JP6890997B2 - A film used for the fixing device and a fixing device provided with this film - Google Patents
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Description
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に搭載される定着装置で用いられるフィルム及びこのフィルムを備える定着装置に関するものである。 The present invention relates to a film used in a fixing device mounted on an image forming apparatus such as a printer and a copying machine, and a fixing device including the film.
複写機やプリンタに搭載される定着装置で用いられるフィルムとして、フィルムの長手方向に関し両端部に形成された電極部と、その電極部間に設けられた発熱部と、を有するものが知られている(特許文献1)。このフィルムを用いた定着装置は、電極部に導電ブラシ等の電極部材を接触させて発熱部に電流を流すことで生じるジュール熱を利用してフィルムを発熱させる。このフィルムは、フィルム自身が発熱するので、定着装置の省エネルギーやウォームアップ時間の短縮に貢献できる。 As a film used in a fixing device mounted on a copying machine or a printer, a film having electrode portions formed at both ends in the longitudinal direction of the film and heat generating portions provided between the electrode portions is known. (Patent Document 1). The fixing device using this film generates heat by utilizing Joule heat generated by bringing an electrode member such as a conductive brush into contact with the electrode portion and passing an electric current through the heat generating portion. Since the film itself generates heat, this film can contribute to energy saving of the fixing device and shortening of warm-up time.
しかしながら、上記フィルムにおいては、画像の加熱に直接的に寄与しない電極部の発熱を抑制することが好ましいので、電極部を発熱部よりも抵抗値の低い異なる材料の導電層で形成する場合がある。発熱部と、導電部と、の熱膨張係数の違いによって、導電層が基層から剥離する場合があるという課題がある。 However, in the above film, since it is preferable to suppress heat generation of the electrode portion that does not directly contribute to the heating of the image, the electrode portion may be formed of a conductive layer made of a different material having a resistance value lower than that of the heat generating portion. .. There is a problem that the conductive layer may be peeled off from the base layer due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the heat generating portion and the conductive portion.
上記課題を解決するための好適な実施態様の一つ目は、定着装置に用いる筒状のフィルムであって、基層と、前記フィルムの長手方向に関し前記基層の端部に形成された電極部と、前記フィルムの長手方向に関し前記基層の中央部に形成され、前記電極部と電気的に接続された発熱部と、を有し、前記電極部と、前記発熱部と、が同一の材料の導電層で形成され、前記電極部の方が前記発熱部よりも前記導電層の厚みが厚く、前記電極部は、前記フィルムの周方向に延びた環状の前記導電層で形成された部分であり、前記発熱部は、前記フィルムの長手方向に延びた細線状の前記導電層を前記フィルムの周方向に関し互いに間隔を空けて複数並べて形成された部分であることを特徴とするものである。 The first preferred embodiment for solving the above problems is a tubular film used for a fixing device, which includes a base layer and an electrode portion formed at an end portion of the base layer in the longitudinal direction of the film. , is formed in a central portion of the base layer with respect to the longitudinal direction of the said film, said has an electrode portion electrically connected to the heat generating portion, said electrode portion, and the heat generating portion, but conductive of the same material is formed in the layer, the direction of the electrode portion is rather thick thickness of the conductive layer than the heating portion, the electrode portion may be a circumferentially extending said conductive layer forming portions of the annular said film The heat generating portion is characterized in that it is a portion formed by arranging a plurality of the thin linear conductive layers extending in the longitudinal direction of the film at intervals with respect to the circumferential direction of the film.
上記課題を解決するための好適な実施態様の2つ目は、筒状のフィルムであって、基層と、前記フィルムの長手方向に関し前記基層の端部に形成された電極部と、前記フィルムの長手方向に関し前記基層の中央部に形成され前記電極部と電気的に接続された発熱部と、を有するフィルムと、電極層に接触し、前記電極部を介して前記発熱部に電力を供給する電力供給部材と、を有し、前記フィルムは前記発熱部に流れる電流で発熱し、前記フィルムの熱でトナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記電極部と、前記発熱部と、は同一の材料の導電層で形成され、前記電極部の方が前記発熱部よりも前記導電層の厚みが厚く、前記電極部は、前記フィルムの周方向に延びた環状の前記導電層で形成された部分であり、前記発熱部は、前記フィルムの長手方向に延びた細線状の前記導電層を前記フィルムの周方向に関し互いに間隔を空けて複数並べて形成された部分であることを特徴とするものである。 The second preferred embodiment for solving the above problems is a tubular film, which comprises a base layer, an electrode portion formed at an end portion of the base layer in the longitudinal direction of the film, and the film. and relates to a longitudinal direction is formed in a central portion of the base layer the electrode portion and electrically connected to the heat generating portion, and a film having a contact with the conductive cathode layer, supplying power to the heating unit through the electrode portion In a fixing device having a power supply member that generates electricity by the current flowing through the heat generating portion and fixing a toner image to a recording material by the heat of the film, the electrode portion, the heat generating portion, and the like. is formed of a conductive layer of the same material, the direction of the electrode portion is rather thick thickness of the conductive layer than the heating portion, the electrode portion is in the conductive layer of the annular extending in a circumferential direction of the film It is a formed portion, and the heat generating portion is a portion formed by arranging a plurality of the thin linear conductive layers extending in the longitudinal direction of the film at intervals with respect to the circumferential direction of the film. It is something to do.
