JP2016177193A - Belt member, fixation device, and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルト部材、定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a belt member, a fixing device, and an image forming apparatus.
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体(感光体ドラム)を帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって可視像(トナー像)とし、このトナー像を感光体ドラム上から用紙等の記録媒体に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録媒体に定着している。 In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, for example, a photosensitive member (photosensitive drum) formed in a drum shape is charged, and the photosensitive drum is controlled by light controlled based on image information. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by exposure, and the electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image) with toner, and the toner image is transferred from the photosensitive drum to a recording medium such as paper. Thereafter, the toner image is fixed on the recording medium by a fixing device.
定着装置としては、例えば、回転可能な回転部材と、この回転部材に接触し、且つ、回転部材に従って回転移動するベルト部材と、このベルト部材を介して回転部材と対向するように配置され、ベルト部材の内周面から回転部材に向けて押圧し、定着部材と回転部材との間に用紙等の記録媒体を通過させるニップ部を形成する押圧部材と、を備え、このニップ部に記録媒体を通過させることで、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置(「フリーベルトニップ方式」という。)が知られている。 As the fixing device, for example, a rotatable rotating member, a belt member that contacts the rotating member and rotates according to the rotating member, and is arranged to face the rotating member via the belt member. A pressing member that presses from the inner peripheral surface of the member toward the rotating member and forms a nip portion through which a recording medium such as paper passes between the fixing member and the rotating member, and the recording medium is placed in the nip portion. A fixing device (referred to as “free belt nip method”) that fixes a toner image on a recording medium by passing the recording medium is known.
このような定着装置には、ベルト部材と押圧部材との摩擦抵抗を低減することを目的として、ベルト部材と押圧部材との間に潤滑剤が存在するように構成された定着装置が知られている。 As such a fixing device, there is known a fixing device configured such that a lubricant exists between the belt member and the pressing member for the purpose of reducing the frictional resistance between the belt member and the pressing member. Yes.
特許文献1には、少なくとも一方がベルト部材である加熱部材および加圧部材と、ベルト部材の両端部を回転自在に支持するベルトガイド部材と、押圧部材と、ベルト部材の内周面にオイル(潤滑剤)を供給するオイル供給部材とを備え、ベルトガイド部材の外周面とベルト部材の内周面の少なくとも一方に、オイルの漏れを防止するオイル漏れ防止手段を設けた定着装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a heating member and a pressure member, at least one of which is a belt member, a belt guide member that rotatably supports both end portions of the belt member, a pressing member, and oil ( And a fixing device provided with oil leakage prevention means for preventing oil leakage on at least one of the outer peripheral surface of the belt guide member and the inner peripheral surface of the belt member. Yes.
特許文献2には、回転部材と、ベルト部材と、押圧部材と、ベルト部材と圧力部材との間の摩擦を低減する低摩擦部材とを備え、低摩擦部材は、端部領域であってニップ部を含む領域に、ベルト部材側に向けて高くなる段差が形成された定着装置が開示されている。
特許文献3には、ベルト部材と、押圧部材と、ベルトガイド部材とを備え、ベルト部材の外周面のニップ部において押圧部材よりも軸方向外側となる位置でベルト部材の直径方向外側に突起するように、固設されるリング形状の潤滑剤規制部材を有する定着装置が開示されている。 Patent Document 3 includes a belt member, a pressing member, and a belt guide member, and protrudes outward in the diametrical direction of the belt member at a position that is axially outer than the pressing member at the nip portion of the outer peripheral surface of the belt member. Thus, a fixing device having a ring-shaped lubricant regulating member that is fixed is disclosed.
本発明の目的は、ベルト部材の端部から潤滑剤が漏出することを抑制するベルト部材、当該ベルト部材を備える定着装置及び画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a belt member that suppresses leakage of lubricant from an end portion of the belt member, a fixing device including the belt member, and an image forming apparatus.
請求項1に係る発明は、円筒状の基材と、前記基材の外周面に配置された被覆層と、を有し、前記被覆層は、前記被覆層の最外層となるフッ素樹脂チューブを有し、前記フッ素樹脂チューブの端部は、前記基材の内周面側に折り返され、この折り返し部の終端は、前記基材の内周面側に配置される押圧部材より軸方向外側に位置しているベルト部材である。 The invention according to claim 1 includes a cylindrical base material and a coating layer disposed on an outer peripheral surface of the base material, and the coating layer includes a fluororesin tube serving as an outermost layer of the coating layer. And an end portion of the fluororesin tube is folded back to the inner peripheral surface side of the base material, and an end of the folded portion is axially outer than a pressing member disposed on the inner peripheral surface side of the base material. It is the belt member which is located.
請求項2に係る発明は、前記折り返し部の終端と前記基材の内周面との間に隙間が形成されている請求項1記載のベルト部材である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、前記折り返し部の終端は、前記基材の径方向内側に突出している請求項1記載のベルト部材である。 The invention according to claim 3 is the belt member according to claim 1, wherein the end of the folded portion protrudes radially inward of the base material.
請求項4に係る発明は、回転可能な回転部材と、前記回転部材に接触しながら移動可能な請求項1〜3のいずれか1項に記載のベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記回転部材と対向するように配置され、前記ベルト部材を前記回転部材に向けて押圧して、前記回転部材と前記ベルト部材との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する前記押圧部材と、を備える定着装置である。 The invention according to claim 4 is a rotatable rotating member, the belt member according to any one of claims 1 to 3 that is movable while contacting the rotating member, and the rotation via the belt member. A pressing member that is arranged to face the member and presses the belt member toward the rotating member to form a nip portion through which a recording medium passes between the rotating member and the belt member; The fixing device is provided.
請求項5に係る発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤により現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着する請求項4に記載の定着装置と、を備える画像形成装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image holding member, a charging unit that charges the surface of the image holding member, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the charged surface of the image holding member, The fixing device according to claim 4, wherein a developing unit that develops the electrostatic latent image with a developer to form a toner image, a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium, and the toner image is fixed to the recording medium. And an image forming apparatus.
請求項1に係る発明によれば、円筒状の基材と、前記基材の外周面に配置された被覆層とから構成され、前記被覆層は、前記被覆層の最外層となるフッ素樹脂チューブを有し、前記フッ素樹脂チューブの端部が前記基材の内周面側に折り返されていないベルト部材と比較して、ベルト部材の端部から潤滑剤が漏出することを抑制するベルト部材が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the fluororesin tube includes a cylindrical base material and a coating layer disposed on the outer peripheral surface of the base material, and the coating layer is the outermost layer of the coating layer. A belt member that suppresses leakage of lubricant from the end of the belt member as compared to a belt member in which the end of the fluororesin tube is not folded back to the inner peripheral surface side of the base material. Provided.
