JP7234790B2 - Fixing device and image forming device - Google Patents

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Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、特に、パッド定着方式の定着装置における電流リークを防止する技術に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly to technology for preventing current leakage in a pad fixing type fixing device.

従来、電子写真方式の画像形成装置が備える定着装置のうち、パッド定着方式の定着装置は、定着ベルトを挟んで、加圧ローラーを定着パッドに向かって付勢することによって定着ニップを形成し、当該定着ニップに記録シートを通紙することによって、トナー像を熱定着する(例えば、特許文献1を参照)。定着ベルトとの摩擦を抑制することを目的として、定着パッドにはフッ素樹脂材料を用いるのが一般的である。 Conventionally, among fixing devices provided in an electrophotographic image forming apparatus, a pad fixing type fixing device forms a fixing nip by urging a pressure roller toward a fixing pad with a fixing belt interposed therebetween. By passing the recording sheet through the fixing nip, the toner image is thermally fixed (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100003). A fluorine resin material is generally used for the fixing pad for the purpose of suppressing friction with the fixing belt.

しかしながら、フッ素樹脂は摩擦帯電列における最もマイナス帯電し易い材料であるため、図4(a)に示すように、定着ニップにおける定着ベルト401との摩擦によって定着パッド402表面はマイナス帯電し、定着ベルト401はプラス帯電する。記録シートS表面に担持されているトナーTがマイナス帯電している場合には、定着ニップに突入する直前にトナーTが定着ベルト401に静電吸着されてしまい、このトナーTが更に後続の記録シートSに転写される静電オフセットが発生する。 However, since fluororesin is the most negatively charged material in the triboelectrification series, as shown in FIG. 401 is positively charged. If the toner T carried on the surface of the recording sheet S is negatively charged, the toner T will be electrostatically attracted to the fixing belt 401 just before entering the fixing nip, and the toner T will be used for subsequent recording. An electrostatic offset transferred to the sheet S occurs.

このような問題に対して、例えば、定着ベルトの内周面側の表層に導電性材料を適用することによって除電機構を設ける構成が知られている。詳述すると、パッド定着方式の定着装置では、図4(b)に示すように、定着パッド402とともに加熱ローラー403に定着ベルト401を張架して、定着ベルト401を加熱する。加熱ローラー403は高い熱伝導性を得るために金属製であり、導電性を有している。 In order to solve such a problem, for example, a configuration is known in which a static elimination mechanism is provided by applying a conductive material to the surface layer on the inner peripheral surface side of the fixing belt. More specifically, in a pad-fixing type fixing device, as shown in FIG. 4B, a fixing belt 401 is stretched over a heating roller 403 together with a fixing pad 402 to heat the fixing belt 401 . The heating roller 403 is made of metal and has electrical conductivity in order to obtain high thermal conductivity.

定着ベルト401の内周面を導電性にするとともに、加熱ローラー403の回転軸を接地回路405にて電気的に接地すれば、定着ベルト401は内周面が加熱ローラー403に密着しているので、定着ベルト401を除電して、静電オフセットを防止することができる。 If the inner peripheral surface of fixing belt 401 is made conductive and the rotating shaft of heating roller 403 is electrically grounded through grounding circuit 405, the inner peripheral surface of fixing belt 401 is in close contact with heating roller 403. , the fixing belt 401 can be neutralized to prevent electrostatic offset.

特開2008-055771号公報JP 2008-055771 A

定着ベルトは、定着性を向上させるために弾性層を有している。定着装置の省エネ性能を向上させることを狙って、この弾性層に高熱伝導率フィラーを多く含有させる構成が求められている。高熱伝導率フィラーは導電性のものが多いため、高熱伝導率フィラーを多くすると弾性層全体として導通し易くなる。 The fixing belt has an elastic layer to improve fixability. In order to improve the energy saving performance of the fixing device, there is a demand for a configuration in which the elastic layer contains a large amount of high thermal conductivity filler. Since many of the high thermal conductivity fillers are electrically conductive, the more the high thermal conductivity fillers, the easier it is for the elastic layer as a whole to conduct.