上記課題を解決するための好適な実施態様の3つ目は、筒状の基層と、前記基層の上に形成された導電パターンと、を有し、定着装置に用いるフィルムの製造方法であって、前記基層の前記フィルムの長手方向における端部及び中央部に前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷する第1工程と、前記第1工程で形成した前記導電パターンのうち前記端部のみに重ねて前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷する第2工程と、を有することを特徴とするものである。 A third preferred embodiment for solving the above problems is a method for producing a film having a tubular base layer and a conductive pattern formed on the base layer and used for a fixing device. The first step of printing the conductive pattern on the edges and the center of the base layer in the longitudinal direction of the film over the circumferential direction of the film, and the end portion of the conductive pattern formed in the first step. It is characterized by having a second step of printing the conductive pattern over the film in the circumferential direction.
上記課題を解決するための好適な実施態様の4つ目は、筒状の基層と、前記基層の上に形成された導電パターンと、を有し、定着装置に用いるフィルムの製造方法であって、前記基層の前記フィルムの長手方向における端部にのみ前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷する第1工程と、前記基層の前記端部に形成された前記導電パターンに重ねて前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷すると同時に、前記フィルムの長手方向における中央部に前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷する第2工程と、を有することを特徴とするものである。 A fourth preferred embodiment for solving the above problems is a method for producing a film having a tubular base layer and a conductive pattern formed on the base layer and used for a fixing device. The first step of printing the conductive pattern over the circumferential direction of the film only on the end portion of the base layer in the longitudinal direction of the film, and the conductive pattern formed on the end portion of the base layer are superimposed on each other. It is characterized by having a second step of printing the conductive pattern in the circumferential direction of the film and at the same time printing the conductive pattern in the central portion in the longitudinal direction of the film over the circumferential direction of the film. It is a thing.
上記課題を解決するための好適な実施態様の5つ目は、定着装置に用いる筒状のフィルムであって、基層と、前記フィルムの長手方向に関し前記基層の端部に形成された電極部と、前記フィルムの長手方向に関し前記基層の中央部に形成され、前記電極部と電気的に接続された発熱部と、を有し、前記電極部と、前記発熱部と、が同一の材料の第1の導電層で形成され、前記第1の導電層よりも体積抵抗率が低い第2の導電層が前記電極部の上に形成されており、前記フィルムの長手方向において、前記第2の導電層は、前記発熱部と前記電極部との境界にオーバーラップするように形成されていることを特徴とするものである。 A fifth preferred embodiment for solving the above problems is a tubular film used for a fixing device, which includes a base layer and an electrode portion formed at an end portion of the base layer in the longitudinal direction of the film. , is formed in a central portion of the base layer with respect to the longitudinal direction of the said film, said has an electrode portion electrically connected to the heat generating portion, said electrode portion, and the heat generating portion, but the same material A second conductive layer formed of one conductive layer and having a lower volume resistance than the first conductive layer is formed on the electrode portion, and the second conductive layer is formed in the longitudinal direction of the film. The layer is characterized in that it is formed so as to overlap the boundary between the heat generating portion and the electrode portion.
定着装置で用いるフィルムにおいて、電極部の発熱を抑えつつ熱膨張時の導電層の剥がれを抑制できる。 In the film used in the fixing device, it is possible to suppress the peeling of the conductive layer during thermal expansion while suppressing the heat generation of the electrode portion.
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
(第1の実施例)
