JP5470952B2 - Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、定着ベルト、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing belt, a fixing device, and an image forming apparatus.
特許文献1には、定着ベルトと、この定着ベルトの内周面の摺擦を受ける固定部材と、定着ベルトを介して固定部材に押圧されて定着ベルトとともに回転する加圧回転体と、を備える定着装置が記載されている。 Patent Document 1 includes a fixing belt, a fixing member that receives friction on the inner peripheral surface of the fixing belt, and a pressure rotating body that is pressed by the fixing member via the fixing belt and rotates together with the fixing belt. A fixing device is described.
そして、定着ベルトと加圧回転体との間の接触部N、未定着トナー画像が形成された記録媒体を挿通することで、未定着トナー画像が記録媒体に定着されるようになっている。 Then, the contact portion N between the fixing belt and the pressure rotator and the recording medium on which the unfixed toner image is formed are inserted, whereby the unfixed toner image is fixed on the recording medium.
さらに、定着ベルトにおける回転軸方向の両端開口部のうち、少なくとも一方に、この開口部に嵌合して、この開口部の形状を円形に固定する固定部材が設けられている。そして、駆動装置がこの固定部材を介して定着ベルトに回転駆動力を与えるようになっている。 Further, at least one of both ends of the fixing belt in the rotation axis direction is provided with a fixing member that fits into the opening and fixes the shape of the opening in a circular shape. The driving device applies a rotational driving force to the fixing belt via the fixing member.
本発明は、周方向に回転する定着ベルトが、定着ベルトの一端に設けられた定着ベルトに駆動力を伝達する駆動部材から離れる方向に移動するのを抑制することが課題である。 An object of the present invention is to suppress a fixing belt rotating in a circumferential direction from moving in a direction away from a driving member that transmits a driving force to a fixing belt provided at one end of the fixing belt.
本発明の請求項1に係る定着ベルトは、一端部に設けられる駆動部材からの駆動力で周方向に回転すると共に、回転可能に支持された回転部材と当る外周面と、内側に配置される加圧部材と摺動可能とされ、前記加圧部材によって加圧されて前記外周面を前記回転部材に押し付ける内周面と、前記内周面における前記加圧部材と当る部位に環状に形成され、断面が三角形状の三角部と、前記外周面と前記内周面の間に設けられ、磁界が印加されて発熱する発熱層と、を備え、前記三角部における一端部側の第一の内角の角度をA°とし、他端部側の第二の内角の角度をB°としたときに、B>Aを満足することを特徴とする。 A fixing belt according to a first aspect of the present invention is disposed on the inner side of an outer peripheral surface that contacts a rotating member that is rotatably supported while rotating in the circumferential direction by a driving force from a driving member provided at one end. An inner peripheral surface that is slidable with the pressure member and is pressed by the pressure member and presses the outer peripheral surface against the rotating member, and is formed in an annular shape at a portion that contacts the pressure member on the inner peripheral surface. A triangular portion having a triangular cross-section, and a heat generating layer that is provided between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface and generates heat when a magnetic field is applied, and has a first inner angle on one end side in the triangular portion B> A is satisfied, where A is the angle of A and the angle of the second inner angle on the other end side is B.
本発明の請求項2に係る定着ベルトは、請求項1に記載の定着ベルトにおいて、前記第一の内角と前記第二の内角と共に前記三角部の内角を構成する第三の内角の角度をC°とすると、C<90°を満足することを特徴とする。 A fixing belt according to a second aspect of the present invention is the fixing belt according to the first aspect, wherein a third inner angle that forms an inner angle of the triangular portion together with the first inner angle and the second inner angle is C. If °, C <90 ° is satisfied.
本発明の請求項3に係る定着ベルトは、請求項1又は2に記載の定着ベルトにおいて、前記駆動部材には、前記内周面に当って前記内周面と接着される円状の接着部が設けられ、前記三角部は前記接着部と当る部位にも設けられることを特徴とする。 A fixing belt according to a third aspect of the present invention is the fixing belt according to the first or second aspect, wherein the drive member is a circular adhesive portion that contacts the inner peripheral surface and adheres to the inner peripheral surface. And the triangular portion is also provided at a portion that contacts the adhesive portion.