このような構成において、定着ベルト表面の硬度を下げて定着画質を向上させるために表層を薄くすると、弾性層と記録シートとが導通し易くなる。また、表層が厚くても、定着ベルトの耐久末期に至って表層の絶縁層が摩滅したり、ジャム処理や異物の混入によって表層に傷がついたりすると、やはり弾性層と記録シートとが導通し易くなってしまう。定着ベルトの内周面を接地した状態で弾性層と記録シートが導通すると、図4(c)に示すように、記録シートSが定着ベルト401および加熱ローラー403を経由して接地されることにより、記録シートSの表面電荷が失われる電流リークが発生する。 In such a configuration, if the surface layer is made thin in order to reduce the hardness of the surface of the fixing belt and improve the fixing image quality, electrical continuity between the elastic layer and the recording sheet is facilitated. Further, even if the surface layer is thick, if the surface insulating layer is worn out at the end of the fixing belt durability, or if the surface layer is damaged due to jam processing or contamination with foreign matter, the elastic layer and the recording sheet are likely to be electrically connected. turn into. When the elastic layer and the recording sheet are electrically connected with the inner peripheral surface of the fixing belt grounded, the recording sheet S is grounded via the fixing belt 401 and the heating roller 403 as shown in FIG. , a current leak occurs in which the surface charge of the recording sheet S is lost.

記録シートSにトナー像を転写する転写ニップ411から定着ニップ412までの距離は、記録シートのFD(Feeding Direction)長よりも短いのが一般的であるため、1枚の記録シートSが転写ニップ411と定着ニップ412との両方に噛み込んだ状態は珍しくない。このため、電流リークが発生すると、転写ニップ411において転写バイアスが発生しなくなり、記録シートSにトナー像を転写することができなくなって、画像ノイズが発生する。 The distance from the transfer nip 411 that transfers the toner image onto the recording sheet S to the fixing nip 412 is generally shorter than the FD (Feeding Direction) length of the recording sheet. It is not uncommon to have both 411 and fuser nip 412 caught. Therefore, when a current leak occurs, no transfer bias is generated at the transfer nip 411, and the toner image cannot be transferred onto the recording sheet S, resulting in image noise.

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、静電オフセットを防止するための除電機構を有し、弾性層に高熱伝導率フィラーを多量に添加した省エネ構成において、電流リークによる画像ノイズの発生を防止することができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has an energy-saving configuration that has a static elimination mechanism for preventing electrostatic offset and has a large amount of high thermal conductivity filler added to the elastic layer. An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus capable of preventing image noise from occurring due to current leakage.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る定着装置は、無端環状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周側に配設された定着パッドと、前記定着パッドとともに前記定着ベルトを挟んで定着ニップを形成する加圧部材と、を備え、前記定着ニップに記録シートを通紙してトナー像を定着する定着装置であって、前記定着ベルトが、外周側から順に離型層、導電性の弾性層、絶縁性の中間層および導電性の内層を備え、前記内層が電気的に接地されており、前記中間層の表面抵抗率は、10 11 [Ω/□]以上であることを特徴とする。 To achieve the above object, a fixing device according to one aspect of the present invention includes an endless ring-shaped fixing belt, a fixing pad disposed on the inner circumference side of the fixing belt, and a fixing belt sandwiching the fixing belt together with the fixing pad. and a pressure member forming a fixing nip, wherein the fixing belt passes a recording sheet through the fixing nip to fix a toner image, wherein the fixing belt includes a release layer, a conductive an elastic elastic layer, an insulating intermediate layer and a conductive inner layer, the inner layer being electrically grounded, and the intermediate layer having a surface resistivity of 10 11 [Ω/□] or more. Characterized by

また、前記定着ベルトの内周面に接触する前記定着パッドの表面はフッ素樹脂からなるのが好適である。 Further, it is preferable that the surface of the fixing pad that contacts the inner circumferential surface of the fixing belt is made of fluororesin.

また、前記弾性層の熱伝導率は、2[W/m・K]以上であるのが望ましい。 Moreover, it is desirable that the thermal conductivity of the elastic layer is 2 [W/m·K] or more.

また、前記離型層は絶縁性であってもよい。 Also, the release layer may be insulating.

また、本発明の一形態に係る画像形成装置は、トナー像を形成する形成手段と、前記トナー像を記録シート上に転写する転写手段と、請求項1から5の何れかに記載の定着装置と、を備え、前記転写手段による転写位置から、前記定着装置による定着位置に至る前記記録シートの搬送経路の長さよりも、前記記録シートの搬送方向における長さの方が長いことを特徴とする。 Further, an image forming apparatus according to an aspect of the present invention comprises forming means for forming a toner image, transfer means for transferring the toner image onto a recording sheet, and the fixing device according to any one of claims 1 to 5. and wherein the length of the recording sheet in the conveying direction is longer than the length of the conveying path of the recording sheet from the transfer position of the transfer means to the fixing position of the fixing device. .