第1の実施例について、図1〜6、7、及び15を用いて説明する。図1は定着装置18の断面模式図、図2は定着装置18の正面模式図である。以下の説明において、長手方向とは、図中のX軸方向であり、幅方向とは記録材の搬送方向であるY軸方向、高さ方向とはZ軸方向である。定着装置18は抵抗発熱方式であり、フィルム36の導電層に直接電流を流すことで抵抗発熱(ジュール発熱)させるものである。この方式の定着装置の特徴は、フィルム36自身を発熱させるため、ハロゲンヒータ等でフィルム36を加熱する装置よりも高熱効率且つ高速で装置を立ち上げることができることである。
(First Example)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1-6, 7 and 15. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the
31はフィルム36を含むフィルムアセンブリ、32は加圧ローラである。この加圧ローラ32とフィルムアセンブリ31は左右の側板34間に上下で略並行に配設してある。左右の側板34は装置フレーム33に対して固定されている。
図3はフィルム36の構成を示した斜視図及び長手方向の断面図である。フィルム36は、基層36aの上に導電層36bを設け、さらにその上に弾性層36cと離型層36dを形成し、可撓性を有するものである。導電層36bの構成を分かりやすくするため、斜視図において弾性層36c及び離型層36dは一部省略している。図4(a)はフィルム36の長手方向における端部の横断面図、図4(b)は中央部の横断面図を示している。尚、フィルム36の層構成を分かりやすくするため、導電層36bの幅及び間隔、各層の厚みの比率は実際のものと異なるものにしている。
FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the
本実施例では基層36aとして、筒状に形成した厚み約60μmのポリイミドの基材を用いている。基層36aの上には、導電層36bが長手方向に亘って形成されている。導電層36bは長手方向において、電極部361bと発熱部362bとに分けられる。理由については後述するが、電極部361bにおける導電層36bの厚みは20μmであり、発熱部362bにおける導電層の厚みは10μmである。電極部361bはフィルム36の長手方向の両端部の約10mm幅の領域に形成され、フィルム36の周方向に延びた環状の導電層36bで形成される。発熱部362bは、フィルム36の両端部に形成された電極部361bの間の領域に形成されている。発熱部362bは、フィルム36の長手方向に延びた細線状の導電層36bがフィルム36の回転方向において間隔を空けて複数並ぶように形成されている。複数の細線状の導電層36bは互いに略平行であり、幅は約0.5mm、細線状の導電層36bの間隔は約1.5mmである。フィルム36の長手方向において単位長さ当たりの表面積が発熱部362bの方が電極部361bよりも小さいので、発熱部362bは電極部361bよりも抵抗が高くなり、発熱量が大きくなる。導電層36bを基層36a上に形成する方法は印刷、メッキ、スパッタリング、蒸着等の手段があり、本実施例では銀インクをスクリーン印刷することで形成している。
In this embodiment, a polyimide base material having a thickness of about 60 μm formed in a tubular shape is used as the
導電層36bの上に、厚み約200μmのシリコーンゴムやフッ素ゴムなどの弾性層36cを形成し、更にその上に最表層となる厚み約15μmのPFA樹脂チューブの離型層36dを被覆した。本実施例では、フィルム36は内径約18mmのものを用いている。弾性層36c及び離型層36dは電極部361bには設けず、発熱部362bのみ被覆している。
An
加圧ローラ32は、芯金32aと、芯金32aの外側に形成した弾性層32bと、弾性層32bの外側に形成した離型層32cと、を有する。芯金32aは、ステンレス鋼などの金属で形成される。弾性層32bは、シリコーンゴムやフッ素ゴムのゴムで形成される。離型層32cは、PFA、PTFE、FEPなどのフッ素樹脂で形成される。本実施例では、ステンレス鋼の外径11mmの芯金32a上に射出成形により厚み約3.5mmのシリコーンゴム層の弾性層32bを形成し、さらにその上に厚み約40μmのPFAコート層の離型層32cを形成した加圧ローラ32を用いた。加圧ローラ32の外径は約18mmである。この加圧ローラ32の硬度は、ASKER−C硬度計で9.8Nの加重において、定着ニップNの確保や耐久性などの観点から、40°〜70°の範囲が望ましい。本実施例においては、54°にしている。この加圧ローラ32は図2に示すように、芯金32aの長手方向両端で、それぞれ軸受部材35を介して装置フレーム側板34間に回転自由に支持させて配設してある。Gは芯金32aの一端部に固着した駆動ギアである。この駆動ギアGに不図示の駆動機構部から回転力が伝達されて加圧ローラ32が回転駆動される。
The
フィルムアセンブリ31は、図1に示すように、フィルム36、フィルム36を内側からガイドすると共に、フィルム36を介して加圧ローラ32との間でニップ部を形成するニップ部形成部材としてのホルダ38を有する。フィルムアセンブリは更に、ホルダ38の補強するためのステイ40と、フィルム36の長手方向の移動を規制する規制部材としての左右のフランジ41と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
ホルダ38は図1に示すように、横断面略半円状樋型で、剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、液晶ポリマー等により形成されている。このホルダ38は、ホルダ38に外嵌したフィルム36の回転をガイドするガイド部材としての役割も有している。
As shown in FIG. 1, the
ステイ40はU字型の断面をもつ、フィルム36の長手方向に長い部材である。ホルダ38の内側にステイ40を挿入し、ホルダ38の外側にフィルム36を被せる。そのステイ40の左右の外方延長腕部にそれぞれ左右のフランジ41を嵌着する。こうしてフィルムアセンブリ31が組み立てられる。
The
このフィルムアセンブリ31を、図1のように、ホルダ38側を下向にして、加圧ローラ32の上側に略並行に配列して、左右の側板34間に配設する。左右のフランジ41はそれぞれに設けた縦溝部を左右の側板34にそれぞれ設けた縦縁部に係合させてある。本実施例では、フランジ41の材料として、液晶ポリマー樹脂を用いている。左右の側板34は装置フレーム33に対して固定され、定着装置18の枠体をなす。
As shown in FIG. 1, the
そして、図2のように、左右のフランジ41の加圧部と加圧アーム44との間に加圧バネ45を縮設する。これにより、左右のフランジ41、ステイ40、ホルダ38がフィルム36を挟んで加圧ローラ32の下面に対して所定の押圧力で加圧される。本実施例では、フィルム36と加圧ローラ32の押圧が総圧で160Nとなるように加圧バネ45の圧を設定している。この加圧により、ホルダ38はフィルム36を介して加圧ローラ32の上面に対して圧接し、6mm程度の定着ニップ部Nが形成される。
Then, as shown in FIG. 2, the
そして、加圧ローラ32の駆動ギアGに不図示の駆動源からの駆動力が伝達されて加圧ローラ32は図1において反時計回り方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ32の回転に伴って定着ニップ部Nにおける加圧ローラ32とフィルム36との摩擦力でフィルム36に回転力が作用する。これにより、フィルム36は、その内面がホルダ38と摺動しながらホルダ38の外回りを図1における時計回り方向に回転する。