本発明の請求項4に係る定着装置は、請求項1〜3何れか1項に記載の定着ベルトと、前記定着ベルトの一端部に設けられ、前記定着ベルトの内周面と当たって前記内周面と接着される接着部を有し、周方向に回転させる駆動力を前記接着部を介して前記定着ベルトへ伝達する駆動部材と、前記定着ベルトの前記発熱層に磁界を印加して前記発熱層を発熱させる電磁誘導方式の加熱装置と、前記定着ベルトの外周面に記録媒体を加圧すると共に、回転可能に支持される回転部材と、前記定着ベルトの内側に配置され、前記定着ベルトを前記回転部材に向けて加圧する加圧部材と、を備えることを特徴とする。 A fixing device according to a fourth aspect of the present invention is provided at one end of the fixing belt according to any one of the first to third aspects and the fixing belt, and contacts the inner peripheral surface of the fixing belt, thereby A driving member that has a bonding portion that is bonded to the peripheral surface , transmits a driving force that rotates in the circumferential direction to the fixing belt via the bonding portion, and applies a magnetic field to the heat generation layer of the fixing belt to An electromagnetic induction heating device that generates heat from the heat generating layer, a recording medium that presses a recording medium on the outer peripheral surface of the fixing belt, a rotating member that is rotatably supported, and an inner side of the fixing belt. And a pressurizing member that pressurizes the rotating member.
本発明の請求項5に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナー画像として可視化する現像装置と、前記トナー画像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着すると共に、請求項1〜3何れか1項に記載の定着ベルトを有する定着装置と、を備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on a surface, and a developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier as a toner image. A transfer device that transfers the toner image to a recording medium; and a fixing device that fixes the toner image transferred to the recording medium to the recording medium and has the fixing belt according to claim 1. It is characterized by providing.
本発明の請求項1の定着ベルトによれば、この構成を有さない場合と比して、画像形成装置で使用した際に、定着ベルトが一端に設けられた駆動部材から離れる方向に移動するのを抑制することができる。 According to the fixing belt of the first aspect of the present invention, the fixing belt moves away from the driving member provided at one end when used in the image forming apparatus, as compared with the case without this configuration. Can be suppressed.
本発明の請求項2の定着ベルトによれば、この構成を有さない場合と比して、画像形成装置で使用した際に、定着ベルトが一端に設けられた駆動部材から離れる方向に移動するのをより抑制することができる。 According to the fixing belt of the second aspect of the present invention, the fixing belt moves away from the drive member provided at one end when used in the image forming apparatus, as compared with the case without this configuration. Can be further suppressed.
本発明の請求項3の定着ベルトによれば、この構成を有さない場合と比して、画像形成装置で使用した際に、駆動部材に設けられた接着部と定着ベルトの内周面との接着が剥がれるのを抑制することができる。 According to the fixing belt of claim 3 of the present invention, when used in the image forming apparatus, the adhesive portion provided on the driving member and the inner peripheral surface of the fixing belt are compared with the case where the fixing belt is not provided. Can be prevented from peeling off.
本発明の請求項4の定着装置によれば、この構成を有さない場合と比して、画像形成装置で使用した際に、定着装置の寿命を長くすることができる。 According to the fixing device of the fourth aspect of the present invention, the life of the fixing device can be extended when used in the image forming apparatus, as compared with the case where this configuration is not provided.
本発明の請求項5の画像形成装置によれば、この構成を有さない場合と比して、画像形成装置の寿命を長くすることができる。 According to the image forming apparatus of the fifth aspect of the present invention, the life of the image forming apparatus can be extended as compared with the case where this configuration is not provided.
本発明の定着ベルトの一例が採用された定着装置及び画像形成装置の実施形態を図1〜図11に従って説明する。 An embodiment of a fixing device and an image forming apparatus in which an example of the fixing belt of the present invention is employed will be described with reference to FIGS.
