JP2017125922A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
Fixing device and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017125922A JP2017125922A JP2016004445A JP2016004445A JP2017125922A JP 2017125922 A JP2017125922 A JP 2017125922A JP 2016004445 A JP2016004445 A JP 2016004445A JP 2016004445 A JP2016004445 A JP 2016004445A JP 2017125922 A JP2017125922 A JP 2017125922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fixing belt
- fixing
- fixing device
- belt
- heat
- 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
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置の定着装置に関し、より詳しくは、定着画像を無端状ベルト、フィルム、ローラを介して定着する定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device of an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine thereof, and more specifically, fixes a fixed image through an endless belt, a film, and a roller. The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体上に画像情報に基づいてトナー像を形成し、該トナー像を紙やOHPシート等の記録媒体上に転写する。その後、記録媒体上に担持された未定着のトナー像は、定着装置によって記録媒体上に定着される。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, a toner image is formed on an image carrier based on image information, and the toner image is transferred onto a recording medium such as paper or an OHP sheet. Thereafter, the unfixed toner image carried on the recording medium is fixed on the recording medium by the fixing device.
定着装置には、対向するローラ又はベルトあるいはそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が設けられており、記録媒体である記録紙をニップ部にて挟み込み、熱と圧力によりトナー像を記録紙上に定着する。 The fixing device is provided with a fixing rotator constituted by opposing rollers or belts, or a combination thereof. A recording sheet as a recording medium is sandwiched at a nip portion, and a toner image is placed on the recording sheet by heat and pressure. To settle.
特に、定着ベルトの内周側で該定着ベルトに接触するニップ形成部材により、定着ベルトと加圧ローラとの間に定着ニップ部を形成させるとともに、ニップ形成部材と定着ベルトとの間に摺動ニップ部を形成させる構成が知られている。 In particular, the nip forming member that contacts the fixing belt on the inner peripheral side of the fixing belt forms a fixing nip portion between the fixing belt and the pressure roller, and slides between the nip forming member and the fixing belt. A configuration for forming a nip portion is known.
非特許文献1によれば、A4サイズのプリント100枚/分の生産性を持った高速機においても、摺動ニップ部が広く用いられるようになっている。
According to Non-Patent
また、非特許文献2では、高硬度な金属であるSUS(ステンレス鋼)とポリイミドの摺動で80枚/分機の耐久性を確保している。SUSの熱伝導率は金属の中では最も悪く10〜20W/mK前後であるため、定着ベルトの均熱性はIHヒータと磁気遮蔽板で達成している。
Further, in
しかしながら、非特許文献1,2に開示されたような定着装置において、ニップ形成部材と定着ベルトの間の摺動抵抗が大きい場合には、定着ベルトが加圧ローラによって連れ回りせずにスリップを起こすことがある。このようなスリップが起こると、記録媒体が止まって熱量過多になることでホットオフセットが発生する。また、定着ベルト自身の温度分布も異常をきたし、定着品質が悪化する不具合が生じる。
However, in the fixing device disclosed in
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、ニップ形成部材と定着ベルトの摺動抵抗を低く保つとともに、高い均熱性能を維持できる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is a fixing device and an image forming apparatus that can keep the sliding resistance between the nip forming member and the fixing belt low and maintain high heat equalization performance. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、回転可能に設けられた無端状の定着ベルトと、回転可能に設けられ、前記定着ベルトを外周側から加圧する加圧部材と、前記定着ベルトの内周側に位置し、高熱伝導な金属からなる均熱部材を介して該定着ベルトに接触し、かつ前記定着ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記定着ベルトを加熱する熱源と、を備え、前記均熱部材の前記定着ベルトの内周面に対向する表面に、フッ素樹脂の分散メッキ皮膜が形成されている構成である。 In order to solve the above problems, a fixing device according to the present invention includes an endless fixing belt that is rotatably provided, a pressure member that is rotatably provided and pressurizes the fixing belt from an outer peripheral side, A nip formed on the inner peripheral side of the fixing belt and in contact with the fixing belt through a heat equalizing member made of a metal having high heat conductivity, and forming a fixing nip portion between the fixing belt and the pressure member And a heat source for heating the fixing belt, and a dispersion plating film of fluororesin is formed on a surface of the soaking member facing the inner peripheral surface of the fixing belt.