このようにすれば、定着温度を低温化して省エネ性を向上させるために、高熱伝導率フィラーを添加して定着ベルトの熱移動性を高めた定着装置であっても、定着ベルトに絶縁性の中間層を設けるので、絶縁性の離型層が薄い場合や、厚い離型層が摩滅、破損した場合であっても画像ノイズの発生を防止することができる。 In this way, in order to lower the fixing temperature and improve energy efficiency, even in a fixing device in which a high thermal conductivity filler is added to increase the heat transferability of the fixing belt, the fixing belt has an insulating property. Since the intermediate layer is provided, image noise can be prevented even when the insulating release layer is thin or when the thick release layer is worn out or damaged.

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。1 is a diagram showing the main configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention; FIG. 定着装置100の主要な構成を示す図である。2 is a diagram showing the main configuration of the fixing device 100; FIG. 定着ベルト200の層構成を示す図である。2 is a diagram showing a layer structure of a fixing belt 200; FIG. (a)は静電オフセットの発生メカニズムを説明する図であり、(b)は静電オフセットを防止するための除電機構を示す図であり、(c)は電流リークの発生メカニズムを説明する図である。(a) is a diagram for explaining the electrostatic offset generation mechanism, (b) is a diagram for explaining a static elimination mechanism for preventing the electrostatic offset, and (c) is a diagram for explaining the current leakage generation mechanism. is.

以下、本発明に係る定着装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[1]画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Configuration of Image Forming Apparatus First, the configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment will be described.

図1に示すように、画像形成装置1は、所謂タンデム方式のカラー複合機(MFP: Multi-Function Peripheral)であって、画像読み取り部110、画像形成部120および給紙部130を備えている。 As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 is a so-called tandem type color multifunction peripheral (MFP: Multi-Function Peripheral), and includes an image reading section 110, an image forming section 120, and a paper feeding section 130. .

画像読み取り部110は、自動原稿搬送装置(ADF: Automatic Document Feeder)111とスキャナー装置112とを備えている。自動原稿搬送装置111は、原稿トレイ113に載置されている原稿束から原稿を1枚ずつ送り出して搬送しながら、スキャナー装置112に読み取らせて画像データを生成させる。その後、原稿は排紙トレイ114上に排出される。 The image reading unit 110 includes an automatic document feeder (ADF) 111 and a scanner device 112 . The automatic document feeder 111 feeds and conveys the documents one by one from the document stack placed on the document tray 113, and causes the scanner device 112 to read and generate image data. After that, the document is discharged onto the discharge tray 114 .

画像形成部120は、画像読み取り部110が生成した画像データや他の装置から受け付けた画像データを用いて画像を形成する。本実施の形態においては、作像部121Y、121M、121Cおよび121Kはそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)のトナー像を形成する。 The image forming unit 120 forms an image using image data generated by the image reading unit 110 or image data received from another device. In this embodiment, image forming units 121Y, 121M, 121C and 121K form yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) toner images, respectively.

作像部121Y、121M、121Cおよび121Kが形成したYMCK各色のトナー像は、中間転写ベルト122で互いに重なり合うように順次、静電転写され(一次転写)、これによってカラートナー像が形成される。中間転写ベルト122は、無端状のベルトであって、回転走行することによって、カラートナー像を二次転写ローラー対123まで搬送する。 YMCK toner images formed by the image forming units 121Y, 121M, 121C, and 121K are sequentially electrostatically transferred (primary transfer) so as to overlap each other on the intermediate transfer belt 122, thereby forming a color toner image. The intermediate transfer belt 122 is an endless belt, and conveys the color toner image to the secondary transfer roller pair 123 by rotating.

これと並行して、ユーザーが指定した紙種の記録シートSを収容した給紙カセット131から給紙ローラー132が記録シートSを送り出す。送り出された記録シートSは、その先端をレジストローラー対124に当接させることによってスキューを補正する。その後、二次転写タイミングに合わせてレジストローラー対124の回転駆動を開始し、二次転写ローラー対123へ記録シートSを搬送する。 In parallel with this, the paper feed roller 132 feeds out the recording sheet S from the paper feed cassette 131 containing the recording sheet S of the paper type specified by the user. The skew of the sent-out recording sheet S is corrected by bringing its leading edge into contact with the pair of registration rollers 124 . After that, the registration roller pair 124 is started to rotate in synchronization with the secondary transfer timing, and the recording sheet S is conveyed to the secondary transfer roller pair 123 .