(全体構成)
図5に示されるように、本発明の画像形成装置40は、像保持体としての感光体ドラム60と、感光体ドラム60の表面を帯電させる帯電装置62と、帯電させた感光体ドラム60の表面に潜像を形成する潜像形成手段としてのレーザースキャナ64及びミラー58と、潜像を現像剤により現像してトナー画像を形成する現像手段としての回転式現像装置66と、トナー画像を被転写体に転写する転写手段としての中間転写体68及び転写ロール70と、トナー画像を記録媒体としてのシート部材Pに加熱定着する定着手段としての定着装置50と、感光体ドラム60の表面を清掃するクリーニング装置74と、感光体ドラム60の表面を除電する除電装置76と、シート部材Pを収納する給紙ユニット78と、シート部材Pを給紙ユニット78から順次送り出す給紙ローラ80と、送り出されたシート部材Pを一枚ずつ搬送するレジストローラ82と、シート部材Pを案内する記録媒体ガイド84と、を少なくとも備えている。
(overall structure)
As shown in FIG. 5, the
詳細には、感光体ドラム60の周囲に沿って矢印A方向に順に、感光体ドラム60の表面を帯電させる(非接触型の)帯電装置62と、感光体ドラム60の表面に形成された潜像にトナーを付与することによりトナー画像を形成する回転式の現像装置66と、外周面が感光体ドラム60の表面に当接し矢印B方向および矢印C方向の両方に回転可能な中間転写体68と、中間転写体68の表面にトナー画像を転写した後の感光体ドラム60の表面を清掃するクリーニング装置74と、感光体ドラム60の表面を除電する除電装置76とが設けられている。
Specifically, a
さらに、帯電装置62と現像装置66との間の感光体ドラム60の表面には、感光体ドラム60の表面に潜像を形成するために、各色の画像情報(信号)に応じたレーザ光が、ミラー58を介してレーザースキャナ64より照射される。
Further, on the surface of the
また、現像装置66は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のトナーをそれぞれ収容した各色の現像器(不図示)を備えており、現像装置66が回転することにより、感光体ドラム60の表面に形成された潜像に各色のトナーを付与し、トナー画像を形成するようになっている。
Further, the developing
さらに、感光体ドラム60に形成されたトナー画像が転写される中間転写体68の周囲には、転写ロール70が設けられている。中間転写体68の外周面と転写ロール70の表面とは圧力のかかった状態で接触し、この接触部をシート部材Pが矢印D方向に挿通可能となっており、この接触部をシート部材Pが通過した際に、中間転写体68の表面に保持されたトナー画像が、シート部材Pに転写される。
Further, a
また、接触部に対して、シート部材搬送方向の上流には、給紙ユニット78、給紙ローラ80、レジストローラ82及び記録媒体ガイド84を備える給紙装置72が設けられている。
In addition, a
中間転写体68と転写ロール70との接触部への給紙は、給紙ユニット78に収納されたシート部材Pが、給紙ユニット78に内蔵された押し上げ手段(図示省略)により給紙ローラ80に接触する位置まで押し上げられ、シート部材Pが給紙ローラ80に接触した時点で、給紙ローラ80およびレジストローラ82が回転することにより記録媒体ガイド84に沿ってシート部材Pが矢印D方向に搬送されることにより行われる。
Sheet feeding to the contact portion between the
(要部構成)
次に定着装置50について説明する。
(Main part configuration)
Next, the
図3に示されるように、定着装置50は、画像形成装置本体に脱着可能に支持され、磁界が印加された際に発生する渦電流により発熱する発熱層20B(図3参照)を含む定着ベルト20と、定着ベルト20の外周面30に当って接触部を形成し回転可能に支持される加圧ロール22と、定着ベルト20の加圧ロール22が設けられた側と反対側の内周面32を内側から押圧する加圧パッド24と、交番電流を流すことにより定着ベルト20の発熱層20Bに磁界を印加する電磁誘導方式の加熱装置26を備えている。
As shown in FIG. 3, the
詳細には、図2(A)(B)に示されるように、定着ベルト20を構成する筒体28の少なくとも一端部には、定着ベルト20を定着ベルト20の周方向に回転させる駆動部材としての駆動ギア42が設けられている。そして、駆動ギア42の定着ベルト20側には、定着ベルト20の内周面32と面接触するように凸状のフランジ部44が一体的に形成されている。このフランジ部44の外表面と定着ベルト20の内周面32が接着剤で接着されており、図示せぬモータから回転力を受けて回転駆動する駆動ギア42は、このフランジ部44を介して定着ベルト20に回転力を伝達するようになっている。
Specifically, as shown in FIGS. 2A and 2B, at least one end of the
図4に示されるように、この定着ベルト20は、その内周面32から外周面30へと、膜厚60μmの耐熱性樹脂層20A(基材)、膜厚0.5μmのニッケル層(図示省略)、膜厚10μmの発熱層20B、発熱層20Bを保護する膜厚9μmの保護層20C、膜厚200μmの弾性層20D、膜厚30μmの離型層20Eを含んで構成されている。
As shown in FIG. 4, the fixing
さらに、図1に示されるように、定着ベルト20の内周面32には、環状に形成された断面が三角形状の三角部34が、一端部から他端部にかけて設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the inner
また、三角部34における一端部側(駆動ギア42側)の第一の内角36の角度をA°とし、他端部側の第二の内角38の角度をB°としたときに、B>Aを満足している。さらに、第一の内角36と第二の内角38と共に三角部34の内角を構成する第三の内角46の角度をC°とすると、好ましくは、C<90°となるようになっている。