本発明は、ニップ形成部材と定着ベルトの摺動抵抗を低く保つとともに、高い均熱性能を維持できる定着装置及び画像形成装置を提供する。 The present invention provides a fixing device and an image forming apparatus that can keep the sliding resistance between the nip forming member and the fixing belt low and maintain high heat equalization performance.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図であり、画像形成装置をカラーレーザープリンタに適用した例を示している。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus including a fixing device according to an embodiment of the present invention, and illustrates an example in which the image forming apparatus is applied to a color laser printer.
図1において、画像形成装置1は、ボトル収容部2と、転写装置3と、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kと、給紙部10と、定着装置20と、を備えている。
In FIG. 1, the
4つの作像部4Y,4M,4C,4Kは、画像形成装置1の装置本体の中央に設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
具体的に、各作像部4Y,4M,4C,4Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6と、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8等を備える。なお、図1では、ブラックの作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに符号を付しており、その他の作像部4Y,4M,4Cにおいては符号を省略している。
The four
Specifically, each of the
各作像部4Y,4M,4C,4Kの下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体5の表面へレーザー光を照射するようになっている。
Under the
各作像部4Y,4M,4C,4Kの上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、転写体としての中間転写ベルト30と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ31と、二次転写手段としての二次転写ローラ36とを備える。さらに、転写装置3は二次転写バックアップローラ32と、クリーニングバックアップローラ33と、テンションローラ34、ベルトクリーニング装置35を備えている。
A transfer device 3 is disposed above the
中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33及びテンションローラ34によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ32が回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図1の矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。
The
4つの一次転写ローラ31は、それぞれ、各感光体5との間で中間転写ベルト30を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ31には、電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が各一次転写ローラ31に印加されるようになっている。
Each of the four
二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ31と同様に、二次転写ローラ36にも電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ36に印加されるようになっている。
The
ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置35から伸びた廃トナー移送ホースは、廃トナー収容器の入り口部に接続されている。
The
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部2が設けられており、ボトル収容部2には補給用のトナーを収容した4つのトナーボトル2Y,2M,2C,2Kが着脱可能に装着されている。各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kと各現像装置7との間には、補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kから各現像装置7へトナーが補給されるようになっている。
A
プリンタ本体の下部には、転写紙等の記録媒体Pを収容した給紙部10や、給紙部10から記録媒体Pを搬出する給紙ローラ11等が設けてある。ここで、記録媒体Pには、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。また、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
A lower part of the printer main body is provided with a
プリンタ本体内には、記録媒体Pを給紙部10から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが配設されている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ36の位置よりも記録媒体Pの搬送方向(以下、単に「搬送方向」という。)上流側には、二次転写ニップへ記録媒体Pを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ12a,12bが配設されている。