Then, a driving force from a drive source (not shown) is transmitted to the drive gear G of the
加圧ローラ32の回転によるフィルム36の回転がなされ、導電層36bに電力が供給されてフィルム36の温度が所定の温度に達してから、記録材Pが定着ニップ部Nに導入される。入り口ガイド30は、未定着状態であるトナー像tが形成された記録材Pが、定着ニップ部Nに向かうようにガイドする役割を有する。
The recording material P is introduced into the fixing nip portion N after the
定着ニップ部Nのフィルム36と加圧ローラ32とで形成される定着ニップ部Nで未定着トナー画像tを担持した記録材Pが搬送されながら加熱され未定着トナー画像tが記録材Pに定着される。
The recording material P carrying the unfixed toner image t is heated while being conveyed by the fixing nip portion N formed by the
給電部材(電力供給部材)37は、電源50から導電層36bに電力を供給するためのもので、金属やカーボンなどの導電材料で形成される。給電部材37は、図1及び2に示すように、フィルム36の両端部の電極部361bに対して、フィルム36の外面からバネなどの付勢部材によって付勢されている。
The power feeding member (power supply member) 37 is for supplying power from the
図5は、この定着装置の電気的な接続を示した概略図である。フィルム36の両端部に設けられた給電部材37a及び37bは導線によって電源50に接続されており、電源50は不図示の制御部により電力を供給する。
FIG. 5 is a schematic view showing the electrical connection of this fixing device. The
給電部材37a及び37bから導電層36bに電力が供給されることにより、導電層36bに電流が流れることで生じるジュール熱によってフィルム36は迅速に昇温する。温度検知部42は、フィルム36の表面温度を非接触に測定するもので、本実施例ではサーモパイルを用い、長手方向においてフィルム36の略中央部に配置されている。フィルム36の表面温度が温度検知部42により検知される。制御部は、温度検知部42の検知温度が目標温度に維持されるようにフィルム36に供給される電力が制御する。
When electric power is supplied to the
発熱部362bの長手方向の長さは記録材Pの最大幅よりも長くなるように設けられている。これにより、記録材P全域に十分な熱を与えつつ、記録材Pが通過しない電極部361bでは不要な発熱を抑えている。
The length of the
本実施例では、電極部361bと発熱部362bは、同一の材料である銀インクを印刷することで一体的な導電層36bとして形成している。電極部361bは、導電層36bがフィルム36の周方向でフィルム36の全周にわたって形成されているのに対し、発熱部362bは、導電層36bが幅約0.5mm、間隔約1.5mmの細線状に形成されている。
In this embodiment, the
ここで、電極部361bと発熱部362bを同じ材料で形成すると、電極部361bもジュール熱によって発熱する。電極部361bと発熱部362bの厚みが同じである場合、電極部361bと発熱部362bの長手方向の単位長さあたりの抵抗比は導電層36bの表面積に比例するので、おおよそ1:4になる。つまり、電極部361bの方が導電層36bよりもフィルム36の長手方向における単位長さ当たりの表面積が広くなるように形成して電極部361bの抵抗値を下げているのである。したがって、導電層36bに電力を供給すると、その抵抗比率に比例して発熱が生じる。
Here, when the
電極部361bでの発熱は極力小さくすることが望ましい。記録材Pが通過しない電極部361bでの発熱はエネルギー効率を低下させるだけでなく、記録材Pに熱が奪われないことにより熱が蓄積し、フィルム36や給電部材37など周辺の部材に損傷を与えるおそれがあるからである。
It is desirable to minimize the heat generated by the
そこで、本実施例では、電極部361bと発熱部362bは同一の材料を用いて一体的な導電層(導電パターン)36bとして同時に形成しつつ、電極部361bにおける導電層36bの厚みを発熱部362bにおける導電層36bの厚みよりも厚くしている。電極部361bにおける導電層36bの厚みを厚くすることで、電極部361bと発熱部362bとを同一の材料の導電層36bで形成しながら、電極部361bの抵抗値を相対的に低くして、発熱量を抑えることが可能になる。
Therefore, in this embodiment, the
本実施例では、発熱部362bを1回の印刷で形成するのに対し、電極部361bを2回印刷して形成する。つまり、1回目の印刷で形成した電極部361bの上に重ねて電極部361bを印刷するのである。これによって、電極部361bの厚みを発熱部362bの約2倍の厚さになるので、電極部361bの単位面積あたりの抵抗値は約半分となり、発熱量も抵抗値に比例して約半分になる。
In this embodiment, the
本実施例における、発熱部362bを1回印刷した時の表面抵抗率は、ロレスタGP(三菱化学アナリテック製)を用いてJIS K 7194に準拠した方法での測定値で、7.04×10−1Ω/□である。それに対し、発熱部362bを2回印刷した時の表面抵抗率は、3.61×10−1Ω/□であり、表面抵抗率は約半分になっている。
In this example, the surface resistivity when the
発熱部362bの表面抵抗率は、細線状の導電層36bの幅と間隔の比率と、フィルム36の両端間の抵抗値の狙い値から適切な値が選ばれるべきである。発熱部362bにおいてフィルム36の周方向に関し基層36aに対する細線状の導電層36が占める割合が小さくなると、発熱する面積が小さくなることからフィルム36の表面の発熱ムラが大きくなる。一方で、発熱部362bにおいてフィルム36の周方向に関し基層36aに対して細線状の導電層36bの占める割合が大きいと、発熱ムラは良化するものの、電極部361bと発熱部362bの抵抗値の差が小さくなり、電極部361bの発熱量が増加する。本実施例では、発熱部362bにおいてフィルム36の周方向に関し基層36a一周分の長さに対する細線状の導電層36bの長さの割合は1/4であり、フィルム36の両端間の抵抗値が18Ωになるように設計されている。フィルム36の表面の発熱ムラと電極部361bの発熱を抑えることの両立を考慮すると、発熱部362bにおいてフィルム36の周方向に関し基層36aの1周分の長さに対する細線状の導電層36bの長さの割合は1/10以上3/4以下が好ましい。
An appropriate value should be selected for the surface resistivity of the
電極部361bを2回印刷する方法としては、1回目に図6(a)に示す電極部361b及び発熱部362bのパターンを印刷して、2回目にフィルム36の長手方向の両端部にある電極部361bのみを印刷する方法がある。更に、その他の方法として、図6(b)に示すように1回目にフィルム36の長手方向の両端部にある電極部361bのみを印刷して、2回目に電極部361b及び発熱部362bのパターンを印刷しても良い。図6(a)のように2回目を印刷する場合、2回目の印刷は1回目の印刷の電極部361bと重なり合うように印刷してもよいし、1回目の印刷よりも広く、もしくは狭く印刷してもよい。1回目の印刷より広くする場合には、1回目の印刷で形成した電極部361bを確実に覆うことができる。一方で、1回目の印刷より狭くする場合には、電極部361bと発熱部362bの境界の位置をコントロールしやすいという利点がある。