Further, when the angle of the first
一方、図3に示されるように、加圧ロール22には、基材22A上にシリコンゴム等による弾性体層22Bが形成され、さらにその上層にフッ素系化合物による離型層22Cが設けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
また、定着ベルト20の内側には、加圧ロール22と対向する位置に、定着ベルト20の内周面32を押圧し、局所的に接触圧を高める加圧パッド24が設けられている。この加圧パッド24には、定着ベルト20の内周面32に接して接触部を押圧する接触ヘッド24Bと、この接触ヘッド24Bを保持するシリコンゴム等からなる接触パッド24Cと、接触パッド24Cを支持する支持体24Aとが設けられている。
Further, a
この構成により、図1(A)(B)に示されるように、三角部34が接触ヘッド24Bに食い込み、さらに、第二の内角38と第三の内角46とで構成される面48(以降「ストッパ面」と表現する場合がある。)は、接触ヘッド24Bと当り、回転する定着ベルト20が駆動ギア42から離れる方向(図1に示す矢印C方向)に移動するのを抑制するようになっている。
With this configuration, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
また、図3に示されるように、定着ベルト20を中心として加圧ロール22と対向する位置に、電磁誘導コイル(励磁コイル)26Aを内蔵した電磁誘導方式の加熱装置26が設けられている。電磁誘導方式の加熱装置26は、電磁誘導コイル26Aに交流電流を印加することにより発生する磁場を励磁回路で変化させ、定着ベルト20の発熱層20Bに渦電流を発生させるものである。この渦電流が発熱層20Bの電気抵抗によって熱(ジュール熱)に変換され、結果的に定着ベルト20の表面が発熱するようになっている。
As shown in FIG. 3, an electromagnetic
次に、定着ベルト20の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the fixing
芯体として、外径30mm、長さ500mm のアルミ製円筒を用い、この表面の周方向に断面が三角形となる溝を切削加工にて形成させた。このとき、この溝の三角形状は、前述した三角部34の第一の内角36、第二の内角38及び第三の内角46が決められた角度になるように加工された。
An aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core, and a groove having a triangular cross section was formed in the circumferential direction of this surface by cutting. At this time, the triangular shape of the groove was processed so that the first
さらに、芯体表面にはシリコーン系離型剤(商品名:KS700、信越化学(株)製)を塗布して、300℃で1時間、焼き付け処理した。 Further, a silicone release agent (trade name: KS700, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied to the surface of the core, and baked at 300 ° C. for 1 hour.
図4に示されるように、この芯体に、PI前駆体のN−メチルピロリドン溶液(商品名:Uワニス、宇部興産(株)製、固形分濃度:18%、粘度:約5Pa・s)を塗布した後、乾燥、焼成させ、膜厚60μm、外径30mmの無端状ベルトとしての耐熱性樹脂層20Aを作製した。
As shown in FIG. 4, an N-methylpyrrolidone solution of PI precursor (trade name: U varnish, manufactured by Ube Industries, solid content concentration: 18%, viscosity: about 5 Pa · s) After coating, the film was dried and fired to produce a heat
次に、この耐熱性樹脂層20Aの外周面にブラスト処理を行い、洗浄し、外周面に無電解ニッケルめっき処理を行ってニッケル層(図示省略)を0.5μm形成する。次にこの無電解ニッケルめっき膜を電極として、この上に電解めっき処理により膜厚10μmの銅層としての発熱層20Bを形成する。
Next, the outer peripheral surface of the heat
また、この発熱層20B上に図6に示す液組成条件による電解めっき処理によりニッケル層として厚さ9μmの保護層20Cを形成した。さらに、この保護層20C上に、シリコンゴム弾性層としての弾性層20Dを200μm塗布し、200℃で1時間放置した。 Further, a protective layer 20C having a thickness of 9 μm was formed as a nickel layer on the heat generating layer 20B by electrolytic plating under the liquid composition conditions shown in FIG. Furthermore, 200 μm of an elastic layer 20D as a silicon rubber elastic layer was applied on the protective layer 20C and left at 200 ° C. for 1 hour.