請求項2に係る発明によれば、前記折り返し部の終端が前記基材の内周面に接触しているベルト部材と比較して、ベルト部材の端部から潤滑剤が漏出することを抑制するベルト部材が提供される。
According to the invention which concerns on
請求項3に係る発明によれば、前記折り返し部の終端が前記基材の径方向内側に突出していないベルト部材と比較して、ベルト部材の端部から潤滑剤が漏出することを抑制するベルト部材が提供される。 According to the invention of claim 3, the belt that suppresses leakage of the lubricant from the end portion of the belt member as compared with a belt member in which the terminal end of the folded portion does not protrude radially inward of the base material. A member is provided.
請求項4に係る発明によれば、円筒状の基材と、前記基材の外周面に配置された被覆層とから構成され、前記被覆層は、前記被覆層の最外層となるフッ素樹脂チューブを有し、前記フッ素樹脂チューブの端部が前記基材の内周面側に折り返されていないベルト部材を用いた場合と比較して、ベルト部材の端部から潤滑剤が漏出することを抑制する定着装置が提供される。 According to the invention which concerns on Claim 4, it is comprised from the cylindrical base material and the coating layer arrange | positioned at the outer peripheral surface of the said base material, and the said coating layer becomes the outermost layer of the said coating layer. And the leakage of lubricant from the end of the belt member is suppressed compared to the case where a belt member is used in which the end of the fluororesin tube is not folded back to the inner peripheral surface side of the base material. A fixing device is provided.
請求項5に係る発明によれば、円筒状の基材と、前記基材の外周面に配置された被覆層とから構成され、前記被覆層は、前記被覆層の最外層となるフッ素樹脂チューブを有し、前記フッ素樹脂チューブの端部が前記基材の内周面側に折り返されていないベルト部材を用いた場合と比較して、ベルト部材の端部から潤滑剤が漏出することを抑制する画像形成装置が提供される。
According to the invention which concerns on
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。図1に示された画像形成装置100は、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kと、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10と、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー像を記録媒体(記録紙)Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20と、二次転写された画像を記録媒体P上に定着させる定着装置60と、を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment. The
本実施形態において、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kには、矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、これらの感光体ドラム11を帯電する帯電器12と、感光体ドラム11上に静電潜像を書込むレーザ露光器13(図1中、露光ビームを符号Bmで示す)と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14と、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16と、感光体ドラム11上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の順に、略直線状に配置されている。
In this embodiment, each of the
中間転写体である中間転写ベルト15は、例えば、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルト(エンドレスベルト)で構成されている。そして、中間転写ベルト15の体積抵抗率は、例えば、106Ωcm以上1014Ωcm以下となるように形成されており、その厚さは、例えば、0.1mm程度に構成されている。中間転写ベルト15は、各種ロールによって、図1に示すB方向に予め定めた速度で循環駆動(回転駆動)されている。本実施形態では、各種ロールとして、定速性に優れたモーター(図示せず)等により駆動されて中間転写ベルト15を回転させる駆動ロール31と、各感光体ドラム11の配列方向に沿って延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32と、中間転写ベルト15に対して張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行等を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33と、二次転写部20に設けられるバックアップロール25と、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール34と、を有している。
The
本実施形態では、一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に対向して配置される一次転写ロール16により構成されている。一次転写ロール16は、例えば、シャフト(不図示)と、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層(不図示)とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したアクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)とスチレン−ブタジエンゴム(SBR)とエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)とのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が例えば107Ωcm以上109Ωcm以下のスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール16は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に圧接して配置され、さらに一次転写ロール16には、トナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
In the present embodiment, the primary transfer unit 10 includes a
本実施形態では、二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール22と、バックアップロール25とによって構成される。バックアップロール25は、表面が例えばカーボン等を分散したEPDMゴムとNBRのブレンドゴムのチューブ、内部は例えばEPDMゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率は、例えば、107Ω/□以上1010Ω/□以下となるように形成され、硬度は、例えば70°(アスカーC:高分子計器社製、以下同様)に設定されている。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極をなし、二次転写バイアスを印加する金属製等の給電ロール26が接触配置されている。
In the present embodiment, the
本実施形態では、二次転写ロール22は、例えば、シャフト(不図示)と、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層(不図示)とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、SUS等の金属等で構成された円柱状等の棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴム等で形成され、体積抵抗率が107Ωcm以上109Ωcm以下のスポンジ状等の円筒状等のロールである。そして、二次転写ロール22は、中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接して配置され、さらに二次転写ロール22は接地されてバックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される記録媒体P上にトナー像を二次転写する。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉等を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。また、本実施形態では、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側に、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。
Further, in the present embodiment, residual toner, paper dust, and the like on the