二次転写ローラー対123においては、中間転写ベルト122を挟んで、2つのローラーを互いに圧接することによって二次転写ニップ125が形成される。また、二次転写ローラー対123には、2つのローラー間に二次転写バイアスが印加されており、二次転写ニップ125において、中間転写ベルト122が担持するカラートナー像を記録シートSへ静電転写する(二次転写)。このとき、記録シートSが電気的に接地されるとプラス電荷が流出して、マイナス帯電しているトナーを静電吸着することができなくなってしまう。 In the secondary transfer roller pair 123 , a secondary transfer nip 125 is formed by pressing two rollers with the intermediate transfer belt 122 interposed therebetween. A secondary transfer bias is applied between the two rollers of the secondary transfer roller pair 123 , and the color toner image carried by the intermediate transfer belt 122 is electrostatically transferred onto the recording sheet S at the secondary transfer nip 125 . Transcribe (secondary transcription). At this time, if the recording sheet S is electrically grounded, the positive charges flow out, making it impossible to electrostatically attract the negatively charged toner.

カラートナー像を二次転写された記録シートSは定着装置100へ搬送され、カラートナー像を熱定着された後、排紙ローラー対126によって排紙トレイ127上に排出される。
[2]定着装置100の構成
次に、定着装置100の構成について説明する。
The recording sheet S on which the color toner image has been secondarily transferred is conveyed to the fixing device 100 , and after the color toner image is thermally fixed, the recording sheet S is discharged onto the paper discharge tray 127 by the paper discharge roller pair 126 .
[2] Configuration of Fixing Device 100 Next, the configuration of the fixing device 100 will be described.

定着装置100は、いわゆる上2軸ベルト定着システムであって、図2に示すように、定着ベルト200、定着パッド201、加圧ローラー202および加熱ローラー203等をハウジング204にて外装した構成を備え、定着ベルト200は定着パッド201、加熱ローラー203およびベルト支持部材205に掛け回されている。 The fixing device 100 is a so-called upper two-axis belt fixing system, and as shown in FIG. , the fixing belt 200 is wound around the fixing pad 201 , the heating roller 203 and the belt supporting member 205 .

加熱ローラー203は、中空円筒状で、アルミニウム(Al)、SUS(Steel Use Stainless)、鉄(Fe)などの金属材料からなっており、導電性を有している。加熱ローラー203の内部にはハロゲンヒーター207が配設されている。ハロゲンヒーター207を点灯すると、加熱ローラー203が加熱されるので、定着ベルト200のうち加熱ローラー203に接触する部分が加熱される。 The heating roller 203 has a hollow cylindrical shape, is made of a metal material such as aluminum (Al), SUS (Steel Use Stainless), or iron (Fe), and has electrical conductivity. A halogen heater 207 is arranged inside the heating roller 203 . When the halogen heater 207 is turned on, the heating roller 203 is heated, so that the portion of the fixing belt 200 that contacts the heating roller 203 is heated.

加圧ローラー202が矢印C方向に回転駆動されると、定着ベルト200は加圧ローラー202に従動して、矢印B方向に回転走行する。この回転走行に従って、定着ベルト200のうち加熱ローラー203に接触する範囲が変動するので、定着ベルト200全体が満遍なく加熱される。 When pressure roller 202 is rotationally driven in the direction of arrow C, fixing belt 200 rotates in the direction of arrow B following pressure roller 202 . As the fixing belt 200 rotates, the contact area of the fixing belt 200 with the heating roller 203 changes, so that the entire fixing belt 200 is evenly heated.

定着パッド201は、定着ベルト200が摺接する表面にフッ素層が設けられている。フッ素層は、定着ベルト200と定着パッド201とが摺動する際の摩擦抵抗を低減する。フッ素層としては、フッ素シートやガラス繊維の織布にフッ素を含浸したシート等を用いることができる。耐摩耗性を考慮すると、フッ素層にカーボン等のフィラーを添加して導電性にすると寿命が短くなることから、絶縁性のフッ素樹脂を用いるのが望ましい。 The fixing pad 201 is provided with a fluorine layer on the surface with which the fixing belt 200 slides. The fluorine layer reduces frictional resistance when the fixing belt 200 and the fixing pad 201 slide. As the fluorine layer, a fluorine sheet, a sheet obtained by impregnating a glass fiber woven fabric with fluorine, or the like can be used. In consideration of abrasion resistance, it is desirable to use an insulating fluororesin because adding a filler such as carbon to the fluorine layer to make it conductive shortens the life of the layer.

定着パッド201には、定着ベルト200を挟んで加圧ローラー202が圧接されており、これによって定着ニップ206が形成される。また、加熱ローラー203は、定着ベルト200が矢印B方向に回転走行するのに従動して、矢印A方向に回転する。 A pressure roller 202 is pressed against the fixing pad 201 with the fixing belt 200 therebetween, thereby forming a fixing nip 206 . Further, the heating roller 203 rotates in the arrow A direction following the rotation of the fixing belt 200 in the arrow B direction.