さらに、弾性層20D上にフッ素樹脂(PFA)ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、その後380℃の炉内に1時間放置して、フッ素樹脂塗膜を焼成することにより、膜厚30μmのPFA層としての離型層20Eを形成し、定着ベルト20を製造する。
Further, a fluororesin (PFA) dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) is applied on the elastic layer 20D, and then left in an oven at 380 ° C. for 1 hour to apply the fluororesin coating. By firing the film, a release layer 20E as a PFA layer having a thickness of 30 μm is formed, and the fixing
そして、図1に示されるように、この定着ベルト20の一端部を駆動ギア42に形成されたフランジ部44(図2参照)へ接着した。このとき、ギア接着側の一端部側が、前述した第一の内角36と一致するようにした。
Then, as shown in FIG. 1, one end of the fixing
(作用)
次に、画像形成装置40の作用について説明する。
(Function)
Next, the operation of the
図5に示されるように、レーザースキャナ64より出射された色の画像情報(信号)に応じたレーザ光が、ミラー58によって反射され、帯電装置62によって帯電した感光体ドラム60の表面に照射されて潜像が形成される。さらに、現像装置66が回転することにより、感光体ドラム60の表面に形成された潜像に各色のトナーを付与し、感光体ドラム60の表面に形成された潜像は、トナー画像として可視化される。
As shown in FIG. 5, laser light corresponding to the color image information (signal) emitted from the
また、感光体ドラム60表面に形成された各色のトナー画像は、感光体ドラム60と中間転写体68との間に印加されたバイアス電圧により、感光体ドラム60と中間転写体68との当接部において、各色のトナー画像毎に画像情報と一致するように中間転写体68外周面に重ねて転写される。
The toner images of the respective colors formed on the surface of the
このようにしてカラーのトナー画像がその外周面に転写された中間転写体68は矢印C方向に回転し、トナー画像は、転写ロール70と中間転写体68との接触部において、給紙装置72によって、接触部に搬送されてきたシート部材Pに転写される。
The
トナー画像が転写されたシート部材Pは、矢印D方向に移動し、定着装置50により加熱定着され、シート部材Pにトナー画像が定着される。
The sheet member P to which the toner image has been transferred moves in the direction of arrow D and is heated and fixed by the fixing
詳細には、定着ベルト20の表面は、表面に対向して設けられた電磁誘導加熱装置26により加熱される。表面が十分に加熱された定着ベルト20は矢印V1方向へ回転し、加圧ロール22との接触部において、矢印D方向へと挿通されるシート部材Pのトナー画像を加熱溶融することにより加熱定着する。
Specifically, the surface of the fixing
このようにしてカラー画像が形成されたシート部材Pはさらに矢印D方向に搬送され、画像形成装置40の外部に排出される。
The sheet member P on which the color image is formed in this way is further conveyed in the direction of the arrow D and is discharged to the outside of the
詳細には、図2に示されるように、図示せぬモータから回転力を受けて回転駆動する駆動ギア42が、このフランジ部44を介してフランジ部44に接着剤にて接着固定された定着ベルト20に回転力を伝達し、定着ベルト20が周方向へ回転する。
Specifically, as shown in FIG. 2, a fixing mechanism in which a
そこで、図1に示されるように、定着ベルト20が周方向へ回転することにより、定着ベルト20が、駆動ギア42から離れる矢印C方向へ移動することが考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 1, it is conceivable that the fixing
しかし、前述したように、定着ベルト20の三角部34が接触ヘッド24Bに食い込む。さらに、ストッパ面48は、接触ヘッド24Bと当り、定着ベルト20が駆動ギア42から離れる方向に移動するのを抑制する。
However, as described above, the
また、フランジ部44と接着剤で接着される定着ベルト20の内周面32にも、三角部34が形成されているため、定着ベルト20とフランジ部44との接着面積が広がり、接着強度が向上することで、定着ベルト20が駆動ギア42から離れる方向に移動するのを抑制する。
Further, since the
次に、この構成における定着ベルト20を用いて、定着ベルト20の耐久性を以下の試験によって確認した。
Next, using the fixing
<評価>
−定着装置−
前述の製造方法で得られた定着ベルトを、加圧パッド、定着ベルト、加圧ロール及び電磁誘導装置(励磁コイル)を有する定着装置に装着して、その評価を行った。以下に、評価で用いた定着装置の詳細について説明する。
<Evaluation>
-Fixing device-
The fixing belt obtained by the above-described manufacturing method was mounted on a fixing device having a pressure pad, a fixing belt, a pressure roll, and an electromagnetic induction device (excitation coil) and evaluated. Details of the fixing device used in the evaluation will be described below.
加圧パッドは、定着ベルトの両端部で定着ベルト駆動用ギアを介して、定着ベルトを回転可能に支持する支持体と、定着ベルトの内径より小さな径をもち加圧用ゴムパッド取り付け部を有する接触パッドと、定着ベルトの内周面に接触する側に定着ベルトの内周面との摩擦抵抗を下げるための摺動シートが設けられた加圧用の接触ヘッドと、からなるものである。 The pressure pad includes a support that rotatably supports the fixing belt via fixing belt driving gears at both ends of the fixing belt, and a contact pad having a pressure rubber pad mounting portion having a diameter smaller than the inner diameter of the fixing belt. And a pressing contact head provided with a sliding sheet for reducing the frictional resistance with the inner peripheral surface of the fixing belt on the side contacting the inner peripheral surface of the fixing belt.
なお、この定着装置の組み立てに際しては、加圧パッド、定着ベルト、加圧ロールは以下のように配置した。 In assembling the fixing device, the pressure pad, the fixing belt, and the pressure roll were arranged as follows.