さらに、本実施形態の画像形成装置100では、用紙搬送系として、例えば、記録媒体Pを収容する用紙トレイ50と、この用紙トレイ50に集積された記録媒体Pを取り出して搬送するピックアップロール51と、ピックアップロール51により繰り出された記録媒体Pを搬送する搬送ロール52と、搬送ロール52により搬送された記録媒体Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53と、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される記録媒体Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55と、記録媒体Pを定着装置60に導く定着入口ガイド56と、を備えている。
Furthermore, in the
次に、本実施の形態に係る画像形成装置100の基本的な作像プロセスについて説明する。
Next, a basic image forming process of the
図1に示すような画像形成装置100では、画像読取装置(IIT)(図示せず)やパーソナルコンピュータ(PC)(図示せず)等から出力される画像データは、画像処理装置(IPS)(図示せず)により画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。具体的には、IPSでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。そして、画像処理が施された画像データは、Y,M,C,Kの4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。
In the
レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体ドラム11に照射する。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが接触する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により、中間転写ベルト15の基材に対し、トナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
The
トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から予め定めたサイズの用紙である記録媒体Pが供給される。ピックアップロール51により供給された記録媒体Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、記録媒体Pは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、記録媒体Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the
二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22がバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された記録媒体Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22とバックアップロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール22及びバックアップロール25によって押圧される二次転写部20にて、記録媒体P上に一括して静電転写される。
In the
その後、トナー像が静電転写された記録媒体Pは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55では、定着装置60における最適な搬送速度に合わせて、記録媒体Pが定着装置60まで搬送される。定着装置60に搬送された記録媒体P上の未定着トナー像は、後述するように、定着装置60によって熱および圧力で定着処理を受けることで記録媒体P上に定着される。そして定着画像が形成された記録媒体Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
Thereafter, the recording medium P on which the toner image has been electrostatically transferred is transported as it is while being peeled off from the
一方、記録媒体Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナー等は、中間転写ベルト15の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
On the other hand, after the transfer to the recording medium P is completed, residual toner or the like remaining on the
次に、図面を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置100に用いられる定着装置60について説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
Next, the fixing
図2は、本実施形態に係る画像形成装置に用いられる定着装置の構成の一例を示す側断面図である。図2に示す定着装置60は、回転可能な回転部材の一例としての定着ロール61と、定着ロール61に接触しながら移動するベルト部材の一例としての加圧ベルト62と、加圧ベルト62を介して定着ロール61と対向するように配置され、加圧ベルト62を定着ロール61に向けて押圧し、定着ロール61と加圧ベルト62との間に、記録媒体Pが通過するニップ部Nを形成する押圧部材の一例としての圧力パッド64とにより主要部が構成されている。
FIG. 2 is a side sectional view showing an example of the configuration of the fixing device used in the image forming apparatus according to the present embodiment. A fixing
図2に示す定着ロール61は、金属製等のコア(円筒状芯金)611の周囲に弾性体層612、および離型層613を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されている。また、定着ロール61の内部には、加熱源として、例えば、ハロゲンヒータ66が設けられている。また、定着ロール61の周辺には、ロール表面の温度を制御するための温度センサ69が設けられている。例えば、図1に示す画像形成装置100の制御部40により、温度センサ69による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ66の点灯を制御し、定着ロール61の表面温度が予め定められた温度(例えば、175℃)を維持するように調整される。
The fixing
図2に示す加圧ベルト62は、加圧ベルト62の内部に配置された圧力パッド64とベルト走行ガイド63と、後述する、加圧ベルト62の両端部に配置された蛇行防止部材によって、回転自在に支持されている。そして、ニップ部Nにおいて定着ロール61と接触し、定着ロール61に従って矢印方向に回転する(例えば、表面速度250mm/秒)。図2に示す加圧ベルト62は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状等に形成された継ぎ目がない無端ベルトであることが好ましい。加圧ベルト62の詳細については、後述する。
The
図2に示す圧力パッド64は、加圧ベルト62の内側において金属製等のホルダ65に取り付けられている。圧力パッド64は、加圧ベルト62を介して定着ロール61を加圧し、加圧ベルト62と定着ロール61との間に、記録媒体Pが通過可能なニップ部Nを形成する機能を有していれば、形状や構造等は特に制限されるものではない。但し、トナー像表面を平滑化して画像光沢を付与するとともに、記録媒体Pの剥離性を向上させる等の観点等から、ニップ部Nの圧力を記録媒体突入側より記録媒体排出側が高くなるような形状や構造とすることが望ましい。圧力パッド64は、例えば、ニップ部Nの入口側(上流側)に、幅の広いニップ部Nを確保するためのプレニップ部材と、ニップ部Nの出口側(下流側)に、定着ロール表面に歪み(凹み)を与えて記録媒体Pにダウンカールを形成するための剥離ニップ部材とが配置される構成としてもよい。
The
図2に示すベルト走行ガイド63は、加圧ベルト62の内側において、ホルダ65に取り付けられ、加圧ベルト62がベルト走行ガイド63の外周面に沿って周回移動するように構成されている。ベルト走行ガイド63は、加圧ベルト62の内周面と摺擦するため、静止摩擦係数の小さな材質で形成されることが望ましい。また、ベルト走行ガイド63は、加圧ベルト62から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されていることが望ましい。
The
ホルダ65には、潤滑剤塗布部材67が配置されている。潤滑剤塗布部材67は、加圧ベルト62の内周面に対して接触するように配置され、アミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤が加圧ベルト62の内周面に供給される。
A
なお、加圧ベルト62の内周面と圧力パッド64との間には、加圧ベルト62の内周面と圧力パッド64との摩擦抵抗を小さくする目的等で摺動部材(図示しない)が設けられていてもよい。摺動部材は、加圧ベルト62の回転方向に沿って、ニップ部Nの全域にわたって、または少なくとも一部に配置される。
A sliding member (not shown) is provided between the inner peripheral surface of the
図3は、本実施形態の定着装置に用いられる加圧ベルトの一例を示す側断面図である。図3に示す加圧ベルト62は、円筒状の基材621と、基材621の外周面に被覆された被覆層とを有する。図3に示す加圧ベルト62では、基材621の外周面に被覆された被覆層がフッ素樹脂チューブ622となっている。
FIG. 3 is a side sectional view showing an example of a pressure belt used in the fixing device of the present embodiment. The