In the printer main body, a conveyance path R is provided for discharging the recording medium P from the
また、二次転写ローラ36の位置よりも搬送方向下流側には、記録媒体Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置20が配設されている。さらに、定着装置20よりも搬送路Rの搬送方向下流側には、記録媒体を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ13a,13bが設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された記録媒体Pをストックするための排紙トレイ14が設けてある。
Further, a
図2は、定着装置20の構成について説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the
図2に示すように、定着装置20は、定着ベルト21と、加圧ローラ22と、熱源としてのハロゲンヒータ23と、ニップ形成部材24と、支持部材としてのステー25と、反射部材26と、分離部材28と、均熱部材29と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルト(若しくはフィルム)であり、図2中の矢印方向に回転可能に設けられる。ここで、無端状とは、ベルトの両端部を接合し、かつ、つなぎ目が存在しない状態をいう。
The
定着ベルト21は、低熱容量化を図るために厚さが薄型でかつ小径の積層構造であり、内周面側から、基材層、離型層が順次積層されていて、全体の厚さが1mm以下に設定され、直径が20〜40mmに設定されている。なお、これは例示であって、本発明は、これに限定されるものではない。
The
定着ベルト21の基材層は、層厚が20〜50μmであり、例えばニッケル、SUS(ステンレス鋼)等の金属材料、又は、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)等の樹脂材料を用いて形成される。なお、これは例示であって、本発明は、これに限定されるものではない。
The base material layer of the fixing
定着ベルト21の離型層は、層厚が10〜50μmであり、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)又は四フッ化エチレン樹脂(PTFE)等の材料で形成されている。このような離型層を設けることで、定着ベルト21は、記録媒体P上のトナー像Tに対する離型性が確保される。なお、これは例示であって、本発明は、これに限定されるものではない。また、離型とは、接着している物体同士が剥離することを意味し、離型性とは、物体同士の剥離しやすさを意味する。
The release layer of the fixing
定着ベルト21の基材層と離型層の間にはシリコーンゴム等で形成された弾性層があってもよい。弾性層がない場合は熱容量が小さくなり定着性が向上するが、定着ニップ部Nにて未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ画像部に柚子肌状の光沢ムラ(柚子肌画像)が残る不具合が生じる可能性がある。ここで、柚子肌画像とは、表面に多数の微小な凹凸が形成された画像のことを意味する。これを改善するにはシリコーンゴムの弾性層を100μm以上設ける。その弾性層の変形により、微小な凹凸が吸収され、柚子肌画像が改善できる。
There may be an elastic layer formed of silicone rubber or the like between the base material layer and the release layer of the fixing
加圧ローラ22は、定着ニップ部Nの位置で定着ベルト21の外周面に接触して定着ベルト21を外周側から加圧するように設けられた、直径が20〜40mm程度のローラである。この加圧ローラ22は、耐熱性中実構造の芯金22a上に弾性層22bが形成され、弾性層22bの表面に薄肉の離型層22cが形成されている。なお、これは例示であって、本発明は、これに限定されるものではない。
The
加圧ローラ22は、スプリング等の加圧機構によって、定着ベルト21、均熱部材29、及びニップ形成部材24に押付けられることで、弾性層22bが押しつぶされる。これにより、定着装置20において、加圧ローラ22と定着ベルト21との間に記録媒体Pが搬送される所望の定着ニップ部Nが形成される。
The
加圧ローラ22は、画像形成装置本体に設けられたモータ等の駆動機構によって、図2中の矢印方向に回転駆動され、定着ニップ部Nにおいて定着ベルト21に駆動力を伝達し、定着ベルト21を従動回転させる。
The
加圧ローラ22の弾性層22bは、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成され、厚さが100μm以上に設定されている。また、加圧ローラ22の離型層22cは、PFA、PTFE等の材料で形成されている。なお、これは例示であって、本発明は、これに限定されるものではない。
The
弾性層22bの厚さが100μm以上のため、定着装置20は、弾性層22bの弾性変形によって定着ベルト21の表面の微小な凹凸を吸収し、記録媒体Pにカラー画像を定着する場合に、柚子肌画像が発生することを防止することができる。
Since the
加圧ローラ22は中空ローラであってもよく、加圧ローラ22内部にハロゲンヒータ等の熱源を有していてもよい。弾性層22bはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ22内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムを使用すると、断熱性が高まり定着ベルト21の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。
The
ハロゲンヒータ23は、その両端部が定着装置20の側板に固定されていて、プリンタ本体に設けられた電源部によって出力制御されることで発熱するように構成されている。ハロゲンヒータ23は、ガラス管内に不活性ガスとしてキセノン、クリプトンを主成分とするガスを封入したハロゲンランプを備えている。キセノン、クリプトンは、アルゴンよりも分子量の大きいガスである。