まず、加圧パッドについては、支持体の接触パッドに加圧用の接触ヘッドを固定した後に、定着ベルトの内周側に挿入し予め定着ベルトを駆動させる駆動ギアを固定していた側の駆動ギアを定着ベルト支持部に装着した。続いて、定着ベルトの解放側の端部にも駆動ギアを装着させた。続いて、定着ベルトの外周面の周方向の一部分を加圧ロールと接触させて、加圧ロールの軸と加圧パッドとの間に荷重をかけることで、加圧パッドの接触ヘッドと加圧ロールとを定着ベルトを介して接触させた。 First, for the pressure pad, after the contact head for pressure is fixed to the contact pad of the support, the drive gear on the side where the drive gear for inserting the fixing belt and driving the fixing belt in advance is fixed Was attached to the fixing belt support. Subsequently, a driving gear was also attached to the end portion on the release side of the fixing belt. Subsequently, a part of the outer circumferential surface of the fixing belt is brought into contact with the pressure roll, and a load is applied between the pressure roll shaft and the pressure pad, so that the pressure pad contact head and pressure are applied. The roll was brought into contact with the fixing belt.
なお、定着ベルト固定用ギア、フォルダを構成する材料としては、交流電流による誘導起電力の発生がなく、定着温度領域での耐熱性を有する樹脂(PPS)を用いた。 As a material constituting the fixing belt fixing gear and the folder, a resin (PPS) that does not generate an induced electromotive force due to an alternating current and has heat resistance in a fixing temperature region was used.
また、この定着装置に用いた励磁コイルは、互いに絶縁されたφ0.5mmの銅線を16本束ねたリッツ線を用いて、これを定着ベルトの幅より長く、定着ベルトの円周方向長さの1/6〜1/4を覆う程度の幅を持つように巻回すと共に、定着ベルトの曲率に倣うような曲率を持たせることで、励磁コイルと定着ベルトとのギャップが均一になるように形成した。なお、励磁コイルと定着ベルトとのギャップが2mmになるように定着ベルトの外周面上に固定した。 The exciting coil used in the fixing device is a litz wire in which 16 φ0.5 mm copper wires that are insulated from each other are bundled, and this is longer than the width of the fixing belt and the circumferential length of the fixing belt. The gap between the exciting coil and the fixing belt is made uniform by winding it so that it has a width that covers 1/6 to 1/4 of that of the fixing belt, and by providing a curvature that follows the curvature of the fixing belt. Formed. The fixing coil was fixed on the outer peripheral surface of the fixing belt so that the gap between the exciting coil and the fixing belt was 2 mm.
定着に際しては、この励磁コイルに、励磁回路により交流電流を流すことにより、励磁コイルの周囲に磁界を発生させる。従って、発生した磁界が定着ベルトの金属発熱層を横切る際に、電磁誘導により横切った磁界を打ち消す方向の磁界を発生させるような渦電流が金属発熱層内に発生する。これにより、このときの渦電流値と金属発熱層の持つ抵抗に応じた発熱が得られる。 At the time of fixing, an alternating current is passed through the exciting coil by an exciting circuit to generate a magnetic field around the exciting coil. Therefore, when the generated magnetic field crosses the metal heating layer of the fixing belt, an eddy current is generated in the metal heating layer that generates a magnetic field in a direction that cancels the magnetic field crossed by electromagnetic induction. Thereby, heat generation according to the eddy current value at this time and the resistance of the metal heating layer is obtained.
これに対し、加圧ロールは外径16mmの中実シャフト上に、弾性層として膜厚12mmの発泡シリコンゴム層を設け、更にこの層に、膜厚30μmのPFAチューブを被覆したものである。 On the other hand, the pressure roll is formed by providing a foamed silicon rubber layer having a thickness of 12 mm as an elastic layer on a solid shaft having an outer diameter of 16 mm, and further covering this layer with a PFA tube having a thickness of 30 μm.
この加圧ロールは、具体的には以下のようにして作製した。まず、PFAチューブの内周面に接着用プライマーを塗布した外径50mm、長さ340mm、厚さ30μmのフッ素樹脂チューブと、中実シャフトとを成形金型内にセットした。続いて、フッ素樹脂チューブと中実シャフトとの間に液状発泡シリコンゴムを層厚が2mmとなるように注入後、加熱処理(150℃×2hrs)によりシリコンゴムを加硫、発泡させて弾性層を形成することにより加圧ロールを作製した。 Specifically, this pressure roll was produced as follows. First, a fluororesin tube having an outer diameter of 50 mm, a length of 340 mm, and a thickness of 30 μm, in which an adhesive primer was applied to the inner peripheral surface of the PFA tube, and a solid shaft were set in a molding die. Subsequently, after injecting liquid foamed silicon rubber between the fluororesin tube and the solid shaft so that the layer thickness is 2 mm, the silicon rubber is vulcanized and foamed by heat treatment (150 ° C. × 2 hrs) to form an elastic layer. The pressure roll was produced by forming.