図4(A)は、記録媒体が搬送される方向から見た加圧ベルトの構成の一例を示す模式断面図であり、図4(B)は、図4(A)に示す加圧ベルトの一部拡大模式断面図である。図4(A)及び(B)に示すように、フッ素樹脂チューブ622の両端部は、基材621の内周面側に折り返され、この折り返し部623の終端は、圧力パッド64より軸方向外側に位置している。フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623は、基材621の端面及び内周面の一部を被覆している。また、フッ素樹脂チューブ622の一方の折り返し部623の終端と、他方の折り返し部623の終端との間に圧力パッド64が配置される。そして、フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623により、圧力パッド64で押圧される基材621の内周面に対して突出した段差が形成される。図4に示す加圧ベルト62では、フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623の厚みが、基材621の内周面に対して突出した段差の高さになる。
4A is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the pressure belt as viewed from the direction in which the recording medium is conveyed, and FIG. 4B is a diagram of the pressure belt shown in FIG. It is a partially expanded schematic sectional view. As shown in FIGS. 4A and 4B, both end portions of the
図4(A)及び(B)に示すように、定着装置60には、加圧ベルト62の両端部に蛇行防止部材70が設けられている。蛇行防止部材70は、図4(A)に示すように、フランジ部72、挿入部74を有する。挿入部74は、加圧ベルト62の両端部から挿入され、ホルダ65の両端部に設置固定されている。フランジ部72は、加圧ベルト62の蛇行の際にその端面と突き当たるように一定の距離で、互いに離間させた状態で配置されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the fixing
また、図4(A)に示すように、挿入部74の外周面とフッ素樹脂チューブ622の折り返し部623とが接触しており、蛇行防止部材70が加圧ベルト62の両端部を内周面側から支持している。なお、図4(B)では、加圧ベルト62と蛇行防止部材70、加圧ベルト62と圧力パッド64、加圧ベルト62とベルト走行ガイド63との間に隙間があるが、これは各部材の構成を明確にするためであって、実際には、加圧ベルト62と上記これらの部材とは接触しており、隙間は形成されていない。また、不図示であるが、フランジ部72に対して挿入部74と反対側には保持部が設けられており、その保持部が定着装置内の固定部に保持され、蛇行防止部材70が固定されている。蛇行防止部材70は、例えば、PPS、PET、PBT、LCP等の耐熱性樹脂や、更に耐久性や摩擦係数を下げるためのフィラーを加えたもの等によって形成される。
As shown in FIG. 4A, the outer peripheral surface of the
図2に示す定着装置60の動作について説明する。
The operation of the fixing
図2に示す定着装置60では、定着ロール61が図示しない駆動モータに連結されて矢印方向に回転し、この回転に従動して加圧ベルト62も矢印方向に回転する。図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された記録媒体Pは、不図示の搬送手段によって、定着ロール61と加圧ベルト62とが圧接して形成されたニップ部Nに搬送される。そして、記録媒体Pがニップ部Nを通過した際に、記録媒体P上のトナー像はニップ部Nに作用する圧力、定着ロール61から供給される熱等が記録媒体Pに加えられ、未定着トナー像が記録媒体P上に定着される。定着後の記録媒体Pは、ニップ部Nを通過後、定着ロール61から剥離され、定着装置60から排出される。このようにして定着処理が行われる。なお、例えば、部品寸法のバラツキやニップ部Nを通過する記録媒体Pの影響を受けて、定着ロール61からの摩擦力が幅方向で不均一になった場合には、加圧ベルト62に幅方向(軸方向)に移動する力が働き、いずれかの端部に片寄る、いわゆるベルトウォークが発生する場合がある。しかし、本実施形態では、加圧ベルト62が軸方向に蛇行しても、加圧ベルト62の端部は加圧ベルト62の両端部に設けられた蛇行防止部材70のフランジ部74に接触するため、蛇行防止部材70を設置していない場合と比較して、加圧ベルト62の蛇行が抑制される。
In the fixing
ところで、一般的に、定着装置は、加圧ベルトを圧力パッドによって定着ロールの表面を押圧するように構成されているため、加圧ベルトと圧力パッドとの摺動抵抗が大きくなると、加圧ベルトの駆動のためのトルクも増大し、定着ロールに働く応力つまり駆動トルクも大きくなる場合がある。その結果、加圧ベルトの磨滅または薄肉化、および、定着ロールのギアやコアの破損が引き起こされる懸念がある。また、このような場合、駆動モータの負荷も大きくなり、より多くの電力が必要になる場合がある。更に、定着ロールによる加圧ベルトの駆動力に比べて、加圧ベルトと圧力パッドとの摩擦力が無視できないほど大きくなると、定着ロールと加圧ベルトとの間で滑りが生じる場合があり、未定着トナー像を保持した記録媒体Pをニップ部Nに通過させる際、定着させるトナー像に画像のずれが引き起こされる場合がある。 By the way, in general, the fixing device is configured to press the pressure belt against the surface of the fixing roll with the pressure pad. Therefore, when the sliding resistance between the pressure belt and the pressure pad increases, the pressure belt In some cases, the driving torque increases, and the stress acting on the fixing roll, that is, the driving torque increases. As a result, there is a concern that the pressure belt may be worn or thinned, and the gear and core of the fixing roll may be damaged. In such a case, the load on the drive motor also increases, and more power may be required. Furthermore, if the frictional force between the pressure belt and the pressure pad becomes too large to be ignored compared to the driving force of the pressure belt by the fixing roll, slipping may occur between the fixing roll and the pressure belt, which is undecided. When the recording medium P holding the toner image is passed through the nip portion N, an image shift may be caused in the toner image to be fixed.
上記問題に対しては、加圧ベルトと圧力パッドとの間に、潤滑剤を供給し、加圧ベルトと圧力パッドとの摺動抵抗を低下させる技術がある。しかしながら、加圧ベルトは圧力パッドに押圧されながら回転しているため、加圧ベルトと圧力パッドとの間に供給された潤滑剤は、加圧ベルトの軸方向端部から漏出してしまう場合がある。その結果、例えば、定着装置を長時間使用した場合等において、加圧ベルトと圧力パッドとの間の潤滑剤の量が不足し、加圧ベルトと圧力パッドとの抵抗が増加し、定着ロールの駆動トルクが早期に上昇する場合がある。また、加圧ベルトの端部から潤滑剤が漏出してしまうと、当該潤滑剤が加圧ベルトの外周面側(記録媒体Pが通過する側)に回り、ニップ部Nにおいて加圧ベルトと定着ロールとで滑りが生じたり、ニップ部Nを通過する記録媒体Pに潤滑剤が付着して染みが発生したりする場合がある。 In order to solve the above problem, there is a technique of reducing the sliding resistance between the pressure belt and the pressure pad by supplying a lubricant between the pressure belt and the pressure pad. However, since the pressure belt rotates while being pressed by the pressure pad, the lubricant supplied between the pressure belt and the pressure pad may leak from the axial end of the pressure belt. is there. As a result, for example, when the fixing device is used for a long time, the amount of lubricant between the pressure belt and the pressure pad is insufficient, the resistance between the pressure belt and the pressure pad increases, and the fixing roll The drive torque may increase early. Further, when the lubricant leaks from the end of the pressure belt, the lubricant turns to the outer peripheral surface side (the side through which the recording medium P passes) of the pressure belt, and is fixed to the pressure belt at the nip portion N. There are cases where slipping occurs between the roll and the lubricant adheres to the recording medium P passing through the nip portion N, and stains may occur.
