 定着ベルト
65 加圧ローラ側サーミスタ
67 蛇行防止用カラー
68 サイドフレーム
71,72 溝
73 トップコート層
75 電極
77 給電膜
82 記録紙
91 制御部
100 画像形成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Fixing device 15a Fixing roller 15b Pressure roller 15c Fixing nip part 20 Heating part 60 Heating member 60b Journal part 62 Base material 63 Heating body side thermistor 64 Fixing belt 65 Pressure roller side thermistor 67 Meander prevention collar 68 Side frames 71, 72 Groove 73 Topcoat layer 75 Electrode 77 Power supply film 82 Recording paper 91 Control unit 100 Image forming apparatus

Claims (9)

記録媒体上に担持されているトナー像を記録媒体上に加熱加圧して定着する定着装置であって、
定着部材と、
加熱部材と、
前記定着部材及び前記加熱部材との間に張架された無端状定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記定着部材に対向する加圧部材と、
を備え、
前記加熱部材は、
略半円筒形状を有して、前記定着ベルトと接触して前記定着ベルトを加熱する加熱部には、絶縁層の厚み方向一表面に通電によって発熱する導電膜が製膜され、前記定着ベルトと摺動接する表面に、前記定着ベルトが移動する方向に対して直交又は傾斜角度を有して溝が形成されていることを特徴とするベルト定着装置。
A fixing device for fixing a toner image carried on a recording medium by applying heat and pressure on the recording medium,
A fixing member;
A heating member;
An endless fixing belt stretched between the fixing member and the heating member;
A pressure member facing the fixing member via the fixing belt;
With
The heating member is
A heating part that has a substantially semi-cylindrical shape and heats the fixing belt in contact with the fixing belt is formed with a conductive film that generates heat when energized on one surface in the thickness direction of the insulating layer. A belt fixing device, wherein a groove is formed on a surface that is in sliding contact with an angle or an angle of inclination with respect to a direction in which the fixing belt moves.
前記溝には高熱伝導性のグリスが充填されていることを特徴とする請求項1に記載のベルト定着装置。   The belt fixing device according to claim 1, wherein the groove is filled with grease having high thermal conductivity. 前記定着ベルトが移動する方向に対して直交又は傾斜角度を有して形成された前記溝は、前記定着ベルトの移動方向と直行する方向を長手とする前記加熱部の長手中央部で対照に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のベルト定着装置。   The groove formed at a right angle or at an inclination angle with respect to the direction in which the fixing belt moves is formed as a contrast at the longitudinal central portion of the heating portion having a direction perpendicular to the moving direction of the fixing belt as a longitudinal direction. The belt fixing device according to claim 1, wherein the belt fixing device is provided. 前記加熱部材は、前記定着ベルトの移動方向と直行する方向を長手とする前記加熱部の長手両端部においてそれぞれ前記定着ベルトの移動方向に前記溝が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のベルト定着装置。   2. The heating member is characterized in that the grooves are formed in the moving direction of the fixing belt at both longitudinal end portions of the heating portion having a direction perpendicular to the moving direction of the fixing belt as a longitudinal direction. The belt fixing device according to any one of? 前記加熱部材は、前記加熱部材の長手方向内側の前記定着ベルトの移動方向に対して直交または傾斜角度を持って形成された前記溝よりも前記定着ベルトの移動方向の前記溝は深く形成されていることを特徴とする請求項4に記載のベルト定着装置。   In the heating member, the groove in the moving direction of the fixing belt is formed deeper than the groove formed at a right angle or an inclination angle with respect to the moving direction of the fixing belt on the inner side in the longitudinal direction of the heating member. The belt fixing device according to claim 4, wherein the belt fixing device is a belt fixing device. 通電により発熱する前記導電膜は、ITO、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、フッ素添加酸化スズ、ニオブ添加二酸化チタンのいずれかから選ばれる材料を用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のベルト定着装置。   6. The conductive film which generates heat by energization uses a material selected from any one of ITO, aluminum-added zinc oxide, gallium-added zinc oxide, fluorine-added tin oxide, and niobium-added titanium dioxide. The belt fixing device according to any one of the above. 前記加熱部材は、基材がガラスであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のベルト定着装置。   The belt fixing device according to claim 1, wherein the heating member is made of glass. 前記導電膜は、幅狭の記録用紙に対応する第1の加熱領域、幅広の記録用紙に対応する第2の加熱領域を有し、前記導電膜に給電するための給電膜を有し、前記給電膜への給電により加熱領域を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のベルト定着装置。   The conductive film has a first heating region corresponding to a narrow recording paper, a second heating region corresponding to a wide recording paper, and a power supply film for supplying power to the conductive film, The belt fixing device according to claim 1, wherein the heating region is controlled by supplying power to the power supply film. 請求項1〜8のいずれか1つ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.
JP2011221583A 2011-10-06 2011-10-06 Belt fixing device and image forming device including the same Pending JP2013083683A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011221583A JP2013083683A (en) 2011-10-06 2011-10-06 Belt fixing device and image forming device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011221583A JP2013083683A (en) 2011-10-06 2011-10-06 Belt fixing device and image forming device including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013083683A true JP2013083683A (en) 2013-05-09