評価装置として、駆動ギアにモータを接続し、定着ベルトを駆動することにより、加圧ロールを従動させて、シート部材を搬送するようにした。 As an evaluation device, a motor was connected to the drive gear, and the fixing belt was driven to drive the pressure roll to convey the sheet member.
−評価方法−
評価方法は、前述の定着装置において、富士ゼロックス社製J紙(A4サイズ縦送り)を用いた通紙テストを1分間20枚のスピードで40万枚まで行い金属発熱層の割れが発生するまでの通紙枚数を評価した。目標としては、実用性の観点から、400kPV(枚)まで、定着ベルトの一端部に固定されたギア部材から定着ベルトが外れないこととした。
-Evaluation method-
The evaluation method is as follows. In the above-described fixing device, a paper passing test using J paper (A4 size vertical feed) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. was performed up to 400,000 sheets at a speed of 20 sheets per minute until the metal heating layer cracked. Was evaluated. As a goal, from the viewpoint of practicality, the fixing belt cannot be removed from the gear member fixed to one end of the fixing belt up to 400 kPV (sheets).
(実施例1)
図7(A)(B)に示されるように、実施例1の三角部34の第一の内角36は45°とされ、第二の内角38は90°とされ、第三の内角46は45°とされている。
Example 1
7A and 7B, the first
図11に示されるように、本実施例1では、800kPV(枚)まで、ギア部材からの定着ベルトの外れが発生しなかったことが分る。つまり、目標の400kPV(枚)は満足されている。 As shown in FIG. 11, in Example 1, it can be seen that the fixing belt did not come off from the gear member up to 800 kPV (sheets). That is, the target 400 kPV (sheets) is satisfied.
(実施例2)
図8(A)に示されるように、実施例2の三角部34の第一の内角36は45°とされ、第二の内角38は60°とされ、第三の内角46は75°とされている。
(Example 2)
As shown in FIG. 8A, the first
図11に示されるように、本実施例2では、600kPV(枚)まで、ギア部材からの定着ベルトの外れが発生しなかったことが分る。つまり、目標の400kPV(枚)は満足されている。 As shown in FIG. 11, in the second embodiment, it is understood that the fixing belt is not detached from the gear member up to 600 kPV (sheets). That is, the target 400 kPV (sheets) is satisfied.
(実施例3)
図8(B)に示されるように、実施例3の三角部34の第一の内角36は45°とされ、第二の内角38は50°とされ、第三の内角46は85°とされている。
(Example 3)
As shown in FIG. 8B, the first
図11に示されるように、本実施例3では、480kPV(枚)まで、ギア部材からの定着ベルトの外れが発生しなかったことが分る。つまり、目標の400kPV(枚)は満足されている。 As shown in FIG. 11, in the third embodiment, it is understood that the fixing belt is not detached from the gear member up to 480 kPV (sheets). That is, the target 400 kPV (sheets) is satisfied.
(実施例4)
図9(A)に示されるように、実施例4の三角部34の第一の内角36は30°とされ、第二の内角38は45°とされ、第三の内角46は105°とされている。
Example 4
As shown in FIG. 9A, the first
図11に示されるように、本実施例4では、400kPV(枚)まで、ギア部材からの定着ベルトの外れが発生しなかったことが分る。つまり、目標の400kPV(枚)は満足されている。 As shown in FIG. 11, in Example 4, it can be seen that the fixing belt did not come off from the gear member up to 400 kPV (sheets). That is, the target 400 kPV (sheets) is satisfied.
(比較例1)
図9(B)に示されるように、比較例1の三角部の第一の内角は45°とされ、第二の内角は45°とされ、第三の内角は90°とされている。
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 9B, the first interior angle of the triangular portion of Comparative Example 1 is 45 °, the second interior angle is 45 °, and the third interior angle is 90 °.
図11に示されるように、本比較例1では、360kPV(枚)で、ギア部材からの定着ベルトの外れが発生した。つまり、目標の400kPV(枚)を満足することができなかった。 As shown in FIG. 11, in Comparative Example 1, the fixing belt was detached from the gear member at 360 kPV (sheets). That is, the target 400 kPV (sheets) could not be satisfied.
(比較例2)
図10(A)に示されるように、比較例2の三角部の第一の内角は50°とされ、第二の内角は45°とされ、第三の内角は85°とされている。
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 10A, the first interior angle of the triangular portion of Comparative Example 2 is 50 °, the second interior angle is 45 °, and the third interior angle is 85 °.