しかし、本実施形態の加圧ベルト62は、前述したようにフッ素樹脂チューブ622の折り返し部623により、圧力パッド64で押圧される基材621の内周面に対して突出した段差が形成されているため、加圧ベルト62の端部から流れ出そうとする潤滑剤が当該段差で堰き止められると考えられる。したがって、本実施形態の加圧ベルト62の方が、フッ素樹脂チューブの端部が基材の内周面側に折り返されていない加圧ベルトと比較して、加圧ベルトの端部から潤滑剤が漏出することが抑制される。そして、本実施形態の定着装置60は、加圧ベルト62の端部から潤滑剤の漏出が抑制されるため、加圧ベルト62と圧力パッド64との摺動抵抗の増加が抑制されると共に、潤滑剤の漏出に伴う、加圧ベルト62と定着ロール61との滑りや、潤滑剤の付着による記録媒体Pの染みの発生等が抑制されると考えられる。さらに、加圧ベルト62の端部からの潤滑剤の漏出が抑制されることから、加圧ベルト62の内周面に多くの潤滑剤を供給することで、加圧ベルト62と圧力パッド64との間に潤滑剤層が形成されるため、初期の滑り抵抗も低減されると考えられる。
However, as described above, the
また、本実施形態の加圧ベルト62は、フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623が、加圧ベルト62の内部に挿入された挿入部74と接触しているため、フッ素樹脂チューブの折り返し部を有しておらず、一般的にフッ素樹脂より摩擦係数の高い材質が使用される基材621が挿入部74に接触している加圧ベルトと比較して、加圧ベルト62の摩耗量が減少すると考えられる。また、加圧ベルト62は、定着ロール61の回転に従って回転する際、通常、ニップ部Nにおいて、定着ロール61の曲率に沿って変形するが、折り返し部623は、弾性率の低いフッ素樹脂チューブ622から構成されているため、加圧ベルト62のニップ部Nにおける形状変化に滑らかに追従し、加圧ベルト62の回転にほとんど影響を与えることがないと考えられる。
In addition, the pressurizing
図5(A)〜(C)は、記録媒体が搬送される方向から見た加圧ベルトの構成の他の一例を示す一部拡大模式断面図である。図5(A)〜(C)では、加圧ベルト62と蛇行防止部材70、加圧ベルト62と圧力パッド64、加圧ベルト62とベルト走行ガイド63との間に隙間があるが、これは各部材の構成を明確にするためであって、実際には、加圧ベルト62と上記これらの部材とは接触しており、隙間は形成されていない。図5(A)に示す加圧ベルト62では、フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623の終端と基材621の内周面側とが離間しており、折り返し部623の終端と基材621の内周面との間に隙間部624が形成されている。このような隙間部624を形成することで、加圧ベルト62の両端部から漏出しようとする潤滑剤が、隙間部624に堰き止められるため、フッ素樹脂チューブの折り返し部を有していない加圧ベルトと比較して、加圧ベルト62の端部からの潤滑剤の漏出がより抑制される。また、図5(B)及び(C)に示す加圧ベルト62は、フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623の終端が基材621の径方向内側に突出した突出部625を有する。図5(B)に示す突出部625は、フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623の終端を基材621に対して起立させることにより形成されている。また、図5(C)に示す突出部625は、フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623の終端を屈曲させることにより形成されている。このような突出部625を形成することで、加圧ベルト62の端部から漏出しようとする潤滑剤が、突出部625により堰き止められるため、フッ素樹脂チューブの折り返し部の終端が基材の径方向内側に突出していない加圧ベルトを用いた場合と比較して、加圧ベルト62の端部からの潤滑剤の漏出がより抑制される。
5A to 5C are partially enlarged schematic cross-sectional views illustrating another example of the configuration of the pressure belt as viewed from the direction in which the recording medium is conveyed. 5A to 5C, there are gaps between the
以下に、定着装置60を構成する部材について説明する。
Hereinafter, members constituting the fixing
定着ロール61のコア611は、例えば、鉄、アルミニウム(例えば、A−5052材)、SUS、銅等の熱伝導率の高い金属または合金、セラミックス、繊維強化金属(FRM)で形成される。
The
定着ロール61の弾性体層612の材質は、例えば、ゴム硬度がJIS−A硬度で15°以上45°以下程度のゴム、エラストマー等の弾性体が挙げられ、より具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。なかでも、表面張力が小さく、弾性に優れる等の点でシリコーンゴムが好ましい。このようなシリコーンゴムとしては、例えば、RTV(room temperature vulcanization:室温加硫)シリコーンゴム、HTV(high temperature vulcanization:高温加硫)シリコーンゴム等が挙げられ、具体的には、ジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
Examples of the material of the
弾性体層612の厚さは、特に制限されるものではないが、例えば、3mm以下であり、好ましくは、0.5mm以上1.5mm以下の範囲内である。弾性体層612をコア611の表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、公知のコーティング法、成型等が採用される。
The thickness of the
また、定着ロール61の離型層613の材質は、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材質の中でもフッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂としては、特に制限はなく、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体(MFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体(EFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、フッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。離型層613は、帯電防止性を付与する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、金属粉末等の導電性を有する粉末を配合していても良く、また、耐摩耗性を向上する目的で、例えば、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム等の無機化合物の粉末を配合していてもよい。
Examples of the material of the
離型層613の厚さは、特に制限されるものではないが、例えば、10μm以上50μm以下の範囲内であり、好ましくは15μm以上30μm以下の範囲内である。離型層613を形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、上述したコーティング法、押出し成型によって形成されたチューブを被覆する方法等が挙げられる。
The thickness of the
加圧ベルト62は、基材621と、基材621の外周面または外周面及び内周面の両面に被覆された被覆層とを有し、被覆層の最外層がフッ素樹脂チューブ622となる構成であればよい。
The
加圧ベルト62の基材621の材質は、例えば、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等から選ばれた一つまたは複数の混合体またはステンレスやニッケル、銅等の金属などが挙げられる。
The material of the
フッ素樹脂チューブ622の材質としては、特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体(MFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体(EFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体等のテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。これらの中でも、特に耐熱性、機械特性等の面から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、および、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体(MFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体(EFA)等のテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)が好ましい。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。フッ素樹脂チューブ622の厚さは、例えば、10μm以上50μm以下程度、好ましくは15μm以上30μm以下程度の範囲に設定される。
The material of the