As a method of printing the
図7は、本実施例と、電極部361bを1回のみの印刷で形成して電極部361bの厚みを発熱部362bの厚みと同じにした比較例とで、フィルム36表面の長手方向の発熱量をグラフにしたものである。比較例では発熱部362bでの発熱量に対し、電極部361bの発熱量が約1/4であるのに対し、本実施例では、約1/8に抑えられている。比較例に対し、本実施例では電極部361bの抵抗が低いため、両端部における発熱を抑えることが可能となる。
FIG. 7 shows this embodiment and a comparative example in which the
以上説明したように、本実施例によれば、電極部361bと発熱部362bは同一の材料を用いて一体に形成しつつ、電極部361bの厚みを発熱部362bの厚みよりも厚くすることで、電極部361bの発熱を抑えることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
尚、本実施例では、電極部361bのみ2回印刷することで約2倍の厚みとする例を用いて説明したが、印刷の方法によっては2倍まで到達しない場合も考えられる。この場合も厚みの増分に応じて電極部における発熱量の低減効果は発揮される。
In this embodiment, the thickness is increased to about twice by printing only the
(第2の実施例)
第2の実施例について、図8、9、10、11、12、13を用いて説明する。図8は本実施例における定着装置18の断面模式図、図9は定着装置18の正面模式図、図10は定着ローラ62の構成を示した斜視図、図11は定着ローラ62の層構成を示した断面図、図12は電気的な接続を示した概略図である。
(Second Example)
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 8, 9, 10, 11, 12, and 13. 8 is a schematic cross-sectional view of the fixing
本実施例は、第1の実施例とは、フィルム36ではなく定着ローラ62に設けた導電層62dを発熱させるという点と、発熱部622dが周方向において全周にわたって形成されている点等で異なる。
In this embodiment, the first embodiment is that the
尚、第1の実施例と同じ動作と構成に関しては省略し、ここでは前述した実施例と異なる点についてのみ説明する。 The same operation and configuration as in the first embodiment will be omitted, and only the points different from those in the above-described embodiment will be described here.
本実施例では、図8及び9に示すように、定着ローラ62を上側、加圧フィルムアセンブリ61を下側としてニップ部を形成している。電極部材37はホルダ38に設けられており、電極部材37は加圧フィルム66の端部よりも外側にあり、定着ローラ62に対して外面から給電する。
In this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the nip portion is formed with the fixing
定着ローラ62は、芯金62a、第1の弾性層62b、樹脂層62c、導電層62d、第2の弾性層62e、離型層62fを順に積層したものである。
The fixing
図10は定着ローラの芯金62a、第1の弾性層62b、樹脂層62c、導電層62dの構成を示した斜視図である。導電層62dの構成を分かりやすくするため、第2の弾性層62e及び離型層62fは一部省略している。図11は定着ローラ62の層構成を示した断面図であり、図11(a)は定着ローラ62の長手方向端部の断面図、図11(b)は中央部の断面図を示している。第2の弾性層62e及び離型層62fは電極部では形成されておらず、発熱部のみ形成されている。なお、構成を分かりやすくするため、各層の厚みの比率は実際のものとは異なるようにしている。
FIG. 10 is a perspective view showing the configurations of the
本実施例ではステンレス鋼で形成された外径11mmの芯金62a上に射出成形により厚み約3.5mmのシリコーンゴム層の第1の弾性層62bを形成する。そして、弾性層62bの上に厚み約60μmのPIフィルムの樹脂層62cを被覆し、更にその上に厚み約2μmの導電層62dを形成した。更にその上に、厚み約200μmのシリコーンゴムやフッ素ゴム等からなる第2の弾性層62eを形成し、その上に最表層として厚み約15μmのPFAコート層の離型層62fを形成した定着ローラ62を用いた。第2の弾性層62eは、定着ローラ62の表面近傍の硬度を下げて定着性を向上させる役割を果たしている。ローラ外径は約18mmである。
In this embodiment, a first
図9及び12に示すように、定着ローラ62の長手方向の両端部約10mmの領域は、第2の弾性層62e及び離型層62fは形成されておらず、導電層62dが露出している。給電部材37は導電層62dに接触して導電層62dに電力を供給する。
As shown in FIGS. 9 and 12, the second
加圧フィルム66は、耐熱樹脂から成る基層の上に離型層を形成し、可撓性を有するものである。本実施例では基層として、円筒状に形成した厚み約60μmのポリイミドの基材を用いている。基層の上には、離型層として厚み約15μmのPFA樹脂チューブを被覆した。本実施例では、フィルム66は内径約18mmのものを用いている。
The
本実施例では、導電層62dは本実施例では長手方向の全域において全周にわたって形成されており、無電解ニッケルメッキによって形成している。
In this embodiment, the
したがって、導電層62d中の電極部621dと発熱部622dの厚みが同じであると、電極部621dも発熱部622dと同等の発熱をしてしまう。
Therefore, if the thickness of the
そこで、本実施例では電極部621dの厚みを発熱部622dの約5倍としている。厚みを厚くする方法としては、端部のみメッキの形成時間を長くしている。厚みを約5倍とすることで、図13に示すように電極部621dでの発熱量は約1/5となり、端部での発熱を抑えることが可能となる。
Therefore, in this embodiment, the thickness of the
また、本実施例では、第1の実施例に対し、導電層62cの内部が第1の弾性層62bで充填されているため、第1の実施例のフィルム36に比べ破損しにくいという利点がある。
Further, in this embodiment, since the inside of the
以上、説明したように、本実施例においても、電極部621dと発熱部622dは同一の材料を用いて一体に形成しつつ、電極部621dの厚みを発熱部622dの厚みよりも厚くすることで、電極部621dでの発熱を抑えることが可能となる。
As described above, also in this embodiment, the
(第3の実施例)
第3の実施例について、図14を用いて説明する。図14はフィルム76の構成を示した長手方向断面図である。
(Third Example)
A third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing the structure of the film 76.