搬送経路208に沿って定着装置100に進入する記録シートSは、搬送ガイド209、210によって定着ニップ206まで案内される。搬送経路208における二次転写ニップ125から定着ニップ206までの距離は記録シートSのFD(Feeding Direction)長よりも短くなっている。このため、記録シートSの先端が定着ニップ206に進入してから、記録シートSの後端が二次転写ニップ125から離脱するまでの間、記録シートSは定着ニップ206と二次転写ニップ125との両方に噛み込んだ状態になる。 The recording sheet S entering the fixing device 100 along the transport path 208 is guided to the fixing nip 206 by transport guides 209 and 210 . The distance from the secondary transfer nip 125 to the fixing nip 206 in the conveying path 208 is shorter than the FD (Feeding Direction) length of the recording sheet S. As shown in FIG. Therefore, during the period from when the leading edge of the recording sheet S enters the fixing nip 206 to when the trailing edge of the recording sheet S leaves the secondary transfer nip 125 , the recording sheet S moves between the fixing nip 206 and the secondary transfer nip 125 . and become stuck in both.

定着ニップ206のシート搬送方向下流側には剥離爪212が配設されており、定着ニップ206を通過した記録シートSが加圧ローラー202に巻き付くのを防止する。定着ニップ206を通過後、搬送経路213に沿って定着装置100から離脱する記録シートSは、搬送ガイド214、215によって定着装置100の外部へ案内される。 A peeling pawl 212 is arranged downstream of the fixing nip 206 in the sheet conveying direction to prevent the recording sheet S passing through the fixing nip 206 from winding around the pressure roller 202 . After passing through the fixing nip 206 , the recording sheet S separated from the fixing device 100 along the transport path 213 is guided to the outside of the fixing device 100 by transport guides 214 and 215 .

なお、静電オフセットを防止するために、定着ベルト200の内周面は導電性になっており、定着ベルト200の内周面に当接する導電性の加熱ローラー203は電気的に接地されている。具体的には、加熱ローラー203の円筒状部分と回転軸とはいずれも導電性の材料からなり、互いに電気的に接続されている。加熱ローラー203の回転軸は接地回路216に電気的に接続されているので、定着ベルト200の内周面は加熱ローラー203の円筒状部分、回転軸および接地回路216を経由して接地されていることになる。
[3]定着ベルト200の構成
次に、定着ベルト200の構成について説明する。
In order to prevent electrostatic offset, the inner peripheral surface of fixing belt 200 is conductive, and conductive heating roller 203 that contacts the inner peripheral surface of fixing belt 200 is electrically grounded. . Specifically, both the cylindrical portion and the rotating shaft of heating roller 203 are made of a conductive material and are electrically connected to each other. Since the rotating shaft of heating roller 203 is electrically connected to ground circuit 216 , the inner peripheral surface of fixing belt 200 is grounded via the cylindrical portion of heating roller 203 , the rotating shaft, and ground circuit 216 . It will be.
[3] Configuration of Fixing Belt 200 Next, the configuration of the fixing belt 200 will be described.

定着ベルト200は、図3に示すように、外周側から離型層301、弾性層302、中間層303および内層304を順次積層した構成を備えている。 As shown in FIG. 3, the fixing belt 200 has a configuration in which a release layer 301, an elastic layer 302, an intermediate layer 303 and an inner layer 304 are sequentially laminated from the outer peripheral side.

離型層301は、フッ素樹脂(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)等)、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂などの樹脂からなっており、例えば、フッ素樹脂は離型性のよさより絶縁性を選定するのがよい。離型層301の層厚は10[μm]以上、50[μm]以下の範囲内であるのが望ましい。本実施の形態に係る離型層301は絶縁性であるが、必要に応じて導電性フィラーを添加することによって導電性を付与してもよい。 The release layer 301 is made of resin such as fluororesin (PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), etc.), silicone resin, polyimide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, etc. For example, fluororesin It is better to select insulating properties rather than releasability. The layer thickness of the release layer 301 is desirably in the range of 10 [μm] or more and 50 [μm] or less. Although the release layer 301 according to the present embodiment is insulating, conductivity may be imparted by adding a conductive filler as necessary.