フッ素樹脂チューブ622においては、加圧ベルト62の端部からの潤滑剤の漏出を抑制する点等から、フッ素樹脂チューブ622の両端部が基材621の内周面側に折り返されることが好ましい。但し、定着装置60の設置方向によっては、加圧ベルト62の一方の端部から潤滑剤が漏出する場合もあるため、フッ素樹脂チューブ622の両端部のうち少なくともいずれか一方の端部が基材621の内周面側に折り返されていればよい。また、フッ素樹脂チューブ622の折り返し部623の終端は、圧力パッド64より軸方向外側に位置していれば特に制限されるものではないが、潤滑剤の漏出をより抑制する点等から、圧力パッド64より軸方向外側に位置し、且つ蛇行防止部材70より軸方向内側に位置していることが好ましい。
In the
基材621上に被覆される被覆層は、その最外層がフッ素樹脂チューブ622となるように構成されていればよく、例えば、基材621とフッ素樹脂チューブ622との間に配置される弾性体層等の中間層を有していてもよい。以下に、その一例を説明する。
The coating layer coated on the
図6は、記録媒体が搬送される方向から見た加圧ベルトの構成の他の一例を示す模式断面図である。図6に示す加圧ベルト62では、基材621上に被覆される被覆層が、弾性体層627と、弾性体層627上に配置されるフッ素樹脂チューブ622と、を有する。なお、前述したように、フッ素樹脂チューブ622の両端部は、基材621の内周面側に折り返され、折り返し部623の終端は、圧力パッド64より軸方向外側に位置している。弾性体層627の材質としては、例えば、ゴム硬度がJIS−A硬度で15°以上45°以下程度のゴム、エラストマー等の弾性体が挙げられ、より具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。なかでも、表面張力が小さく、弾性に優れる等の点でシリコーンゴムが好ましい。このようなシリコーンゴムとしては、例えば、RTV(room temperature vulcanization:室温加硫)シリコーンゴム、HTV(high temperature vulcanization:高温加硫)シリコーンゴム等が挙げられ、具体的には、ジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。弾性体層627の厚さは、例えば、3mm以下であり、好ましくは、0.5mm以上1.5mm以下の範囲内である。弾性体層627を基材621の表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、公知のコーティング法、成型等が採用される。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the pressure belt as viewed from the direction in which the recording medium is conveyed. In the
加圧ベルト62の厚さは、例えば、45μm以上130μm以下、好ましくは55μm以上100μm以下で設定される。加圧ベルト62の厚さが45μm未満であると、45μm以上の場合と比較して、加圧ベルト62の強度が低下する場合がある。加圧ベルト62の厚さが130μmを超えると、130μm以下の場合と比較して、加圧ベルト62の熱容量が増大し、その結果、定着に必要な供給熱量を確保するための消費電力が増加する場合がある。なお、加圧ベルト62の「厚さ」は幅方向の平均厚さを意味する。加圧ベルト62の周長及び幅は、特に限定されない。
The thickness of the
次に、加圧ベルト62の製造方法の一例について説明する。まず、フッ素樹脂チューブの内部に円筒状の基材を挿入する。このフッ素樹脂チューブの軸方向の長さ(フッ素樹脂チューブの幅)は、その両端部が、基材から軸方向外側へはみ出る長さとされている。次に、フッ素樹脂チューブの軸方向両端部において、基材からはみ出している部分を、基材の内周面側に折り返えして、図4に示すような折り返し部を形成する。そして、基材を加熱器により加熱して、フッ素樹脂チューブを基材に融着させることにより、加圧ベルト62が得られる。基材とフッ素樹脂チューブとの接着は熱融着に限られず、予め基材上に塗布した接着剤により、基材とフッ素樹脂チューブとを接着させてもよい。なお、フッ素樹脂チューブと基材とは接触しているだけで、接着していなくてもよい。また、例えば、フッ素樹脂チューブの折り返し部の終端を基材から剥がすことで、折り返し部の終端と基材の内周面との間に、図5(a)に示すような隙間部が形成される。また、フッ素樹脂チューブの折り返し部の終端を基材から剥がして起立させたり、屈曲させたりすることで、図5(b)や(c)に示すような突出部が形成される。
Next, an example of a method for manufacturing the
圧力パッド64は、バネや弾性体等によって、例えば30kgfの荷重で定着ロール61を押圧するようにホルダ65に支持されている。圧力パッド64の材質は、例えば、PPS、ポリイミド、ポリアミド、ガラス繊維入り液晶ポリマーやポリエステル等の樹脂、鉄、アルミニウム、SUS等の金属、金属酸化物等が挙げられる。
The
圧力パッド64は、例えば、支持体上に、樹脂弾性体で形成された弾性体層およびシート状部材を積層した構成であってもよい。シート状部材は、単一の層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。シート状部材は、加圧ベルト62と接触する側に配置される、潤滑剤を保持する多孔質樹脂層と、支持体側に配置される、潤滑剤の枯渇を抑制する潤滑剤透過防止層とを有することが好ましい。潤滑剤を保持する多孔質樹脂層の材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられ、耐熱性、離型性、耐久性、耐摩擦性等の点から、多孔質化したPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)等が好ましい。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、潤滑剤透過防止層の材質としては、例えば、耐熱性があり、潤滑剤を透過させない耐熱性樹脂フィルムや金属フィルム等から選定される。また、弾性体層の材質としては、例えば、ゴム硬度がJIS−A硬度で15°以上45°以下程度のゴム、エラストマー等の弾性体が挙げられ、より具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が用いられる。支持体は、例えば、PPS、ポリイミド、ポリアミド、ガラス繊維入り液晶ポリマーやポリエステル等の樹脂;鉄、アルミニウム、SUS等の金属;金属酸化物等で形成される。
For example, the
加圧ベルト62は、例えば、圧力パッド64により定着ロール61に約10°の巻き付き角度で覆われ、約8mm幅のニップ部Nが形成されることが好ましい。
For example, the
潤滑剤は、定着温度環境下で長期使用しても加圧ベルト62の内周面との潤滑性が維持されるものが好ましく、さらに、定着温度環境下での長期使用に対する耐久性、特に、耐熱性および揮発性に優れているものがより好ましい。潤滑性の指標としては動粘度があり、例えば、動粘度が100cSt以上300cSt以下である潤滑剤が、摺動抵抗の観点等から好ましい。潤滑剤の動粘度は、毛細管粘度計の方法(ISO3104)により測定される。
The lubricant is preferably one that maintains the lubricity with the inner peripheral surface of the
潤滑剤としては、例えば、シリコーンオイルやフッ素オイル等の液体状のオイル、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリース等、およびこれらの組み合わせ等が用いられる。シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩およびヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイル等が挙げられる。また、フッ素オイルとしては、例えば、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイル等が挙げられる。 As the lubricant, for example, liquid oil such as silicone oil and fluorine oil, synthetic lubricating oil grease in which a solid substance and a liquid are mixed, and combinations thereof are used. Examples of the silicone oil include dimethyl silicone oil, dimethyl silicone oil with an organic metal salt added, hindered amine added dimethyl silicone oil, an organic metal salt and a hindered amine added dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil, amino-modified silicone oil, and organic metal salt added amino. Examples include modified silicone oil, hindered amine-added amino-modified silicone oil, carboxy-modified silicone oil, silanol-modified silicone oil, and sulfonic acid-modified silicone oil. Examples of the fluorine oil include perfluoropolyether oil and modified perfluoropolyether oil.