図11に示されるように、本比較例2では、240kPV(枚)で、ギア部材からの定着ベルトの外れが発生した。つまり、目標の400kPV(枚)を満足することができなかった。 As shown in FIG. 11, in Comparative Example 2, the fixing belt was detached from the gear member at 240 kPV (sheets). That is, the target 400 kPV (sheets) could not be satisfied.
(比較例3)
図10(B)に示されるように、比較例3の三角部の第一の内角は90°とされ、第二の内角は45°とされ、第三の内角は45°とされている。
(Comparative Example 3)
As shown in FIG. 10B, the first interior angle of the triangular portion of Comparative Example 3 is 90 °, the second interior angle is 45 °, and the third interior angle is 45 °.
図11に示されるように、本比較例3では、100kPV(枚)で、ギア部材からの定着ベルトの外れが発生した。つまり、目標の400kPV(枚)を満足することができなかった。 As shown in FIG. 11, in Comparative Example 3, the fixing belt was detached from the gear member at 100 kPV (sheets). That is, the target 400 kPV (sheets) could not be satisfied.
20 定着ベルト
20B 発熱層
22 加圧ロール(回転部材)
24 加圧パッド(加圧部材)
26 電磁誘導加熱装置
28 筒体
30 外周面
32 内周面
34 三角部
36 第一の内角
38 第二の内角
40 画像形成装置
42 駆動ギア(駆動部材)
44 フランジ部(接着部)
46 第三の内角
50 定着装置
60 感光体ドラム(像保持体)
66 現像装置
68 中間転写体(転写装置)
70 転写ロール(転写装置)
20 fixing belt 20B
24 Pressure pad (Pressure member)
26 Electromagnetic
44 Flange (bonded part)
46 Third
66 Developing
70 Transfer roll (transfer device)
Claims (5)
内側に配置される加圧部材と摺動可能とされ、前記加圧部材によって加圧されて前記外周面を前記回転部材に押し付ける内周面と、
前記内周面における前記加圧部材と当る部位に環状に形成され、断面が三角形状の三角部と、
前記外周面と前記内周面の間に設けられ、磁界が印加されて発熱する発熱層と、
を備え、
前記三角部における一端部側の第一の内角の角度をA°とし、他端部側の第二の内角の角度をB°としたときに、B>Aを満足する定着ベルト。 An outer peripheral surface that rotates in a circumferential direction with a driving force from a driving member provided at one end, and that contacts a rotating member that is rotatably supported
An inner peripheral surface that is slidable with a pressure member disposed inside, and is pressed by the pressure member to press the outer peripheral surface against the rotating member;
A triangular portion having a triangular cross section is formed in a portion of the inner peripheral surface that contacts the pressure member,
A heating layer provided between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface and generating heat when a magnetic field is applied;
With
A fixing belt that satisfies B> A when the angle of the first inner angle on one end side of the triangular portion is A ° and the angle of the second inner angle on the other end side is B °.
前記定着ベルトの一端部に設けられ、前記定着ベルトの内周面と当たって前記内周面と接着される接着部を有し、周方向に回転させる駆動力を前記接着部を介して前記定着ベルトへ伝達する駆動部材と、
前記定着ベルトの前記発熱層に磁界を印加して前記発熱層を発熱させる電磁誘導方式の加熱装置と、
前記定着ベルトの外周面に記録媒体を加圧すると共に、回転可能に支持される回転部材と、
前記定着ベルトの内側に配置され、前記定着ベルトを前記回転部材に向けて加圧する加圧部材と、
を備える装置本体に脱着可能な定着装置。 The fixing belt according to any one of claims 1 to 3,
The fixing belt is provided at one end of the fixing belt and has an adhesive portion that abuts against the inner peripheral surface of the fixing belt and adheres to the inner peripheral surface, and a driving force that rotates in the circumferential direction is applied to the fixing belt through the adhesive portion. A drive member that transmits to the belt;
An electromagnetic induction heating device that generates a heat by applying a magnetic field to the heat generating layer of the fixing belt;
A rotating member that pressurizes the recording medium on the outer peripheral surface of the fixing belt and is rotatably supported
A pressure member disposed inside the fixing belt and pressurizing the fixing belt toward the rotating member;
A fixing device detachable from the apparatus main body.
前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナー画像として可視化する現像装置と、
前記トナー画像を記録媒体に転写する転写装置と、
記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着すると共に、請求項1〜3何れか1項に記載の定着ベルトを有する定着装置と、
を備える画像形成装置。 An image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface;
A developing device for visualizing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier as a toner image;
A transfer device for transferring the toner image to a recording medium;
Fixing the toner image transferred to the recording medium to the recording medium, and a fixing device having the fixing belt according to any one of claims 1 to 3,
An image forming apparatus comprising:
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