弾性層302は、シリコーンゴム又はフッ素ゴムからなっている。弾性層302は、熱伝導率を向上させるために、高熱伝導率フィラーを含有している。高熱伝導率フィラーとしては、カーボンナノチューブ(CNT: Carbon Nano Tube)、酸化マグネシウム(MgO)、アルミナ(Al2O3)、六方晶窒化ホウ素(BN)、窒化アルミ(AIN)、炭化ケイ素(SiC)、ダイヤモンド(C)、シリカ(SiO2)等が一例として挙げられる。弾性層302の熱伝導率は、2[W/m・K]以上であるのが望ましい。また、弾性層320の層厚は50[μm]以上、500[μm]以下の範囲内であるのが望ましい。 The elastic layer 302 is made of silicone rubber or fluororubber. The elastic layer 302 contains high thermal conductivity fillers to improve thermal conductivity. Carbon nanotube (CNT: Carbon Nano Tube), magnesium oxide (MgO), alumina (Al 2 O 3 ), hexagonal boron nitride (BN), aluminum nitride (AIN), silicon carbide (SiC) , diamond (C), silica (SiO 2 ), and the like. The thermal conductivity of the elastic layer 302 is desirably 2 [W/m·K] or more. Also, the layer thickness of the elastic layer 320 is preferably in the range of 50 [μm] or more and 500 [μm] or less.

中間層303は、絶縁性を有する層である。電流リークを確実に防止するためには、中間層303の表面抵抗率が1011[Ω/□]以上であるのが望ましい。中間層303の材料としては、例えば、絶縁性のポリイミド樹脂を用いることができる。 The intermediate layer 303 is an insulating layer. In order to reliably prevent current leakage, the intermediate layer 303 preferably has a surface resistivity of 10 11 [Ω/□] or more. As a material for the intermediate layer 303, for example, an insulating polyimide resin can be used.

内層304は、定着ベルト200が帯電して静電オフセットが発生するのを防止するために導電性を有している。 The inner layer 304 is conductive to prevent the fixing belt 200 from being charged and causing electrostatic offset.

中間層303と内層304とは、いずれも層厚が10[μm]以上である。定着ベルト200の形状保持性を考慮すれば、中間層303と内層304との層厚の合計が50[μm]以上であるのが望ましく、省エネ性の観点から定着ベルト200の熱容量を小さくするためには150[μm]以下であるのが望ましい。すなわち、層厚の合計が50[μm]以上、150[μm]以下の範囲内であるのが好適である。 Both the intermediate layer 303 and the inner layer 304 have a layer thickness of 10 [μm] or more. Considering the shape retention of the fixing belt 200, the total layer thickness of the intermediate layer 303 and the inner layer 304 is preferably 50 [μm] or more. is preferably 150 [μm] or less. That is, it is preferable that the total layer thickness is in the range of 50 [μm] or more and 150 [μm] or less.

具体例を挙げると、内層304の材料に導電性のポリイミド樹脂を用いる場合には、中間層303と内層304との一方の層厚を30[μm]とし、他方の層厚を40[μm]としてもよい。また、内層304の材料に導電性のフッ素コートを用いる場合には、中間層303の層厚を60[μm]とし、内層304の層厚を10[μm]としてもよい。いずれの場合も、層厚の合計は70[μm]となり、上記の範囲内になる。 As a specific example, when a conductive polyimide resin is used as the material of the inner layer 304, the layer thickness of one of the intermediate layer 303 and the inner layer 304 is set to 30 [μm], and the layer thickness of the other is set to 40 [μm]. may be Further, when a conductive fluorine coat is used as the material of the inner layer 304, the layer thickness of the intermediate layer 303 may be set to 60 [μm] and the layer thickness of the inner layer 304 may be set to 10 [μm]. In either case, the total layer thickness is 70 [μm], which is within the above range.

なお、内層304の材料としては、上記のポリイミド樹脂の他に、フッ素樹脂やシリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂などを用い、導電性フィラーを添加することによって導電性を与えることができる。
[4]変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(4-1)上記実施の形態においては、ハロゲンヒーターを用いて定着ベルト200を加熱する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。
As the material of the inner layer 304, in addition to the above-described polyimide resin, fluorine resin, silicone resin, polyamide resin, polyimideamide resin, etc. can be used, and conductivity can be imparted by adding a conductive filler.
[4] Modifications Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is of course not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be implemented. .
(4-1) In the above embodiment, the halogen heater is used to heat the fixing belt 200. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this. can be