潤滑剤としては、潤滑性の維持、耐熱性、揮発性等の観点等から、シリコーンオイルが好ましい。さらに濡れ性の観点等から、アミノ変性シリコーンオイルがより好ましく、より耐熱性が要求される場合は、メチルフェニルシリコーンオイルがより好ましい。潤滑剤には、耐熱性を向上させる観点等から、シリコーンオイル中に酸化防止剤を添加してもよい。 As the lubricant, silicone oil is preferable from the viewpoint of maintenance of lubricity, heat resistance, volatility, and the like. Furthermore, amino-modified silicone oil is more preferable from the viewpoint of wettability, and methylphenyl silicone oil is more preferable when heat resistance is required. From the viewpoint of improving heat resistance, an antioxidant may be added to the lubricant in the silicone oil.
加圧ベルト62と圧力パッド64との間に摺動部材を配置することが好ましい。摺動部材を配置することで、摺動部材を配置しない場合と比較して、加圧ベルト62と圧力パッド64との間の摺動抵抗が低減される。摺動部材の材質は、例えば、摩擦係数が小さく、耐摩耗性および耐熱性に優れた材質が好ましい。具体的には、焼結成型(シンタード成型)されたPTFE樹脂シート、変性ポリテトラフルオロエチレンを含浸させたガラス繊維シート、ガラス繊維にフッ素樹脂で形成されたシートを加熱融着した積層シート等が挙げられる。
A sliding member is preferably disposed between the
図2に示す定着装置60では、回転部材として加熱ロールを例示し、ベルト部材として、記録媒体上のトナー像と接しない側に配置された加圧ベルトを例示して説明したが、回転部材及びベルト部材はこれらに制限されるものではなく、回転部材を加圧ロールとし、ベルト部材を、記録媒体上のトナー像と接する側に配置された定着ベルトとして用いてもよい。
In the fixing
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.
<ベルト部材の作製>
(実施例1)
内径30.1mm、幅270mm、厚さ30μmのフッ素樹脂チューブ内に、内径30mm、幅246mm、厚さ70μmのポリイミドで形成された円筒状の基材を挿入し、基材の軸方向両端部からはみ出したフッ素樹脂チューブの両端部を、基材の内周面側に折り返して、折り返し部を形成した。その後、基材を加熱して、フッ素樹脂チューブを基材上に融着させた。なお、折り返し部の一方の終端と他方の終端との間隔は220mmであり、この間隔に圧力パッドが配置される。
<Production of belt member>
Example 1
A cylindrical substrate made of polyimide having an inner diameter of 30 mm, a width of 246 mm, and a thickness of 70 μm is inserted into a fluororesin tube having an inner diameter of 30.1 mm, a width of 270 mm, and a thickness of 30 μm. Both ends of the protruding fluororesin tube were folded back to the inner peripheral surface side of the substrate to form a folded portion. Then, the base material was heated and the fluororesin tube was fused on the base material. The interval between one end and the other end of the folded portion is 220 mm, and the pressure pad is arranged at this interval.
(実施例2)
実施例1と同様にベルト部材を作製した後、フッ素樹脂チューブの折り返し部の終端を基材から剥がして、折り返し部の終端と基材の内周面との間に、図5(A)に示すような隙間部を形成した。
(Example 2)
After producing the belt member in the same manner as in Example 1, the end of the folded portion of the fluororesin tube is peeled off from the substrate, and the gap between the end of the folded portion and the inner peripheral surface of the substrate is shown in FIG. A gap as shown was formed.
(実施例3)
実施例1と同様にベルト部材を作製した後、フッ素樹脂チューブの折り返し部の終端を基材から剥がして起立させ、図5(B)に示すような突出部を形成した。
(Example 3)
After producing a belt member in the same manner as in Example 1, the end of the folded portion of the fluororesin tube was peeled off from the base material to stand up, and a protruding portion as shown in FIG. 5B was formed.
(実施例4)
実施例1と同様にベルト部材を作製した後、フッ素樹脂チューブの折り返し部の終端を基材から剥がして屈曲させ、図5(C)に示すような突出部を形成した。
Example 4
After producing the belt member in the same manner as in Example 1, the end of the folded portion of the fluororesin tube was peeled off from the substrate and bent to form a protruding portion as shown in FIG.
(比較例1)
内径30.1mm、幅246mm、厚さ30μmのフッ素樹脂チューブ内に、内径30mm、幅246mm、厚さ70μmのポリイミドで形成された円筒状の基材を挿入した後、基材を加熱して、フッ素樹脂チューブを基材上に融着させた。比較例1では、フッ素樹脂チューブと基材の幅(軸方向の長さ)は同じであり、フッ素樹脂チューブの両端部を基材の内周面側に折り返していない。
(Comparative Example 1)
After inserting a cylindrical substrate made of polyimide having an inner diameter of 30 mm, a width of 246 mm, and a thickness of 70 μm into a fluororesin tube having an inner diameter of 30.1 mm, a width of 246 mm, and a thickness of 30 μm, the substrate is heated, A fluororesin tube was fused onto the substrate. In Comparative Example 1, the fluororesin tube and the base material have the same width (length in the axial direction), and both end portions of the fluororesin tube are not folded back to the inner peripheral surface side of the base material.
(比較例2)
比較例1と同様にベルト部材を作製した後、基材の内周面側の両端部に、PPS(材質)の管状体を配置した。この管状体は、圧力パッドよりベルト部材の軸方向外側に配置されており、また、ベルト蛇行防止部材の挿入部の外周面と接触している。
(Comparative Example 2)
After producing a belt member in the same manner as in Comparative Example 1, tubular bodies of PPS (material) were disposed at both ends on the inner peripheral surface side of the base material. This tubular body is disposed on the outer side in the axial direction of the belt member from the pressure pad, and is in contact with the outer peripheral surface of the insertion portion of the belt meandering prevention member.