Both ends of the
ハロゲンヒータ23は、定着ベルト21内において、後述する反射部材26と対向するように設けられており、輻射熱を発することで定着ニップ部N以外の場所において定着ベルト21を内周側から直接加熱するように構成されている。
The
これにより、定着装置20は、ハロゲンヒータ23による定着ベルト21の加熱効率が向上するため、省エネ性に優れるととともに、ファーストプリントタイムを短縮することができる。なお、ファーストプリントタイムとは、プリント開始指示を受けてから最初の1枚を記録媒体Pに印刷し、記録媒体Pを画像形成装置1の外部に排出するのに必要な時間を意味する。
As a result, the fixing
なお、定着ベルト21を加熱する熱源として、ハロゲンヒータ23以外に、IHヒータ、抵抗発熱体、又は、カーボンヒータ等を用いることも可能である。
In addition to the
ニップ形成部材24は、定着ベルト21の内周側から加圧ローラ22に当接して、定着ベルト21と加圧ローラ22との間に定着ニップ部Nを形成するように配設される。ニップ形成部材24は、非回転であり、後述する均熱部材29を介して定着ベルト21の内周面に接触し、定着ベルト21の内周面と間接的に摺動するようになっている。
The
なお、定着ベルト21とニップ形成部材24との低摩耗化を図るために、潤滑剤としてフッ素化合物を含むフッ素オイルやフッ素グリスが定着ベルト21の内周面に塗布されている。なお、潤滑剤は、フッ素粒子を増ちょう剤とするフッ素グリス又はシリコーングリスであってもよい。
In order to reduce wear between the fixing
図2の構成では定着ニップ部Nの形状は平坦であるが、凹形状やその他の形状であってもよい。凹形状の定着ニップ部Nを形成する場合には、記録媒体先端の排出方向がより加圧ローラ22寄りになり、記録媒体Pの定着ベルト21に対する分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
In the configuration of FIG. 2, the shape of the fixing nip N is flat, but may be a concave shape or other shapes. When the concave fixing nip portion N is formed, the discharge direction of the leading end of the recording medium is closer to the
ニップ形成部材24は、形状が複雑なため、耐熱樹脂の射出成形品であることが望ましく、その耐熱樹脂の種類としてはLCP(耐熱温度330℃程度)、PEK(耐熱温度350℃程度)等が望ましい。なお、これは例示であって、本発明は、これに限定されるものではない。
Since the shape of the
ニップ形成部材24が耐熱樹脂材料で構成されることにより、定着装置20は、トナー定着温度域において、熱によるニップ形成部材24の変形が防止され、安定した定着ニップ部Nの状態を確保することができ、出力画質の安定化を図ることができる。
Since the
ニップ形成部材24は、定着ベルト21の軸方向が長手方向になるように設けられ、基部24aから記録媒体Pの厚さ方向(以下、単に「厚さ方向」という。)に突出した接触部24bがステー25に接触することで、ステー25に固定支持されている。
The
ニップ形成部材24がステー25に固定支持されることにより、定着装置20は、加圧ローラ22による圧力でニップ形成部材24に撓みが生じるのが防止され、長手方向に渡って均一なニップ幅を得ることができる。
By fixing and supporting the
ニップ形成部材24は、ステー25の機械的強度を確保するためにステー25と比して小型に形成されている。
The
さらに、ニップ形成部材24のニップ出口側には突出部を形成することも想定される。この突出部は、定着ベルト21を介して加圧ローラ22と接触しておらず、定着ニップ部Nでの定着後の記録媒体Pを定着ベルト21から浮かすことにより、記録媒体Pの分離性を高めるものである。
Furthermore, it is assumed that a protrusion is formed on the nip exit side of the
ステー25は、定着ニップ部Nを形成するニップ形成部材24を補強、支持するものであり、軸方向両端部で側板に保持固定され、位置決めされている。ステー25は、ニップ形成部材24、均熱部材29、及び定着ベルト21を介して加圧ローラ22に接触することで、定着ニップ部Nにおいてニップ形成部材24が加圧ローラ22の加圧力を受けて撓みを生じ、大きく変形する不具合の発生を抑止している。
The
ステー25は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄合金等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましいが、樹脂材料によって形成することも可能である。
The
反射部材26は、ステー25に固定されることで、ステー25とハロゲンヒータ23との間に設けられている。反射部材26は、ハロゲンヒータ23から反射部材26に向けて発せられる輻射熱及び輻射光(以下、単に「輻射熱」という。)を定着ベルト21に向けて反射する、ハロゲンヒータ23を中心とする同心円状に形成された反射面26aを有する。また、反射部材26は、ハロゲンヒータ23によって直接加熱されることから、融点が高い金属材料等によって形成されている。
The
反射部材26の反射面26aは、反射率が90%以上に設定されている。なお、これは例示であり、本発明は、これに限定されるものではない。
The
反射部材26を設けることで、定着装置20は、定着ベルト21に照射される輻射熱を多くすることができ、定着ベルト21を効率よく加熱することできる。また、定着装置20は、ハロゲンヒータ23からの輻射熱がステー25等に伝達されるのを抑制できるため、省エネルギー化を図ることができる。ここで、反射部材26を設ける代わりに、ステー25の表面に断熱処理若しくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。
By providing the