例えば、電磁誘導コイルを用いて交番磁場を形成し、定着ベルトの金属発熱層に渦電流を発生させてジュール発熱させる電磁誘導加熱方式を用いる場合には、金属発熱層として、弾性層302と中間層303との間にニッケル電鋳スリーブを設けてもよいし、中間層303と内層304との間に金属発熱層を設けてもよい。金属発熱層の材料としては、上記のニッケル(Ni)の他に、銅(Cu)、鉄、アルミニウム、チタン(Ti)、コバルト(Co)、錫(Sn)、鉛(Pb)、銀(Ag)、SUSまたはこれらの合金を用いてもよい。 For example, in the case of using an electromagnetic induction heating method in which an alternating magnetic field is formed using an electromagnetic induction coil to generate eddy current in the metal heat generating layer of the fixing belt to generate Joule heat, the elastic layer 302 and the intermediate layer are used as the metal heat generating layer. A nickel electroformed sleeve may be provided between the layer 303 and a metal heating layer may be provided between the intermediate layer 303 and the inner layer 304 . In addition to nickel (Ni) mentioned above, materials for the metal heating layer include copper (Cu), iron, aluminum, titanium (Ti), cobalt (Co), tin (Sn), lead (Pb), silver (Ag ), SUS or alloys thereof may be used.

また、定着ベルトの抵抗発熱層に通電することによってジュール発熱させる抵抗発熱方式を用いる場合には、抵抗発熱層を弾性層302と中間層303との間に設けてもよいし、中間層303と内層304との間に金属発熱層を設けてもよい。抵抗発熱体層512は、ベースとなる樹脂材料に導電性フィラーを分散させることにより所定の電気抵抗率に調整される。 In the case of using a resistance heating system in which Joule heat is generated by energizing the resistance heating layer of the fixing belt, the resistance heating layer may be provided between the elastic layer 302 and the intermediate layer 303, or between the intermediate layer 303 and the intermediate layer 303. A metal heat-generating layer may be provided between the inner layer 304 and the inner layer 304 . The resistive heating layer 512 is adjusted to have a predetermined electrical resistivity by dispersing conductive fillers in the base resin material.

樹脂材料としては、ポリイミド樹脂の他、PPS(Polyphenylene Sulfide)、PEEK(Polyether Ether Ketone)等の耐熱樹脂を用いることができる。また、導電性フィラーとしては、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム(Mg)、ニッケル等の金属や、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンマイクロコイル等のカーボン系材料を用いればよく、これらのうち2種類以上混合して分散させても良い。 As the resin material, heat-resistant resins such as PPS (Polyphenylene Sulfide) and PEEK (Polyether Ether Ketone) can be used in addition to polyimide resin. In addition, as the conductive filler, metals such as silver, copper, aluminum, magnesium (Mg), and nickel, and carbon-based materials such as carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon microcoils may be used. The above may be mixed and dispersed.

導電性フィラーの形状としては同一含有量でフィラーどうしの接触する確率を高くするため、繊維状が望ましい。導電性フィラーの太さは、5~100[μm]程度が望ましい。更に、導電性フィラーの電気抵抗率は、印加する電圧、電流や抵抗発熱体層512の厚さ、定着ベルト51の径や長さに応じて決定されるべきであるのは言うまでもないが、例えば、1.0×10-6~9.9×10-3[Ωm]の範囲内とすれば良く、1.0×10-5~5.0×10-3[Ωm]の範囲内とすれば更に好適である。
(4-2)上記実施の形態の層構成によっては定着ベルト200の強度を十分に確保することができない場合には、補強層を追加してもよい。補強層は、例えば、ポリイミド樹脂などの材料を用いればよく、弾性層302と中間層303との間に設けたり、中間層303と内層304との間に設けたりすることができる。
(4-3)上記実施の形態においては、加熱ローラー203を接地回路に接続することによって、定着ベルト200の内周面を間接的に接地する場合を例にとって説明したが本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて定着ベルト200の内周面に接地回路を直接接続してもよい。例えば、定着ベルト200の内周面に導電性のローラーやブラシ、或いはパッドを接続し、当該ローラーやブラシ、或いはパッドを接地することによって、定着ベルト200の内周面を接地してもよい。
(4-4)上記実施の形態においては、加圧ローラー202を用いて定着ニップ206を形成する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、加圧ローラー202に代えて加圧パッドを用いて定着ニップ206を形成しても、上と同様の効果を得ることができる。
(4-5)上記実施の形態においては、画像形成装置がタンデム方式のカラー複合機である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、タンデム方式以外の方式のカラー複合機であってもよいし、モノクロ複合機であってもよい。また、プリンター装置やコピー装置、或いはファクシミリ装置といった単機能機に本発明を適用しても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
As for the shape of the conductive filler, a fibrous shape is desirable in order to increase the probability that fillers with the same content will come into contact with each other. The thickness of the conductive filler is desirably about 5 to 100 [μm]. Furthermore, it goes without saying that the electrical resistivity of the conductive filler should be determined according to the applied voltage and current, the thickness of the resistance heating layer 512, and the diameter and length of the fixing belt 51. For example, , 1.0 × 10 -6 to 9.9 × 10 -3 [Ωm] . is more preferred.
(4-2) If the strength of the fixing belt 200 cannot be sufficiently ensured depending on the layer structure of the above embodiment, a reinforcing layer may be added. The reinforcing layer may be made of a material such as polyimide resin, for example, and can be provided between the elastic layer 302 and the intermediate layer 303 or between the intermediate layer 303 and the inner layer 304 .
(4-3) In the above embodiment, the case where the inner peripheral surface of fixing belt 200 is indirectly grounded by connecting heating roller 203 to the grounding circuit has been described as an example, but the present invention is limited to this. Needless to say, the ground circuit may be directly connected to the inner circumferential surface of the fixing belt 200 instead. For example, the inner peripheral surface of the fixing belt 200 may be grounded by connecting a conductive roller, brush, or pad to the inner peripheral surface of the fixing belt 200 and grounding the roller, brush, or pad.
(4-4) In the above embodiment, the case where the fixing nip 206 is formed using the pressure roller 202 has been described as an example. Even if the fixing nip 206 is formed using a pressure pad instead, the same effect as above can be obtained.
(4-5) In the above embodiments, the case where the image forming apparatus is a tandem type color multifunction machine has been described as an example. It may be a color multifunction machine of a method other than the method, or it may be a monochrome multifunction machine. Further, even if the present invention is applied to a single-function device such as a printer device, a copy device, or a facsimile device, it is possible to obtain the same effect as the above embodiment.