本実施例は、第1の実施例とは、電極部の厚みに差を設けている点で異なる。 This embodiment is different from the first embodiment in that the thickness of the electrode portion is different.
なお、第1の実施例と同じ動作と構成に関しては省略し、ここでは前述した実施例と異なる点についてのみ説明する。 The same operation and configuration as in the first embodiment will be omitted, and only the points different from those in the above-described embodiment will be described here.
フィルム76は第1の実施例と同様に、基層76a、導電層76b、弾性層76c、離型層76dが積層して構成されており、導電層76dは銀インクを印刷することで形成されている。
Similar to the first embodiment, the film 76 is formed by laminating a
導電層76bは長手方向において、電極部761bと発熱部762bとに分かれており、さらに電極部761bのうち給電部材37と接触する領域を給電部材接触部761b´とする。
The
給電部材接触部761b´は給電部材37と接触するため、定着装置18の使用に伴って摩耗し、厚みが減少することがある。
Since the power feeding member contact portion 761b'contacts the
そこで、本実施例では、電極部761bの厚みを発熱部762bの厚みの約2倍にするとともに、給電部材接触部761b´の厚みを発熱部762bの厚みの約3倍にしている。
Therefore, in this embodiment, the thickness of the
電極部761bの中で導電層76bの厚みの差を設け、給電部材の接触部761b´の厚みをより厚くすることで、接触部761b´の厚みが減少しても、電極部761bでの発熱を抑えることが可能となる。
By providing a difference in the thickness of the
電極部761bの中で厚みに差を設けず、全体を十分な厚みとしてもよいが、導電層76bの長手方向の厚みの差が大きいと、フィルム76の剛性の差が大きくなり、厚みの差の界面部分でフィルム76が破損するおそれがある。本実施例のように、厚みに階段状に差を設けることで剛性の差を緩和し、フィルム76の破損を抑えることが可能となる。
The thickness of the
なお、本実施例では電極部76bの厚みを階段状に変える例を用いて説明したが、厚みに傾斜を設ける等、異なる形状の厚みの差であってもよい。
In this embodiment, the thickness of the
以上、説明したように、本実施例では、電極部76bの厚みに差を設け、給電部材接触部761b´の厚みをより厚くすることで、接触部761b´の厚みが減少しても、電極部761bでの発熱を抑えることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, by providing a difference in the thickness of the
以上、第1から第3の実施例では、導電層の材料として銀インクとニッケルメッキを用いて説明したが、その他の金属やカーボン等の異なる材料であってもよい。 As described above, in the first to third examples, silver ink and nickel plating have been used as the material of the conductive layer, but other materials such as metal and carbon may be used.
また、電極部における導電層の厚みを発熱部に対して約2倍から5倍の間の実施例について説明したが、この範囲外で設定してもよい。ただし、フィルムが可撓性を有する場合、導電層の厚みの差の違いによるフィルムの破損を抑えるため、発熱部に対して20倍程度までが望ましい。 Further, although the embodiment in which the thickness of the conductive layer in the electrode portion is between about 2 times and 5 times that of the heat generating portion has been described, the thickness may be set outside this range. However, when the film has flexibility, it is desirable that the film is about 20 times as large as the heat generating portion in order to prevent the film from being damaged due to the difference in the thickness of the conductive layer.
(第4の実施例)
電極部と、発熱部と、が同一の材料の導電層で形成されるフィルムにおける電極部の発熱を抑える構成として、実施例1〜3では電極部の厚みを同じ材料を用いて発熱部よりも厚くした構成を示した。
(Fourth Example)
In Examples 1 to 3, the thickness of the electrode portion is made larger than that of the heat generating portion by using the same material as the configuration for suppressing the heat generation of the electrode portion in the film in which the electrode portion and the heat generating portion are formed of the conductive layer of the same material. A thickened configuration is shown.
第4の実施例では、発熱部とは異なる材料で形成された電極層を発熱部の上に形成した構成を示す。なお、第1の実施例と同じ動作と構成に関しては省略し、ここでは前述した実施例と異なる点についてのみ説明する。 In the fourth embodiment, an electrode layer formed of a material different from that of the heat generating portion is formed on the heat generating portion. The same operation and configuration as in the first embodiment will be omitted, and only the points different from those in the above-described embodiment will be described here.