<定着装置による試験>
実施例1で得られたベルト部材を、図2に示す定着装置に加圧ベルトとして装着した。この定着装置において、加圧ベルトの表面温度を180℃に保ちながら、定着ロールの表面速度160mm/秒で、100時間の空回し試験を実施した。試験中の定着ロールの回転トルクを、回転トルク計(共和電業社製、TP−5KCE)を用いて測定した。また、加圧ベルトの両端部からの潤滑剤の漏出、および加圧ベルトと他の部材との接触等の有無を目視で観察した。その結果、試験開始直後の回転トルクは0.165N・mであり、100時間経過後の定着ロールの回転トルクは0.171N・mであった。すなわち、100時間経過後の定着ロールの回転トルクは、試験開始直後に対して0.006N・m程度しか上昇しなかった。また、100時間経過後でも、加圧ベルトの両端部からの潤滑剤の漏出は発生せず、更に加圧ベルトの回転不良も発生しなかった。
<Test with fixing device>
The belt member obtained in Example 1 was attached as a pressure belt to the fixing device shown in FIG. In this fixing device, an idling test for 100 hours was performed at a surface speed of the fixing roll of 160 mm / sec while maintaining the surface temperature of the pressure belt at 180 ° C. The rotational torque of the fixing roll under test was measured using a rotational torque meter (TP-5KCE, manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd.). Further, the presence or absence of leakage of the lubricant from both ends of the pressure belt and contact between the pressure belt and other members was visually observed. As a result, the rotational torque immediately after the start of the test was 0.165 N · m, and the rotational torque of the fixing roll after 100 hours was 0.171 N · m. That is, the rotational torque of the fixing roll after 100 hours had increased only by about 0.006 N · m with respect to immediately after the start of the test. In addition, even after 100 hours had elapsed, no lubricant leaked from both ends of the pressure belt, and further, no rotation failure of the pressure belt occurred.
実施例2〜4及び比較例1〜2においても実施例1と同様に試験した。その結果、実施例2〜4はいずれも、100時間経過後の定着ロール回転トルクが、試験開始直後に対して0.004N・m程度しか上昇しなかった。また、実施例2〜4はいずれも、加圧ベルトの両端部からの潤滑剤の漏出は発生せず、更に加圧ベルトの回転不良も発生しなかった。 In Examples 2-4 and Comparative Examples 1-2, the same test as in Example 1 was performed. As a result, in all of Examples 2 to 4, the fixing roll rotational torque after 100 hours had increased only by about 0.004 N · m with respect to immediately after the start of the test. In all of Examples 2 to 4, leakage of the lubricant from both ends of the pressure belt did not occur, and rotation failure of the pressure belt did not occur.
比較例1では、試験開始から数時間で加圧ベルト両端部から潤滑剤の漏出が発生すると共に、定着ロールの回転トルクが試験開始直後に対して0.21N・m上昇した。また、比較例2では、試験開始から30時間で加圧ベルト両端部から潤滑剤の漏出が発生すると共に、定着ロールの回転トルクが試験開始直後に対して0.19N・m上昇した。定着ロールの回転トルクの上昇は、加圧ベルトの両端部から潤滑剤が漏出し、押圧部材と加圧ベルト内周面との摩擦抵抗が上昇したことによるものであると考えられる。 In Comparative Example 1, leakage of the lubricant occurred from both ends of the pressure belt within a few hours from the start of the test, and the rotational torque of the fixing roll increased by 0.21 N · m compared to immediately after the start of the test. In Comparative Example 2, the lubricant leaked from both ends of the pressure belt in 30 hours from the start of the test, and the rotational torque of the fixing roll increased by 0.19 N · m compared to immediately after the start of the test. The increase in the rotational torque of the fixing roll is considered to be due to the fact that the lubricant leaks from both ends of the pressure belt, and the frictional resistance between the pressing member and the inner peripheral surface of the pressure belt increases.
1Y,1M,1C,1K 画像形成ユニット、10 一次転写部、11 感光体ドラム、12 帯電器、13 レーザ露光器、14 現像器、15 中間転写ベルト、16 一次転写ロール、17 ドラムクリーナ、20 二次転写部、22 二次転写ロール、25バックアップロール、26 給電ロール、31 駆動ロール、32 支持ロール、33 テンションロール、34 クリーニングバックアップロール、35 中間転写ベルトクリーナ、40 制御部、42 基準センサ、43 画像濃度センサ、50 用紙トレイ、51 ピックアップロール、52 搬送ロール、53 搬送シュート、55 搬送ベルト、56 定着入口ガイド、60 定着装置、61 定着ロール、62 加圧ベルト、63 ベルト走行ガイド、64 圧力パッド、65 ホルダ、66 ハロゲンヒータ、67 潤滑剤塗布部材、69 温度センサ、70 蛇行防止部材、72 フランジ部、74 挿入部、100 画像形成装置、611 コア、612 弾性体層、613 離型層、621 基材、622 フッ素樹脂チューブ、623 折り返し部、624隙間部、625 突出部、627 弾性体層。
1Y, 1M, 1C, 1K Image forming unit, 10 Primary transfer unit, 11 Photosensitive drum, 12 Charger, 13 Laser exposure unit, 14 Developer, 15 Intermediate transfer belt, 16 Primary transfer roll, 17 Drum cleaner, 20 2 Next transfer section, 22 Secondary transfer roll, 25 Backup roll, 26 Feed roll, 31 Drive roll, 32 Support roll, 33 Tension roll, 34 Cleaning backup roll, 35 Intermediate transfer belt cleaner, 40 Control section, 42 Reference sensor, 43 Image density sensor, 50 paper tray, 51 pickup roll, 52 transport roll, 53 transport chute, 55 transport belt, 56 fixing inlet guide, 60 fixing device, 61 fixing roll, 62 pressure belt, 63 belt travel guide, 64
Claims (5)
前記被覆層は、前記被覆層の最外層となるフッ素樹脂チューブを有し、
前記フッ素樹脂チューブの端部は、前記基材の内周面側に折り返され、この折り返し部の終端は、前記基材の内周面側に配置される押圧部材より軸方向外側に位置していることを特徴とするベルト部材。 A cylindrical base material, and a coating layer disposed on the outer peripheral surface of the base material,
The coating layer has a fluororesin tube that is the outermost layer of the coating layer,
The end portion of the fluororesin tube is folded back to the inner peripheral surface side of the base material, and the end of the folded portion is positioned on the outer side in the axial direction from the pressing member disposed on the inner peripheral surface side of the base material. A belt member.
An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the charged surface of the image carrier, and the electrostatic latent image by a developer. A developing unit that develops a toner image, a transfer unit that transfers the toner image onto a recording medium, and a fixing device according to claim 4 that fixes the toner image onto the recording medium. Image forming apparatus.
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Cited By (1)
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- 2015-03-20 JP JP2015058455A patent/JP2016177193A/en active Pending
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