本発明に係る定着装置および画像形成装置は、パッド定着方式の定着装置における電流リークを防止する装置として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY A fixing device and an image forming apparatus according to the present invention are useful as a device for preventing current leakage in a pad fixing type fixing device.

1………画像形成装置
100…定着装置
200…定着ベルト
301…離型層
302…弾性層
303…中間層
304…内層
REFERENCE SIGNS LIST 1 image forming apparatus 100 fixing device 200 fixing belt 301 release layer 302 elastic layer 303 intermediate layer 304 inner layer

Claims (5)

無端環状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周側に配設された定着パッドと、前記定着パッドとともに前記定着ベルトを挟んで定着ニップを形成する加圧部材と、を備え、前記定着ニップに記録シートを通紙してトナー像を定着する定着装置であって、
前記定着ベルトが、外周側から順に離型層、導電性の弾性層、絶縁性の中間層および導電性の内層を備え、
前記内層が電気的に接地されており、
前記中間層の表面抵抗率は、10 11 [Ω/□]以上である
ことを特徴とする定着装置。
An endless annular fixing belt, a fixing pad disposed on the inner circumference side of the fixing belt, and a pressing member that sandwiches the fixing belt together with the fixing pad to form a fixing nip, A fixing device for fixing a toner image through a recording sheet,
The fixing belt comprises a release layer, a conductive elastic layer, an insulating intermediate layer and a conductive inner layer in this order from the outer peripheral side,
the inner layer is electrically grounded ;
The intermediate layer has a surface resistivity of 10 11 [Ω/□] or more.
A fixing device characterized by:
前記定着ベルトの内周面に接触する前記定着パッドの表面はフッ素樹脂からなる
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
2. The fixing device according to claim 1, wherein the surface of said fixing pad that contacts the inner peripheral surface of said fixing belt is made of fluororesin.
前記弾性層の熱伝導率は、2[W/m・K]以上である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。
3. The fixing device according to claim 1 , wherein the elastic layer has a thermal conductivity of 2 [W/m·K] or more.
前記離型層は絶縁性である
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。
4. The fixing device according to claim 1, wherein the release layer is insulating.
トナー像を形成する形成手段と、
前記トナー像を記録シート上に転写する転写手段と、
請求項1から4の何れかに記載の定着装置と、を備え、
前記転写手段による転写位置から、前記定着装置による定着位置に至る前記記録シートの搬送経路の長さよりも、前記記録シートの搬送方向における長さの方が長い
ことを特徴とする画像形成装置。
forming means for forming a toner image;
a transfer means for transferring the toner image onto a recording sheet;
a fixing device according to any one of claims 1 to 4 ,
An image forming apparatus, wherein the length of the recording sheet in the conveying direction is longer than the length of the conveying path of the recording sheet from the transfer position of the transfer means to the fixing position of the fixing device.
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