図15はフィルム36の長手方向の断面を示した図であり、図16はフィルム36の長手方向に垂直なフィルム36の断面を示した図である。
FIG. 15 is a view showing a cross section of the
本実施例は、導電層(第1の導電層)36bの電極部361bと発熱部362bの厚みは均一に形成し、電極部361bの上に、導電層36bとは異なる材料を用いた電極層(第2の導電層)36eを設けている点で第1の実施例と異なる。尚、本実施例においては、電極部361bと発熱部362bは同一の材料を用いて一体的な導電層36bとしているが、これに限定されない。
In this embodiment, the thickness of the
図15に示すように、導電層36bは第1の実施例と同様に、発熱部362bにおいては周方向に細線状に分割されている。一方で、フィルム36の長手両端部に設けられた電極部361bは、周方向に延びた環状に形成され、その厚みは発熱部362bと略同等の約10μmとしている。
As shown in FIG. 15, the
図16に示すように、電極層36eは導電層36bの上に形成され、フィルム36の端部においては最表層となる。また、電極層36eは導電層36bよりも銀の配合比を高くした銀インクを塗布して、約10μmの厚みで形成している。銀の配合比を高くすることで、電極層36eの体積抵抗率は0.2μΩ・mとなり、導電層36bの体積抵抗率の4.2μΩ・mよりも小さくなっている。電極層36eの体積抵抗率を十分低くすることで、電極層36eの発熱を抑えることが可能となる。
As shown in FIG. 16, the
また、環状の電極部361bの上に電極層36eを形成することで、電極層36eは周方向において凹凸の少ない表面になり、給電部材37との良好な接触性を確保することが可能となる。
Further, by forming the
以上、説明したように、本実施例では、導電層36bの電極部361bの上に電極層36eを形成することで、フィルム36の端部における発熱を抑えつつ、給電部材37との良好な接触性を確保することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, by forming the
(第5の実施例)
実施例5では、電極層36eを電極部361bと発熱部362bの境界よりも内側まで形成した構成を示す。なお、第1の実施例と同じ動作と構成に関しては省略し、ここでは前述した実施例と異なる点についてのみ説明する。
(Fifth Example)
In Example 5, the
図17はフィルム36の構成を示した長手方向の断面を示す図である。本実施例は、導電層36bとは異なる材料を用いた電極層36eを、環状に形成された電極部361bの上だけでなく、細線状に形成された発熱部362bにも一部かかるように設けられている。つまり、電極層36eは、発熱部362bと電極部361bの境界にオーバーラップするように形成されている点が第4の実施例と異なる。
FIG. 17 is a diagram showing a cross section in the longitudinal direction showing the structure of the
電極層36eを電極部361bと発熱部362bの境界よりも内側まで形成することで、電極部361bと発熱部362bの境界に応力がかかることによる導電層36bの断線を抑制できるという更なる効果を奏する。ただし、細線状に形成された発熱部362bは周方向において凹凸形状となりやすいので、給電部材37を接触させる領域を電極部361b上にすることが好ましい。
By forming the
以上、説明したように、本実施例では、第4の実施例の効果に加え、電極部361bと発熱部362bの境界に応力がかかることによる導電層36bの断線を抑制することが可能となる。
As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the fourth embodiment, it is possible to suppress disconnection of the
第1の実施例1から第3の実施例においては、同じ材料を用いて電極部の厚みを発熱部よりも厚くした構成を、第4の実施例4及び第5の実施例では、発熱部とは異なる材料の電極層を形成した構成について説明した。 In the first to third embodiments, the same material is used to make the electrode portion thicker than the heat generating portion, and in the fourth and fifth embodiments, the heat generating portion is formed. The structure in which the electrode layer made of a material different from the above was formed was described.
電極部を発熱部と同じ材料を用いて形成する方法では、電極部と発熱部とを一体に形成可能であるため、製造工程の簡略化が行えるという利点がある。一方で、電極部を発熱部とは異なる材料を用いて形成する方法では、電極部に適した材料を自在に選定できるという利点がある。また、これらの方法を組み合わせることで、より効果的に電極部の発熱を抑制することも可能である。また、第4及び第5の実施例において、電極層の形成方法として銀インクの塗布を用いて説明したが、その他の金属やカーボン等の異なる導電性材料であってもよく、形成方法も印刷、メッキ、スパッタリング、蒸着等の異なる方法であってもよい。 The method of forming the electrode portion using the same material as the heat generating portion has an advantage that the manufacturing process can be simplified because the electrode portion and the heat generating portion can be integrally formed. On the other hand, the method of forming the electrode portion using a material different from that of the heat generating portion has an advantage that a material suitable for the electrode portion can be freely selected. Further, by combining these methods, it is possible to suppress the heat generation of the electrode portion more effectively. Further, in the fourth and fifth embodiments, the application of silver ink has been described as a method for forming the electrode layer, but other conductive materials such as metal and carbon may be used, and the forming method is also printed. , Plating, sputtering, vapor deposition and the like.
18 定着装置
36 フィルム
36a 基層
361a 電極部
361b 電極部
362b 発熱部
36e 電極層
37 給電部材
18
Claims (10)
基層と、
前記フィルムの長手方向に関し前記基層の端部に形成された電極部と、
前記フィルムの長手方向に関し前記基層の中央部に形成され、前記電極部と電気的に接続された発熱部と、
を有し、前記電極部と、前記発熱部と、が同一の材料の導電層で形成され、
前記電極部の方が前記発熱部よりも前記導電層の厚みが厚く、
前記電極部は、前記フィルムの周方向に延びた環状の前記導電層で形成された部分であり、前記発熱部は、前記フィルムの長手方向に延びた細線状の前記導電層を前記フィルムの周方向に関し互いに間隔を空けて複数並べて形成された部分であることを特徴とするフィルム。 A tubular film used for fixing devices,
With the base layer
An electrode portion formed at an end portion of the base layer in the longitudinal direction of the film, and an electrode portion.