分離部材28は、定着装置20に固定されており、定着ニップ部Nにおいてカラー画像が定着した記録媒体Pと接触することにより、記録媒体Pを定着ベルト21の表面から分離させる。
The
均熱部材29は、銅、アルミニウム、アルミニウム合金などの高熱伝導の金属材料からなる。
The soaking
ここで、図3にハロゲンヒータ23内の不活性ガスを、従来用いられるアルゴンガスに代えてキセノンガスを使用した場合のハロゲンヒータ23のガラス管表面の温度上昇特性を示す。この実験結果では、アルゴンガスでは定着開始から110sec経過後に400℃を超えているが、キセノンガスの場合では、定着開始から110sec経過後に350℃近辺を推移しており、フッ化水素酸が発生する400℃以下に保たれている。ハロゲンヒータにおける発熱メカニズムにおいて、ガラス管内の空間に不活性ガスが封入されると、その圧力でフィラメントとして使用されるタングステンの蒸発が抑制される。さらに、蒸発したタングステンが不活性ガス分子と衝突して直進できず、その周囲のタングステン蒸気圧が上がる。それにより、タングステンの蒸発が抑制され寿命が延びる。
Here, FIG. 3 shows the temperature rise characteristics of the glass tube surface of the
この効果は分子量が大きいガスほど大きく、更に分子量が大きいガスほど対流が起こり難く、フィラメントの熱を奪うことが少ないので、不活性ガスを経由してのガラス管への熱移動が起こり難く、結果的にガラス管の温度が上がりにくいと考えられる。ハロゲンヒータとして使用される不活性ガスは、軽い方からヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンとなり、従来使用されているアルゴンよりもクリプトン、更にはキセノンの方が高性能となる。ハロゲンヒータ23のガラス管内に封入する不活性ガスに分子量の大きいガスを使用することで、ガラス管の温度上昇を抑えることができ、ハロゲンヒータ制御が不能になって温度暴走したときのフッ化水素酸の発生を抑制することができる。なお、ラドンを使用しないのは、短半減期の放射性ガスなので実用的でないためである。
This effect is greater for gases with higher molecular weights, and for gases with higher molecular weights, convection is less likely to occur and less heat is taken from the filament, so heat transfer to the glass tube via an inert gas is less likely to occur. It is thought that the temperature of the glass tube is difficult to rise. Inert gases used as halogen heaters are helium, neon, argon, krypton, xenon, and radon from the lighter side, and krypton and further xenon have higher performance than conventional argon. By using a gas having a large molecular weight as the inert gas sealed in the glass tube of the
本実施の形態では、Ni−Pマトリックスにフッ素樹脂(0.2〜0.5μm程度のPTFE粒子)を分散させた分散メッキ皮膜40を、定着ベルト21の内周面に対向する均熱部材29の表面に形成した。Ni−Pは、フッ素樹脂との分散メッキにおける代表的なマトリックスである。
In the present embodiment, a
さらに、分散メッキ皮膜40のメッキ後に280〜320℃で1時間前後の加熱硬化処理(非晶質構造→結晶化による析出硬化)を行うことで、分散メッキ皮膜40のビッカース硬度が10〜30%ほど向上し、更に耐久性を高めることができた。PTFEの含有量は、0.5〜10wt%などの範囲で設定可能であり、低摩擦性を重視するならPTFEの含有量を増加させ、耐久性を重視するならPTFEの含有量を低くすればよい。
Further, after the
フッ素樹脂のような高分子固体潤滑剤の他に、メッキ皮膜に耐摩耗性を付与することができるものとして、グラファイト、フラーレン(C60)、カーボンナノチューブ(CNT)、ナノダイヤモンド(ND)などの炭素系材料が考えられている。特に、ND(直径5〜50nm)は、硬度、熱伝導性、潤滑性に優れているため、分散メッキ皮膜40中に共析させることにより、これらの優れた特性を分散メッキ皮膜40に付与することができる。
In addition to polymer solid lubricants such as fluororesins, carbons such as graphite, fullerene (C60), carbon nanotubes (CNT), and nanodiamonds (ND) can be used to impart abrasion resistance to the plating film. System materials are considered. In particular, ND (5 to 50 nm in diameter) is excellent in hardness, thermal conductivity, and lubricity, and therefore, these excellent characteristics are imparted to the
また、分散メッキ皮膜40は、金属がマトリックスとなっているために体積抵抗が約90μΩ・cmであり、静電気等は基材である均熱部材29を接地することで確実に除去できる。フロート状態の金属はアンテナとなって高周波の電磁波ノイズを発生してしまう場合があるが、本実施の形態における分散メッキ皮膜40は、均熱部材29の接地によって、そのような問題が発生しないようになっている。
In addition, since the
また、分散メッキ皮膜40に対する接触角をフッ素オイルとシリコーンオイルとで比較測定した。いずれのオイルも分散メッキ皮膜への滴下時は接触角40度と44度と差が僅かであったが、5秒後にはフッ素オイルは17度、シリコーンオイルは変化なしであり、明らかにフッ素樹脂を含む分散メッキ皮膜40とフッ素オイルの濡れ性が良いことが顕著となった。