Family

ID=48528960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011221583A Pending JP2013083683A (en) 2011-10-06 2011-10-06 Belt fixing device and image forming device including the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013083683A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015072421A (en) * 2013-10-04 2015-04-16 富士ゼロックス株式会社 Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2019040032A (en) * 2017-08-24 2019-03-14 富士ゼロックス株式会社 Conveying device, fixing device, image forming apparatus, and heater
JP7299582B2 (en) 2019-01-17 2023-06-28 株式会社ミヤデン induction heating coil
JP7362061B2 (en) 2019-01-17 2023-10-17 株式会社ミヤデン Induction heating method and induction heating device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06118821A (en) * 1992-10-02 1994-04-28 Ricoh Co Ltd Fixing device
JPH08335000A (en) * 1995-06-07 1996-12-17 Ricoh Co Ltd Fixing device
JP2003076178A (en) * 2001-09-06 2003-03-14 Canon Inc Image forming device
JP2008026603A (en) * 2006-07-21 2008-02-07 Konica Minolta Business Technologies Inc Sliding member, fixing device, and image forming apparatus
JP2008134302A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Canon Inc Heating device and image forming apparatus
JP2008224875A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
JP2009258516A (en) * 2008-04-18 2009-11-05 Sharp Corp Fixing apparatus, and image forming apparatus having the same
JP2009258312A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Murata Mach Ltd Fixing device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06118821A (en) * 1992-10-02 1994-04-28 Ricoh Co Ltd Fixing device
JPH08335000A (en) * 1995-06-07 1996-12-17 Ricoh Co Ltd Fixing device
JP2003076178A (en) * 2001-09-06 2003-03-14 Canon Inc Image forming device
JP2008026603A (en) * 2006-07-21 2008-02-07 Konica Minolta Business Technologies Inc Sliding member, fixing device, and image forming apparatus
JP2008134302A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Canon Inc Heating device and image forming apparatus
JP2008224875A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
JP2009258312A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Murata Mach Ltd Fixing device
JP2009258516A (en) * 2008-04-18 2009-11-05 Sharp Corp Fixing apparatus, and image forming apparatus having the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015072421A (en) * 2013-10-04 2015-04-16 富士ゼロックス株式会社 Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2019040032A (en) * 2017-08-24 2019-03-14 富士ゼロックス株式会社 Conveying device, fixing device, image forming apparatus, and heater
JP7299582B2 (en) 2019-01-17 2023-06-28 株式会社ミヤデン induction heating coil
JP7362061B2 (en) 2019-01-17 2023-10-17 株式会社ミヤデン Induction heating method and induction heating device
JP7376865B2 (en) 2019-01-17 2023-11-09 株式会社ミヤデン induction heating device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6476620B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
US9581948B2 (en) Fixing device and image forming apparatus
JP6086100B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
US8953993B2 (en) Fixing device and image forming apparatus incorporating same
JP2009259714A (en) Surface heat generating element, fixing device equipped with it, and image forming device
JP4988880B2 (en) Fixing device, image forming apparatus using the fixing device, and fixing device control method
JP2014074884A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2009282335A (en) Fixing device and image forming apparatus provided with the same
JP2010177142A (en) Heating member, fixing device, and image forming apparatus with fixing device
JP2010286743A (en) Fixing device and image forming apparatus having the same
JP6638530B2 (en) Fixing device, image forming device
JP6127580B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2009258243A (en) Fixing device and image forming apparatus including the same
JP2013083683A (en) Belt fixing device and image forming device including the same
JP2017083520A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP5470086B2 (en) Heat fixing belt, fixing device, and image forming apparatus including the fixing device
JP5259681B2 (en) Fixing device and image forming apparatus using the same
JP6650107B2 (en) Fixing device and image forming device
JP5011149B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP4927612B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2014206672A (en) Image heating device and image forming apparatus
JP2014174370A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP5489939B2 (en) Fixing heater, fixing device, and image forming apparatus
JP2009186563A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2016177136A (en) Fixing device and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140918

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150911

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160301