A heat generating portion formed in the central portion of the base layer in the longitudinal direction of the film and electrically connected to the electrode portion, and a heat generating portion.
The electrode portion and the heat generating portion are formed of a conductive layer made of the same material.
Than said direction of the electrode portion is the heat generation unit rather thick thickness of the conductive layer,
The electrode portion is a portion formed by the annular conductive layer extending in the circumferential direction of the film, and the heat generating portion is a thin linear conductive layer extending in the longitudinal direction of the film around the film. A film characterized in that it is a portion formed by arranging a plurality of portions at intervals from each other in terms of direction.
電極層に接触し、前記電極部を介して前記発熱部に電力を供給する電力供給部材と、
を有し、前記フィルムは前記発熱部に流れる電流で発熱し、前記フィルムの熱でトナー画像を記録材に定着する定着装置において、
前記電極部と、前記発熱部と、は同一の材料の導電層で形成され、前記電極部の方が前記発熱部よりも前記導電層の厚みが厚く、
前記電極部は、前記フィルムの周方向に延びた環状の前記導電層で形成された部分であり、前記発熱部は、前記フィルムの長手方向に延びた細線状の前記導電層を前記フィルムの周方向に関し互いに間隔を空けて複数並べて形成された部分であることを特徴とする定着装置。 A tubular film, the base layer, an electrode portion formed at the end of the base layer in the longitudinal direction of the film, and an electrode portion formed in the center of the base layer in the longitudinal direction of the film and electrically. A film having a heat generating part connected to the
A power supply member for supplying electric power to the heat generating portion conductive contact with the electrode layer through the electrode portions,
The film generates heat by the current flowing through the heat generating portion, and the heat of the film fixes the toner image to the recording material.
Said electrode portion, and the heat generating portion, is formed of a conductive layer of the same material, toward said electrode portion is rather thick thickness of the conductive layer than the heating part,
The electrode portion is a portion formed by the annular conductive layer extending in the circumferential direction of the film, and the heat generating portion is a thin linear conductive layer extending in the longitudinal direction of the film around the film. A fixing device characterized in that it is a portion formed by arranging a plurality of portions at intervals from each other in terms of direction.
前記基層の前記フィルムの長手方向における端部及び中央部に前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷する第1工程と、
前記第1工程で形成した前記導電パターンのうち前記端部のみに重ねて前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷する第2工程と、を有することを特徴とするフィルムの製造方法。 A method for producing a film having a tubular base layer and a conductive pattern formed on the base layer and used for a fixing device.
A first step of printing the conductive pattern on the edges and the center of the base layer in the longitudinal direction of the film over the circumferential direction of the film.
A method for producing a film, which comprises a second step of printing the conductive pattern over the circumferential direction of the film by superimposing it only on the end portion of the conductive pattern formed in the first step.
前記基層の前記フィルムの長手方向における端部にのみ前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷する第1工程と、
前記基層の前記端部に形成された前記導電パターンに重ねて前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷すると同時に、前記フィルムの長手方向における中央部に前記フィルムの周方向に亘って前記導電パターンを印刷する第2工程と、
を有することを特徴とするフィルムの製造方法。 A method for producing a film having a tubular base layer and a conductive pattern formed on the base layer and used for a fixing device.
The first step of printing the conductive pattern over the circumferential direction of the film only on the end portion of the base layer in the longitudinal direction of the film.
The conductive pattern is printed over the circumferential direction of the film on the conductive pattern formed at the end portion of the base layer, and at the same time, the conductive pattern is printed at the central portion in the longitudinal direction of the film over the circumferential direction of the film. The second step of printing the conductive pattern and
A method for producing a film, which comprises.
基層と、
前記フィルムの長手方向に関し前記基層の端部に形成された電極部と、
前記フィルムの長手方向に関し前記基層の中央部に形成され、前記電極部と電気的に接続された発熱部と、
を有し、前記電極部と、前記発熱部と、が同一の材料の第1の導電層で形成され、
前記第1の導電層よりも体積抵抗率が低い第2の導電層が前記電極部の上に形成されており、
前記フィルムの長手方向において、前記第2の導電層は、前記発熱部と前記電極部との境界にオーバーラップするように形成されていることを特徴とするフィルム。 A tubular film used for fixing devices,
With the base layer
An electrode portion formed at an end portion of the base layer in the longitudinal direction of the film, and an electrode portion.
A heat generating portion formed in the central portion of the base layer in the longitudinal direction of the film and electrically connected to the electrode portion, and a heat generating portion.
The electrode portion and the heat generating portion are formed of a first conductive layer made of the same material.
A second conductive layer having a volume resistivity lower than that of the first conductive layer is formed on the electrode portion .
A film characterized in that, in the longitudinal direction of the film, the second conductive layer is formed so as to overlap the boundary between the heat generating portion and the electrode portion .
前記発熱部は、前記フィルムの長手方向に延びた細線状の前記第1の導電層を前記フィルムの周方向に関し互いに間隔を空けて複数並べて形成された部分である、
ことを特徴とする請求項9に記載のフィルム。 The electrode portion is a portion formed by the annular first conductive layer extending in the circumferential direction of the film.
The heat generating portion is a portion formed by arranging a plurality of the first conductive layers having a thin line extending in the longitudinal direction of the film at intervals with respect to the circumferential direction of the film.
The film according to claim 9.
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