Further, the contact angle with respect to the
表1に、定着ベルト21の材質、均熱部材29の表面の材質、均熱部材29の材質、定着ベルト21への潤滑剤の塗布の有無について様々に条件を変えた場合の、摺動耐久性、定着ベルト21の非通紙部の温度、フッ化水素酸の発生有無を測定した結果を示した。表中の実施例1〜13は、本実施の形態の定着装置20に関する実施例である。これらの実施例1〜13によれば、定着ベルト21における非通紙部の温度上昇を抑制しつつ、最大60万枚までの長期摺動耐久性を得ることができた。
Table 1 shows sliding durability when various conditions are changed regarding the material of the fixing
フッ化水素酸の発生有無の確認は、10分又は30分の連続通紙直後に定着ベルト21を叩くことでフッ素オイル等の飛散を発生させ、0.03ppmを検知可能な微量検知管をベルト端部に近接させて評価した。なお、危険とされるフッ化水素酸の濃度の基準値は、米国産業衛生専門家会議によれば2ppmである。なお、表1の実施例では全て、クリプトン、キセノンを封入ガスとするフィラメント色温度2400±200Kのハロゲンヒータを用いている。
The presence or absence of hydrofluoric acid is confirmed by hitting the fixing
熱源としてアルゴンを封入ガスとするハロゲンヒータを用いた場合は、30分の連続通紙直後に0.5ppmのフッ化水素酸が検出された。また、熱源としてIHヒータのコイルを定着ベルト21の外部に配置して同様の実験を行ったが、フッ化水素酸の発生は確認できなかった。
以下、定着装置20の他の構成例を説明する。
Hereinafter, another configuration example of the fixing
図4に示す定着装置20は、図2の定着装置と比べて、熱源が3本のハロゲンヒータ23a,23b,23cで構成されている点が異なるだけで、他の構成はほぼ同じであり、同一部材には同一符号を付すことで繰り返しての説明は省略する。ハロゲンヒータ23の数を増やすことで、生産性を落とすことなく記録媒体Pの各種紙幅に対応した定着をすることができる。図4の定着装置20においても、ハロゲンヒータ23a,23b,23cに使用されている不活性ガスは、キセノン、クリプトンを主成分とするガスである。さらに、ニップ形成部材24のニップ出口側には突出部27が形成されている。突出部27は定着ベルト21を介して加圧ローラ22と接触しておらず、記録媒体Pの分離性を高めるものである。
The fixing
また、図5に示す定着装置20では、図2の定着装置と比べて熱源が2本のハロゲンヒータ23a、23bで構成されている。図5の定着装置20においても、ハロゲンヒータ23a、23bに使用されている不活性ガスは、キセノン、クリプトンを主成分とするガスである。
In the fixing
以上のように、本実施の形態の定着装置は、均熱部材29の表面にフッ素樹脂の分散メッキ皮膜40が形成されているため、優れた摺動耐久性が得られるとともに、均熱部材29の熱伝導を阻害しないため、高い均熱性能を維持できる。また、ニップ形成部材24と定着ベルト21の摺動抵抗が十分に低いため、定着ベルト21と加圧ローラ22との間のスリップを防止することができる。また、均熱部材29を高熱伝導な金属で構成することで、定着ベルト21の非通紙部の温度上昇も抑制できる。
As described above, in the fixing device of the present embodiment, since the
また、本実施の形態の定着装置は、分散メッキ皮膜40のマトリクスであるNi−Pの結晶化による析出硬化により、更に優れた摺動耐久性を実現できる。
Further, the fixing device according to the present embodiment can realize further excellent sliding durability by precipitation hardening by crystallization of Ni—P which is a matrix of the
また、本実施の形態の定着装置においては、分散メッキ皮膜40に含まれるフッ素樹脂と同じ化学結合を持ち、溶解度パラメータも同等であるフッ素化合物を含む潤滑剤が、定着ベルト21とニップ形成部材24との摺動部に濡れ性よく維持される。このため、摺動抵抗が低減し、低トルクでニップ形成部材24と定着ベルト21とを摺動可能である。
In the fixing device of the present embodiment, a lubricant containing a fluorine compound having the same chemical bond as that of the fluororesin contained in the
また、本実施の形態の定着装置は、ハロゲンヒータ23が暴走した場合でも、広く用いられる不活性ガスのアルゴンよりも熱伝導率の小さい封入ガスの効果により、ハロゲンヒータ23のガラス管表面の温度を抑制することができる。これにより、ハロゲンヒータ23のガラス管表面にフッ素オイルなどの潤滑剤が付着した場合でも、フッ化水素酸が発生する可能性を低減できる。
Further, in the fixing device of the present embodiment, even when the
また、本実施の形態の定着装置は、熱源としてのIHヒータが暴走した場合でも、フッ素オイルなどの潤滑剤が400℃を超える部材に接触する恐れがなく、フッ化水素酸が発生する可能性を低減できる。 Further, in the fixing device of the present embodiment, even when an IH heater as a heat source runs away, there is no possibility that a lubricant such as fluorine oil will come into contact with a member exceeding 400 ° C., and hydrofluoric acid may be generated. Can be reduced.
また、本実施の形態の定着装置においては、定着ベルト21とニップ形成部材24との摺動部の表面に形成された分散メッキ皮膜40の電気抵抗が低く、さらに均熱部材29が接地されている。このため、ニップ形成部材24の周辺部における静電気の発生やEMI(ElectroMagnetic Interference)などの発生を防止できる。
Further, in the fixing device of the present embodiment, the electric resistance of the
また、本実施の形態の画像形成装置は、定着装置20を搭載することで、自由な形状、幅の定着ニップ部Nを構成できる。例えば、熱源からニップ形成部材24への供給熱量を最適化するように、ニップ形成部材24の形状や幅を構成し、定着ベルト21の加熱温度を下げることが可能である。これにより、作像時の化学物質(VOC,UFP)の放出量を低減したり、定着ベルト21等の温度影響による劣化を抑制したりすることができる。また、ニップ形成部材24の定着ベルト21に接触する面の曲率形状を記録媒体Pのカールと逆方向として、記録媒体Pのカールを抑制することなどもできる。
In addition, the image forming apparatus according to the present embodiment can form the fixing nip portion N having any shape and width by mounting the fixing
以上により、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. The present invention can be variously modified or changed in light of the appended claims.
1 画像形成装置
20 定着装置
21 定着ベルト
22 加圧ローラ(加圧部材)
23,23a,23b,23c ハロゲンヒータ(熱源)
24 ニップ形成部材
29 均熱部材
40 分散メッキ皮膜
N 定着ニップ部
DESCRIPTION OF
23, 23a, 23b, 23c Halogen heater (heat source)
24 Nipping
Claims (7)
回転可能に設けられ、前記定着ベルトを外周側から加圧する加圧部材と、
前記定着ベルトの内周側に位置し、高熱伝導な金属からなる均熱部材を介して該定着ベルトに接触し、かつ前記定着ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記定着ベルトを加熱する熱源と、を備え、
前記均熱部材の前記定着ベルトの内周面に対向する表面に、フッ素樹脂の分散メッキ皮膜が形成されていることを特徴とする定着装置。 An endless fixing belt provided rotatably;
A pressure member that is rotatably provided and pressurizes the fixing belt from an outer peripheral side;
A nip located on the inner peripheral side of the fixing belt and in contact with the fixing belt through a heat-uniforming member made of a metal having high heat conductivity, and forming a fixing nip portion between the fixing belt and the pressure member. A forming member;
A heat source for heating the fixing belt,
A fixing device, wherein a dispersion plating film of a fluororesin is formed on a surface of the heat equalizing member facing an inner peripheral surface of the fixing belt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016004445A JP2017125922A (en) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | Fixing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016004445A JP2017125922A (en) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | Fixing device and image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017125922A true JP2017125922A (en) | 2017-07-20 |
Family
ID=59364168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016004445A Pending JP2017125922A (en) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | Fixing device and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017125922A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019159251A (en) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
JP2019159176A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
US10962908B2 (en) | 2019-06-05 | 2021-03-30 | Ricoh Company, Ltd. | Heating device, fixing device, and image forming apparatus |
WO2021123954A1 (en) | 2019-12-17 | 2021-06-24 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS609899A (en) * | 1983-06-27 | 1985-01-18 | Suzuki Motor Co Ltd | Lubricative dispersion plating film |
JPH0368778A (en) * | 1989-08-08 | 1991-03-25 | Taiho Kogyo Co Ltd | Sliding member |
JPH05119648A (en) * | 1991-10-25 | 1993-05-18 | Hitachi Ltd | Thermal fixing device |
JPH05196095A (en) * | 1992-01-20 | 1993-08-06 | Zojirushi Chain Block Kk | Link chain and manufacture of line chain |
JPH08101550A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Canon Inc | Heating device and image forming device |
JP2002169410A (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Canon Inc | Fixing device and image forming device |
JP2002311751A (en) * | 2001-04-19 | 2002-10-25 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming device |
JP2003270993A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Tohoku Ricoh Co Ltd | Heating roller of electrophotographic device and method for manufacturing the same |
JP2006085037A (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Ricoh Co Ltd | Auxiliary power source unit and image forming apparatus |
JP2009093141A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Samsung Electronics Co Ltd | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same |
JP2010096823A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming device |
JP2010169780A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Canon Inc | Image heating apparatus |
US20120008971A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fixing device and image forming apparatus having the same |
JP2014002415A (en) * | 2008-06-16 | 2014-01-09 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2015145950A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 株式会社リコー | Fixing apparatus and image forming apparatus |
-
2016
- 2016-01-13 JP JP2016004445A patent/JP2017125922A/en active Pending
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS609899A (en) * | 1983-06-27 | 1985-01-18 | Suzuki Motor Co Ltd | Lubricative dispersion plating film |
JPH0368778A (en) * | 1989-08-08 | 1991-03-25 | Taiho Kogyo Co Ltd | Sliding member |
JPH05119648A (en) * | 1991-10-25 | 1993-05-18 | Hitachi Ltd | Thermal fixing device |
JPH05196095A (en) * | 1992-01-20 | 1993-08-06 | Zojirushi Chain Block Kk | Link chain and manufacture of line chain |
JPH08101550A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Canon Inc | Heating device and image forming device |
JP2002169410A (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Canon Inc | Fixing device and image forming device |
JP2002311751A (en) * | 2001-04-19 | 2002-10-25 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming device |
JP2003270993A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Tohoku Ricoh Co Ltd | Heating roller of electrophotographic device and method for manufacturing the same |
JP2006085037A (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Ricoh Co Ltd | Auxiliary power source unit and image forming apparatus |
JP2009093141A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Samsung Electronics Co Ltd | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same |
JP2014002415A (en) * | 2008-06-16 | 2014-01-09 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2010096823A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming device |
JP2010169780A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Canon Inc | Image heating apparatus |
US20120008971A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fixing device and image forming apparatus having the same |
JP2015145950A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 株式会社リコー | Fixing apparatus and image forming apparatus |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019159176A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
JP7052443B2 (en) | 2018-03-15 | 2022-04-12 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming device |
JP2019159251A (en) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
JP7059720B2 (en) | 2018-03-16 | 2022-04-26 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming device |
US10962908B2 (en) | 2019-06-05 | 2021-03-30 | Ricoh Company, Ltd. | Heating device, fixing device, and image forming apparatus |
WO2021123954A1 (en) | 2019-12-17 | 2021-06-24 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
US11852994B2 (en) | 2019-12-17 | 2023-12-26 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6361269B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5365908B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP6086100B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2015111243A (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5091885B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2017125922A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP6197658B2 (en) | Fixing device, sliding member, and image forming apparatus | |
JP2017116921A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP6995519B2 (en) | Fixing device | |
JP2013068724A (en) | Slide sheet, fixing device, and image forming apparatus | |
JP5532958B2 (en) | Endless belt, fixing device and image forming apparatus | |
JP2014164223A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP5948925B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2015152752A (en) | Fixation device | |
JP2013164442A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP6516154B2 (en) | Fixing device, image forming device | |
JP5326831B2 (en) | Fixing pressure roller, fixing device having the same, and image forming apparatus having the fixing device | |
JP2019159251A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2017003945A (en) | Pressure roller, heating device, and image forming apparatus | |
JP6341005B2 (en) | Endless belt, fixing device, and image forming apparatus | |
JP5754658B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2020067464A (en) | Heat fixing device and image forming apparatus | |
JP6398528B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP5853557B2 (en) | Fixing member, fixing belt, fixing device, and image forming apparatus | |
JP6226230B2 (en) | Fixing apparatus 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: 20181207 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190924 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200331 |